Dispositivo para la conversión de energía con un generador de gas (6) para producir una mezcla de hidrógeno-oxígeno o gas de Brown,

con una cámara de reacción (19) en la cual están situados electrodos (29), teniendo la cámara de reacción (19) una forma simétrica de rotación con relación a un eje geométrico (18) y donde las superficies de limitación interiores (20) de la cámara de reacción (19) están formadas en la zona de una envolvente (21) de la cámara de reacción (19), al menos en parte, por superficies interiores de electrodos (30, 31) de los electrodos (29) del generador de gas (6), caracterizado porque en el generador de gas (6) está situado un rotor (32) con un eje de rotación (33), teniendo el eje de rotación (33) una orientación coaxial con relación al eje geométrico (18) de la cámara de reacción (19).

Dispositivo para la conversión de energía.

La invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento para la conversión de energía, con un generador de gas para generar una mezcla de hidrógeno-oxígeno o de gas de Brown, de acuerdo con las características que figuran en los preámbulos de las reivindicaciones 1 y 22.

Por el documento US 6.443.725 B1 ya se conoce un dispositivo de calefacción o un procedimiento para generar calor, basado en la combustión cíclica de gas de Brown. El gas de Brown se produce mediante una forma especial de electrolisis a partir de agua en lo que se llama un generador de gas de Brown. Mediante el tratamiento electrolítico del agua en el generador de gas de Brown se convierte ésta a un estado especial y consta de una mezcla de átomos disociados de hidrógeno y de oxígeno. De acuerdo con el documento US 6.443.725 B1 se conduce el gas de Brown a una cámara de combustión, donde después de la combustión se reconvierte en moléculas de agua. A continuación, las moléculas de agua se ionizan formando hidrógeno y oxígeno mediante la absorción de radiación infrarroja.

Por el documento US 4.014.777 A se conocen dispositivos y procedimientos para la producción de hidrógeno y de oxígeno en forma de gas de Brown. Este gas de Brown se emplea a continuación para la soldadura dura o la soldadura blanda. De acuerdo con una forma de realización de un generador de gas de Brown, se describe una célula de electrolisis con unas placas de electrodos dispuestas en serie. Estas placas de electrodos van fijadas en un tubo de material aislante, donde entre los electrodos contiguos están previstos en el tubo unos orificios. Los electrodos situados en la zona extrema del tubo tienen hacia el exterior contacto eléctrico con una alimentación de corriente. El tubo con los electrodos está sumergido en una solución de agua y KOH. A través de los orificios de tubo puede penetrar por una parte esta solución entre los electrodos y por otra parte puede escapar el gas formado saliendo del espacio entre los electrodos. Frente a los aparatos convencionales de soldadura por gas, este dispositivo tiene la ventaja de que el hidrógeno y el oxígeno se preparan automáticamente en la proporción correcta para poder generar una llama neutra.

En el documento WO 03/066935 A se describe un generador de Brown en el cual se genera gas de Brown en diversos lugares independientes entre sí dentro de una célula electrolítica. Para cada zona distinta está prevista una acometida de agua y un enfriamiento de agua, de modo que la temperatura en la célula electrolítica se mantiene en un nivel óptimo y aumenta el rendimiento de gas de Brown producido. En la figura 1 de esta solicitud de WO se muestra una célula de gas de Brown convencional que comprende una envolvente en la cual existen unos electrodos dispuestos de forma concéntrica. La entrada y salida de agua o de gas de Brown tiene lugar a través de una entrada o una salida dispuestas en dirección axial.

El documento WO 00/66811 A muestra un generador de gas de Brown o una célula electrolítica para la electrolisis del agua, que es muy semejante a la del documento WO 03/066935 A. Allí se disocia agua en gas oxígeno y gas hidrógeno en gran cantidad y en un tiempo corto. La célula electrolítica comprende un generador de oxígeno y un generador de hidrógeno que están unidos a una fuente de corriente continua. Por medio de una válvula se controla la presión interior. También está previsto un filtro para eliminar las impurezas de la mezcla de gases.

El objetivo de la invención es crear un dispositivo y un procedimiento para la conversión de energía mediante el empleo de una mezcla de hidrógeno-oxígeno o de gas de Brown, mediante el cual se pueda conseguir un mayor grado de rendimiento. Otro objetivo de la invención es conseguir una mayor productividad en la generación de la mezcla de hidrógeno-agua o de gas de Brown.

Este objetivo de la invención se resuelve mediante el dispositivo para la conversión de energía según las características de la reivindicación 1. La ventaja de este dispositivo consiste en que con él se puede alcanzar un grado de rendimiento superior puesto que debido a la realización de forma rotacional de la cámara de reacción del generador de gas resulta posible que tenga lugar la acción simultánea de un campo eléctrico y de un movimiento de rotación que actúe sobre el medio de trabajo o el agua, y de este modo se favorece como consecuencia la formación de gas de Brown o se incrementa la velocidad de formación.

También es ventajoso el perfeccionamiento según el cual en la envolvente de la cámara de reacción está realizada una tubuladura de entrada para el medio de trabajo orientada tangencialmente respecto a la envolvente de la cámara de reacción, ya que de este modo se le imparte al medio de trabajo una rotación en la cámara de reacción, simplemente por el movimiento de entrada del medio de trabajo.

También son ventajosos los perfeccionamientos del dispositivo para la conversión de energía según los cuales el rotor para generar una rotación está realizado con una magnitud de velocidad angular de entre un campo de 10 s-1 a 25 s-1, ya que de este modo se puede ejercer una fuerza sobre las burbujas del gas de Brown que se van formando que actúe concentrada en la dirección del eje de la cámara de reacción.

El perfeccionamiento del dispositivo para la conversión de energía con un orificio de salida realizado en la placa del fondo que cierra la cámara de reacción y/o en la placa de cubierta, que respecto al eje de la cámara de reacción está dispuesto de modo coaxial, tiene la ventaja de que de este modo el gas de Brown que se forma en la zona del eje de la cámara de reacción se puede volver a aspirar con facilidad a través de este orificio de salida.

La realización según la cual el orificio de salida está formado por una lanza de aspiración ajustable en dirección paralela a la dirección del eje de la cámara de reacción tiene la ventaja de que de este modo se puede reducir al mínimo la aspiración indeseable del medio de trabajo junto con el gas de Brown formado en la cámara de reacción, al poder ajustar correspondientemente la profundidad de inserción de la lanza de aspiración, situando de este modo el orificio de salida lo más próximo posible al lugar de formación del gas de Brown.

La realización del dispositivo para la conversión de energía con una fuente acústica, o que la fuente acústica esté realizada para generar ondas acústicas a una frecuencia dentro de un campo de 25 kHz a 55 kHz, preferentemente de 38, 5 kHz a 41, 5 kHz, preferentemente de 40, 5 kHz, tiene la ventaja de que debido a esta aplicación de ondas acústicas al medio de trabajo se aumenta la velocidad de formación del gas de Brown.

También son ventajosos los perfeccionamientos del dispositivo en los que la fuente acústica esté realizada de forma coaxial con relación al eje de la cámara de reacción o que al menos una zona parcial de la superficie de limitación interior de la cámara de reacción esté formada como reflector que concentre las ondas acústicas, ya que de este modo se concentra el ondas acústicas en la zona del eje o se puede incrementar la presión acústica en la zona del eje.

También es ventajosa la realización del dispositivo en el que el generador de gas está realizado con una fuente infrarroja, ya que mediante la aplicación de radiación infrarroja sobre el medio de trabajo también se puede provocar una influencia positiva en la formación del gas de Brown o se puede acelerar la formación del gas de Brown.

Mediante el perfeccionamiento del dispositivo para la conversión de energía en la que el generador de gas está equipado con un imán y la dirección del campo magnético del imán tiene en la zona del eje de la cámara de reacción una orientación antiparalela con respecto a la dirección de la velocidad angular del rotor o del movimiento de giro del medio de trabajo en la cámara de reacción, se logra la ventaja de que se suprime la segregación de oxígeno molecular o de hidrógeno molecular en los dos electrodos, a favor de la formación de gas de Brown. Mediante el movimiento de giro del medio de trabajo en el campo magnético del imán con un ajuste antiparalelo de la dirección del campo magnético con respecto a la velocidad angular del movimiento de giro del medio de trabajo se consigue que sobre los iones que se encuentran en el medio de trabajo se ejerza por el campo magnético un efecto de fuerza resultante que obliga a los... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para la conversión de energía con un generador de gas (6) para producir una mezcla de hidrógeno-oxígeno o gas de Brown, con una cámara de reacción (19) en la cual están situados electrodos (29) , teniendo la cámara de reacción (19) una forma simétrica de rotación con relación a un eje geométrico (18) y donde las superficies de limitación interiores (20) de la cámara de reacción (19) están formadas en la zona de una envolvente (21) de la cámara de reacción (19) , al menos en parte, por superficies interiores de electrodos (30, 31) de los electrodos (29) del generador de gas (6) , caracterizado porque en el generador de gas (6) está situado un rotor (32) con un eje de rotación (33) , teniendo el eje de rotación (33) una orientación coaxial con relación al eje geométrico (18) de la cámara de reacción (19) .

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque en la envolvente (21) está realizado por lo menos una tubuladura de entrada (25) para un medio de trabajo (24) orientado tangencialmente respecto a la envolvente (21) de la cámara de reacción (19) .

3. Dispositivo según la reivindicación 2, caracterizado porque el rotor (32) está realizado para producir una rotación con una magnitud de velocidad angular (34) en una gama de 10 s-1 a 25 s-1.

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en una placa del fondo (22) y/o placa de cubierta (23) que cierran la cámara de reacción (19) está realizado un orificio de salida (26) , estando situado el orificio de salida (26) de modo coaxial con relación al eje geométrico (18) de la cámara de reacción (19) .

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque el orificio de salida (26) está formado por una lanza de aspiración (37) regulable en dirección paralela a la del eje geométrico (18) de la cámara de reacción (19) .

6. Dispositivo según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque el orificio de salida (26) está formado por un embudo de aspiración (43) .

7. Dispositivo según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque en la lanza de aspiración (37) está situada una instalación de separación de fases (44) .

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque en una conducción (7) que está situada a continuación del orificio de salida (26) está situada una válvula de estrangulamiento o una válvula (45) y porque la cámara de reacción (19) está realizada como vasija de presión.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el generador de gas (6) está realizado con una fuente acústica (38) .

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque la fuente acústica (38) está realizada para generar ondas acústicas con una frecuencia dentro de un campo de 25 kHz a 55 kHz, preferentemente de 38, 5 kHz a 41, 5 kHz, preferentemente de 40, 5 kHz.

11. Dispositivo según la reivindicación 9 o 10, caracterizado porque la fuente acústica (38) tiene una orientación coaxial con relación al eje geométrico (18) de la cámara de reacción (19) .

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque al menos una zona parcial de la superficie de limitación interior (20) de la cámara de reacción (19) está formada como reflector (39) que concentre las ondas acústicas.

13. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el generador de gas (6) está realizado con una fuente infrarroja.

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el generador de gas (6) está realizado con un imán (41) .

15. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque una dirección del campo magnético del imán presenta en la zona del eje geométrico (18) de la cámara de reacción (19) una orientación antiparalela con respecto a una dirección de una velocidad angular (34) del rotor (32) .

16. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está realizada una vasija de presión (4) para el medio de trabajo (24) .

17. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por estar realizado como dispositivo de calefacción (1) con un termogenerador (2) , estando realizado un espacio interior del termogenerador (2) con un material sinterizado (17) .

18. Dispositivo según la reivindicación 17, caracterizado porque están unidos entre sí el generador de gas (6) , el termogenerador (2) , un intercambiador de calor (3) , la vasija de presión (4) y una bomba (5) , formando un circuito cerrado para el medio de trabajo (24) .

19. Dispositivo según la reivindicación 18, caracterizado porque en el intercambiador de calor (3) está situado un ventilador (14) para evacuar el calor del intercambiador de calor (3) .

20. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por estar realizado un dispositivo de control (13) para controlar el estado de funcionamiento.

21. Dispositivo según la reivindicación 20, caracterizado porque el dispositivo de control (13) está realizado para efectuar un control automatizado.

22. Procedimiento para la conversión de energía mediante el empleo de una mezcla de hidrógeno-oxígeno o de gas de Brown, en el que se conduce un medio de trabajo (24) o agua en una cámara de reacción (19) con forma simétrica de rotación con respecto a un eje geométrico (18) , y se aplica un campo eléctrico (35) entre unos electrodos (29) , estando la dirección del campo eléctrico orientada en dirección perpendicular respecto al eje geométrico (18) de la cámara de reacción (19) , evacuándose la mezcla de hidrógeno-oxígeno o gas de Brown formado fuera de la cámara de reacción (19) y se recombina la mezcla de hidrógeno-oxígeno o el gas de Brown para formar agua, caracterizado porque se le imparte al agua en la cámara de reacción una rotación, teniendo el eje de rotación (33) del agua una orientación coaxial con relación al eje geométrico (18) de la cámara de reacción (19) .

23. Procedimiento según la reivindicación 22, caracterizado porque el agua y/o el gas de Brown se somete en la cámara de reacción (19) a un campo magnético, donde una inducción magnética (42) tiene en la zona del eje geométrico (18) de la cámara de reacción (19) una orientación antiparalela con relación a la dirección de la velocidad angular (34) .

24. Procedimiento según la reivindicación 22 o 23, caracterizado porque el agua y/o el gas de Brown se somete a una energía ultrasónica en la cámara de reacción (19) .

25. Procedimiento según una de las reivindicaciones 22 a 24, caracterizado porque el agua y/o el gas de Brown se expone en la cámara de reacción (19) a una radiación IR.

26. Procedimiento según una de las reivindicaciones 22 a 25, caracterizado porque el agua y el gas de Brown se transportan en un circuito cerrado.

27. Procedimiento según una de las reivindicaciones 22 a 26, caracterizado porque la velocidad angular (34) de rotación del agua en la cámara de reacción (19) se va variando periódicamente.

28. Procedimiento según una de las reivindicaciones 22 a 27, caracterizado porque la presión del medio de trabajo (24) en el circuito se va variando periódicamente.

29. Procedimiento según una de las reivindicaciones 22 a 28, caracterizado porque la intensidad acústica de una fuente acústica (38) situada en la cámara de reacción (19) se va variando periódicamente.

30. Procedimiento según la reivindicación 29, caracterizado porque la variación periódica de la presión del medio de trabajo (24) con relación a la variación periódica de la intensidad acústica en la fuente acústica (38) tiene lugar en contrafase.

31. Procedimiento según una de las reivindicaciones 22 a 30, caracterizado porque el valor de una frecuencia de la variación periódica de la presión del medio de trabajo (24) y/o de la intensidad acústica de la fuente acústica (38) y/o de la velocidad angular (34) se elige de entre un campo entre 0, 1 Hz y 10 Hz.

32. Procedimiento según una de las reivindicaciones 22 a 31, caracterizado porque la recombinación de la mezcla de hidrógeno-oxígeno o del gas de Brown tiene lugar en un termogenerador (2) , evacuándose el calor formado junto con el agua.

33. Procedimiento según la reivindicación 32, caracterizado porque el gas de Brown se hace pasar en el termogenerador (2) a través de un material sinterizado (17) .