EA012943B1 - Hydrogen aggregate and the mode of operation thereof - Google Patents

Hydrogen aggregate and the mode of operation thereof Download PDF

Info

Publication number
EA012943B1
EA012943B1 EA200801821A EA200801821A EA012943B1 EA 012943 B1 EA012943 B1 EA 012943B1 EA 200801821 A EA200801821 A EA 200801821A EA 200801821 A EA200801821 A EA 200801821A EA 012943 B1 EA012943 B1 EA 012943B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
electrolyte
electrolyzer
combustion engine
electrolysis
internal combustion
Prior art date
Application number
EA200801821A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA200801821A1 (en
Inventor
Анатолий Владимирович Карасев
Original Assignee
Анатолий Владимирович Карасев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Владимирович Карасев filed Critical Анатолий Владимирович Карасев
Priority to EA200801821A priority Critical patent/EA012943B1/en
Priority to PCT/RU2008/000700 priority patent/WO2009154504A1/en
Publication of EA200801821A1 publication Critical patent/EA200801821A1/en
Publication of EA012943B1 publication Critical patent/EA012943B1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M25/00—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture
    • F02M25/10—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone
    • F02M25/12—Engine-pertinent apparatus for adding non-fuel substances or small quantities of secondary fuel to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture adding acetylene, non-waterborne hydrogen, non-airborne oxygen, or ozone the apparatus having means for generating such gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form
    • C25B11/034—Rotary electrodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/30—Cells comprising movable electrodes, e.g. rotary electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Abstract

In a hydrogen aggregate containing an electrolyzer, compressors, reserve containers, an internal combustion engine, a heat exchanger hydrogen and oxygen obtained by electrolysis in the electrolyzer is pumped out by the compressors to the reserve containers and then enter the support system of the internal combustion engine with the composite fuel allowing for the operation thereof. The compressors rotary drive is carried out by the internal combustion engine. The electrolyzer body, made from electric conductive material, is one of the electrodes of the short-circuited system, which second electrode is fastened to a shaft. The electrodes are short-circuited by the lower and the upper covers made from the electric conductive material. The perforated discs are also fastened to the shaft. The electrolyte in the electrolyzer is set in rotation by the rotating perforated discs which rotate with the shaft relative to the electrolyzer body. The shaft rotation is carried out by an inner half-coupling of a screened magnetic clutch, which torque is transmitted from an outer half-coupling through a non-magnetic screen. The drive of the outer half-coupling is carried out by the internal combustion engine. The hydrogen aggregate is equipped with a container for water and with a water flow control device including an areometer, a capacitive sensor, a sensor signal converter and the water flow control device. Heat energy is supplied from the cooling system of the internal combustion engine to a heat exchanger coil.

Description

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при производстве автомобилей, легких судов, мотоциклов, мотороллеров, мопедов, газонокосилок, автономных электростанций, а также в электрохимии для получения водорода и кислорода для технологических нужд в различных отраслях промышленности.

Предшествующий уровень техники

Известно устройство для преобразования энергии (\УО 99/18262, РСТ/К.И98/00190), в котором электролизер, заполненный электролитом, содержит электропроводящие вал, корпус и крышки корпуса, накоротко замыкающие вал с корпусом, и связан с приводом вращения. Устройство снабжено теплообменником. Используя эндотермическую реакцию расщепления молекул воды для предварительно разделенных гидратированных ионов электролита под действием центробежных сил, в устройстве получают водород и кислород. Тепло, необходимое для осуществления эндотермической реакции расщепления молекул воды, поступает через теплообменник от внешних источников тепла.

Основной недостаток известного устройства состоит во вращающемся электролизере, имеющим при относительно больших скоростях вращения (в ряде случаев до 40000 об./мин) и радиусах корпуса электролизера (до 30 см) значительную инерционную массу. Отмеченный недостаток приводит, с одной стороны, к большим гироскопическим моментам, с другой стороны, к утечкам электролита и воды при их подаче во вращающийся электролизер и отбора из него продуктов электролиза.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к настоящему изобретению является установка для разложения воды электролизом (\УО 2004/072328, РСТ/КИ2003/000413), представляющая собой водородный агрегат. Водородный агрегат содержит: электролизер для разложения воды электролизом с линиями подачи воды и электролита и отвода продуктов электролиза, внешний контур циркуляции раствора электролита, устройство регулирования расхода воды, привод вращения, теплообменник, расположенный во внешнем контуре циркуляции раствора электролита. При этом электролизер содержит корпус, датчик наличия электролита, вал, установленный с возможностью вращения в верхнем и нижнем подшипниковых узлах, короткозамкнутые электроды, один из которых расположен на валу, а другой образован внутренней поверхностью корпуса, выполненного из электропроводящего материала и снабженного нижней и верхней крышками, выполненными из электропроводящего материала. В водородном агрегате линия отвода продуктов электролиза закреплена в верхней крышке и снабжена устройством для откачивания продуктов электролиза. Работа водородного агрегата основана на обязательном вращении электролизера в целом.

Данное техническое решение принято за прототип устройства в настоящем изобретении.

Недостатками прототипа являются отсутствие хорошей герметизации объемов, содержащих жидкие и газообразные компоненты осуществляемых процессов, сложная конструкция отдельных узлов и отдельных деталей, обусловленные, прежде всего, вращающимся электролизером и необходимостью подачи к нему электролита и воды и отвода - продуктов электролиза. Недостатком прототипа является также сложная система автоматического регулирования подачи воды к электролизеру, основу которой составляет циклический процесс чередования циркуляции электролита во внешнем контуре или ее прекращение. Следует также отметить, что привод прототипа работает в режимах замедления вращения и последующего ускорения. Это обстоятельство создает сложности в установке прототипа на транспортные устройства (автомобили, водные суда и т.п.), так как их двигатели не могут работать в таком режиме.

Раскрытие изобретения

Задачами настоящего изобретения являются: упрощение конструкции в целом и отдельных узлов водородного агрегата, полная герметизация объемов, содержащих жидкие и газообразные компоненты осуществляемых процессов, упрощение системы автоматического регулирования подачи воды и работы устройства в целом.

Согласно настоящему изобретению эти задачи решаются за счет того, что в водородном агрегате, содержащим электролизер для разложения воды электролизом с линиями подачи воды и электролита и отвода продуктов электролиза, внешний контур циркуляции раствора электролита, устройство регулирования расхода воды, привод вращения и теплообменник, расположенный во внешнем контуре циркуляции раствора электролита, а электролизер при этом содержит корпус, вал, установленный с возможностью вращения в верхнем и нижнем подшипниковых узлах, короткозамкнутые электроды, один из которых расположен на валу, а другой образован внутренней поверхностью корпуса, выполненного из электропроводящего материала и снабженного нижней и верхней крышками, выполненными из электропроводящего материала, причем линия отвода продуктов электролиза закреплена в верхней крышке и снабжена устройством для откачивания продуктов электролиза, новым является то, что водородный агрегат содержит экранированную магнитную муфту, состоящую из внутренней и наружной полумуфт, разделенных немагнитным экраном, соединенным с одной из крышек электролизера так, что внутренние области немагнитного экрана и электролизера образуют совместно герметизированное пространство, причем корпус электролизера, его верхняя и нижняя крышки и немагнитный экран экранированной магнитной муфты неподвижны, а на валу закреплены перфорированные диски, содержит также двигатель внутреннего сгорания с системой охлаждения и системой обеспечения топливной смесью, новым является и

- 1 012943 то, что линия отвода продуктов электролиза соединена с системой обеспечения топливной смесью двигателя внутреннего сгорания и в эту линию отвода продуктов электролиза для каждого продукта электролиза включены устройства для откачивания продуктов электролиза, например компрессоры и соединенные с каждым из них резервные емкости с соответствующими клапанами, и, кроме того, устройство регулирования расхода воды размещено в системе внешнего контура циркуляции электролита, представляет собой прибор для измерения плотности раствора, например ареометр, с датчиком определения его положения, например емкостным, и соединенным с ним регулятором расхода воды, а теплообменник соединен с системой охлаждения двигателя внутреннего сгорания, при этом привод вращения соединяет наружную полумуфту и устройства для откачивания продуктов электролиза с двигателем внутреннего сгорания.

В настоящем изобретении для разделения продуктов электролиза на поверхности верхней крышки электролизера, обращенной к герметизированному пространству, размещен сепаратор.

Заявителем не выявлены технические решения, идентичные настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствию критерию «новизна».

Благодаря реализации отличительных признаков настоящего изобретения в совокупности с признаками, приведенными в ограничительной части формулы изобретения, достигаются новые свойства заявленного объекта. Упрощается конструкция водородного агрегата в целом, а также отдельных узлов и деталей. Все пространства, заполненные электролитом, водой или продуктами электролиза, герметизированы вследствие использования экранированной магнитной муфты, что предотвращает утечки жидких и газообразных компонентов соответствующих процессов, улучшая безопасность работы водородного агрегата и экологию. Использование экранированной магнитной муфты стало возможным только при неподвижном корпусе электролизера и привело к появлению качественно новых возможностей: измерению расхода воды по плотности электролита. В процессе работы водородного агрегата количество воды в электролите уменьшается и повышается его плотность и, так как в герметичных объемах нет утечек компонентов, то измерением плотности электролита (например, ареометром) определяется количество электролита в системе или, в конечном итоге, расход воды. В результате упрощается система автоматического регулирования подачи воды с использованием в ней в качестве датчика прибора для измерения плотности электролита. К сказанному следует добавить, что при такой системе автоматического регулирования подачи воды не требуется пульсирующего режима вращения электролизера и его привод вращения можно осуществить от основного двигателя транспортного средства.

Следует отметить, что эффективная и надежная работа электролизера зависит от ряда конструктивных параметров, в частности от геометрических размеров перфорированных дисков, расстояний между ними и диаметра отверстий в перфорированных дисках в зависимости от вязкости электролита. Определение указанных параметров не входит в предмет настоящего изобретения и объем испрашиваемой правовой охраны и поэтому по данному вопросу ограничимся только одним замечанием, что расстояние между перфорированными дисками не должно превышать удвоенной толщины ламинарного слоя электролита.

Указанные обстоятельства обусловливают, по мнению заявителя, соответствие настоящего изобретения критерию «изобретательский уровень».

Устройства по настоящему изобретению объединены способом реализации работы водородного агрегата.

Предшествующий уровень техники

Известен способ реализации работы водородного агрегата (\УО 2004/072328, РСТ/К.И2003/000413), при котором используют электролизер с электролитом для разложения воды электролизом, привод вращения, короткозамкнутый электрический контур, включающий вал, корпус и крышки электролизера, линии подачи воды, электролита и отвода продуктов электролиза, внешний контур циркуляции раствора электролита, устройство регулирования расхода воды, теплообменник и устройства для откачивания продуктов электролиза, вращают вал электролизера и вместе с ним электролит, разгоняя их до скорости начала процесса электролиза, создавая высокое давление электролита на периферии корпуса электролизера и обеспечивая циркуляцию электролита во внешнем контуре, в том числе через теплообменник, центробежными силами разделяют легкие и тяжелые ионы электролита в гидратных оболочках, направляя тяжелые ионы к периферии корпуса, а легкие к валу электролизера, создавая между ними разность электрических потенциалов и обеспечивая протекание электрического тока в короткозамкнутой цепи, разрушают гидратные оболочки ионов, получают разложение воды на водород и кислород с понижением температуры электролита, нагревают электролит во время его циркуляции в теплообменнике, откачивают водород и кислород устройством для откачивания продуктов электролиза, измеряют датчиком параметры расхода воды путем определения наличия или отсутствия циркуляции электролита во внешнем контуре, подают сигнал на устройство регулирования расхода воды и добавляют воду в электролит.

Данный способ принят за прототип настоящего изобретения.

Недостатком прототипа является способ измерения датчиком расхода воды путем определения наличия или отсутствия циркуляции электролита во внешнем контуре. В результате происходит циклический процесс регулирования расхода воды и связанный с ним циклический режим работы привода электролизера с периодическими замедлениями и ускорениями его вращения.

- 2 012943

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является упрощение работы автоматического устройства подачи воды и обеспечение равномерного вращения электролизера.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в способе реализации работы водородного агрегата, при котором используют электролизер с электролитом для разложения воды электролизом, привод вращения, короткозамкнутый электрический контур, включающий вал, корпус и крышки электролизера, линии подачи воды, электролита и отвода продуктов электролиза, внешний контур циркуляции раствора электролита, устройство регулирования расхода воды, теплообменник и устройства для откачивания продуктов электролиза, вращают вал электролизера и вместе с ним электролит, разгоняя их до скорости начала процесса электролиза, создавая высокое давление электролита на периферии корпуса электролизера и обеспечивая циркуляцию электролита во внешнем контуре, в том числе через теплообменник, центробежными силами разделяют легкие и тяжелые ионы электролита в гидратных оболочках, направляя тяжелые ионы к периферии корпуса, а легкие к валу электролизера, создавая между ними разность электрических потенциалов и обеспечивая протекание электрического тока в короткозамкнутой цепи, разрушают гидратные оболочки ионов, получают разложение воды на водород и кислород с понижением температуры электролита, нагревают электролит во время его циркуляции в теплообменнике, откачивают водород и кислород устройством для откачивания продуктов электролиза, измеряют датчиком параметры расхода воды, подают сигнал на устройство регулирования расхода воды и добавляют воду в электролит, новым является то, что используют двигатель внутреннего сгорания с системой охлаждения и системой обеспечения топливной смесью, экранированную магнитную муфту с наружной и внутренней полумуфтами, ареометр с датчиком определения его положения, резервные емкости с клапанами, нагнетают водород и кислород в систему обеспечения топливной смесью двигателя внутреннего сгорания через резервные емкости, воспламеняют топливную смесь и энергией расширяющихся газов обеспечивают вращение вала двигателя внутреннего сгорания, и от него через привод обеспечивают вращение наружной и внутренней полумуфт и устройства для откачивания продуктов электролиза, нагретую при охлаждении двигателя внутреннего сгорания жидкость подают из системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания в теплообменник, измеряют ареометром плотность электролита во внешнем контуре циркуляции, подают сигнал через датчик положения ареометра на устройство регулирования расхода воды.

Заявителем не выявлены решения, идентичные настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».

Благодаря осуществлению отличительных признаков настоящего изобретения в совокупности с признаками, приведенными в ограничительной части формулы изобретения, достигаются новые важные свойства заявленного объекта: упрощается система автоматического регулирования подачи воды и обеспечивается равномерное вращение электролизера.

Указанные обстоятельства обусловливают, по мнению заявителя, соответствие настоящего изобретения критерию «изобретательский уровень».

Для обеспечения способа реализации работы водородного агрегата используются все устройства, заявленные и изложенные в формуле настоящего изобретения, что, по мнению заявителя, обусловливает соответствие настоящего изобретения «требованию единства изобретения», так как заявленные устройства настолько связаны между собой, что они образуют единый изобретательский замысел.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена принципиальная конструкция водородного агрегата.

Вариант осуществления изобретения

Возможны варианты исполнения заявленного устройства с нижним расположением экранированной магнитной муфты и с верхним расположением экранированной магнитной муфты. Ниже приводится вариант устройства с верхним расположением экранированной магнитной муфты как наилучший для работы подшипникового узла, расположенного на внутренней торцевой поверхности экрана.

Водородный агрегат состоит из электролизера 1; линий подачи воды 2, подачи электролита 3, отвода продуктов электролиза - водорода 4 и кислорода 5; внешнего контура циркуляции раствора электролита 6; теплообменника 7 со змеевиком 8; экранированной магнитной муфты, состоящей из внутренней полумуфты 9, наружной полумуфты 10 и немагнитного экрана 11; двигателя внутреннего сгорания 12; компрессора 13 для отвода водорода и компрессора 14 для отвода кислорода; резервной емкости 15 для водорода и резервной емкости 16 для кислорода; линий подвода водорода 17 и кислорода 18 к системе обеспечения топливной смесью двигателя внутреннего сгорания 12; линий 19 подвода тепла от системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания 12 к змеевику 8 теплообменника 7; устройства регулирования расхода воды, включающего ареометр 20, емкостный датчик 21, преобразователь 22 сигнала датчика 21 и регулятор расхода воды 23. Для обеспечения устройства водой оно снабжено резервуаром 35.

Электролизер 1 содержит цилиндрический корпус 24, выполненный из электропроводящего материала, с верхней 25 и нижней 26 крышками, выполненными из электропроводящего материала, вал 27, установленный вертикально в нижнем 28 и верхнем 29 подшипниковых узлах. Нижний подшипниковый

- 3 012943 узел 28 закреплен на нижней крышке 26, а верхний подшипниковый узел 29 закреплен на внутренней торцевой поверхности немагнитного экрана 11. Наружная полумуфта 10 через подшипниковый узел 30 установлена с возможностью вращения на вспомогательном неподвижном валу 31. На валу 27 закреплены электрод 32, перфорированные диски 33 и внутренняя полумуфта 9 экранированной магнитной муфты. На внутренней поверхности верхней крышки 25 установлен сепаратор 34 для разделения продуктов электролиза.

Работа водородного агрегата начинается с пуска двигателя внутреннего сгорания 12 (ДВС) стартером (на чертеже не показан). Если пуск не является первичным для ДВС, то в резервных емкостях 15 и 16 находятся водород и кислород от предыдущей работы водородного агрегата и ДВС, используя их в качестве топлива, запускается и переходит в длительный режим работы. Если осуществляется первичный пуск ДВС или в резервных емкостях нет водорода и кислорода, то необходим более продолжительный режим пуска до момента, когда в резервных емкостях появятся продукты электролиза: водород и кислород.

Далее будет описан процесс получения водорода и кислорода. После пуска ДВС через привод (на чертеже не показан) вращение передается наружной полумуфте 10 и через немагнитный экран 11 внутренней полумуфте 9 вследствие взаимодействия постоянных магнитов 36 полумуфт. Вместе с внутренней полумуфтой 9 вращается вал 27 с закрепленными на нем электродами 32 и перфорированными дисками 33. Перфорированные диски 33 приводят во вращение электролит и разгоняют его до критической скорости начала процесса электролиза. В процессе разгона электролита вследствие действия центробежных сил повышается давление у внутренней стенки корпуса 24 электролизера 1 и начинается циркуляция раствора электролита во внешнем контуре циркуляции 6. В электролизере 1 происходит процесс электролиза с разложением воды на водород и кислород, причем водород концентрируется у электрода 32, закрепленного на валу 27, всплывает в области отделенной сепаратором 34 и откачивается компрессором 13 в резервную емкость 15. Кислород всплывает у периферии корпуса 24 электролизера 1 и откачивается компрессором 14 в резервную емкость 16. По линиям 17 и 18 водород и кислород поступают в систему обеспечения топливом ДВС и устанавливается длительный режим работы водородного агрегата.

В результате протекания в электролизере процесса электролиза и откачивания продуктов этого процесса (водорода и кислорода, т.е. воды) объем электролита в системе уменьшается с повышением его плотности. Для обеспечения непрерывного процесса электролиза необходимо постоянно разбавлять электролит водой до начальной концентрации. Сам процесс электролиза эндотермический и протекает с поглощением теплоты и, чтобы процесс не «замерз», электролит необходимо подогревать. В настоящем изобретении добавление воды и сообщение дополнительной теплоты электролиту осуществляется автоматически и будет рассмотрено после более подробного описания физико-химических процессов, протекающих в электролизере.

Процессы, протекающие в электролизере при электролизе, изучены и экспериментально подтверждены. Известно, что электролит при растворении диссоциирует на ионы, с образованием вокруг них гидратных оболочек различной прочности. Энергия взаимодействия гидратированных ионов резко уменьшается и в центробежном силовом поле вращающегося электролита происходит сепарация анионов и катионов, имеющих существенно различающиеся массы. Для различных электролитов критическая частота вращения, при которой происходит сепарация гидратированных анионов и катионов, находится в широком диапазоне (от 1500 до 40000 об./мин). Тяжелые электрически заряженные ионы, например, анионы, под действием центробежных сил будут отброшены к электропроводной внутренней стенке корпуса 24 и создадут пространственный электрический потенциал (при прижатых к периферии анионах получаем на стенках электрический потенциал, соответствующий аноду). Гидратные оболочки тяжелых ионов (анионов) наиболее слабые и в сильном центробежном силовом поле вращающегося электролита разрушаются. Легкие ионы (катионы) окружены более прочными оболочками, не могут отдать тяжелым ионам свои молекулы гидратной воды и концентрируются над тяжелыми ионами в области оси вращения (катода), формируя электрический потенциал противоположного знака. При этом свободные электроны в аноде под действием объемного заряда анионов переместятся на катод. При достижении критической частоты вращения электролита и критической величины разности электрических потенциалов на электродах электроны выйдут из катода и ионизируют молекулы гидратных оболочек, которые передадут заряды катионам. Начнется разряд ионов с образованием на катоде свободного водорода, а на аноде кислорода и осадков в виде анодного газа. Этот процесс протекает с поглощением теплоты, восполняемой через теплообменник. Для полноты картины процессов, протекающих в растворе электролита, приведем реакции, происходящие в электролизере, например, для бромноватой кислоты в растворе

НВгО3>Н++ВгО3на катоде

и свободный водород откачивается компрессором 13;

на аноде

2ВгО3 —2е- > 0,5<Х + Вг2О5,

- 4 012943 и свободный кислород откачивается компрессором 14; в прианодном пространстве реакция осадка с гидратной водой

2ВгО5 + Н2О > 2НВгО3 и далее снова

НВгО.. > Н + ВгО3.

После рассмотрения процессов, протекающих в электролизере, вернемся к конструкции водородного генератора и рассмотрим механизм реализации автоматического регулирования расхода воды. Как отмечалось выше в герметичном объеме по плотности электролита можно определить его количество. В заявленном изобретении плотность электролита измеряется ареометром 20 и через преобразователь 22 сигнал об изменении плотности электролита (количества в электролите воды) подается на регулятор расхода воды, обеспечивая в автоматическом режиме ее подачу из резервуара 35 во внешний контур циркуляции раствора электролита. Необходимая тепловая энергия к теплообменнику поступает из системы охлаждения ДВС по линиям 19. Такая система не только обеспечивает незатухающий процесс в электролизере, снабжая его дешевой тепловой энергией, но и повышает коэффициент полезного действия ДВС, всего устройства в целом и улучшая условия охлаждения ДВС, что особенно необходимо в теплое время года.

Промышленная применимость

Водородный агрегат по настоящему изобретению прост в реализации и в обслуживании. Благодаря полной герметизации объемов, содержащих электролит, воду и/или продукты электролиза, агрегат экологичен и безопасен при эксплуатации. Он может быть использован при производстве автомобилей, легких судов, мотоциклов, мотороллеров, мопедов, газонокосилок, автономных электростанций, а также в электрохимии для получения водорода и кислорода для технологических нужд в различных отраслях промышленности. Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии настоящего изобретения критерию «промышленно применимо».

The invention relates to the field of power engineering and can be used in the manufacture of automobiles, light vessels, motorcycles, scooters, mopeds, lawn mowers, autonomous power plants, as well as in electrochemistry to produce hydrogen and oxygen for technological needs in various industries.

Prior art

A device for energy conversion (WR 99/18262, PCT / K.I98 / 00190) is known, in which an electrolyzer filled with electrolyte contains an electrically conductive shaft, a housing and a housing cover that short-circuits the shaft with a housing and is connected to a rotational drive. The device is equipped with a heat exchanger. Using the endothermic reaction of splitting water molecules for previously separated hydrated electrolyte ions under the action of centrifugal forces, hydrogen and oxygen are produced in the device. The heat required for the endothermic reaction of the splitting of water molecules is supplied through a heat exchanger from external heat sources.

The main disadvantage of the known device consists in a rotating electrolyzer, which has relatively large rotational speeds (in some cases up to 40,000 rpm) and radii of the electrolyzer case (up to 30 cm) and a significant inertial mass. This deficiency leads, on the one hand, to large gyroscopic moments, on the other hand, to leakage of electrolyte and water when they are fed into a rotating electrolyzer and the selection of electrolysis products from it.

The closest in technical essence and the achieved result to the present invention is an installation for the decomposition of water by electrolysis (\ PP 2004/072328, РСТ / КИ2003 / 000413), which is a hydrogen unit. The hydrogen unit contains: an electrolyzer for the decomposition of water by electrolysis with the lines of water supply and electrolyte and removal of electrolysis products, an external circuit for circulating an electrolyte solution, a device for controlling water flow, a rotating drive, a heat exchanger located in the external circuit for circulating an electrolyte solution. The electrolyzer contains a housing, an electrolyte presence sensor, a shaft mounted rotatably in the upper and lower bearing assemblies, short-circuited electrodes, one of which is located on the shaft, and the other is formed by the inner surface of the housing made of electrically conductive material and provided with lower and upper covers made of electrically conductive material. In the hydrogen unit, the line of withdrawal of electrolysis products is fixed in the top cover and equipped with a device for pumping out electrolysis products. The work of the hydrogen unit is based on the mandatory rotation of the electrolyzer as a whole.

This technical solution adopted for the prototype device in the present invention.

The disadvantages of the prototype are the lack of good sealing of volumes containing liquid and gaseous components of the processes carried out, the complex design of individual components and individual parts, primarily due to the rotating electrolyzer and the need to supply it with electrolyte and water and drain - electrolysis products. The disadvantage of the prototype is also a complex system of automatic control of the supply of water to the electrolyzer, which is based on the cyclical process of alternating the circulation of electrolyte in the external circuit or its termination. It should also be noted that the prototype drive works in the modes of deceleration and subsequent acceleration. This circumstance makes it difficult to install a prototype on transport devices (cars, water craft, etc.), since their engines cannot operate in this mode.

DISCLOSURE OF INVENTION

The objectives of the present invention are: to simplify the design as a whole and the individual units of the hydrogen unit, to completely seal the volumes containing the liquid and gaseous components of the processes carried out, to simplify the system of automatic control of water supply and operation of the device as a whole.

According to the present invention, these tasks are solved due to the fact that in a hydrogen unit containing an electrolyzer for water decomposition by electrolysis with supply lines of water and electrolyte and removal of electrolysis products, an external circulation loop of the electrolyte solution, a device for controlling water flow, a rotation drive and a heat exchanger located the external circulation circuit of the electrolyte solution, and the electrolyzer thus includes a housing, a shaft mounted rotatably in the upper and lower bearing assemblies, short-coats whip electrodes, one of which is located on the shaft, and the other is formed by the inner surface of the housing made of electrically conductive material and provided with lower and upper covers made of electrically conductive material, with the electrolysis product outlet line fixed in the upper cover and provided with a device for pumping out electrolysis products, New is that the hydrogen unit contains a shielded magnetic coupling consisting of inner and outer coupling halves, separated by a non-magnetic screen, connecting from the cover of the electrolyzer so that the internal areas of the non-magnetic screen and the electrolyzer form a jointly sealed space, with the cell body, its upper and lower covers and the non-magnetic screen of the shielded magnetic coupling fixed and perforated discs fixed on the shaft cooling system and fuel mix supply system, is new and

- 1 012943 that the electrolysis product outlet line is connected to the system for supplying the fuel mixture of the internal combustion engine and devices for pumping electrolysis products, such as compressors and reserve tanks connected to each of them, are connected to this electrolysis product outlet line , and, in addition, the device for regulating the flow of water is placed in the system of the external electrolyte circuit, is a device for measuring the density of the solution , for example, a hydrometer, with a sensor for determining its position, for example, a capacitive one, and a water flow regulator connected to it, and the heat exchanger is connected to the cooling system of the internal combustion engine, while the rotational drive connects the outer coupling half and devices for pumping electrolysis products to the internal combustion engine.

In the present invention for separating the products of electrolysis on the surface of the top cover of the electrolyzer, facing the sealed space, a separator is placed.

The applicant has not identified technical solutions identical to the present invention, which allows to make a conclusion about its compliance with the criterion of "novelty."

Thanks to the implementation of the distinctive features of the present invention in conjunction with the features shown in the restrictive part of the claims, achieved new properties of the claimed object. Simplifies the design of the hydrogen unit as a whole, as well as individual components and parts. All spaces filled with electrolyte, water, or electrolysis products are sealed due to the use of a shielded magnetic coupling, which prevents leakage of liquid and gaseous components of the relevant processes, improving the safety of the hydrogen unit and the environment. The use of a shielded magnetic coupling became possible only when the electrolysis cell was stationary and led to the appearance of qualitatively new possibilities: the measurement of water consumption by the density of the electrolyte. During the operation of a hydrogen unit, the amount of water in the electrolyte decreases and its density increases and, since there are no component leaks in hermetic volumes, the electrolyte density in the system or, ultimately, the water flow is determined by measuring the density of the electrolyte (for example, a hydrometer). As a result, the system of automatic control of water supply is simplified using an instrument for measuring the density of electrolyte as a sensor. To this, it should be added that with such a system of automatic control of water supply, the pulsating mode of rotation of the electrolyzer is not required and its rotational drive can be realized from the main engine of the vehicle.

It should be noted that the effective and reliable operation of the electrolyzer depends on a number of design parameters, in particular, on the geometrical dimensions of the perforated disks, the distances between them and the diameter of the holes in the perforated disks, depending on the electrolyte viscosity. The definition of these parameters is not included in the subject matter of the present invention and the scope of the requested legal protection, and therefore on this issue we confine ourselves to only one observation that the distance between the perforated discs should not exceed twice the thickness of the laminar electrolyte layer.

These circumstances determine, according to the applicant, the compliance of the present invention with the criterion of "inventive step".

The devices of the present invention are integrated by the method of implementing the operation of the hydrogen unit.

Prior art

A known method of implementing the work of the hydrogen unit (\ UO 2004/072328, PCT / K.I2003 / 000413), in which an electrolytic cell with electrolyte is used to decompose water by electrolysis, a rotational drive, a short-circuited electric circuit including a shaft, an electrolyzer cell and caps, supply lines water, electrolyte and removal of electrolysis products, external circuit of electrolyte solution circulation, water flow control device, heat exchanger and devices for pumping out electrolysis products, rotate the shaft of the electrolyzer and with it electrolyte, accelerating them to the onset of the electrolysis process, creating a high electrolyte pressure at the periphery of the electrolyzer housing and circulating the electrolyte in the external circuit, including through a heat exchanger, centrifugal forces separate light and heavy electrolyte ions in hydration shells, directing heavy ions to the periphery of the housing, and light to the shaft of the electrolyzer, creating between them the difference of electric potentials and ensuring the flow of electric current in a short-circuited circuit, destroy the hydrated shells of the ion c, water is decomposed into hydrogen and oxygen as the electrolyte temperature decreases, the electrolyte is heated during its circulation in the heat exchanger, hydrogen and oxygen are pumped out by a device for pumping out electrolysis products, water consumption parameters are measured by the sensor by determining the presence or absence of electrolyte circulation in the external circuit, signal to the water flow control device and add water to the electrolyte.

This method is taken as a prototype of the present invention.

The disadvantage of the prototype is a method of measuring the sensor water flow by determining the presence or absence of circulation of electrolyte in the external circuit. The result is a cyclical process of regulating the flow of water and the associated cyclic mode of operation of the drive of the electrolyzer with periodic decelerations and accelerations of its rotation.

- 2 012943

DISCLOSURE OF INVENTION

The present invention is to simplify the operation of the automatic water supply device and ensure uniform rotation of the electrolyzer.

According to the invention, this problem is solved due to the fact that in the method of implementing the operation of the hydrogen unit, which uses an electrolytic cell with electrolyte for the decomposition of water by electrolysis, a rotational drive, a short-circuited electric circuit including a shaft, a housing and a cell cover, a water supply line, electrolyte and drainage electrolysis products, external circuit of electrolyte solution circulation, water flow control device, heat exchanger and devices for pumping out electrolysis products, rotate shaft electrolyzer and together with it, the electrolyte, accelerating them to the speed of the beginning of the electrolysis process, creating a high electrolyte pressure on the periphery of the electrolyzer housing and circulating the electrolyte in the external circuit, including through a heat exchanger, separate the light and heavy electrolyte ions in the hydrate shells by centrifugal forces, directing heavy ions to the periphery of the body, and light to the shaft of the electrolyzer, creating between them the difference in electric potentials and ensuring the flow of electric current in a short-circuited circuit, disrupting Hydrate shells of ions are produced, water is decomposed into hydrogen and oxygen with decreasing electrolyte temperature, the electrolyte is heated during its circulation in the heat exchanger, hydrogen and oxygen are pumped out by a device for pumping electrolysis products, water flow parameters are measured by a sensor, water is added to the electrolyte, a new one is that they use an internal combustion engine with a cooling system and a fuel mixture supply system, a screened magnet A coupling with external and internal coupling halves, a hydrometer with a sensor for determining its position, reserve tanks with valves, inject hydrogen and oxygen into the fuel supply system of the internal-combustion engine through reserve tanks, ignite the fuel mixture and with the energy of expanding gases ensure the rotation of the internal-combustion engine shaft, and from it through the drive provide rotation of the outer and inner coupling halves and devices for pumping electrolysis products, heated by cooling the engine inside it is fed from the combustion of a liquid system of internal combustion engine cooling heat exchanger, hydrometer measured density of the electrolyte in an external circulation loop, fed via the position sensor signal hydrometer for water flow control device.

The applicant has not identified solutions that are identical to the present invention, which allows to make a conclusion about its compliance with the criterion "novelty".

Thanks to the implementation of the distinctive features of the present invention in conjunction with the features shown in the restrictive part of the claims, new important properties of the claimed object are achieved: the system of automatic control of water supply is simplified and uniform rotation of the cell is ensured.

These circumstances determine, according to the applicant, the compliance of the present invention with the criterion of "inventive step".

To provide a way to implement the operation of the hydrogen unit, all the devices claimed and stated in the claims of the present invention are used, which, according to the applicant, determines the compliance of the present invention with the “requirement of unity of the invention”, since the claimed devices are so interconnected that they form a single inventive concept .

Brief Description of the Drawings

The invention is illustrated in the drawing, which shows the basic design of the hydrogen unit.

An embodiment of the invention

Possible versions of the claimed device with the lower location of the shielded magnetic coupling and the upper location of the shielded magnetic coupling. Below is a variant of the device with the upper location of the shielded magnetic coupling as the best for the operation of the bearing unit located on the inner end surface of the screen.

The hydrogen unit consists of an electrolyzer 1; lines of water supply 2, supply of electrolyte 3, removal of electrolysis products - hydrogen 4 and oxygen 5; external circuit of the electrolyte solution 6; heat exchanger 7 with coil 8; a shielded magnetic coupling consisting of an internal half-coupling 9, an external half-coupling 10 and a non-magnetic screen 11; internal combustion engine 12; compressor 13 for removal of hydrogen and compressor 14 for removal of oxygen; reserve capacity 15 for hydrogen and reserve capacity 16 for oxygen; lines for supplying hydrogen 17 and oxygen 18 to the fuel mixture supply system of an internal combustion engine 12; lines 19 for supplying heat from the cooling system of the internal combustion engine 12 to the coil 8 of the heat exchanger 7; a device for controlling the flow of water, including a hydrometer 20, a capacitive sensor 21, a transducer 22 of the sensor signal 21, and a water flow regulator 23. To provide the device with water, it is provided with a reservoir 35.

The electrolyzer 1 contains a cylindrical housing 24 made of electrically conductive material, with the upper 25 and lower 26 covers made of electrically conductive material, the shaft 27 mounted vertically in the lower 28 and upper 29 bearing assemblies. Lower bearing

- 3 012943 node 28 is fixed on the bottom cover 26, and the upper bearing node 29 is fixed on the inner end surface of the non-magnetic screen 11. The outer coupling half 10 through the bearing node 30 is mounted rotatably on the auxiliary stationary shaft 31. On the shaft 27 fixed electrode 32, perforated the disks 33 and the inner coupling half 9 of the shielded magnetic coupling. On the inner surface of the upper cover 25 is installed a separator 34 for the separation of electrolysis products.

The work of the hydrogen unit begins with the start of the internal combustion engine 12 (ICE) starter (not shown). If the start is not primary for the internal combustion engine, then hydrogen and oxygen from the previous operation of the hydrogen unit and the internal combustion engine are in reserve tanks 15 and 16, starting up and switching to long-term operation. If the initial start of the internal combustion engine is carried out or there is no hydrogen and oxygen in the reserve tanks, then a longer start-up mode is necessary until the moment when electrolysis products appear in the reserve tanks: hydrogen and oxygen.

Next, the process of producing hydrogen and oxygen will be described. After starting the internal combustion engine through the drive (not shown), the rotation is transmitted to the outer coupling half 10 and through the non-magnetic screen 11 to the internal coupling half 9 due to the interaction of the permanent magnets 36 coupling half. Together with the inner coupling half 9, the shaft 27 rotates with electrodes 32 and perforated disks 33 fixed on it. Perforated disks 33 cause the electrolyte to rotate and accelerate it to the critical speed of the start of the electrolysis process. In the process of electrolyte acceleration due to the action of centrifugal forces increases the pressure at the inner wall of the housing 24 of the electrolyzer 1 and the electrolyte solution begins to circulate in the external circulation loop 6. In the electrolyzer 1, electrolysis occurs with water decomposed into hydrogen and oxygen, and hydrogen is concentrated at the electrode 32 fixed on the shaft 27, it floats in the area separated by the separator 34 and is pumped out by the compressor 13 to the reserve tank 15. The oxygen pops up at the periphery of the housing 24 of the electrolyzer 1 and pumps it out by compressor 14 into reserve capacity 16. Through lines 17 and 18, hydrogen and oxygen enter the system for providing fuel to the internal combustion engine and a continuous operation mode of the hydrogen unit is established.

As a result of the process of electrolysis in the electrolysis cell and pumping out the products of this process (hydrogen and oxygen, i.e. water), the volume of electrolyte in the system decreases with an increase in its density. To ensure a continuous electrolysis process, it is necessary to constantly dilute the electrolyte with water to the initial concentration. The process of electrolysis is endothermic and proceeds with the absorption of heat and, so that the process does not “freeze”, the electrolyte must be heated. In the present invention, the addition of water and the message of additional heat to the electrolyte is carried out automatically and will be considered after a more detailed description of the physicochemical processes occurring in the electrolyzer.

The processes occurring in the electrolyzer during electrolysis, studied and experimentally confirmed. It is known that the electrolyte dissolves into ions upon dissolution, with the formation of hydrated shells of varying strength around them. The interaction energy of hydrated ions sharply decreases, and in the centrifugal force field of a rotating electrolyte, the anions and cations with significantly different masses are separated. For various electrolytes, the critical frequency of rotation at which the hydrated anions and cations are separated is in a wide range (from 1,500 to 40,000 rpm). Heavy electrically charged ions, for example, anions, under the action of centrifugal forces will be thrown to the conductive inner wall of the housing 24 and will create a spatial electrical potential (with the anions pressed to the periphery, we obtain an electric potential corresponding to the anode on the walls). The hydration shells of heavy ions (anions) are the weakest and are destroyed in the strong centrifugal force field of a rotating electrolyte. Light ions (cations) are surrounded by more durable shells; they cannot give their hydrated water molecules to heavy ions and concentrate over heavy ions in the region of the axis of rotation (cathode), forming the electric potential of the opposite sign. In this case, the free electrons in the anode under the action of the space charge of the anions will move to the cathode. When the critical frequency of rotation of the electrolyte and the critical value of the difference in electric potentials at the electrodes are reached, electrons will come out of the cathode and ionize the molecules of the hydrated shells, which will transfer the charges to the cations. The discharge of ions begins with the formation of free hydrogen on the cathode, and oxygen and precipitation in the form of an anode gas at the anode. This process proceeds with the absorption of heat replenished through the heat exchanger. For a complete picture of the processes occurring in the electrolyte solution, we give the reactions occurring in the cell, for example, for bromic acid in the solution

Nvgo 3 > H ++ WGO 3 at the cathode

and the free hydrogen is pumped out by the compressor 13;

at the anode

2ВгО 3 —2-> 0.5 <X + Br 2 ABOUT five ,

- 4 012943 and free oxygen is pumped out by the compressor 14; sediment reaction with hydration water in the anode space

2ВгО five + N 2 О> 2НВгО 3 and then again

Nvgo ..> n + vgO 3 .

After considering the processes occurring in the electrolyzer, let us return to the design of the hydrogen generator and consider the mechanism for implementing automatic control of water flow. As noted above, in the hermetic volume, its quantity can be determined from the density of the electrolyte. In the claimed invention, the electrolyte density is measured by a hydrometer 20 and through the converter 22 a signal about a change in the electrolyte density (the amount of water in the electrolyte) is fed to the water flow regulator, providing it automatically from the reservoir 35 to the external circulation circuit of the electrolyte solution. The required heat energy to the heat exchanger comes from the ICE cooling system through lines 19. Such a system not only provides a continuous process in the electrolyzer, supplying it with cheap thermal energy, but also increases the efficiency of the ICE, the device as a whole and improving the cooling conditions of the ICE, which especially necessary in the warm season.

Industrial Applicability

The hydrogen unit of the present invention is simple to implement and maintain. Due to the complete sealing of volumes containing electrolyte, water and / or electrolysis products, the unit is environmentally friendly and safe in operation. It can be used in the manufacture of automobiles, light vessels, motorcycles, scooters, mopeds, lawn mowers, autonomous power plants, as well as in electrochemistry for the production of hydrogen and oxygen for technological needs in various industries. The above allows to make a conclusion about the compliance of the present invention, the criterion of "industrially applicable".

Claims (3)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Водородный агрегат, содержащий электролизер для разложения воды электролизом с линиями подачи воды и электролита и отвода продуктов электролиза, внешний контур циркуляции раствора электролита, устройство регулирования расхода воды, привод вращения, теплообменник, расположенный во внешнем контуре циркуляции раствора электролита, при этом электролизер содержит корпус, вал, установленный с возможностью вращения в верхнем и нижнем подшипниковых узлах, короткозамкнутые электроды, один из которых расположен на валу, а другой образован внутренней поверхностью корпуса, выполненного из электропроводящего материала и снабженного нижней и верхней крышками, выполненными из электропроводящего материала, при этом линия отвода продуктов электролиза закреплена в верхней крышке и снабжена устройством для откачивания продуктов электролиза, отличающийся тем, что он содержит также экранированную магнитную муфту, состоящую из внутренней и наружной полумуфт, разделенных немагнитным экраном, соединенным с одной из крышек электролизера так, что внутренние области немагнитного экрана и электролизера образуют совместно герметизированное пространство, причем корпус электролизера, его верхняя и нижняя крышки и немагнитный экран экранированной магнитной муфты неподвижны, а на валу закреплены перфорированные диски, содержит двигатель внутреннего сгорания с системой охлаждения и системой обеспечения топливной смесью, а также тем, что линия отвода продуктов электролиза соединена с системой обеспечения топливной смесью двигателя внутреннего сгорания и в эту линию отвода продуктов электролиза для каждого продукта электролиза включены устройства для откачивания продуктов электролиза, например компрессоры, и соединенные с каждым из них резервные емкости с соответствующими клапанами, кроме того, устройство регулирования расхода воды размещено в системе внешнего контура циркуляции электролита, представляет собой прибор для измерения плотности раствора, например ареометр, с датчиком определения его положения, например емкостным, и соединенным с ним регулятором расхода воды, а теплообменник соединен с системой охлаждения двигателя внутреннего сгорания, при этом привод вращения соединяет наружную полумуфту и устройства для откачивания продуктов электролиза с двигателем внутреннего сгорания.1. A hydrogen unit containing an electrolyzer for the decomposition of water by electrolysis with the lines of water supply and electrolyte and removal of electrolysis products, external circuit of electrolyte solution circulation, water flow control device, rotational drive, heat exchanger located in the external circuit of electrolyte solution, the electrolyzer contains housing, shaft mounted for rotation in the upper and lower bearing assemblies, short-circuited electrodes, one of which is located on the shaft, and the other is formed in the morning surface of the housing made of electrically conductive material and provided with lower and upper covers made of electrically conductive material, while the removal line of electrolysis products is fixed in the upper cover and equipped with a device for pumping out electrolysis products, characterized in that it also contains a shielded magnetic coupling consisting from the inner and outer coupling halves, separated by a non-magnetic screen connected to one of the covers of the electrolyzer so that the internal areas of the non-magnetic screen on and the electrolyzer form a jointly encapsulated space, with the electrolyzer case, its upper and lower covers and the non-magnetic screen of the shielded magnetic coupling fixed, and perforated discs fixed on the shaft, containing an internal combustion engine with a cooling system and fuel supply system, as well as the electrolysis product withdrawal line is connected to the fuel mixture supply system of the internal combustion engine and to this electrolysis product withdrawal line for each electric product Electrolysis devices for pumping electrolysis products are turned on, for example, compressors, and reserve tanks connected to each of them with corresponding valves; in addition, the device for controlling the flow of water is placed in the system of the external electrolyte circulation circuit, a device for measuring the density of the solution, for example, a hydrometer, a sensor for determining its position, for example, a capacitive one, and a water flow regulator connected to it, and the heat exchanger is connected to the cooling system of the internal combustion engine at the same time, the rotational drive connects the outer coupling half and devices for pumping electrolysis products with the internal combustion engine. 2. Водородный агрегат по п.1, отличающийся тем, что на верхней крышке внутри герметизированного пространства размещен сепаратор для разделения продуктов электролиза.2. The hydrogen unit according to claim 1, characterized in that a separator for separating electrolysis products is placed on the top cover inside the sealed space. 3. Способ работы водородного агрегата по п.1 или 2, при котором вращают вал электролизера и вместе с ним электролит, разгоняя их до скорости начала процесса электролиза, создавая при этом высокое давление электролита на периферии корпуса электролизера и обеспечивая циркуляцию электролита во внешнем контуре, в том числе через теплообменник, осуществляют подогрев электролита во время его циркуляции в теплообменнике, откачивание водорода и кислорода устройством для откачивания продуктов электролиза и измерение параметров расхода воды, подачу сигнала на устройство регулирования расхода воды и добавление воды в электролит, отличающийся тем, что подают водород и кислород в виде топливной смеси в двигатель внутреннего сгорания через резервные емкости и посредством вала двигателя внутреннего сгорания через привод обеспечивают вращение наружной и внутренней полумуфт и устройства для откачивания продуктов электролиза, при этом обеспечивают подачу жидкости из сис3. The method of operation of the hydrogen unit according to claim 1 or 2, in which the shaft of the electrolyzer rotates and with it the electrolyte, accelerating them to the speed of the beginning of the electrolysis process, creating a high electrolyte pressure at the periphery of the electrolyzer housing and circulating the electrolyte in the external circuit, including through a heat exchanger, electrolyte is heated during its circulation in the heat exchanger, pumping out hydrogen and oxygen with a device for pumping out electrolysis products and measuring parameters of water consumption, under signal on the device for controlling the flow of water and adding water to the electrolyte, characterized in that hydrogen and oxygen are supplied as fuel mixture to the internal combustion engine through reserve tanks and through the drive of the internal combustion engine through the drive provide rotation of the outer and inner coupling halves and devices for pumping out products of electrolysis, while ensuring the supply of fluid from the system - 5 012943 темы охлаждения двигателя внутреннего сгорания в теплообменник, а также измеряют ареометром плотность электролита во внешнем контуре циркуляции и подают сигнал через датчик положения ареометра на устройство регулирования расхода воды.- 5 012943 topics for cooling an internal combustion engine to a heat exchanger, as well as measuring the density of the electrolyte in an external circulation circuit with a hydrometer and sending a signal through a hydrometer position sensor to a water flow control device.
EA200801821A 2008-06-19 2008-06-19 Hydrogen aggregate and the mode of operation thereof EA012943B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200801821A EA012943B1 (en) 2008-06-19 2008-06-19 Hydrogen aggregate and the mode of operation thereof
PCT/RU2008/000700 WO2009154504A1 (en) 2008-06-19 2008-11-05 Hydrogen assembly and the operating method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200801821A EA012943B1 (en) 2008-06-19 2008-06-19 Hydrogen aggregate and the mode of operation thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200801821A1 EA200801821A1 (en) 2009-12-30
EA012943B1 true EA012943B1 (en) 2010-02-26

Family

ID=41434267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200801821A EA012943B1 (en) 2008-06-19 2008-06-19 Hydrogen aggregate and the mode of operation thereof

Country Status (2)

Country Link
EA (1) EA012943B1 (en)
WO (1) WO2009154504A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD322Z (en) * 2010-05-24 2011-08-31 Государственный Университет Молд0 Compact electrolyzer for the production of hydrogen
MD4206C1 (en) * 2011-10-10 2013-09-30 Государственный Университет Молд0 Plant for electrochemical production of hydrogen

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012019278A1 (en) * 2010-08-13 2012-02-16 Boydel Special Projects Inc. Apparatus and method for electrolysis having a rotatable grooved anode
WO2013169095A1 (en) * 2012-05-08 2013-11-14 Oversluizen Thermal Engineering B.V. System for generating hydrogen and oxygen, for fuel and emission reduction of an internal combustion engine; vehicle; and retrofit kit
CN111472014A (en) * 2020-01-22 2020-07-31 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 Domestic hydrogen absorption machine
CN117404602B (en) * 2023-12-14 2024-02-06 宝鸡钛普锐斯钛阳极科技有限公司 Hydrogen sealing equipment for PEM (PEM) electrolytic tank

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1497075A1 (en) * 1987-11-26 1989-07-30 Н. Л. Егин Vehicle power plant
WO1995007373A1 (en) * 1993-09-06 1995-03-16 Hydrogen Technology Limited Improvements in electrolysis systems
WO2004072328A1 (en) * 2003-02-17 2004-08-26 Om Energy Limited Device for water decomposition by electrolysis

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2058289C1 (en) * 1989-12-18 1996-04-20 Пермский политехнический институт Method for self-acting control of process of formalin production
RU2015395C1 (en) * 1990-09-27 1994-06-30 Геннадий Васильевич Ильин Centrifugal electrolyzer
RU2309198C1 (en) * 2006-01-31 2007-10-27 Александр Константинович Суриков Apparatus for producing hydrogen and oxygen by electrolysis of water

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1497075A1 (en) * 1987-11-26 1989-07-30 Н. Л. Егин Vehicle power plant
WO1995007373A1 (en) * 1993-09-06 1995-03-16 Hydrogen Technology Limited Improvements in electrolysis systems
WO2004072328A1 (en) * 2003-02-17 2004-08-26 Om Energy Limited Device for water decomposition by electrolysis

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD322Z (en) * 2010-05-24 2011-08-31 Государственный Университет Молд0 Compact electrolyzer for the production of hydrogen
MD4206C1 (en) * 2011-10-10 2013-09-30 Государственный Университет Молд0 Plant for electrochemical production of hydrogen

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009154504A1 (en) 2009-12-23
EA200801821A1 (en) 2009-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA012943B1 (en) Hydrogen aggregate and the mode of operation thereof
EP3101158B1 (en) Electrochemical reactor for producing oxyhydrogen gas
CN102597327A (en) Apparatus for generating mixed gas of hydrogen and oxygen, and internal combustion engine using the same
CN102939455A (en) Fuel enrichment method and device
JP2013032271A (en) Hydrogen generation system, method for producing hydrogen that uses the same, moving body and electric power generating device
KR101005342B1 (en) Device for water decomposition by electrolysis
JP2002246038A (en) Hydrogen fuel and power generating hydrogen for automobile
JP2004513223A (en) Method and apparatus for fueling a vehicle
CN103764989A (en) Hydrogen supplemental system for on-demand hydrogen generation for internal combustion engines
RU2309198C1 (en) Apparatus for producing hydrogen and oxygen by electrolysis of water
CN105020062B (en) Vehicle-mounted pressure flow controllable type diesel engine oxy-hydrogen gas generator
EP2872754A1 (en) Hydrogen fuel assist device for an internal combustion engine and related methods
CN105020061B (en) Diesel engine aids in fuel-saving environmental protection device
US10328385B2 (en) Carbon dioxide-containing gas recovery apparatus
CN101572321A (en) Hydrogen generation apparatus
EP4247998A1 (en) Apparatus for the electrolytic production of hydrogen
RU2253700C1 (en) Plant for electrolysis of water in centrifugal field
CN214327905U (en) Energy-saving and environment-friendly hydrogen and oxygen generating device of internal combustion engine
RU2299930C1 (en) Plant for performing electrolysis process in centrifugal field
US20110132750A1 (en) Method and apparatus for enhancing combustion in an internal combustion engine through use of a hydrogen generator
RU2174162C1 (en) Energy conversion device
RU2344201C2 (en) Device for energy transformation
RU2410470C2 (en) Electric hydrogen generator
RU2140549C1 (en) Hydrogen-vapor air-injection rotary-vane internal combustion engine
WO2010050850A1 (en) Rotary electroliser for producing hydrogen and oxygen

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU