RU2696713C2

RU2696713C2 - Method of producing enriched with oxygen and enriched with hydrogen water and device for its implementation

Info

Publication number: RU2696713C2
Application number: RU2018144752A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Леонидович Багич
Original assignee: Геннадий Леонидович Багич
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2018-12-18
Publication date: 2019-08-05
Also published as: RU2018144752A3; RU2018144752A

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to water electrolysis and can be used in power engineering. Method of obtaining enriched with oxygen and enriched with hydrogen water includes placing in vessel with water of isolated and non-isolated electrodes, supply of constant voltage to electrodes, at that positive potential is supplied to isolated electrodes for enrichment of water with oxygen. Then, voltage is removed from electrodes, transferred into the second water tank and positive potential is supplied to non-insulated electrodes for water enrichment with hydrogen. Apparatus for decomposing water into hydrogen ions and oxygen ions comprises a water vessel closed by a cover, alternating insulated and non-insulated electrodes which are connected by a wire to a direct-current source are secured on the cover. Lower ends of electrodes are connected by insulating plate. Electrode isolation dielectric permeability exceeds dielectric permeability of water.

EFFECT: wider range of means for obtaining enriched with hydrogen and enriched with oxygen water.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике разложения воды на кислород и водород (водородной энергетике), которое может быть использована для получения кислородной и водородной воды.The invention relates to techniques for the decomposition of water into oxygen and hydrogen (hydrogen energy), which can be used to produce oxygen and hydrogen water.

Известно (см. Российский патент №2671720) устройство получения обогащенной водородом воды и обогащенной кислородом воды, содержащее диэлектрический корпус с отверстием для входа воды и вентилями для выхода обогащенной кислородом воды и обогащенной водородом воды, корпус содержит полость с отрицательным водородным электродом и полость с положительным кислородным электродом, электроды изолированы диэлектриком, диэлектрическая проницательность которого превосходит диэлектрическую проницаемость воды, а в верхней части полостей электроды не изолированы, при этом полости через отверстия сообщаются с межэлектродным пространством, а также с кислородной и водородной емкостями с установленными на них регулирующими отверстиями для выхода излишек газов и вентилями для выхода обогащенной кислородом воды и обогащенной водородом воды, на корпус установлен трансформатор, представляющий собой замкнутый контур, выполненный из электротехнической стали, с последовательно механически связанными спиралевидными частями и линейной частью, представляющими в сечении прямоугольную форму, причем спиралевидные витки трансформатора с левой и правой сторон имеют противоположную обмотку, трансформатор содержит первичную и вторичную катушки и катушку обратной связи для регулировки магнитной энергии.It is known (see Russian patent No. 2671720) a device for producing hydrogen-enriched water and oxygen-enriched water, comprising a dielectric casing with an opening for water inlet and valves for exiting oxygen-enriched water and hydrogen-enriched water, the casing contains a cavity with a negative hydrogen electrode and a cavity with a positive oxygen electrode, the electrodes are insulated by a dielectric, the dielectric constant of which exceeds the dielectric constant of water, and the electrode in the upper part of the cavities not isolated, while the cavities through the holes communicate with the interelectrode space, as well as with oxygen and hydrogen tanks with control holes installed on them for the release of excess gases and valves for the output of oxygen-enriched water and hydrogen-enriched water, a transformer is installed on the casing, which is a closed a circuit made of electrical steel with sequentially mechanically connected spiral-shaped parts and a linear part representing a rectangular shape in cross section mu, the helical windings of the transformer on the left and right sides have opposite winding transformer includes a primary and a secondary coil and a feedback coil to control the magnetic energy.

Недостатком изобретения является его значительная себестоимость.The disadvantage of the invention is its significant cost.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение себестоимости.The technical result of the invention is to reduce costs.

Технический результат реализуется тем, что устройство содержит коаксиально расположенные в воде водородные и кислородные электроды, на которые подается постоянное напряжение, причем один из электродов изолирован изоляцией имеющей диэлектрическую проницаемость, превышающую диэлектрическую проницаемость воды.The technical result is achieved by the fact that the device contains hydrogen and oxygen electrodes coaxially located in water, to which a constant voltage is applied, one of the electrodes being insulated with an insulation having a dielectric constant exceeding the dielectric constant of water.

Японцы изобрели канген воду см. сайт http://kangenclub.com/?yclid=7391006336 КАНГЕН вода - это вода нового поколения, которая характеризуется повышенной щелочностью и обладает широким спектром позитивных особенностей. Канген вода по своим показателям приближена к жидкостям человеческого организма!The Japanese invented kangen water, see the website http://kangenclub.com/?yclid=7391006336 KANGEN water is a new generation of water, which is characterized by increased alkalinity and has a wide range of positive features. Kangen water in its indicators is close to the fluids of the human body!

В переводе с японского слово «Канген» означает возвращение к истокам. Канген вода® («вода, полученная в процессе электролиза» или водородная вода) изготавливается из обычной водопроводной воды. Аппарат Enagic® отфильтровывает хлор и другие примеси из водопроводной воды, а затем отделяет водород и кислород в рамках процесса, называемого электролизом. Этот процесс добавляет электрон водорода, создавая новую молекулу под названием «двухатомный молекулярный водород». После ее добавления в питьевую воду получается насыщенная антиоксидантами Канген-вода®Translated from Japanese, the word "Kangen" means a return to the roots. Kangen water® (“water obtained by electrolysis” or hydrogen water) is made from ordinary tap water. Enagic® filters chlorine and other impurities from tap water and then separates hydrogen and oxygen in a process called electrolysis. This process adds a hydrogen electron, creating a new molecule called "diatomic molecular hydrogen." After it is added to drinking water, Kangen-Water® saturated with antioxidants is obtained

Оксидант - это окислитель, а антиоксидант - это любое вещество, которое замедляет или предотвращает окисление другого химического вещества. Оксидативное повреждение играет огромную роль при возникновении в человеческом организме многих современных болезней, таких как рак, болезни сердца и диабет. Антиоксиданты, напротив, снижают в организме активность свободных радикалов (или химических веществ с высокой реакционной способностью), которые могут повредить клетки и вызывают заболевания.An oxidant is an oxidizing agent, and an antioxidant is any substance that slows down or prevents the oxidation of another chemical. Oxidative damage plays a huge role in the emergence in the human body of many modern diseases, such as cancer, heart disease and diabetes. Antioxidants, in contrast, reduce the activity of free radicals (or highly reactive chemicals) in the body that can damage cells and cause disease.

Водородная вода, получаемая электролизом, имеет основной недостаток, это наличие в ней металлов от электродов. Электролиз – это металлические электроды, находящиеся в воде под постоянным напряжением. Такое устройство называется конденсатором, который не может пропускать ток, так как между пластинами конденсатора находится вода – это диэлектрик, диэлектрическая проницаемость которого равна 80. За счет энергии электрического поля вода разлагается на ионы водорода и кислорода, которые нейтрализуются у своих электродов. У положительно заряженного электрода нейтрализуется кислород у отрицательного электрода водород. Наряду с этим часть положительно заряженных ионов от анода, контактируя с ионами кислорода, нейтрализуются, загрязняя воду анодным металлом, а остальная часть притягивается к катоду, покрывая его поверхность. Известно, что постоянный ток это движение электронов от плюсового потенциала источника к отрицательному. Однако как могут перемещаться электроны от плюсового потенциала источника, когда их там нет. Поэтому считаем, что плюсовой полюс источника постоянного тока это увеличенный (отрицательный) потенциал электронов по сравнению с отрицательным потенциалом источника, т.е. в действительности электроны движутся от минуса к плюсу. Для исключения загрязнения воды металлом и получения нейтрального водорода, который остается в неразложившейся воде, водородный с избытком электронов отрицательный (положительный) электрод изолируем диэлектриком с диэлектрической проницаемостью, превышающей диэлектрическую проницаемость воды, например сополимером. Электрическое поле разлагает воду на ионы кислорода и водорода, при этом ионы кислорода нейтрализуются у положительного (отрицательного) с недостатком электронов электрода, а ионы водорода притягиваются к положительному с избытком электронов электроду, на котором образуется двойной электрический слой, который нейтрализует положительный электрод, что приводит к прекращению процесса разложения воды. После прекращения процесса разложения выходное отверстие перекрываем и отключаем потенциал отрицательного электрода. Перед употреблением водородной воды подаем положительный потенциал на кислородный электрод, а потенциал водородного отрицательного электрода отключаем. Происходит нейтрализация водорода и насыщение им в неразложившейся воды, которая готова к употреблению. При подключении напряжения питания с противоположной полярностью аналогично получаем обогащенную кислородом воду. Таким образом, емкость с водой, содержащая изолированные и неизолированные электроды, на которые при подаче постоянного напряжения происходит разложение воды на ионы водорода и кислорода. При подаче на изолированные электроды положительного потенциала происходит образование на них двойного электрического слоя образованного из электронов высокого потенциала и ионов водорода, при этом кислород нейтрализуется на не изолируемых электродах в нейтральные атомы. В случае подачи на изолированные электроды отрицательного потенциала происходит образование на них двойного электрического слоя образованного из электронов низкого потенциала и ионов кислорода, при этом водород нейтрализуется на неизолированных электродах, преобразуясь в нейтральные атомы. После шунтирования контакта, подающего потенциал на изолированные электроды, отключаем напряжение питания, после чего потенциал изолированных электродов отключаем и подключаем его к не изолированным электродам, происходит насыщение неразложившейся воды водородом или кислородом.Hydrogen water obtained by electrolysis has a major drawback, the presence of metals from electrodes in it. Electrolysis is a metal electrode in constant voltage in water. Such a device is called a capacitor, which cannot pass current, because there is water between the plates of the capacitor - it is an insulator, the dielectric constant of which is 80. Due to the energy of the electric field, water decomposes into hydrogen and oxygen ions, which are neutralized at their electrodes. At a positively charged electrode, oxygen is neutralized at the negative electrode, hydrogen. Along with this, part of the positively charged ions from the anode, being in contact with oxygen ions, are neutralized, polluting the water with the anode metal, and the rest is attracted to the cathode, covering its surface. It is known that direct current is the movement of electrons from the plus potential of the source to the negative. However, how can electrons move from the plus potential of the source when they are not there. Therefore, we believe that the positive pole of a direct current source is the increased (negative) potential of electrons compared to the negative potential of the source, i.e. in fact, electrons move from minus to plus. To exclude metal contamination of water and to produce neutral hydrogen, which remains in undecomposed water, we isolate a hydrogen (with excess of electrons) negative (positive) electrode with a dielectric with a dielectric constant exceeding the dielectric constant of water, for example, a copolymer. The electric field decomposes water into oxygen and hydrogen ions, while oxygen ions are neutralized at the positive (negative) electrode lacking electrons, and hydrogen ions are attracted to the positive electrode with an excess of electrons, on which a double electric layer is formed, which neutralizes the positive electrode, which leads to to stop the decomposition of water. After termination of the decomposition process, we close the outlet and turn off the potential of the negative electrode. Before using hydrogen water, we supply a positive potential to the oxygen electrode, and we turn off the potential of the hydrogen negative electrode. Hydrogen is neutralized and saturated in undecomposed water, which is ready for use. When connecting the supply voltage with the opposite polarity, we similarly get oxygen-enriched water. Thus, a water tank containing insulated and non-insulated electrodes, onto which, when a constant voltage is applied, water decomposes into hydrogen and oxygen ions. When a positive potential is applied to the isolated electrodes, a double electric layer formed of high potential electrons and hydrogen ions is formed on them, while oxygen is neutralized on non-insulated electrodes to neutral atoms. In the case of applying a negative potential to the isolated electrodes, a double electric layer formed from low potential electrons and oxygen ions is formed on them, while hydrogen is neutralized on uninsulated electrodes, being converted into neutral atoms. After shunting the contact supplying the potential to the insulated electrodes, we turn off the supply voltage, after which we disconnect the potential of the insulated electrodes and connect it to non-insulated electrodes, the undecomposed water is saturated with hydrogen or oxygen.

На фиг. 1 показано устройство получения обогащенной водородом воды. Оно содержит водяную емкость 1, выполненную из электроизоляционного материала с крышкой 2, имеющей выходное центральное отверстие, перекрываемое пробкой 3. К внутренней поверхности крышки перпендикулярно коаксиально установлены цилиндрические электроды: кислородный 5, электрически связанный (см. фиг. 2) проводом 10 через отрицательный контакт рубильника 12 с отрицательным потенциалом источника 4 постоянного тока, и водородные изолированные электроды 6, электрически связанные проводом 9 через положительный контакт рубильника 12 с положительным потенциалом источника 4, при этом источник 4 для сглаживания пульсирующего напряжения содержит емкость С. Все электроды для заполнения межэлектродных полостей имеют вертикальные зазоры 8. Нижние концы электродов механически связаны изоляционной пластиной 11.In FIG. 1 shows a device for producing hydrogen-rich water. It contains a water tank 1 made of an insulating material with a lid 2 having an outlet central opening blocked by a plug 3. Cylindrical electrodes are perpendicularly coaxially mounted to the inner surface of the lid: oxygen 5, electrically connected (see Fig. 2) by wire 10 through a negative contact a knife switch 12 with a negative potential of a direct current source 4, and hydrogen insulated electrodes 6, electrically connected by a wire 9 through the positive contact of the knife switch 12 with a positive the potential of the source 4, while the source 4 for smoothing the ripple voltage contains a capacitance C. All electrodes to fill the interelectrode cavities have vertical gaps 8. The lower ends of the electrodes are mechanically connected by an insulating plate 11.

Работа устройства заключается в том, что при заполненной водяной емкости водой и закрытом заливочном отверстии при подаче с помощью рубильника 12 постоянного напряжения между электродами 5 и 6 водяного конденсатора электрическим полем начинается процесс разложения воды на ионы водорода и кислорода. Этот процесс происходит независимо от полярности подключения электродов. При подключении отрицательного потенциала меньшей напряженности к неизолированным электродам отрицательные ионы кислорода нейтрализуются на отрицательных неизолированных кислородных электродах, и нейтральные атомы кислорода поступают в неразложившуюся воду, образуя обогащенную кислородом воду. Положительные ионы водорода притягиваются к водородным положительно заряженным электродам, на которых образуется двойной электрический слой. Двойной электрический слой нейтрализует водородные электроды, в результате чего процесс разложения воды прекращается. После этого крышку с электродами размещаем в другом сосуде с водой. В случае необходимости для длительного сохранения ионов водорода емкостное заливочное отверстие перекрываем, включаем контакт 13, после чего отключаем рубильник 12. В таком состоянии ионы водорода могут находиться длительное время. При необходимости потребления обогащенной водородом воды включаем контакт 14, после чего контакт 13 отключаем. Происходит нейтрализация ионов водорода с выделением атомов водорода в воду. Таким образом, получаем обогащенную водородом воду. Для увеличения количества кислорода в первой емкости, размещаем в ней электроды, и повторяем вышеизложенные действия до образования двойного водородного электрического слоя, после чего с целью увеличения количества водорода в первой емкости переносим туда электроды и вышеизложенным способом увеличиваем количество водорода в обогащенной водородом воде, содержащейся в первой емкости. Следует отметить, что первоначальная нейтрализация водорода или кислорода зависит от полярности подключения электродов.The operation of the device lies in the fact that when the water tank is filled with water and the filling hole is closed, a constant voltage is applied between the electrodes 5 and 6 of the water capacitor by the electric field with the help of a knife 12 and the process of decomposition of water into hydrogen and oxygen ions begins. This process occurs regardless of the polarity of the electrodes. When a negative potential of lower tension is connected to non-insulated electrodes, negative oxygen ions are neutralized on negative non-insulated oxygen electrodes, and neutral oxygen atoms enter undecomposed water, forming oxygen-enriched water. Positive hydrogen ions are attracted to hydrogen positively charged electrodes, on which a double electric layer is formed. The double electric layer neutralizes the hydrogen electrodes, as a result of which the process of water decomposition is stopped. After that, the lid with the electrodes is placed in another vessel with water. If necessary, for long-term preservation of hydrogen ions, we close the capacitive filling hole, turn on terminal 13, and then turn off the circuit breaker 12. In this state, hydrogen ions can remain for a long time. If it is necessary to consume hydrogen-enriched water, turn on contact 14, after which contact 13 is turned off. The neutralization of hydrogen ions occurs with the release of hydrogen atoms in water. Thus, we obtain hydrogen-enriched water. To increase the amount of oxygen in the first tank, we place the electrodes in it, and repeat the above steps until a double hydrogen electric layer is formed, after which, to increase the amount of hydrogen in the first tank, we transfer the electrodes there and increase the amount of hydrogen in the hydrogen-rich water contained in first capacity. It should be noted that the initial neutralization of hydrogen or oxygen depends on the polarity of the connection of the electrodes.

Таким образом, при образовании двойного водородного или кислородного электрического слоя создается возможность многократно поочередно переносить ионы одного газа из одного водяного сосуда в другой с последующей их после каждого переноса нейтрализацией, что приводит к значительному увеличению концентрации газа одновременно в двух водяных сосудах.Thus, when a double hydrogen or oxygen electric layer is formed, it becomes possible to repeatedly transfer ions of one gas from one water vessel to another, followed by neutralization after each transfer, which leads to a significant increase in gas concentration in two water vessels simultaneously.

Claims

1. The method of obtaining oxygen-enriched and hydrogen-enriched water, which consists in the fact that insulated and non-insulated electrodes are placed in a water tank, while the dielectric constant of the electrode insulation exceeds the dielectric constant of water, a constant voltage is applied to the electrodes to decompose water into hydrogen and oxygen ions and the formation of a double electric layer on the electrodes, due to which the water in the tank is enriched with oxygen, and the positive potential is fed to the insulated electrode s, after which the positive contact is shunted and disconnected, the electrodes are transferred to the second container with water, a constant voltage is applied to the electrodes, and the positive potential is supplied to non-insulated electrodes, due to which the water in the second container is enriched with hydrogen, after which these steps are repeated to increase the concentration gas in containers to the desired value.

2. A device for decomposing water into hydrogen and oxygen ions, containing a water tank that closes with a lid with an opening that is blocked by a stopper, alternating closed insulated and uninsulated electrodes having vertical gaps are fixed to the inner plane of the lid, the electrodes are electrically connected by a wire to a direct current source, moreover, the lower ends of the electrodes are mechanically connected by an insulating plate, and the dielectric constant of the electrode insulation exceeds the dielectric insulation of water.