ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА И ВОДОРОДА

ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА И ВОДОРОДА


RU (11) 2170776 (13) C2

(51) 7 C25B1/04, C25B15/02 

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

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

(21) Заявка: 99115653/12 
(22) Дата подачи заявки: 1999.07.15 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.07.15 
(45) Опубликовано: 2001.07.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU 9681010 A1, 23.10.1982. FR 2421222 A1, 26.10.1979. SU 1754798 A1, 15.08.1992. RU 2049157 C1, 27.11.1995. 
(71) Заявитель(и): Красноярский государственный технический университет 
(72) Автор(ы): Блянкинштейн И.М.; Жук П.В.; Данилов К.В. 
(73) Патентообладатель(и): Красноярский государственный технический университет 
Адрес для переписки: 660074, г.Красноярск-74, ул. Киренского, 26, КГТУ, патентно- информационный отдел 

(54) ЭЛЕКТРОЛИЗЕР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИСЛОРОДА И ВОДОРОДА 

Изобретение относится к устройствам для получения кислорода и водорода электролизом водных растворов щелочи и может быть использовано либо в качестве элемента системы питания двигателя внутреннего сгорания, либо в качестве аппарата для газопламенной обработки материалов. Электролизер включает концевые монополярные электроды, между которыми через уплотнительные прокладки из эластичного материала последовательно зажаты чередующиеся диафрагмы и биполярные электроды, выполненные цельнометаллическими. Диафрагмы, биполярные электроды и уплотнительные прокладки имеют отверстия, образующие при сборке каналы для подвода электролита и отвода газов. Электролизер снабжен системой предотвращения скопления газов, содержащий тепловой датчик, логический элемент и источник постоянного тока. Логический элемент выходом соединен с электролизером, одним из входов - с источником постоянного тока, а другим входом - с тепловым датчиком. Верхняя часть каждой из диафрагм, расположенная над поверхностью электролита, выполнена газонепроницаемой. Данное выполнение устройства позволяет исключить возможность смешивания газов и их бесконтрольное накопление. 4 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к устройствам для получения кислорода и водорода электролизом водных растворов щелочи и может быть использовано либо в качестве элемента системы питания двигателя внутреннего сгорания, либо в качестве аппарата для газопламенной обработки материалов.

Известен биполярный электролизер для получения водорода и кислорода электролизом воды, включающий концевые монополярные электроды, набор металлических кольцевых рам с закрепленными в них биполярными электродами и диафрагмами, рамы соединены через кольцевые уплотнительные прокладки, расположенные за сквозными отверстиями, и прижаты к периферической части торцевых поверхностей металлических кольцевых рам, и в них выполнены сквозные отверстия, образующие по одному каналу для подвода электролита и отвода кислорода и водорода, по меньшей мере одно радиальное отверстие в каждой раме для подвода электролита и по меньшей мере одно радиальное отверстие для отвода кислорода, при этом между сквозными отверстиями в рамах, образующих канал для отвода кислорода, размещены уплотнительные прокладки (SU 1184870 A1, 15.10.1985).

Недостатками данного электролизера являются высокие требования к качеству и точности закрепления биполярных электродов в металлических кольцевых рамах и низкая взрывобезопасность в процессе эксплуатации возможно смешивание кислорода и водорода путем просачивания через диафрагму за счет разности давлений в кислородном и водородном отсеках ячейки, а также бесконтрольное накопление смеси газов и возможность появления взрыва.

Наиболее близким к заявляемому устройству является электролизер для получения водорода и кислорода, включающий концевые монополярные электроды, между которыми через уплотнительные прокладки последовательно размещены чередующиеся диафрагмы и биполярные электроды, выполненные из сплошного листа, по обеим сторонам которого с помощью опорных ребер закреплены выносные сетчатые электроды, при этом диафрагмы зажаты между последними, а сплошные листы закреплены в рамах, выполненных из эластичного материала, в которых выполнены отверстия, образующие при сборке каналы для ввода электролита и вывода газов (SU 968101 A1, 23.10.1982).

Недостатком данного устройства является низкая взрывобезопасность - возможно смешивание кислорода и водорода путем просачивания через диафрагму за счет разности давлений в кислородном и водородном отсеках ячейки, а также бесконтрольное накопление смеси газов и возможность появления взрыва.

Задачей изобретения является создание электролизера для получения кислорода и водорода, позволяющего исключить возможность смешивания газов и их бесконтрольное накопление.

Поставленная задача достигается тем, что электролизер для получения водорода и кислорода электролизом воды, включающий концевые монополярные электроды, между которыми через уплотнительные прокладки из эластичного материала последовательно зажаты чередующиеся диафрагмы и биполярные электроды, выполненные цельнометаллическими, при этом диафрагмы, биполярные электроды и уплотнительные прокладки имеют отверстия, образующие при сборке каналы для подвода электролита и отвода газов, согласно изобретению, дополнительно содержит систему предотвращения скопления газов, содержащую тепловой датчик, логический элемент и источник постоянного тока, при этом логический элемент выходом соединен с электролизером, одним из входов - с источником постоянного тока, а другим входом - с тепловым датчиком, верхняя часть каждой из диафрагм, расположенная над поверхностью электролита, выполнена газонепроницаемой.

На фиг. 1 изображен предлагаемый биполярный электролизер (вид сверху); на фиг 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - система предотвращения скопления газов (блок-схема); на фиг. 4 - взаимное расположение элементов электролизера.

Электролизер для получения кислорода и водорода электролизом воды включает в себя концевые монополярные электроды 1 и 2, которые являются катодом и анодом соответственно (на фиг. 1 обозначено знаками "-" и "+"). Электрод 1 снабжен штуцерами 3, 4, 5 для подвода электролита и отвода кислорода и водорода соответственно. Между монополярными электродами 1 и 2 через уплотнительные прокладки 6, выполненные из эластичного материала, размещены и зажаты чередующиеся диафрагмы 7 и биполярные электроды 8, выполненные цельнометаллическими, с помощью стяжных элементов. Диафрагмы 7 и биполярные электроды 8 имеют отверстия в нижней части для перетекания электролита в процессе заправки и подачи его. Уплотнительные прокладки 6, диафрагмы 7 и биполярные электроды 8 имеют в верхней части отверстия и вырезы, образующие в процессе сборки два канала 9 и 10 для отвода кислорода и водорода соответственно. Диафрагма 7 выполнена цельной из микропористого материала (в частности, из мипора), в верхней части (примерно 1/5 всей поверхности) покрыта веществом, которое является газонепроницаемым и стойким к щелочам.

Заявляемый электролизер также снабжен системой предотвращения скопления газов, содержащей тепловой датчик 11, логический элемент 12 и источник постоянного тока 13, при этом логический элемент 12 выходом соединен с электролизером, одним из входов - с источником постоянного тока 13, а другим входом - с тепловым датчиком 11.

Электролизер работает следующим образом. Электролизер заправляют примерно на 4/5 емкости 30-33%-ным раствором щелочи КОН через штуцер 3. К концевым монополярным электродам 1 и 2 подводят постоянный электрический ток, при прохождении которого через раствор электролита на всех электродах происходит разряд ионов, и протекают связанные с этим электрохимические реакции выделения кислорода и водорода. Выделившиеся газы в надэлектролитном пространстве выходят в соответствующие каналы 9 и 10. Благодаря тому, что диафрагма 7 над поверхностью электролита газонепроницаема, кислород и водород не смешиваются вследствие разности давлений в кислородном и водородном отсеках ячейки и не образуют тем самым взрывоопасную смесь. Из каналов 9 и 10 газы выходят наружу через штуцеры 4 и 5 и подаются в зону потребления (горения).

В случае прекращения потребления (отсутствия тепловыделения в зоне горения) тепловой датчик 11 с помощью логического элемента 12 прекращает подачу электрического тока от источника постоянного тока 13 к электролизеру и тем самым предотвращает бесконтрольное скопление газов и возможность взрыва. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Электролизер для получения водорода и кислорода, включающий концевые монополярные электроды, между которыми через уплотнительные прокладки из эластичного материала последовательно зажаты чередующиеся диафрагмы и биполярные электроды, выполненные цельнометаллическими, при этом диафрагмы, биполярные электроды и уплотнительные прокладки имеют отверстия, образующие при сборке каналы для подвода электролита и отвода газов, отличающийся тем, что он снабжен системой предотвращения скопления газов, содержащей тепловой датчик, логический элемент и источник постоянного тока, при этом логический элемент выходом соединен с электролизером, одним из входов - с источником постоянного тока, а другим входом - с тепловым датчиком, верхняя часть каждой из диафрагм, расположенная над поверхностью электролита, выполнена газонепроницаемой.


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