Спосіб отримання водню з води і пристрій для його здійснення - патент України 2456377 - багіч
Винахід відноситься до водневої енергетики. Технічним результатом винаходу є отримання водню за рахунок розкладання води. Згідно винаходу спосіб отримання водню з води включає розкладання води під дією електричного поля за допомогою водяного коаксіального конденсатора з ізольованими обкладинками, на які подається високовольтне випрямлена напруга імпульсної форми, при цьому розкладання води на кисень і водень відбувається під дією резонансного електромагнітного поля, частота n- ой гармоніки якого наближається до власної частоти води, причому енергія розкладання води складається з теплової і мінімально витрачається елект іческой енергії розкладання води. Патентується також пристрій для реалізації заявленого способу. 2 н. і 1 з.п. ф-ли, 1 мул.
Малюнки до патенту України 2456377
Винахід відноситься до техніки отримання водню з води (водневій енергетиці) електролізом і може бути використано в якості вузла для перетворення теплової енергії, при спалюванні водню, в механічну.
Відомий двигун Стенлі Мейера, який працює на водні, який виходить з води шляхом її електролітичного розкладання (патент США № 5149507). Це пристрій містить дві пари коаксиально розташованих електрода, розміщених в воді, причому в однієї пари відсутній контакт з водою. На ізольовані електроди подається висока напруга не вище 10 кВ і частотою 15-260 кГц. На інші електроди для нейтралізації атомів водню і кисню подається постійна низьковольтне напруга.
Виходячи з фізичного принципу оборотності енергії для отримання з води, наприклад, кубометра водню (при 0 ° С і 101,3 кПа), необхідно затратити 10,8 мДж / м 3 або 2580 ккал / м 3 енергії, тобто стільки ж, скільки виділяється при спалюванні водню при тих же умовах. Це означає, що при спалюванні кубометра водню отримаємо 2580 ккал / сек. У пристрої Мейлера виділяється за секунду не більше 710 кал, тобто в 3600 разів менше.
Відомо, що резонансна (власне) частота води (50,8 і 51,3) 10 ГГц, тому резонанс води буде відбуватися, якщо рівноваги вплив матиме зазначену частоту, що ніяк не узгоджується з представленої Меєром електросхемою.
Крім того, пристрій Мейлера не забезпечує умови поглинання тепла як з навколишнього середовища, так і від інших джерел тепла, наприклад, з самої води, на компенсацію ендотермічного ефекту реакції розкладання води.
Метою винаходу є підвищення продуктивності, ККД, економічної доцільності.
Для отримання зазначених цілей необхідно збільшення енергетичної потужності для здійснення корисної роботи за умови роботи електронних схем в режимі резонансу або максимально до неї наближеною. Припустимо, що ми маємо несинусоїдальна напруга живлення, що представляє собою двохнапівперіодне випрямлена синусоїдальна напруга. Тоді умова резонансу на к-ой гармонійної складової запишеться у вигляді
У нашому випадку (51) 10 ГГц - резонансна частота води, значить, для к-ой гармоніки K = (51) 10 ГГц, звідки = (51) 10 ГГц / K.
Звідки частота напруги живлення до другої гармоніки може бути знижена в до раз, проте вона залишається досить високою. Для збільшення вхідної частоти можна використовувати спосіб її збільшення за рахунок додавання частот від декількох живлячих напруг, з'єднаних паралельно резонансним контуром при умові не збіги амплітуд вхідних напруг, що досягається зрушенням їх фаз на кут, що задовольняє першій умові. Слід зазначити, що індуктивність, також як і ємність резонансного контуру, з метою забезпечення найбільшого поверхневого контакту з водою може складатися з паралельного, послідовного або змішаного з'єднання елементів, що забезпечує рівномірність передачі питомої енергії по всьому об'єму, і в свою чергу зі збільшенням обсягу пристрою створюються умови для збільшення продуктивності виділення газів за рахунок збільшеної подачі теплової та електричної енергій. Приймемо, що, наприклад, при спалюванні 1 літра водню виділяється До калорій тепла за частки секунди. Кількість утворилася води складе приблизно 0.001 літра. Ці параметри відповідають межі переходу га3-ВОДА і ВОДА-ГАЗ, тобто вони оборотні. Це означає, щоб розкласти 0.001 літра води без витрат електроенергії, треба рівномірно розпорошити її в обсязі 1 літр і повідомити До калорій тепла з плюсом на втрати за той же час. Як бачимо, співвідношення у витратах електричної і теплової енергій для розкладання води залежить від багатьох параметрів і вимагає експериментального дослідження. При прагненні до мінімальній витраті електроенергії потрібно посилення енергетичних теплових параметрів, наприклад, неможливість створення високого тиску або необхідної теплової потужності при тій же передбачуваної продуктивності, вимагає еквівалентної компенсації відсутньої теплової енергії енергією електромагнітного поля. Відомо, що зменшення енергії електричного поля при резонансі супроводжується збільшенням енергії магнітного поля і навпаки, тобто W = Wm + Wе = L1 / 2 = CU / 2 = CONST. Тому, щоб не втрачати половину енергії, індуктивність розміщуємо всередині водяного конденсатора. Таким чином на молекули води діють дві резонансні спрямовані під кутом 90 градусів сили від електричного і магнітного полів, які, використовуючи теплову енергію, розщеплюють молекулу води на водень і кисень. При одночасній дії цих сил потрібно зсув, наприклад, фази магнітного поля щодо електричного на 90 градусів, що може бути досягнуто за допомогою фазосдвигающих пристроїв.
Підведення теплової енергії для компенсації ендотермічного ефекту при розкладанні води відбувається за рахунок циркуляції води (наприклад, насосом) по замкнутому контуру, через пристрій розкладання води, теплоприемником і пристроєм заповнення втрат води при розкладанні. Теплоприемник - це пристрій з розвиненою поверхнею, яка обігрівається сонцем, або (і) забезпечує впорскування в холодну воду продуктів згоряння, наприклад, від водневого двигуна, тим самим замикаючи процес і значно підвищуючи ККД. Пристрій пропонованого контуру підвищує економічність промислового виробництва, дозволяє використовувати його як в пристроях промислової енергетики, так і автомобільно-залізничному транспорті. При створенні декількох паралельних контурів створюється можливість відбирати теплову енергію від багатьох джерел.
Спосіб отримання водню з води включає розкладання води під дією електричного поля за допомогою водяного коаксіального конденсатора з ізольованими обкладинками, на які подається високовольтне випрямлена напруга імпульсної форми, розкладання води на кисень і водень відбувається під дією резонансного електромагнітного поля n-гармоніки, яка наближається до власної частоті води, причому енергія розкладання води складається з теплової і мінімально витрачається електричної енергії розкладання води.
У пристрої для отримання водню з води між обкладинками конденсатора розміщена індуктивність, що забезпечує поділ і переміщення кисню і водню по вихідних не сполучених між собою отворами, причому нейтралізація газів відбувається за допомогою струмопровідних сіток, встановлених на виході отворів, які пов'язані з джерелом постійної напруги, а подача теплової енергії відбувається по замкнутим паралельним контурам, кожен з яких пов'язаний з джерелом сторонньої теплової енергії, причому теплоносієм я вляется вода, що циркулює за допомогою насоса зі змінною продуктивністю, при цьому індуктивність і ємність резонансного контуру складається з паралельних, послідовних і змішаних електричних з'єднань елементів.
На фіг. представлено пристрій, що реалізує запропонований спосіб. Пристрій містить корпус 5, виконаний способом лиття під тиском, наприклад, з теплостійкого сополимера, діелектрична проникність якого доходить до 100000 одиниць, має горизонтальні канали, що забезпечують вхід-вихід води, які з'єднуються з коаксіально розташованими каналами, в перегородках яких залиті обкладання конденсатора 1 і обмотки індуктивності 2. Коаксіальні канали вертикальними отворами, по ходу магнітних силових ліній индуктивностей 2, пов'язані з вихідними газовими отворами, що мають металеві сет ки 4, на які подається постійна напруга, що забезпечує нейтралізацію іонів водню і кисню. Клапани 3 забезпечують вихід газів при незначному надлишковому тиску.
Пристрій працює наступним чином. При подачі високочастотного високовольтної напруги на елементи 1, 2 послідовного резонансного контуру і заповнення каналів циркуляційної нагрітою водою, за рахунок електричної і теплової енергій відбувається розкладання води на іони кисню і водню. Під дією магнітного поля індуктивності 2 іони кисню і водню поділяються в просторі магнітного поля і кожен газ окремо по своїх каналах проходить через металеві сітки 4, де нейтралізується і через клапана 3 нейтральні гази надходять за своїм призначенням.
Перевага пристрою в порівнянні з прототипом те, що вода одночасно є носієм теплової енергії. Збільшення електричної енергії на одиницю об'єму води в результаті розвиненою контактної поверхні місткостей пластин з водою призводить до збільшення продуктивності та ефективності роботи пристрою. Розміщення індуктивності в пристрої призводить до збільшення продуктивності і ККД пристрою. Пристрій виробляє поділ газів (водню і кисню). При зміні швидкості води створюється можливість змінювати продуктивність.
Наша планета купається в потоці теплової енергії, що надходить від Сонця, із земних надр і від господарської діяльності людини. Людина в недостатній мірі освоює цю енергію, тому винахід направлено на освоєння дармової зазначеної вище енергії.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб отримання водню з води, що включає розкладання води під дією електричного поля за допомогою водяного коаксіального конденсатора з ізольованими обкладинками, на які подається високовольтне випрямлена напруга імпульсної форми, що відрізняється тим, що розкладання води на кисень і водень відбувається під дією резонансного електромагнітного поля, частота n-ої гармоніки якого наближається до власної частоти води, причому енергія розкладання води складається з теплової і мінімально витрачається електричні ой енергії розкладання води.
2. Пристрій, що відрізняється тим, що між обкладинками конденсатора розміщена індуктивність, що забезпечує поділ і переміщення кисню і водню у вихідні несообщающейся один з одним отворів, причому нейтралізація газів відбувається за допомогою струмопровідних сіток, встановлених на виході отворів, які пов'язані з джерелом постійної напруги, а подача теплової енергії відбувається по замкнутим паралельним контурам, кожен з яких пов'язаний з джерелом сторонньої теплової енергії, причому теплоносієм є в ода, що циркулює за допомогою насоса зі змінною продуктивністю.
3. Пристрій за п.2, що відрізняється тим, що індуктивність і ємність резонансного контуру складається з паралельних, послідовних і змішаних електричних з'єднань елементів.