WO
92/07861 (Traduction
informatique)
PCT/US90/06407
CIRCUITS DE COMMANDE ET DE PILOTAGE
POUR LA CELLULE
PRODUISANT
UN CARBURANT DE GAZ D'HYDROGÈNE:
Cette invention concerne les systèmes
électriques de circuit utiles dans l'opération d'une cellule de carburant de
l'eau comprenant un condensateur de l'eau/cavité résonnante pour la production
d'un hydrogène contenant le gaz de carburant, comme cela décrit dans mon brevet
d'invention des Etats-Unis No. 4.936.961, « méthode pour la production d'un
gaz de carburant », publiée le 26 juin 1990.
Dans mon brevet d'inventions susmentionné pour une méthode pour la production
d'un gaz de carburant, les impulsions de tension appliquées aux plats d'un
condensateur de l'eau accordent dans les propriétés diélectriques de l'eau et
atténuent les forces électriques entre l'hydrogène et les atomes d'oxygène de la
molécule. L'atténuation des forces électriques a comme conséquence
un changement du champ électrique moléculaire et les forces atomiques covalentes
de liaison des atomes d'hydrogène et d'oxygène. Quand la résonance est
réalisée, le lien atomique de la molécule est cassé, et les atomes de la
molécule dissociée. À la résonance, l'aspiration (ampère) courante d'une
source d'énergie au condensateur de l'eau est réduite au minimum et tension à
travers les augmentations de condensateur de l'eau. L'écoulement
d'électron n'est pas autorisé (excepté au minimum, correspondant à la fuite
résultant des propriétés conductrices résiduelles de l'eau). Pour
que le processus continue, cependant, un état résonnant doit être
maintenu.
En raison de la polarité électrique de la molécule d'eau, les champs produits
dans le condensateur de l'eau respectivement attirent et repoussent l'opposé et
comme des frais dans la molécule, et les forces par la suite réalisées à la
résonance sont telles que la force de la force covalente de liaison dans la
molécule d'eau est excédée, et les atomes de la molécule d'eau (qui sont
normalement dans un électron partageant le mode)
dissociée. Sur la dissociation, les électrons
collants autrefois partagés émigrent aux noyaux d'hydrogène, et l'hydrogène et
l'oxygène retournent pour produire net la charge électrique zéro. Les
atomes sont libérés de l'eau comme mélange de gaz.
Dans l'invention ci-dessus, un circuit de commande pour une cellule résonnante
de condensateur de l'eau de cavité utilisée pour la production de l'hydrogène
contenant le gaz de carburant est fourni.
Le circuit inclut des moyens d'isolement tels qu'un transformateur ayant un
noyau matériel ferromagnétique, en céramique ou autre électromagnétique et ayant
un côté d'un enroulement secondaire relié en série à une diode à grande vitesse
de commutation à un plat du condensateur de l'eau de la cavité résonnante et
l'autre côté de l'enroulement secondaire relié à l'autre plat du condensateur de
l'eau pour former un circuit électronique en circuit fermé utilisant les
propriétés diélectriques de l'eau en tant qu'élément du circuit résonnant
électronique. L'enroulement primaire du transformateur d'isolement
est relié aux moyens d'une génération d'impulsion. L'enroulement
secondaire du transformateur peut inclure les segments qui forment les circuits de
remplissage résonnants de bobine en série avec les plats de condensateur de
l'eau.
Dans les moyens de génération d'impulsion, un générateur réglable de la
première, fréquence de résonance et un deuxième générateur de fréquence à
déclenchements périodiques d'impulsion sont fournis. Une impulsion
de porte commande le nombre d'impulsions produites par le générateur de
fréquence de résonance envoyé à l'enroulement primaire pendant une période
déterminée par la fréquence de porte du deuxième générateur
d'impulsion.
L'invention inclut également des moyens de sentir l'occurrence d'un état
résonnant dans le condensateur de l'eau/cavité résonnante, qui quand un noyau
ferromagnétique ou électromagnétique est employé, peut être un enroulement de
collecte sur le noyau de transformateur. Le moyen de sensation est relié
ensemble à un circuit de balayage et à un circuit de boucle de serrure de phase,
par lequel la fréquence de palpitation à l'enroulement primaire du
transformateur soit maintenue à une fréquence sentie correspondant à un état
résonnant dans le condensateur de l'eau.
Des moyens de commande sont fournis dans le circuit pour ajuster l'amplitude
d'un cycle de palpitation envoyé à l'enroulement primaire et pour maintenir la
fréquence du cycle de palpitation à une fréquence constante indépendamment de
l'amplitude d'impulsion. En outre, le générateur de fréquence
à déclenchements périodiques d'impulsion peut être opératoirement relié ensemble
avec une sonde qui surveille le taux de production de gaz à partir de la cellule
et commande le nombre d'impulsions du générateur de fréquence de résonance
envoyé à la cellule dans une fréquence à déclenchements périodiques dans une
correspondance avec le taux de production de gaz. La sonde peut être
une sonde de pression de gaz dans une cavité résonnante de condensateur inclus
de l'eau qui inclut également une sortie de gaz. La sonde de pression de
gaz est opératoirement reliée au circuit pour déterminer le taux de production de
gaz en ce qui concerne la pression de gaz ambiante dans la clôture de
condensateur de l'eau.
Ainsi, un circuit de commande omnibus
et ses éléments discrets pour maintenir et commander la résonance et d'autres
aspects du dégagement du gaz d'une cellule résonnante de l'eau de cavité est
décrit ci-dessus et illustré dans les schémas qui dépeignent ce qui suit
:
Le schéma 1 est un schéma fonctionnel d'un
circuit de commande global montrant la corrélation entre les
secondaire circuits, le noyau de palpitation/circuit résonnant et la cavité
résonnante de condensateur de l'eau.
Le schéma 2 montre un type de moyens de commande
numérique de régler le taux final de production de gaz comme déterminé par une
entrée externe. (Une telle commande signifie correspondrait, par exemple,
à l'accélérateur dans une automobile ou une commande de thermostat de
bâtiment.)
Le schéma
3 montre un générateur de tension
analogique.
Le schéma 4 est un circuit de
commande d'amplitude de tension relié ensemble avec le générateur de tension et
un côté de l'enroulement primaire du noyau de palpitation.
Le schéma 5 est le circuit de conducteur de
cellules qui est relié au côté opposé de l'enroulement primaire du noyau de
palpitation.
Les schémas 6, 7, 8 et
9 se relient aux
moyens de palpitation de commande comprenant un générateur de fréquence à
déclenchements périodiques d'impulsion (le schéma 6) ; un circuit
de serrure de phase (le schéma 7) ; un circuit résonnant de balayage
(le schéma 8) ; et le circuit d'indicateur d'impulsion (le
schéma 9) cette commande palpite transmis au condensateur résonnant de
cellules de carburant de cavité/eau.
Le schéma 10 montre le noyau de palpitation et le
circuit de renforçateur de tension qui est l'interface entre le circuit de
commande et la cavité résonnante.
Le
schéma 11 est un circuit de commande de
rétroaction de gaz.
Le schéma 12 est un circuit réglable de
générateur de fréquence.
Les circuits sont opératoirement
reliés ensemble suivant les indications du schéma 1 et au circuit de palpitation
de renforçateur de tension de noyau du schéma 10, qui, entre autres.
isole électriquement le condensateur de l'eau de sorte que ce devienne une
cavité électriquement d'isolement pour le traitement de l'eau selon ses
propriétés diélectriques de résonance. En raison de l'isolement, la
puissance dans les circuits de commande et d'entraînement est réduite au minimum
quand la résonance se produit ; et une demande courante est réduite au minimum
pendant que la tension est maximisée en mode de production de gaz de la cellule
de condensateur/carburant de l'eau.
La référence marque avec des lettres apparaître dans les figures, A, B, C, D, E,
etc.… à l'exposition de M et de ml, en ce qui concerne chacun circuit séparé
représenté, la remarque à laquelle un raccordement dans ce circuit est faite à
un compagnon ou à un circuit en corrélation.
Dans l'invention, le condensateur de l'eau est soumis à une impulsion de devoir
qui s'accumule dans l'enroulement changeant résonnant de bobine et puis
s'effondre. Cette occurrence permet à une impulsion unipolaire d'être
appliquée au condensateur de cellules de carburant. Quand un état résonnant du
circuit est verrouillé par le circuit, la fuite d'ampère est tenue sur un
minimum pendant que la tension qui crée le champ diélectrique tend à
l'infini. Ainsi, quand la tension est détectée sur la résonance, le
circuit de boucle de serrure de phase qui commande le circuit de conducteur de
cellules maintient la résonance (ou senti) à la fréquence
détectée.
La résonance de la cellule de condensateur de l'eau est affectée par le volume
de l'eau dans la cellule. La résonance de n'importe quel volume
donné de l'eau maintenu dans la cellule de condensateur de l'eau est également
affectée par les « contaminants » dans l'eau qui agissent en tant
qu'amortisseur. Par exemple, à une différence potentielle appliquée
de 2000 à 5000 volts à la cellule, une transitoire d'ampère ou une montée subite
peut être provoquée par des contradictions dans les caractéristiques de l'eau
causez un – de sortie dont - l'état de résonance qui est remédié à
instantanément par les circuits de commande.
Dans l'invention, le générateur de
fréquence réglable (le schéma 12) accorde dans l'état résonnant du circuit
comprenant la cellule de l'eau et l'eau là-dedans. Le générateur a des
possibilités de fréquence de
0-10 kilohertz et airs dans la
résonance typiquement à une fréquence de 5 kilohertz dans un condensateur
typique de l'eau de 3.0 pouces constitué d'une tige de 0.5 pouce incluse dans un
0.75 cylindre de diamètre intérieur. À commencez vers le haut, dans cet
exemple, l'aspiration courante par la cellule de l'eau mesurera environ 25
milliampères ; cependant, quand le circuit trouve un état résonnant accordé,
baisses courantes à un état minimum de fuite de 1-2
milliampère.
La tension à la cellule de l'eau de
condensateur augmente selon les tours de l'enroulement et de la taille des
enroulements, à mesure que dans un circuit typique de transformateur. Par
exemple, si 12 volts sont envoyés à l'enroulement primaire du noyau de
palpitation et le rapport de remplissage résonnant de bobine d'enroulement
secondaire est de 30 à 1, alors 360 volts sont envoyés à la cellule de l'eau de
condensateur. Les tours sont une variable de conception qui
commandent la tension des impulsions unipolaires envoyées au
condensateur.
La diode à grande vitesse de commutation représentée sur le schéma 10 empêche la
fuite de charge de l'eau chargée dans la cavité de condensateur de l'eau, et le
condensateur de l'eau comme élément de circuit global de condensateur, le statut
c.-à-d., d'impulsion et de charge de l'eau/de condensateur ne traversent jamais
une terre arbitraire. L'impulsion au condensateur de l'eau est toujours
unipolaire. Le condensateur de l'eau est électriquement isolé dans
les circuits de commande, d'entrée et de conducteur par l'accouplement
électromagnétique par le noyau. La diode de commutation dans le
circuit VIC (le schéma 10) exécute plusieurs fonctions dans la
palpitation. La diode est un commutateur électronique qui détermine
la génération et l'effondrement d'un champ électromagnétique pour permettre le
remplissage résonnant obstrue pour doubler la fréquence appliquée et permet
également à l'impulsion d'être envoyée à la cavité résonnante sans décharger le
« condensateur » là-dedans. La diode, naturellement, est choisie
selon la tension maximum produite dans le circuit de palpitation. Des 600
PIV jeûnent diode de commutation, telle qu'une diode de commutation de vitesse
de NVR 1550, se sont avérés utiles dans le circuit ci-dessus.
Le circuit VIC du schéma 10 inclut
également un noyau de palpitation ferromagnétique ferromagnétique ou en
céramique capable de produire les lignes électromagnétiques de flux en réponse à
une entrée électrique d'impulsion. Les lignes de flux affectent
également l'enroulement secondaire et les enroulements de remplissage résonnants
de bobine. De préférence, le noyau est une construction en circuit
fermé. L'effet du noyau est d'isoler le condensateur de l'eau et
d'empêcher le signal de palpitation d'aller au-dessous d'une terre arbitraire et
pour maintenir la charge de l'eau et du condensateur déjà chargés de
l'eau.
Dans le noyau de palpitation, les enroulements sont de préférence enroulés dans
la même direction pour maximiser l'effet additif du champ électromagnétique
là-dedans.
Le champ magnétique du noyau de palpitation est dans la synchronisation avec
l'entrée d'impulsion à l'enroulement primaire. Le potentiel de l'enroulement
secondaire est présenté aux éléments de circuit de remplissage résonnants de
série de bobines qui sont soumis au même champ électromagnétique appliqué
synchrone, simultanément avec l'impulsion primaire.
Quand la résonance se produit, la commande du rendement de gaz est réalisée en
changeant l'amplitude de tension ou en changeant la période du cycle de porte de
devoir. Le noyau de transformateur est double de fréquence
d'impulsion. Dans une explication figurative des fonctionnements de
la cellule de condensateur de l'eau de générateur de gaz de carburant, quand une
molécule d'eau « est frappée » par une impulsion, l'électron divisent
le temps est affecté, et la molécule est chargée. Quand la période du
temps d'utilisation est changée, le nombre d'impulsions que
« frappez » les molécules dans la cellule de carburant est également
modifié. Plus « frappe » le résultat dans un plus grand taux de
dissociation moléculaire.
Concernant le circuit global du schéma 1, le schéma 3 reçoit un signal d'entrée
numérique, et le schéma 4 dépeint les moyens de commande qui dirige 0-12 volts à
travers l'enroulement primaire du noyau de palpitation. En dépendant
des paramètres de conception de tension primaire d'enroulement et autres de
facteurs concernant le noyau concevez, l'enroulement secondaire du noyau de
palpitation peut être établi pour un maximum prédéterminé, tel que 2000
volts.
Le schéma 5, le circuit de conducteur de cellules, permet à une impulsion à
déclenchements périodiques d'être changée dans la relation directe à l'amplitude
de tension.
Comme remarquable ci-dessus, le circuit du schéma 6 produit une fréquence
d'impulsion de porte. L'impulsion de porte est superposée au-dessus de
l'impulsion de fréquence de résonance pour créer un temps d'utilisation qui
détermine le nombre d'impulsions discrètes envoyées à l'enroulement
primaire. Par exemple, assumant une impulsion résonnante de 5 kilohertz,
une impulsion de porte de .5 hertz peut être superposée au-dessus de l'impulsion
de 5 kilohertz pour fournir 2500 impulsions discrètes dans un temps
d'utilisation de 50% par hertz. La relation de l'impulsion résonnante à
l'impulsion de porte est déterminée par l'addition de signal/techniques
conventionnelles de soustraction.
Le schéma 7, une boucle de serrure de phase, permet à la fréquence d'impulsion
d'être maintenue à un état résonnant prédéterminé senti par le circuit.
Ensemble, les circuits des schémas 7 et 8 déterminent un signal de sortie au
noyau de palpitation jusqu'à ce que le signal maximal de tension senti à la
résonance soit réalisé.
Un état résonnant se produit quand la fréquence d'impulsion et l'entrée de
tension atténue les forces covalentes de liaison des atomes d'hydrogène et
d'oxygène de la molécule d'eau. Quand ceci se produit, la fuite d'ampère
par le condensateur de l'eau est réduite au minimum. La tendance de la
tension de maximiser à la résonance augmente la force du potentiel électrique
appliqué aux molécules d'eau, qui finalement dissocié dans des
atomes.
Puisque les résonances des différents eaux, volumes de l'eau, et cellules de
condensateur changent, le circuit résonnant de balayage du schéma 8 est
utile. Le circuit de balayage du schéma 8 balaye la fréquence de haut en
bas à la répétition élevée jusqu'à ce qu'une serrure de signal soit
déterminée. Le noyau ferromagnétique du transformateur de circuit de
renforçateur de tension supprime la montée subite d'électron dans un – de sortie
- de l'état de résonance de la cellule de carburant. Dans un
exemple, le circuit balaye aux fréquences de 0 hertz à 10 kilohertz à 0
hertz. Dans l'eau ayant des contaminants dans la gamme de 1 page par
minute à 20 pages par minute, un désaccord de 20% dans la fréquence de résonance
est produit. Selon le taux d'écoulement d'eau dans la cellule de
carburant, la gamme normale de désaccord est environ 8-10%. Par exemple,
le fer en eau de puits affecte le statut de dissociation moléculaire.
En outre, à un état résonnant les effets harmoniques se produisent. Dans
une opération typique de la cellule avec un condensateur représentatif de l'eau
décrit ci-dessous, à une fréquence d'environ 5 kilohertz aux impulsions
unipolaires de 0 à 650 volts à un état résonnant senti dans la cavité
résonnante, la conversion d'environ 5 gallons de l'eau par heure dans un gaz de
carburant se produira en moyenne. Pour augmenter le taux, des cavités
résonnantes multiples peuvent être employées et/ou les surfaces du condensateur
de l'eau peuvent être augmentées, cependant, la cellule de condensateur de l'eau
est de préférence petite dans la balance. Un condensateur typique de l'eau
peut être formé de 0.5 pouce dans la tige en acier inoxydable de diamètre et de
0.75 pouce à l'intérieur de cylindre de diamètre qui prolongent ensemble
concentrique environ 3.0 pouces en ce qui concerne l'un
l'autre.
La forme et la taille de la cavité
résonnante peuvent changer. De plus grandes cavités résonnantes et des taux plus
élevés de consommation de l'eau dans le processus de conversion exigent des
fréquences plus élevées telles que jusqu'à 50 kilohertz et en haut. La
fréquence du pouls, pour soutenir de tels taux de conversion élevés doit être
également augmentée.
De la description antérieure du mode
de réalisation préféré, d'autres variations et modifications du système révélé
seront évidentes à ceux de la compétence dans l'art.
ON
REVENDIQUE:
1. Un circuit de commande pour une cellule résonnante de condensateur de
l'eau de cavité utilisée pour la production d'un hydrogène contenant le gaz de
carburant comprenant un transformateur d'isolement comprenant
un noyau ferromagnétique et ayant un côté d'un enroulement secondaire relié en
série à une diode à grande vitesse de commutation à un plat du condensateur de
l'eau de la cavité résonnante et l'autre côté de l'enroulement secondaire relié
à l'autre plat du condensateur de l'eau pour former un circuit électronique en
circuit fermé utilisant les propriétés diélectriques de l'eau en tant qu'élément
du circuit électronique et d'un enroulement primaire reliée aux moyens d'une
génération d'impulsion.
2. Le circuit de la
revendication 1 en lequel le secondaire
L'enroulement inclut les segments qui
forment un circuit de remplissage résonnant de bobine en série avec le
condensateur de l'eau.
3. Le circuit de la
revendication 1 en lequel le moyen de génération d'impulsion inclut un premier
générateur de fréquence réglable et un deuxième a déclenché le générateur de
fréquence d'impulsion qui commande le nombre d'impulsions produites par le
premier générateur de fréquence envoyé à l'enroulement primaire pendant une
période déterminée par la fréquence de porte du deuxième générateur
d'impulsion.
4. Le circuit de la revendication 1 plus loin comprenant moyens de
sentir l'occurrence d'un état résonnant dans le condensateur de l'eau de la
cavité résonnante.
5. Le circuit de la revendication 4 en lequel les moyens de sentir est un
enroulement de collecte sur le noyau ferromagnétique du
transformateur.
6. Le circuit de la revendication 4 ou de la revendication 5 en lequel la
sensation signifie est relié ensemble à un circuit de balayage et à un circuit
de boucle de serrure de phase, par lequel la fréquence de palpitation à
l'enroulement primaire du transformateur soit maintenue à une fréquence sentie
correspondant à un état résonnant dans le condensateur de
l'eau.
7. Le circuit de la revendication 1 comprenant des moyens d'ajuster
l'amplitude d'un cycle de palpitation envoyé à l'enroulement
primaire.
8. Le circuit moyens incluant de la revendication 6 d'autres de maintenir
la fréquence du cycle de palpitation à une fréquence constante indépendamment
d'amplitude d'impulsion.
9. Le circuit de la revendication 3 en lequel le générateur de fréquence à
déclenchements périodiques d'impulsion est opératoirement relié ensemble avec une
sonde qui surveille le taux de production de gaz à partir de la cellule et
commande le nombre d'impulsions à la cellule dans une fréquence à déclenchements
périodiques dans une correspondance avec le taux de production de
gaz.
10. Le circuit de la revendication 7 ou de la revendication 8 ou de la
revendication 9 plus loin comprenant une sonde de pression de gaz dans une
cavité résonnante de condensateur inclus de l'eau qui inclut également une
sortie de gaz, que la sonde de pression de gaz est opératoirement reliée au
circuit pour déterminer le taux de production de gaz en ce qui concerne la
pression de gaz ambiante dans la clôture de condensateur de
l'eau.
11. Les méthodes et l'appareil comme sensiblement décrit
ci-dessus.
Pour les schémas voir l'original en version
PDF:
ici
Ci-dessous, le texte
original en anglais:
WO
92/07861
PCT/US90/06407
CONTROL
AND DRIVER CIRCUITS FOR A HYDROGEN GAS FUEL PRODUCING CELL
-1-
This invention
relates to electrical circuit systems useful in the operation of a water
fuel cell including a water capacitor/resonant cavity for the production
of a hydrogen containing fuel gas, such as that described in my United States
Letter Patent No. 4,936,961, "Method for the Production of a Fuel Gas", issued
on June 26, 1990.
In my aforesaid
Letters Patent for a method for the production of a fuel gas, voltage pulses
applied to plates of a water capacitor tune into the dielectric
properties of the water and attenuate the electrical forces between the
hydrogen and oxygen atoms of the molecule. The attenuation of the
electrical forces results in a change in the molecular electrical field and the
covalent atomic bonding forces of the hydrogen and oxygen atoms. When resonance
is achieved, the atomic bond of the molecule is broken, and the atoms of the
molecule disassociate. At resonance, the current (amp) draw from a power source
to the water capacitor is minimized and voltage across the water capacitor
increases. Electron flow is not permitted (except at the
minimum, corresponding to leakage resulting from the residual conductive
properties of water). For the process to continue, however, a resonant
condition must be maintained.
Because of
the electrical polarity of the water molecule, the fields produced in the
water capacitor respectively attract and repel the opposite and like
charges in the molecule, and the forces eventually achieved at resonance
are such that the strength of the covalent bonding force in the water molecule
is exceeded, and the atoms of the water molecule (which are normally in an
electron sharing mode) disassociate. Upon disassociation, the
formerly shared bonding electrons migrate to the hydrogen nuclei, and both the
hydrogen and oxygen revert to net zero electrical charge. The atoms are
released from the water as a gas mixture.
In the invention herein, a control circuit for a
resonant cavity water capacitor cell utilized for the production of hydrogen
containing fuel gas is provided.
The circuit includes an isolation means such as a
transformer having a ferromagnetic, ceramic or other electromagnetic
material core and having one side of a secondary coil connected in series
with a high speed switching diode to one plate of the water capacitor of the
resonant cavity and the other side of the secondary coil connected to the other
plate of the water capacitor to form a closed loop electronic circuit
utilizing the dielectric properties of water as part of the electronic
resonant circuit. The primary coil of the isolation transformer is connected
to a pulse generation means. The secondary coil of the transformer may include
segments that
form resonant charging choke circuits in series with the water capacitor plates.
In the
pulse generation means, an adjustable first, resonant frequency generator
and a second gated pulse frequency generator are provided. A gate pulse
controls the number of the pulses produced by the resonant frequency generator
sent to the primary coil during a period determined by the gate frequency of the
second pulse generator.
The
invention also includes a means for sensing the occurrence of a resonant
condition in the water capacitor/resonant cavity, which when a ferromagnetic or
electromagnetic core is used, may be a pickup coil on the transformer core. The
sensing means is interconnected to a scanning circuit and a phase lock loop
circuit, whereby
the pulsing
frequency to the primary coil of the transformer is maintained at
a sensed frequency corresponding to a resonant condition in the water
capacitor.
Control
means are provided in the circuit for adjusting the amplitude of a pulsing cycle
sent to the primary coil and for maintaining the frequency of the pulsing cycle
at a constant frequency regardless of pulse amplitude. In addition, the gated
pulse frequency generator may be operatively interconnected with a sensor that
monitors the rate of gas production from the cell and controls the number of
pulses from the resonant frequency
generator sent to the cell in a gated frequency in a
correspondence with the rate of gas production. The sensor may be a gas
pressure sensor in an enclosed water capacitor resonant cavity which also
includes a gas outlet. The gas pressure sensor is operatively connected to the
circuit to determine the rate of gas production with respect to ambient gas
pressure in the water capacitor enclosure.
Thus, an omnibus
control circuit and its discrete elements for maintaining and controlling the
resonance and other aspects of the release of gas from a resonant cavity water
cell is described herein and illustrated in the drawings which depict the
following:
Figure
1 is a block diagram of an overall control circuit showing the
interrelationship of sub-circuits, the pulsing core/resonant circuit and the
water capacitor resonant cavity.
Figure 2
shows a type of digital control means for regulating the ultimate rate of gas
production as determined by an external input. (Such a control means would
correspond, for example, to the accelerator in an automobile or a
building thermostat control.)
Figure 3
shows an analog voltage generator.
Figure 4 is
a voltage amplitude control circuit interconnected with the voltage generator
and one side of the primary coil of the pulsing core.
Figure 5
is the cell driver circuit that is connected with the opposite side of the
primary coil of the pulsing core.
Figures 6, 7, 8 and
9 relate
to pulsing control means including a gated pulse frequency generator (Figure
6); a phase lock circuit (Figure 7); a resonant scanning circuit
(Figure 8); and the pulse indicator circuit (Figure 9) that
control pulses transmitted to the resonant cavity/water fuel cell capacitor.
Figure 10
shows the pulsing core and the voltage intensifier circuit that is the interface
between the control circuit and the resonant cavity.
Figure
11 is a gas feedback control circuit.
Figure 12
is an adjustable frequency generator circuit.
The circuits are
operatively interconnected as shown in Figure 1 and to the pulsing
core voltage
intensifier
circuit of Figure 10, which, inter alia. electrically isolates
the water capacitor so that it becomes an electrically isolated cavity for
the processing of water in accordance with its dielectric resonance
properties. By reason of the isolation, power consumption in the control and
driving circuits is minimized when resonance occurs; and current demand is
minimized as voltage is maximized in the gas production mode of the water
capacitor/fuel cell.
The reference letters appearing in the Figures, A, B,
C, D, E, etc... to M and Ml show, with respect to each separate circuit
depicted, the point at which a connection in that circuit is made to a companion
or interrelated circuit.
In the invention, the water capacitor is subjected to a
duty pulse which builds up in the resonant changing choke coil and then
collapses. This occurrence permits a unipolar pulse to be applied to the fuel
cell capacitor. When a resonant condition of the circuit is locked-in by the
circuit, amp leakage is held to a minimum as the voltage which creates the
dielectric field tends to infinity. Thus, when high voltage is
detected upon resonance, the phase lock loop circuit that controls the cell
driver circuit maintains the resonance at the detected (or sensed)
frequency.
The resonance of the water capacitor cell is
affected by the volume of water in the cell. The
resonance of any given volume of water maintained in
the water capacitor cell is also affected by "contaminants" in the water which
act as a damper. For example, at an applied potential difference of 2000 to
5000 volts to the cell, an amp spike or surge may be caused by
inconsistencies in water characteristics that cause an out – of -
resonance condition which is remedied instantaneously by the
control circuits.
In the
invention, the adjustable frequency generator (Figure 12) tunes into the
resonant condition of the circuit including the water cell and the water
therein. The generator has a frequency capability of
0-10 KHz and
tunes into resonance typically at a frequency of 5 KHz in a typical 3.0
inch water capacitor formed of a 0.5 inch rod enclosed within a 0.75 inside
diameter cylinder. At start up, in this example, current draw through the water
cell will measure about 25 milliamps; however, when the circuit finds a tuned
resonant condition, current drops to a 1-2 milliamp minimum leakage condition.
The voltage to the
capacitor water cell increases according to the turns of the winding and size of
the coils, as in a typical transformer circuit. For example, if 12 volts are
sent to the primary coil of the pulsing core and the secondary coil resonant
charging choke ratio is 30 to 1, then 360 volts are sent to the capacitor water
cell.
Turns are a design variable that control the voltage of the unipolar pulses sent
to the capacitor.
The high speed switching diode shown in Figure 10
prevents charge leakage from the charged water in the water capacitor cavity,
and the water capacitor as an overall capacitor circuit element, i.e., the
pulse and charge status of the water/capacitor never pass through an arbitrary
ground. The pulse to the water capacitor is always unipolar. The water
capacitor is electrically isolated from the control, input and driver circuits
by the electromagnetic coupling through the core. The switching diode in the
VIC circuit (Figure 10) performs several functions in the pulsing. The diode
is an electronic switch that determines the generation and collapse of
an electromagnetic field to permit the
resonant
charging chokes to double the applied frequency and also allows the pulse to be
sent to the resonant cavity without discharging the "capacitor" therein. The
diode, of course, is selected in accordance with the maximum voltage encountered
in the pulsing circuit. A 600 PIV fast switching diode, such as an NVR 1550
high speed switching diode, has been found to be useful in the circuit
herein.
The VIC circuit of
Figure 10 also includes a ferromagnetic or ceramic ferromagnetic
pulsing core capable of producing electromagnetic flux lines in response
to an electrical pulse input. The flux lines
equally
affect the secondary coil and the resonant charging choke windings. Preferably,
the core is a closed loop construction. The effect of the core is to isolate
the water capacitor and to prevent the pulsing signal from going below an
arbitrary ground and to maintain the charge of the already charged water and
water capacitor.
In the
pulsing core, the coils are preferably wound in the same direction to maximize
the additive effect of the electromagnetic field therein.
The magnetic
field of the pulsing core is in synchronization with the pulse input to the
primary coil. The potential from the secondary coil is introduced to the
resonant charging chokes series circuit elements which are subjected to
the same synchronous applied electromagnetic field, simultaneously with
the primary pulse.
When resonance occurs, control of the gas output is
achieved by varying voltage amplitude or varying the time of duty gate cycle.
The transformer core is pulse frequency double. In a figurative explanation of
the workings of the fuel gas generator water capacitor cell, when a water
molecule is "hit" by a pulse, electron time share is affected, and the molecule
is charged. When the time of the duty cycle is changed, the number of pulses
that "hit" the molecules in the fuel cell is correspondingly
modified. More "hits" result in a greater rate of molecular disassociation.
With
reference to the overall circuit of Figure 1, Figure 3 receives a digital input
signal, and Figure 4 depicts the control means that directs 0-12 volts across
the primary coil of the pulsing core. Depending upon design parameters of
primary coil voltage and other factors relevant to core design, the secondary
coil of the pulsing core can be set up for a predetermined maximum, such as 2000
volts.
Figure 5, the cell driver circuit, allows a gated pulse
to be varied in direct relation to voltage amplitude.
As noted above, the circuit of Figure 6 produces a gate
pulse frequency. The gate pulse is superimposed over the resonant frequency
pulse to create a duty cycle that determines the number of discrete pulses sent
to the primary coil. For example, assuming a resonant pulse of 5 KHz, a .5 Hz
gate pulse may be superimposed over the 5 KHz pulse to provide 2500 discrete
pulses in a 50% duty cycle per Hz. The relationship of resonant pulse to the
gate pulse is determined by conventional signal
addition/subtraction techniques.
Figure 7, a phase lock loop, allows pulse frequency to
be maintained at a predetermined resonant condition sensed by the circuit.
Together, the circuits of Figures 7 and 8 determine an output signal to the
pulsing core until the peak voltage signal sensed at resonance is achieved.
A resonant
condition occurs when the pulse frequency and the voltage input attenuates the
covalent bonding forces of the hydrogen and oxygen atoms of the water molecule.
When this occurs, amp leakage through the water capacitor is minimized. The
tendency of voltage to maximize at resonance increases the force of the electric
potential applied to the water molecules, which ultimately disassociate into
atoms.
Because resonances of different waters, water volumes,
and capacitor cells vary, the resonant scanning circuit of Figure 8 is useful.
The scanning circuit of Figure 8 scans frequency from high to low to
high repeating until a signal lock is determined. The ferromagnetic
core of the voltage intensifier circuit transformer suppresses
electron surge in an out – of - resonance condition of the fuel
cell. In an example, the circuit scans at frequencies from 0 Hz to 10 KHz to 0
Hz. In water having contaminants in the range of 1 ppm to 20 ppm, a 20%
variance in resonant frequency is encountered. Depending on water flow rate
into fuel cell, the normal variance range is about 8-10%. For example, iron in
well water affects the status of molecular disassociation. Also, at a resonant
condition harmonic effects occur. In a typical operation of the cell with a
representative water capacitor described below, at a frequency of about 5 KHz at
unipolar pulses from 0 to 650 volts at a sensed resonant condition into the
resonant
cavity, conversion
of about 5 gallons of water per hour into a fuel gas will occur on average. To
increase the rate, multiple resonant cavities can be used and/or the surfaces of
the water capacitor can be increased, however, the water capacitor cell is
preferably small in scale. A typical water capacitor may be formed from a 0.5
inch in diameter stainless steel rod and a 0.75 inch inside diameter
cylinder that together extend concentrically about 3.0 inches with respect
to each other.
Shape and size of
the resonant cavity may vary. Larger resonant cavities and higher rates of
consumption of water in the conversion process require higher frequencies such
as up to 50 KHz and above. The pulsing rate, to sustain such high rates of
conversion must be correspondingly increased.
From the foregoing
description of the preferred embodiment, other variations and modifications of
the system disclosed will be evident to those of skill in the art.
WHAT IS CLAIMED IS:
1. A control circuit for a resonant cavity water
capacitor cell utilized for the production of a hydrogen containing fuel gas
including
an isolation transformer including a ferromagnetic core
and having one side of a secondary coil connected in series with a high speed
switching diode to one plate of the water capacitor of the resonant cavity and
the other side of the secondary coil connected to the other plate of the water
capacitor to form a closed loop electronic circuit utilizing the dielectric
properties of water as part of the electronic circuit and a primary coil
connected to a pulse generation means.
2. The circuit of Claim 1 in which the secondary
Coil includes segments that form a resonant charging choke
circuit in series with the water capacitor.
3. The circuit of
Claim 1 in which the pulse generation means includes an adjustable first
frequency generator and a second gated pulse frequency generator which
controls the number of pulses produced by the first frequency generator sent
to the primary coil during a period determined by the gate frequency of the
second pulse generator.
4. The
circuit of Claim 1 further including a means for sensing the occurrence of a
resonant condition in the water capacitor of the resonant cavity.
5. The
circuit of Claim 4 in which the means for sensing is a pickup coil on the
ferromagnetic core of the transformer.
6. The circuit of Claim 4 or Claim 5 in which the
sensing means is interconnected to a scanning circuit and a phase lock loop
circuit, whereby the pulsing frequency to the primary coil of the transformer is
maintained at a sensed frequency corresponding to a resonant condition in the
water capacitor.
7. The
circuit of Claim 1 including means for adjusting the amplitude of a pulsing
cycle sent to the primary coil.
8. The
circuit of Claim 6 including further means for maintaining the frequency of the
pulsing cycle at a constant frequency regardless of pulse amplitude.
9. The circuit of Claim 3 in which the gated pulse
frequency generator is operatively interconnected with a sensor that monitors
the rate of gas production from the cell and controls the number of pulses to
the
cell in a gated frequency in a correspondence with the rate of
gas production.
10. The circuit of Claim 7 or Claim 8 or Claim 9
further including a gas pressure sensor in an enclosed water capacitor resonant
cavity which also includes a gas outlet, which gas pressure sensor is
operatively connected to the circuit to determine the rate of gas production
with respect to ambient gas pressure in the water capacitor enclosure.
11. The
methods and apparatus as substantially described herein.
Pour les schémas voir l'original en version
PDF:
ici
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