RU2240381C1 - Hydrogen-oxygen mixture generator - Google Patents

Hydrogen-oxygen mixture generator Download PDF

Info

Publication number
RU2240381C1
RU2240381C1 RU2004100053/15A RU2004100053A RU2240381C1 RU 2240381 C1 RU2240381 C1 RU 2240381C1 RU 2004100053/15 A RU2004100053/15 A RU 2004100053/15A RU 2004100053 A RU2004100053 A RU 2004100053A RU 2240381 C1 RU2240381 C1 RU 2240381C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
electrolyzer
crank mechanism
piston
electrodes
Prior art date
Application number
RU2004100053/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.И. Весенгириев (RU)
М.И. Весенгириев
Original Assignee
Весенгириев Михаил Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Весенгириев Михаил Иванович filed Critical Весенгириев Михаил Иванович
Priority to RU2004100053/15A priority Critical patent/RU2240381C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2240381C1 publication Critical patent/RU2240381C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

FIELD: electrochemical production processes, namely equipment for water electrolysis.
SUBSTANCE: generator includes at least one cylinder with cooling jacket, self-action discharge valve, piston and cylinder head, all forming closed volume of cylinder, crank mechanism joined with drive unit. Apparatus for supplying aqueous solution of electrolyte, for example of caustic potash into cylinder is in the form of high-pressure pump joined with crank mechanism and jet with cavitator in the form of locally narrowed portion of duct. In closed volume of cylinder there is electrolyzer mounted with possibility of power supply from DC source, for example from storage cell to its electrodes and with possibility for free passing to and fro of aqueous solution of electrolyte.
EFFECT: enhanced efficiency and safety of apparatus.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технологии электрохимических производств, а именно к устройствам для электролиза воды, и может быть использовано для выработки экологически чистого топлива.The invention relates to technology for electrochemical production, and in particular to devices for electrolysis of water, and can be used to produce environmentally friendly fuel.

Известен применяемый для электрохимического разложения воды электролизер, содержит цилиндрический корпус-анод, полый катод, установленный коаксиально с корпусом, патрубок для ввода электролита и патрубок с отсекателем для вывода газа и источник постоянного тока (патент России, № 2034934, С 25 В 9/00, 1/02, 1995).Known used for electrochemical decomposition of water, an electrolyzer, contains a cylindrical body-anode, a hollow cathode mounted coaxially with the body, a pipe for introducing electrolyte and a pipe with a cut-off for gas outlet and a DC source (patent of Russia, No. 2034934, C 25 V 9/00 1/02, 1995).

Недостатком известного электролизера является низкая производительность на единицу массы и низкая безопасность в работе.A disadvantage of the known electrolyzer is low productivity per unit mass and low safety in operation.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является электролизер высокого давления для получения гремучего газа, который содержит цилиндрический корпус, разделенный обратным клапаном на электродную и газонакопительную части, где электродная часть выполнена с возможностью подводки питания от источника постоянного тока к его электродам, а газонакопительная с возможностью отвода газа из устройства под высоким давлением (а.с. СССР, № 1011730, С 25 В 1/12, 1983).The closest in technical essence to the present invention is a high-pressure electrolyzer for the production of explosive gas, which contains a cylindrical body divided by a check valve into the electrode and gas storage parts, where the electrode part is configured to supply power from a direct current source to its electrodes, and gas storage with the ability to drain gas from the device under high pressure (AS USSR, No. 1011730, C 25 V 1/12, 1983).

Недостатком такого устройства электролизера является низкая производительность и высокая опасность взрыва из-за наличия в устройстве необходимости накапливать газ до высокого рабочего давления.The disadvantage of such a device of the electrolyzer is low productivity and high risk of explosion due to the presence in the device of the need to accumulate gas to a high working pressure.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении производительности и безопасности в работе.The technical problem solved by the invention is to increase productivity and safety in work.

Поставленная задача решается тем, что в генераторе водородно-кислородной смеси, содержащем электролизер, выполненный с возможностью подводки питания от источника постоянного тока к его электродам, например от бортового аккумулятора, согласно изобретению содержится по меньшей мере один цилиндр с рубашкой охлаждения, например жидкостной - вода или антифриз, поршень и головка цилиндра, образующие замкнутый объем цилиндра, выпускной самодействующий клапан, установленный в головке цилиндра. Кривошипно-шатунный механизм, связанный с приводом, например с электромотором, и устройство подачи водного раствора электролита в цилиндр, например водного раствора едкого кали. При этом в замкнутый объем цилиндра - между поршнем и головкой цилиндра установлен электролизер, выполненный с возможностью свободного прохода через него в прямом и обратном направлении водного раствора электролита, а устройство подачи водного раствора электролита выполнено в виде насоса высокого давления, кинематически связанного с кривошипно-шатунным механизмом, и снабжено форсункой. При этом электролизер может иметь вид двух электродов-полублоков цилиндрической формы, своими полыми элементами концентрично и с зазором вписывающихся друг в друга, в которых либо выполнены отверстия, если они выполнены из металла, например из листового никеля, либо которые выполнены полыми из металлической сетки, что необходимо для свободного прохода через них водного раствора электролита. Форсунка может иметь кавитатор, выполненный в виде местного сужения ее канала.The problem is solved in that in a generator of a hydrogen-oxygen mixture containing an electrolyzer configured to supply power from a direct current source to its electrodes, for example from an on-board battery, according to the invention, at least one cylinder with a cooling jacket, for example, liquid-water, is contained or antifreeze, a piston and a cylinder head forming a closed cylinder volume, a self-acting exhaust valve mounted in the cylinder head. A crank mechanism associated with the drive, for example with an electric motor, and a device for supplying an aqueous solution of an electrolyte to a cylinder, for example, an aqueous solution of potassium hydroxide. At the same time, an electrolyzer is installed in the enclosed volume of the cylinder — between the piston and the cylinder head, which is made with the possibility of free passage through it in the forward and reverse direction of the aqueous electrolyte solution, and the device for supplying the aqueous electrolyte solution is made in the form of a high pressure pump kinematically connected to the crank mechanism, and is equipped with a nozzle. In this case, the electrolyzer can take the form of two cylindrical half-electrodes with their hollow elements concentrically and with a gap that fit into each other, in which either holes are made if they are made of metal, for example, sheet nickel, or which are made hollow of a metal mesh, what is necessary for free passage through them of an aqueous electrolyte solution. The nozzle may have a cavitator made in the form of local narrowing of its channel.

Сущность изобретения показана на чертежах, где:The invention is shown in the drawings, where:

на фиг.1 - показан схематичный разрез генератора;figure 1 - shows a schematic section of a generator;

на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1;figure 2 is a section along aa in figure 1;

на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.1;figure 3 is a view along arrow B in figure 1;

на фиг.4 - схематичный разрез форсунки в части кавитатора.figure 4 is a schematic section of a nozzle in part of the cavitator.

Пример выполнения предлагаемого решения.An example of the implementation of the proposed solution.

Генератор водородно-кислородной смеси содержит по меньшей мере один цилиндр 1 (фиг.1-3) с рубашкой охлаждения 2, например жидкостной - вода, антифриз, самодействующий выпускной клапан 3, поршень 4 и головку цилиндра 5, образующие замкнутый объем цилиндра 6, где между поршнем и головкой цилиндра, с возможностью подводки питания к его электродам от источника постоянного тока, например от бортового аккумулятора 7, и с возможностью свободного прохода через него в прямом и обратном направлении водного раствора электролита, установлен электролизер 8, выполненный либо из металла, например из листового никеля с отверстиями 9, либо из металлической сетки в виде двух электродов-полублоков 10 и 11 цилиндрической формы, которые своими полыми элементами 12 концентрично и с зазором 13 вписываются друг в друга. Электроды один от другого изолированы диэлектрической прокладкой 14. Устройство для подачи цикловой дозы водного раствора электролита в цилиндр выполнено в виде насоса 15 высокого давления, например плунжерного, кинематически связанного с кривошипно-шатунным механизмом 16 и снабженного форсункой 17, установленной на головке цилиндра и выполненной с кавитатором 18 (фиг.4) в виде местного сужения 19 ее канала 20, кавитационная зона 21. Привод генератора 22, например, в виде электромотора, связанного с кривошипно-шатунным механизмом. Электролитный бак 23, отсекатель 24 (гидрозатвор) и потребитель 25.The hydrogen-oxygen mixture generator contains at least one cylinder 1 (Figs. 1-3) with a cooling jacket 2, for example, liquid - water, antifreeze, a self-acting exhaust valve 3, a piston 4 and a cylinder head 5, forming a closed cylinder 6, where between the piston and the cylinder head, with the possibility of supplying power to its electrodes from a direct current source, for example from an on-board battery 7, and with the possibility of free passage through it in the forward and reverse direction of the aqueous electrolyte solution, an electrolyzer 8 is installed, made either of metal, for example, of nickel sheet with holes 9, or of a metal mesh in the form of two cylindrical half-blocks electrodes 10 and 11, which fit concentrically and with a gap 13 into each other with their hollow elements 12. The electrodes are isolated from one another by a dielectric gasket 14. The device for supplying a cyclic dose of an aqueous electrolyte solution to the cylinder is made in the form of a high-pressure pump 15, for example, a plunger kinematically connected to a crank mechanism 16 and equipped with a nozzle 17 mounted on the cylinder head and made with cavitator 18 (figure 4) in the form of local narrowing 19 of its channel 20, cavitation zone 21. The drive of the generator 22, for example, in the form of an electric motor associated with a crank mechanism. Electrolyte tank 23, cut-off 24 (water seal) and consumer 25.

Генератор водородно-кислородной смеси работает следующим образом.The generator of the hydrogen-oxygen mixture operates as follows.

Перед пуском электролитный бак 23 (фиг.1-3) заправляют водным раствором электролита, например водным раствором едкого кали, и на электроды-полублоки 10 и 11 электролизера 8 подают питание от источника постоянного тока, например от бортового аккумулятора 7. Включают привод, например электромотор 22, связанный с кривошипно-шатунным механизмом 16. Поршень 4 от ВМТ перемещается к НМТ. Выпускной самодействующий клапан 3 закрыт. В цилиндре 1 с рубашкой охлаждения 2 создается разрежение. Насос высокого давления 15 забирает из электролитного бака 23 цикловую дозу водного раствора электролита и под давлением, например, 2МПа (20 атм), через форсунку 17 впрыскивает ее в электролизер 8 в цилиндре 1. В кавитаторе 18 (фиг.4) в местном сужении 19 канала 20 скорость впрыскиваемого водного раствора электролита резко возрастает, а давление падает до критического и схлопывание образовавшихся в кавитационной зоне 21 пузырей приводит к тончайщему распыливанию водного раствора электролита и к диссоциации - разложению воды на водород и кислород, что повышает производительность устройства. Тончайше распыленный водный раствор электролита через отверстия 9 и зазоры 13 между полыми элементами 12 либо через сетчатые полублоки-электроды 10 и 11 свободно проходит в прямом и обратном направлениях и контактирует с обширной поверхностью электролизера 8. И при протекании постоянного тока через водный раствор электролита происходит разложение воды на водород и кислород. Затем при перемещении поршня 4 от НМТ к ВМТ полученная в замкнутом объеме 6 цилиндра 1 водородно-кислородная смесь через самодействующий клапан 3 и под давлением нагнетания через отсекатель 24 (гидрозатвор) поршнем 4 выталкивается к потребителю 25, например в топочную камеру котельной установки, и циклы за счет работы приводного электромотора 22 повторяются, чем и обусловлена производительность генератора. При этом цилиндр 1, головка цилиндра 5 и электролизер 8 охлаждаются рубашкой охлаждения генератора, например жидкостной - вода или антифриз. При взрыве в устройстве поршень 4 перемещается в цилиндре 1 и без вреда для генератора расширением гасит энергию взрыва.Before starting, the electrolyte tank 23 (Figs. 1-3) is charged with an aqueous electrolyte solution, for example, an aqueous solution of potassium hydroxide, and half-blocks electrodes 10 and 11 of the electrolyzer 8 are supplied with power from a direct current source, for example, from an on-board battery 7. The drive, for example an electric motor 22 connected to the crank mechanism 16. The piston 4 from TDC moves to the BDC. The self-acting exhaust valve 3 is closed. In the cylinder 1 with the cooling jacket 2, a vacuum is created. The high pressure pump 15 takes from the electrolyte tank 23 a cyclic dose of an aqueous electrolyte solution and under pressure, for example, 2MPa (20 atm), injects it through the nozzle 17 into the electrolyzer 8 in cylinder 1. In the cavitator 18 (Fig. 4) in local restriction 19 of channel 20, the speed of the injected aqueous electrolyte solution increases sharply, and the pressure drops to critical and the collapse of 21 bubbles formed in the cavitation zone leads to the finest atomization of the aqueous electrolyte solution and to dissociation - decomposition of water into hydrogen and oxygen, which improves the performance of the device. The finest atomized electrolyte aqueous solution through openings 9 and gaps 13 between the hollow elements 12 or through the mesh half-blocks-electrodes 10 and 11 freely passes in the forward and reverse directions and contacts the vast surface of the electrolyzer 8. And when direct current flows through the aqueous electrolyte solution, decomposition takes place water to hydrogen and oxygen. Then, when the piston 4 is moved from the BDC to the TDC, the hydrogen-oxygen mixture obtained in the closed volume 6 of cylinder 1 through the self-acting valve 3 and under discharge pressure through the shut-off valve 24 (hydraulic lock) is pushed by the piston 4 to the consumer 25, for example, into the combustion chamber of the boiler plant, and the cycles due to the operation of the drive electric motor 22 are repeated, which determines the performance of the generator. In this case, cylinder 1, cylinder head 5 and electrolyzer 8 are cooled by a generator cooling jacket, for example, liquid — water or antifreeze. During an explosion in the device, the piston 4 moves in the cylinder 1 and, without harm to the generator, extends the energy of the explosion by expansion.

Предлагаемый генератор водородно-кислородной смеси в работе безопасен и высокопроизводителен, найдет широкое применение преимущественно в коммунально-бытовом хозяйстве для теплоснабжения населения.The proposed generator of the hydrogen-oxygen mixture in the work is safe and high-performance, will be widely used mainly in public utilities for heating the population.

Claims (3)

1. Генератор водородно-кислородной смеси, содержащий электролизер, выполненный с возможностью подводки питания от источника постоянного тока к его электродам, отличающийся тем, что генератор содержит по меньшей мере один цилиндр с рубашкой охлаждения, поршень и головку цилиндра, образующие замкнутый объем цилиндра, выпускной самодействующий клапан, кривошипно-шатунный механизм, связанный с приводом, и устройство подачи водного раствора электролита в цилиндр, при этом в замкнутый объем цилиндра между поршнем и головкой цилиндра установлен электролизер, выполненный с возможностью свободного прохода через него в прямом и обратном направлении водного раствора электролита, а устройство подачи водного раствора электролита выполнено в виде насоса высокого давления, кинематически связанного с кривошипно-шатунным механизмом, и снабжено форсункой.1. A generator of a hydrogen-oxygen mixture containing an electrolyzer configured to supply power from a direct current source to its electrodes, characterized in that the generator comprises at least one cylinder with a cooling jacket, a piston and a cylinder head forming a closed cylinder volume, an exhaust a self-acting valve, a crank mechanism associated with the actuator, and a device for supplying an aqueous solution of electrolyte to the cylinder, while in the closed volume of the cylinder between the piston and the cylinder head ene electrolyzer adapted to freely pass therethrough in the forward and backward direction aqueous electrolyte solution and the feeder aqueous electrolyte solution is in the form of high-pressure pump is kinematically connected with the crank mechanism, and provided with a nozzle. 2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что электролизер имеет вид двух электродов-полублоков цилиндрической формы, концентрично и с зазором вписывающихся друг в друга, в которых либо выполнены отверстия, либо которые выполнены полыми из металлической сетки.2. The generator according to claim 1, characterized in that the electrolyzer has the form of two electrodes, semi-blocks of cylindrical shape, concentrically and with a gap that fit into each other, in which either holes are made or which are made hollow from a metal mesh. 3. Генератор по п.1, отличающийся тем, что форсунка имеет кавитатор, выполненный в виде местного сужения канала.3. The generator according to claim 1, characterized in that the nozzle has a cavitator made in the form of a local narrowing of the channel.
RU2004100053/15A 2004-01-05 2004-01-05 Hydrogen-oxygen mixture generator RU2240381C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004100053/15A RU2240381C1 (en) 2004-01-05 2004-01-05 Hydrogen-oxygen mixture generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004100053/15A RU2240381C1 (en) 2004-01-05 2004-01-05 Hydrogen-oxygen mixture generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2240381C1 true RU2240381C1 (en) 2004-11-20

Family

ID=34311399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004100053/15A RU2240381C1 (en) 2004-01-05 2004-01-05 Hydrogen-oxygen mixture generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2240381C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220325424A1 (en) * 2021-04-12 2022-10-13 Hyundai Motor Company Alkaline water electrolysis system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220325424A1 (en) * 2021-04-12 2022-10-13 Hyundai Motor Company Alkaline water electrolysis system
US11634825B2 (en) * 2021-04-12 2023-04-25 Hyundai Motor Company Alkaline water electrolysis system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5758983B2 (en) Fuel enrichment method and device
RU2240381C1 (en) Hydrogen-oxygen mixture generator
RU2252980C1 (en) Hydrogen-oxygen mixture generator
JP6622374B1 (en) Explosion-implosion engine system that uses Brown Gas's explosion-explosion function equipped with a Brown gas generation system.
WO2011004344A1 (en) Device for hydrogen enrichment of the fuel of internal combustion engine fed by ammonia, during the start-up and during the steady state
RU2237044C1 (en) Hydrogen-oxygen mixture generator
CN105201695A (en) Hydrogen-oxygen mixed combustion-supporting oil-saving pressure alarm type internal combustion device
CN105201694A (en) Hydrogen-oxygen mixed combustion-supporting oil-saving type temperature control internal combustion device
RU2269660C2 (en) Internal combustion engine
RU2345229C1 (en) Internal combustion engine
RU2252275C1 (en) Hydrogen-oxygen mixture generator
RU2725648C1 (en) Method of feeding water-hydrogen fuel into hydroelectric spark device with spark ignition, water-hydrogen fuel, and device for production thereof
RU2265737C1 (en) Internal combustion engine
RU2253027C1 (en) Internal combustion engine
CN105201696A (en) Hydrogen and oxygen mixing combustion-supporting ignition method for fuel-saving pressure alarm type internal combustion device
RU2267622C2 (en) Internal combustion engine
RU2453715C1 (en) Internal combustion engine
JP2006505478A (en) Hydrogen gas generator
RU2280102C1 (en) Hydrogen-oxygen mixture generator
RU2280103C1 (en) Hydrogen-oxygen mixture generator
RU2549847C1 (en) Thermodissociating hydrogen and oxygen generator
RU2265738C1 (en) Two-stroke internal combustion engine
RU2285812C1 (en) Four-stroke internal combustion engine
RU2281346C1 (en) Hydrogen-oxygen mixture generator
RU2318918C1 (en) Hydrogen-oxygen mixture generator