Способ определения максимальной производительности разложения воды и устройство для его осуществления (водородная ячейка)

Способ определения максимальной производительности разложения воды и устройство для его осуществления (водородная ячейка)

Реферат

Изобретение относится к технике получения водорода из воды (водородной энергетике) и может быть использовано в качестве узла для преобразования тепловой энергии при сжигании водорода в механическую энергию, в частности, в транспортных средствах, где вместо бензина используется вода.

Известен способ получения водорода из воды (см. патент №2456377), в котором разложение воды происходит под действием резонансного электромагнитного поля, частота n-й гармоники которого приближается к собственной частоте воды. Недостаток способа заключается в том, что при его осуществлении происходит изменение емкостной составляющей LC контура (контуров) из-за присутствия в воде продуктов ее разложения, приводящих к изменению диэлектрической проницаемости диэлектрика водяного конденсатора, при неизменном значении индуктивной составляющей. Это явление приводит к снижению производительности из-за отклонения от резонанса в цепях с последовательными или параллельными контурами. Также в устройстве, осуществляющем способ, наблюдается незначительная площадь соприкосновения изолированных конденсаторных пластин с водой, отнесенная к единице объема рабочей камеры, что также приводит к снижению производительности разложения воды. Известна также заявка №2012111143 (дата публикации 10.08.2012. Бюл. №22) способ получения водорода из воды, включающая разложение воды электрическим полем с помощью водяного конденсатора с изолированными обкладками, на которые подается высоковольтное выпрямленное напряжение импульсной формы, а разложение воды происходит под действием электрического и магнитного полей, причем вектор напряженности магнитного поля направлен перпендикулярно вектору напряженности электрического поля, при этом вектора на воду действуют одновременно и с частотой, равной частоте гидродинамических колебаний воды. Для реализации способа используется устройство, в котором разложение воды электрическим и магнитным полями происходит с помощью, по меньшей мере, двух колебательных контуров, при этом емкость первого и связанная с ней индуктивность второго контура и соответственно емкость второго и связанная с ней индуктивность первого заряжаются и разряжаются с заданной частотой, при этом фаза входных напряжений сдвинута на 90 градусов. Недостаток способа тот, что электрическое поле действует на воду однонаправленно и периодически, причем время его действия равно времени нисходящий кривой входного напряжения, что наполовину снижает производительность разложения воды.

Целью изобретения является повышение производительности разложения воды.

Указанная цель достигается тем, что предварительно создается первичный образец устройства, содержащий два резонансных контура (например, последовательных, вызывающих резонанс напряжений или параллельных, вызывающих резонанс токов). Таким образом, на воду действуют поочередно два электрических поля от двух конденсаторов, на пластины которых подаются питающие напряжения с противоположной полярностью и которые имеют сдвиг по фазе на 90 градусов и представляют собой, например, выпрямленное напряжение импульсной формы, где вектора напряженности электрического поля первого контура и напряженности магнитного поля второго контура также как вектор напряженности электрического поля второго контура и вектор напряженности магнитного поля первого контура действуют на воду одновременно, причем вектора напряженности магнитных полей совпадают и направлены перпендикулярно векторам электрических полей, при этом в результате изменения диэлектрической проницаемости водяного конденсатора производится подстройка контуров на работу в резонансном режиме, которая заключается в предварительной подгонке индуктивных сопротивлений LC контуров до их резонансных значений, определяемых по максимальной производительности выделяемых газов, с последующим использованием полученных результатов в серийном производстве.

На фиг.1 представлено устройство, реализующее предлагаемый способ. Оно содержит корпус 1 с входным отверстием 8 для воды и выходным 4, соединенным на выходе с вентилем 5, а также выходными отверстиями 7 и 6 для выхода водорода и кислорода с находящимися в них клапанами 14, 12 и перфорированными пластинами - 13, имеющей отрицательный потенциал, 15, имеющей положительный потенциал, служащими для нейтрализации водорода и кислорода. Внутренней объем корпуса представляет собой камеру разложения 19, которая содержит индуктивность 3 первого контура, индуктивность 21 второго контура, представляющую плоскую катушку с зазорами для прохождения газов, причем вектора напряженности индуктивностей за счет правой и левой намоток направлены в одну сторону. Внутренней объем индуктивности 3 представляет рабочую камеру 20 с расположенными в ней волнообразными пластинами 2, причем количество четных пластин равно количеству нечетных. На разрезе А-А показан разрез пары расположенных рядом четной и нечетной пластин 2, каждая из которых содержит обкладки составных конденсаторов С1, обкладки 16, 18 и С2, обкладки 17, 11, расположенных так, чтобы токи смещения каждого составного конденсатора проходили через перфорацию пластин второго составного конденсатора. Обкладки составных конденсаторов друг от друга и от внешней среды изолированы диэлектриком 9, диэлектрическая проницаемость которого должна быть не ниже диэлектрической проницаемости воды. Волнообразные каналы 10 обеспечивают подачу и протекание воды. Таким образом, водородная ячейка содержит два резонансных колебательных контура, каждый конденсатор которых состоит из n составных конденсаторов, соединенных параллельно, последовательно или смешанно, причем каждые два составных конденсатора содержат волнообразные изолированные обкладки, которые перфорированы таким образом, что пластины первого составного конденсатора взаимодействуют через отверстия в пластине второго, и наоборот пластины второго составного конденсатора взаимодействуют через отверстия в пластине первого, а цилиндрическая регулировочная индуктивность первого контура и плоскостная регулировочная индуктивность второго контура расположены так, что их однонаправленный за счет изменения направления обмоток суммарный магнитный поток проходит вдоль волновых поверхностей обкладок составных конденсаторов.

Работа устройства заключается в том, что предварительно через отверстие 8 подаем воду и с помощью вентиля 5 регулируем уровень воды в камере разложения 19, после чего включаем напряжение питания. В волнообразных каналах 10 вода разлагается и под действием магнитного поля индуктивностей 3, 21 создается некоторое давление, открывающее клапана водорода 14 и кислорода 12. Поступающие по назначению газы нейтрализуются перфорированными пластинами 15 и 13. Эффективность разложения заключается в том, что в результате периодического действия на воду разнонаправленных электрических полей натянутые магнитным полем диполи воды, вращаясь под действием электрических полей, распадаются на газы, при этом прихватывая тепловую энергию воды за счет устранения теплового хаотичного движения молекул.

Преимущество изобретения перед прототипом то, что оно позволяет значительно увеличить производительность получаемого продукта, а также определять номинальные значения колебательных контуров в рабочем режиме.

Предлагаемое изобретение может служить источником как тепловой, так и электрической энергии, при этом значительная доля энергии переходит из внешней среды, например от Солнца, ветра, термальных вод, хозяйственной деятельности человека и т.д.

1. Способ увеличения производительности разложения воды, включающий разложение воды под действием резонансного электромагнитного поля, отличающийся тем, что разложение воды происходит под действием двух резонансных контуров, в которых вектора напряженностей электрического поля первого контура и напряженности магнитного поля второго контура также как вектор напряженности электрического поля второго контура и вектор напряженности магнитного поля первого контура действуют на воду одновременно, причем вектора напряженности магнитных полей совпадают и направлены перпендикулярно векторам электрических полей, при этом в результате изменения диэлектрической проницаемости водяного конденсатора производится подстройка контуров на работу в резонансном режиме, которая заключается в предварительной подгонке индуктивных сопротивлений контуров до их резонансных значений, определяемых по максимальной производительности выделяемых газов, с последующим использованием полученных результатов в серийном производстве.

2. Водородная ячейка, отличающаяся тем, что содержит два резонансных колебательных контура, каждый конденсатор которых состоит из составных конденсаторов, соединенных параллельно, последовательно или смешанно, причем, каждые два составных конденсатора содержат волнообразные изолированные обкладки, которые перфорированы таким образом, что пластины первого составного конденсатора взаимодействуют через отверстия в пластине второго, и наоборот пластины второго составного конденсатора взаимодействуют через отверстия в пластине первого, а цилиндрическая регулировочная индуктивность первого контура и плоскостная регулировочная индуктивность второго контура расположены так, что их суммарный магнитный поток проходит вдоль волновых поверхностей обкладок всех конденсаторов.