RU2554432C2 - Mechanical method for direct production of hydrogen and oxygen from liquid from hydrogen gas generator therefor - Google Patents
Mechanical method for direct production of hydrogen and oxygen from liquid from hydrogen gas generator therefor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554432C2 RU2554432C2 RU2013150178/06A RU2013150178A RU2554432C2 RU 2554432 C2 RU2554432 C2 RU 2554432C2 RU 2013150178/06 A RU2013150178/06 A RU 2013150178/06A RU 2013150178 A RU2013150178 A RU 2013150178A RU 2554432 C2 RU2554432 C2 RU 2554432C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- annular
- holes
- shelf
- oxygen
- cavity
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/02—Preparation of oxygen
- C01B13/0203—Preparation of oxygen from inorganic compounds
- C01B13/0207—Water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
- B01J19/1806—Stationary reactors having moving elements inside resulting in a turbulent flow of the reactants, such as in centrifugal-type reactors, or having a high Reynolds-number
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/04—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of inorganic compounds, e.g. ammonia
- C01B3/042—Decomposition of water
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
Description
Область примененияApplication area
Изобретение относится к способу прямого разложения жидкости на водород и кислород по технологии термомеханического разрушения химических связей жидкости (воды) кинетической энергией разнонаправленного вращения при скорости от 50 до 600 м/с конфигурных тавродисков (диски содержащие не симметричные полки и кюветы) в герметическом корпусе с возможностью создания процессов получения диссоциации пара с температурой от 212° до 550°C и разделения его на водород и кислород.The invention relates to a method for direct decomposition of a liquid into hydrogen and oxygen using the technology of thermomechanical destruction of chemical bonds of a liquid (water) with kinetic energy of multidirectional rotation at a speed of 50 to 600 m / s of configuration tavrodiskov (disks containing non-symmetrical shelves and cuvettes) in an airtight housing with the possibility creating processes for producing steam dissociation with temperatures from 212 ° to 550 ° C and its separation into hydrogen and oxygen.
Изобретение относится также к аппаратам для производства газов из жидкости в цилиндрическом герметическом корпусе, где на двух консольных валах соосно выполнены конфигурные тавродиски с возможностью вращения, полки тавродисков содержат перфорацию через которую жидкость под воздействием кинетических сил растягивается до молекулярного состояния (аэрозоля), причем тавродиски содержат перепускные каналы с направлением от периферии до вала вращения, что позволяет с минимальными затратами энергии многократно воздействовать между полками на пропускаемый от входа до выхода паро-газовый состав с получением водорода и кислорода.The invention also relates to apparatus for the production of gases from a liquid in a cylindrical hermetic casing, where the configurable tavrodisks are rotationally aligned on two cantilever shafts, the tavrodisk shelves contain perforations through which the liquid is stretched to a molecular state (aerosol) under the influence of kinetic forces, and the tavrodisky contain bypass channels with a direction from the periphery to the shaft of rotation, which allows you to repeatedly act between the shelf with minimal energy costs and transmitted from input to output vapor-gas composition to produce hydrogen and oxygen.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известен способ получения водорода и кислорода электрохимическим способом, патент США №4161657, кл. F03G, опубл. в 1979 г., в котором энергия, необходимая для разложения воды на водород и кислород, та же, что и энергия, которая образуется, если применять два газовых компонента в качестве продукта сжигания для получения воды.A known method of producing hydrogen and oxygen by the electrochemical method, US patent No. 4161657, class. F03G, publ. in 1979, in which the energy required for the decomposition of water into hydrogen and oxygen is the same as the energy that is generated when two gas components are used as a combustion product to produce water.
Недостатком данного способа является, ограниченное использование способа и устройства, высокая стоимость исходных продуктов и низкая производительность.The disadvantage of this method is the limited use of the method and device, the high cost of the starting products and low productivity.
Известно устройство для получения водорода и кислорода, патент РФ №2055267, C01, B3/00, в котором для осуществления способа содержатся раздельные трубопроводы для приема водорода и кислорода, причем каждый трубопровод снабжен регулирующими средствами, а само устройство представляет собой ванну с отделениями для анода и катода, которые разделены стенкой.A device for producing hydrogen and oxygen is known, RF patent No. 2055267, C01, B3 / 00, in which for the implementation of the method contains separate pipelines for receiving hydrogen and oxygen, each pipe is equipped with regulatory means, and the device itself is a bath with compartments for the anode and the cathode, which are separated by a wall.
Недостатком устройства является низкая производительность, требуемая электрическая энергия в 12B и 50A на одну ячейку. Не может выдавать удивительный эффект, что требует большой доработки изобретательского замысла.The disadvantage of this device is low productivity, the required electrical energy in 12B and 50A per cell. It cannot produce an amazing effect, which requires a lot of refinement of the inventive concept.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является, способ получения водорода и кислорода из воды (патент РФ №2142905 C1, 6С01В 3/00, 13/02), включающий пропускание пара с температурой 500°-550°C, через электрическое поле постоянного тока с высоким напряжением для диссоциации пара и разложения его на водород и кислород.The closest in technical essence to the invention is a method for producing hydrogen and oxygen from water (RF patent No. 2142905 C1, 6 C01B 3/00, 13/02), comprising passing steam at a temperature of 500 ° -550 ° C through an electric field of constant high voltage current for the dissociation of steam and its decomposition into hydrogen and oxygen.
Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:
- Производство пара за пределами данного устройства;- Steam production outside of this device;
- Высокие энергетические затраты, в том числе и на получение перегретого пара c t-500°-550°C;- High energy costs, including the production of superheated steam with t-500 ° -550 ° C;
- Энергоемкое аппаратное оформление;- Energy-intensive hardware design;
- Высокие требования к технике безопасности и дополнительные материальные затраты при использовании токов высокого напряжения.- High safety requirements and additional material costs when using high voltage currents.
Известно устройство для получения парогазовой смеси выбранное в качестве наиболее близкого технического решения (патент РФ №2411423 С2, F24J 3/00), включающий корпус со шлицевыми канавками с внутренней стороны и размещенный в нем консольный вал вращения цилиндрического стакана с одной стороны и консольный вал вращения дисков с другой стороны, между которыми вращаются симметрично выполненные диски закрепленные в стакане. Упомянутые диски снабжены конусообразными перепускными отверстиями и полками с образованием двухтаврового профиля, причем количество полок на каждом диске увеличивается по ходу движения жидкости и каждая полка снабжена конусоподобными струеобразователями, имеющих форму диффузора с шейкой, а наружная и внутренняя поверхность дисков закрепленных на валу и в стакане содержат пневмогидроупорные канавки.A device for producing a gas-vapor mixture is selected as the closest technical solution (RF patent No. 2411423 C2,
Однако известное техническое решение не обеспечивает необходимый набор технологических процессов для разложения воды на требуемые компоненты - водород и кислород, в виду недостаточно развитой конструкции систем струеобразователей, что обуславливает посыл жидкости от центра к периферии и от периферии к центру при этом требуются дополнительные энергетические затраты от внешнего источника подачи агента под избыточным давлением и увеличения металлоемкости устройства.However, the known technical solution does not provide the necessary set of technological processes for the decomposition of water into the required components - hydrogen and oxygen, in view of the underdeveloped design of the jet-forming systems, which causes the fluid to flow from the center to the periphery and from the periphery to the center, additional energy costs are required from the external the source of supply of the agent under excessive pressure and increase the metal consumption of the device.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей изобретения является разработка способа и устройства позволяющих получить условия поэтапного разогрева жидкости от 5° до 550°C, получение термомагнитного поля, получение турбоультразвуковых волн, получение микроимпульсных процессов, и процессов дросселирования в одном устройстве, с целью получения компонентов водорода и кислорода с КПД близкое к единице или больше единицы, радикально снизить металлоемкость и энергозатраты на объем производимой продукции. Создание диссипативно - адибатического процесса разогрева жидкости (среды) до температуры перегретого пара в следствии механического воздействия на среду в пристенном слое при высокой скорости вращения поверхности тела. Выполнить дифракцию водяного пара на отдельно функциональные компоненты H2 и O2 в одном устройстве, путем механотермического воздействия на жидкую среду при котором создаются, компрессионноимпульсные процессы, ультразвуковые процессы, термомагнитные процессы, дроссельные процессы. Создание на каждом этапе механического процесса высокоскоростного импульсного сжатия и разжатия (мелкомасштабная компрессия) потока среды и температуры для образования высокотемпературного водяного пара (среды), что относится к физическим этапам процессов, и разложение молекул пара на смесь, водорода и кислорода через получение локальной критической температуры в присутствии катализаторов и низкого давления, что относится к химическим процессам производства, причем все процессы выполняются в механическом устройстве беспрерывно. Полученные молекулы водорода обладают высокой проникающей способностью и могут легко просачиваться через микроскопические прорези, отверстия и следовательно, его скопление во взрывоопасных количествах в данном устройстве затрудненно. Создание в устройстве механического генерирования ультразвуковых волн соизмеримых с межмолекулярным расстоянием в жидкости, а в случае газов - со средней длиной свободного пробега молекул способствует мгновенному разложению пара на составляющие H2 и O2. Парционально сжатый пар проходящий через отверстия равномерно распределенных по окружности в соосных дисках распыляется до состояния аэрозоля и дросселируется в зазоры между тавродисками (диск многотаврового не симметричного сечения) вращающихся в разные стороны вызывает дезориентированную теплом магнитную волну и рассеивание звуковой волны в замкнутом контуре, которые преобразуются во множество местных ультразвуковых волн, распространяющихся во всевозможных направлениях замкнутого контура и создаются условия синхронному термомагнитному, ультразвуковому расщеплению жидкости на водород и кислород. Рассеивание звуковой и магнитной волны многократно увеличивается в результате разнонаправленного вращения перфорирование тавродисков и взаимодействия со встречающимися на ее пути многочисленными препятствиями (равномерно выполненные отверстия и прорези в теле полок), которые способствуют мгновенной диссоциации пара (фазовому переходу) на каждой стадии процесса при более низкой температуре среды. Процессы дросселирования (эффект Джоуля-Томсона) на конечном этапе дает возможность получить при разделении кислород в газообразном состоянии с пониженной температурой, а водород в газообразном состоянии с нормальной температурой при этом исключается взаимодействие компонентов между собой, кроме того образовавшийся допустимый конденсат пара может кристаллизироваться в массе кислорода, это соответствует стехометрическому состоянию в среде кислорода.The objective of the invention is to develop a method and device that allows to obtain the conditions for the stage-by-stage heating of the liquid from 5 ° to 550 ° C, obtaining a thermomagnetic field, obtaining turbo-ultrasonic waves, obtaining micropulse processes, and throttling processes in one device, in order to obtain components of hydrogen and oxygen with an efficiency close to one or more units, radically reduce metal consumption and energy consumption for the volume of manufactured products. Creation of a dissipative - adibatic process of heating the liquid (medium) to the temperature of superheated steam due to mechanical action on the medium in the near-wall layer at a high speed of rotation of the body surface. Diffuse water vapor into separately functional components of H 2 and O 2 in one device, by means of mechanothermal action on a liquid medium in which compression-pulse processes, ultrasonic processes, thermomagnetic processes, and throttle processes are created. The creation at each stage of the mechanical process of high-speed pulse compression and expansion (small-scale compression) of the medium flow and temperature for the formation of high-temperature water vapor (medium), which relates to the physical stages of the processes, and the decomposition of vapor molecules into a mixture of hydrogen and oxygen by obtaining a local critical temperature in the presence of catalysts and low pressure, which relates to chemical production processes, and all processes are carried out in a mechanical device continuously. The obtained hydrogen molecules have a high penetrating ability and can easily seep through microscopic slots, holes, and therefore, its accumulation in explosive quantities in this device is difficult. The creation in the device of mechanical generation of ultrasonic waves commensurate with the intermolecular distance in the liquid, and in the case of gases with an average mean free path of the molecules, facilitates the instant decomposition of the vapor into H 2 and O 2 components. Partially compressed steam passing through holes evenly distributed around the circumference of the coaxial disks is sprayed to an aerosol state and throttled into the gaps between the tavrodisks (multi-tee disc of non-symmetrical section) rotating in opposite directions causes a heat-disoriented magnetic wave and scattering of the sound wave in a closed loop, which are converted into a closed loop many local ultrasonic waves propagating in all possible directions of the closed loop and conditions are created for synchronous thermo agnitnomu, ultrasonic fluid splitting into hydrogen and oxygen. The scattering of the sound and magnetic waves increases manifold as a result of multidirectional rotation, the perforation of the discs and the interaction with the numerous obstacles encountered on its way (uniformly made holes and slots in the body of the shelves), which facilitate instant steam dissociation (phase transition) at each stage of the process at a lower temperature Wednesday. The throttling processes (Joule-Thomson effect) at the final stage makes it possible to obtain oxygen in a gaseous state with a reduced temperature during separation, while hydrogen in a gaseous state with a normal temperature excludes the interaction of the components with each other, in addition, the permissible vapor condensate formed can crystallize in mass oxygen, this corresponds to the stoichiometric state in the oxygen environment.
Отличительными признаками заявленного способа является, получение тепла в междисковых зазорах участка для нагрева жидкости до 100° и/или выше 100°C, тепла в междисковых зазорах для парообразования до 200° и/или выше 200°C, тепла в междисковых зазорах последовательно выполненного участка для предельного разогрева пара и молекулярного образования H2, O2 от 200° до 400°С, участок для получения температуры до 400°C и/или выше до 550°C, для молекулярного разложения состава. Соответственно создание термомагнитных процессов, волн магнитно-резонансного воздействия на состав, звуковых и турбоультразвуковых волн в одном устройстве.Distinctive features of the claimed method is the production of heat in the interdisk gaps of the section for heating the liquid to 100 ° and / or above 100 ° C, heat in the interdisk gaps for vaporization to 200 ° and / or above 200 ° C, heat in the interdisk gaps of the series for the maximum heating of steam and the molecular formation of H 2 , O 2 from 200 ° to 400 ° C, a section for obtaining temperatures up to 400 ° C and / or higher to 550 ° C, for molecular decomposition of the composition. Accordingly, the creation of thermomagnetic processes, waves of magnetic resonance effects on the composition, sound and turbo-ultrasonic waves in one device.
В свою очередь диссоциация пара выполняется поэтапно в отверстиях полок в пределах температурного интервала 212°-550°C, при разнонаправленном вращении перфорированными отверстиями и прорезями конфигурных тавродисков, закрепленных в гильзе стакана и закрепленных на валу со скоростью вращения от 50 до 600 м/с и/или выше.In turn, steam dissociation is carried out in stages in the holes of the shelves within the temperature range of 212 ° -550 ° C, with multidirectional rotation of the perforated holes and slots of the configuration of the discs mounted in the sleeve of the glass and mounted on the shaft with a speed of rotation from 50 to 600 m / s and /or higher.
Так как при вращении на скорости от 50 до 600 м/с перфорированных полок тавродисков возникают термомагнитные волны, которые воздействуют в жидкости на парамагнитный кислород, при этом жидкость и водород парамагнетиком не являются, что вызывает экстракцию кислорода из жидкости на ранней стадии процесса, который ускоряет газовую реакцию и перемещается вместе со средой до участка молекулярного образования, где окончательно размагнитится.Since when rotating at a speed of 50 to 600 m / s of the perforated shelves of the tavrodisk, thermomagnetic waves appear that act on paramagnetic oxygen in the fluid, while the fluid and hydrogen are not paramagnet, which causes the extraction of oxygen from the fluid at an early stage of the process, which accelerates gas reaction and moves together with the medium to the molecular formation site, where it will finally demagnetize.
Наличие в кольцевых полках очередующихся фазированных отверстий и прорезей, которые в свою очередь генерируют образование множества кольцевых акустических волн, которые перемещаясь в область потока с более высоким локальным давлением в тонких зазорах между стенками полок вызывает магнитно-резонансные волновые высокоскоростные пульсации микроволны, которые в свою очередь при периодическом чередовании высокоскоростного сжатия и разжатия между стенками и фазироваными отверстиями полок способствует парогазовому составу с частотой колебания выше 16000 в секунду образовать множество местных пристенных турбовинтовых пульсаций волн, которые генерируют ультразвуковые волны разрушающие пар, которые в свою очередь по принадлежности события участку также вызывает термомагнитную парогазовую реакцию до 400°C и разрыв валентных связей H-O-Н с фазовым переходом в газообразное состояние в кольцевых зазорах между полками, где образуется смесь водорода и кислорода с возможными остаточными парами воды при температуре ниже температуры самовоспламенения Н - 580°C и O - 590°C.The presence of alternating phased openings and slots in the ring shelves, which in turn generate the formation of many ring acoustic waves, which moving into the flow region with higher local pressure in the thin gaps between the walls of the shelves causes magnetic resonance wave high-speed microwave pulsations, which in turn during periodic alternation of high-speed compression and expansion between the walls and the phased openings of the shelves, it contributes to the gas-vapor composition with a frequency of oscillations above 16000 per second to form many local near-wall turboprop pulsations of waves that generate ultrasonic waves that destroy steam, which in turn, when the event belongs to the site, also causes a thermomagnetic vapor-gas reaction up to 400 ° C and the breaking of HO-H valence bonds with a phase transition to a gaseous state in the annular gaps between the shelves, where a mixture of hydrogen and oxygen with possible residual water vapor is formed at a temperature below the autoignition temperature of H - 580 ° C and O - 590 ° C.
В части способа задача решается, принудительной подачей жидкости с возможной начальной температурой от 5°C и выше, или частичной подачей предварительно разогретого инертного газа до 100°C и выше в герметичный корпус в котором принудительно вращаются от 50-600 м/с стакан с конфузорными тавродисками с одной стороны и конфузорные тавродиски закрепленные на удлиненном консольном валу с другой стороны, причем тавродиски выполнены поочередно, первый тавродиск закреплен на валу, второй в теле стакана, третий на валу, четвертый в теле стакана, возможно поочередное увеличение количества тавродисков до 10 и более десяти.In terms of the method, the problem is solved by forced supply of liquid with a possible initial temperature of 5 ° C and above, or partial supply of preheated inert gas up to 100 ° C and above into a sealed enclosure in which a glass with confuser is forced to rotate from 50-600 m / s tavrodisky on the one hand and konfusorny tavrodisk mounted on an elongated cantilever shaft on the other hand, and tavrodisky alternately made, the first tavrodisk mounted on the shaft, the second in the body of the glass, the third on the shaft, the fourth in the body of the glass, but the successive increase in the number of tavrodiskov to 10 or more than ten.
Жидкость из первой кольцевой полости через торцовые отверстия с расширением от 20°-25° поступает во вторую кольцевую полость с дополнительным давлением от скосов и под воздействием центробежных сил равномерно стремится от цента к периферии через ряд кольцевых поперечных полок с отверстиями, причем отверстия выполнены с конфузорами с углом расширения от 15°-20°, где жидкость дополнительно сжимается и беспрерывно перемещается в узкие отверстия (шейки) в которых выполнены выборки (камеры торможения) где жидкость растягивается и образуются множества кавитационных пузырьков, на выходе из камеры торможения в шейках пузырьки сжимаются, разрушаются отдают тепло пограничной среде и на выходе в диффузоре среда расширяется на высокой скорости при этом дополнительно разогреваются и поступает в третью (периферийную) кольцевую полость в распыленном состоянии в виде парокапельного состава с температурой до 100° и выше 100°C. Полученная парокапельная смесь из периферийной кольцевой полости по перепускным каналам в теле составного диска с малым кинетическим сопротивлением и низким коэффициентом трения поступает в четвертую полость максимально приближенную к центру вращения вала, откуда под воздействием давления и центробежных сил стремится к периферии через ряд поперечных полок содержащих отверстия с диффузорами, причем размер отверстий уменьшается на каждой полке от центра до периферии от 10 до 20%, а их пропускная способность пропорционально увеличивается относительно отверстий предыдущей полки, кроме того отверстия содержат диффузоры с углом расширения от 10° до 30° направленными к периферии, которые при вращении в разные стороны создают эффект растягивания (кавитации) и разогрева проходящей через них смеси, а также смесь подается турбулентному и мелкомасштабному импульсному воздействию, кинетическому сталкиванию молекул пара который делится на более мелкие частицы, при этом температура повышается на каждом этапе прохождения, через каждую кольцевую полку с указанными отверстиями до пятой периферийной полки, причем последняя полка содержит диффузионные прорези с расширением от 5° до 30°, что способствует созданию высокого давления в пятой периферийной полости. Из пятой периферийной кольцевой полости по перепускным каналам в теле составного тавродиска малоинерционная смесь в виде пара поступает в шестую приосевую кольцевую полость максимально приближенную к валу вращения, откуда под давлением и под воздействием инерционных сил вращения, смесь стремится к периферии через ряд кольцевых полок, перемещаясь через первую кольцевую полку с отверстиями и диффузионными прорезями выполненных через одну по кругу с углом расширения от 10° до 30° направленным к периферии, в которых смесь расширяется сталкивается с молекулами имеющейся смеси, частично разогревается и поступает в кольцевой зазор между полками в котором смесь перемещается под воздействием микротурбовинтовых валиков из устья прорезей диффузаторов в устья диффузоров, из устья диффузоров в устья диффузаторов, где огибаются препятствия собственной и полки вращающейся в другую сторону при этом возникают турбовинтовые волны, термомагнитные волны, магнитно-резонансные волны, ультразвуковые волны, мелкомасштабная компрессия смесь дополнительно разогревается, а имеющиеся молекулы кислорода как паромагнетик начинают выделяться из разогретого пара. Смесь перемещаясь через перечень вращающихся поперечно-кольцевых полок с каждым рядом дополнительно разогревается, при этом термомагнитное воздействие волн увеличивается от центра до периферии, силы магнитно-резонансных волн также увеличиваются от центра до периферии кинетическая энергия сталкивания молекул увеличивается с каждой полкой от центра до периферии, воздействие ультразвуковых волн также увеличивается с каждой кольцевой полкой, от центра вращения до периферии, при этом по силе воздействия на каждом этапе выполняется фазовый переход из молекул пара в молекулы кислорода и водорода, смесь поступившая в последний увеличенный в два раза кольцевой зазор относительно предыдущего кольцевого зазора поступает в диффузионные прорези щелевого диффузатора, который работает по принципу вентилятора высокого давления, со стороны подачи смеси давление снижается, а в седьмой периферийной кольцевой полости давление повышается. Из седьмой кольцевой полости разогретая смесь по Z-подобным перепускным каналам содержащейся в составном тавродиске, причем перепускные каналы выполнены с направленным расширением от 5°-10°, от периферии до центра вращения в которых содержится сетчатый катализатор по геометрической форме перепускных каналов, с целью предотвращения уплотнения катализатора в каналах, которые способствуют дополнительному разложению молекулярного водяного пара на составляющие водород и кислород, а также предотвращают рекомбинацию полученной газовой смеси, которая через сопла дросселирует в восьмую приосевую кольцевую полость разделение компонентов максимально приближенную к валу вращения, при этом кислород остывает, плотность увеличивается, а водород разогревается, плотность уменьшается который вытесняется на окраину полости, причем кислород сливается в конфузоры с расширением от 5° до 30°, а вытесненный водород поступает в отверстия с диффузорами, которые выполнены выше конфузоров, компоненты под избыточным давлением и под воздействием центробежных сил поступают в первый кольцевой зазор, при этом молекулы кислорода притягиваются, а молекулы водорода выталкиваются из среды и перемещаются параллельно в зазорах, при этом струи поддаются термомагнитными, импульсно-дроссельным процессам, создается множество местных магнитно-резонансных и импульсно - ударных микроволн, которые распространяются как в ячейках конфузоров так и в ячейках диффузоров с частотой колебания выше 16000 в секунду, поддерживают термомагнитную парогазовую реакцию до 550°C и поддерживают разрыв валентных связей H-O-H с фазовым переходом в газообразное состояние.Liquid from the first annular cavity through end openings with an expansion of 20 ° -25 ° enters the second annular cavity with additional pressure from the bevels and, under the influence of centrifugal forces, uniformly tends from the center to the periphery through a series of annular transverse shelves with openings, the openings being made with confusers with an expansion angle of 15 ° -20 °, where the liquid is additionally compressed and continuously moves into narrow holes (necks) in which samples are made (braking chambers) where the liquid is stretched and many The augers of cavitation bubbles, at the exit from the braking chamber in the necks, the bubbles are compressed, they are destroyed, they give off heat to the boundary medium, and at the exit in the diffuser the medium expands at high speed while being additionally heated and enters the third (peripheral) annular cavity in the sprayed state in the form of a vapor-droplet composition with temperatures up to 100 ° and above 100 ° C. The resulting vapor-droplet mixture from the peripheral annular cavity through the bypass channels in the body of the composite disk with low kinetic resistance and low friction coefficient enters the fourth cavity as close to the center of rotation of the shaft, from where, under the influence of pressure and centrifugal forces, tends to the periphery through a series of transverse shelves containing holes with diffusers, and the size of the holes on each shelf decreases from the center to the periphery from 10 to 20%, and their throughput increases proportionally I relative to the holes of the previous shelf, in addition, the holes contain diffusers with an expansion angle from 10 ° to 30 ° directed to the periphery, which when rotated in different directions create the effect of stretching (cavitation) and heating of the mixture passing through them, and also the mixture is supplied to turbulent and small-scale pulsed action, kinetic collision of vapor molecules which is divided into smaller particles, while the temperature rises at each stage of passage, through each annular shelf with the indicated holes to n of the peripheral flange, the latter comprises a diffusion slit shelf extension of 5 ° to 30 °, thereby creating a high pressure in the fifth peripheral cavity. From the fifth peripheral annular cavity through the bypass channels in the body of the composite tavrodisk, the inertia-free mixture in the form of steam enters the sixth axial annular cavity as close as possible to the rotation shaft, whence under pressure and under the influence of inertial rotation forces, the mixture tends to the periphery through a series of ring shelves, moving through the first annular shelf with holes and diffusion slots made through one in a circle with an expansion angle from 10 ° to 30 ° directed to the periphery, in which the mixture expands the steel interacts with the molecules of the existing mixture, partially warms up and enters the annular gap between the shelves in which the mixture moves under the influence of microturbine rollers from the mouth of the slots of the diffusers to the mouths of the diffusers, from the mouth of the diffusers to the mouths of the diffusers, where obstacles of the own and the shelves are rotated in the opposite direction turboprop waves, thermomagnetic waves, magnetic resonance waves, ultrasonic waves arise, small-scale compression, the mixture is additionally heated, and the existing ones the oxygens as a steam magnet begin to stand out from the heated steam. The mixture moving through the list of rotating transverse-ring shelves with each row is additionally heated, while the thermomagnetic effect of the waves increases from the center to the periphery, the forces of magnetic resonance waves also increase from the center to the periphery, the kinetic energy of the collision of the molecules increases with each shelf from the center to the periphery, the effect of ultrasonic waves also increases with each annular shelf, from the center of rotation to the periphery, while the phase strength is performed at each stage the transition from vapor molecules to oxygen and hydrogen molecules, the mixture enters the last doubled annular gap relative to the previous annular gap and enters the diffusion slots of the slot diffuser, which operates on the principle of a high-pressure fan, the pressure decreases on the supply side of the mixture, and in the seventh peripheral annular cavity pressure increases. From the seventh annular cavity, the heated mixture through Z-like bypass channels contained in the composite tavrodisk, and the bypass channels are made with directional expansion from 5 ° -10 °, from the periphery to the center of rotation which contain a mesh catalyst in the geometric shape of the bypass channels, in order to prevent catalyst seals in the channels, which contribute to the additional decomposition of molecular water vapor into hydrogen and oxygen components, and also prevent the recombination of the resulting gas mixture si, which through the nozzles throttles the separation of components as close as possible to the rotation shaft through the nozzles in the eighth axial annular cavity, while the oxygen cools, the density increases, and the hydrogen warms up, the density decreases which is displaced to the edge of the cavity, and oxygen merges into confusers with an expansion from 5 ° to 30 °, and the displaced hydrogen enters the holes with diffusers, which are made above the confusers, the components under excessive pressure and under the influence of centrifugal forces enter the first annular the gap, while the oxygen molecules are attracted, and the hydrogen molecules are pushed out of the medium and move in parallel in the gaps, while the jets give in to thermomagnetic, pulse-throttle processes, a lot of local magnetic resonance and pulse-shock microwaves are created, which propagate in confuser cells as and in diffuser cells with an oscillation frequency above 16000 per second, they support a thermomagnetic vapor-gas reaction up to 550 ° C and support the breaking of HOH valence bonds with a phase transition to gaseous TATUS.
Разделенные частично компоненты H2 и O2 из первого кольцевого зазора через конфузорные и диффузорные отверстия поочередно поступают в последующие кольцевые зазоры, где дополнительно к первому процессу выполняются дополнительные процессы разделения газов на функциональные компоненты по описанному выше способу в кольцевых зазорах между каждыми полками. Последняя полка содержит диффузионные прорези со скосами от 5° до 30°, которые способствуют откачиванию газообразного кислорода из предыдущих зазоров и нагнетает в девятую полость накопления кислорода, где в увеличенном объеме полости выполняется накопление кислорода, который под давлением кинетических сил захватывается диффузатором по принципу вентилятора высокого давления и нагнетается в десятую периферийную полость накопления кислорода и по перепускным каналам подается на дроссельные форсунки, что позволяет снизить температуру до нормального состояния в одиннадцатой полости, откуда кислород поступает на склад или потребителю. Параллельно перемещаемый водород поступает в закрытый поперечный канал, и под давлением перемещается в перепускной Z-подобный канал в составном тавро диске, причем водород как без инерционная среда вытесняется по каналам с вложенным катализатором к центру вращения, и поступает в двенадцатую полость натекания, образованную крышкой корпуса и тавродиском, откуда по боковому каналу подается на склад хранения или потребителю, а невыделенный ранее кислород, как тяжелая структура под действием сил инерции стекает в осадочные отверстия и по боковым каналам поступает в девятую полость накопления, которая в свою очередь связана с нижними Z-подобными перепускными каналами и одиннадцатой кольцевой полостью выполненной в боковой крышке корпуса и содержит выпускные отверстия.The partially separated H 2 and O 2 components from the first annular gap through the confuser and diffuser openings alternately enter the subsequent annular gaps, where in addition to the first process, additional processes of gas separation into functional components are performed according to the method described above in the annular gaps between each shelves. The last shelf contains diffusion slots with bevels from 5 ° to 30 °, which facilitate the evacuation of gaseous oxygen from previous gaps and injects oxygen into the ninth cavity, where oxygen is accumulated in the increased volume of the cavity, which is captured by the diffuser under the pressure of kinetic forces according to the principle of a high-pressure fan pressure and is injected into the tenth peripheral cavity of oxygen accumulation and is supplied to the throttle nozzles through the bypass channels, which reduces the temperature a normal state in the eleventh cavity where oxygen is supplied to the warehouse or the consumer. In parallel, the displaced hydrogen enters the closed transverse channel, and under pressure it moves to the bypass Z-like channel in the composite brand of the disk, and the hydrogen as an inertial medium is displaced through the channels with the embedded catalyst to the center of rotation, and enters the twelfth leakage cavity formed by the housing cover and tavrodisk, from where it is supplied through the side channel to the storage warehouse or to the consumer, and previously unselected oxygen, as a heavy structure, flows into the sedimentary holes under the action of inertia forces and more The duct enters the ninth accumulation cavity, which in turn is connected to the lower Z-like bypass channels and the eleventh annular cavity made in the side cover of the housing and contains outlet openings.
Отличительными признаками заявленного устройства является также то, что устройство последовательно содержит участки превращения жидкости в парокапельную смесь, участок получения пара, участок предельного разогрева пара, участок молекулярного разложения и участок разделения газовой смеси на составляющие продукты водород и кислород соответственно включающие стакан с конфузорными тавродисками с другой стороны и конфузорные тавродиски закрепленные на удлиненном консольном валу с другой стороны с возможностью вращения в разные стороны от 50 м/с, причем тавродиски выполненны поочередно, первый тавродиск закреплен на консольном валу, второй в теле стакана, третий на валу, третий в теле стакана, возможно поочередное увеличение количества тавродисков. На участке II-III получения парокапельного состава содержится в лобовине стакана полка с отверстиями в виде конфузоров и диффузоров, а между ними в шейке выполнены кольцевые камеры торможения (растягивания) потока, причем угол расширения конфузоров от 15° до 20°, а угол диффузоров выполнен от 15° до 30°, объем камеры торможения на 20-50% больше объема шейки между вершинами урезанных конусов, а составное из двух частей тело дисков содержит перепускные зигзагоподобные от периферии до оси вращения клиноподобные каналы на выходе с распылителями. На участке разогрева пара IV-V, полки тавродисков содержат отверстия с диффузорами с углом расширения от 15° до 30°, а диаметр отверстий соответствует схеме, причем отверстия с диффузорами выполнены с уменьшением диаметра от 1 до 0,9-0,8 до 0,7-0,6 до 0,5-0,4 до 0,3-0,2 по мере удаления от центра до периферии соответственно каскадно, по ходу движения парогазовой среды из приосевой полости до периферии а высота цилиндрической шейки h1 равна высоте диффузора h2 как показано на фиг.№5, а объем пропускной способности отверстий каждой полки увеличивается на 10-20% от предыдущей полки, за счет последовательного увеличения количества отверстий в теле полок по направлению от приосевой полости до периферии, а в теле составного диска выполнены перепускные Z-подобные клиноподобные каналы на выходе с распылителями. На участке VI-VII предельного разогрева и фазового перехода полки дисков поочередно содержат отверстия с диффузорами с расширением от 10°-30°, причем отверстия выполнены в два ряда и/или более двух рядов, а диффузионные прорези со скосами выполнены с расширением от 10°-30° на всю высоту полки, при этом торцы полок содержат боковые гидроупорные уплотнения. Составное тело дисков выполнены с радиальными перепускными клиноподобными каналами с одной кольцевой полости в другую кольцевую полость, которые выполнены с расширением от 5° до 10° от периферии до центра вращения с целью распределения нагрузки и содержат сетчатый диффузионный катализатор, а последняя полка на периферии по кругу содержит диффузионные прорези со скосами в одну сторону от 5° до 30°.Distinctive features of the claimed device is also that the device sequentially contains sections for converting liquid into a vapor-droplet mixture, a steam production section, a steam maximum heating section, a molecular decomposition section, and a section for separating the gas mixture into constituent hydrogen and oxygen products, respectively, including a glass with confused tavrodiski from another sides and konfusorny tavrodisk fixed on an elongated cantilever shaft on the other hand with the possibility of rotation in different directions s 50 m / s, wherein tavrodiski configured alternately first fixed to tavrodisk cantilever shaft, a second cup body on a third shaft, a third of the cup body may increase the number of alternate tavrodiskov. In section II-III, the preparation of a droplet composition is contained in the front of the glass of the shelf with holes in the form of confusers and diffusers, and between them in the neck there are annular braking (stretching) chambers of the flow, with the expansion angle of the confusers from 15 ° to 20 °, and the angle of the diffusers from 15 ° to 30 °, the volume of the braking chamber is 20-50% more than the volume of the neck between the tops of the truncated cones, and the two-part body of the disks contains bypass zigzag-shaped wedge-shaped channels from the periphery to the axis of rotation at the outlet with sprayers. In the IV-V steam heating section, the t-disk shelves contain holes with diffusers with an expansion angle of 15 ° to 30 °, and the diameter of the holes corresponds to the scheme, and the holes with diffusers are made with a decrease in diameter from 1 to 0.9-0.8 to 0 , 7-0.6 to 0.5-0.4 to 0.3-0.2 as they move away from the center to the periphery, respectively, cascading along the vapor-gas medium from the axial cavity to the periphery and the height of the cylindrical neck h1 is equal to the height of the diffuser h2 as shown in Fig. No. 5, and the throughput volume of the holes of each shelf is increased by 10-20% of of the previous shelf, due to the sequential increase in the number of holes in the body of the shelves in the direction from the axial cavity to the periphery, and in the body of the composite disk, bypass Z-like wedge-like channels are made at the outlet with sprays. In section VI-VII of the maximum heating and phase transition, the disk shelves alternately contain holes with diffusers with an expansion of 10 ° -30 °, and the holes are made in two rows and / or more than two rows, and diffusion slots with bevels are made with an extension of 10 ° -30 ° to the entire height of the shelf, while the ends of the shelves contain side hydraulic seals. The composite disk body is made with radial bypass wedge-like channels from one annular cavity to another annular cavity, which are made with an expansion of 5 ° to 10 ° from the periphery to the center of rotation for the purpose of load distribution and contain a mesh diffusion catalyst, and the last shelf on the periphery in a circle contains diffusion slots with bevels in one direction from 5 ° to 30 °.
На участке молекулярного разделения VIII-IX полки дисков по окружности содержат от двух и более двух рядов воронок с отверстиями, причем воронки с расширением от 5 до 30° направленных к центру вращения и примыкают друг к другу для лучшего сбора кислорода, а отверстия с расширением диффузоров от 5° до 15° выполнены с превышением над воронками от 0,5 до 2-х диаметров отверстий в утолщенных буртах полок. Периферийная полка с прорезями работающая по принципу диаметрального вентилятора высокого давления содержит поперечные прорези со скосами от 5° до 30° и выполнены по ходу вращения полок, что при вращении способствует созданию разряжения газов в предыдущих узких зазорах и нагнетанию давления в кольцевой полости №IX. Полость №IX отделена от полости №Х кольцевой полкой которая содержит диффузионные прорези со скосом от 5° до 30° в другую сторону, для нагнетания кислорода в полость №Х, причем переходные каналы из одной полости в другую разделены для каждого продукта соответственно. Из полости №IХ кислород поступает на лопатки диффузионных прорезей, и при нагнетании кислорода дросселирует в полость X при этом теряет свои магнитные свойства, что полезно для технологического процесса.In the molecular separation section VIII-IX, the disk shelves around the circle contain from two or more two rows of funnels with openings, with funnels with an extension of 5 to 30 ° directed to the center of rotation and adjacent to each other for better oxygen collection, and openings with expansion diffusers from 5 ° to 15 ° are made with excess over funnels from 0.5 to 2 diameters of holes in thickened flanges of shelves. A peripheral shelf with slots operating on the principle of a high-pressure diametrical fan contains transverse slots with bevels from 5 ° to 30 ° and is made in the direction of rotation of the shelves, which during rotation contributes to the creation of gas discharge in the previous narrow gaps and forcing pressure in the annular cavity No. IX. Cavity No. IX is separated from cavity No.X by an annular shelf which contains diffusion slots with a bevel from 5 ° to 30 ° to the other side, for pumping oxygen into cavity No.X, and transition channels from one cavity to another are divided for each product, respectively. From cavity No. IX, oxygen enters the blades of diffusion slots, and when oxygen is injected, it throttles into cavity X while losing its magnetic properties, which is useful for the process.
На участках сбора (натекания) продуктов XI и XII выполнены кольцевые полости, которые разделены кольцевым выступом крышки корпуса, на кольцевую полость сбора (натекания) водорода №ХII и кольцевую полость сбора кислорода (детандр) №XI, причем кольцевой выступ также содержит кольцевую полость для циркулирования агента, которым регулируют состояние температуры кольцевого выступа. Крышка корпуса в нижней части содержит отверстие для сбора кислорода, а максимально приближена к валу верхняя часть, содержит отверстие для вакуумной откачки водорода и отверстия для аварийного отвода газов (не показано).In the areas of collection (leakage) of products XI and XII, annular cavities are made, which are separated by an annular protrusion of the housing cover, into an annular cavity for collection (leakage) of hydrogen No. XII and a ring cavity for oxygen collection (expander) No. XI, and the annular protrusion also contains an annular cavity for circulation agent, which regulate the state of the temperature of the annular protrusion. The housing cover in the lower part contains a hole for collecting oxygen, and the upper part is as close as possible to the shaft, contains a hole for vacuum pumping hydrogen and holes for emergency gas removal (not shown).
В части устройства задача решается, а технический результат достигается тем, что механический аппарат прямого разложения воды (жидкости) на водород и кислород содержит герметичный корпус с внутренней винтовой нарезкой, выполняющей процесс равномерного теплового регулирования, который в свою очередь в основе содержит с возможностью вращения герметичный блок в виде стакана, в котором расположены конфигурные тавродиски с возможностью вращения от 50 до 600 м/с в разные стороны, причем составные тавродиски с чередованием через один посажены на консольный вал вращения, вращается в одну сторону и соответственно тавродиски чередующиеся через один закрепленные наружным диаметром на внутренней стенке стакана вращения, вращаются в другую сторону, которые содержат конфузорно-диффузорные отверстия, отверстия с диффузорами, воронки с отверстиями, диффузионные прорези с диффузаторами, диаметральные вентиляторы, приосевые кольцевые полости, периферийные кольцевые полости и перепускные Z-подобные каналы с катализатором, что дает возможность при совместной работе генерировать термомагнитные волны, аккустические и микроударные волны, турбовихревые потоки, сжатие и разжатие среды (импульсно-компрессионное воздействие), рассеяние (дифракция) ультразвуковых волн, дросселирование, а также адиабатически - диссипативные и диффузионные процессы в одном устройстве позволяющих решать поставленные задачи. Разделение полученной смеси выполняется за счет использования удельного веса элементов и порционального давления каждого, при использовании кинетических центробежных сил, вращающихся тавродисков с полками, содержащих воронки с отверстиями для кислорода и отверстия с диффузорами для водорода, причем полки с диффузионными прорезями дополнительно образуют кольцевые полости для сбора кислорода, причем последняя полка выполнена в виде диаметрального вентилятора.In terms of the device, the problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that the mechanical apparatus for the direct decomposition of water (liquid) into hydrogen and oxygen contains a sealed housing with an internal screw thread that performs a uniform thermal regulation process, which in turn contains a sealed rotationally a block in the form of a glass, in which are located configuration tavrodisky with the possibility of rotation from 50 to 600 m / s in different directions, and composite tavrodiski alternating through one set on and the cantilever shaft of rotation rotates in one direction and, accordingly, the tavrodiski alternating through one fixed with an outer diameter on the inner wall of the glass of revolution, rotate in the other direction, which contain diffuser-diffuser holes, holes with diffusers, funnels with holes, diffusion slots with diffusers, diametrical fans, axial annular cavities, peripheral annular cavities and bypass Z-like channels with a catalyst, which makes it possible to generate thermal magnetic waves, acoustic and micro-shock waves, turbo-vortex flows, compression and expansion of the medium (pulse-compression effect), scattering (diffraction) of ultrasonic waves, throttling, and also adiabatically - dissipative and diffusion processes in one device that allow solving the tasks. Separation of the resulting mixture is carried out by using the specific gravity of the elements and the batch pressure of each, using kinetic centrifugal forces, rotating tavrodisks with shelves containing funnels with holes for oxygen and holes with diffusers for hydrogen, and shelves with diffusion slots additionally form annular cavities for collection oxygen, and the last shelf is made in the form of a diametrical fan.
В процессе работы устройства, вода и/или смесь воды до 50% природного газа, метанола, углекислого газа соответственно, могут подаваться в полость устройства под избыточным давлением из промежуточной полости №I через вращающиеся отверстия в торце стакана, причем на выходе отверстий содержатся диффузоры с углом расширения конуса 20°-35°, что создает дополнительное втягивающее усилие в накопительную кольцевую полость стакана №II, откуда жидкость равномерно заполняет объем полости под избыточным давлением и под воздействием центробежных сил дополнительно увеличивает давление на объем в ячейках конфузоров, где струя в шейке конфузора сжимается и внезапно расширяется (растягивается) в кольцевой камере торможения, где образуется турбулентное движение жидкости с потерей местного давления при этом мгновенно возникают микропузырьки пара (паровые зародыши), которые сжимаются в шейке на выходе и в диффузоре мгновенно расширяются, генерируется пузырьковое кипение при этом температура от разрушающихся пузырьков переходит окружающей жидкости (среде). На выходе из диффузора среда претерпевает резкое изменение, набегающее препятствие в виде перфорированной отверстиями полки встречно вращающегося тавродиска таранит жидкость и получает прирост энергии, давления и выделяемого тепла, которые увеличиваются на температуру торможения фактического объема газа (пузырьков) в слое жидкости каждой полки из кольцевой полости в виде кольцевого желоба смесь поступает в ответный конфузор следующей полки, где под локальным давлением и давлением центробежной силы смесь очередной раз сжимается и через шейку поступает в кольцевую камеру торможения, следующей полки, при этом имеющиеся паровые зародыши мгновенно компрессионно расширяются и мгновенно сжимаются при выходе из камеры торможения в шейке диффузора, что дополнительно дает прирост температуры и количество пузырьков, которые поступают в диффузор мгновенно расширяются, при этом увеличивается скорость движения смеси, растет температура по принципу «Диссипации» при этом уменьшается количество жидкости, увеличивается количество пара. На выходе из диффузора смесь поступает в зазор, где взаимодействует с препятствием третьей полки, получает дополнительный прирост температуры и под воздействием сил инерции вращения воздействующих на оставшуюся массу жидкости смесь поступает в ячейки конфузора, где также сжимается и поступает в камеру торможения, в камере мгновенно расширяется образуя паровые пузырьки и на выходе в шейке диффузора мгновенно сжимается по закону «Лаваля», при этом оставшаяся масса жидкости окончательно превращается в пар и с большой скоростью наполняет периферийную кольцевую полость №III с температурой до 100° и более 100°C. Полученный пар под избыточным давлением по радиальным зигзагоподобным (Z) перепускным каналам в составном теле диска с периферийной кольцевой полости №III беспрерывно перемещается в кольцевую полость №IV с низким коэффициентом сопротивления, который зависит от плотности давления и температуры сжимаемой паровой среды. Из кольцевой полости от центра поток пара (с возможными остатками конденсата) стремится к первой вращающейся со скоростью от 50 до 600 м/с или выше полки с цилиндрическими отверстиями, которые на выходе по ходу потока содержат диффузоры с углом расширения от 15° до 30°, причем диффузорные отверстия на каждой полке от центра до периферии выполнены с уменьшением геометрических размеров, при этом каждая последующая полка соответственно содержит больше отверстий меньшего размера с мотивацией увеличения локальной пропускной способности на 10-20%. Пар из цилиндрической части отверстия под воздействием радиальных сил кинетической энергии и избыточного давления поступает в полость диффузора где расширяется, местные потоки встречают противодавление (торможение), молекулы смеси сталкиваются, дельта температуры (Δt) увеличивается, местная скорость среды под воздействием температуры и давления растет, происходит передача движения температуры (конвекция) от предыдущих объемов последующим, пар разогретый Δt поступает в зазор между полками, где стенка другой полки перфорированная отверстиями вращается со скоростью от 50 до 600 м/с и/или выше в другую сторону, является тормозом (препятствием) для набегающей среды, вызывает между стенками сложные процессы высокоскоростной (диссипативной) турбулентности сжатия и разжатия (эффект импульсной компрессии) генерируют местные звуковые (акустические) волны, скорость распространения которых зависит от плотности и температуры среды (чем выше плотность среды, тем меньше местная скорость распространения звука, чем меньше молярная плотность, тем выше местная скорость распространения звука, которая способствует холодному разложению среды) в данном случае местная скорость волны равна местной скорости распространения звука, которая способствует получению более мелких частиц парового потока. При совокупности процессов температура среды вынужденно повышается и мгновенно распространяется от всех диффузоров полки по всему объему принадлежащего зазора. Данная температура относится к температурам торможения газового потока в замкнутых границах и устанавливается в заторможенном (оставшемся) слое газа у поверхности препятствия, где часть кинетической энергии переходит в энергию давления примерно (30%), остальная часть кинетической энергии примерно (70%) идет на увеличение внутренней энергии среды и/или Δ (прироста) температуры. Специфика парогазовых потоков в узких кольцевых каналах вращающихся тавродисков связанных с эффектом частоты сжимаемости (компрессии) происходит без пропорциональной передачи тепла твердому телу, передача температуры от предыдущих слоев среды последующим, скорость распространения звуковой волны, которая превращается в ультразвуковую зависит от местной турбулентной пристенной пульсации, от количества отверстий и давления, а также скорости вращения тавродисков относительно друг друга - относительно к Адибатическим законам, понимание процессов нагрева среды до критических пределов в данном сегменте устройства поясняется чертежами устройства фиг.№8. Захват меньшими по размеру отверстиями третьей полки паровой среды выполняется под воздействием локального давления и кинетических сил радиального потока от кромки отверстия до периферии конфузора с последующим набеганием среды в полость зазора, выражается приростом температуры и количеству мелких частиц молекул пара. В зазоре между полками смесь подается диссипативной турбулентности, импульсной компрессии посредством прерывания струи с получением торможения смеси на большой скорости между перфорированными стенками полок, при этом генерируется звуковая волна высокой интенсивности, которая способствует измельчению крупных молекул пара за доли секунды без передачи тепла телу устройства. Перемещение смеси из одной полости зазора в другую, из другой в третью, с третьей в четвертую, с четвертой в пятую полость зазора способствует суммированию полученных приростов t0 каждой полости, что знаменует каскадный эффект получения парогазовой смеси готовой по температурным параметрам к разложению на водород и кислород, которая натекает в периферийную кольцевую полость, №V, откуда под избыточным давлением по радиальным Z-подобным перепускным каналам перемещается к центру в кольцевую полость №VI. Парогазовая смесь полости №VI под воздействием избыточного давления и радиальных сил кинетической энергии в направлении от центра до периферии поступает в вертикально выполненные отверстия с диффузорами, одновременно другая часть смеси поступает в поперечные следом идущие очередующиеся прорези диффузионного типа, которые имеют скос от 10°-30° в одну сторону причем отверстия и прорези чередуются по кругу полки, смесь на выходе из отверстий и прорезей мгновенно расширяется и тормозится местными турбулентными потоками, молекулы смеси сталкиваются кинетическая энергия которых частично превращается в ультразвуковую, частично в тепловую при этом температура и частота звуковой волны регулируется скоростью вращения тавродисков до критического состояния. Разогретая смесь поступает в аналогичных кольцевой канал (зазор), который ограничен стенкой следующей перфорированной отверстиями и прорезями полкой, которая вращается в другую сторону тем самым создает сложные микроимпульсные термомагнитные процессы торможения и турбулентного обтекания решеток (отверстий) генерируется пристенная пульсация давления, при которых начинается парогазовая реакция и разрыв валентных связей структуры H-O-H. Фазовый переход молекул пара в молекулы водорода и кислорода выполняется при механическом воздействии, что требует в семь раз меньше энергии (62,29 кДж), чем на термическое разрушение этих связей (436 кДж), при этом начальная температура образования водорода 212°C, при термическом 430°C. Фазовому переходу способствует сочетание изобретательских решений диффузионных прорезей и диффузорных отверстий, с расширением от 10°-30° которые берут начало от середины тела полки, и создают процессы сверхзвукового местного перемещения среды из устья диффузоров в устье диффузаторов волнообразное препятствие в тонком кольцевом зазоре, преодолевается сопротивление тормозного эффекта собственной и ответной полки, создаются условия превращения кинетической энергии в тепловую и звуковую, распространение местных ультразвуковых волн, способствует частичному превращению молекул пара на соответствующем этапе в молекулы водорода и кислорода. Полученная смесь из кольцевого зазора под избыточным локальным давлением и воздействием кинетических сил поступает в отверстие и щелевые прорези следующей полки, которая вращается в обратном направлении. На выходе из отверстий и прорезей смесь мгновенно расширяется, при этом кинетическая энергия смеси также преобразуется частично в звуковую частично в тепловую, на выходе из диффузоров смесь частично тормозится следующей вращающейся полкой в обратном направлении, что способствует дальнейшему разложению молекул пара на водород и кислород по описанному выше способу и предотвращает на каждом этапе рекомбинацию получения водорода и кислорода, причем боковой переток смеси предотвращается боковыми уплотнителями каждой полки. Чем дальше от центра вращения, тем выше скорость вращения полок тавродисков, следовательно, создаются условия для ускоренного разложения оставшихся молекул пара на составляющие его химические элементы водород и кислород при температуре от 212° до 550°C. Тем не менее при любых реалистичных значениях температуры диссоциация пара будет не полной, многостадийные (каскадные) условия протекания процесса в данном устройстве способствуют повышению диссоциации пара и снижению образования сопутствующих веществ до минимума, широко известно, что повышение давления водяного пара не способствует повышению диссоциации (принцип ле Шателье). На всех стадиях процессов диссоциации (фазового перехода) выполняется разрыв связи H-О при мгновенном таране внутреннее давление и температура достигают максимума, в результате чего образуются ионы (частицы) Н и ОН (или Н+ и ОН-) далее частицы ОН диссоциируют на атомы О и Н, а затем атомы объединяются, образуя двухатомные молекулы водорода и кислорода, а фотены и фононы не участвуют в реакции прямого разложения воды. Из последнего увеличенного кольцевого зазора смесь H2 и O2 поступает в прорези диффузионного типа, причем последняя полка тавродиска содержит только прорези со скосом от 10° до 30° в одну сторону, которые при вращении способствуют разрежению (вакуумированию) смеси из предыдущих кольцевых зазоров по принципу вентилятора, где парценальное давление минимальное для данного процесса, на границе торможения предотвращает возврат смеси, при этом создается избыточное давление за пределом вращения скосов с температурой от 212°C и выше в периферийной кольцевой полости №VII откуда выполняется диффузия смеси через вложенный катализатор в радиальных перепускных каналах, с углом расширения от 5° до 10° направленным к центру вращения причем катализатор из диоксид - титана или из платиновой группы выполнен в виде сетчатого каркаса фиксирует (закаляет) газовое состояние H2 и O2, где при диффузии смесь частично охлаждается, что предотвращает окисление водорода (каталитическое горение), в темноте (в темноте H2 - низкоактивен), предотвращает самовоспламенение водорода и кислорода согласно стехиометрического коэффициента (на 1 кг H2 требуется 4 кг кислорода), что в тонких зазорах не осуществимо, так как разделение пара проводится 2:1, на выходе из канала смеси дросселируют через сопла и дополнительно охлаждается. Смесь в кольцевой полости №VIII стремится, от центра к периферии под избыточным давлением поступает, в отверстия паровой полки, причем первая вращающаяся полка содержит не менее двух рядов отверстий с диффузорами (воронками) направленными к центру и не менее одного ряда отверстий с диффузором направленным к периферии. Газовая смесь, проходящая через цилиндрические отверстия дросселирует в тонкий кольцевой зазор по принципу «Джоуля-Томсона», где водород разогревается, а кислород охлаждается, при этом эффекте натекания газовой смеси из отверстий с диффузором способствует мгновенному размешиванию газов, а вращение следующей полки в обратном направлении создает эффект сложных процессов мгновенного торможения, локальных турбулентных завихрений, местной конвекционной передачи тепла, распространение локальных ультразвуковых волн способствующих разогреву и удержанию смеси на молекулярном уровне, что предотвращает процесс рекомбинации. Сжатие и расширение в узком кольцевом канале происходит настолько быстро, что генерируемые ультразвуковые волны постоянно сталкиваются между собой и передают парциональную энергию оболочкам молекул, это способствует адиабатическому процессу при котором в этих условиях энергия тепла почти не передается твердому телу. Смесь из первого герметичного зазора под давлением поступает в следующий герметичный зазор и/или последующие герметичные зазоры по известной выше технологии и способу, при этом смесь приобретает устойчивую упорядоченную молекулярную структуру H2 и O2 как при температуре от 212° так и до 500°C. Периферийная полка тавродиска содержит диффузионные прорези со скосом от 10° до 30° в одну сторону, что создает эффект вакуумирования из предыдущих каналов и нагнетания давления в кольцевую полость №IX, где кислород как более тяжелая структура (1 кмоль Q=32 кг, 1 кмоль H2=2 кг) стремится под воздействием кинетических центробежных сил к периферии в кольцевую полость №X через диффузионные прорези со скосом от 10° до 30° в одну сторону в концевой полке, которая практически делит полость на две кольцевые емкости (полости). Водород как самая легкая структура практически не имеет кинетической энергии постоянно вытесняется O2 и под собственным давлением поступает в перепускные каналы с сетчатым катализатором которые выполнены с расширением от 5° до 10° к центру вращения, причем водород как самостоятельная структура дросселирует в сетчатом катализаторе разогревается до допустимой температуры в зависимости от пропускной способности сетчатого катализатора. На выходе из отверстия водород как продукт №1 поступает в кольцевую полость №XI, откуда через боковой канал подается на промежуточный охладитель (не показано), вакуумный насос и далее на склад хранения. Кислород под воздействием давления поступает в диффузионные прорези со скосами, которые создают давление в кольцевой полости №Х, откуда по перепускным каналам поступает на дросселирующие сопла, охлаждается (может охлаждаться до жидкого состояния) в кольцевой полости (детандере) №XII, откуда по боковому каналу поступает на очистку от возможного конденсата (тяжелая вода) или на склад хранения как продукт №2.During operation of the device, water and / or a mixture of water up to 50% of natural gas, methanol, carbon dioxide, respectively, can be supplied to the device cavity under overpressure from intermediate cavity No. I through rotating holes in the end of the glass, and at the outlet of the holes there are diffusers with the angle of expansion of the
В основу устройства положен, герметичный корпус в виде цилиндра с винтовой нарезкой внутренней поверхности, с двух сторон по торцам корпуса содержатся крышки с отверстиями для подачи жидкости с одной стороны и для выдачи готового продукта с другой стороны, кроме того, со стороны подачи жидкости крышка содержит консольный вал вращения, выполненный с расширением в виде стакана, в торце которого максимально близко к валу вращения выполнены отверстия в количестве от двух и/или более с конусом расширения от 15° до 30°, к кольцевой полости №I образованной со стенкой тавродиска встречного вращения закрепленного на втором консольном валу который содержится противоположной крышкой далее крепление конфузорных тавродисков в корпусе стакана чередуются по принципу стакан-вал, что обеспечивает беспрепятственное встречное вращение дисков относительно друг-друга.The device is based on a sealed housing in the form of a cylinder with a screw thread on the inner surface; on both sides at the ends of the housing there are covers with holes for supplying liquid on the one hand and for dispensing the finished product on the other side, in addition, on the liquid supply side, the cover contains cantilever rotation shaft made with expansion in the form of a cup, in the end of which as close as possible to the rotation shaft holes are made in an amount of two and / or more with an expansion cone from 15 ° to 30 °, to the annular cavity No. I image associated with the wall of the counter-rotating tavrodisk mounted on the second cantilever shaft which is contained by the opposite cover, the fastening of the confusor tavrodisk in the cup body alternates according to the glass-shaft principle, which ensures unhindered counter-rotation of the disks relative to each other.
В основу базового варианта устройства положены функциональные участки, включающие составные диски с полками в виде перфорированных колец - далее конфузерные тавродиски с поочередным креплением гильза-вал, которые выполнены с взаимоперекрывающими полками со специальными конструктивными элементами отверстий в зависимости от места принадлежности. Полости II-III для образования паро-капельного состава разделены одной полкой внутренней лобовины гильзы и двумя полками тавродиска, причем полки содержат отверстия выполненные в виде конфузора с переходом в шейку с внезапным кольцевым расширением - (камера торможения), диаметр которой на 20-50% больше диаметра шейки конфузора и диффузора, следовательно камера торможения переходит в шейки, которые на выходе содержат диффузоры. Диаметр отверстий третьей полки меньше на 10-20% диаметра отверстий второй полки, а диаметр отверстий второй полки меньше на 10-20% диаметра отверстий первой полки, как показано на фиг.3 и 4, при этом за счет увеличения количества отверстий (перфораций) на полках пропускная способность каждой кольцевой полки увеличивается от 10 до 20%, соответственно.The basic variant of the device is based on functional areas, including composite disks with shelves in the form of perforated rings - further confuser tavrodisky with alternate fastening of the sleeve-shaft, which are made with overlapping shelves with special structural elements of the holes, depending on the location. Cavities II-III for the formation of a vapor-droplet composition are separated by one shelf of the inner front of the sleeve and two shelves of the tavrodisk, and the shelves contain holes made in the form of a confuser with a transition into the neck with a sudden ring expansion - (braking chamber), the diameter of which is 20-50% more than the diameter of the neck of the confuser and the diffuser, therefore, the braking chamber passes into the necks, which at the outlet contain diffusers. The diameter of the holes of the third shelf is less by 10-20% of the diameter of the holes of the second shelf, and the diameter of the holes of the second shelf is less by 10-20% of the diameter of the holes of the first shelf, as shown in figures 3 and 4, while increasing the number of holes (perforations) on the shelves, the throughput of each ring shelf increases from 10 to 20%, respectively.
Полость III соединена с полостью IV при помощи Z-образных перепускных каналов, содержащих на выходе сопла распыления паро-капельного состава.Cavity III is connected to cavity IV using Z-shaped bypass channels containing a vapor-droplet composition at the outlet of the spray nozzle.
Полость IV-V разогрева паро-капельного состава заключается между стенками тавродисков, которые закреплены на консольном вале, и тавродиском закрепленным в цилиндре стакана, причем стенки взаимодействующих дисков содержат взаимоперекрывающие полки с возможностью вращения, при этом полки содержат специальные конструктивные элементы отверстий с коническим расширением от середины полки по направлению от оси вращения к периферии, которые выполнены по схеме: сечение отверстий первой полки от вала больше по диаметру на 10-20% второй полки, а сечения отверстий второй полки больше по диаметру на 10-20% отверстий третьей полки, сечения отверстий третьей полки больше по диаметру на 10-20% отверстий четвертой полки, сечения отверстий четвертой полки больше по диаметру на 10-20% отверстий пятой полки и так далее до последней полки что соответствует схеме от 1 до 0,2, причем пропускная способность каждой полки соответственно увеличивается пропорционально на 10-20% за счет увеличения количества отверстий на каждой полке на 10-20%. Периферийная кольцевая полость V соединена с кольцевой полостью VI при помощи зигзагообразных (Z) каналов которые на выходе содержат сопла распыления.The cavity IV-V of the heating of the vapor-droplet composition is between the walls of the tavrodisk, which are mounted on the cantilever shaft, and the tavrodisk, mounted in the cylinder of the glass, and the walls of the interacting disks contain mutually overlapping shelves with the possibility of rotation, while the shelves contain special structural elements of the holes with conical expansion the middle of the shelf in the direction from the axis of rotation to the periphery, which are made according to the scheme: the cross section of the holes of the first shelf from the shaft is 10-20% larger in diameter of the second shelf, and the holes of the second shelf are 10-20% larger in diameter of the holes of the third shelf, the cross-sections of the holes of the third shelf are larger in diameter by 10-20% of the holes of the fourth shelf, the cross-sections of the holes of the fourth shelf are larger in diameter by 10-20% of the holes of the fifth shelf and so on to the last shelf, which corresponds to the scheme from 1 to 0.2, and the throughput of each shelf, respectively, increases proportionally by 10-20% due to an increase in the number of holes on each shelf by 10-20%. The peripheral annular cavity V is connected to the annular cavity VI by means of zigzag (Z) channels which at the outlet contain spray nozzles.
Полости VI-VII предельного разогрева заключаются между стенками дисков, один из которых закреплен на валу вращения, а другой на стенке вращения цилиндрического стакана, причем стенки взаимодействующих дисков также содержат взаимоперекрывающие полки с возможностью противоположного вращения относительно друг друга, при этом полки, содержащиеся на диске, закрепленном на стенке стакана, выполнены в виде цилиндрических отверстий в два ряда и более 2-х рядов с расширением от середины отверстия к периферии от 5° до 20°, а перепускные Z-образные каналы в теле составного диска выполнены с расширением от периферии к центру от 5° до 10° и содержат катализатор, кроме того, содержатся чередующиеся отверстия в виде прорезей с расширением от середины полки, направленным к периферии от 10° до 30°.The cavities VI-VII of the maximum heating are concluded between the walls of the disks, one of which is mounted on the rotation shaft and the other on the rotation wall of the cylindrical cup, the walls of the interacting disks also containing mutually overlapping shelves with the possibility of opposite rotation relative to each other, while the shelves contained on the disk mounted on the wall of the glass, made in the form of cylindrical holes in two rows and more than 2 rows with an extension from the middle of the hole to the periphery from 5 ° to 20 °, and bypass Z-shaped channels The channels in the body of the composite disk are made with an expansion from the periphery to the center from 5 ° to 10 ° and contain a catalyst; in addition, there are alternating holes in the form of slots with an extension from the middle of the shelf directed to the periphery from 10 ° to 30 °.
Полости VIII-IX-X - молекулярного натекания смеси и ее разделения выполнены между стенками дисков, один из которых закреплен на валу вращения, а другой на внутренней стенке цилиндрического стакана вращения, причем стенки взаимодействующих дисков содержат взаимоперекрывающие полки с возможностью разнонаправленного вращения относительно друг друга, при этом полки, содержащиеся на диске, закрепленном на валу вращения, перфорация которых выполнена в виде отверстий с воронками в два ряда или более двух рядов и один ряд отверстий с диффузорами выполнен на уступе бурта, и полки, содержащиеся на диске вращающиеся от стакана, также содержат отверстия с воронками в два ряда или более двух рядов, направленными к валу вращения, как показано на фиг.7, причем, все воронки выполнены с расширением от 5° до 30° и основанием примыкают друг к другу, что способствует сваливанию (прохождению) кислорода в отверстия воронок, выполненные отверстия на утолщенной части полки также содержат диффузоры с расширением от 5° до 15° и основанием направленным к периферии, последняя кольцевая полка перед кольцевой полостью IX и разделительная кольцевая полка перед полостью IX выполнены с отверстиями в виде диффузионных прорезей с расширением по ходу вращения от 10° до 30°. Кольцевая полость IX соединена с полостью XI при помощи Z-образных клиноподобных каналов с катализаторами, размещенных в теле составного диска, причем каналы выполнены с расширением от периферии до вала вращения 5°-10° и содержат катализатор, которые на выходе содержат цилиндрические отверстия с обратным клапаном для вытекания водорода. Кольцевая полость X соединена Z-образным каналом без содержания катализатора с кольцевой полостью XII, причем на выходе каналы содержат дросселирующие сопла для выхода кислорода, при этом крышка корпуса содержит герметичный кольцевой выступ с герметичным уплотнением и внутренней кольцевой полостью с теплоносителем, который образует две кольцевые полости для предотвращения смешивания водорода с кислородом,откуда продукты откачиваются (не показано) с целью дальнейшего транспортирования через выполненные боковые отверстия.Cavity VIII-IX-X - molecular leakage of the mixture and its separation is made between the walls of the disks, one of which is mounted on the shaft of rotation, and the other on the inner wall of the cylindrical glass of rotation, the walls of the interacting disks contain mutually overlapping shelves with the possibility of multidirectional rotation relative to each other, wherein the shelves contained on the disk mounted on the rotation shaft, the perforation of which is made in the form of holes with funnels in two rows or more than two rows and one row of holes with diffusers in the shoulder is made on the ledge, and the shelves contained on the disk rotating from the glass also contain holes with funnels in two rows or more than two rows directed to the rotation shaft, as shown in Fig. 7, and all funnels are made with an extension of 5 ° up to 30 ° and with the base adjacent to each other, which contributes to the stalling (passage) of oxygen into the holes of the funnels, the holes on the thickened part of the shelf also contain diffusers with an expansion of 5 ° to 15 ° and the base directed to the periphery, the last ring shelf in front of the ring the first cavity IX and the dividing annular shelf in front of the cavity IX are made with holes in the form of diffusion slots with expansion along the direction of rotation from 10 ° to 30 °. The annular cavity IX is connected to the cavity XI by means of Z-shaped wedge-shaped channels with catalysts located in the body of the composite disk, the channels being made expanding from the periphery to the rotation shaft of 5 ° -10 ° and contain the catalyst, which at the outlet contain cylindrical openings with reverse valve for the flow of hydrogen. The annular cavity X is connected by a catalyst-free Z-shaped channel to the annular cavity XII, the channels containing throttling nozzles for oxygen output at the outlet, while the housing cover contains a hermetic annular protrusion with a hermetic seal and an inner annular cavity with a coolant that forms two annular cavities to prevent mixing of hydrogen with oxygen, from where the products are pumped out (not shown) for the purpose of further transportation through the made side holes.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1 изображен разрез нижней части механотермического реактора для получения водорода и кислорода из жидкости; на фиг.2 изображено то же верхней части механотермического реактора; на фиг.3 изображен вид «А»; на фиг.4 изображен разрез Д-Д фиг.3; на фиг.5 показан разрез Б-Б; на фиг.6 показан разрез В-В; на фиг.7 показан разрез Г-Г; на фиг.8 показан разрез Вида Ж; на фиг.9 показан разрез поз. №64; на фиг.10 показан разрез поз. №113; на фиг. 11 показан разрез поз. №6; на фиг.12 показана схема движения среды от жидкости до получения продуктов №1 и №2.Figure 1 shows a section of the lower part of a mechanothermal reactor to produce hydrogen and oxygen from a liquid; figure 2 shows the same upper part of the mechanothermal reactor; figure 3 shows a view of "A"; figure 4 shows a section DD DD of figure 3; figure 5 shows a section bB; figure 6 shows a section bb; 7 shows a section GG; on Fig shows a section of the View; figure 9 shows a section of the pos. No. 64; figure 10 shows a section of the pos. No. 113; in FIG. 11 shows a sectional view of pos. No. 6; on Fig shows a diagram of the movement of the medium from the liquid to obtain products No. 1 and No. 2.
Лучший вариант осуществления изобретения.The best embodiment of the invention.
Водородогазогенератор для механического разделения жидкости на водород и кислород содержит герметичный корпус 1, со стороны подачи жидкости содержится патрубок 2 на крышке 3, которая содержит короткий консольный вал 4, со стаканом вращения 5 с возможностью принудительного вращения от 50 до 600 м/с, (привод не показан) образуют цилиндрическую полость I, с другой стороны корпус 1 содержит крышку 6, которая в свою очередь содержит удлиненный вал 7, на конце которого содержится конфигурный диск (тавродиск) 8, причем конфигурный тавродиск 8 совместно с кольцевыми полками лобовины стакана 5, образует полость II и кольцевую полость III. Полость I взаимодействует с полостью II через отверстия 9 в лобовине стакана вращения 5, причем конус отверстий выполнен с расширением 20°-35° от середины толщины лобовины стакана 5, полка 10 тавродиска 8 содержит множество отверстий 11 и буртик 12, отверстия 11 на входе содержат конфузор 13 (воронку), конфузор 13 переходит в цилиндрическую шейку (сужение) 14, которая расширяется в кольцевую (выборку) камеру торможения (завихрения) 15, за камерой торможения 15 выполнена цилиндрическая шейка 16 с диффузором 17, которые взаимодействуют с зазором 18, причем (выборка) камера торможения 15 выполнена по объему на 20-50% больше шейки 14 и шейки 16. Кольцевая полка 19, лобовины 5, также содержит бурт 20 и множество отверстий 21 с воронками 22, шейками 23, кольцевыми выборками 24, шейки 25, переходящие в диффузоры 26, взаимодействующие с кольцевым зазором 27, последовательно выполнена полка 28 с буртом 29 тавродиска 8, в свою очередь содержит множество отверстий 30 с конфузорами 31 переходящие в шейки 32, камеры торможения 33, шейки 34 и диффузоры 35, которые обеспечивают связь с кольцевой полостью III, причем все конфузоры 13; 22; 31 выполнены с углом расширения от 15° до 20°, а диффузоры 17; 26; 35 выполнены с углом расширения от 15° до 30°, соответствующие камеры торможения 15; 24; 33 выполнены по диаметру от 20 до 50% больше соответствующих шеек 14; 16; 23; 25 и 32; 34. Кольцевая полость III через Z-подобные каналы 36 в теле составного тавродиска 8 и через форсунки низкого давления 37 соединена с кольцевой полостью IV, которая образована тавродиском 8, валом 7, тавродиском 38 и кольцевой полкой 39, в которой содержатся отверстия 40 с диффузорами 41, причем конусы расширения диффузоров 41 выполнены от 15° до 30° и имеют выход в кольцевой зазор 42, который граничит с полкой 43, где содержатся отверстия 44 с диффузорами 45, которые имеют выход в кольцевой зазор 46 образованной полкой 43 и полкой 47, где также содержит отверстия 48 с диффузорами 49, причем диффузоры выполнены с конусом расширения от 15° до 30° и имеют выход в кольцевой зазор 50, образованный полкой 47 и полкой 51, которая в свою очередь также содержит шейки (сужение) отверстия 52 и диффузоры 53 с направленным расширением к кольцевому зазору 54, который образован полкой 51 и полкой 55 с отверстиями 56 и диффузорами 57, причем диффузоры 57 имеют выход на кольцевой зазор 58, образованный полкой 55 и кольцевой полкой 59 с поперечными диффузионными прорезями 60 и диффузаторами 61 со скосами от 10° до 30°, работающих по принципу вентилятора высокого давления, нагнетающего давление в кольцевую полость V. Объем пропускной способности каждой кольцевой полки 39; 43; 47; 51 и 55 увеличивается от 10 до 20% относительно предыдущей кольцевой полки за счет пропорционального увеличения количества отверстий, причем сами отверстия в поперечных полках 39; 43; 47; 51 и 55 уменьшаются в диаметре и пропускной способности от 10 до 20% относительно предыдущих отверстий, а конус расширения остается постоянным от 15° до 30°. Кольцевая полость V через Z-подобные каналы 62 в составном тавродиске 38, и форсунками 63 соединены с приосевой кольцевой полостью VI, которая образована тавродиском 64, содержащийся валом вращения 7, тавродиском 38 содержащий кольцевую полку 65, с выполненными множеством отверстий 66 с диффузорами 67, а также через один ряд отверстий 66 содержатся диффузионные поперечные прорези 68 с диффузаторами 69 со скосом расширения от 10° до 30°, которые соединены с кольцевым зазором 70, образованный полкой 65 и полкой 71, которая в свою очередь содержит отверстие 72 с диффузорами 73 и поперечные прорези 74 с диффузаторами 75, которые имеют выход в кольцевой зазор 76, образованный полкой 71 и полкой 77, в которой выполнены множества отверстий 78 с диффузорами 79 и поперечных прорезей 80 с диффузаторами 81, которые соединены с кольцевым зазором 82. Кольцевой зазор 82 образован полкой 77 и полкой 83 в которой содержатся поперечные прорези 84 с диффузаторами 85 и отверстия 86 с диффузорами 87, которые соединены с кольцевым зазором 88. Кольцевой зазор 88 образован полкой 83 и поперечной полкой 89, которая также содержит множество отверстий 90 с диффузорами 91 и поперечные диффузионные прорези 92 с диффузаторами 93, которые соединены с кольцевым зазором 94. Кольцевой зазор 94 образован полкой 89 и кольцевой полкой 95, которая содержит множество поперечных прорезей 96 со (скосами) диффузаторами 97 и отверстия 98 с диффузорами 99 с выходом в кольцевой зазор 100. Кольцевой зазор 100 образован полкой 95 и поперечной кольцевой полкой 101, которая в свою очередь также содержит отверстия 102 с диффузорами 103 и поперечные прорези 104 с диффузаторами 105, которые имеют выход в увеличенный по габаритам в два раза кольцевой зазор 106 относительно предыдущего кольцевого зазора 100. Увеличенный кольцевой зазор 106 образован полкой 101 и поперечной кольцевой полкой 107, которая содержит множество поперечных прорезей 108 со (скосами) диффузаторами 109, с углом расширения от 10° до 30°, которые работают по принципу вентилятора высокого давления т.е. в кольцевом зазоре 106 создается разряжение, а в кольцевой полости VII нагнетается высокое давление. Все диффузоры и диффузаторы в кольцевых полках 65; 71; 77; 83; 89; 95; 101 и 107 выполнены с углами расширения от 10° до 30°, а переток газовой среды между кольцевыми зазорами 70; 76; 82; 89; 94; 100; 106 блокируется боковыми кольцевыми уплотнениями «К.У.». Кольцевая полость VII, через Z-подобные радиальные каналы 110 в количестве от двух и более, и через сопла 111 соединена с кольцевой полостью VIII, причем радиальные каналы выполнены в виде клина с расширением от 5° до 10° направленным от периферии до центра вращения, а сетчатый катализатор выполнен по форме каналов. Кольцевая полость VIII образована тавродиском 64, который содержится на валу вращения 7, поперечной кольцевой полкой 112 и тавродиском 113, содержащийся стаканом вращения 5, причем полка 112 по кругу содержит множество конфузоров (воронок) 114 с расширением конусов от 10° до 30°, направленным основанием к центру вращения, а отверстия 115, конфузоров 114, направлен к периферии, где основание конфузоров 114 между собой соприкасаются, а отверстия 116 с диффузором 117 выполнены в бурте 118 содержат конус с расширением от 5° до 30° направленным к периферии с выходом в тонкий кольцевой зазор 119, с переходом в увеличенный кольцевой зазор 120, которые образованы полкой 112, причем полка 112 содержится тавродиском 64 и полкой 121 содержащейся тавродиском 113, в которой выполнен бурт 122. Кольцевой зазор 119 и кольцевой зазор 120, через воронки 123 с отверстиями 124, и через отверстия 125 с диффузорами 126, взаимодействуют с тонким кольцевым зазором 127 и кольцевым зазором 129, который образован полкой 121 и поперечной кольцевой полкой 128, которая содержит воронки 130 с отверстиями 131 и бурт 132 с отверстиями 133 и диффузорами 134, которые имеют выход в тонкий кольцевой зазор 135 и увеличенный кольцевой зазор 138, который образован полкой 128 и поперечной кольцевой полкой 136, которая содержит диффузионные прорези 139 с диффузаторами 140, которые взаимодействуют с кольцевой полостью IX, а отверстия 141 с диффузорами 142, содержащиеся в бурте 137 взаимодействуют с примыкающим каналом 143, радиальными клиноподобными каналами 144 и осадочными отверстиями 145, которые соединены с поперечными каналами 146 с выходом в кольцевую полость IX, которая образована стенкой тавродиска 64, полкой 136, стенкой тавродиска 113 и полкой 147, которая содержит диффузионные прорези 148 с диффузаторами 149 со скосами от 5° до 30°, которые работают по принципу диаметрального вентилятора высокого давления, что способствует откачке кислорода из полости IX и нагнетанию давления в периферийную полость X, которая ограничена стенкой тавродиска 64, полкой 147, стенкой стакана вращения 5 и тавродиском 113, в теле которого выполнены Z-подобные перепускные каналы 150 с форсунками 151 дросселирования кислорода и возможной влаги в кольцевую полость XI. Кольцевая полость XI ограничена тавродиском 113 и неподвижной крышкой 6, в которой выполнено выпускное отверстие 154 для выдачи кислорода потребителю или на склад. Радиальные клиноподобные перепускные каналы 144 содержат катализатор для перетока водорода через отверстия с обратным клапаном 152 (не показано), также взаимодействуют с кольцевой полостью XII, которая образована тавродиском 113, крышкой 6, и разделительной полкой 153, причем крышка 6 содержит выпускное отверстие 155 из полости XII, а разделительная полка выполнена пустотелой для циркуляции теплорегулирующего агента. Для предотвращения неконтролируемого смешивания кислорода с водородом в торце разделительной полки 153 содержится торцевое герметизирующее кольцо (К.У.). Регулирование теплового режима аппарата, корпус 1 с внутренней стороны содержит спираль 156, которая совместно с телом стакана вращения 5 образует винтовой канал 157 с патрубком подачи 158 и патрубком выдачи 159.The hydrogen-gas generator for mechanical separation of the liquid into hydrogen and oxygen contains a sealed
Водородогазогенератор работает следующим образом.Hydrogen gas generator works as follows.
В предварительно разогретый до 100°C или выше 100°C герметичный корпус 1 через патрубок 2 принудительно подают исходную жидкость (чистую воду, смесь жидкости) с температурой от 5°C и выше, которая заполняет кольцевую полость (зазор) I, между крышкой 3, консольным валом 4, и дном стакана 5, одновременно с подачей жидкости принудительно раскручивают вал 4 со стаканом 5, со скоростью от 50 до 600 м/с с одной стороны, с другой стороны также раскручивают содержащийся крышкой 6, удлиненный вал 7 с конфузорным диском 8, жидкость перемещаясь из кольцевой полости I в отверстия 9 в дне стакана 5, причем отверстия со средины толщины металла выполнены с конусным расширением 20°-35°, что создает всасывание и дополнительное нагнетание давления в полости II, откуда под действием давления и центробежных кинетических сил жидкость одновременно стремится к периферии через (перфорацию) полки 10 в множество отверстий 11 в полке 10 тавродиска 8, который выполнен в виде желоба с буртом 12, жидкость под воздействием сил давления поступает в воронки (конфузоры) 13 отверстий 10, откуда под воздействием скорости вращения кинетических сил поступает в шейки 14 отверстий 10, внезапно расширяется в кольцевой камере торможения 15, при этом вскипает, образуя множество кавитационных саморазогретых пузырьков, на выходе из камеры в шейке 16 мгновенно пузырьки сжимаются при этом разрушаются и передают тепло объему жидкости, из шейки 16 частично нагретая жидкость поступает в диффузор 17, где мгновенно расширяется образуя пузырьковое кипение в кольцевом зазоре 18 и множество разогретых кавитационных пузырьков и жидкость сталкиваются с препятствием вращающейся в обратном направлении полки 19 с буртом 20 выполненной в дне стакана 5, и содержит множество комбинированных отверстий 21 с воронками (конфузором) 22 где под воздействием встречного вращения образуются вихри и микрогидравлические удары (тараны) при которых разрушаются пузырьки, а теплота передается объему жидкости, кроме того при гидравлическом микроударе также выделяется тепло, которое передается жидкости.The sealed housing 1, preheated to 100 ° C or higher than 100 ° C, is forced to supply an initial liquid (clear water, liquid mixture) with a temperature of 5 ° C and above, which fills the annular cavity (gap) I, through the nozzle 2, between the cover 3 , with a cantilever shaft 4, and the bottom of the cup 5, simultaneously with the liquid supply, the shaft 4 is forced to unwind with the cup 5, at a speed of 50 to 600 m / s on the one hand, on the other hand, the elongated shaft 7 with the confuser disc also untwist with a cover 6 8, the fluid moving from the annular cavity I to holes 9 in the bottom of the cup 5, and the holes from the middle of the metal thickness are made with a conical extension of 20 ° -35 °, which creates a suction and additional pressure buildup in cavity II, from where, under the action of pressure and centrifugal kinetic forces, the liquid simultaneously tends to the periphery through (perforation ) shelves 10 into the set of holes 11 in the shelf 10 of the tavrodisk 8, which is made in the form of a chute with a shoulder 12, the liquid under the influence of pressure forces enters the funnels (confusers) 13 of the holes 10, where from under the influence of the rotation speed kinetic forces enters the necks 14 of the holes 10, suddenly expands in the annular chamber of braking 15, boils, forming a lot of cavitation self-heated bubbles, at the outlet of the chamber in the neck 16 the bubbles are compressed instantly, they are destroyed and transfer heat to the liquid volume, partially from the neck 16 the heated liquid enters the diffuser 17, where it instantly expands forming bubble boiling in the annular gap 18 and many heated cavitation bubbles and the liquid collide with an obstacle rotating in the opposite direction the connection of the shelf 19 with a shoulder 20 made in the bottom of the glass 5, and contains many combined holes 21 with funnels (confuser) 22 where, under the influence of counter rotation, vortices and microhydraulic shocks (rams) are formed in which the bubbles are destroyed, and heat is transferred to the liquid volume, in addition With hydraulic micromass, heat is also released that is transferred to the fluid.
Под воздействием сил вращения частично разогретая смесь пузырьков и жидкости из воронок 22 поступает в шейки 23, где дополнительно сжимается и мгновенно разжимается в полости камеры торможения 24 отверстий 21, образуя множество кавитационных дополнительно разогретых пузырьков, которые мгновенно сжимаются в шейке 25, разрушаются и передают тепло сжатому объему жидкости, из шейки 25 дополнительно нагретая жидкость поступает в диффузор 26, где мгновенно расширяется, при этом образуются парогазовые пузырьки - (парогазовое кипение), которые мгновенно разрушаются и передают тепло объему жидкости в кольцевом зазоре 27, при этом на выходе из диффузора 26, смесь сталкивается с стенкой вращающейся полки 28 с буртом 29, который предотвращает переток жидкой смеси. Смесь поддается микрогидродинамическому удару (кинетическому тарану) при этом дополнительно разогревается и поступает в перфорацию следующей полки отверстий 30 с воронками 31, причем отверстия 30 по диаметру на 10-20% меньше предыдущей полки, а отверстия 21 полки 19 по диаметру меньше на 10-20% отверстий 11 в полке 10, что позволяет эффективно воздействовать на жидкость, в тоже время пропускная способность пропорционально увеличивается за счет увеличения количества отверстий в соответствующих полках. Из воронки 31 частично разогретая смесь от предыдущих полок поступает в шейки 32, компрессионно сжимается дополнительно разогревается и мгновенно поступает в камеру торможения 33, в которой пузырьки пара компрессионно расширяются, при этом передают тепло окружающей среде и мгновенно поступают в шейку 34, компрессионно сжимаются дополнительно разогреваются, на выходе из шейки смесь поступает в диффузоры 35, где практически полученная парокапельная смесь дросселирует в периферийную кольцевую полость III с температурой до 100°C или выше 100°C. Парокапельная смесь имеющая низкую массу при t° до 100°C и выше 100°C из кольцевой полости III поступает в перепускные Z-подобные каналы 36 в теле составного тавродиска 8 и под давлением перемещается с незначительным сопротивлением к центру вращения через форсунки (сопла) низкого давления 37 в кольцевую приосевую полость IV, образованную между тавродиском 8, валом 7 и тавродиском 38, откуда под воздействием локального давления и центробежных сил смесь стремится от центра поперечной полке 39, через отверстие 40, где смесь компрессионно сжимается, а в диффузоре 41 с конусом расширяется от 15° до 30° мгновенно расширяется и поступает в кольцевой зазор 42, между полками 39 и полкой 43, где одновременно поддается воздействию растягивания, кинетическому тарану компрессионному сжатию и расширению, турбулентному завихрению, что приводит к выделению большого количества тепла. Из кольцевого зазора 42, среда поступает в шейку отверстия 44 полки 43, где компрессионно сжимается, при этом тепло передается всему объему среды, которая поступает в диффузор 45 с конусом расширения от 15° до 30° и мгновенно расширяется при этом измельчается на более мелкие частицы, которые поступают в кольцевой зазор 46 между полками 43 и 47, где более мелкая газопаровая фракция поддается компрессионному воздействию, растягиванию, гидродинамическому тарану, турбулентному завихрению, что приводит к дополнительному выделению теплоты в зазоре 46. Из зазора 46 среда поступает в отверстие 48 полки 47, где компрессионно сжимается, дополнительно разогревается и поступает в диффузор 49 с конусом расширения от 15° до 30°, где сталкивается и измельчаются на более мелкие частицы, при этом дополнительно выделяется тепло от измельчения частиц в зазоре 50, образованный полкой 47 и 51, в котором среда поддается более интенсивному воздействию за счет скорости вращения чем в зазоре 46. Из зазора 50, среда поступает в шейку отверстия 52 где компрессионно сжимается дополнительно выделяется тепло и передается среде, которая поступает в диффузор 53 с конусом расширения от 15° до 30°, где также растягивается и измельчается на более мелкие частицы, при этом выделяется тепло в кольцевой зазор 54, который образован полкой 51 и полкой 55, где разогретая среда поддается более интенсивному компрессионному воздействию (практически импульсной пульсации давления) при этом возникают местные турбовинтовые волны, которые частично разрушают парогазовую составляющую на более мелкие частицы, чем в предыдущем зазоре 50. Из зазора 54 смесь стремится в перфорацию отверстий 56, где компрессионно сжимается, а полученное тепло конвекционно передается среде, которая поступает в диффузор 57 с конусом расширения от 15° до 30°, где мгновенно расширяется, при этом встречает сопротивление от имеющейся среды в кольцевом зазоре 58, между полкой 55 и полкой 59, смешивается и поддается более активному воздействию местных турбовинтовых волн, которые частично генерируют ультразвуковые волны, которые разрушают среду на более мелкие частицы, при этом выделяется большое количество тепла. Из кольцевого зазора 58 среда стремится в диффузионные прорези 60 с диффузаторами 61 и расширением скоса от 10° до 30°, который работает по принципу вентилятора высокого давления, в которых смесь мгновенно расширяется и встречает сопротивление имеющейся среды в периферийной кольцевой полости V смешивается и передает тепло до 200° или выше 200°C, причем все отверстия в полках выполнены с уменьшением диаметров каскадно от центра по ходу движения парогазовой среды от центра до периферии, а объем пропускной способности отверстий каждой полки увеличивается от 10 до 20% относительно предыдущей полки за счет пропорционального увеличения количества отверстий в каждой полке. Разогретая парогазовая среда периферийной кольцевой полости V под избыточным давлением поступает в перепускные Z-подобные каналы 62 тавродиска 38, откуда через (форсунки) сопла 63 распыляется в кольцевую полость VI образованной тавродиском 38 и тавродиском 64 и под воздействием давления среда стремится от центра вращения к полке 65, тавродиска 38, одновременно захватывается множеством цилиндрических отверстий 66 с диффузорами 67, которые выполнены на полке параллельно с чередующимися поперечными прорезями 68 с диффузаторами 69, (на фиг. №6 обозначены в скобках) в количестве от 2-х до 10 рядов, смесь на выходе из отверстий 66 и прорезей 68 мгновенно расширяется в диффузорах 67 и диффузаторах 69, и пересекается (сталкивается) местными турбулентными потоками, молекулы смеси сталкиваются, микрокинетическая энергия частично превращается в ультразвуковую, частично в тепловую, которые перемещаются из устья прорезей в устье диффузоров, при этом огибается препятствие в тонком кольцевом зазоре 70, преодолевается сопротивление тормозного эффекта собственной полки 65, и ответной полки 71, создаются условия способствующие частичному превращению молекул пара в молекулы водорода и кислорода. Полученная смесь из кольцевого зазора 70 под избыточным локальным давлением и воздействием кинетических сил поступает в отверстия 72 с диффузорами 73 и диффузионные прорези 74 с диффузатором 75 полки 71, которая вращается в обратном направлении.Under the influence of the rotation forces, a partially heated mixture of bubbles and liquid from the
На выходе из отверстий 72 в диффузоры 73 и из прорезей 74 в диффузаторы 75 смесь мгновенно расширяется, при этом локальная кинетическая энергия смеси также преобразуется частично в ультразвуковую, частично в тепловую и поступает в кольцевой зазор 76, между полкой 71 и полкой 77, при этом смесь перемещается из устья щелевого диффузатора 75 в устье диффузоров 73 широкой полосой, где поддается многократным импульсным таранам, компрессионным воздействиям, молекулы смеси соударяются и генерируют множество локальных ультразвуковых волн местного воздействия, которые в совокупности способствуют разрыву молекулярных связей молекул пара на водород и кислород. Оставшиеся молекулы пара и газовая смесь водорода и кислорода под воздействием локального давления одновременно поступает в чередующиеся отверстия 78 с диффузорами 79 и щелевые прорези 80 с диффузаторами 81 полки 77, на выходе из диффузаторов 81 и диффузоров 79 смесь поступает в кольцевой зазор 82, где встречает сопротивление имеющейся среды и поддается воздействию импульсным таранам, компрессионным процессам, турбулентному завихрению, молекулы смеси сталкиваются и генерируют множество локальных ультразвуковых волн местного распространения, которые огибают препятствие в тонком кольцевом зазоре 82, перемещаются в область сопротивления среды, при этом мгновенно выделяемая энергия превращается частично в тепловую, частично в ультразвуковую и молекулы пара подлежащие делению теряют молекулярные связи и делятся на водород и кислород. Из кольцевого зазора 82 между полками 77 тавродиска 38 и 83 тавродиска 64, под воздействием центробежных сил и избыточного давления смесь одновременно стремится в чередующиеся прорези 84 с диффузаторами 85 и отверстиями 86 с диффузорами 87 тавродиска 64, где мгновенно расширяется и поступает в кольцевой зазор 88, при этом расширяющаяся смесь сталкивается с имеющейся средой, кинетическая энергия преобразуется частично в ультразвуковую, частично в тепловую, что в совокупности с множеством местных турбулентных потоков, ультразвуковых волн, импульсных таранов, создаются условия способствующие частичному разрыву молекулярных связей, молекулы пара подлежащие делению теряют молекулярные связи и делятся на водород и кислород. Из кольцевого зазора 88 между полками 83 и полкой 89 тавродиска 38, смесь одновременно поступает в отверстия 90 с диффузорами 91 и в поперечные прорези 92 с диффузаторами 93, где мгновенно расширяется и поступает в кольцевой зазор 94 между полкой 89 и полкой 95 тавродиска 64, при этом расширяющаяся смесь сталкивается с имеющейся средой, кинетическая энергия преобразуется частично в ультразвуковую, частично в тепловую, что в совокупности с множеством местных турбулентных потоков, ультразвуковых волн, импульсных таранов создает условия способствующие разрыву молекулярных связей оставшихся молекул пара, подлежащие делению молекулы делятся на водород и кислород. Из кольцевого зазора 94 между полками 89 и 95 тавродиска 64 смесь одновременно стремится в диффузионные прорези 96 с диффузаторами 97 и отверстия 98 с диффузорами 99, где на выходе мгновенно расширяется и поступает в кольцевой зазор 100, между полками 95 и 101 тавродиска 38, при этом расширяющаяся смесь сталкивается с имеющейся средой, кинетическая энергия которой частично преобразуется в ультразвуковую, частично в тепловую, что в совокупности с множеством генерированных местных турбулентных потоков, ультразвуковых волн, импульсных таранов также создает условия способствующие частичному разрыву молекулярных связей оставшихся молекул пара на водород и кислород. Из кольцевого зазора 100 между полками 95 и 101 тавродиска 38, смесь под воздействием центробежных сил и избыточного давления стремится в отверстия 102 с диффузорами 103 и диффузионные прорези 104 с диффузаторами 105, где на выходе мгновенно расширяется и поступает в кольцевой зазор пониженного давления 106 в котором высота зазора в два раза выше предыдущего зазора 100, при этом расширяющаяся смесь сталкивается с оставшейся средой, пересекается (тормозится) турбулентными потоками, которые перемещаются из устья диффузаторов в устья диффузоров выполненных в полке 101, при этом частично огибается препятствие в виде толщины стенки между прорезями в полке 107 и полки 101, вращающихся в разные стороны на более высоких скоростях, способствующих генерированию множество местных ультразвуковых волн при более низком давлении, что предотвращает получение диоксида водорода (молекулярный песок), а также рекомбинацию молекул водорода и кислорода в увеличенном кольцевом зазоре 106, кроме этого пониженное давление создается диффузионными прорезями 108 с диффузаторами 109, которые захватывают газовую среду из кольцевого зазора 106 и нагнетают смесь в периферийную кольцевую полость VII по принципу вентилятора с температурой от 212°C до 500°C и выше, где температурный режим регулируется стенкой стакана 5. Переток газовой среды между кольцевыми зазорами и кольцевыми полостями предотвращается кольцевыми уплотнителями (К.У.) по принадлежности, на рисунках обозначены К.У. Из кольцевой полости VII смесь водорода и кислорода с температурой от 212°C и выше 212°C под избыточным давлением поступает в Z-подобные перепускные каналы 110 с катализатором, причем каналы в количестве от двух и более выполнены с расширением от 5° до 10°, направленным от периферии к центру, с целью предотвращения уплотнения катализатора, где смесь диффундирует через вложенный катализатор, фиксируется устойчивое газообразное состояние H2 и O2, причем при диффузии водород разогревается, а кислород охлаждается, что предотвращает окисление водорода (в темноте H2 - низкоактивен) и кислорода в процессе перемещения по всей длине каналов 110. Из каналов 110 смесь через сопла 111 поступает в приосевую кольцевую полость VIII ограниченную тавродиском 64, полкой 112, валом 7 и конфигурным тавродиском 113 закрепленным в корпусе стакана 5 с возможностью вращения в обратном направлении относительно тавродиска 64. С целью исключения турбулентного движения и миксирования смеси в полости VIII, полка 112 содержится тавродиском 64, которые вращаются одновременно с соплами 111, при этом выполняется ломинарное движение смеси вдоль стенки тавродиска 64, а также выполняется первичное расслоение (экстакция) смеси на водород и кислород, тяжелый кислород под воздействием Кориолисовых сил и кинетических сил свалевается (стекает) в конфузоры (воронки) 114 в количестве от 2 до 20 рядов и более с углом расширения от 5° до 30°, направленным к валу вращения 7 с отверстиями 115 направленными к периферии. Водород как самая легкая структура (безинерционный) вытесняется на этапе легкого дросселирования смеси на окраину потока (более подробно показано на фиг.7) и поступает в отверстие 116 с диффузорами 117 с углом расширения от 5° до 15°, причем окраина полки выполнена с утолщением в виде кольцевого бурта 118, что препятствует свободному распространению кислорода по окружности полки и смешиванию с водородом, однако поступивший водород с частью кислорода в диффузоре 117 рассеивается и частично стекает из тонкого кольцевого зазора 119 в расширенный кольцевой зазор 120, образованный полкой 118 и полкой 121, где под воздействием центробежных сил и давления одновременно с кислородом из отверстий 115 стекает в аналогичные конфузоры с отверстиями 124, а водород с оставшимся кислородом из высокой части бурта 122, зазора 119, под давлением поступает в отверстия 125 с диффузором 126, где расширяется и поступает в тонкий кольцевой зазор 127, образованный полкой 121 и полкой 128 откуда под воздействием центробежных сил и давления часть кислорода стекает в расширенный зазор 129 и совместно с кислородом из отверстий 124 поступает конфузорные воронки 130 с отверстиями 131, а оставшаяся часть кислорода в среде водорода в зазоре 127 под воздействием центробежных сил стекает из кольцевого бурта 132 в отверстия 133 с диффузором 134, где расширяется и поступает в тонкий кольцевой зазор 135, образованный полкой 128, полкой 136, и кольцевым буртом 137, откуда под воздействием центробежных сил и давления часть из оставшегося кислорода стекает в расширенный зазор 138 и совместно с потоком кислорода из отверстий 131 под давлением поступает в диффузионные прорези 139 с диффузаторами 140 с углом расширения от 5° до 30°, направленным к периферии, работающий по принципу вентилятора, подает кислород из кольцевого зазора 138 в кольцевую полость IX, оставшаяся часть кислорода и возможно влага совместно с водородом из тонкого зазора 135 поступает в отверстия 141 с диффузорами 142, где расширяется и под действием давления поступает в глухой канал 143, который соединен с радиальными перепускными каналами 144 по которым чистый водород перемещается от периферии к центру, а оставшийся кислород и возможно влага под воздействием центробежных сил через отверстие 145 поступает в канал 146 который соединен с кольцевой полостью IX, образованной полкой 136 и полкой 147, откуда чистый кислород поступает в диффузионные прорези 148 с диффузаторами 149, работающий по принципу вентилятора высокого давления, кислород и возможная влага на данном этапе частично охлаждается и поступает в кольцевую полость X, откуда по Z-подобному перепускному каналу 150 под давлением поступает на дроссельную форсунку 151 где дросселируется, частично охлаждается и поступает в кольцевую полость XI, которая образована составным тавродиском 113, крышкой 6, в которой содержится разделительная полка 153, откуда через боковое отверстие 154 кислород (Продукт №2) и возможная влага поступает потребителю или на склад хранения. Водород (Продукт №1) из канала 144 через отверстие с обратным клапаном 152 поступает в натечную кольцевую полость XII, которая образована тавродиском 113, с крышкой 6 и разделительной полкой 153, откуда через выпускное отверстие 155 поступает потребителю или на склад хранения. Кроме того, разделительная полка 153 содержит кольцевое уплотнение (К.У.) и выполнена пустотелой с целью подачи агента для регулирования теплового режима образованных полостей XI и XII и крышки 6. С целью регулирования общего теплового режима аппарата, корпус 1 во внутри содержит винтовую спираль 156, которая с телом стакана 5 образует винтовой канал 157 куда через патрубок 158 подается агент, а через патрубок 159 возвращается, причем агент подается со стороны наиболее разогретой части водородогазогенератора.At the exit from the
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Изобретение обеспечивает прямое получение высококачественных компонентов водорода и кислорода из жидкости при помощи механического аппарата в котором используется встречное вращение конфигурных тавродисков от привода вращения со скоростью от 50 до 600 м/с, что вызывает температурную парогазовую реакцию и разрыв валентных связей H-O-H с фазовым переходом в газообразное состояние при t от 212° до 500°C, это экономически наиболее выгодные и целесообразные процессы.The invention provides the direct production of high-quality hydrogen and oxygen components from a liquid using a mechanical apparatus that uses counter-rotation of configuration tavrodisks from a rotation drive with a speed of 50 to 600 m / s, which causes a temperature-gas-vapor reaction and the breaking of HOH valence bonds with a phase transition to gaseous state at t from 212 ° to 500 ° C, these are the most economically most profitable and expedient processes.
В ходе прохождения жидкости от загрузки до полного разделения на компоненты, процесс меняется следующим образом:During the passage of fluid from the load to complete separation into components, the process changes as follows:
- получение парокапельного состава;- obtaining a vapor-droplet composition;
- получение пара;- receiving steam;
- получение парогазового состава;- obtaining a gas-vapor composition;
- получение газового состава;- obtaining a gas composition;
- получение чистых компонентов водорода и кислорода,- obtaining pure components of hydrogen and oxygen,
так как чистый водород и чистый кислород имеют удельную теплоту сгорания выше 143 МДж на 1 кг.since pure hydrogen and pure oxygen have a specific heat of combustion above 143 MJ per 1 kg.
Из 50 кг чистой воды получаем 19918 кКал или 23,1 кВт э/энергии при затратах 9,5 кВт/ч.From 50 kg of pure water we obtain 19918 kcal or 23.1 kW e / energy at a cost of 9.5 kW / h.
Это экономически полезные процессы, так как полученные продукты водород и кислород, энергия которых значительно больше энергии исходной воды (жидкости).These are economically useful processes, since the resulting products are hydrogen and oxygen, the energy of which is significantly greater than the energy of the source water (liquid).
Claims (3)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013150178/06A RU2554432C2 (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Mechanical method for direct production of hydrogen and oxygen from liquid from hydrogen gas generator therefor |
PCT/RU2014/000846 WO2015072890A1 (en) | 2013-11-12 | 2014-11-10 | Hydrogen gas generator and method of producing hydrogen and oxygen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013150178/06A RU2554432C2 (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Mechanical method for direct production of hydrogen and oxygen from liquid from hydrogen gas generator therefor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013150178A RU2013150178A (en) | 2015-05-20 |
RU2554432C2 true RU2554432C2 (en) | 2015-06-27 |
Family
ID=53057720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013150178/06A RU2554432C2 (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Mechanical method for direct production of hydrogen and oxygen from liquid from hydrogen gas generator therefor |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2554432C2 (en) |
WO (1) | WO2015072890A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2618550A (en) * | 2022-05-09 | 2023-11-15 | Vozyakov Igor | Method and apparatus for producing hydrogen |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4161657A (en) * | 1975-02-21 | 1979-07-17 | Shaffer Marlin R Jr | Hydrogen supply and utility systems and components thereof |
RU2055267C1 (en) * | 1990-08-19 | 1996-02-27 | Шейх Бахаеддин Институт, С.Л. | Heat-generating apparatus |
RU2142905C1 (en) * | 1998-04-27 | 1999-12-20 | Ермаков Виктор Григорьевич | Method of producing hydrogen and oxygen from water |
RU2411423C2 (en) * | 2009-02-11 | 2011-02-10 | Василий Иванович Рева | Method for obtaining steam-gas mixture and hot heat carrier from liquid and turbo-rotary steam-gas generator for its implementation |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1585527A (en) * | 1976-07-06 | 1981-03-04 | Century Mfg Co | Process and apparatus for generating hydrogen and oxygen from water |
-
2013
- 2013-11-12 RU RU2013150178/06A patent/RU2554432C2/en not_active IP Right Cessation
-
2014
- 2014-11-10 WO PCT/RU2014/000846 patent/WO2015072890A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4161657A (en) * | 1975-02-21 | 1979-07-17 | Shaffer Marlin R Jr | Hydrogen supply and utility systems and components thereof |
RU2055267C1 (en) * | 1990-08-19 | 1996-02-27 | Шейх Бахаеддин Институт, С.Л. | Heat-generating apparatus |
RU2142905C1 (en) * | 1998-04-27 | 1999-12-20 | Ермаков Виктор Григорьевич | Method of producing hydrogen and oxygen from water |
RU2411423C2 (en) * | 2009-02-11 | 2011-02-10 | Василий Иванович Рева | Method for obtaining steam-gas mixture and hot heat carrier from liquid and turbo-rotary steam-gas generator for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013150178A (en) | 2015-05-20 |
WO2015072890A1 (en) | 2015-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2015284297B2 (en) | An apparatus, system and method for utilizing thermal energy | |
US9776159B2 (en) | Device for conducting sonochemical reactions and processing liquids | |
US20120186672A1 (en) | apparatus and method for utilizing thermal energy | |
US20170007976A1 (en) | Method and apparatus for processing liquids and conducting sonochemical reactions | |
JP7191824B2 (en) | turbine | |
US20160053469A1 (en) | Apparatus, system and method for utilizing thermal energy | |
RU2752504C2 (en) | Method and device for heating and purifying liquids | |
RU2554432C2 (en) | Mechanical method for direct production of hydrogen and oxygen from liquid from hydrogen gas generator therefor | |
US8453997B2 (en) | Supersonic nozzle | |
US20180303135A1 (en) | Material processing by controllably generated acoustic effects | |
KR102314375B1 (en) | Multi-cavitation apparatus | |
RU2411423C2 (en) | Method for obtaining steam-gas mixture and hot heat carrier from liquid and turbo-rotary steam-gas generator for its implementation | |
WO2003089122A1 (en) | Device and method of creating hydrodynamic cavitation in fluids | |
RU2131094C1 (en) | Cavitation heat generator | |
RU2269075C1 (en) | Cavitation-turbulent heat generator | |
RU2344874C1 (en) | Method for dispersion of liquids, their mixtures and solid substance suspensions in liquids | |
RU2260147C2 (en) | Vortex injector | |
RU2306972C2 (en) | Device for the mixtures homogenization and preparation | |
RU2166155C2 (en) | Hydrodynamic heat generator | |
UA66334A (en) | Method to obtain heat for heating buildings and constructions and cavitation heat generator with continuous operation | |
RU222106U1 (en) | Gas-liquid apparatus for producing foam | |
RU2600049C1 (en) | Rotary hydrodynamic apparatus | |
US20160158717A1 (en) | Liquid treatment apparatus with ring vortex processor and method of using same | |
RU2064320C1 (en) | Plant for gas-liquid extraction of biological raw material | |
RU63470U1 (en) | STEAM NOZZLE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HE9A | Changing address for correspondence with an applicant | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151113 |