ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДНО-ВОДОРОДНОЙ СМЕСИ

ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДНО-ВОДОРОДНОЙ СМЕСИ


RU (11) 2048609 (13) C1

(51) 6 C25B1/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4805076/26 
(22) Дата подачи заявки: 1990.03.22 
(45) Опубликовано: 1995.11.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Сварка и пайка водяным газом. Тенденции научно-технического прогресса, N 1, 1987, с.12-13. 
(71) Заявитель(и): Научно-производственный кооператив "Эврика" 
(72) Автор(ы): Вердиев М.Г.; Вердиев Д.Г.; Гаджиев Н.Г.; Мамаев К.М.; Шаншаев О.Ц.; Вердиев М.М.; Алиев М.Р. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-производственный кооператив "Эврика" 

(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДНО-ВОДОРОДНОЙ СМЕСИ 

Изобретение относится к электрохимии и касается конструкции электролизера для получения кислородно-водородной смеси. Он состоит из ряда ячеек - электролизеров, электрически соединенных последовательно и параллельно относительно прохождения газа, электрические ячейки выполнены из двух коаксиально расположенных тонкостенных трубок-электродов с расстоянием между ними 0,3-6,010-3м, электроизолированных друг от друга, межтрубное пространство которых герметизировано по концам, а ячейки сообщены по газовому тракту и электролиту с подпитывающей емкостью. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение касается генерирования горючих газов, используемых в качестве источника тепла для сварки, резки и пайки в производственных и бытовых условиях, а также в лабораторной практике.

Известен электролизер для сварки и пайки водяным газом, состоящий из многослойной конструкции электродных пластин, межэлектродные пространства которых соединены между собой по газу и электролиту (Серов С. Огонь из воды. Моделист-конструктор, N 7, 1980, с. 44-45).

Такой электролизер мало надежен в работе и взрывоопасен из-за возможной утечки газа.

Известен электролизер для сварки и пайки водяным газом, содержащий ряд одноэлементных ячеек-электролизеров, электрически соединенных последовательно и параллельно относительно прохождения газа (Сварка и пайка водным газом. Тенденции научно-технического прогресса, N 1, 1987, с. 12-13).

В этом устройстве также возможен вынос газовой смесью большого количества паров электролита из-за его высокой температуры, обусловленной плохими условиями теплоотвода; устройство имеет большие весовые характеристики и достаточно большое свободное пространство, в котором накапливается взрывоопасное количество газовой смеси.

Целью изобретения является уменьшение выноса газовой смесью паров электролита и снижение весовых характеристик устройства.

Это достигается путем выполнения электролитических ячеек из двух коаксиально расположенных тонкостенных (0,1-0,410-3 м) трубок-электродов с зазором между ними 0,3-6,010-3 м, электроизолированных друг от друга, межтрубное пространство которых герметизировано по концам, а ячейки сообщены по газовому тракту и электролите с подпитывающей емкостью. Подобная конструкция электролизера обладает также и повышенной взрывобезопасностью, вследствие малости объема газовой смеси в межтрубном пространстве каждой из ячеек, соединенных между собой по газовому тракту. Последний присоединен к подпитывающей емкости, одновременно служащей ловушкой для электролита, выбрасываемого в виде пены и поддерживающей минимальный взрывобезопасный объем газовой смеси в ячейках.

Предлагаемое изобретение существенно отличается от известных устройств тем, что электролиз в нем происходит в целом ряде герметичных ячеек, образованных самими охлаждаемыми по всей поверхности электродами минимальной толщины, что обеспечивает равномерность плотности тока на каждом электроде и минимум температуры прослоек электролита, а выбрасываемый в виде пены электролит возвращается в ячейки через подпитывающую емкость, поддерживая тем самым взрывобезопасное количество газовой смеси.

На чертеже изображено предложенное устройство.

Оно состоит из блока питания 1, ряда отдельных ячеек, образованных из внешних 3 и внутренних 5 трубок-электродов, по концам каждой из которых установлены изоляционные герметизирующие шайбы 2 и 7, имеющие штуцеры 8 и 9 для подключения к газовому тракту 6 и тракту 1, для подачи электролита 4, заливаемого в подпитывающую емкость 11.

Электролизер для получения кислородно-водородной смеси работает следующим образом.

Вначале заправляется электролитом подпитывающая емкость 11, из которой он поступает через тракт 10 в ячейки.

При подаче напряжения на электроды 3 и 5 электролит в межтрубных пространствах ячеек начинает нагреваться за счет выделения Джоулева тепла. Выделяющееся при этом тепло равномерно отводится в окружающую среду по всей поверхности внутреннего 5 и внешнего 3 электродов, одновременно обеспечивая тем самым условия минимума температуры прослойки электролита и равномерность плотности тока по поверхности электродов, тогда как в известных устройствах температурное поле электролита неизотермично и плотность тока неравномерна.

Образующиеся на электродах газовые пузыри способствуют вспениванию электролита и тем самым газовая смесь выбрасывает электролит в виде пены в газовый тракт, который полностью удерживается в подпитывающей емкости. Улавливание капель электролита происходит за счет резкого снижения скорости движения газовой смеси в подпитывающей емкости 11. Поступающий в подпитывающую емкость электролит по тракту 10 равномерно возвращается в ячейки, поддерживая тем самым постоянный уровень электролита и обеспечивая взрывобезопасное количество газовой смеси.

Концентрация паров электролита в газовой смеси является однозначной функцией температуры электролита и повышается с ростом его температуры. Обеспечение минимальной температуры электролита за счет интенсивного теплоотвода по всей поверхности тонкостенных электродов-трубок приводит к уменьшению выноса паров электролита, ухудшающих процесс сварки и ограничивающих применение рассматриваемого устройства.

По сравнению с известным устройством в предлагаемом с уменьшением толщины трубок-электродов улучшаются условия теплоотвода и уменьшаются весовые характеристики. Малая величина зазора между трубками-электродами (0,3-6,010-3м) обеспечивает минимум габаритных характеристик предлагаемого устройства за счет увеличения плотности тока, как это видно из приведенной формулы

j E (1) где j, и E плотность тока, удельная проводимость электролита и напряженность электрического поля между электродами. Причем U= Ed, где U и d соответственно падение напряжения на электролите и расстояние между электродами. В известном устройстве при уменьшении расстояния между электродами и их толщины ухудшаются условия теплоотвода, что приводит к росту рабочей температуры электролита и, следовательно, к росту выноса его паров газовой смесью. В предлагаемом устройстве уменьшение расстояния между электродами-трубками приводит к росту плотности тока, как это следует из указанного соотношения, а теплосъем с наружных поверхностей электродов обеспечивает сохранение минимальной температуры электролита. В результате уменьшается вынос паров электролита. Уменьшение толщины стенок-электродов приводит к уменьшению их теплового сопротивления и тем самым весовых характеристик.

Нижний предел зазора между электродами в предлагаемом устройстве ограничен ростом сопротивления электролита в межтрубном пространстве из-за соизмеримости размеров образующихся пузырьков газов с указанным зазором. Верхний предел зазора ограничен ростом весовых характеристик устройства.

П р и м е р. Электролизер для получения кислородно-водородной смеси был изготовлен из 25 ячеек длиной 0,25 м, каждая из которых представляла собой две тонкостенные (0,210-3 м) стальные трубы со следующими наружными диаметрами: внутренним 2510-3 м, наружным 3210-3 м. Ячейки герметизировались по концам путем обкатки в сборе с изоляционными резиновыми шайбами, содержащими штуцеры, через которые ячейки подпитывались и соединялись с газовым трактом и полпитывающей емкостью.

В ходе испытаний плотность тока менялась в интервале от 1,510-3 до 1103 А/м2. При этом температура электролита в ячейках не превышала 52оС, тогда как в известном устройстве при одинаковых условиях обдува и плотности тока 7,810-3 А/м2 его температура в центре ячеек повышалась до 78оС. Это приводит к уменьшению концентрации электролита в газовой смеси, получаемой предлагаемым устройством, в 1,56 раз. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДНО-ВОДОРОДНОЙ СМЕСИ, включающий ряд электролитических ячеек, электрически соединенных последовательно, а относительно прохождения газа параллельно, отличающийся тем, что электрические ячейки выполнены в виде двух коаксиальных тонкостенных электродов с расстоянием между ними (0,3 6,0) 10-3 м, электроизолированных одна от другой, межэлектродное пространство которых выполнено загерметизированным по концам, причем ячейки сообщены по газу и электролиту с подпитывающей емкостью.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы получения, хранения водорода, кислорода и биогаза






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+водород -молекулярный".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "водород" будут найдены слова "водорода", "водородный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("водород!").


Устройства и способы получения кислорода и водорода | Устройства и способы хранения водорода и кислорода | Устройства и способы получения и хранения биогаза


Рейтинг@Mail.ru