專利名稱：用于制備氣態(tài)氫和氧的電解反應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求I或2所述的用于制備氣態(tài)氫和氧的電解反應(yīng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
本發(fā)明主要涉及一種用于借助于電解過程在反應(yīng)室或諧振室中高效地制備氣態(tài)氫和氧的系統(tǒng)，其中目的在于最佳地利用所使用的電能，以將水分解成氣態(tài)的氫和氧。另夕卜，本發(fā)明還涉及這些氣體的利用、尤其是涉及用于化學燃燒或氧化的能量載體氫的利用。特別是，水通過電解分解成氣態(tài)的氫和氧，接著化學能量載體氫通過燃燒過程轉(zhuǎn)化成熱能或者動能。在此，以正的或盡可能好的能量平衡實現(xiàn)將水分解成所述氣體。另外，可利用該電解過程在相對短的時間段內(nèi)生產(chǎn)大量的電解式制備的氣態(tài)氫和氧。

發(fā)明內(nèi)容
在此，按照本發(fā)明的技術(shù)將所使用或所要求的將水分解成氫和氧所必需的電能減少到最少，以便在制備化學能量載體時達到盡可能好的或者正的能量平衡，或者實現(xiàn)對氣態(tài)燃料氫或由此獲得的熱能或動能的經(jīng)濟且同時環(huán)保的利用。按照本發(fā)明的技術(shù)的目的是，優(yōu)選由天然存在的水或由含水的電解溶液制備氫氣和氧氣，并且其數(shù)量可使產(chǎn)生的化學能量載體氧氣無需大容量的或技術(shù)繁雜的中間存儲地供應(yīng)給消耗體、尤其是供應(yīng)給消耗裝置或轉(zhuǎn)化裝置。然后，相應(yīng)的消耗裝置將這些化學能量載體或燃料通過燃燒工藝轉(zhuǎn)換成各自所需的能量形式、尤其是熱能或動能亦或電能。在此，按照本發(fā)明獲得的以氫氣(尤其是與氣態(tài)氧結(jié)合的氣態(tài)氫)形式的化學能量載體可進行利用或能量轉(zhuǎn)換，而沒有在燃燒化石燃料時通常出現(xiàn)的排放值。在利用按照本發(fā)明的系統(tǒng)時，除了相應(yīng)期望的能量形式外，僅產(chǎn)生水蒸氣或凝結(jié)水和其它微量元素。在熱燃燒氫氣時、尤其是在利用其能量時的副產(chǎn)物與化石燃料相比明顯是更環(huán)保的。氫的燃燒過程的主要副產(chǎn)物只有水蒸氣或水，其可無問題地排放到環(huán)境中。在此，該副產(chǎn)物比其它許多水資源更純凈，或者電解產(chǎn)生的氧比環(huán)境中的其它空氣更純凈或更濃。按照本發(fā)明的系統(tǒng)和按照本發(fā)明的方法措施是大量系列測試和實驗的結(jié)果，這些系列測試和實驗具有許多不同的構(gòu)思和這些構(gòu)思的用于按電解的原理來制備氧氣的操作方式，其中電解的物理原理一個多世紀前就已知了。水的電解是一種本質(zhì)上非常簡單的、已知的原理，其中通過兩個或者更多個位于電解池或水池中的電極并且通過施加電能(尤其是直流電壓)完成將水分解成氣態(tài)氫和氧。該過程基本上沒有新內(nèi)容。然而，已知的過程是相對低效的，因為其為了分解比隨后通過利用所制備的氣體的熱能或化學能或者通過所制備的氣體的燃燒過程產(chǎn)生的氣體明顯需要更多的初級能源。因此，至今為止實現(xiàn)了相當負的或者差的能量平衡。另一方面必須供應(yīng)如此高規(guī)模的電能，以至于產(chǎn)生的優(yōu)勢不明顯或者消失，因為電能的很大一部分是從化石燃料的燃燒而產(chǎn)生的。因此從環(huán)境技術(shù)角度看，現(xiàn)有技術(shù)已知的系統(tǒng)并未帶來顯著的優(yōu)勢。根據(jù)該理由，氫的利用和其能量潛能在實踐中從未或者僅在有限的應(yīng)用領(lǐng)域得到實現(xiàn)。
從現(xiàn)有公開技術(shù)中已知電解裝置的大量實施形式。但沒有一個裝置明顯可以在廣泛的應(yīng)用范圍內(nèi)使用。例如對于機動車、發(fā)電機或取暖系統(tǒng)的能量供應(yīng)，這些已知的實施方案明顯不盡如人意，因為基于電解獲得的氧氣或基于氫-氧混合物的驅(qū)動或供給系統(tǒng)在符合標準方面根本不存在，或只是停留在實驗階段。按本發(fā)明的技術(shù)現(xiàn)在允許借助特制的構(gòu)造或借助專門的措施由水或基于水的溶液供應(yīng)各自所需量的氣態(tài)氫和氧，即無需大容量或技術(shù)繁雜的中間存儲并且反應(yīng)迅速地供應(yīng)。特別是，在制備化學能量載體時、尤其是在電解式地獲得氫氣時獲得正的能量平衡，并且確保使用最少的初級能量制備化學能量。通過無排放地燃燒氫和氧獲得的最終可產(chǎn)生的熱能在此可被廣泛利用。家庭或工業(yè)中的幾乎所有設(shè)備(例如爐子、烤箱、加熱器、空調(diào)裝置以及發(fā)電機)都可利用這種化學能來驅(qū)動，并在此用于轉(zhuǎn)換成電能、動能和/或熱能，或用于轉(zhuǎn)換成其它能量形式。此外，氫和氧還可用于驅(qū)動幾乎所有常規(guī)的內(nèi)燃機。該電解技術(shù)、尤其是按照本發(fā)明的電解反應(yīng)系統(tǒng)提供一種從氫和氧中利用化學能或者熱能的機會，而不會像目前通常燃燒化石燃料一樣對環(huán)境造成嚴重的負擔。該相應(yīng)的技術(shù)比許多至今為止已知的用于運行馬達、用于發(fā)電、用于供暖目的等的系統(tǒng)更安全。這些系統(tǒng)為了運行需要相應(yīng)的燃料，這些燃料存儲在罐或者管道系統(tǒng)中。在這些部件中存放或預先保存著非常大量的燃燒能。在實踐中總是一再出現(xiàn)的故障情況中，這經(jīng)常導致相對非常嚴重的問題。特別是，由于燃料的間接存放，還會引發(fā)部分預料不到的后果。這樣的故障情況大多相當嚴重，或只有借助相當高的技術(shù)花費才能控制。在按本發(fā)明的系統(tǒng)中，只有相對少量的、尤其是少得多的可燃氣體儲存在系統(tǒng)中。以相對非臨界的含水溶液的形式或以純水的形式實現(xiàn)在罐或管道中的唯一存放，這不會產(chǎn)生在化學方面或環(huán)境技術(shù)方面的問題且當然不可燃燒。此外，可以以簡單的方式為特別是反應(yīng)室或諧振室的制備過程高效地配設(shè)可靠且價格低廉的安全裝置。按本發(fā)明的尤其是反應(yīng)迅速的或效率高的電解系統(tǒng)允許只需存儲相對少量的氣體。在大多數(shù)情況下，包含反應(yīng)室和管道系統(tǒng)的存儲或緩沖容積就足夠了。因此，這種電解系統(tǒng)或提及的用于轉(zhuǎn)換能量的裝置可以容易地控制，并將按本發(fā)明的系統(tǒng)歸入非常安全的級別。本發(fā)明的目的是提供一種更好的電解反應(yīng)系統(tǒng)。尤其是努力提供一種用于將水或含水溶液分解成氣態(tài)氫和氧的電解系統(tǒng)，其在輸入的電能方面以及在產(chǎn)生的或轉(zhuǎn)換的化學能或熱能或動能方面具有盡可能聞的效率或盡可能聞的有效性。本發(fā)明的這一目的通過按權(quán)利要求I的特征所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)得以實現(xiàn)，并與之無關(guān)地通過按權(quán)利要求2的特征所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)得以實現(xiàn)。通過權(quán)利要求I或2的特征取得的令人驚訝的優(yōu)點在于，這樣的電解反應(yīng)系統(tǒng)具有更好的尤其是正的能量平衡，從而通過輸入相對較少量的初級能量(尤其是電能)可獲得數(shù)量相對較高的能量，其形式是化學能量載體氫或氣態(tài)的氫-氧混合物。這主要通過各自的電極結(jié)構(gòu)和至少一個優(yōu)選設(shè)置在該電極結(jié)構(gòu)上方和/或下方的電磁線圈之間的構(gòu)造組 合和技術(shù)上的相互作用實現(xiàn)。通過彼此重疊的振蕩或通過至少一個電磁線圈和電極結(jié)構(gòu)的電場和磁場的組合作用，可提供最佳的前提條件，以便在達到正的能量平衡這一方針的情況下制備氫或氧或相應(yīng)的混合物。令人驚訝的可預見的效果是，在此出現(xiàn)增大的或諧振的或準諧振的效果或相互作用，它們非常有效地影響轉(zhuǎn)換或分解過程的效率。令人驚訝的有利的相互作用還在于，在電解過程中產(chǎn)生的氣泡(尤其是相應(yīng)的氫氣泡和氧氣泡)更好地或加速 地從電極面上脫離。此外，各個氣體從電解質(zhì)中的氣體析出時間更短。因此，隨之而來產(chǎn)生的是，提供的電極或其作用面分別最大地提供給轉(zhuǎn)換過程，并總是與電解質(zhì)存在著盡可能緊湊的接觸。電極和電解質(zhì)之間的氣體界限層尤其保持得盡可能小，或盡可能快地減小。此外，還可幫助和加速位于電解質(zhì)中的氣體成份的導出，從而總是將電解過程的效率和有效性保持得盡可能高?？偟恼f來，由此提供更好的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其在相對較短的反應(yīng)過程時間內(nèi)提供數(shù)量相對較多的電解獲得的氣態(tài)氫和氧。此外，按本發(fā)明的電解系統(tǒng)可成本相對低廉地構(gòu)成，并因此具有較高的經(jīng)濟性或允許實際應(yīng)用。后面的以及前面所述的效果或效率說明應(yīng)視為示例性的說明，而且絲毫不會提高完整性的要求。此外，不是所有各自提到的效果都必須出現(xiàn)。此外，所提到的效果或效率說明絲毫不取決于重要性，各種不同關(guān)系的說明一部分被看作是最可能的。一部分不存在或幾乎不存在可闡述的現(xiàn)象或交互作用，其技術(shù)背景對于大眾學術(shù)界來說是未公開的或很難闡述的。相應(yīng)的結(jié)果一部分基于大量系列實驗，并依照經(jīng)驗來改變電解系統(tǒng)的參數(shù)。按權(quán)利要求3所述的改進方案也是有利的，因為由此提供在流動技術(shù)方面有利的主體形狀和定向，以便在電解質(zhì)和空間部段中為聚集的氣體提供限定的或定向的流動。此夕卜，由此可實現(xiàn)構(gòu)造相對緊湊的、效率相對更高的電解反應(yīng)系統(tǒng)。此外，按權(quán)利要求4所述的構(gòu)造方案也是有利的，因為由此存在一種容器套容器的布局，其同樣有利于電解過程的效率。特別是由此劃分成用于容納電解質(zhì)和電極的容器，并且劃分成包圍該容器的用于容納所述部件并用于累積產(chǎn)生的氣體的容器或腔結(jié)構(gòu)。此外，按權(quán)利要求5所述的改進方案也是有利的，因為由此存在盡可能大的氣體析出橫截面，它有利于實現(xiàn)盡可能短的氣體析出時間和盡可能緊密的氣體析出。此外，提供一種用于電解質(zhì)的容納容器，它向電解液體和/或可能產(chǎn)生的電解泡沫提供不受阻礙的或大規(guī)模的溢出。這樣的電解泡沫通常在電解液體上形成，尤其在電解池的表面上形成，并且局部地妨礙電解質(zhì)中的氣體成份的氣體析出。通過持續(xù)地降低或避免電解池上的泡沫冠(這一點尤其可通過簡單的泡沫排出來實現(xiàn))可將此系統(tǒng)的效率保持得盡量高。此外，通過按權(quán)利要求的措施能以有利的方式相對簡單地提供限定的電解質(zhì)循環(huán)。電解液體尤其可相對于容納容器持續(xù)地或間斷地輸入和輸出，其中多余的電解液體可通過容納容器的上邊緣瀑布狀地再次流走，并且必要時可在清潔和/或冷卻和/或制備過程之后再次輸入到容納容器或電解質(zhì)容器中。由此能以簡單的方式實現(xiàn)電解液體的循環(huán)，由此還實現(xiàn)緊密和快速的氣體析出。尤其由此提供一種反應(yīng)或容納容器，其中通過電解過程引起的電解質(zhì)的膨脹或體積增大可經(jīng)由容納容器的溢出邊緣簡單地補償或調(diào)節(jié)。備選或與之結(jié)合的是，由于電解質(zhì)持續(xù)地或間斷地輸入到容納容器中，所產(chǎn)生的電解液體剩余量限定地從電解質(zhì)容器中再次流出，并按有利的實施方案重新輸入到容納容器中。此外，由此產(chǎn)生一種在容納容器的外壁和/或內(nèi)壁上的“電解質(zhì)落差”。在此，該電解質(zhì)外流或電解質(zhì)下降可在容納容器的外表面和/或在容納容器的中心的內(nèi)壁部段上通過以下方實現(xiàn)，即用于電解質(zhì)的容納容器具有中空圓柱體形或多個中空圓柱體形的主體形狀，尤其構(gòu)成為瀑布狀或具有同軸地嵌套設(shè)置的容納容器。通過按權(quán)利要求6所述的措施，也提供一種在流體技術(shù)方面有利的實施方式，它改善電解反應(yīng)系統(tǒng)的效率或反應(yīng)時間。按權(quán)利要求7和/或8所述的措施也是特別有利的，因為由此達到特別良好的電解效果，或形成盡量緊密的技術(shù)相互作用。特別是，至少一個電磁線圈的電磁場可尤其緊密地作用到電極結(jié)構(gòu)和電解質(zhì)上，并因此改進電解過程中的進展或效率。因此一方面，至少一個電磁線圈的電磁場有利地作用到分解過程中。此外,在至少一個電磁線圈中產(chǎn)生的機械振蕩還可盡量直接地導入到電解質(zhì)或電極結(jié)構(gòu)上。因此，改善或加速氣泡從電極中的脫離過程或從電解質(zhì)中的氣體析出過程。所述的效果得到改善，尤其提高電解反應(yīng)系統(tǒng)的效率和性能。此外，按權(quán)利要求9所述的改進方案也是有利的，因為這種電磁線圈形成一種電磁場，其有利地作用在電解過程中，尤其提高其效率。特別是因此，借助此線圈的電磁場相對密切且相對均勻地加載電極結(jié)構(gòu)，所述電磁場生成脈沖場強或交變場。在此堅持的是，電極結(jié)構(gòu)配設(shè)給或面向電磁線圈的僅一側(cè)或僅一極(尤其是南極或北極)。電磁線圈的北極側(cè)優(yōu)選最近地配設(shè)給電極結(jié)構(gòu)的上側(cè)。但備選還可考慮的是，電磁線圈的南極相對于電極結(jié)構(gòu)最近地定位或定向。
按權(quán)利要求10或11的構(gòu)造方案描述電磁線圈的有利的或特別有效的實施形式。因此，對電解反應(yīng)系統(tǒng)的功效或總體性能產(chǎn)生有利的影響。按權(quán)利要求12所述的措施也是有利的，因為由此在各個氣體(即氫和氧)中實現(xiàn)高效的水分子分離。按權(quán)利要求13所述的構(gòu)造方案也是尤其有利的，因為由此有助于或明顯更有效地實現(xiàn)電解過程。通過電磁線圈的脈沖式能量供應(yīng)，可周期性或非周期性地斷開線圈，由此其磁場至少局部或全部瓦解，并觸發(fā)更強得多的、極性或取向相反的磁場。因此，重新激活能量供應(yīng)觸發(fā)明顯更強的場強，因為后繼的場強隨著每次脈沖至少局部地相加或累積，直到達到最大的場強。通過在能量供應(yīng)的每次中斷之后的磁場反轉(zhuǎn)作用，電解質(zhì)的分子這樣振蕩，即達到不穩(wěn)定或幾乎不穩(wěn)定的分子狀態(tài)，并最佳地分解或轉(zhuǎn)換成氣態(tài)狀態(tài)，即氣態(tài)氫和氧。按權(quán)利要求14所述的構(gòu)造方案也是有利的，因為由此電極結(jié)構(gòu)的電極由于磁場的交替額外地振蕩，這一方面使粘附的氣泡順利地脫離。此外，還在電極間的電場或靜電場與至少一個電磁線圈的重疊的電磁場之間出現(xiàn)交互作用或反應(yīng)。通過此重疊,至少有時產(chǎn)生增大效果，這再次有利于分解過程。陽極和陰極電極之間的電強或靜電場強與通過至少一個設(shè)置在電極上方和/或下方的線圈產(chǎn)生的電磁場重疊。按有利的實施例，與電極結(jié)構(gòu)的電場相比或與用于電極結(jié)構(gòu)的能量供應(yīng)相比，磁場(尤其是至少一個電磁線圈的電能量供應(yīng))相對低頻率地設(shè)定尺寸。按照一種被認為適宜的尺寸，用于電磁線圈的相對低頻率的能量供應(yīng)與用于電極結(jié)構(gòu)的相對高頻率的能量供應(yīng)之間的比例為約I : 1000。按權(quán)利要求15所述的構(gòu)造方案也是尤其有利的，因為由此改進或加速電解液體中的脫離或氣體析出過程。尤其可由此形成一種循環(huán)或產(chǎn)生流動，氣泡通過所述循環(huán)或流動從電極表面更好地、尤其相對徹底且快速地脫離。此外，在位于電解液體上方的氣體腔中有助于關(guān)于位于電解液體中的氣泡的氣體析出過程。在此，周期性、非周期性和/或按需求控制地將電解質(zhì)輸入和/或重新填充到反應(yīng)室或容納容器的下方部段中。重要的是，通過此輸入和/或重新填充，在電解質(zhì)中形成漩渦或流動。以上提到的有利效果或技術(shù)成效獨立地或與之結(jié)合地也通過按權(quán)利要求16所述的措施得以實現(xiàn)。在此，用于攪動電解質(zhì)或在電解質(zhì)中形成流動的器件可以通過電解質(zhì)自身實現(xiàn)，和/或通過添加氣態(tài)介質(zhì)(例如空氣或氮氣)實現(xiàn)。在輸入其它不可燃燒的氣體(例如環(huán)境空氣或氮氣)時，能以有利的方式調(diào)節(jié)、尤其是降低電解產(chǎn)生的氫氣的燃燒值。通過將不可燃燒的氣體直接混入電解質(zhì)中，一方面在電解池中產(chǎn)生漩渦或流動，另一方面降低電解產(chǎn)生的氫氣的燃燒值或燃燒速度。因此，可將電解產(chǎn)生的氣體或氣體混合物的能量或易爆性、尤其是燃燒速度降至一水平，以便能相對無問題且簡單地應(yīng)用在幾乎標準的內(nèi)燃機中。按權(quán)利要求17所述的改進方案也是有利的，因為由此實現(xiàn)一種噴射或擴散效果，其在電解質(zhì)中實現(xiàn)盡量均勻或緊密的流動分布。特別是因此，關(guān)于位于電解質(zhì)中的氣泡或關(guān)于粘附在電極表面上的氣泡，實現(xiàn)盡量完全或均勻的氣體析出。此外，由此將吹入或引入電解質(zhì)中的氣體的按每個限定的電解質(zhì)體積的外來氣體密度(尤其是數(shù)量含量)保持得較小或使之均勻分布，并因此將電解質(zhì)功率保持得較高。通過按權(quán)利要求18所述的措施實現(xiàn)另一實施方案，用于縮短從液體中的氣體析出時間，并用于使電解質(zhì)和電極板之間的接觸更緊密。但通過按權(quán)利要求19所述的措施也改進電解反應(yīng)系統(tǒng)的氣體析出效果或氣體析出功率。特別是，如果電解液體持續(xù)或間斷地流過溢流邊緣，則提供一種電解質(zhì)下降或“瀑布”，通過它實現(xiàn)緊密或有效的氣體析出措施，如前面已闡述的那樣。在此通過強制性的輸入或重新填充電解液體，和/或通過電解液體在電解過程中的體積膨脹，可引起或引發(fā)或共同決定電解質(zhì)的相應(yīng)的溢流或轉(zhuǎn)移。通過按權(quán)利要求20所述的措施提供一種在構(gòu)造或結(jié)構(gòu)上簡單的溢流邊緣。此外，由此提供相對均質(zhì)或均勻的電解質(zhì)溢流，從而在電解液體和包含在電解液體中的氣體或氣泡之間實現(xiàn)盡量緊密的氣體析出或分離。這一點還可通過電解液體的相對大面積的分布來實現(xiàn)。但按權(quán)利要求21所述的構(gòu)造方案也是有利的，因為由此總是提供緊密的氣體析出或足夠大的氣體腔。此外，可避免在反應(yīng)室中產(chǎn)生超壓，或避免超過限定的壓力值。尤其在反應(yīng)室內(nèi)部保持確定的壓力水平，因為電解液體的受電解影響的膨脹通過限定地排出電解液體來補償或至少近似地補償。因此，尤其在反應(yīng)室內(nèi)部保留限定的氣體析出體積，或在反應(yīng)室的氣體腔中不會超過限定的氣壓。按權(quán)利要求22所述的構(gòu)造方案也是有利的，因為包含在溢流或?qū)С龅碾娊赓|(zhì)中的氣體成份仍然保留在系統(tǒng)中，并因此在一定程度上不會丟失。此外，通過電解質(zhì)的回饋在電解質(zhì)容器中形成漩渦或流動，通過此漩渦或流動改進或加速氣體成份從液態(tài)電解質(zhì)中的流出或分離。通過按權(quán)利要求23所述的措施，能以簡單、但可靠的方式阻止主要聚集在反應(yīng)室的上方部段中的氫氣通過電解質(zhì)流出口抽走或?qū)С觥Ｓ绕溆纱俗柚闺娊猥@得的氫氣經(jīng)過用于電解液體的流出口或流入口輸出或進入用于電解質(zhì)的冷卻循環(huán)中。因此，電解產(chǎn)生的氫氣或氫-氧混合物主要提供給氫氣或氧氣的各個消耗體或使用體。因此，有利于提高安全 要求，因為在技術(shù)方面簡單但有效地避免或最小化氫氣導入到與為此設(shè)置的排氣區(qū)域不同的通道或不同的范圍內(nèi)。此外，按權(quán)利要求24所述的措施是尤其有利的，因為由此在電解液體中實現(xiàn)一循環(huán)，其加速或改進氣體析出過程。另一重要的優(yōu)點在于，由此簡單地調(diào)節(jié)電解液體。特別是因此，能以簡單的方式實現(xiàn)電解液體的冷卻或限溫。相應(yīng)的冷卻過程在此通過相對少量地輸入熱量來實現(xiàn)，因為常見的環(huán)境溫度通常足以將電解液體保持在對電解過程有利的溫度水平或令人滿意的溫度范圍內(nèi)。如果電解液體保持在60°C以下的溫度范圍內(nèi)，優(yōu)選保持在20°C至50°C的溫度范圍內(nèi)，尤其保持在28°C至43°C之間，則具有有利的溫度范圍。按權(quán)利要求25所述的措施也是尤其有利的。一方面由此實現(xiàn)電解液體的冷卻和/或漩流，并因此同時在電解液體中電解產(chǎn)生的氣體成份方面提高氣體析出速度或氣體析出效率。但另一方面，也可在電解反應(yīng)系統(tǒng)中簡單地調(diào)節(jié)氣體混合物的燃燒值或能量值。尤其可通過相應(yīng)地調(diào)節(jié)輸入的環(huán)境空氣或氣態(tài)氮氣的量而這樣調(diào)整其能量值或燃燒值、尤其是其燃燒速度，即使得可在符合標準的消耗體中、例如在內(nèi)燃機或加熱裝置中進行無問題的燃燒。因此，輸入的氣體實現(xiàn)雙重效果或多重效果，其中總的效果達到高得令人驚訝的程度。按權(quán)利要求26所述的措施也是有利的。由此也以簡單且有效得令人驚訝的方式提高電解反應(yīng)系統(tǒng)的效率。尤其可因此改進產(chǎn)生或釋放的氫氣或氣態(tài)氧的數(shù)量。這一點歸因于氣泡的加速氣體析出或緊密分離。 在權(quán)利要求27中說明另一有利的實施方式。因此提供多重應(yīng)用或提供有利的應(yīng)用。特別是，由此低壓也用于協(xié)助或加速電解反應(yīng)系統(tǒng)中的氣體析出或氣體脫離，所述低壓是由消耗體或其機組(如低壓泵或用于燃燒室的增壓裝置(如渦輪增壓機))形成。由各消耗體或其燃料輸入裝置形成的各低壓在此可通過由現(xiàn)有技術(shù)已知的任意的調(diào)節(jié)措施保持在確定的、認為最佳的區(qū)域內(nèi)保持。通過按權(quán)利要求28和/或29所述的措施可實現(xiàn)有利的實施例。由此尤其可創(chuàng)造有利的流動，或在電解質(zhì)中形成限定的流動方向，此流動方向從電極的下方端部部段開始朝其上方端部部段的方向延伸。按權(quán)利要求30所述的措施，如果在電極結(jié)構(gòu)下方的電解質(zhì)流動速度相對較小，則在電極之間的部段中加速電解液體。即實現(xiàn)文氏管效應(yīng)，并因此提高各個電極之間的流動速度。因此，還可改進脫離功率，尤其是每個時間單位內(nèi)的脫離率，并且還可改善氣泡脫離或分離的強度。按權(quán)利要求31所述的措施也是尤其有利的。特別是，即使在構(gòu)造體積相對緊湊的情況下，通過彼此聯(lián)接的電極的這種多重布局也提高電解效率。此外，由此實現(xiàn)多層的冷凝器效應(yīng)，因為各個電極對之間的電場分別具有至少差別細微的特性，這有利于實現(xiàn)高效的電解過程。因為其它位于內(nèi)部的管狀電極相互間具有變得越來越大的間距，所以至少局部地補償在各種不同的電極對之間存在的各自的間隙體積。特別是由此，與中心的或更靠內(nèi)部的電極對之間的間隙體積相比，位于外部的電極之間的間隙體積設(shè)計得相同或近似相同。通過經(jīng)驗嘗試表明可由此實現(xiàn)較高的電解效率。此外，按權(quán)利要求32所述的措施是有利的，因為借助相對較低的電功率或借助相對較低的磁性場強，機械振動可被至少強加給電極結(jié)構(gòu)的至少個別電極。特別是由此以簡單的方式提高脫離效率或氣體析出速度，并因此整體上提高電解反應(yīng)系統(tǒng)的效率。此外，按權(quán)利要求33所述的措施是有利的，因為由此在相對較弱的電磁場強下，可在電極結(jié)構(gòu)的各個電極上產(chǎn)生相對緊密的機械振蕩。此外由此提供流動通道或溢流通道，其額外地改善氣泡從電解液體中的氣體析出。此外，按權(quán)利要求34所述的措施也是有利的，因為由此限定電磁場相對更強或更緊密的區(qū)域，并提供磁場強度相對更小的另外的區(qū)域。此不均勻性(即場強關(guān)于環(huán)形圓周增大或變小)相應(yīng)地對電解反應(yīng)系統(tǒng)的有效性或整體效率都有積極的影響。通過按權(quán)利要求35所述 的措施，在局部繞組的角度延伸范圍和位于局部繞組之間的繞組空置空間之間提供有利的關(guān)系。特別是由此實現(xiàn)分散在電磁線圈的環(huán)形圓周上的局部繞組的適當數(shù)量。按權(quán)利要求36所述的措施也是有利的，因為由此生成足夠的場強或足夠強的磁場，以便以有利的方式影響或加速電解過程。按權(quán)利要求37所述的措施也是有利的，因為由此磁場強或磁通量密度是變化的，或沿環(huán)面形的線圈的圓周方向交替地上升和下降。這對于取消電解質(zhì)的原子、尤其是水分子之間的聯(lián)結(jié)力是有積極作用的，由此改進所述反應(yīng)系統(tǒng)的電解效率。最后，按權(quán)利要求38所述的措施是有利的，因為由此磁場線能夠以集中的形式作用到電極結(jié)構(gòu)和電解質(zhì)上。


為了更好地理解本發(fā)明，借助以下附圖詳細地闡述本發(fā)明。分別在明顯簡化的示意性的附圖中圖I示出電解反應(yīng)系統(tǒng)的實施形式的原理圖，其示出多個技術(shù)實施方案或者改進方案；圖2示出電解反應(yīng)系統(tǒng)的第一實施形式的透視圖；圖3示出具有星狀扇形展開的板狀電極的電極結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖4示出星狀電極結(jié)構(gòu)的另一實施例的俯視圖，該電極結(jié)構(gòu)包括在橫截面中楔形或扇段形地構(gòu)成的板狀電極；圖5示出如應(yīng)用在電解反應(yīng)系統(tǒng)中的電磁線圈的實施形式；圖6示出電解反應(yīng)系統(tǒng)的另一實施形式的縱剖圖；圖7示出按照圖6的VII -VII線截取的圖6的電解系統(tǒng)；圖8示出在電解反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部的電極結(jié)構(gòu)的另一實施形式的俯視圖；圖9示出如有利地應(yīng)用在電解反應(yīng)系統(tǒng)中的電磁線圈的另一實施形式。
具體實施例方式首先聲明，在不同描述的實施例中相同的部件用相同的附圖標記或相同的部件名稱來表示，其中包含在整個描述中的公開內(nèi)容適當?shù)剞D(zhuǎn)嫁到具有相同附圖標記或相同部件名稱的相同部件上。此外，在描述中選用的位置說明(例如上、下、側(cè)面等)涉及直接描述或示出的附圖，并在位置變化時適當?shù)剞D(zhuǎn)換到新的位置上。此外，來自所示出的或描述的不同實施例中的單個特征或特征組合也可以是本身獨立的、有發(fā)明創(chuàng)造性的或按本發(fā)明的解決方案。在具體描述中對數(shù)值范圍的所有說明應(yīng)這樣理解，即這些任意的以及從中得出的所有局部范圍都包含在內(nèi)，例如I至10的說明應(yīng)這樣理解，即所有的局部范圍從下限I和上限10開始都包含在內(nèi)，即所有的局部范圍都以下限I或更大的數(shù)值開始，并以10或更小的數(shù)值結(jié)束，例如I至I. 7或3. 2至8. I或5. 5至10。圖I關(guān)于電解反應(yīng)系統(tǒng)的原理和技術(shù)構(gòu)造方面不出電解反應(yīng)系統(tǒng)I的實施形式的示意圖。在此明確聲明，不是所有在此示出的措施都歸入本發(fā)明的主題。當然，圖I所示的各個構(gòu)造或方法措施也可轉(zhuǎn)嫁到以下闡述的實施例上。所說明的電解反應(yīng)系統(tǒng)I用于通過使用電解方法制備氣態(tài)氫和氧。特別是，在該電解反應(yīng)系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)過程中，借助電解反應(yīng)系統(tǒng)1，電解質(zhì)、尤其是水或含水的電解質(zhì)、尤其是由水或提高其傳導性的添加物(例如硫酸)構(gòu)成的混合物通過電解過程分解成氣態(tài)氫和氣態(tài)氧，并轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的氣體混合物。如本身已知的那樣，這樣的電解反應(yīng)系統(tǒng)I包括至少一個反應(yīng)室2，所述反應(yīng)室用于容納或存儲含水的或基于水的電解質(zhì)和至少一個電極結(jié)構(gòu)3，所述電極結(jié)構(gòu)由多個陽極和陰極的電極構(gòu)成。 反應(yīng)室2優(yōu)選通過基本上呈中空圓柱體的容納容器4構(gòu)成，至少一個電極結(jié)構(gòu)3設(shè)置在該容納容器中。按第一實施例，電極結(jié)構(gòu)3由多個星狀扇形展開的板狀的電極5、6構(gòu)成。彼此相鄰的電極板5、6在此交替地構(gòu)成陰極和陽極。在電解系統(tǒng)中已知用于構(gòu)成連續(xù)的陰極和陽極的各個電極5、6的連續(xù)的交替的極性。代替星狀扇形展開的板狀的電極5、6，按另一實施例還可以使用中空體狀的、尤其是棱柱體形的電極或管狀的電極，如下文所述。在這個具有星狀扇形展開的或輻射狀延伸的電極板5、6的實施例中，該電極結(jié)構(gòu)3的虛擬的扇形軸線7基本上定向或定位到容納容器4的虛擬的圓柱體軸線或豎直軸線8上，或基本上與該容納容器的圓柱體軸線或豎直軸線8重合地定向或定位，如共同觀看圖2和3可見。各個板狀電極5、6在此豎直地構(gòu)成，即各個板狀電極板5、6的平面?zhèn)瘸蕢Ρ跔畹囟ㄏ?，并以O(shè). 5mm至15mm、優(yōu)選Imm至5mm的相對緊密的間距間隔開。板狀電極板5、6的厚度為O. Imm至5mm,優(yōu)選約為1mm。如最佳由圖3可見，在星狀或扇形的電極結(jié)構(gòu)3的相鄰電極板5、6之間存在變化的間距9、9’。在直接相鄰的電極板5、6之間的變化的間距9、9’由各個板狀的電極5、6關(guān)于電極結(jié)構(gòu)3的共同的虛擬的扇形軸線7的星狀或扇形延伸而引起。特別是，各個電極板5、6從共同的虛擬的扇形軸線7開始沿扇形軸線7的徑向方向延伸。在按圖3的俯視圖中，電極5、6呈V形定向。因此，在直接相鄰的電極板5、6之間分別存在展開角10、尤其是所謂的圓心角或弧度α，其取決于環(huán)狀或輻射狀地圍繞扇形軸線7設(shè)置的電極板對5、6的數(shù)量，如從圖3中明確可知。由于各個電極板5、6的星狀設(shè)置結(jié)構(gòu)并由于由此產(chǎn)生的根據(jù)距扇形軸線7的距離而變化的間距9、9’，有利于電解過程的效率。特別是，通過變化的間距9、9’或通過相鄰電極板5、6之間的限定的展開角10，可更好地考慮電解質(zhì)的不同水質(zhì)或不同傳導性。特別是，如果存在不同的或緩慢擺動或浮動的水質(zhì)，或如果其傳導性不同，則也可實施更高效或功能強勁的電解過程。也就是說，在變化的水質(zhì)方面，或在變化的傳導性方面，或在其它在電解過程的持續(xù)或推進期間發(fā)生變化的物理特性方面，所提及的星狀實施方案是相對不敏感的。此外，通過這些措施有利于或有助于電解產(chǎn)物(尤其是氫和氧)從電極結(jié)構(gòu)3中的氣體析出。這可在限定的時間段內(nèi)實現(xiàn)更高的效率或更高的電解功率。按實用的構(gòu)造方案，在相鄰電極5、6之間構(gòu)造的在離扇形軸線7最近的端部部段中的間距9為約
O.6mm,在與扇形軸線7相背離的端部部段中的間距9’為約4mm。
在俯視圖中看到，星狀的電極結(jié)構(gòu)3對于其邊界優(yōu)選構(gòu)成為圓形。但也可設(shè)想到多邊形的外輪廓。按尤其符合目的的構(gòu)造方案，星狀或扇形的電極結(jié)構(gòu)3在俯視圖中設(shè)計成圓環(huán)形，這最佳從圖3中可看到。特別是，圓柱體形或管狀的空置部位11可環(huán)形地圍繞扇形軸線7構(gòu)成，該空置部位可完全用電解質(zhì)填滿，和/或至少局部地起用于多余或溢出的電解液體或用于電解泡沫的流出腔或溢流通道或排出通道的作用，如下文還將詳細闡述的那樣。也就是說，在保持限定的徑向間距12的情況下，各個電極板5、6優(yōu)選圍繞扇形軸線7扇形展開地或連續(xù)地設(shè)置，并在此沿扇形軸線7的徑向定向，這最佳從圖3中可看到。總的看來,這樣構(gòu)造的電極結(jié)構(gòu)3基本上中空圓柱體地構(gòu)成，如共同觀看圖2和3可知。該中空圓柱體形的電極體在此具有許多片狀分層的、但彼此間隔開的、極性不同的電極板5、6，它們柵欄狀或輻射狀地圍繞共同的圓柱體軸線或扇形軸線7延伸。在俯視圖中，各個板狀的電極5、6在此在一定程度上是星狀電極結(jié)構(gòu)3的從扇形軸線7開始的假想的射線在此，各個電極板5、6關(guān)于板式電極的彼此相對的平面?zhèn)染哂邢嗤虿蛔兊暮穸?。代替?gòu)成板狀電極5、6，還可以在俯視圖中在電極結(jié)構(gòu)3上構(gòu)成基本上扇段形的電極5、6、尤其是扇段形的陽極和陰極，如從圖4中示例性和示意性可見。在俯視圖或橫截面中扇段形地構(gòu)成的電極5、6同樣圍繞共同的扇形軸線7設(shè)置。各個扇段形電極5、6在此優(yōu)選以距扇形軸線7徑向間距12地設(shè)置。在此還規(guī)定，星狀或扇形地設(shè)置橫截面(按圖4)呈扇段形或近似扇段形的電極板5、6。因此該電極結(jié)構(gòu)3也具有基本中空體形狀，因為圓柱體形或管狀的空置部位11優(yōu)選環(huán)形地圍繞虛擬或假想的扇形軸線7設(shè)置。但與圖3所示實施例不同的是，相鄰電極5、6之間的在距扇形軸線7不同徑向間距時的間距9保持恒定或近似恒定，如從圖4可知。沿虛擬的圓柱體軸線或豎直軸線8的軸向方向，即沿容納容器4的豎直軸線的軸向方向，優(yōu)選至少在按設(shè)計構(gòu)成為星狀的電極結(jié)構(gòu)3的上方和/或下方設(shè)置至少一個電磁線圈13。在此，由電磁線圈13通過用電能加載而形成的電磁場作用在電解質(zhì)上并還作用在反應(yīng)室2中的電極結(jié)構(gòu)3上。也就是說，線圈13這樣設(shè)置和確定尺寸，即使得電磁場的場線切割或影響電解質(zhì)并還切割或影響電極結(jié)構(gòu)3的陽極和陰極的電極5、6。至少一個電極結(jié)構(gòu)3優(yōu)選完全浸入電解質(zhì)中，所述電解質(zhì)優(yōu)選由水或含水溶液構(gòu)成。但也優(yōu)選地，至少一個電磁線圈13設(shè)置在電解質(zhì)的常規(guī)或最小液位14之下。也就是說，用于產(chǎn)生電磁場的電磁線圈13也優(yōu)選至少大部分(優(yōu)選完全)浸入電解質(zhì)中。這一點是重要的，以便一方面使電解質(zhì)振蕩或高頻率振動，另一方面至少間接地還使陽極和陰極的電極5、6振蕩或高頻率振動，并因此幫助或加速氣泡在電極5、6上的脫離以及氫氣泡或氧氣泡從液態(tài)電解質(zhì)中的氣體析出。特別是，至少一個電磁線圈13的電磁場這樣使電極結(jié)構(gòu)3的陽極和陰極電極5、6機械振蕩，即幫助在陽極和陰極電極5、6上產(chǎn)生的氣泡(尤其是各自的氫氣泡和氧氣泡)的脫離。此外，至少一個電磁線圈13的電磁場還實現(xiàn)電解過程的離子化、強化或激烈化。陽極和陰極的電極5、6由鐵磁材料、尤其是由可受磁場影響的材料構(gòu)成，例如由含鐵金屬和/或貴金屬(例如所謂的不銹鋼)構(gòu)成，或由其它不生銹的鋼構(gòu)成。通過電磁線圈13的具有相對較低振幅的高頻率機械振蕩，強化或加速在電極5、6上的氣體脫離。隨之而來的是，電極5、6的作用面相對于電解質(zhì)保持得盡量高，從而電解過程或電極5、6的電極面的效率或生產(chǎn)能力較高地保持或最大化。這一點加速電解過程，或由此在限定的時間段內(nèi)改善或最大化分解過程。也就是說，可由此改進或提高電解反應(yīng)系統(tǒng)I的電解功率或分解功率。特別是，通過所述措施在每時間單位內(nèi)提高進行的轉(zhuǎn)換或分解工作，從而還借助體積相對較小或構(gòu)造緊湊的反應(yīng)系統(tǒng)1，對氫氣和氧氣或關(guān)于相應(yīng)的氣體混合物實現(xiàn)高排放功率。所提到的電解反應(yīng)系統(tǒng)I因而具有較高的反應(yīng)成效或反應(yīng)速度。至少局部地浸入電解質(zhì)中的電磁線圈13在此提供協(xié)同效果，因為它一方面導致電離，另一方面用作用于電解質(zhì)或電極5、6的振蕩生成器。按有利的備選方案或改進方案，在至少一個電磁線圈13的上方設(shè)置由多個陽極和陰極電極5、6構(gòu)成的另一電極結(jié)構(gòu)3’。這個另外的設(shè)置在電磁線圈13上方的電極結(jié)構(gòu)3’優(yōu)選完全、尤其是盡可能完全地浸入到反應(yīng)室2內(nèi)的液態(tài)的尤其是含水的電解質(zhì)中。
如同在圖I中示例性且示意性或原則性示出的那樣，被能量加載的電磁線圈13的電磁場振動地作用于設(shè)置于下方和/或上方的電極結(jié)構(gòu)3、3’的電極5、6，或者被能量加載的電磁線圈13也借助振蕩或振動作用于電解質(zhì)，從而有助于或強化電極5、6的氣泡脫離或在電解質(zhì)中的氣泡輸送。備選地還可考慮的是，電磁線圈13構(gòu)成在電極結(jié)構(gòu)3下方，尤其是設(shè)置在反應(yīng)室2或容納電解質(zhì)的容納容器4的底部部段中。電極結(jié)構(gòu)3優(yōu)選以距反應(yīng)室2的底部部段或底板一定豎直間距地設(shè)置。因此，在電極結(jié)構(gòu)3的下方存在限定的電解質(zhì)體積，或者可因此在電極結(jié)構(gòu)下方聚集確定的電解質(zhì)數(shù)量，并且在電極結(jié)構(gòu)3下方形成靠近底部的流動通道。沿圓柱體軸線或豎直軸線8的軸向方向定位在電極結(jié)構(gòu)3下方的電磁線圈13’在此優(yōu)選同樣距反應(yīng)室2的底部部段一定距離，以便能從底部部段開始沿豎直方向朝上、尤其是沿朝電解反應(yīng)系統(tǒng)I的氣體腔的方向在電極結(jié)構(gòu)3內(nèi)部在電解質(zhì)中形成流動。按有利的實施例，如共同觀看圖I和5可見，至少一個電磁線圈13在俯視圖中基本上環(huán)形地構(gòu)成。圓環(huán)狀的電磁線圈13的中心點或中點15在此位于容納容器4的圓柱體軸線或豎直軸線8上或附近，或位于電極結(jié)構(gòu)3的扇形軸線7上或附近。也就是說，線圈12的基本成圓盤形的中心面16橫向于、尤其垂直于圓柱體軸線或豎直軸線8或垂直于扇形軸線7定向，如最佳由圖I可見。線圈13的繞組體17優(yōu)選構(gòu)成為環(huán)形或環(huán)面形。該繞組體17優(yōu)選由不可磁化的材料構(gòu)成，尤其由塑料或類似材料構(gòu)成。也就是說，電磁線圈13優(yōu)選設(shè)計成無鐵芯的，尤其構(gòu)成為空心線圈。該繞組體17承帶至少一個線圈繞組18，該線圈繞組包括多個繞組，尤其包括成百或成千個繞組，這些繞組纏繞在繞組體17的周圍。但代替構(gòu)成繞組體17，還可能的是，至少一個線圈繞組18設(shè)計成自承帶的，即沒有形成繞組體17，并因而在一定程度上設(shè)計成具有固有穩(wěn)定性。線圈繞組18的各個繞組都徑向或基本徑向于環(huán)形線圈13定向。特別是，各個繞組呈環(huán)形或線軸形地圍繞隆起狀的繞組體17延伸，如最佳由圖5可知。按優(yōu)選的實施例，構(gòu)成四個纏繞的局部繞組19、19’、19”、19”’，它們圍繞繞組體17或線圈13的圓周分散地設(shè)置且分別彼此間隔開。各個局部繞組19-19”’在此串聯(lián)聯(lián)接。優(yōu)選地，在各個局部繞組19-19”，之間構(gòu)成有繞組間距20、20’、20”。按有利的改進方案，構(gòu)成三個分別相對于線圈軸線或中點或中心點15成45°偏移設(shè)置的、相疊纏繞的線圈繞組。特別是，由此形成至少三層的線圈繞組18，其沿環(huán)面形的線圈13的圓周方向的繞組間距20、20’、20”連續(xù)或彼此錯開地構(gòu)成。按有利的實施例，至少一個電磁線圈13與電極結(jié)構(gòu)3承載負荷地相連,或相對于電極結(jié)構(gòu)3承載負荷地支撐。也就是說，至少一個電磁線圈13例如不是直接與反應(yīng)室2相連，而是盡可能直接與電極結(jié)構(gòu)3機械地相連。由此盡可能大量地將振蕩傳遞到電極結(jié)構(gòu)3上。在按圖2的構(gòu)造方案中，電磁線圈13容納在中空圓錐形或漏斗形的保持元件中，該保持元件支撐在電極結(jié)構(gòu)3的上側(cè)。因此，電磁線圈13的機械振蕩或振動傳遞到電極結(jié)構(gòu)3上，且反之亦然。在按圖6、7的實施例中，至少一個電磁線圈13通過夾子狀的支撐或保持裝置承載負荷地固定或支 撐在電極結(jié)構(gòu)3的上側(cè)上。電極5、6以適宜的方式這樣保持或支承，即它們可在電解池中盡可能自由地振蕩。單側(cè)或舌狀的保持或支承對此是有利的。備選地可設(shè)想到，在電極5、6的最多兩個彼此相對的邊緣部段或端部上保持電極5、6，如在圖2中示例性所示。電極結(jié)構(gòu)3的各個陽極和陰極的電極5、6以已知的方式由第一電能源21供應(yīng)電能。第一能源21在此優(yōu)選構(gòu)造為用于脈沖式地向陽極和陰極的電極5、6供應(yīng)能源。至少一個電磁線圈13由另一電能源22供應(yīng)電能。該另一電能源22在此優(yōu)選構(gòu)造為用于脈沖式地向至少一個電磁線圈13供應(yīng)能源。第一能源21和另一能源22優(yōu)選分別向電極5、6或線圈13供應(yīng)脈沖式的直流電壓，該直流電壓在各個電壓脈沖或能量脈沖之間具有變化的振幅高度和限定的脈沖間歇。能源21、22優(yōu)選通過電力能量轉(zhuǎn)換器構(gòu)成，尤其是通過轉(zhuǎn)換電路或信號發(fā)生器構(gòu)成，如現(xiàn)有技術(shù)早就已知的那樣。各能源21、22由公共供電網(wǎng)、或優(yōu)選由直流電壓源、尤其是由電化學的電壓源(例如蓄電池)供應(yīng)電能。優(yōu)選地，用于能源21、22的能量供應(yīng)裝置通過蓄電池構(gòu)成，尤其是通過至少一個端電壓為12V或24V的鉛蓄電池構(gòu)成。該能量供應(yīng)裝置尤其由機動車的12V/24V的整車電源構(gòu)成。按有利的措施，與用于向至少一個電磁線圈13供應(yīng)能量的第二能源22的能量頻率相比，用于向陽極和陰極的電極5、6供應(yīng)能量的第一能源21的能量頻率這樣選擇，即使得電解反應(yīng)系統(tǒng)I至少有時在其諧振頻率附近或以其諧振頻率工作。第一能源21和另一能源22的各自的能量頻率彼此協(xié)調(diào)一致，使得電解系統(tǒng)在諧振狀態(tài)或準諧振狀態(tài)下工作，并且在此電解質(zhì)高效地以化學方式分解成氣態(tài)氫和氧。因此，決定性地影響各個氣泡從陽極和陰極的電極5、6脫離的程度或效率。特別是，通過電場或電磁場在反應(yīng)室2中的作用，一方面幫助或加速電解分解過程。另一方面，通過力或振動的電磁耦合，在電解質(zhì)中和/或金屬的(尤其是鐵磁性的)電極5、6中產(chǎn)生振動或振蕩，其有利于氣體脫離并因此有利于分解過程。在此，用于向陽極和陰極的電極5、6供應(yīng)能量的第一能源21的能量頻率比用于向至少一個電磁線圈13供應(yīng)能量的第二能源22的脈沖頻率或能量頻率高幾倍。與第二能源22的供應(yīng)頻率相比，第一能源21的供應(yīng)頻率至少是其百倍直至約萬倍或十萬倍、優(yōu)選約千倍。因此，用于電極結(jié)構(gòu)3的電能量供應(yīng)與用于至少一個電磁線圈13的電能量供應(yīng)之間的頻率比例優(yōu)選為約1000:1。用于線圈13的能量頻率例如為約30Hz，用于陽極和陰極的電極5、6的能量頻率為約30kHz。當然，也可對能源21、22設(shè)定或產(chǎn)生其它的基值或頻率值。用于向陽極和陰極的電極5、6供應(yīng)的第一能源21的電平可超過100V或超過1000V，尤其是最大達50kV，但優(yōu)選小于10kV。
各個電壓值或頻率值主要取決于反應(yīng)室2內(nèi)部的各個部件的結(jié)構(gòu)性布局和幾何尺寸，并可按照經(jīng)驗或在專業(yè)知識的范圍內(nèi)分別協(xié)調(diào)一致或適配。按有利的實施例，在反應(yīng)室2 (尤其是電解質(zhì)容積或用于電解質(zhì)的容納容器4)的下方部段中設(shè)置至少一個輸入孔口 23，用于補充和/或連續(xù)或間斷地重新填充電解液體。通過已輸入到或可輸入到電解池的下方部段中、尤其是底部部段中的電解質(zhì)而產(chǎn)生電解液體的漩渦或漩流，因此以有利的方式幫助或加速氣泡在陽極和陰極的電極5、6上的脫離?？商娲鼗蚺c之結(jié)合地，在反應(yīng)室2中、尤其是在用于電解質(zhì)的容納容器4中構(gòu)成器件24，用于攪動電解質(zhì)，尤其是用于在電解質(zhì)中形成流動(例如紊流式的流動)。攪動器件24可由現(xiàn)有技術(shù)已知的任意的用于在液池中產(chǎn)生流動或漩渦的措施來實現(xiàn)。有利的實施例規(guī)定，用于攪動電解質(zhì)的器件24通過通到反應(yīng)室中的用于電解質(zhì)的吸入和/或排出噴 嘴25形成。優(yōu)選地，設(shè)置多個用于電解質(zhì)的吸入和/或排出噴嘴25，它們優(yōu)選配設(shè)給用于電解質(zhì)的容納容器4。根據(jù)期望的漩渦或各漩渦力的分布，可在各個要求范圍內(nèi)顯著地改變吸入和/或排出噴嘴25的數(shù)量。還根據(jù)吸入和/或排出噴嘴25的直徑，可優(yōu)選在用于電解質(zhì)的容納容器4的底部區(qū)域內(nèi)構(gòu)成至少兩個或幾百個這樣的吸入和/或排出噴嘴25。按有利的改進方案，多個吸入和/或排出噴嘴25的至少個別作用軸線傾斜于底部部段定向。特別是，吸入和/或排出噴嘴25的作用軸線可與反應(yīng)室2的圓柱體軸線或豎直軸線8成角度地定向，以便在電解池中形成緊密的漩渦或深遠的流動，其有利于氫氣泡或氧氣泡從陽極和陰極的電極5、6或從電解質(zhì)內(nèi)部朝上輸出至氣體析出區(qū)域、尤其是輸出至反應(yīng)室2的氣體腔26。當然還可能的是，用于攪動電解質(zhì)的器件24通過至少一個浸入電解液體中的攪動器構(gòu)成，以代替通過引入液體或氣體在電解質(zhì)中產(chǎn)生漩渦或流動。按有利的措施，用于在電解質(zhì)中強制引起流動的器件24這樣構(gòu)成，即使得圍繞容納容器4或反應(yīng)室2的圓柱體軸線或豎直軸線8形成近似螺紋線狀的流動，其中該螺紋線狀的流動的蔓延方向從電解質(zhì)的底部部段開始朝電解池的表面的方向延伸。按有利的實施例，在反應(yīng)室2中設(shè)置至少一個溢流邊緣27，該溢流邊緣構(gòu)造為用于限定電解質(zhì)的最大液位28。按有利的實施例，至少一個溢流邊緣27通過中空圓柱體形或中空棱柱體形的電解質(zhì)容器30的至少一個上方的邊界邊緣29形成。電解質(zhì)容器30優(yōu)選具有豎直定向的圓柱體軸線31，該圓柱體軸線優(yōu)選與反應(yīng)室2的圓柱體軸線或豎直軸線8重合或至少近似重合。作為電解質(zhì)容器30的上方的邊界邊緣29的替代或補充，至少一個溢流邊緣27可通過至少一個在電解質(zhì)容器30的外罩中的孔或其它缺口形成。但是，電解質(zhì)容器30的上方部段優(yōu)選盡量敞口地、尤其在整個橫截面上敞口地構(gòu)成，以便有利于良好地分離或排出通常在電解過程中產(chǎn)生的泡沫32、特別是形成在電解質(zhì)上的泡沫冠。特別是，如果液體水位或電解質(zhì)水位與溢流邊緣37處于同一高度，則能夠有效地排出電解質(zhì)上的泡沫32。電解質(zhì)的初始液位33優(yōu)選約低于溢流邊緣27。在電解過程激活的過程中，首先通過在電解質(zhì)中形成氣泡而明顯可見地提高電解質(zhì)體積。也就是說，在電解反應(yīng)系統(tǒng)I的運轉(zhuǎn)過程中，電解質(zhì)水位在反應(yīng)室2中、尤其在容納容器4或電解質(zhì)容器30中上升。因此，電解質(zhì)的初始液位33優(yōu)選低于電解質(zhì)容器30的溢流邊緣27。溢流邊緣27至少限定在電解質(zhì)容器30中的最大可能的電解質(zhì)水位。在達到或超過該最大的電解質(zhì)水位時，有效地排出電解質(zhì)泡沫或泡沫冠。
按所示的實施例，從電解質(zhì)容器30的中心區(qū)域開始朝外地、尤其是沿圓柱體軸線31或豎直軸線8的徑向方向?qū)⑴菽诨蚺菽?2亦或溢流或多余的電解液體排出。按可替代的或可組合的實施例，還可能的是，在設(shè)置于電解質(zhì)容器30的中心區(qū)域中的出水通道34中將泡沫32或流過至少一個溢流邊緣27的電解質(zhì)排出，如虛線所示。在此中心的或設(shè)置在中心的出水通道34中，溢出的電解質(zhì)或通過溢流邊緣27’輸出的電解質(zhì)泡沫可朝下導出，并優(yōu)選再次混入電解質(zhì)容器30中，如下文還將詳細闡述的那樣。優(yōu)選地，在反應(yīng)室2的底部部段中構(gòu)成收集部段35，用于流過溢流邊緣27的電解質(zhì)或電解質(zhì)泡沫。收集部段35在反應(yīng)室2的確定的豎直高度上延伸，并阻止或避免電解獲得的氣體從排出孔口 36排出，所述排出孔口用于受控地從反應(yīng)室2中排出電解質(zhì)。收集部段35可通過反應(yīng)室2的底部部段中的確定的電解質(zhì)水位構(gòu)成，或通過其它虹吸狀的氣障構(gòu)成。收集部段35或相應(yīng)的液體虹吸裝置的作用主要是，盡量氣密地封閉反應(yīng)室2，或盡量阻止氫氣和氧氣通過底部附近的用于電解質(zhì)的排出孔口 36排出或吸出。用于流過溢流邊緣27的電解液體或用于排出的電解質(zhì)泡沫的例如虹吸式的收集部段35相對氣密地封閉排出孔口 36，相反也能夠通過至少一個排出孔口 36從反應(yīng)室2中受控地排出電解液體。尤其是 確保在收集部段35中存在或形成確定的液體水位，以便實現(xiàn)足夠氣密的氣障。收集部段35中的液體水位優(yōu)選低于電解質(zhì)在電解質(zhì)容器30內(nèi)的常規(guī)液位33。收集部段35可按描述環(huán)形地設(shè)置在電解質(zhì)容器30的周圍，或者如果多余的電解質(zhì)中心地導入到設(shè)置于中心的出水通道34中，則收集部段35設(shè)置在電解質(zhì)容器30的中心區(qū)域中，如用虛線所示的實施方案描述的那樣。當然還可替代地，借助至少一個用于電解液體的收集部段35，可實施組合的外部和內(nèi)部收集亦或瀑布式的電解質(zhì)收集，以實現(xiàn)電解質(zhì)泡沫或電解液體的脫離和氣體析出。還適宜的是，設(shè)置至少一個回饋裝置37，用于流過容納容器4或電解質(zhì)容器30的溢流邊緣27的電解質(zhì)成份。借助回饋裝置37，電解質(zhì)至少再次混入到中空圓柱體形或中空棱柱形的電解質(zhì)容器30或反應(yīng)室2中。優(yōu)選地，在用于電解質(zhì)的回饋裝置37的至少一個導管內(nèi)部還設(shè)置有液體罐38、尤其是儲水容器39，其中存放或緩沖一定量的電解質(zhì)、尤其是形式為水的液態(tài)電解質(zhì)。從此液體罐38出發(fā)，電解液體連續(xù)或間斷地供應(yīng)給反應(yīng)室2內(nèi)部的電解過程。至少一個回饋裝置37在此在一定程度上延伸通過或經(jīng)過液體罐38。也就是說，回饋裝置37 —方面通到液體罐中，并且回饋裝置37從液體罐38開始再次朝反應(yīng)室2的方向行進，以便在容納容器4或電解質(zhì)容器30中供給或重新填充電解液體。在液壓方面，在反應(yīng)室2和液體罐38或儲水容器39之間的電解質(zhì)循環(huán)41可與內(nèi)燃機的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的始流和回流相類似。在此在回饋裝置37中可設(shè)置至少一個過濾裝置40，用于過濾殘留物、尤其是在電解質(zhì)或電解處理的水中的污染物。為了形成主動的或強制性的水循環(huán)或電解質(zhì)循環(huán)41，至少一個液體泵42聯(lián)接到與反應(yīng)室2相連的用于電解質(zhì)的回饋裝置37或輸入導管中。適宜的是，回饋裝置37也用作用于電解質(zhì)的冷卻裝置43，或包括冷卻裝置43。冷卻裝置43可通過回饋裝置37本身的導管連接和/或通過額外的換熱器、尤其是通過空氣/液體交換器(例如散熱片)構(gòu)成。換熱器44或散熱片可構(gòu)成在導管復合結(jié)構(gòu)中和/或在液體罐38或儲水容器39上。按優(yōu)選的實施例，冷卻裝置43這樣確定尺寸或回饋裝置37這樣測量，即使得電解質(zhì)的溫度保持在20°C和60°C之間的范圍內(nèi)，尤其在28°C和50°C之間的范圍內(nèi)，優(yōu)選在35°C至43°C。尤其在最后所 述的電解質(zhì)溫度范圍內(nèi)，發(fā)生最佳或相對更有效的電解過程。尤其在此溫度范圍內(nèi)只需相對少量或相對較少功率的電能。冷卻裝置43當然也可通過其它無源和/或有源作用的冷卻裝置構(gòu)成，例如現(xiàn)有技術(shù)已知的眾多實施形式。按有利的實施例，電解反應(yīng)系統(tǒng)I因而具有連續(xù)或不連續(xù)的用于電解質(zhì)的流入口45和流出口 46。特別是，通過這些電解質(zhì)的流入口 45和流出口 46，在反應(yīng)室2中或在其電解質(zhì)容器30中提供或形成含水或由水構(gòu)成的電解質(zhì)的隨時間逐漸的更換或重新填充。在此，優(yōu)選形成封閉的電解質(zhì)循環(huán)41，液體罐38和至少一個液體泵42在該電解質(zhì)循環(huán)中作用。按有利的改進措施，優(yōu)選在反應(yīng)室2的底部部段和/或外罩區(qū)域內(nèi)構(gòu)成至少一個通穿孔47，用于待導入反應(yīng)室2、尤其是用于電解質(zhì)的容納容器4中的環(huán)境空氣48。為此備選或附加的是，至少一個通穿孔47也用于將氮氣或其它不可燃的氣體輸入容納容器4、尤其是電解質(zhì)容器30中。至少一個通穿孔47在此直接通到電解池中，電解池在反應(yīng)系統(tǒng)I的運轉(zhuǎn)過程中位于反應(yīng)室2、尤其是電解質(zhì)容器30中。優(yōu)選構(gòu)成多個分散地設(shè)置在電解質(zhì)容器30的底部部段和/或外罩區(qū)域中的通穿孔47，用于環(huán)境空氣48和/或氮氣。尤其可直接將環(huán)境空氣48和/或氮氣輸入或?qū)腚娊赓|(zhì)中，從而產(chǎn)生液體或氣體混合物，并在電解質(zhì)中產(chǎn)生流動或漩流。必要時，可設(shè)置調(diào)節(jié)器件49、尤其是閥裝置或類似物，其用于調(diào)節(jié)流入電解質(zhì)中的環(huán)境空氣48和/或氮氣的量和/或壓力。優(yōu)選在壓力下引入環(huán)境空氣48或氮氣或其它不可燃的氣體。也就是說，環(huán)境空氣48或氮氣被主動地吹入反應(yīng)室2中。必要時，也可通過在反應(yīng)室2中形成低壓，吸入相應(yīng)的氣體或氣體混合物(例如空氣)。通過前面描述的通穿孔47 (環(huán)境空氣48或氮氣借助該通穿孔直接吹入或引入電解質(zhì)中)，一方面有助于粘附在電極結(jié)構(gòu)3上的氧氣泡或氫氣泡的脫離。此外，也可通過將空氣或氮氣引入電解質(zhì)中實現(xiàn)電解質(zhì)的漩渦或混攪。這在電解功率方面、尤其在電解反應(yīng)系統(tǒng)I的工作效率方面產(chǎn)生積極的作用。優(yōu)選設(shè)置多個通穿孔47，通過該多個通穿孔可有針對性且分散地將空氣或氮氣引入用于電解質(zhì)的容納容器4中。按有利的實施例，這些通穿孔47定位在反應(yīng)室2的底部部段上，尤其定位在電極結(jié)構(gòu)3的下方。按有利的改進的措施，電解反應(yīng)系統(tǒng)I配設(shè)有至少一個器件50，用于在反應(yīng)室2、尤其在其氣體腔26內(nèi)形成低壓。此低壓在此關(guān)于大氣環(huán)境壓力應(yīng)這樣理解，即產(chǎn)生低壓的器件50在反應(yīng)室2內(nèi)、尤其在氣體腔26內(nèi)提供限定的低壓比例。按第一實施例，器件50可通過低壓泵構(gòu)成。按有利的實施例，用于形成低壓的器件50通過連接到反應(yīng)室2上的、用于化學能量載體氫的消耗體構(gòu)成。該消耗體按有利的實施例由內(nèi)燃機51、尤其是由汽油發(fā)動機、燃氣發(fā)動機或柴油發(fā)動機構(gòu)成，該消耗體在釋放熱能的情況下將氫氣的化學能轉(zhuǎn)換成動能。該消耗體當然還可通過任意的加熱系統(tǒng)或用于發(fā)電的發(fā)電機構(gòu)成。按有利的實施例，通過在反應(yīng)室2 (尤其是其氣體腔26)與內(nèi)燃機51或其它用于將氫-氧混合物的化學能轉(zhuǎn)換成熱能或動能的燃燒系統(tǒng)的燃料輸入口 53、尤其是吸管通道之間形成流體技術(shù)方面的連接52，可在反應(yīng)室2中形成低壓。因此，在電解質(zhì)和電極結(jié)構(gòu)3方面提高氣體析出效率，并提聞電解反應(yīng)系統(tǒng)I的可達到的電解效率。在圖6、7中示出用于產(chǎn)生氣態(tài)氫和氧的電解反應(yīng)系統(tǒng)I的另一實施例。此實施例是按本發(fā)明的反應(yīng)系統(tǒng)I的本身獨立的實施例。對于相同的部件，在此使用與前面附圖相同的附圖標記或部件名稱。為了避免不必要的重復，請參照前述附圖的詳細描述。應(yīng)明確聲明，不是所有在這些附圖中描述的特征或結(jié)構(gòu)性措施都是按本發(fā)明的反應(yīng)系統(tǒng)I的強制性組成部分。此外，具有前述附圖特征的特征組合可以是按本發(fā)明的實施例。這個電解反應(yīng)系統(tǒng)I也包括用于容納電解質(zhì)(例如水、含水溶液或與提高傳導性的添加物結(jié)合的水混合物)的反應(yīng)室2。此外，在反應(yīng)室2中設(shè)置至少一個電極結(jié)構(gòu)3，其由多個陽極和陰極的電極5、6構(gòu)成。在此實施例中，電極結(jié)構(gòu)3由至少兩個、優(yōu)選超過至少三個同軸或近似同軸地嵌套設(shè)置的管狀的電極5、6構(gòu)成。在所示的實施例中，構(gòu)成五個同軸設(shè)置的嵌套聯(lián)接、尤其是嵌套插入的管狀電極5、6。在此上下文中需指出，具有圓形或圓環(huán)形或橢圓形橫截面的電極5、6是優(yōu)選的。但當然還可能的是，設(shè)置具有棱柱體形、尤其是正方形、長方形或其它多邊形橫截面的管狀電極5、6，用于代替具有中空圓柱體形的管狀電極5、6。各個電極5、6優(yōu)選交替地或彼此相繼地分別在電解反應(yīng)系統(tǒng)I中構(gòu)成陽極和陰極。彼此相鄰設(shè)置的、管狀的電極5、6的圓柱體形的外罩面或由多個彼此成角度定向的面組成的棱柱體形的外罩面彼此間隔開地構(gòu)成。特別是，在各個圓柱體面或外罩面之間、尤其在各個電極5、6的內(nèi)表面和外表面之間構(gòu)成限定的間距54或55。按有利的措施,與管狀電極結(jié)構(gòu)3的更靠內(nèi)部的、尤其是設(shè)置在中心管軸線56附近的電極5、6或更靠內(nèi)部設(shè)置的電極對5、6相比，在管狀或中空棱柱狀的、嵌套設(shè)置的電極5、6之間的間距54或間隙從更外部的電極對5、6開始尺寸增大或變大。也就是說，在電極結(jié)構(gòu)3的中心，在管狀或中空棱柱體形的電極5、6之間存在的間距55優(yōu)選大于更外部的或包圍內(nèi)部電極5、6的電極對5、6之間的間距54。管狀電極5、6的各個虛擬的管軸線56優(yōu)選豎直定向。在此，管狀電極5、6的遠側(cè)的端部部段分別敞口地構(gòu)成。各個管狀電極5、6在其長度或高度方面優(yōu)選具有恒定的橫截面。重要的是，在管狀或中空棱柱體形的電極5、6的外罩面或圓柱體面之間構(gòu)成至少近似中空圓柱體形或棱柱體形的間隙57、58。通過電極結(jié)構(gòu)3的不同電極5、6之間的至少一個間隙57、58允許或有利于氣泡的發(fā)出。因此特別是，在電解過程中粘附或存在于陽極和陰極的電極5、6上的氣泡可有效地輸出至位于電解質(zhì)上方的氣體腔26中。在此產(chǎn)生一種吸入效應(yīng)，它幫助氣泡從電解質(zhì)中發(fā)出。該效應(yīng)通過位于電極結(jié)構(gòu)3下方的電解質(zhì)體積并通過管狀電極結(jié)構(gòu)3內(nèi)部的文氏管效應(yīng)加強。特別是，通過相鄰電極5、6之間的至少一個近似中空圓柱體形或棱柱體形的間隙57,58,實現(xiàn)一種用于氣泡的煙囪效應(yīng)，并因此提高其發(fā)泡速度或放氣功率。通過電極或電極對5、6的瀑布布局或多重布局，額外提高此效果。在虛擬的中心管軸線56方面，至少在管狀電極結(jié)構(gòu)3的上方設(shè)置至少一個電磁線圈13，如在前面已描述的那樣。重要的是，在對電磁線圈13加載能量時產(chǎn)生或形成的、優(yōu)選交替或脈沖式的電磁場作用到電解質(zhì)上，也作用到電極結(jié)構(gòu)3上。特別是，場線以足夠的強度既切割電極結(jié)構(gòu)3，也切割電解反應(yīng)系統(tǒng)I中的電解質(zhì)體積。對位于電極結(jié)構(gòu)3上方的電磁線圈13來說，備選或與之結(jié)合的是，也可在電極結(jié)構(gòu)3下方構(gòu)成至少一個電磁線圈13。 此外，電極結(jié)構(gòu)3通過至少一個電磁線圈13置于機械振蕩或振動中，其協(xié)助或加速氣泡從電解質(zhì)中的發(fā)出。此外，電磁線圈13的電場主要還會對電解式的轉(zhuǎn)換或分解過程產(chǎn)生有利的影響。
按有利的實施例，電解反應(yīng)系統(tǒng)I的反應(yīng)室2具有基本中空圓柱體形或中空棱柱體形的主體形狀。虛擬的圓柱體軸線或豎直軸線8、尤其是反應(yīng)室2的外罩面在此豎直或至少近似豎直地定向，如從圖6或圖2示例性可見。如最佳從圖2和圖6可見，適宜的是，反應(yīng)室2包括或具有基本中空圓柱體形或中空棱柱體形的容納容器4，在此容納容器中設(shè)置有至少一個星狀或管狀的電極結(jié)構(gòu)3。按圖
I、2的實施例，用于電解質(zhì)和用于至少一個電極結(jié)構(gòu)3的容納容器4在上方的端部部段中敞口地構(gòu)成。此外，其外罩面或圓柱體面與反應(yīng)室2的內(nèi)表面間隔開地構(gòu)成，如最佳從圖I可見。因此，以簡單的方式形成前面描述的離析或收集部段35。按有利的措施，星狀電極結(jié)構(gòu)3的虛擬的扇形軸線7或管狀電極結(jié)構(gòu)的虛擬管軸線56基本上位于容納容器4或反應(yīng)室2的虛擬的圓柱體軸線8上，或與容納容器4或反應(yīng)室2的虛擬的豎直軸線8重合，如主要從按圖I和6的視圖可知。在圖8中可看到電極結(jié)構(gòu)3的另一示意圖或原理圖。在此，容納容器4或反應(yīng)室 2設(shè)計成中空圓柱體形，尤其在橫截面中呈環(huán)形。按備選的實施例，如用虛線所示，反應(yīng)室2或容納容器4也可具有其它中空棱柱狀體形的主體形狀，尤其具有多邊形的橫截面形狀，但拐角或邊緣區(qū)域倒圓是有利的。在反應(yīng)室2的內(nèi)部設(shè)置有多個電極結(jié)構(gòu)3、3’。尤其在此構(gòu)成一束管狀電極，其中各個電極對5、6分散地設(shè)置在用于電解質(zhì)的容納容器4的內(nèi)部。特別是在此，在容納容器4的中心構(gòu)成第一電極結(jié)構(gòu)3，并且多個另外的電極結(jié)構(gòu)3’環(huán)狀地定位在中心電極結(jié)構(gòu)3的周圍。同樣，電極形式的混合形式也是可能的。例如，橫截面呈圓環(huán)形的管狀電極5、6以及橫截面呈多邊形的、尤其四邊形的管狀電極5、6可組合在一起，以提高容納容器4內(nèi)的填裝密度。在設(shè)定管狀或中空棱柱體形電極5、6的尺寸時，應(yīng)注意的是，其剛度盡量不超過確定的上限值。電極5、6的壁厚59、60特別是應(yīng)該這樣確定，即至少一個線圈13的電磁場激發(fā)起電極結(jié)構(gòu)3或至少個別電極5、6的機械振動。因為電極5、6由導電的材料、尤其由鐵磁材料構(gòu)成，所以至少一個線圈13的電磁交變場或電磁脈沖場具有振動或激發(fā)振蕩的效應(yīng)。因此，有利于氣泡的脫離效率以及氣泡從電解質(zhì)中的發(fā)泡能力。特別是，各個電極5、6的壁厚59、60或材料彈性應(yīng)該這樣選擇，即從電磁線圈13開始盡量緊密地激發(fā)起振動。按有利的改進方案，為了加強此脫離過程，至少一個板狀的電極5、6 (圖I)或至少一個管狀或中空棱柱體形的電極5、6 (圖6)具有至少一個裂縫61、62或多個缺口或穿孔。特別是，各個電極5、6具有至少一個機械弱化部或剛性減弱部，例如裂縫61、62或缺口或材料凹口或材料凹坑，以便在至少一個電磁線圈13的電磁場的影響下置于增強的機械振動中。這些措施也在氫制備的效率方面提高電解反應(yīng)系統(tǒng)I的效率或反應(yīng)時間。但還通過承載負荷的支撐，尤其通過至少一個電磁線圈13和電極結(jié)構(gòu)3的至少一個電極5、6之間的盡量剛性的機械連接，實現(xiàn)電極5、6的緊湊或盡量無損耗的振動。此機械連接或包括裝置優(yōu)選設(shè)計成電絕緣的。借助上述電解反應(yīng)系統(tǒng)I可生產(chǎn)的氫或氧的量足以無中斷地驅(qū)動提供可觀功率(例如30至IOOkW)的內(nèi)燃機51，而無需中間存放化學能量載體氫。特別是，上述電解反應(yīng)系統(tǒng)I在能量或功率方面如此有效或強大，使得電解式獲得的氫氣量足以向標準機動車中的馬達供應(yīng)足夠量的形式為氫-氧混合物的燃料。特別是，所述的電化學轉(zhuǎn)換裝置(即電解反應(yīng)系統(tǒng)I)可生產(chǎn)出如此大量的氫-氧混合物，使得通過它們在內(nèi)燃機51、尤其是汽油或燃氣或柴油發(fā)動機中的燃燒產(chǎn)生足夠的動能，以便以慣常或必要的功率驅(qū)動商業(yè)上通用的機動車。在此重要的是，上述電解反應(yīng)系統(tǒng)I無需中間存儲或中間緩沖大量的氫氣就夠用，但仍實現(xiàn)各個機動車的標準運轉(zhuǎn)。典型的是，氣體腔26以及流體技術(shù)方面的與消耗體的連接52的體積小于O. 5m3。尤其是氣體腔26的體積小于O. Im3就足以能用最大的輸出功率50kff “按需地”為內(nèi)燃機51供應(yīng)相應(yīng)的燃料、尤其是氫/氧混合物。這是一個重要的安全方面，因為存在于電解反應(yīng)系統(tǒng)I內(nèi)的可點火的氣態(tài)氫的量相對較少。源自此電解反應(yīng)系統(tǒng)I的危險因此相對較小，或使?jié)撛谖ｋU容易消除或容易控制。上述電解反應(yīng)系統(tǒng)I尤其能以簡單的方式來控制，以實現(xiàn)高的安全要求。這一點主要通過“按需“供應(yīng)或按需提供各自所需的氫氣或氫/氧混合物來實現(xiàn)。但是，這一點需要很高的效率和反應(yīng)能力，上述電解反應(yīng)系統(tǒng)I可滿足該很高的效率和反應(yīng)能力。尤其在電解反應(yīng)系統(tǒng)I的相對短的開始階段和加速階段之后，可生產(chǎn)出足夠數(shù)量或足夠體積的氫氣，以便能起動并持續(xù)地驅(qū)動或供應(yīng) 消耗體，此消耗體提供50kW或更多的輸出功率。電解反應(yīng)系統(tǒng)I、尤其是反應(yīng)室2的構(gòu)造體積在此小于O. 5m3，尤其小于O. 25m3,典型地只有約O. 02m3。按照權(quán)利要求，電極結(jié)構(gòu)3由多個星狀延伸的電極板構(gòu)成，或由至少一束同軸地嵌套設(shè)置的管狀電極構(gòu)成。因此，可實現(xiàn)最佳的電解功率。但還可考慮的是，借助其它由現(xiàn)有技術(shù)已知的電極結(jié)構(gòu)，例如借助板狀電極的瀑布布局或串聯(lián)布局實現(xiàn)類似的效果，從而按權(quán)利要求的電極結(jié)構(gòu)不必理解為強制性的。特別是在其它類型的電極結(jié)構(gòu)中，只測算到相對細微的功率或效率損失。在圖9中示出至少一個電磁線圈13的另一實施例，如在電解反應(yīng)系統(tǒng)I中按前述說明可以有利的方式使用的電磁線圈。電磁線圈13的這個實施例因此可結(jié)合前述特征組合成有利的電解反應(yīng)系統(tǒng)I。在下面的段落中，為相同的部件使用與前面附圖相同的附圖標記或部件名稱。為了避免不必要的重復，請參照前述附圖的詳細描述。示意示出的電磁線圈13是圖5所示實施例的替代方案,并優(yōu)選與在圖1、2和6中所示的前述實施例類似地設(shè)置在星狀或管狀電極結(jié)構(gòu)3的上方和/或下方，從而其電磁場由于加載電能一方面作用到電解質(zhì)上，另一方面作用到電極結(jié)構(gòu)3上。因此至少一次設(shè)置的電磁線圈13基本上環(huán)面形或環(huán)形地構(gòu)成，其中該電磁線圈包括多個電串聯(lián)聯(lián)接的局部繞組19、19’、19”、19”’。電磁線圈13的各個局部繞組19、19’、19”、19”’在此分別在圓周角63延伸上，此圓周角只是整個環(huán)形圓周64的一小部分，即360°的環(huán)面形的電磁線圈13的一小部分角度。各個串聯(lián)聯(lián)接的局部繞組19、19’、19”、19”’的圓周角63關(guān)于線圈13的整個環(huán)形圓周64典型地在20°至50°之間，尤其在25°和45。之間，優(yōu)選為約30°。串聯(lián)聯(lián)接的、沿環(huán)形線圈13的圓周方向彼此相繼的局部繞組19、19’、19”、19”’相互間構(gòu)成空置角度65，其相當于前面所述的繞組間距20、20’、20”、20”’。在空置角度65內(nèi)，在直接彼此相繼的局部繞組19、19’、19”、19”’之間沒有構(gòu)成電磁繞組，而是在一定程度上設(shè)置無電磁繞組體的空置間距。適宜的是，在直接彼此相繼的、串聯(lián)聯(lián)接的局部繞組19、19’、19”、19”，之間的空置角度65在10°至30。之間，尤其在15°至25。之間，優(yōu)選為約20°。此空置角度65或相應(yīng)的繞組間距20、20’、20”、20”’限定電磁線圈13內(nèi)的區(qū)域，在該區(qū)域中，與電磁線圈13的其中設(shè)置或定位有串聯(lián)的彼此相繼的局部繞組19、19’、19”、19”’的區(qū)域相比，不同的電磁關(guān)系占主導。在各個局部繞組19、19’、19”、19”’之間的由空置角度65限定的無繞組的自由空間，在借助電磁線圈13形成或可形成的電磁場內(nèi)產(chǎn)生差異性，其有利于電解反應(yīng)系統(tǒng)I中的電解過程。如果各個局部繞組19、19’、19”、19”’的圓周角63以及各個局部繞組19、19’、19”、19”’之間的空置角度65這樣選擇，即使得在超過一個完整的環(huán)形循環(huán)之后(即超過360°的繞組延伸之后)在相疊纏繞的局部繞組19、19’、19”、19”’之間構(gòu)成偏移角66，則實現(xiàn)借助電磁線圈13產(chǎn)生或可產(chǎn)生的電磁場的特別有利的構(gòu)造。也就是說，圍繞環(huán)形或環(huán)面形的線圈13的第一次循環(huán)的局部繞組19、19’、19”、19”’相對于由局部繞組19、19’、19”、19”’構(gòu)成的第二次或另一次環(huán)形循環(huán)的局部繞組19、19’、19”、19”’偏移一個偏移角66。因此，相疊的局部繞組19、19’、19”、19”’沿環(huán)形線圈13的圓周方向總是彼此偏移或位移，從而在相疊纏繞的局部繞組19、19’、19”、19”’之間不存在100%的重疊。
按照適宜的實施例，彼此相繼的、串聯(lián)聯(lián)接的局部繞組19、19’、19”、19”’的數(shù)量這樣選擇，即使得構(gòu)成約三個完整的環(huán)形循環(huán)，也就是說，串聯(lián)聯(lián)接的局部繞組19、19’、19”、19”’在環(huán)形或環(huán)面形的線圈13的約超過1080°的范圍內(nèi)延伸。按照適宜的實施例，各個局部繞組19、19’、19”、19”’單層地纏繞，其中在一個完整的環(huán)形循環(huán)之后構(gòu)成的局部繞組19、19’、19”、19”’雖然以相應(yīng)的偏移角66進行纏繞，但基本上無氣隙地在位于其下方或內(nèi)部的局部繞組19、19’、19”、19”’上進行纏繞。電磁線圈13優(yōu)選無核心地，尤其是沒有電磁作用的核心地構(gòu)成。電磁線圈13尤其設(shè)計成空心線圈，從而產(chǎn)生的電磁場以較高的程度作用到電解質(zhì)和電極結(jié)構(gòu)3上，并因此對電解反應(yīng)系統(tǒng)I中的物理和化學流程產(chǎn)生很大的影響。局部繞組19、19’、19”、19”’包括多個線圈，尤其是包括成打、成百或成千的線圈，所述線圈由絕緣導體、尤其是漆絕緣的銅線構(gòu)成。由彼此串聯(lián)聯(lián)接的彼此間隔開的局部繞組19、19’、19”、19”’構(gòu)成的這些優(yōu)選雙層、尤其是三層構(gòu)成的電磁線圈13因此具有第一線圈接口 67和另一線圈接口 68，在它們之間構(gòu)成環(huán)形延伸的、彼此間隔開的局部繞組19、19’、19”、19”’。通過線圈接口 67、68，電磁線圈13與電源22相連，如已在前面的描述中闡述的那樣。由此，環(huán)形或環(huán)面形的電磁線圈13的更外部的局部繞組19、19’、19”、19”’的直徑大于內(nèi)部的局部繞組19、19’、19”、19”’的直徑。代替在直接彼此相繼的局部繞組19、19’、19”、19”’之間的示意性示出的電連接搭橋，當然還可能的是，各個局部繞組19、19’、19”、19”’不中斷地或連續(xù)地、尤其是由一件式的電導線進行纏繞，從而省去至少唯一一個位于它們之間的連接搭橋。這些實施例示出電解反應(yīng)系統(tǒng)I的可能的實施方案，其中在此需注意，本發(fā)明并不局限于專門示出的實施方案，而是各個實施方案彼此間的不同組合都是可行的，并且這些方案由于通過對本發(fā)明的技術(shù)操作的教導屬于在本技術(shù)領(lǐng)域中操縱的專業(yè)人員的知識范圍之內(nèi)。因此所有可設(shè)想到的實施方案都包含在保護范圍之內(nèi)，這些實施方案通過將已描述的實施方案的各個細節(jié)組合起來而變得可行。例行地最后需指出，為了更好地理解電解反應(yīng)系統(tǒng)I的構(gòu)造，該電解反應(yīng)系統(tǒng)及其組成部件局部未按比例和/或擴大和/或縮小地示出?？蓮拿枋鲋械贸龌诒景l(fā)明的獨立的解決方案的目的。各個在圖I ;2 ；3 ；4 ；5 ；6 ；7 ；8 ；9中示出的實施例構(gòu)成獨立的按本發(fā)明的解決方案的內(nèi)容。與之相關(guān)的、按本發(fā)明的目的和解決方案可從這些附圖的詳細描述中得出。
附圖標記清單I反應(yīng)系統(tǒng)2反應(yīng)室3電極結(jié)構(gòu)3’電極結(jié)構(gòu)4容納容器5電極(陽極)6電極(陰極)
7扇形軸線8圓柱體軸線或豎直軸線9、9’間距10展開角11空置部位12徑向間距13電磁線圈14液位(最小)15中心點或中點16中心面17繞組體18線圈繞組19局部繞組19’局部繞組19”局部繞組19”’局部繞組20繞組間距20’繞組間距20”繞組間距21能源22能源23輸入孔口24器件(漩渦)25吸入和/或排出噴嘴26氣體腔27溢流邊緣28液位(最大)29邊界邊緣30電解質(zhì)容器31圓柱體軸線32泡沫
33液位34出水通道35收集部段36排出孔口37回饋裝置
38液體罐39儲水容器40過濾裝置41電解質(zhì)循環(huán)42液體泵43冷卻裝置44換熱器45流入口46流出口47通穿孔48環(huán)境空氣49調(diào)節(jié)器件50器件(產(chǎn)生低壓)51內(nèi)燃機52連接53燃料輸入口54間距55間距56管軸線57間隙58間隙59壁厚60壁厚61裂縫62裂縫63圓周角64環(huán)形圓周65空置角度66偏移角67線圈接口68線圈接口
權(quán)利要求
1.一種用于制備氣態(tài)氫和氧的電解反應(yīng)系統(tǒng)(I )，包括用于容納電解質(zhì)和電極結(jié)構(gòu)(3)的反應(yīng)室(2)，所述電極結(jié)構(gòu)由多個陽極和陰極的電極(5、6)構(gòu)成， 其特征在于，電極結(jié)構(gòu)(3)由多個星狀扇形展開的、板狀的電極(5、6)構(gòu)成，其中星狀的電極結(jié)構(gòu)(3)的虛擬的扇形軸線(7)至少位于反應(yīng)室(2)的虛擬的中心的圓柱體軸線或豎直軸線(8)的附近，或與虛擬的中心的圓柱體軸線或豎直軸線(8)重合；并且 沿虛擬的圓柱體軸線或豎直軸線(8)的軸向方向在星狀的電極結(jié)構(gòu)(3)的上方和/或下方設(shè)置至少ー個電磁線圈(13)，所述電磁線圈的電磁場在用電能加載時作用在電解質(zhì)和電極結(jié)構(gòu)(3)上。
2.—種用于制備氣態(tài)氫和氧的電解反應(yīng)系統(tǒng)(I )，包括用于容納電解質(zhì)和電極結(jié)構(gòu)(3)的反應(yīng)室(2)，所述電極結(jié)構(gòu)由多個陽極和陰極的電極(5、6)構(gòu)成， 其特征在于，電極結(jié)構(gòu)(3)由至少兩個、優(yōu)選多于至少三個同軸或近似同軸地嵌套設(shè)置的管狀的電極(5、6)構(gòu)成，其中彼此相鄰設(shè)置的、管狀的電極(5、6)的圓柱體形的外罩面或所述電極的由多個彼此成角度地定向的面組成的棱柱體形的外罩面彼此間隔開地構(gòu)成；并且 沿虛擬的管軸線(56)的軸向方向在管狀的電極結(jié)構(gòu)(3)的上方和/或下方設(shè)置至少ー個電磁線圈(13)，所述電磁線圈的電磁場在用電能加載時作用在電解質(zhì)和電極結(jié)構(gòu)(3)上。
3.按權(quán)利要求I或2所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，反應(yīng)室(2)具有基本上呈中空圓柱體形或中空棱柱體形的主體形狀，并且該反應(yīng)室的虛擬的圓柱體軸線或豎直軸線(8)、尤其是反應(yīng)室(2)的外罩面豎直或近似豎直地定向。
4.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，反應(yīng)室(2)包括基本上呈中空圓柱體形或中空棱柱體形的容納容器(4)，所述至少一個星狀或管狀的電極結(jié)構(gòu)(3)設(shè)置在該容納容器中。
5.按權(quán)利要求4所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，用于電解質(zhì)和用于所述至少ー個電極結(jié)構(gòu)(3)的容納容器(4)在上方的端部部段中敞ロ地構(gòu)成，并且所述容納容器的外罩面或圓柱體面與反應(yīng)室(2)的內(nèi)表面間隔開地設(shè)置。
6.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，星狀的電極結(jié)構(gòu)(3)的虛擬的扇形軸線(7)或管狀的電極結(jié)構(gòu)(3)的虛擬的管軸線(56)基本上位于容納容器(4)或反應(yīng)室(2)的虛擬的圓柱體軸線或豎直軸線(8)上，或與該虛擬的圓柱體軸線或豎直軸線(8)重合。
7.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述至少ー個電極結(jié)構(gòu)(3)完全浸入電解質(zhì)中，并且所述至少ー個電磁線圈(13)同樣位于電解質(zhì)的常規(guī)或最小液位(14)之下，或至少絕大部分浸入電解質(zhì)中。
8.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述至少ー個電磁線圈(13 )的電磁場使陽極和陰極的電極(5、6 )這樣機械振動，即有助于脫落在陽極和陰極的電極(5、6)上產(chǎn)生或粘附的氣泡。
9.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在干，所述至少ー個電磁線圈(13)在俯視圖中基本上環(huán)形地構(gòu)成，并且所述電磁線圈的中心點或中點(15)位于電極結(jié)構(gòu)(3)的虛擬的扇形軸線(7)或虛擬的管軸線(8)上或附近。
10.按權(quán)利要求9所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁線圈(13)環(huán)面形地構(gòu)成，并具有至少一個線圈繞組(18)、優(yōu)選至少兩個、尤其是四個圍繞繞組體(17)的環(huán)形圓周分散設(shè)置的分別相互間隔開地纏繞的局部繞組(19、19’、19”、19”’)。
11.按權(quán)利要求10所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，構(gòu)成三個分別相對于線圈軸線成45°偏移設(shè)置的相疊纏繞的線圈繞組(18、18’、18”)。
12.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，第一電能源(21)構(gòu)造為用于脈沖式地向陽極和陰極的電極(5、6)供應(yīng)能源。
13.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，另一電能源(22)構(gòu)造為用于脈沖式地向所述至少一個電磁線圈(13)供應(yīng)能源。
14.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，用于向陽極和陰極的電極(5、6)供應(yīng)能量的第一能源(21)的能量頻率以及用于向所述至少一個電磁線圈(13)供應(yīng)能量的第二能源(22)的能量頻率被這樣選擇，即使得電解系統(tǒng)至少有時在其諧振頻率附近或以其諧振頻率工作。
15.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，在反應(yīng)室(2)或容納電解質(zhì)的容納容器(4)的下方的部段中設(shè)置至少一個輸入孔口(23)，用于輸入和/或重新填充電解質(zhì)。
16.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，在反應(yīng)室(2)中或在容納電解質(zhì)的容納容器(4)中構(gòu)成至少一個器件(24)，用于攪動電解質(zhì)、尤其是用于在電解質(zhì)中形成流動、例如紊流或漩渦式的流動。
17.按權(quán)利要求16所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，用于攪動的所述器件(24)通過至少一個吸入和/或排出噴嘴(25)構(gòu)成，優(yōu)選通過多個通到反應(yīng)室(2)中或電解質(zhì)的容納容器(4)中的用于電解質(zhì)的吸入和/或排出噴嘴(25)構(gòu)成。
18.按權(quán)利要求16所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，用于攪動電解質(zhì)的所述器件(24)通過至少一個攪動器構(gòu)成。
19.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，在反應(yīng)室(2)中構(gòu)成至少一個溢流邊緣(27)，用于限定或確定電解質(zhì)的最大液位(28)。
20.按權(quán)利要求19所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，用于電解質(zhì)的所述至少一個溢流邊緣(27)通過容納容器(4)、尤其是中空圓柱體形的電解質(zhì)容器(30)的上方的邊界邊緣(29 )構(gòu)成，所述電解質(zhì)容器具有豎直定向的圓柱體軸線(31)。
21.按權(quán)利要求19所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，在反應(yīng)室(2)的底部部段中構(gòu)成至少一個排出孔口( 36 )，用于將流過溢流邊緣(27 )的電解質(zhì)或電解質(zhì)泡沫從反應(yīng)室(2 )中導出。
22.按權(quán)利要求19所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)有回饋裝置(37)，用于將流過溢流邊緣(27)的電解質(zhì)回饋到容納容器(4)、尤其是中空圓柱體形的電解質(zhì)容器(30)中。
23.按權(quán)利要求19所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，構(gòu)成收集部段(35)，用于在反應(yīng)室(2)內(nèi)或在通到反應(yīng)室(2)中的用于電解質(zhì)的回饋裝置(37)內(nèi)收集流過溢流邊緣(27)的電解質(zhì)，以構(gòu)成氣體封閉、尤其是用于產(chǎn)生的氫和氧的虹吸式的氣障。
24.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)有連續(xù)或不連續(xù)的電解質(zhì)的流入口( 45 )和流出口( 46 )，特別是用于在反應(yīng)室(2 )中或在容納電解質(zhì)的容納容器(4 )中隨時間逐漸地更換含水或由水構(gòu)成的電解質(zhì)。
25.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，在反應(yīng)室(2)、尤其是用于電解質(zhì)的容納容器(4)的底部部段和/或外罩區(qū)域內(nèi)構(gòu)成至少ー個通穿孔(47)、尤其是多個分散設(shè)置的通穿孔(47)，用于待導入到反應(yīng)室(2)中、尤其是待導入到用于電解質(zhì)的容納容器(4)中的環(huán)境空氣(48)和/或用于待吹入電解質(zhì)中的氣態(tài)氮。
26.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)有至少ー個器件(50)，用于在反應(yīng)室(2)中形成相對于大氣環(huán)境壓カ的低壓。
27.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在干，通過在反應(yīng)室(2)、尤其是該反應(yīng)室的氣體腔(26)與內(nèi)燃機(51)的、尤其是汽油發(fā)動機、燃氣發(fā)動機或柴油發(fā)動機的燃料輸入口(53)、尤其是抽吸系統(tǒng)之間形成流體技術(shù)方面的連接(52)而在反應(yīng)室(2)中形成低壓。
28.按權(quán)利要求2所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，管狀的電極(5、6)的虛擬的管軸線(56)是豎直定向的。
29.按權(quán)利要求2所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，管狀的電極(5、6)的遠側(cè)的端部部段分別敞ロ地構(gòu)成。
30.按權(quán)利要求2所述的電解反應(yīng)系統(tǒng),其特征在于,在管狀的電極(5、6)的外罩面或圓柱體面之間構(gòu)成至少ー個至少近似中空圓柱體形或棱柱體形的間隙(57、58)，通過所述間隙協(xié)助在陽極和陰極的電極(5、6)上粘附或存在的氣泡從電解質(zhì)中發(fā)出到位于電解質(zhì)上方的氣體腔(26)中。
31.按權(quán)利要求2所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，與管狀的電極結(jié)構(gòu)(3)的更靠內(nèi)部的、尤其是更接近中心的管軸線(56)設(shè)置的電極(5、6)或更靠內(nèi)部設(shè)置的電極對(5、6)相比，在管狀或中空棱柱體形的嵌套設(shè)置的電極(5、6)之間的間距(54，55)或間隙從更外部的電極對(5、6)開始尺寸増加或變大。
32.按權(quán)利要求2所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，管狀或中空棱柱體形的電極(5、6)的剛性、尤其是壁厚這樣確定尺寸，即使得所述至少一個線圈(13)的電磁場激發(fā)起機械振動。
33.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在干，電極結(jié)構(gòu)(3)的至少ー個板狀的電極(5、6)或至少ー個管狀或中空棱柱體形的電極(5、6)具有至少ー個裂縫(61、62)或其它的機械弱化部或剛性減弱部，以便在所述至少ー個電磁線圈(13)的電磁場的影響下置于增強的機械振動中。
34.按上述權(quán)利要求之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在干，所述至少ー個電磁線圈(13)基本上環(huán)面形或環(huán)形地構(gòu)成，并包括多個電串聯(lián)聯(lián)接的局部繞組(19、19’、19”、19”’)，各局部繞組分別在線圈(13)的環(huán)形圓周(64)的在20°至50。之間、尤其在25。和45°之間、優(yōu)選為約30°的圓周角(63)上延伸。
35.按權(quán)利要求34所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，串聯(lián)聯(lián)接的、沿環(huán)形的線圈(13)的圓周方向彼此相繼的局部繞組(19、19’、19”、19”’)相互間構(gòu)成在10°至30°之間、尤其在15°至25°之間、優(yōu)選為約20°的空置角度(65)。
36.按權(quán)利要求34或35所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，彼此相繼的、串聯(lián)聯(lián)接的局部繞組(19、19’、19”、19”’)的數(shù)量這樣選擇，即在約1080°上構(gòu)成約三個完整的環(huán)形循環(huán)。
37.按權(quán)利要求34至36之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，局部繞組(19、19’、19”、19”’)的圓周角(63)以及在局部繞組(19、19’、19”、19”’)之間的空置角度(65)這樣選擇，即在超過一個完整的環(huán)形循環(huán)之后在相疊纏繞的局部繞組(19、19’、19”、19”’)之間構(gòu)成偏移角(66)。
38.按權(quán)利要求34至37之一項或多項所述的電解反應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于，各個局部繞組(19、19’、19”、19”’)單層地纏繞，并且在一個完整的環(huán)形循環(huán)之后構(gòu)成的局部繞組(19、19’、19”、19”)基本上無氣隙地纏繞在位于其下方或內(nèi)部的局部繞組(19、19’、19”、19”’)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制備氣態(tài)氫和氧的電解反應(yīng)系統(tǒng)(1)，包括用于容納電解質(zhì)的反應(yīng)室(2)和電極結(jié)構(gòu)(3)，該電極結(jié)構(gòu)由多個陽極和陰極的電極(5、6)構(gòu)成。該電極結(jié)構(gòu)(3)在此由多個星狀扇形展開的、板狀的電極(5、6)構(gòu)成，其中星狀的電極結(jié)構(gòu)(3)的虛擬的扇形軸線(7)至少位于反應(yīng)室(2)的虛擬的中心的圓柱體軸線或豎直軸線(8)附近，或與該虛擬的中心的圓柱體軸線或豎直軸線(8)重合。沿虛擬的圓柱體軸線或豎直軸線(8)的軸向方向在星狀的電極結(jié)構(gòu)(3)的上方和/或下方設(shè)置至少一個電磁線圈(13)，該電磁線圈的電磁場在用電能加載時作用在電解質(zhì)和電極結(jié)構(gòu)(3)上。按另一實施例，電極結(jié)構(gòu)(3)由至少兩個、優(yōu)選多于至少三個同軸或近似同軸地嵌套設(shè)置的管狀的電極構(gòu)成。由此獲得更好的、尤其是特別有效的電解反應(yīng)系統(tǒng)(1)。
文檔編號C25B9/00GK102639753SQ201080052197
公開日2012年8月15日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日
發(fā)明者A·洛特林 申請人:新能源股份公司