УЗЕЛ И СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ КИСЛОРОДА

1. Приводимый в действие электричеством узел отделения кислорода, включающий в себя:
по меньшей мере один трубчатый мембранный элемент, имеющий слой анода, слой катода, слой электролита, расположенный между слоем анода и слоем катода, и два слоя токоприемника, расположенные смежными с и в контакте со слоем анода и слоем катода и размещенные на внутренней стороне и наружной стороне упомянутого по меньшей мере одного трубчатого мембранного элемента, позволяя прикладывать электрический потенциал посредством источника питания для вызывания переноса ионов кислорода через слой электролита от слоя катода к слою анода; и
комплект проводников, соединенных с одним из двух слоев токоприемника в двух центральных разнесенных местоположениях упомянутого по меньшей мере одного трубчатого мембранного элемента и с другим из двух слоев токоприемника по меньшей мере в противоположных концевых местоположениях упомянутого по меньшей мере одного трубчатого мембранного элемента, разнесенных наружу от упомянутых двух центральных разнесенных местоположений, так, что источник питания способен прикладывать электрический потенциал через набор проводников между двумя центральными разнесенными местоположениями и по меньшей мере двумя противоположными концевыми местоположениями, а вызванный приложенным электрическим потенциалом электрический ток, текущий через упомянутый по меньшей мере один трубчатый мембранный элемент, делится на две части, текущие между двумя центральными разнесенными местоположениями и противоположными концевыми местоположениями.
2. Приводимый в действие электричеством узел отделения кислорода по п.1, при этом:
внешние, противоположные концевые участки упомянутого по меньшей мере одного трубчатого мембранного элемента удерживаются внутри изоляционных деталей;
упомянутый один из двух слоев токоприемника размещен на наружной стороне упомянутого по меньшей мере одного трубчатого мембранного элемента;
слой катода является смежным с упомянутым одним из двух слоев токоприемника; и
слой катода и упомянутый один из двух слоев токоприемника частично простираются вдоль протяженности в длину упомянутого по меньшей мере одного трубчатого мембранного элемента, так что внешние, противоположные концевые участки упомянутого по меньшей мере одного трубчатого мембранного элемента лишены по меньшей мере слоя катода и упомянутого одного из двух слоев токоприемника.
3. Приводимый в действие электричеством узел отделения кислорода по п.2, при этом:
внутри упомянутого по меньшей мере одного трубчатого мембранного элемента расположен токораспределитель удлиненной конфигурации, который простирается между концами упомянутого по меньшей мере одного трубчатого мембранного элемента и находится в контакте с упомянутым другим из двух токоприемников во множестве точек, находящихся внутри трубчатых мембранных элементов; и
проводники, соединенные с противоположными концевыми местоположениями трубчатых мембранных элементов, соединены с противоположными концами токораспределителя.
4. Приводимый в действие электричеством узел отделения кислорода по п.3, при этом токораспределитель имеет геликоидальную конфигурацию.
5. Приводимый в действие электричеством узел отделения кислорода по п.4, при этом:
упомянутый по меньшей мере один трубчатый мембранный элемент имеет противоположные концевые уплотнения, противоположные, герметизированные электрические выводы, пронизывающие противоположные концевые уплотнения, и выходную трубку, пронизывающую одно из противоположных концевых уплотнений для выпуска кислорода; и
проводники, соединенные с упомянутым по меньшей мере одним трубчатым мембранным элементом в двух противоположных концевых местоположениях, проходят сквозь электрические выводы и соединены с токораспределителем.
6. Приводимый в действие электричеством узел отделения кислорода по п.1, при этом:
упомянутый по меньшей мере один трубчатый мембранный элемент представляет собой множество трубчатых мембранных элементов и
множество трубчатых мембранных элементов электрически соединены последовательно комплектом проводников, причем первая пара проводников соединена с двумя центральными разнесенными местоположениями первого из трубчатых мембранных элементов, вторая пара проводников соединена с противоположными концевыми местоположениями второго из трубчатых мембранных элементов, а остальные пары проводников связывают пары остальных трубчатых мембранных элементов в двух центральных разнесенных местоположениях и в их по меньшей мере противоположных концевых местоположениях, так, что первую пару проводников и вторую пару проводников можно подключить к источнику электропитания.
7. Приводимый в действие электричеством узел отделения кислорода по пункту 6, при этом упомянутый один из двух токоприемников размещен на наружной стороне каждого из трубчатых мембранных элементов смежным со слоем катода, а упомянутый другой из двух токоприемников размещен на внутренней стороне каждого из трубчатых мембранных элементов смежным со слоем анода.
8. Приводимый в действие электричеством узел отделения кислорода по п.7, при этом:
внутри каждого из трубчатых мембранных элементов расположен токораспределитель удлиненной конфигурации, который простирается между концами трубчатых мембранных элементов и находится в контакте с упомянутым другим из двух токоприемников во множестве точек, находящихся внутри трубчатых мембранных элементов; и
проводники, соединенные с противоположными концевыми местоположениями трубчатых мембранных элементов, соединены с противоположными концами токораспределителя.
9. Приводимый в действие электричеством узел отделения кислорода по п.8, при этом токораспределитель имеет геликоидальную конфигурацию.
10. Приводимый в действие электричеством узел отделения кислорода по п.7, при этом:
трубчатые мембранные элементы собраны в пучок и удерживаются по радиальной схеме противоположными изоляционными деталями, расположенными на внешних, противоположных концевых участках трубчатых мембранных элементов;
трубчатые мембранные элементы имеют противоположные концевые уплотнения, противоположные, герметизированные электрические выводы, пронизывающие противоположные концевые уплотнения, и выходные трубки, пронизывающие противоположные концевые уплотнения на одном конце пучка для выпуска кислорода;
проводники, соединенные с трубчатыми мембранными элементами в двух противоположных концевых местоположениях, проходят сквозь электрические выводы и находятся в электрическом контакте с упомянутым другим из двух токоприемников; и
с выходными трубчатыми мембранными элементами соединен коллектор, который имеет общий выход для выпуска кислорода, который выпускается из выходной трубки.
11. Приводимый в действие электричеством узел отделения кислорода по п.10, при этом концевые уплотнения содержат пробкообразные детали, расположенные внутри трубчатых мембранных элементов и образованные эластомером для получения герметичного уплотнения, и средство для удерживания пробкообразных деталей внутри трубчатых мембранных элементов.
12. Приводимый в действие электричеством узел отделения кислорода по п.10, при этом слой катода и упомянутый один из двух слоев токоприемника частично простираются вдоль протяженности в длину трубчатых мембранных элементов, так, что внешние, противоположные концевые участки трубчатых мембранных элементов лишены по меньшей мере слоя катода и упомянутого одного из двух слоев токоприемника.
13. Приводимый в действие электричеством узел отделения кислорода по п.11, при этом:
внутри каждого из трубчатых мембранных элементов расположен токораспределитель удлиненной конфигурации, который простирается между концами трубчатых мембранных элементов и находится в контакте с упомянутым другим из двух токоприемников во множестве точек, расположенных внутри трубчатых мембранных элементов; и
проводники, соединенные с противоположными концевыми местоположениями трубчатых мембранных элементов, соединены с противоположными концами токораспределителя.
14. Приводимый в действие электричеством узел отделения кислорода по п.13, при этом токораспределитель имеет геликоидальную конфигурацию.
15. Способ приложения электрического потенциала в приводимом в действие электричеством узле отделения кислорода, включающий в себя:
приложение электрического потенциала к по меньшей мере одному трубчатому мембранному элементу, имеющему слой анода, слой катода, слой электролита, образованный из материала-электролита и расположенный между слоем анода и слоем катода, и два слоя токоприемника, расположенных смежными с и в контакте со слоем анода и слоем катода и размещенные на внутренней стороне и наружной стороне упомянутого по меньшей мере одного трубчатого мембранного элемента; и
электрический потенциал прикладывают к одному из двух слоев токоприемника в двух центральных разнесенных местоположениях упомянутого по меньшей мере одного трубчатого мембранного элемента и к другому из двух слоев токоприемника по меньшей мере в противоположных концевых местоположениях упомянутого по меньшей мере одного трубчатого мембранного элемента, разнесенных наружу от двух центральных разнесенных местоположений, так что вызываемый приложенным электрическим потенциалом электрический ток, текущий через по меньшей мере упомянутый один трубчатый мембранный элемент, делится на две части, текущие между двумя центральными разнесенными местоположениями и противоположными концевыми местоположениями.
16. Способ по п.15, при этом:
упомянутый один из двух слоев токоприемника расположен на наружной стороне трубчатого мембранного элемента;
катод расположен смежным с упомянутым одним из двух слоев токоприемника; и
упомянутый другой из двух слоев токоприемника расположен на внутренней стороне трубчатого мембранного элемента, смежным со слоем анода.
17. Способ по п.16, при этом:
внешние, противоположные концевые участки упомянутого по меньшей мере одного трубчатого мембранного элемента удерживаются внутри изоляционных деталей;
слой катода и упомянутый один из двух слоев токоприемника частично простираются вдоль протяженности в длину трубчатого мембранного элемента, так, что внешние, противоположные концевые участки трубчатого мембранного элемента лишены по меньшей мере слоя катода и упомянутого одного из двух слоев токоприемника.
18. Способ по п.17, при этом ток подводят к другому из токоприемников во множестве точек, находящихся внутри трубчатого мембранного элемента между его концевыми местоположениями.
19. Трубчатый мембранный элемент для приводимого в действие электричеством отделения кислорода, причем упомянутый трубчатый мембранный элемент содержит:
слой анода;
слой катода;
слой электролита, расположенный между слоем анода и слоем катода;
два слоя токоприемника, расположенные смежными с и в контакте со слоем анода и слоем катода и находящиеся на внутренней стороне и наружной стороне трубчатого мембранного элемента, позволяя прикладывать электрический потенциал посредством источника питания для вызывания переноса ионов кислорода через слой электролита от слоя катода к слою анода;
концевые уплотнения, расположенные на противоположных концах трубчатого мембранного элемента, причем каждое из концевых уплотнений содержит пробкообразную деталь, расположенную внутри трубчатого мембранного элемента и образованную эластомером для получения герметичного уплотнения, и средство для удерживания пробкообразной детали внутри трубчатого мембранного элемента;
по меньшей мере один герметизированный электрический вывод, пронизывающий по меньшей мере одно из концевых уплотнений,
комплект электрических проводников, проходящих сквозь упомянутый по меньшей мере один герметизированный электрический вывод и в электрическом контакте с одним из двух слоев токоприемника, размещенным на внутренней стороне трубчатого мембранного элемента, и соединенных с другим из двух слоев токоприемника, размещенным на наружной стороне трубчатого мембранного элемента; и
выходную трубку, пронизывающую упомянутое одно из концевых уплотнений или другое из концевых уплотнений, позволяя выпускать кислород из трубчатого мембранного элемента.
20. Трубчатый мембранный элемент по п.19, при этом средство удерживания представляет собой отложение клея на основе керамики, расположенного внутри трубчатого мембранного элемента смежным с пробкообразной деталью и позиционированного для предотвращения движения наружу пробкообразной детали.
21. Трубчатый мембранный элемент по п.19, при этом:
упомянутый по меньшей мере один герметизированный электрический вывод представляет собой два противоположных герметизированных электрических вывода, пронизывающих концевые уплотнения;
выходная трубка пронизывает упомянутое одно из концевых уплотнений;
комплект электрических проводников содержит первую пару электрических проводников, соединенных с двумя разнесенными центральными местоположениями упомянутого другого из двух слоев токоприемника, размещенного на наружной стороне трубчатого мембранного элемента, и вторую пару электрических проводников, проходящих сквозь два противоположных герметизированных электрических вывода; и
внутри каждого из трубчатых мембранных элементов расположен токораспределитель удлиненной конфигурации, который простирается между концами трубчатого мембранного элемента, контактирует с упомянутым одним из двух слоев токоприемника, размещенным на внутренней стороне трубчатого мембранного элемента, и соединен на противоположных концах со второй парой электрических проводников.
22. Трубчатый мембранный элемент по п.21, при этом токораспределитель имеет геликоидальную конфигурацию.
23. Концевое уплотнение для герметизации конца трубчатого мембранного элемента, выполненного с возможностью приводимого в действие электричеством отделения кислорода, причем упомянутое концевое уплотнение содержит пробкообразную деталь, расположенную внутри трубчатого мембранного элемента и образованную эластомером для получения герметичного уплотнения, и средство для удерживания пробкообразной детали внутри трубчатого мембранного элемента.
24. Концевое уплотнение по п.20, при этом средство удерживания представляет собой отложение клея на основе керамики, расположенного внутри трубчатого мембранного элемента смежным с пробкообразной деталью и позиционированного для предотвращения движения наружу пробкообразной детали.