PL199530B1 - Separator tlenu z powietrza atmosferycznego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest separator tlenu z powietrza atmosferycznego, w którym komora (1) jest zamknięta przez jedną ścianę (2) wykonaną z segmentów namagnesowanego proszku ferromagnetycznego, a miedzy zewnętrzną, a wewnętrzną powierzchnią ściany jest wytworzony gradient temperatury. W drugim rozwiązaniu wewnątrz ścianki walcowej znajduje się walec, wokół którego usytuowana jest współosiowo struktura walcowa, złożona z segmentów proszku ferromagnetycznego z umieszczonymi w nich prętami. Segmenty te są położone między magnesami stałymi, zaś między ścianką walcową, a walcową strukturą segmentów znajduje się komora pierścieniowa, przy czym między zewnętrzną, a wewnętrzną powierzchnią struktury walcowej jest wytworzony gradient temperatury.

Description

Przedmiotem wynalazku jest separator tlenu z powietrza atmosferycznego.

Urządzenie to może służyć chorym o wzmożonym zapotrzebowaniu na tlen, pomaga zwiększyć wydajność pracy intelektualnej, chronić kierowców przed zaśnięciem, podwyższać sprawność silników spalinowych przy jednoczesnym obniżeniu wydzielania szkodliwych gazów.

Znane jest urządzenie do oddzielenia tlenu od powietrza, tzn. głównie od azotu. W urządzeniu tym następuje skroplenie powietrza, a następnie jego destylacja.

Zaletami separatora według wynalazku jest prosta budowa, gabaryty dostosowane do potrzeb oraz małe zużycie energii.

W separatorze tlenu wedł ug wynalazku prostopad ł o ś cienna komora jest zamknię ta przez co najmniej jedną ścianę, która jest wykonana z namagnesowanego proszku ferromagnetycznego, a mi ę dzy zewnę trzną a wewnę trzną stroną ś ciany jest wytworzona róż nica temperatur.

W separatorze tlenu według wynalazku wewnątrz ścianki walcowej znajduje się walec, wokół którego usytuowana jest współosiowo struktura walcowa złożona z segmentów proszku magnetycznego z umieszczonymi w nich prętami, a segmenty te są położone między magnesami stałymi, zaś między ścianką obudowy a strukturą walcową segmentów znajduje się komora pierścieniowa.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku w ujęciu schematycznym, na którym fig. 1 przedstawia pierwsze rozwiązanie w przekroju wzdłużnym, a fig. 2 ukazuje drugie rozwiązanie w przekroju poprzecznym.

Separator posiada ferromagnetyczne ściany 7, 7', 8 oraz kompozytową ścianę 2, tworzące komorę 1. Ta ściana 2 składa się z wielu prostopadłościennych segmentów 3, wykonanych z proszku ferromagnetycznego 3' i prostopadłościennych silnych magnesów 4, ustawionych tak, że biegun N jednego magnesu 4 jest położony naprzeciwko bieguna S drugiego magnesu 4. Tak usytuowane magnesy tworzą pole magnetyczne skierowane w jedną stronę przez wszystkie segmenty proszku 3' i zamyka się przez ściany 7, 7' oraz 8. Tak więc wszystkie ziarna proszku 3' w segmentach 3 są silnie namagnesowane. Ściana 2 jest otoczona prętami 5, 6, dobrze przewodzącymi ciepło. Pręty 5 mają wyższą temperaturę T2 niż temperatura T1 prętów 6. Tę różnicę temperatur uzyskuje się dzięki zetknięciu ścianek prętów 5 i 6 z modułem Peltiera.

Z prawa Curie wynika, ż e podgrzanie gazu paramagnetycznego powoduje zmniejszenie jego podatności magnetycznej i związanej z tym siły wyporu F. Dzięki istnieniu na granicy ziaren proszku ferromagnetycznego 3' dużego gradientu natężenia pola magnetycznego w całym obszarze proszku powstaje duża siła F wyporu gazu ciepłego poza pole, a na jego miejsce dopływa gaz chłodny. Z kolei ten gaz się podgrzewa i zjawisko zachowuje swoją ciągłość - przepływ gazu od obszaru chłodnego (temperatura T1) do obszaru gorącego (temperatura T2). W komorze 1 gromadzi się gaz o zawartości tlenu większej niż w powietrzu atmosferycznym. Celem zwiększenia skuteczności przepływu tlenu można między komorą 1, a otaczającym powietrzem wytworzyć dodatkowo niewielką różnicę ciśnień stałą lub zmienną.

W separatorze według drugiego rozwiązania wewnątrz walcowej obudowy 7 znajduje się walec 8. Wokół niego usytuowana jest walcowa struktura zawierająca segmenty 3 proszku ferromagnetycznego. Te segmenty są położone między magnesami stałymi 4. Między strukturą walcową a ścianką 7 znajduje się pierścieniowa komora 1. Wewnątrz segmentów 3 znajdują się pręty 5 i 6. Pręty 5 ogrzewają proszek ferromagnetyczny, zaś pręty 6 ochładzają ten proszek. Powstaje więc gradient temperatury. Między walcem 8 a strukturą segmentów 3 utworzona jest komora 9, przez którą przepływa powietrze atmosferyczne. Przez komorę 1 przepływa powietrze wzbogacone w tlen.

Działanie tego urządzenia jest identyczne z działaniem separatora według pierwszego rozwiązania.

Na skutek powstania gradientu temperatur między prętami 5 i 6 wytwarza się migracja tlenu od prętów zimniejszych 6 do cieplejszych 5. Magnesy 4 wytwarzają w całej objętości proszku gradient indukcji magnetycznej. Gradient ten powoduje wciąganie cząstek tlenu w obszar proszku, a gradient temperatury usuwa tlen do komory 1. Można także zwiększyć wydajność urządzenia przez zastosowanie dodatkowo różnicy ciśnień.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Separator tlenu z powietrza atmosferycznego, zawierający komorę ograniczoną ścianami, magnesy i moduł Peltiera, znamienny tym, że komora (1) jest zamknięta przez co najmniej jedną ścianę (2) wykonaną z segmentów (3) namagnesowanego proszku ferromagnetycznego (3'), a między zewnętrzną a wewnętrzną powierzchnią ściany (2) jest wytworzony gradient temperatury.

2. Separator tlenu z powietrza atmosferycznego, zawierający obudowę walcową, proszek ferromagnetyczny, magnesy i moduł Peltiera, znamienny tym, że wewnątrz ścianki walcowej (7) znajduje się walec (8), wokół którego usytuowana jest współosiowo struktura walcowa złożona z segmentów (3) proszku ferromagnetycznego z umieszczonymi w nich prętami (5) i (6), a segmenty te są położone między magnesami stałymi (4), zaś między ścianką walcową (7) a walcową strukturą segmentów (3) znajduje się komora pierścieniowa (1), przy czym między zewnętrzną a wewnętrzną powierzchnią struktury walcowej wytworzony jest gradient temperatury.