Електролізер для одержання суміші водню і кисню

1. Електролізер для одержання суміші водню і кисню, що містить ряд електролітичних комірок, які утворені діелектричними прокладками і пластинчастими електродами і які сполучені для газу отворами, виконаними у верхній частині електродів, і для електроліту - отворами, виконаними в електродах не нижче мінімально припустимого рівня електроліту, причому комірки розташовані між двома з'єднаними стяжними елементами діе 3 кладками і мають отвори, аналогічні отворам в електродах. Тобто в удосконаленому електролізері електроди і пластини розміщені за схемою - nnn + nnn nnn + nnn -, де n - це пластини, що безпосередньо не підключаються до джерела постійного струму. Електролізер для одержання суміші водню і кисню показано на кресленні. Електролізер містить два діелектричних фланця 1, між якими розташовані пластинчасті електроди, з яких електроди 2 підключаються до негативного полюсу джерела постійного струму (не показане), тобто є анодами, а електрод 3 підключається до позитивного полюсу джерела постійного струму, тобто є катодом. Між парами електродів, один з яких є анодом, а другий катодом розташовані пластини 4. Електроди і пластини виконані із сталі і відділені один від одного діелектричними прокладками 5, які можуть бути виконані у вигляді кілець, еліпсів, прямокутників чи багатокутників, завдяки чому між їх внутрішніми поверхнями і бічними поверхнями електродів і пластин утворюються порожнини, які служать електролітичними комірками 6. Від фланців 1 електроди можуть бути або відділені прокладками, як показано на кресленні, або прилягати безпосередньо до них (цей варіант не показано). В зібраному вигляді фланці, електроди, пластини і прокладки притиснуті один до одного за допомогою стяжних елементів 7. В електродах 2, 3 і в пластинах 4 виконані отвори 8 і 9. Отвори 8 виконані в верхній частині електродів і пластин і служать для сполучення електролітичних комірок 6 по газу. Отвори 9 повинні бути розташованими не нижче мінімально припустимого рівня електроліту і служать для сполучення електродів і пластин по електроліту. Мінімально припустимий рівень електроліту визначається припустимою максимальною щільністю струму на одиницю площі електрода, яка залежить від матеріалу електродів і встановлюваного строку служби електролізера. Краще виконувати електроди з нержавіючої сталі, особливо марки L316. Фланець 1 має в нижній частині канал 10 для подачі електроліту і в верхній частині канал 11 для виходу газової суміші, що утворюється. Зрозуміло, 47989 4 що один із каналів може бути виконаний у іншому фланці. Для живлення електролізера застосовують частотно-імпульсний модулятор постійного струму. Робота електролізера відбувається наступним чином. Через канал 10 в електролізер подають електроліт, який являє собою воду з домішкою лугу. Електроліт через отвори 9 перетікає у всі електролітичні комірки 6. Після досягнення однакового рівня електроліту у всіх електролітичних комірках 6 (він визначається рівнем нижньої точки отворів 9) продовжують подавати електроліт і доводять його до рівня приблизно двох третіх висоти комірок 6. Над рівнем електроліту комірки 6 заповнені повітрям. Після подання на електролізер напруги починається процес розкладу води. На анодах 2 виділяється кисень, на катоді 3 водень. Завдяки тому, що пластини 4 є електропровідними і занурені в електроліт, через них проходить струм, вони поляризуються і на одній їх стороні утворюється позитивний, а на іншій негативний потенціал. Тому вони також починають діяти як електроди і на одній їх стороні виділяється водень, а на другій кисень. Водень і кисень, що виділяються піднімаються у простір над електролітом, заповнений повітрям, витісняють його і, змішавшись один з одним, через отвори 8 попадають в канал 11. Далі газова суміш подається в пристрій, в якому вона використовується. Інтенсивність виділення суміші водню і кисню може регулюватися зміною амплітуди і шпаруватості імпульсів частотно-імпульсного модулятора. Як виявилося, така конструкція електролізера дозволяє значно підняти його продуктивність. Так, наприклад, при використанні 14 сталевих електродів розміром 60×150мм і струму 14V, 15A при відомій схемі підключення + - + - + - + - + - + - + одну літру газу отримували за 360сек. В той же час, при схемі підключення - nnn + nnn - на одержання однієї літри газу знадобилося лише 90сек. В кожному конкретному випадку кількість електродів і пластин краще визначати експериментально, вона залежить від вольтажу, марки сталі, відстані між електродами і пластинами і ін. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 47989 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601