PL185165B1

PL185165B1 - Pressure-type hydrolyser

Info

Publication number: PL185165B1
Application number: PL97324132A
Authority: PL
Inventors: Stefan Nachyła
Original assignee: Politechnika Swietokrzyska
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2003-03-31
Also published as: PL324132A1

Abstract

1. Hydrolizer ciśnieniowy w postaci na- © czynią zamkniętego ciśnieniowego, korzystnie o kształcie cylindrycznym, znamienny tym, że w części górnej posiada dwie, korzystnie cylindryczne i współśrodkowo usytuowane komory gazowe: wewnętrzną (1) na tlen i zewnętrzną (2) na wodór przedzielone szczelną elastyczną przeponą (3) utwierdzonąu góry wpokrywie (4) i sięgającąponiżej dolnej powierzchni elektrod: tlenowej (5) i wodorowej (6) wyposażonychw przewody elektryczne (7 i 8) izolowane, która to pokrywa (4) posiada dwa zawory do wypuszczania tlenu - środkowy (9) i wodoru - na obrzeżu (10), przy czym elektrody (5 i 6) znajdująsię u dołu komór (1 i 2), sąpoziomo usytuowane i elektrycznie odizolowane od całości konstrukcji, zaś w części dolnej znajduje się zbiornik elektrolitu (11) wyposażony w zawór (12) do wtłaczania wody destylowanej.1. A pressure hydrolyser in the form of a closed pressure vessel, preferably cylindrical in shape, characterized in that in the upper part it has two, preferably cylindrical and concentrically located gas chambers: an inner one (1) for oxygen and an outer one (2) for hydrogen, divided by a tight flexible membrane (3) fixed at the top in the cover (4) and reaching below the lower surface of the electrodes: oxygen (5) and hydrogen (6) equipped with insulated electric wires (7 and 8), which cover (4) has two valves for releasing oxygen - a central one (9) and hydrogen - on the periphery (10), wherein the electrodes (5 and 6) are located at the bottom of the chambers (1 and 2), are horizontally located and electrically isolated from the whole structure, and in the lower part there is an electrolyte tank (11) equipped with a valve (12) for injecting distilled water.

Description

Przedmiotem wynalazku jest hydrolizer ciśnieniowy o przerywanej i okresowej pracy. Znanymi i stosowanymi hydrolizatorami są urządzenia rozkładające metodą elektrolizy wodę na tlen i wodór o ciśnieniu atmosferycznym w sposób ciągły. Wydzielane na elektrodach katodzie i anodzie gazy: wodór i tlen zbierają się w komorach otaczających te elektrody, skąd pobierane są przez elementy ssące do sprężarek, gdzie po odpowiednim ich sprężeniu ładowane są do butli o wysokim ciśnieniu 15 lub 19 MPa. Ubytek wody z elektrolitu, spowodowany jej rozkładem na tlen i wodór, jest uzupełniany w sposób ciągły. Urządzenia te zasilane są prądem sieciowym lub prądem z hydroelektrowni przetworzonym na prąd o odpowiednich parametrach, w więc stały o napięciu około 2,5 V i natężeniu odpowiednim do urządzenia i jego elektrod.The subject of the invention is an intermittent and periodic pressure hydrolyzer. The known and used hydrolysers are devices which decompose water into oxygen and hydrogen at atmospheric pressure continuously by electrolysis. Gases released on the cathode and anode electrodes: hydrogen and oxygen are collected in chambers surrounding these electrodes, from where they are taken by suction elements to compressors, where, after appropriate compression, they are charged into high pressure 15 or 19 MPa cylinders. The loss of water from the electrolyte due to its decomposition into oxygen and hydrogen is continuously replenished. These devices are powered by the mains current or the current from a hydroelectric power plant converted into a current of appropriate parameters, i.e. constant, with a voltage of about 2.5 V and an intensity appropriate for the device and its electrodes.

Urządzenia te są mało przydatne do wykorzystywania energii ze źródeł niekonwencjonalnych z uwagi na rozbudowane oprzyrządowanie towarzyszące, które wymusza ciągłość i stabilność procesu zasilania i wytwarzania gazów. Moc i inne parametry źródeł energii niekonwencjonalnej są natomiast zmienne losowo, co powoduje że przynajmniej jeden z parametrów uzyskiwanego prądu nie jest stały.These devices are of little use for the use of energy from unconventional sources due to the extensive accompanying instrumentation that enforces the continuity and stability of the gas supply and production process. The power and other parameters of unconventional energy sources are randomly variable, which means that at least one of the parameters of the obtained current is not constant.

Znanym hydrolizerem ciśnieniowym jest urządzenie funkcjonujące przy dołączonych zbiornikach gazowych w postaci jednej butli tlenowej i dwóch wodorowych. Hydrolizer ten ma bardzo złożoną budowę wewnętrzną wynikającą z wymogu dużej sprawności procesu hydrolizy i wymaga ciągłego nadzoru eksploatacyjnego.A known pressure hydrolyzer is a device operating with downstream gas tanks in the form of one oxygen cylinder and two hydrogen cylinders. This hydrolyzer has a very complex internal structure resulting from the requirement of high efficiency of the hydrolysis process and requires constant operational supervision.

Dobrze funkcjonuje w zestawie z małymi i bardzo małymi hydroelektrowniami na małych ciekach wodnych.Works well in combination with small and very small hydroelectric plants on small water courses.

Mankamentem tego urządzenia jest złożona budowa, konieczność ciągłego nadzoru eksploatacyjnego i zagrożenie dewastacją wynikające z łatwości pozyskania butli gazowych w warunkach braku wystarczającej ochrony.The disadvantage of this device is the complex structure, the need for continuous operational supervision and the risk of devastation resulting from the ease of obtaining gas cylinders in conditions of insufficient protection.

Istotą wynalazku jest hydrolizer ciśnieniowy o pracy okresowej, który w części górnej posiada dwie korzystnie cylindryczne i współśrodkowo usytuowane komory gazowe: wewnętrzną na tlen i otaczającą ją na wodór, przedzielone szczelną elastyczną przeponą nieprzepuszczalną dla gazów, wyposażone u góry w zawory do odprowadzania wytworzonych gazów do butli a u dołu w elektrody płaskie poziome, zaś w części dolnej znajduje się zbiornik elektrolitu, który rozpoczyna się w dolnej części komór gazowych i wyposażony jest w zawór do wtłaczania wody destylowanej w ilości uzupełniającej ubytek spowodowany wytwarzaniem gazów. Objętości komór gazowych i zbiornika elektrolitu dobrane w aspekcie chemicznym i pojemności wodnej butli wysokociśnieniowych, wynoszącej 40 litrów, st^^<^^,'^i^ następującą, relację: komory wodorowej do tlenowej jak 2 : 1 i zbiornik - 10 litrów, licząc od dolnej powierzchni elektrod. Pojemność komory tlenowej „V”, liczona od dolnej krawędzi elektrody, zależy od maksymalnego ciśnienia „p” wytworzonych gazów wg relacji: V+1=3465/(p-194), przy czym p >194, zaś 194 - jest ciśnieniem dopuszczalnym dla butli tlenowych i wodorowych w atmosferach technicznych i jest odpowiednikiem 19 MPa.The essence of the invention is a pressure hydrolyser with periodic operation, which in the upper part has two, preferably cylindrical and concentrically located gas chambers: the inner one for oxygen and the one surrounding it for hydrogen, separated by a tight, flexible gas-impermeable diaphragm, equipped at the top with valves for draining the produced gases into cylinder at the bottom with horizontal flat electrodes, and in the lower part there is an electrolyte reservoir, which starts at the bottom of the gas chambers and is equipped with a valve for injecting distilled water in the amount to make up for the loss caused by gas production. The volume of the gas chambers and the electrolyte reservoir selected in terms of the chemical aspect and the water capacity of the high-pressure cylinders, amounting to 40 liters, st ^^ <^ ^, '^ and ^ the following relationship: the hydrogen to oxygen chamber as 2: 1 and the tank - 10 liters, counting from bottom surface of the electrodes. The capacity of the oxygen chamber "V", calculated from the lower edge of the electrode, depends on the maximum pressure "p" of the gases produced according to the relationship: V + 1 = 3465 / (p-194), where p> 194, and 194 - is the permissible pressure for oxygen and hydrogen cylinders in technical atmospheres and is equivalent to 19 MPa.

Właściwa jest też konstrukcja hydrolizerów, których objętości komór i zbiornika elektrolitu stanowią całkowitą wielokrotność podanych objętości, co umożliwia napełnianie wodorem i tlenem odpowiednio wielokrotnie większej ilości butli połączonych odpowiednimi kolektorami: tlenowym i wodorowym, w następnie dołączonych do hydrolizera.The construction of hydrolysers is also appropriate, the volumes of which chambers and the electrolyte reservoir are a total multiple of the given volumes, which enables filling with hydrogen and oxygen, respectively, many more cylinders connected with appropriate collectors: oxygen and hydrogen, and then attached to the hydrolyzer.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest poglądowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia hydrolizer w przekroju w widoku z boku, w fig. 2 w widoku z góry.The subject of the invention is illustrated in the drawing in which Fig. 1 shows the hydrolyzer in cross section in side view, in Fig. 2 in top view.

Hydrolizer jest naczyniem zamkniętym, ciśnieniowym o kształcie cylindrycznym z uformowaną u dołu podstawą, posiadającym w części górnej dwie cylindryczne, współśrodkowo usytuowane, komory gazowe: , wewnętrzną 1 na tlen i zewnętrzną 2 na wodór, przedzielone szczelną elastyczną przeponą 3 i-uta/ierczoią u góry w pokrwvie 4 i sięgającą dolnej powierzchni poziomo usytuowanych elektrod: tlenowej 5 i wodorowej 6, z podłączonymi do nich izolowanymi elektrycznie przewodami 7 i 8. W pokrywie 4 znajdują się też zawory, tlenowy 9 - w środku i wodorowy 10 - na obrzeżu, do których przyłącza się butle ciśnieniowe na wymienione gazy za pomocą elastycznych przewodów - przedłużaczy, wyposażonych w razie potrzeby w odpowiednie kolektory. W dolnej części komór gazowych 1 i 2 znajdują się elektrody poziomo usytuowane i odizolowane elektrycznie od całości konstrukcji: w komorze tlenowej - kołowa 5, a w komorze wodorowej - pierścieniowa 6. Dolną część naczynia stanowi zbiornik elektrolitu 11 posiadający zawór 12 do wtłaczania wody destylowanej.The hydrolyzer is a closed, pressure, cylindrical vessel with a base formed at the bottom, having in the upper part two cylindrical, concentrically located gas chambers: an internal 1 for oxygen and an external 2 for hydrogen, separated by a tight flexible diaphragm 3 the top in the cover 4 and reaching the bottom surface of the horizontally located electrodes: oxygen 5 and hydrogen 6, with electrically insulated wires 7 and 8 connected to them. The cover 4 also has valves, oxygen 9 - in the middle and hydrogen 10 - on the rim, to to which pressure cylinders for the mentioned gases are connected by means of flexible hoses - extension cords, equipped, if necessary, with appropriate manifolds. In the lower part of the gas chambers 1 and 2 there are electrodes horizontally located and electrically isolated from the entire structure: in the oxygen chamber - circular 5, and in the hydrogen chamber - annular 6. The lower part of the vessel is an electrolyte reservoir 11 with a valve 12 for distilled water injection.

185 165185 165

Fig. 1Fig. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies

Cena 2,00 zł.Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

Pressure hydrolyser in the form of a closed pressure vessel, preferably of cylindrical shape, characterized in that in the upper part it has two, preferably cylindrical and concentrically located gas chambers: an inner (1) for oxygen and an outer (2) for hydrogen, separated by a tight flexible diaphragm (3) fixed at the top in the cover (4) and reaching below the lower surface of the oxygen (5) and hydrogen (6) electrodes equipped with insulated electric wires (7 and 8), which cover (4) has two valves for releasing oxygen - central (9) and hydrogen - on the rim (10), with the electrodes (5 and 6) at the bottom of the chambers (1 and 2), horizontally located and electrically insulated from the entire structure, and the tank in the bottom part electrolyte (11) equipped with a valve (12) for pumping distilled water.

2. The hydrolyzer according to claim 1 3. The method of claim 1, characterized in that the volumes of the gas chambers and the electrolyte reservoir are preferably selected in terms of the chemical aspect and the water capacity of the high pressure cylinder, amounting to 40 liters, and have the following relationship: a hydrogen to oxygen chamber as 2: 1 and an electrolyte reservoir of 10 liters, counting from the lower surface electrodes, while the capacity of the oxygen chamber "V" calculated from the lower surface of the electrodes depends on the assumed maximum pressure of the produced gases "p" according to the relation: V + 1 = 3465 / (p-194).

3. The hydrolyzer according to claim 1 A method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the volumes of the chambers (1, 2) and the electrolyte reservoir (12) are a whole multiple of the given volumes.