專利名稱：電解方法、裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于特別是用于內(nèi)燃機(jī)例如活塞或渦輪發(fā)動機(jī)的燃燒用電解氣體的電解方法、電解裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已知有時通過電解從水獲得氫氣或氧氣或者它們的化學(xué)計量混合物(以下，稱為 Brown氣體或爆炸性氣體)。有時還提出了使用來自該電解中的再生能源的電力以由此能夠使用通過電解獲得的氫氣作為再生燃料。迄今為止，主要由于現(xiàn)有電解裝置的低效率，因此這些提議的成功是有限的。在中國專利申請CN 1363726A中提出，為了提高用于在至少一個電解電極上在電壓下使氣體與電解液分離的電解方法的效率，以振動頻率人工振動所述電解電極。在電解電極的表面上形成的氣泡在該人工振動下更迅速地逃逸。由此電極的有效表面沒有由于氣泡而減少太多，并且，能夠在電極的表面和電解液之間保持最佳的電子交換。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，進(jìn)一步提高所述效率。根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施例，由于所述電解電極的所述電壓以共振頻率的低諧波頻率振蕩而實現(xiàn)這一點(diǎn)。電極電壓的諧波振蕩與振動交互作用，以進(jìn)一步提高電解效率。振動還表現(xiàn)為對于液體分子本身具有影響，并且通過分子之間的碰撞意想不到地提高電解的效率。優(yōu)選地，所述電解電極在共振頻率下振動。結(jié)果是，兩種效果被進(jìn)一步放大，并且電解的效率甚至更高。優(yōu)選地，所述電解液包含水，使得所述分離的氣體是可燃燒的含氫氣體。結(jié)果是， 能夠高效地從水獲得有效的燃料。優(yōu)選地，可燃燒的含氫氣體被燃燒，并且源自該燃燒的熱的排出氣體預(yù)熱液體水和/或可燃燒的含氫氣體。通過使用再生熱，能夠提高電解和燃燒的效率。本發(fā)明還涉及一種電解裝置，該電解裝置包括a)電解容器，所述電解容器具有至少一對基本上類似的電極，每個電極分別包含導(dǎo)電材料和壓電元件，所述導(dǎo)電材料具有用于與電解電路連接的電氣觸點(diǎn)，所述壓電元件具有用于與單獨(dú)的振動電路連接的兩個電氣觸點(diǎn)；b)與所述電極連接的電解電路，其中，電極對的兩個電極中的每個電極以相反極性與電路連接；和c)與所述壓電元件連接的振動電路，其中，所述振動電路具有用于以振動頻率控制輸出電壓的調(diào)節(jié)器，并且，所述電解電路也與所述調(diào)節(jié)器連接，以便以所述振動頻率的低諧波頻率控制電解電路的輸出電壓。優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)器可以是脈沖寬度調(diào)節(jié)器。
優(yōu)選地，所述振動頻率可以是共振頻率。優(yōu)選地，為了減少化石燃料的消耗和相關(guān)的溫室效應(yīng)，所述電解裝置配有來自再生能源的電力供給。本發(fā)明還涉及一種包括所述電解裝置、燃燒裝置以及在電解裝置和燃燒裝置之間的用于向燃燒裝置供給可燃燒的電解氣體的氣體管線的燃燒系統(tǒng)。結(jié)果是，在一些情況下電力能夠以有用的方式被轉(zhuǎn)換成熱能。優(yōu)選地，所述氣體管線包含安全鼓泡器。這防止來自燃燒裝置的回沖使電解容器受損。優(yōu)選地，所述氣體管線還包含在安全鼓泡器之前連接的止回閥。這在電解容器中的負(fù)壓力的情況下防止流體從安全鼓泡器被拉回到電解容器。優(yōu)選地，燃燒系統(tǒng)還具有與所述氣體管線連接的電解氣體存儲槽。結(jié)果是，電解氣體能夠被存儲，以便在燃燒裝置上的高負(fù)載過程中被使用。優(yōu)選地，燃燒系統(tǒng)還具有排氣管，該排氣管通過至少一個熱交換器與燃燒系統(tǒng)連接，該至少一個熱交換器與氣體管線和/或電解槽連接。結(jié)果是，可燃燒的電解氣體和/或電解容器能夠通過燃燒氣體被再生地預(yù)熱。優(yōu)選地，所述燃燒裝置是內(nèi)燃機(jī)，優(yōu)選為活塞或渦輪發(fā)動機(jī)。結(jié)果是，在一些情況下，能夠把電力以有用的方式轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。


下面，參照以下的附圖描述與本發(fā)明有關(guān)的細(xì)節(jié)。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電解電極的示圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的具有諸如圖1中的一對電解電極的電解裝置的示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包含諸如圖1中的電解裝置和內(nèi)燃機(jī)的燃燒系統(tǒng)的示意圖。
具體實施例方式圖1所示的電解電極1是具有電氣觸點(diǎn)2和通過絕緣粘接劑連接到電極表面上的壓電元件3的不銹鋼的薄板狀電極。該壓電元件3包含具有定位在中心的第一電氣觸點(diǎn)5 的壓電陶瓷盤4和環(huán)繞陶瓷盤4的、具有第二電氣觸點(diǎn)7的黃銅的外環(huán)6。因此，能夠通過在觸點(diǎn)5和7之間的交變電壓激起壓電元件3的振動，該振動作用于整個電極1上，如果電壓的頻率是電極的共振頻率尤其如此。在圖2所示的電解裝置中，包含在這種情況下為鹽水的電解液9的、封閉的電解容器8具有圖1所示類型的一對或更多對的基本上類似的電極1。因此，各電極1因此配有附接到其上的壓電元件3。為了以共振頻率激勵所述壓電元件3，壓電元件3的觸點(diǎn)5和7通過耐化學(xué)穩(wěn)定電纜與控制模塊11中的振動電路10連接。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，該振動電路10包含用于設(shè)定頻率的晶體、用于在不用手動調(diào)整的情況下保持最佳共振頻率的PLL電路和用于驅(qū)動脈動輸出電壓的自感應(yīng)線圈。
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電極1的觸點(diǎn)2又與控制模塊11的電解電路12連接。為了在每個電極對的各電極1之間施加脈沖寬度調(diào)節(jié)電壓，電解電路12自身與振動電路10連接，其中，該脈沖寬度調(diào)節(jié)電壓的頻率是與振動電路的共振頻率同步的低諧波頻率。在使用中，通過壓電元件3，電極1上的共振頻率被設(shè)定為，使得通過這些電極1， 該頻率被傳送到水分子。通過向電極1施加脈沖寬度調(diào)節(jié)電壓來支持水的電解。表1表示具有130mm的直徑和Imm的厚度的盤狀電極的該電解裝置的試驗例子的參數(shù)表1 電解參數(shù)
權(quán)利要求
1.用于通過至少一個電解電極在電壓下使電解氣體與電解液分離的電解方法，其特征在于，以振動頻率人工振動所述電解電極，并且所述電解電極的所述電壓以所述振動頻率的低諧波頻率振蕩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解方法，其中，所述振動頻率是共振頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2之一所述的電解方法，其中，所述電解液包含水，使得所述分離的電解氣體包含可燃燒的含氫氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解方法，其中，所述可燃燒的含氫氣體被燃燒，并且源自該燃燒的熱的排出氣體預(yù)熱液體水和/或可燃燒的含氫氣體。
5.電解裝置，包括a)電解容器，所述電解容器具有至少一對基本上類似的電極，每個電極包含導(dǎo)電材料和壓電元件，所述導(dǎo)電材料具有用于與電解電路連接的電氣觸點(diǎn)，所述壓電元件具有用于與單獨(dú)的振動電路連接的兩個電氣觸點(diǎn)；b)與所述電極連接的電解電路，其中，電極對的兩個電極中的每個電極以相反極性與電解電路連接；和c)與所述壓電元件連接的振動電路，其特征在于，所述振動電路具有用于以振動頻率控制輸出電壓的調(diào)節(jié)器，并且所述電解電路也與所述調(diào)節(jié)器連接，以便以所述振動頻率的低諧波頻率控制電解電路的輸出電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解裝置，其中，所述調(diào)節(jié)器是脈沖寬度調(diào)節(jié)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6之一所述的電解裝置，其中，所述振動頻率是電極的共振頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求5 7中任一項所述的電解裝置，具有來自再生能源的電力供給。
9.包括根據(jù)權(quán)利要求5 8中任一項所述的電解裝置、燃燒裝置以及在電解裝置和燃燒裝置之間的用于向燃燒裝置供應(yīng)可燃燒電解氣體的氣體管線的燃燒系統(tǒng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃燒系統(tǒng)，其中，所述氣體管線包含安全鼓泡器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的燃燒系統(tǒng)，其中，所述氣體管線還包含在安全鼓泡器之前連接的止回閥。
12.根據(jù)權(quán)利要求8 11中任一項所述的燃燒系統(tǒng)，具有電解氣體存儲槽，所述電解氣體存儲槽也與所述氣體管線連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求8 12中任一項所述的燃燒系統(tǒng)，具有排氣管，所述排氣管通過至少一個熱交換器也與燃燒裝置連接，所述至少一個熱交換器與氣體管線和/或電解槽連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求8 13中任一項所述的燃燒系統(tǒng)，其中，所述燃燒裝置是內(nèi)燃機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于特別是用于內(nèi)燃機(jī)例如活塞或渦輪發(fā)動機(jī)的燃燒用電解氣體的電解方法、電解電極、電解容器、電解裝置和系統(tǒng)，其中，通過振動頻率人工振動電解電極，并且所述電解電極的所述電壓以所述振動頻率的低諧波頻率振蕩。
文檔編號C25B15/00GK102369313SQ201080009711
公開日2012年3月7日 申請日期2010年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月20日
發(fā)明者P·維達(dá)斯敦克, P·范·登·布朗德 申請人:帕爾米爾公司