SK19822000A3 - Spôsob výroby vodíka a zariadenie na výrobu vodíka - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka zariadenia na výrobu ortovodíka a paravodíka.

Doterajší stav techniky

Konvenčné články na elektrolýzu sú schopné vyrábať z vody vodík a kyslík. Tieto konvenčné články na elektrolýzu všeobecne obsahujú dve elektródy usporiadané v článku na elektrolýzu a dodávajúce do vody energiu potrebnú na výrobu vodíka a kyslíka. Obidve elektródy sú konvenčné zhotovené z dvoch rôznych materiálov.

Avšak vodík a kyslík, ktorý sa tvorí v konvenčných článkoch na elektrolýzu, je všeobecne vyrábaný s nízkou účinnosťou. To znamená, že na výrobu vodíka a kyslíka je potrebné privádzať na elektródy veľké množstvo elektrickej energie. Okrem toho sa musí do vody pridávať chemický katalyzátor, akým je hydroxid sodný alebo hydroxid draselný, s cieľom oddeliť bubliny vodíka a kyslíka od príslušných elektród. Naviac sa musí vyrobený plyn často viesť do tlakovaného zásobníka na prechovávanie plynu vzhľadom na to, že konvenčné články na elektrolýzu produkujú obidva plyny veľmi pomaly. Okrem toho majú konvenčné články na elektrolýzu tendenciu k prehrievaniu, čo spôsobuje viaceré problémy vrátane varenia vody v článku na elektrolýzu, čo je nežiaduce. Konvenčné články na elektrolýzu majú tiež sklon k vytváraniu bublín na elektródach, ktoré potom pôsobia ako elektrické izolátory a zhoršujú takto prevádzku článkov na elektrolýzu.

Je preto extrémne žiaduce vyrábať veľké množstvá vodíka a kyslíka pri malom množstve privádzanej elektrickej energie. Okrem toho je žiaduce vyrábať vodík a kyslík z normálnej vody ·· ·· ·· · ·· • · · · ·· · · · •··· · · · · · ··· · · · · · · ···· ·· ·· ··· ·· ··· z vodovodu a bez prídavku chemických katalyzátorov a prevádzkovať článok na elektrolýzu bez použitia čerpadiel na tlakovanie vyrábaných plynov. Taktiež je žiaduce zhotoviť elektródy s použitím rovnakého materiálu. Ďalej je žiaciuce vyrábať obidva plyny rýchlo, bez prehrievania článku a bez tvorby bublín na elektródach.

Ortovodík a paravodík sú dva odlišné izoméry vodíka. Ortovodík je taký stav vodíkových molekúl, v ktorom sú špiny obidvoch jadier paralelné. Naopak paravodík je taký stav vodíkových molekúl, v ktorom sú špiny obidvoch jadier antiparalelné. Tieto odlišné charakteristiky ortovodíka a paravodíka vedú k odlišným fyzikálnym vlastnostiam. Napríklad ortovodík je vysoko horľavý na rozdiel od paravodíka, ktorý predstavuje formu vodíka, ktorá horí pomalšie. Je zrejmé, že ortovodík a paravodík sa môžu použiť v rámci odlišných aplikácií. Konvenčné články na elektrolýzu vyrábajú len ortovodík a paravodík. Výroba samotného paravodíka je konvenčné náročná a nákladná.

V súlade s uvedenými faktami je zrejmé, že je žiaduce vyrábať ortovodík alebo/a paravodík lacným spôsobom s použitím článku na elektrolýzu a mať možnosť regulovať množstvo obidvoch foriem vodíka produkovaných článkom na elektrolýzu. Je tiež žiaduce viesť vyrobený ortovodík alebo paravodík priamo do pripojeného stroja s cieľom poskytnúť tomuto pripojenému stroju zdroj energie.

Podstata vynálezu

Cieľom vynálezu je preto poskytnúť elektrolytický článok, ktorý má elektródy a obsahuje vodu a produkuje veľké množstvo vodíka a kyslíka v relatívne krátkej časovej perióde pri malom množstve privádzanej energie a bez tvorby tepla.

Ďalším cieľom vynálezu je poskytnúť článok na elektrolýzu, na ktorého elektródach by sa tvorili bubliny vodíka a kyslíka,

·· • · •	• · • ···	• ·	• • · •	·· • •	• · •
• •	• •
•	• ·	•	•	•	•	•
····	• ·	• ·		···	··	•

ktoré by sa nezhlukovali na elektródach alebo okolo elektród.

Ďalším cieľom vynálezu je poskytnúť článok na elektrolýzu, ktorý by sa mohol prevádzkovať bez pcužitia chemického katalyzátora. Takto by sa článok na elektrolýzu mohol prevádzkovať len s použitím vody z vodovodu. Naviac by sa dosiahlo odbúranie nákladov spojených s obstarávacími nákladmi chemického katalyzátora.

Ďalším cieľom vynálezu je poskytnúť samotlakovateľný článok na elektrolýzu. Takto už nebude potrebné použiť žiadne dodatočné čerpadlá.

Ešte ďalším cieľom vynálezu je poskytnúť článok na elektrolýzu, ktorý má elektródy zhotovené z rovnakého materiálu. Týmto materiálom môže byť napríklad nehrdzavejúca oceľ. Týmto opatrením môže dôjsť k zjednodušeniu konštrukcie článku na elektrolýzu a k zodpovedajúcemu zníženiu obstarávacích nákladov.

Ešte ďalším cieľom vynálezu je poskytnúť článok na elektrolýzu, ktorý by bol schopný vyrábať ortovodík, paravodík alebo zmes ortovodíka a paravodíka a ktorého prevádzka by sa mohla regulovať tak, aby vyrábal množstvo ortovodíka alebo paravodíka požadované spotrebiteľom.

Nakoniec ďalším cieľom vynálezu je pripojiť výstup plynu článku na elektrolýzu k zariadeniu, akým je napríklad spaľovací motor tak, aby pripojené zariadenie mohlo byť poháňané plynom dodávaným článkom na elektrolýzu.

Splnenie týchto a ďalších cieľov vynálezu bude zrejmé z nasledujúceho detailného opisu vynálezu, z odkazov na pripojené obrázky, na ktorých rovnaké vzťahové značky označujú zodpovedajúce časti zariadenia na rôznych obrázkoch.

V súlade so skôr uvedeným, vynález zahŕňa zásobník na prechovávanie vody. V tomto zásobníku je umiestnený aspoň jeden pár blízko seba usporiadaných elektród, pričom tieto elektródy sú ·· · ·· · ·· ··· · · ·· ··· •··· · · · · · ·· ··· · · ·· · ··· · · · ·· ···· ·· ·· ··· ·· · ponorené pod vodou. Prvé napájanie elektrickým prúdom poskytuje špecifický pulzný signál privádzaný na elektródy. V uvedenom zásobníku je tiež usporiadaná cievka a táto cievka je tiež ponorená pod vodou. Druhé napájanie prúdom poskytuje špecifický pulzný signál privádzaný cez spínač na cievku.

Ortovodík sa môže vyrábať v prípade, že pulzné signály prijímajú obidve elektródy. V prípade, že pulzné signály prijímajú obidve elektródy aj cievka, môže sa vyrábať paravodík alebo zmes paravodíka a ortovodíka. Zásobník na prechovávanie vody je samotlakovatelný a voda v tomto zásobníku nemusí obsahovať chemický katalyzátor na účinnú produkciu ortovodíka alebo/a paravodíka.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Obr. 1 znázorňuje bokorysný pohľad na článok na výrobu ortovodíka, ktorý obsahuje pár elektród podľa prvého spôsobu uskutočnenia vynálezu;

obr. 2 znázorňuje bokorysný pohľad na článok na výrobu ortovodíka, ktorý obsahuje dva páry elektród podľa druhého spôsobu uskutočnenia vynálezu;

obr. 3 znázorňuje bokorysný pohľad na článok na výrobu ortovodíka, ktorý obsahuje pár valcovito tvarovaných elektród podľa tretieho spôsobu uskutočnenia vynálezu;

obr. 4a znázorňuje grafické zobrazenie obdĺžnikového pulzného signálu, ktorý môže byť produkovaný obvodom zobrazeným na obr. 5 a privádzaný na elektródy zobrazené na obr. 1 až obr. 3;

obr. 4b znázorňuje grafické zobrazenie pílovitého pulzného signálu, ktorý môže byť produkovaný obvodom zobrazeným na obr. 5 a privádzaný na elektródy zobrazené na obr. 1 až obr. 3;

obr. 4c znázorňuje grafické zobrazenie trojuholníkového pulzného signálu, ktorý môže byť produkovaný obvodom zobrazeným na obr. 5 a privádzaný na elektródy zobrazené na obr. 1 až obr. 3;

·· ·· ·· · ·· ··· ···· ··· • ··· · · · · · ······ ···· ··· · · · · · ···· ·· ·· ··· ·· · obr. 5 znázorňuje elektronický obvodový diagram ilustrujúci napájanie elektród zobrazených na obr. 1 až obr. 3 pulznými signálmi;

obr. 6 znázorňuje bokorysný pohľad na článok na výrobu aspoň paravodika, ktorý obsahuje cievku a pár elektród podľa štvrtého spôsobu uskutočnenia vynálezu;

obr. 7 znázorňuje bokorysný pohľad na článok na výrobu aspoň paravodika, ktorý obsahuje cievku a dva páry elektród podľa piateho spôsobu uskutočnenia vynálezu;

obr. 8 znázorňuje bokorysný pohľad na článok na výrobu aspoň paravodika, ktorý obsahuje cievku a pár valcovito tvarovaných elektród podľa šiesteho spôsobu uskutočnenia vynálezu; a obr. 9 znázorňuje elektronický obvodový diagram ilustrujúci napájanie elektród zobrazených na obr. 6 až obr. 8 pulznými signálmi .

Príklady uskutočnenia vynálezu

Obr. 1 znázorňuje prvý spôsob uskutočnenia vynálezu týkajúci sa článku na výrobu vodíka a kyslíka. Ako sa uvádza ďalej v súvislosti s obr. 6 až obr. 8, vyžaduje výroba paravodika dodatočnú cievku, ktorá nie je na obr. 1 znázornená. To znamená, že vodík vyrábaný podľa prvého spôsobu uskutočnenie, ktorý je znázornený na obr. 1, je ortovodík.

Článok je tvorený uzatvoreným zásobníkom lll, ktorý je vo svojej spodnej časti uzatvorený plastikovým základom 113 vybaveným závitom a skrutkovým podkladom 109. Zásobník lll môže byť zhotovený napríklad z plexiskla a má napríklad výšku 43 cm a šírku 9 cm. Zásobník lll obsahuje vodovodnú vodu 110.

Uvedený článok ďalej obsahuje tlakomer 103 na meranie tlaku vo vnútri zásobníka lll. Na hornú časť zásobníka lll je pripojený výstupný ventil 102, ktorý umožňuje odvádzanie všetkého plynu zo zásobníka lll do výstupného potrubia 101.

Článok obsahuje tiež poistný ventil 106, ktorý zaisťuje bezpečnú prevádzku článku tým, že automaticky uvoľňuje tlak v zásobníku 111 v prípade, že tlak vo vnútri zásobníka 111 presiahne vopred stanovenú prahovú hodnotu. Tento poistný ventil 106 je pripojený na plastikovú základňu 113. Poistný ventil 106 môže byť nastavený napríklad tak, že sa otvorí v prípade, ak tlak vo vnútri zásobníka 111 presiahne hodnotu 0,525 MPa. Vzhľadom na to, že zásobník 111 je konštruovaný tak, že je schopný odolať tlaku asi 1,4 MPa, má zásobník 111 článku v prípade skôr uvedeného nastavenia poistného ventilu 106 dostatočnú bezpečnostnú rezervu.

V zásobníku 111 je umiestnený pár elektród 105a, 105b. Elektródy 105a, 105b sú ponorené pod hladinou vody 110 a vymedzujú interakčnú zónu 112 nachádzajúcu sa medzi elektródami 105a, 105b. Elektródy 105a, 105b sú výhodne zhotovené z rovnakého materiálu, akým je napríklad nehrdzavejúca oceľ.

Na produkciu optimálneho množstva vodíka a kyslíka sa musí udržiavať medzi obidvoma elektródami 105a, 105b rovnaký rozstup. Okrem toho je výhodné minimalizovať rozstup medzi obidvoma elektródami 105a, 105b. Avšak rozstup medzi obidvoma elektródami 105a, 105b nemôže byť zasa veľmi malý vzhľadom na možnosti vytvorenia oblúka medzi týmito elektródami 105a, 105b. Zistilo sa, že rozstup medzi obidvoma elektródami 105a, 105b rovný 1 mm je optimálny na produkciu vodíka a kyslíka. Rozstup rovný 5 mm môže byť ešte prijateľný na účinnú prevádzku článku, avšak rozstup väčší ako 5 mm už nezaisťuje účinnú produkciu vodíka a kyslíka s výnimkou prípadu, keď sa použije nadmerný elektrický príkon.

Plynný vodík a kyslík, ktoré vstupujú do výstupného potrubia 101, sa môžu týmto výstupným potrubím 101 viesť do zariadenia 120, ktoré tieto plyny spotrebováva a ktorým je napríklad spaľovací motcr zobrazený na obr. 1. Namiesto spaľovacieho motora môže byť zariadenie 120 tvorené ľubovoľným zariadením spotrebovávajúcim vodík a kyslík, akým je napríklad piestový stroj ·· • · · • ·

·· • · · ···· ·· • · ·· · s vratným pohybom, plynová turbína, kachle, ohrievač, pec, destilačná jednotka, jednotka na čistenie vody, vodíkovo-kyslíková tryská alebo ľubovoľné iné zariadenie, ktoré môže využívať plyny produkované v článku na elektrolýzu. Príkladom takého zariadenia 120 môže byť najmä zariadenie, ktoré spotrebováva produkovaný plyn plynulo v takom množstve, ako sa produkuje v článku na elektrolýzu, a teda bez potreby nebezpečného skladovania plynného vodíka a kyslíka.

Obr. 2 znázorňuje druhý spôsob uskutočnenia vynálezu, ktorý zahŕňa viac ako jeden pár elektród 205a-d. Rozstup medzi týmito elektródami je menší ako 5 mm a teda rovnaký, ako pri uskutočnení zobrazenom na obr. 1. Aj keď je na obr. 2 zobrazený len jeden dodatočný pár elektród, je možné do zostavy elektród v článku na elektrolýzu zaradiť viac párov elektród (napríklad až 40 párov elektród). Zvyšok článku zobrazeného na obr. 2 zostáva rovnaký ako pri článku zobrazenom na obr. 1. Elektródami sú tu výhodne ploché doskové, tesne usporiadané a vzájomne paralelné elektródy. Obr. 3 zasa zobrazuje článok, ktorý obsahuje valcovito tvarované elektródy 305a, 305b. Vonkajšia elektróda 305b obklopuje koaxiálne vyrovnanú vnútornú elektródu 305a. Medzi obidvoma elektródami 305a a 305b je nastavený rovnaký rozstup menší ako 5 mm, pričom interakčná zóna sa nachádza medzi obidvoma týmito elektródami 305a, 305b. Aj keď horná časť zásobníka 111 je tvorená plastikovým klobúčikom 301 len na obr. 3, je samozrejmé, že rovnaký plastikový klobúčik môže byť použitý aj pri zásobníkoch zobrazených na obr. 1 a obr. 2 a že naopak, zásobník zobrazený na obr. 3 môže mať rovnakú formu ako zásobníky zobrazené na obr. 1 a obr. 2. Ako je naznačené na obr. 3, môžu mať elektródy takmer ľubovoľný tvar, napríklad tvar plochých dosiek, tyčí, rúrok alebo koaxiálnych valcov.

Elektródy 105a, 105b z obr. 1 (alebo elektródy 205a-d z obr.2 alebo elektródy 305a, 305b z obr.3) sú pripojené k napájacim svorkám 108a, 108b tak, že môžu prijímať pulzné elektrické signály z napájacieho zdroja. Tieto pulzné signály môžu mať tak8 ·· ·· ·· · ·· ··· ···· · · · •··· · · · · · ······ ···· ··· · · · · · ···· ·· ·· ··· ·· · mer ľubovoľný tvar vlny a variabilný prúdový priebeh, napäťový priebeh, frekvenciu a časovo-impulzový pomer (pomer času trvania jedného pulzu k času trvania intervalu medzi dvoma následnými pulzmi). Zdrojom elektrického prúdu, ktorý privádza prúd na elektródy článku, môže byť napríklad napájač 110 V na 12 V alebo akumulátorová batéria vozidla.

Obr. 4a, obr. 4b a obr. 4c zobrazujú obdĺžnikový, pílovitý prípadne trojuholníkový puizný signál, ktorý sa môže priviesť na elektródy 105a, 105b (alebo 205a-d alebo 335a, 305b) v rámci vynálezu. Každý puizný signál zobrazený na obr. 4a až obr. 4c má časovo-impulzový pomer rovný 1:1. Ako je zrejmé z obr. 4b, dosiahne pílovitý puizný signál maximálne napätie až na konci času trvania pulzu. Ako je zrejmé z obr. 4c, trojuholníkový signál má nízke špičkové napätie. Zistilo sa, že optimálne výsledky sa pri výrobe vodíka a kyslíka v rámci vynálezu dosiahnu použitím obdĺžnikového pulzného signálu.

Po iniciácii pulzného signálu z energetického zdroja produkujú elektródy 105a, 105b plynulo a takmer okamžite z vody 110 bubliny vodíka a kyslíka v interakčnej zóne 112. Okrem toho sa tieto bubliny produkujú len pri minimálnom zohrievaní vody 110 alebo niektorej zo súčastí článku na elektrolýzu. Tieto bubliny stúpajú vodou 110 hore a odoberajú sa v hornej časti zásobníka

111.

Vytvorené bubliny vodíka a kyslíka sa nezhlukujú na elektródach 105a, 105b alebo v okolí elektród 105a, 105b, a teda ľahko stúpajú hore k povrchu vody 110. Preto nie je potrebné pridávať do vody 110 chemický katalyzátor zlepšujúci vodivosť roztoku a pôsobiaci proti zhlukovaniu bublín produkovaných plynov na elektródach 105a, 105b alebo okolo elektród 105a,

105b. Takto môže byť na výrobu vodíka a kyslíka podľa vynálezu použitá len vodovodná voda.

Plyny produkované v zásobníku 111 článku sú samotlakovateľné (čo znamená, že sa v zásobníku 111 vytvorí tlak plynov v dôsled·· • · · • · ·· ·· • · · • ··· ·· • · · • · ···· ·· • · ·· · • · ·· ku produkcie týchto plynov, a to bez použitia tlakovacieho čerpadla) . Vzhľadom na to nie je potrebné pripájať k zásobníku 111 žiadne prídavné čerpadlo a produkovaný plyn sa nemusí viesť do tlakového zásobníka.

V rámci vynálezu je na poskytnutie pulzného signálu potrebný zdroj, ktorý poskytuje elektrický prúd len 12 V pri 300 mA (3,6 W) . Zistilo sa, že optimálne množstvo vodíka a kyslíka sa produkovalo v prípade, keď pulzný signál mal časovo-impulzový pomer (pomer šírky impulzu k medzere) 10:1 a frekvenciu 10 až 250 kHz. S použitím týchto parametrov je prototyp článku na elektrolýzu podľa vynálezu schopný produkovať plyn rýchlosťou 1 p.s.i. za minútu. V súlade s tým je článok na elektrolýzu podľa vynálezu schopný produkovať vodík a kyslík vysoko efektívnym a rýchlym spôsobom pri nízkej codávke elektrickej energie.

Ako sa už uviedlo, v článkoch zobrazených na obr. 1 až obr. 3 sa produkuje ortovodík. Odborníkom v dancm odbore je veľmi dobre známe, že ortovodík je vysoko horľavý plyn. Preto sa môže všetok ortovodík produkovaný v článku na elektrolýzu viesť zo zásobníka 111 cez výstupný ventil 102 a výstupné potrubie 101 do zariadenia, v ktorom sa spotrebuje, napríklad do spaľovacieho motora.

Článok na elektrolýzu podľa vynálezu môže pri použití dostatočne veľkých elektród produkovať vodík a kyslík dostatočne rýchlo tak, aby sa tieto plyny mohli viesť priamo do spaľovacieho motora alebo turbíny a aby zaisťovali plynulý chod spaľovacieho motora bez potreby akumulácie alebo prechovávania týchto plynov v codatočných zásobníkoch. Vynález takto umožňuje po prvý krát bezpečnú prevádzku spaľovacieho motora na zmes vodíka a kyslíka, a to práve vzhľadom na to, že už nie je potrebné akumulovať produkovanú zmes vodíka a kyslíka.

Obr. 5 zobrazuje príkladné uskutočnenie jednotky na dodávku elektrickej energie, ktoré poskytuje jednosmerné pulzné signály, ·· ·· ·· · ·· • · ···· ··· • ··· · · · · · ··· ··· · · · ···· ·· ·· ··· ·· ··· akými sú pulzné signály zobrazené na obr. 4a až obr. 4c, pre elektródy zobrazené na obr. 1 až obr. 3. Pre odborníkov v danom odbore je však zrejmé, že uvedené príkladné uskutočnenie jednotky na dodávku elektrickej energie sa môže nahradiť ľubovoľným iným vhodným zariadením schopným poskytnúť skôr uvedené pulzné signály.

Jednotka na dodávku elektrickej energie zobrazená na obr. 5

zahŕňa nasledujúce hodnoty:	súčiastky a ich príkladné	komponenty alebo
nestabilný obvod	NE555 alebo ekvivalentný	logický obvod
odpor R2	10K
odpor R3	10K
odpor R4	10K
odpor R5	2,7K
odpor R6	2,7K
tranzistor TRI	2N3904
tranzistor TR2	2N3904
tranzistor TR3	2N3055 alebo iný veľmi	rýchly kremíkový
	spínač veľkého prúdu
dióda D2	1N4007
kondenzátory ( nie	je prípadne kondenzátory Vcc	by-pass.

znázornený)

Nestabilný obvod je pripojený na bázu tranzistora TRI cez odpor R2. Kolektor tranzistora TRI je pripojený na zdroj napätia Vcc cez odpor R5 a na bázu tranzistora TR2 cez odpor R3. Kolektor tranzistora TR2 je pripojený na zdroj napätia Vcc cez odpor R6 a na bázu tranzistora TR3 cez odpor R4. Kolektor tranzistora TR3 je pripojený na jednu z elektród článku a na diódu D2. Emitory tranzistorov TRI, TR2 a TR3 sú uzemnené. Odpory R5 a R6 slúžia ako kolektorové záťaže tranzistora TRI respektíve tranzistora TR2. Článok slúži ako kolektorová záťaž pre tranzistor TR3. Odpory R2, R3 a R4 zaisťujú, že tranzistory TRI, TR2 respektíve TR3 sú nasýtené. Dióda D2 chráni zvyšok obvodu pred akoukoľvek spätnou emf indukovanou v článku.

·· ·· ·· · ·· ··· · · ·· ··· • ··· · · · · ·

Uvedený nestabilný obvod je použitý na generovanie pulzného priebehu prúdu v špecifickom čase a so špecifickým časovoimpulzovým pomerom. Tento pulzný priebeh sa privádza na bázu tranzistora TRI cez odpor R2. Tranzistor TR2 pracuje ako invertný spínač. Keď nestabilný obvod produkuje výstupný pulz, napätie bázy tranzistora TRI stúpa (to znamená tesne k Vcc alebo logickej 1) . Napäťová hladina kolektora tranzistora TRI klesá (to znamená tesne k potenciálu zeme alebo k logickej 0).

Tranzistor TR2 pracuje tiež ako invertor. Keď napätie kolektoru tranzistora TRI klesá, klesá tiež napätie bázy tranzistora TR2 a tranzistor TR2 sa vypne. Napätie kolektoru tranzistora TR2 a napätie bázy tranzistora TR3 teda klesá. Preto sa tranzistor TR3 zapne v súlade s časovo-impulzným pomerom nastaveným nestabilným obvodom. Keď je tranzistor TR3 zapnutý, pripojí sa jedna elektróda článku k Vcc a druhá je spojená so zemou cez tranzistor TR3. Tranzistor TR3 sa môže takto zapínať (a vypínať) a tranzistor TR3 takto v skutočnosti slúži ako spínač dodávky elektrického prúdu pre elektródy článku na elektrolýzu.

Obr. 6 až obr. 8 zobrazujú ďalšie formy uskutočnenia článkov na elektrolýzu, ktoré sú podobné formám uskutočnenia článkov zobrazených na obr. 1 až obr. 3. Avšak každé z uskutočnení článkov zobrazených na obr. 6 až obr. 8 ďalej zahŕňa cievku 104 usporiadanú nad elektródami a napájacími svorkami 107 pripojenými na cievku 104. Rozmery uvedenej cievky 104 môžu byť napríklad 5 x 7 cm pre napríklad 1500 závitov. Tiež cievka 104 je ponorená pod povrchom vody 110.

Uskutočnenia zobrazené na obr. 6 až obr. 8 ďalej zahŕňajú prípadný spínač 121, ktorý sa môže zapínať a vypínať spotrebiteľom. Keď spínač 121 nie je zapnutý, potom má článok v podstate rovnakú štruktúru ako článok zobrazený na obr. 1 až obr. 3 a môže sa prevádzkovať rovnakým spôsobom, ako sa opísalo v súvislosti s článkami zobrazenými na obr. 1 až obr. 3, pričom

·· • · •	·· • ···	B B B B BBB • · B	B B B B • B	B B B B
• BBBB	··	• O BBB	BB	BBB

sa vyrába ortovodík a kyslík. Keď je ale spínač 121 zapnutý, potom robí dodatočne cievka 104 článok spôsobilým vyrábať buď (1) paravodík alebo (2) zmes paravodíka a ortcvodíka.

Keď je spínač 104 zopnutý (alebo nie je zaradený do prívodného vedenia), potom je cievka 104 pripojená cez napájacie svorky 107 a spínač 121 (alebo priamo cez napájacie svorky 107) na zdroj prúdu tak, že cievka 104 môže prijímať pulzný signál. Ako sa uvádza ďalej, môže byť zdroj elektrickej energie tvorený obvodom zobrazeným na obr. 9.

Keď cievka 104 a elektródy 105a, 105b prijímajú pulzy, je možné produkovať bubliny paravodíka alebo zmesi paravodíka a ortovodíka. Takto vytvorené bubliny stúpajú potom smerom hore k povrchu vody 110, ako sa už opísalo v súvislosti s obr. 1 až obr. 3. Keď cievka 104 napája pulzy väčšieho prúdu, produkuje sa väčšie množstvo paravodíka. Okrem toho zmenou napätia privedeného na cievku 104 sa môžu produkovať väčšie/menšie percentuálne podiely ortovodíka/paravodíka. Takto je možné reguláciou úrovne napätia, úrovne prúdu a frekvencie (uvedie sa ďalej), ktoré sú privedené na cievku 104 (a reguláciou parametrov, akými sú úroveň napätia, úroveň prúdu, frekvencia, časovo-impulzový pomer a tvar pulzných signálov, privedených na elektródy 105a, 105b, ako sa už opísalo) regulovať zloženie plynu produkovaného článkom na elektrolýzu. Napríklad je možné produkovať len kyslík a ortovodík jednoduchým odpojením cievky 104. Taktiež je možné vyrábať len kyslík a paravodík privedením príslušných pulzných signálov na cievku 104 a na elektródy 105a, L05b. Všetky výhody a výsledky, ktoré sa dosiahnu s použitím foriem uskutočnenia článkov na elektrolýzu, zobrazených na obr. 1 až obr. 3, sú dosiahnuteľné s použitím foriem uskutočnení článkov na elektrolýzu zobrazených na obr. 6 až obr. 8. Napríklad články zobrazené na obr. 6 až obr. 8 sú samotlakovateľné, nevyžadujú žiadny chemický katalyzátor, nedochádza v nich k zahrievaniu vody 110 ani článku a produkujú veľké množstvo vodíka a kyslíka pri malom príkone elektrickej energie a bez zhlukovania bublín produkova13 ných plynov na elektródach.

··	99	99	9 99
• ·	•	•	9	99	9 9«
•	···	•	•	•	• ·
•	• ·	• 9	9	9 9	9 9
•	• ·	• ·	•	• ·
····	··	99	999	99 9

Kým nasledujúci pulz privedie prúd na cievku 104, musí uplynúť značná časová perióda. Táto frekvencia pulzných signálov je teda oveľa nižšia ako frekvencia privádzaná na elektródy 105a, 105b. Na dosiahnutie optimálnych výsLedkov sa v súlade s tým môžu pri type cievky 104, ktorá má skôr uvedené rozmery frekvencie pulzných signálov, dosahovať hodnoty frekvencie až 30 Hz, avšak výhodne 17 až 22 H.

Paravodik nie je tak vysoko horľavý ako ortovodik a ide o pomalšie horiacu formu vodíka. Ak sa teda v článku vyrába paravodik, môže sa takto získaný paravodik viesť do vhodného zariadenia, akým je varič alebo pec, s cieľom poskytnúť zdroje energie alebo tepla s pomalším plameňom.

Obr. 9 znázorňuje príkladný zdroj prúdu na privedenie jednosmerných pulzných signálov, ktoré sú zobrazené na obr. 4a až 4b, na elektródy zobrazené na obr. 6 až obr. 8. Okrem toho tento zdroj prúdu môže poskytovať ďalšie pulzné signály pre cievku 104. Odborníkom v danom odbore je zrejmé, že zdroj prúdu zobrazený na obr. 9 sa môže nahradiť ľubovoľným iným vhodným zdrojom prúdu, ktorý bude schopný poskytnúť už uvedené pulzné signály pre uvedené elektródy a pre uvedenú cievku.

Alternatívne môžu dva separátne zdroje prúdu poskytnúť pulzné signály pre elektródy a pre cievku.

Časť zdroja energie (nestabilný obvod, odpory R2 až R6, tranzistory TRI až TR3 a dióda D2) , ktorá poskytuje pulzný signál pre elektródy článku, je identická so zodpovedajúcou časťou zdroja energie zobrazeného na obr. 5. Zdroj energie zobrazený na obr. 9 ďalej obsahuje nasledujúce časti a ich príslušné príkladné hodnoty:

delenie čitačom N

4018BPC alebo ekvivalentný logický obvod

NE 554 alebo ekvivalentný logický obvod monostabilný obvod odpor R1

10K tranzistor TR4

2N3055 alebo iný veľmi rýchly kremíkový spínač veľkého prúdu

Dióda Dl

1N4007.

Vstup delenia čítačom N (ďalej len delič) je pripojený na kolektor tranzistora TRI. Výstup deliča je pripojený na monostabilný obvod a výstup monostabilného obvodu je pripojený na bázu tranzistora TR4 cez odpor Rl. Kolektor tranzistora TR4 je pripojený na jeden koniec cievky a na diódu Dl. Druhý koniec cievky a diódy Dl je pripojený na zdroj napätia Vcc. Odpor Rl zaisťuje úplné nasýtenie tranzistora TR4. Dióda D2 eliminuje akúkoľvek spätnú emf generovanú v cievke, ktorá by mohla poškodiť zvyšok obvodu. Ako je zrejmé z obr. 6 až obr. 8, môže sa do obvodu zabudovať tiež spínač 121, ktorý spotrebiteľovi umožňuje prepínať prevádzku článku buď (1) na výrobu crtovodíka a kyslíka alebo (2) aspoň na výrobu paravodíka a kyslíka.

Prepnutie na vysoké/nízke kolektorové napätie tranzistora TRI poskytne pulzný signál pre delič. Tento delič delí pulzný signál číslom N (N je kladné celé číslo) a vzniká výstupný pulzný signál. Výstupný pulzný signál sa použije na spúšťanie monostabilného obvodu. Monostabilný obvod reštauruje dĺžku pulzu tak, aby mal vhodné časovanie. Výstupný signál z monostabilného obvodu sa privádza na báze tranzistora TR4 cez odpor Rl na zapnutie/vypnutie tranzistora TR4. Keď je tranzistor TR4 zapnutý, je medzi Vcc a zemou cievka. Keď je tranzistor TR4 vypnutý, je cievka odpojená od zvyšku obvodu. Ako sa už uviedlo v súvislosti s obr. 6 až obr. 8, pulzný signál privedený na cievku sa výhodne prerušuje frekvenciou v rozsahu 17 až 22 Hz, čo je frekvencia, ktorá je oveľa nižšia ako frekvencia pulzného signálu privádzaného na elektródy.

Ako sa už uviedlo, nie je nevyhnutné, aby obvod (delič, monostabilný obvod, odpor Rl, tranzistor TR4 a dióda Dl) posky15 ·· ·· ·· · ·· • · · ···· ··· • ··· · · · · · ······ ···· ··· ··· ·· ···· ·· ·· ··· ·· · tujúci pulzný signál pre cievku bol spojený s obvodom (nestabilný obvod, odpory R2 až R6, tranzistory TRI až TR3 a dióda D2) poskytujúcim pulzný signál pre elektródy. Avšak spojením uvedených obvodov uvedeným spôsobom sa poskytne ľahký spôsob, ako iniciovať pulzný signál pre cievku.

V rámci vynálezu sa zostrojil prevádzkovateľný prototyp zariadenia podľa vynálezu a toto zariadenie sa úspešne prevádzkuje s použitím už uvedených optimálnych parametrov pri výrobe ortovodíka, paravodíka a kyslíka z vody. Plyn produkovaný týmto prototypom zariadenia podľa vynálezu je pripojený potrubím k vstupnému rozvodnému ventilu malého jednovalcového benzínového spaľovacieho motora, pri ktorom sa odstránil karburátor, pričom tento motor spoľahlivo bežal bez akéhokoľvek dodatočne privádzaného benzínu.

Je zrejmé, že odborníka v danom odbore ľahko napadnú ďalšie očakávateľné zlepšenia a modifikácie opísaného systému. Vynález sa takto neobmedzuje na špecifické, tu opísané formy uskutočnenia vynálezu, v súlade s tým je možné zariadenie podľa vynálezu rôzne modifikovať bez toho, aby také modifikácie vybočovali z rámca vynálezu, ktorý je jednoznačne definovaný v nasledujúcich patentových nárokoch.

Claims (13)

1. Spôsob výroby vodíka, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa: poskytnutie zásobníka, plnenie zásobníka tekutinou zahŕňajúcou vodu, až je zásobník aspoň čiastočne naplnený, ponorenie páru elektród do tekutiny, umiestnenie elektród tak, aby boli od seba vzdialené najviac 5 mm a po ponorení a umiestnení elektród privedenie pulzného elektrického signálu na jednu z uvedených elektród, pričom tento pulzný signál má frekvenciu asi 10 až asi 250 kHz, čím sa produkuje vodík.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že tekutina je v podstate bez chemického katalyzátora.

3. Spôsob podľa nároku 1, vyzná čuj úci s a tým, že tekutina je v podstate bez hydroxidu draselného alebo hydroxidu sodného. 4. Spôsob podľa nároku 1, vyzná čuj úci s a tým, že

pulzný elektrický signál má časovo-impulzový pomer rovný asi 1:1 až asi 10:1.

5. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pulzný elektrický signál má napätie asi 12 V a prúd asi 300 mA.

6. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že frekvencia pulzného elektrického signálu je variabilná.

7. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ďalej zahŕňa: poskytnutie zariadenia, ktoré má vstup pripojený k výstupu uvedeného zásobníka, pričom toto zariadenie je zvolené z množiny zahŕňajúcej

a) spaľovací motor,

b) piestový stroj s vratným pohybom,

c) plynovú turbínu,

d) kachle,

e) ohrievač,

f) pec,

g) destilačnú jednotku,

h) jednotku na čistenie vody,

i) vodíkovo-kyslíkový horák, a prevádzkovanie tohto zariadenia.

8. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že ďalej zahŕňa: usporiadanie cievky v uvedenom zásobníku a privedenie druhého pulzného elektrického signálu na cievku.

9. Spôsob podľa nároku 1, vyznaču úci sa tým, že pulzný elektrický signál je pulzným elektrickým signálom s variabilným napätím.

10. Spôsob podľa nároku pulzný elektrický signál

1, má v

obdĺžnikový úci j

tvar vlny.

m, že

11. Spôsob podľa nároku pulzný elektrický signál

1, má vyznač pílovitý tvar vlny.

m, že

12. Spôsob podľa nároku pulzný elektrický signál

1, má vyznaču j

troj uholníkový tvar vlny.

m, že

13. Zariadenie na výrobu vodíka, vyznačujúce sa tým, že obsahuje: zásobník na zachytenie tekutiny vrátane vody, pár elektród umiestnených v zásobníku, pričom elektródy sú od seba vzdialené najviac 5 mm, zdroj prúdu pripojený k elektródam na privedenie pulzného elektrického signálu na jednu z uvedených elektród, pričom pulzný elektrický signál má frekvenciu asi 10 až asi 250 kHz a elektródy sú ponorené do uvedenej tekutiny.

14.

Zariadenie podľa nároku 13, vyznačuj ú c e sa t ý m, že zahŕňa cievku umiestnenú v zásobníku a druhý zdroj prúdu pripojený k cievke na privedenie druhého pulzného signálu na cievku.

15. Zariadenie podľa nároku 13 alebo 14, vyznačujúce sa t ý m, že pulzný elektrický signál má časovo-impulzový pomer asi 1:1 až asi 10:1.