ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВОДОРОДА

Полезная модель относится к энергетическому оборудованию и может использоваться для получения водорода как в стационарных установках, так и на подвижной единице.
Известен газогенератор водорода, реализованный по способу получения водорода, который содержит реактор в виде теплообменника, внутри которого установлены пластины или трубки из алюминия, ресивер, водяной насос и кран слива. [Патент RU №2253606, МПК: С01В 3/08, опубл. 2005, Б.И. №16, авторы: В.С.Терещук, «Сплав на основе алюминия для генерирования водорода, способ его получения и газогенератор водорода»].
Недостатками данного устройства является периодичность работы из-за смены алюминиевых пластин или трубок.
Известен газогенератор для производства водорода путем химической реакции композита из алюминия и воды, содержащий реактор, внутри которого установлены пластины из алюминия, ресивер, водяной насос и кран слива, пластины композита из алюминия выполнены прямоугольной формы, установлены внутри реактора вертикально меньшей стороной вниз, расположены по радиусу равномерно по окружности и зафиксированы с двух сторон в радиальных пазах крепежного элемента пластин, выполненного в виде трубы и насаженных на нее двух дисков с радиальными пазами, прикрепленного по центру к крышке реактора и вместе с ней и пластинами образующего сменный картридж, в нижней части которого гайка, шайбы и пружина плотно закрепляют пластины между дисками, в верхней части реактор имеет отверстия для отвода водорода и два отверстия для подачи и отвода воды, и отверстие в нижней части реактора для полного отвода воды и удаления шлаков из реактора. [Патент RU №2407701, МПК С01В 3/08 27.12.2010, Б.И. №36, авторы: Буров А.Л. и др., «Генератор для производства водорода»].
Недостатками генератора водорода является его низкая эффективность.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом является оптимизация работы генератора водорода, за счет управления процессом получения водорода.
Технический результат достигается тем, что в генератор для производства водорода, содержащий реактор, внутри которого установлены пластины из алюминия, ресивер, водяной насос и кран слива, пластины композита из алюминия выполнены прямоугольной формы, установлены внутри реактора вертикально меньшей стороной вниз, расположены по радиусу равномерно по окружности и зафиксированы с двух сторон в радиальных пазах крепежного элемента пластин, выполненного в виде трубы и насаженных на нее двух дисков с радиальными пазами, прикрепленного по центру к крышке реактора, и вместе с ней и пластинами образующего сменный картридж, в нижней части которого гайка, шайбы и пружина плотно закрепляют пластины между дисками, в верхней части реактор имеет отверстия для отвода водорода и два отверстия для подачи и отвода воды, и отверстие в нижней части реактора для полного отвода воды и удаления шлаков из реактора, согласно полезной модели, дополнительно введены водяной бак, электроконтактные датчики температуры, давления и предохранительный клапан, которые установлены на цилиндрической части реактора, спиралевидный охлаждающий змеевик, который выполнен с возможностью охвата сменного картриджа, настроенный программатор и блок управления, шесть электроуправляемых клапанов и электроуправляемая заслонка, а корпус реактора генератора выполнен из двух частей - верхняя выполнена цилиндрической формы, в ней размещен сменный картридж с охлаждающим змеевиком, нижняя часть реактора выполнена в виде перевернутого усеченного конуса, вершина которого является патрубком для удаления шлака и на его выходе установлена электроуправляемая заслонка, на линии выхода водорода из генератора к потребителю установлен электроуправляемый клапан, а до него установлен электроуправляемый клапан на входе в ресивер водорода, вход охлаждающего змеевика соединен через электроуправляемый клапан с выходом насоса, а выход охлаждающего змеевика через электроуправляемый клапан соединен с входом водяного бака, причем все электроуправляемые клапаны, электроуправляемая заслонка, электроконтактные датчики температуры, давления и предохранительный клапан через настроенный программатор соединены с блоком управления.
В генератор водорода введены бак с водой, охлаждающий змеевик, электроуправляемые клапаны, датчики контроля давления, температуры, предохранительный клапан, блоки программирования и управления, которые совместно позволяют оптимизировать процесс получения водорода.
На Фиг.1 приведена принципиальная схема генератора водорода.
Генератор водорода состоит из реактора цилиндрической формы 1 и его нижней части выполненной в форме перевернутого усеченного конуса 2, пластины активированного алюминия 3, центрального элемента крепежной панели (трубка) 4, верхнего элемента крепежной панели (диск с радиальными пазами) 5, нижнего элемента крепежной панели (диск с радиальными пазами) 6, шайбы 7, пружины 8, гайки 9, сменного картриджа 10, легкосъемной крышки 11, прокладки 12, ручки 13, замочного затвора 14, блока управления 15, программатора 16, водяного насоса 17, бака с водой 18, заправочного патрубка 19, отверстия для отвода водорода 20, ресивера водорода 21, датчика температуры 22, охлаждающего спиралевидного змеевика 23, датчика давления 24, предохранительного клапана 25, патрубка с электроуправляемой заслонкой 26, шести электроуправляемых клапанов 27, 28, 29, 30, 31, 32.
Генератор водорода работает следующим образом.
Реактор выполнен в виде двух частей - цилиндрического корпуса 1, и днище 2, выполненое в форме перевернутого усеченного конуса для лучшей очистки реактора от шлаков. Композит из алюминия 3, выполненный в виде пластин, устанавливается на центральный крепежный элемент 4 между верхним элементом крепежной панели 5 и нижним элементом крепежной панели 6. В нижней части центрального крепежного элемента нарезана резьба. На нее надеваются две шайбы 7, пружина 8 и снизу она прижимается гайкой 9, это необходимо для более жесткого закрепления пластин активированного алюминия в крепежных элементах. Сменный картридж 10, образованный центральным 4, верхним 5 и нижним 6 крепежными элементами, шайбами 7, пружиной 8, гайкой 9, крышкой 11, прокладкой 12 (для наибольшей герметичности), ручкой 13 (для более удобного извлечения сменного картриджа из реактора), устанавливается в реактор и фиксируется замочным затвором 14. Далее блок управления 15, настроенный программатором 16, дает команду насосу 17 на перекачку необходимого количества воды из бака 18 через заправочный патрубок 19 в реактор, при этом открыты только электроуправляемые клапаны 27, 28. Начинается процесс выделения водорода. Через отверстие для отвода водорода 20 и далее через электроуправляемый клапан 29, водород подается потребителю, либо через электроуправляемый клапан 30 поступает в ресивер водорода 21. Температура внутри реактора контролируется датчиком температуры 22. При достижении темературы критического значения, блок управления 15 дает команду насосу 17 на перекачку воды из бака 18 в спиралевидный охлаждающий змеевик 23 и обратно в бак 18, при этом открыты только электроуправляемые клапаны 27, 31, 32. Давление внутри корпуса реактора контролируется датчиком давления 24. При достижении давления критического значения в корпусе реактора, блок управления 15 дает команду предохранительному клапану 25 на сброс давления. После окончания процесса получения водорода, продукты реакции удаляются через патрубок с электроуправляемой заслонкой 26.
Предлагаемый генератор для производства водорода позволяет повысить производительность на 10-20%.