用于产生气态氢和氧的电解反应系统的制作方法

1.本发明涉及一种如权利要求中所说明的用于产生气态氢和氧的电解反应系统。


技术实现要素：

2.本发明特别涉及一种用于在反应室中借助电解过程高效地产生气态氢和氧的系统，其中，跟踪并实现了将水分离成气态氢和氧的所用电能的优化利用的目的。此外，本发明涉及这些气体的利用，尤其是涉及利用能量载体氢进行化学燃烧或氧化。尤其是，水通过电解分解成气态氢和氧，然后化学能量载体氢通过燃烧过程转化成热能或动能。在此，水分解成所述气体是以尽可能好的能量平衡进行的。此外，通过这种电解过程在相对短的时间间隔内可生产大量的电解产生的气态氢和氧。
3.在此，根据本发明的技术减少了所使用的或所需的电能，所述电能是为了将水分离成氢和氧而被需要，以便在制造化学能量载体时实现尽可能好的或经济上积极的能量平衡，或者以便实现经济地且同时环保地利用气态燃料氢或由此获得的热能或动能。
4.根据本发明的技术的目的是，优选由天然存在的水或由含水的电解溶液产生氢气和氧气，更确切地说以一定的量产生，该量使得能够在没有大体积的或技术上耗费的中间存储的情况下将所产生的化学能量载体氢提供给消耗器、尤其是使用装置或转换装置。然后相应的使用装置通过燃烧过程将该化学能量载体或燃料转化成各自所需的能量形式，尤其是热能或动能也或电能。
5.根据本发明获得的氢气形式的化学能量载体，尤其是与气态氧结合的气态氢，在此在化石燃料的燃烧中在没有通常出现的排放值的情况下实现利用或能量转换。在利用根据本发明的系统时，除了分别所期望的能量形式外，仅产生水蒸汽或冷凝水和其他微量元素。与化石燃料相比，已知氢气热燃烧中的副产物、尤其在其能量的利用时明显更环保。来自氢的燃烧过程的主要废物仅为可无问题地释放到环境中的水蒸汽或水。该废物在此比许多其他的水资源更纯或者电解产生的氧比环境中的其他空气更纯或更浓缩。
6.根据本发明的系统和根据本发明的方法措施是具有各种结构的大量试验系列和实验的结果以及这些结构的根据电解原理用于产生氢的运行方式，电解在其物理原理方面在一个多世纪以来是公知的。
7.水的电解是基本非常简单的已知原理，其中，通过两个或更多个处于电解质浴或水浴中的电极和通过施加电能(尤其是dc电压)实现将水分离成气态氢和氧。这个过程原则上不是什么新鲜事。然而，由于已知的过程需要比通过利用产生的气体的热能或化学能或通过产生的气体的燃烧过程在稍后可获得的显著更多的初级能量以用于所述分离，所以已知的过程相对低效。因此迄今为止实现了经济上相当负的或差的能量平衡。另一方面，必须供应如此高程度的电能，使得在从化石燃料的燃烧中产生高比例的电能之后，所产生的优点不可见或者消失。从环境技术来看，由现有技术已知的系统没有带来突出的优点。出于这个原因，氢和其能量潜力的利用在实践中从未得到实现或者说仅在非常有限的应用领域中得到实现。
8.从先前已知的现有技术中已知电解设备的大量实施方案。然而显然这些装置都不能用于广泛多元化的应用范围。例如，在基于电解获得的氢或基于氢氧混合物的驱动或供应系统按照标准根本不存在或仅在试验阶段才能被找到之后，对于机动车、发电机或加热系统的能量供应来说，这些已知的设计方案显然是不令人满意的。
9.根据本发明的技术现在能够实现，利用特殊的结构或利用由水或由基于水的溶液构成的特殊措施以相应所需的量提供气态氢和氧，也就是说，在没有大体积的或技术上复杂的中间存储的情况下根据需求和反应快速地提供。尤其，在产生化学能量载体时，尤其在电解地获得氢气时，实现了经济上有利的能量平衡并且确保了以初级能量的较少利用来产生化学能量。最终可生成的从氢和氧的无排放燃烧中获得的热或热能够在此可非常多方面地利用。几乎所有家用或工业设备，例如炉、烤架、加热器、空调设备以及发电机，都可以利用该化学能来运行并且在此负责转换成电能、动能和/或热能或者用于转换成其他能量形式。氢和氧此外可以用于几乎所有传统的内燃机的运行。
10.电解技术、尤其是根据本发明的电解反应系统提供了利用化学能或由氢和氧构成的热或热能的机会，而在此不会对环境造成强烈的负担，如目前常见的化石燃料的燃烧所发生的那样。
11.相应技术比许多先前已知的用于运行马达、发电、加热等的系统更安全。这些系统分别需要包含在罐或供应管路系统中的燃料以进行运行。在这些部件中存储或储藏非常大量的燃烧能量。在实践中总是反复出现的故障情况下，这通常引起严重的问题。尤其通过直接储藏燃料或动力材料可能部分地触发无法预料的后果。这种故障情况大多相对严重或者仅以相对高的技术耗费一定程度地被控制。
12.在根据本发明的系统中，在系统中仅仅储藏相对较少的、尤其是明显较少的可燃气体量。在罐中或在管路中的唯一储藏以相对不危险的含水溶液的形式或以纯水的形式实现，纯水在化学或环境技术上是没有问题的且显然是不可燃的。此外，可以为产生过程、尤其是反应室以简单的方式和方法配设可靠和成本低廉的有效的安全器件。根据本发明的尤其反应快速的或有效率的电解系统使得可以仅须储藏相对较少的气体量。尤其，包括反应室和供应管路系统的存储体积或缓冲容积在大多数情况下是足够的。由此所述电解系统或所说明的用于能量转换的装置是容易控制的并且根据本发明的系统被分级为非常安全。
13.本发明的目的在于，提供一种改进的电解反应系统。尤其是力求一种用于将水或含水溶液分解成气态氢和氧的电解系统，该电解系统在所供应的电能量量和所生成或转换的、化学或热或动能量方面具有提高的效率或高效率。
14.本发明的任务通过根据权利要求1的特征的电解反应系统来解决。
15.通过权利要求1的特征得到的令人惊讶的优点在于，利用这种电解反应系统可实现所供应的电能与所获得的化学能之间的良好比例。这主要通过电极组件和由电极组件的电极限定的流动通道之间的结构组合和技术相互作用来实现，所述流动通道相对于电解质的流动方向在至少一个位置处逐渐变细或变窄。通过在流动通道中加速的电解质的彼此叠加的振动或者通过来自电极组件的电场的组合作用，实现了优化的前提条件，以便在良好的作用轮下产生氢或氧或相应的混合物。
16.此外，令人惊讶的、有利的相互作用在于，在电解过程期间产生的气泡、尤其相应的氢气泡和氧气泡被改善或者加速地从电极面分离。此外实现了各气体从电解质中的较短
的释出气体时间。随之而来地得出，可供使用的电极或其有效的面分别最大地供转化过程使用并且始终存在与电解质的尽可能强烈的接触。尤其是，电极和电解质之间的气体边界层保持尽可能小或者说尽可能迅速地被分解。
17.特别有用的相互作用效果在于，沿着流动方向以越来越大的数量或密度出现的气泡，尤其是向上越来越多或更强烈地累积地存在于电解质中的气泡，被相对更快或更强烈地从电极的表面去除，因为这些气泡以越来越高的流速从彼此相邻的电极表面之间的至少一个间隙或流动通道中导出。这种效果通过至少一个根据权利要求构造的流动通道、尤其是通过电极的形状和/或定向实现。随后，通过强烈的分离或者通过逐渐加速地移除所产生的氢气泡或者氧气泡而实现的是，电极组件中或者电解质中的电流密度变得更一致或者更均匀并且由此可以实现高效的电解过程或者反应系统的高性能。在至少一个逐渐变细的流动通道内的电解质的朝出口区域方向增大的流速因此对气泡的分离强度、气泡的排出速度以及对电极组件中或电解质中可达到的电流密度具有积极的作用。
18.尤其是，支持或加速了电解质中存在的气体份额的导出，使得电解过程的效率或有效性始终保持尽可能高。总体上由此提供了一种改进的电解反应系统，该电解反应系统在相对短的处理时间内提供相对高量的电解获得的气态氢和氧。此外，根据本发明的电解系统可以相对成本低廉地构造并且因此具有高的经济性或能够实现实践中的利用。
19.下面的也以及前面的效果或作用说明应理解为示例性的说明并且不提出对完整性的要求。此外不必出现所有的分别提到的效果。此外所述的效果或作用说明不受任何加权的影响并且不同的关系的阐述部分地被视为最可能的。部分地存在不可解释的或几乎不可解释的现象或相互作用，其技术背景对于一般的专业领域不是明显的或难以解释。相应的结果部分地基于许多实验系列和电解系统的参数的经验变化。
20.通过根据权利要求2的设计方案，逐渐变细的流动通道可以在机械上稳健地构造。此外由此可实现尽可能简单的安装或实现电解反应系统的尽可能简单的结构，由此可以将其制造成本保持得相对低。
21.根据权利要求3的可能的实施方式也是有利的。由此在至少一个流动通道中可实现明显的变细。可以足够的是，仅内部的或外部的周面相对于中心轴线或相对于电极组件的柱轴线或竖直轴线倾斜。如果不仅流动通道的径向内部的而且径向外部的边界面都相对于柱轴线或竖直轴线以一定角度延伸或者说相对于竖直线成角度地定向，则流动通道的喷嘴状的渐缩部可以相对强地实施。在这种情况下，流动通道的阳极和阴极的边界面都相对于柱轴线或竖直轴线以一定角度延伸。此外由此可以在电极的周面的相对小的倾斜的情况下实现相对强地变细的流动通道。这有利于氢气泡和氧气泡从电极的阴极或阳极作用面的分离。
22.根据权利要求4的设计方案也是适宜的。由此可以有利于尽可能成本低廉地制造电极组件并且进一步尽可能成本低廉地制造电解系统，而不会由此引起显著的性能损失。
23.通过根据权利要求5的有利的改进方案，可以构造在流动技术上有利的并且功率优化的电极组件。此外，尤其当利用制造方法如铸造和/或车削时，可以实现尽可能成本低廉的制造。
24.根据权利要求6的措施也是有利的。用于电解质的、沿着流动方向变细或变窄的流动通道也可以以简单但有效的方式和方法通过直接相邻的电极或电极表面之间的限定的
角度位置或定向有利地实现。
25.根据权利要求7的有利的措施规定，在虚拟的柱轴线或竖直轴线的轴向方向上在电极组件上方和/或下方布置至少一个电磁线圈，该电磁线圈的电磁场在施加电能时作用到电解质和电极组件上。这增加了电流密度并且因此促进了电解过程的效率。此外，由此可以产生电极和电解质的最小振动或振荡，所述振动或振荡尤其是由于在电极上的气泡的更强烈分离和/或由于电解质的更强烈的释出气体可以支持电解过程。
26.此外可以规定，至少一个反应室具有基本空心圆柱形或空心棱柱形的主体形状并且反应室的虚拟中心轴线、尤其反应室的周面被定向成垂直或近似垂直，如这在权利要求8中所限定的那样。由此提供在流动技术上有利的主体形状和定向，以便实现在电解质中和在用于聚集的气体的空间区段中的限定的或设定的流动。此外，由此可以实现具有相对高性能的、相对紧凑构成的电解反应系统。
27.根据如在权利要求9中所说明的改进方案，可以规定，反应室包括基本空心圆柱形或空心棱柱形的容纳容器，在该容纳容器中布置有至少管形或备选地星形的电极组件。这提供了一种类型的容器中容器的布置，该布置同样有利于电解过程的性能。尤其由此实现了划分为用于电解质容纳和电极容纳的容器和包围该容器的用于容纳所述部件以及用于积累所产生的气体的容器组件或室组件。
28.此外，可以设置根据权利要求10的设计方案，其中，用于电解质和用于至少一个电极组件的容纳容器在上端部区段中实施为敞开的并且其周面或柱面与反应室的内壁面间隔开距离地布置。由此存在尽可能大的释出气体横截面，该释出气体横截面有助于尽可能短的释出气体时间和尽可能强的释出气体。此外提供了一种用于电解质的容纳容器，该容纳容器提供了用于电解液和/或用于可能产生的电解质泡沫的无阻碍的或充足的溢流。这种电解质泡沫通常在电解液上、尤其在电解浴的表面上形成并且部分地阻碍电解质中的气体部分的释出气体。通过连续地降解或者说避免电解质浴上的泡沫冠部(这尤其可以通过简单地导出该泡沫冠部来实现)，可以将系统的效率保持得尽可能高。
29.此外，通过根据权利要求的措施，可以以有利的方式和方法相对简单地实现限定的电解质循环。尤其是电解液可以相对于容纳容器连续地或不连续地被供应和导出，其中，电解液的过量可以通过容纳容器的上边缘瀑布状地再次流出并且必要时可以在清洁和/或冷却和/或处理过程之后又被供应给容纳容器或电解质容器。因此，由此可以以简单的方式和方法实现电解液的循环，由此尤其实现了强烈且快速的释出气体。尤其由此提供一种反应容器或容纳容器，其中，通过容纳容器的溢流棱边可以简单地平衡或调节通过电解过程引起的电解质的膨胀或体积增大。备选地或与之组合地，通过连续或不连续的电解质供应在容纳容器中产生的电解液的盈余量可以限定地从电解质容器中再次流出并且根据有利的实施变型方案重新供应给容纳容器。此外，由此通过容纳容器的外壁和/或内壁产生一种类型的“电解质斜坡”。在此，该电解质流出或电解质排出可以在容纳容器的外表面上和/或在容纳容器的中央内壁区段上进行，办法是：用于电解质的容纳容器具有空心圆柱形的或多重空心圆柱形的主体形状，尤其是级联地构造或者具有同轴地彼此嵌套放置的容纳容器。
30.通过根据权利要求11的措施也提供了一种在流动技术上有利的实施方案，该实施方案改善了电解反应系统的效率或反应时间。
31.根据权利要求12和/或13的措施也是特别有利的，因为由此实现了特别好的电解作用或者建立了尽可能强烈的技术上的相互作用。尤其，至少一个电磁线圈的电磁场可以特别强烈地作用于电极组件和电解质并且由此改进电解过程中的进展或效率。一方面，至少一个电磁线圈的电磁场因此有利地作用于分解过程。此外，在至少一个电磁线圈中产生的机械振动也尽可能直接导入到电解质或电极组件上。由此改善或加速了气泡从电极的分离过程或从电解质的释出气体过程。所述效果伴随着电解反应系统的改进，尤其是电解反应系统的效率和功率提高。
32.此外，根据权利要求14的改进方案是有利的，因为这种电磁线圈形成电磁场，所述电磁场有利地作用于电解过程，尤其是提高电解过程的效率。尤其由此实现了对电极组件相对紧密且相对均匀地加载该线圈的电磁场，该电磁场产生脉冲场或生成交变场。在此，电磁场围绕电极组件或反应室的垂直轴或中心轴线循环，该轴线此外延伸穿过基本环形构造的线圈的中心或芯部。
33.根据权利要求15或16的设计方案描述电磁线圈的一种有利的或者特别有效的实施方式。因此可以有利地影响电解反应系统的有效性或总体性能。
34.根据权利要求17的措施也是有利的，因为由此实现了将水分子高效地分离成相应的气体，即分离成氢和氧。
35.根据权利要求18的设计方案也是特别有利的，因为由此支持电解过程或明显更有效地进行电解过程。通过电磁线圈的脉冲式能量供应实现了线圈的周期性或非周期性的关断，由此其磁场至少部分地或完全地被破除并且触发具有相反的极性或定向的强得多的磁场。然后，由于连续场与每个脉冲至少部分地相加或累加，直至达到最大场强，因此新激活能量供应会引发明显更强的场。
36.根据权利要求19的设计方案也是有利的，因为由此电极组件的电极由于交变磁场而附加地被置于振动中，这一方面导致附着的气泡更顺利地分离。根据有利的实施方式，磁场、尤其是至少一个电磁线圈的电能供应与电极组件的电场相比或者与用于电极组件的能量供应相比相对低频地确定尺寸。根据被认为适宜的尺寸，用于电磁线圈的相对低频的能量供应与用于电极组件的相对高频的能量供应之间的比例大约为1：1000。
37.根据权利要求20的设计方案也是特别有利的，因为由此改善或加速了在电解液中的分离或释出气体过程。尤其由此可以构建循环或生成流动，通过该流动可更好地、尤其相对彻底地且快速地将气泡从电极面分离。此外关于处于电解液中的气泡到处于电解液上方的气体室中的释出气体过程被支持。在反应室或者说容纳容器的下区段中的电解质的供应和/或补充在此周期性地、非周期性地和/或根据需要进行。重要的是，通过这种供应和/或补充在电解质中构建涡流或流动。
38.上述有利的效果或技术效果也可以独立地或与其组合地通过根据权利要求21的措施来实现。用于使电解质涡流或用于在电解质中建立流动的装置可以在此通过电解质本身和/或通过气态介质、例如空或氮的添加来实现。在供应其他不可燃气体(例如环境空气或氮气)的情况下，可以以有利的方式和方法调节、尤其降低电解产生的氢气的燃烧值。通过将不可燃的气体直接混入电解质中，因此一方面在电解质浴中产生涡流或流动并且另一方面降低电解产生的氢气的燃烧值或燃烧速度。由此，能量量或爆炸性、尤其是电解产生的气体或气体混合物的燃烧速度可降低到一定水平，以便可相对无问题且简单地在几乎标准
的内燃机中被利用。此外可以为后续使用准备气体的优化混合物。
39.根据权利要求22的改进方案也是有利的，因为由此实现一种类型的喷洒或扩散效应，其在电解质中引起尽可能均匀或紧密的流动分布。尤其是，由此引起关于处于电解质中的气泡或关于附着在电极面上的气泡的尽可能完全的或均匀的释出气体。此外由此将外来气体密度、尤其是对于每限定的电解质体积的被吹入或被带入到电解质中的气体的量份额保持得小或均匀化并且由此将电解性能保持得高。
40.用于缩短液体中的释出气体时间并且用于增强电解质与电极板之间的接触的另外的实施方式通过根据权利要求23的措施来实现。尤其是，由此可以以相对小的技术耗费并且也以尽可能小的成本引起电解质的紊流流动、尤其是电解质的涡流式的或螺旋形地向上延伸的流动。
41.但是通过根据权利要求24的措施也改善了电解反应系统的释出气体效果或释出气体性能。尤其当电解液连续地或不连续地流过溢流棱边时，实现一种类型的电解质斜坡或“瀑布”，通过所述电解质斜坡或“瀑布”实现强烈的或高效的释出气体措施，如这也在前面已经阐述的那样。电解质的相应的溢流或者溢出在此可以通过电解液的强制的供应或者补充来实现和/或通过电解液在电解过程期间的体积膨胀来引起或者导入或者共同确定。
42.构造上或者结构上简单的溢流棱边通过根据权利要求25的措施实现。此外由此实现了相对均匀的或者说类似的电解液溢流，从而实现了电解液与电解液中所含的气体或者说气泡之间的尽可能强烈的释出气体或者说分开。这此外通过电解液的相对大面积的扩散实现。
43.但根据权利要求26的设计方案也是有利的，因为由此始终提供强烈的释出气体或足够大的气体室。此外可以避免在反应室中产生过压或超过限定的压力值。尤其由此在电解液的由电解造成的膨胀通过电解液的限定的导出而被平衡或至少近似补偿之后，保持反应室内部的确定的压力水平。尤其由此在反应室内保留了限定的释出气体体积或者说不超过在反应室的气体室中的限定的气体压力。
44.根据权利要求27的设计方案也是有利的，因为由此包含在溢流的或导出的电解质中的气体部分保持在系统中并且因此在一定程度上不会丢失。此外通过电解质的回引装置在电解质容器中构建涡流或流动，通过该涡流或流动改善或加速气体部分从液态电解质中的流出或离析。
45.通过根据权利要求28的措施，以简单但可靠的方式和方法防止了主要在反应室的上区段中积聚的氢气经由电解质流出被抽出或导出。由此尤其防止电解获得的氢气经由电解液体的流出或流入被导出或到达用于电解质的冷却循环中。电解生成的氢气或氢氧混合物因此主要供氢气或氧气的相应的消耗器或者说耗用器使用。因此，在氢气到其他通道或其他区域中的导出而不是到为此设置的出气区域中的导出在技术上简单地但是有效地被抑制或最小化之后，也考虑了提高的安全要求。
46.此外根据权利要求29的措施是特别有利的，因为由此实现了电解液中的循环，该循环加速或改善了释出气体过程。另外的重要的优点在于，由此伴随着电解液的简单的调节。尤其由此可以以简单的方式和方法实现电解液的冷却或温度限制。在此相应的冷却过程通过相对少的能量供应来实现，因为通常的周围环境温度通常足以将电解液保持在对于电解过程有利的温度水平上或保持在令人满意的温度范围中。有利的温度范围在于，电解
液保持在低于60℃的温度范围中，优选保持在20℃至50℃之间、尤其是28℃至43℃之间的温度范围中。
47.根据一种改进方案可以规定，在反应室的底部区段或罩区段中、尤其在用于电解质的容纳容器中构造至少一个穿通口，尤其多个分布布置的穿通口，该穿通口用于导入到反应室中、尤其导入到用于电解质的容纳容器中的环境空气和/或吹入电解质中的气态氮。一方面由此实现电解液的冷却和/或紊流并且因此随之提高关于电解液中的电解生成的气体部分的释出气体速度或释出气体效率。但是另一方面也实现了简单地调节电解反应系统中的气体混合物的燃烧值或能量值。尤其通过相应地调节环境空气或气态氮的所供应的量，可这样地设定其能量量或燃烧值、尤其是其燃烧速度，使得能够实现在标准消耗器中、例如在内燃机或加热装置中的无问题的燃烧。因此所供应的气体实现双倍的效果或多重作用，其中，总效果具有令人惊讶地高的积极程度。
48.根据权利要求30的措施也是有利的。由此也以出人意料地更简单和更有效或更高效的方式和方法提高电解反应系统的性能。尤其由此可以改善产生的或释放的氢气或气态氧的量。这归因于加速的释出气体或气泡的更强烈离析。
49.在权利要求31中说明了另外的有利的实施方案。由此实现多重利用或者说提供有利的应用。尤其，由消耗器或由消耗器的机组、例如燃烧室的真空泵或增压装置(例如涡轮增压器)建立的负压也用于支持或加速电解反应系统中的释出气体或气体分离。由相应的消耗器或其燃料供应部建立的相应的负压在此可以通过任意的由现有技术已知的调节措施保持在确定的、视为优化的范围中。
50.一种有利的实施方式也可以通过根据权利要求32和/或33所述的措施来实现。尤其由此实现有利的流动或建立电解质中的限定的流动方向，该流动方向从电极的下端部区段出发朝向上端部区段的方向延伸。
51.通过根据权利要求34的措施，首先当在电极组件下方的电解质流的速度相对小时，提供在电极之间的区段中的电解液的加速。因此实现文丘里效应并且由此实现各个电极之间的流速的提高。由此也改善了分离性能，尤其是每单位时间的分离率，并且也改善了气泡的分离或离析的强度。
52.根据权利要求35的措施也是特别有利的。尤其，相互嵌套的电极的这种多重布置实现了在相对紧凑的结构体积的情况下的提高的电解性能。此外，由于在各个电极对之间的电场至少具有略微不同的特性，因此获得多层的电容器效应，这有利于高效的电解过程。
53.在处于更内部的管电极具有彼此的逐渐变大的距离之后，实现了各种电极对之间的分别存在的间隙体积的至少部分的平衡。尤其由此处于外部的电极之间的间隙体积与处于中心或更内部的电极对之间的间隙体积相比可以被相同或近似相同地实施。通过经验试验已经表明，由此可以实现高的电解性能。
54.此外，根据权利要求36的措施是有利的，因为由此可以以相对低的电功率或以相对低的磁场强度将机械振动施加到电极组件的至少各个电极上。尤其由此以简单的方式和方法提高分离效率或释出气体速度并且由此总体提高电解反应系统的性能。
55.此外，根据权利要求37的措施是有利的，因为由此即使在相对弱的电磁场强下也可以至少在电极组件的各个电极上产生相对强烈的机械振动。此外，由此提供了流动通道或溢流通道，该流动通道或溢流通道附加地改善了气泡从电解液中的释出气体。
56.根据权利要求38的措施也是有利的，因为由此限定了区，在该区中存在相对强的或强烈的电磁场并且提供了另外的区，在该另外的区中该场的强度相对较小。这种不均匀的、也就是说关于环周增加和减小的场强相应地对电解反应系统的有效性或总体性能产生积极的影响。
57.通过根据权利要求39的措施，在子绕组的角伸长和处于其间的绕组间隙之间实现有利的比率。尤其由此实现了适当数量的分布在电磁线圈的环周上的子绕组。
58.根据权利要求40的措施也是有利的，因为由此生成足够的场强度或足够强的磁场，以便以有利的方式影响或加速电解过程。
59.根据权利要求41的措施也是有利的，因为由此磁场强度或磁通量密度变化或沿环面形的线圈的环周方向交替地上升和下降。这对消除电解质、尤其水分子的原子之间的结合力有积极的影响，由此改进了所述反应系统的电解性能。
60.最后，根据权利要求42的措施是有利的，因为由此磁场线能够以集中的形式作用到电极组件和电解质上。
61.此外可以根据权利要求43设置技术措施。在此有利的是，由此电极组件或其电极具有或满足用于空心圆柱形的线圈的磁芯、尤其金属芯的特性。流过容纳室或内部反应室的磁通量在此随时间变化并且由此导致在电极上或电极中的电磁感应。由于各个电极组件布置在径向不同的直径位置上，因此建立了不同的电位，这些电位能够支持电解过程。
62.根据权利要求44的设计方案也是有利的，因为由此可以在电极组件与在外部包围电极组件的空心圆柱形的线圈之间建立尽可能强烈的电磁相互作用。
63.在权利要求45中也说明了一种有利的改进方案。由此实现了电解质的尽可能强烈的释出气体，该脱气装置尤其与电极组件的通流连接地有利定位。由此可以附加地提高电解反应系统的有效性或性能。
64.在权利要求46中说明了脱气装置的一种有利的实施方式。由此可以以简单但有效的方式和方法构建相对薄的液体膜或平面分布的电解质层，由此有利于从电解质中离析气泡。相应的脱气装置在此可以结构简单地并且因此成本有利地实现。此外不需要单独的能量输入，以便能够运行所述脱气装置，因为电解质能够通过重力作用向下流出。
65.根据权利要求47的改进方案可能的是，充分利用容纳容器或电解质容器的整个环周区段并且因此实现电解质的尽可能强烈的释出气体。
66.通过根据权利要求48的进一步措施，可以实现多个用于电解质的上升和下降的斜坡区段，所述斜坡区段引起电解质的混合并且因此可以附加地改善脱气装置的释出气体作用。
附图说明
67.为了更好地理解本发明，借助以下附图对本发明进行更详细阐释。
68.在此，分别以非常简化的示意图示出：
69.图1示出电解反应系统的实施方式的原理图，原理图说明多个技术实施可行方案或改进可行方案；
70.图2示出电解反应系统的第一实施方式的透视图；
71.图3以俯视图示出具有星形地呈扇形展开的板状电极的电极组件；
72.图4以俯视图示出星形的电极组件的另外的实施方式，电极组件包括横截面为楔形或扇形构造的板状电极；
73.图5示出在电解反应系统中使用的电磁线圈的实施方式；
74.图6以纵向截面示出电解反应系统的另外的实施方式；
75.图7示出根据图6中的vii-vii截取的根据图6的电解反应系统；
76.图8以俯视图示出电解反应系统内的电极组件的另外的实施方式；
77.图9示出在电解反应系统中可以使用的电磁线圈的另外的实施方式；
78.图10示出电解反应系统的另外的实施方式；
79.图11以简化的垂直截面图示出电极组件，所述电极组件具有管形构造的电极，所述电极具有彼此成角度或彼此倾斜定向的电极面。
具体实施方式
80.首先要确定，在不同描述的实施方式中相同的部件设有相同的附图标记或相同的构件名称，其中，在整个说明书中包含的公开内容可以按意义转用到具有相同附图标记或相同构件名称的相同部件上。在说明书中所选择的位置说明，例如上、下、侧等也参照直接描述的以及示出的附图并且在位置改变时按意义转用到新的位置上。此外，来自所示出的和所描述的不同的实施例的单个特征或特征组合本身也能够是独立的创造性的或者根据本发明的解决方案。
81.在本说明书中的所有关于值范围的说明应理解为，所述值范围一同包括其中的任意的和所有的部分范围，例如说明1至10应理解为，从下限1和上限10出发的全部部分范围被一同包括，也就是说全部部分范围以1或更大的下限开始并且以10或更小的上限结束，例如1至1.7或3.2至8.1或5.5至10。
82.在图1中示出电解反应系统1的实施方式关于其原则上的技术构造的示意图。要明确指出的是，并非所有在此说明的措施都属于本发明主题。当然在图1中示出的各个构造或方法措施也可以转用到下面阐述的实施例上。
83.所述电解反应系统1用于通过应用电解方法产生气态氢和氧。尤其是借助于电解反应系统1在电解反应系统的运行期间将电解质、尤其是水或含水电解质、尤其是由水和提高其电导率的添加物、例如硫酸组成的混合物通过电解过程分离成气态氢和气态氧或者成形为相应的气体混合物。
84.如本身已知的，这种电解反应系统1包括至少一个用于容纳或储藏含水的或基于水的电解质的反应室2以及至少一个电极组件3，所述电极组件由多个阳极电极和阴极电极构成。
85.反应室2优选由基本空心圆柱形的容纳容器4构成，在该容纳容器中布置有至少一个电极组件3。根据第一实施方式，该电极组件3由多个星形的呈扇形展开的板状电极5、6构成。彼此相邻的电极板5、6在此交替地构成阴极和阳极。在电解系统中已知各个电极5、6的依次相继的交替的极性以形成依次相继的阴极和阳极。代替星形地呈扇形展开的板状电极5、6，根据另外的实施方式也可以使用空心体状的、尤其是棱柱形的电极或管形的电极，如这在下面说明的那样。
86.在具有星形的呈扇形展开的或者说辐射状延伸的电极板5、6的该实施方式中，该
电极组件3的虚拟的扇形轴线7基本在虚拟的柱轴线或竖直轴线8上或者说基本与容纳容器4的柱轴线或竖直轴线8重合地定向或者说定位，如这从图2和图3的概览中可看出。各个板状电极5、6在此竖直地定向，也就是说，各个电极板5、6的扁平侧壁状地定向并且以0.5mm至15mm、优选1mm至5mm的相对窄的距离彼此间隔开距离。板状电极5、6的厚度为0.1mm至5mm，优选为约1mm。
87.如图3中优化可见，在星形或扇形的电极组件3的相邻电极板5、6之间存在变化的距离9、9’。直接相邻的电极板5、6之间的变化的距离9、9’由各个板状电极5、6关于该电极组件3的共同的虚拟的扇形轴线7的星形或扇形的走向引起。尤其是，各个电极板5、6从共同的虚拟的扇形轴线7出发在相对于扇形轴线7的径向方向上延伸。因此，在俯视图中(根据图3)，电极5、6v形地定向。因此，在直接相邻的电极板5、6之间分别存在张角10、尤其是所谓的中心角或者说角度α，该张角与圆形地或者辐射状地围绕扇形轴线7布置的电极板5、6对的数量有关，如这从图3中明确地得出的那样。通过相应的电极板5、6的这种星形布置和由此形成的、取决于到扇形轴线7的距离而变化的距离9、9’，有利于电解过程的效率。尤其是，可以通过变化的距离9、9’或通过在相邻的电极板5、6之间限定的张角10更好地考虑不同的水质或者说电解质的不同的电导率。尤其是，当存在不同的或者逐渐波动或漂移的水质时或者当其电导率不同时，也可实施高效的或功能强劲的电解过程。也就是说，所说明的星形的实施方案在变化的水质方面或在变化的电导率方面或在其他的物理特性方面相对不敏感，所述其他的物理特性在电解过程中的持续时间期间或进展期间变化。此外，通过这些措施促进或支持电解产物、尤其是氢和氧从电极组件3中释出气体。这在限定的时间间隔内引起更高的效率或更高的电解性能。根据实用的设计方案，在最靠近扇形轴线7的端部区段中的在相邻的电极5、6之间构成的距离9约为0.6mm并且在远离扇形轴线7的端部区段中的距离9’约为4mm。
88.在俯视图中观察，星形的电极组件3关于其边界优选圆形地构造。然而，也可想到多边形轮廓。根据特别适宜的设计方案，星形或扇形的电极组件3在俯视图中被实施为圆环形，如这优化地从图3中可见。尤其是可以环绕扇形轴线7构造圆柱形的或管形的空置部11，该空置部可以完全被电解质填充和/或可以至少部分地作为流出空间或作为溢流或输出通道用于多余的或溢出的电解液或用于电解质泡沫，如这在下面还要更详细阐述的那样。这意味着，各个电极板5、6优选在保持确定的径向距离12的情况下围绕扇形轴线7扇形展开或者彼此相继地布置并且在此相对于扇形轴线7径向地定向，如这优化地从图3中可见。总体来看，以这种方式实施的电极组件3构造基本空心圆柱形的主体，如从图2和图3的概览中可以看到的。在此，该空心圆柱形电极体具有多个薄片状分层的、然而彼此间隔的、不同极化的电极板5、6，这些电极板栅栏状或辐射状地围绕共同的柱轴线或扇形轴线7延伸。各个板状电极5、6在此在俯视图中几乎是星形电极组件3的从扇形轴线7出发的假想的辐射。
89.各个电极板5、6在此关于板电极的彼此相对置的扁平侧具有统一的或不变的厚度或强度。代替板状电极5、6的构造，也可能的是，在电极组件3的俯视图中构造基本扇形的电极5、6、尤其扇形的阳极和阴极，如这从图4中示例性地且示意地可见。
90.这些在俯视图中或在横截面中扇形构造的电极5、6同样围绕共同的扇形轴线7布置。各个扇形电极5、6在此优选地以相对于扇形轴线7的径向距离12布置。在此也设置了横截面为根据图4所示的扇形或近似扇形的电极板5、6的星形或扇形的布置。由于环绕虚拟的
或假想的扇形轴线7优选设置有圆柱形的或管形的空置部11，因此该电极组件3也具有基本空心圆柱形的主体形状。然而，与图3中所示的实施方式不同，相邻电极5、6之间的距离9相对于与扇形轴线7的不同径向距离保持恒定或近似恒定，如从图4中可看到的那样。
91.在虚拟的柱轴线或竖直轴线8的轴向方向上，也就是说在容纳容器4的竖直轴线的轴向方向上，优选至少在按照实施方案星形构造的电极组件3上方和/或下方布置至少一个电磁线圈13。由该电磁线圈13通过加载电能而建立的电磁场在此作用于电解质并且也作用于反应室2中的电极组件3。这意味着，线圈13被布置或确定尺寸成，使得电磁场的场线切割或影响电极组件3的电解质以及阳极电极和阴极电极5、6。
92.优选地，所述至少一个电极组件3完全浸入到电解质中，所述电解质优选由水或由含水溶液形成。但优选地，所述至少一个电磁线圈13也布置在用于电解质的正常的或最小的液位14下方。这意味着，优选地，用于生成电磁场的电磁线圈13也至少主要地、优选完全地浸入到电解质中。这一点是重要的，以便一方面使电解质并且另一方面至少间接地也使阳极电极和阴极电极5、6处于振动或者高频振荡中并且由此支持或者加速气泡在电极5、6上的分离以及氢气泡或氧气泡从液体电解质中释出气体。尤其是，至少一个线圈13的电磁场将电极组件3的阳极电极和阴极电极5、6置于机械振动，使得有助于在阳极电极和阴极电极5、6处产生的气泡、尤其相应的氧气泡和氢气泡的分离。此外，至少一个电磁线圈13的电磁场引起电解过程的电离和增强或加强。
93.阳极电极和阴极电极5、6由铁磁材料构成、尤其是由利用磁场可影响的材料构成，例如由含铁金属和/或由贵金属(例如所谓的镍铁金属)或由其他不锈钢构成。通过电磁线圈13的高频的机械振动，增强或者加速了在电极5、6上的气体分离，所述机械振动具有相对小的幅度。与此伴随地，电极5、6相对于电解质的有效面积保持得尽可能高，从而电解过程或电极5、6的电极面的效率或生产率保持得高或最大化。这加速了电解过程或者说由此在限定的时间间隔方面改善或最大化分解过程。这意味着，电解反应系统1的电解性能或分解性能可以由此得到改善或提高。尤其是通过所述措施提高了每时间单位所做的转化功或分解功，从而即使利用相对小体积的或紧凑构建的反应系统1也实现了氢气和氧气或者说关于相应的气体混合物的高输出功率。所说明的电解反应系统1因此具有高的易反应性或反应迅速性。在此，至少部分地浸入到电解质中的电磁线圈13在该电磁线圈一方面引起电离并且另一方面用作用于电解质或用于电极5、6的振动发生器之后提供协同效应。
94.根据有利的备选方案或改进方案，在至少一个电磁线圈13上方布置有由多个阳极电极和阴极电极5、6组成的另外的电极组件3’。布置在电磁线圈13上方的这些另外的电极组件3’优选也完全地、尤其尽可能完全地浸入反应室2内部的液态的、尤其是含水的电解质中。
95.如在图1中示例性地且示意地或原理性地表明的那样，被能量加载的电磁线圈13的电磁场以振动的方式作用到布置在下方和/或上方的电极组件3、3’的电极5、6上或者被能量加载的电磁线圈13也以振荡或振动作用到电解质上，从而支持或增强从电极5、6的气泡分离或电解质中的气泡输送。
96.备选地也可想到的是，电磁线圈13构造在电极组件3下方，尤其是布置在反应室2的底部区段中或容纳电解质的容纳容器4的底部区段中。
97.优选地，电极组件3布置在与反应室2的底部区段或底板的一定垂直距离中。由此，
在电极组件3下方存在限定的电解质体积或者能够由此在电极组件下方积聚确定的电解质量并且在电极组件3下方形成靠近底部的流动通道。在相对于柱轴线或竖直轴线8的轴向方向上在电极组件3下方放置的电磁线圈13’在此优选同样与反应室2的底部区段间隔开距离，以便能够实现在电极组件3内部的电解质中的从底部区段起在垂直方向上向上、尤其是朝向电解反应系统1的气体室的流动建立。
98.根据有利的实施方式，如其从图1和图5的组合中可见，至少一个电磁线圈13在俯视图中基本环形地构造。在此，这个环面形电磁线圈13的中心点或中点15处于容纳容器4的柱轴线或竖直轴线8上或附近或者处于电极组件3的扇形轴线7上或附近。这意味着，线圈12的基本盘形的中平面16横向于、尤其垂直于柱轴线或竖直轴线8或垂直于扇形轴线7地定向，如这在图1中优化地可见。
99.优选地，线圈13的绕组体17环形或环面形地构造。该绕组体17优选由不可磁化的材料、尤其由塑料或类似物形成。这意味着，电磁线圈13优选地无铁芯地实施，尤其是构造为空气线圈。该绕组体17承载至少一个线圈绕组18，所述线圈绕组由多个绕组、尤其是由数百或数千的围绕绕组体17缠绕的绕组组成。但是，代替绕组体17的构造，也可以将至少一个线圈绕组18设计成自承载的，也就是说，没有形成绕组体17并且由此在一定程度上实施成自稳定的。
100.线圈绕组18的各个绕组相对于环形线圈13径向地或者基本径向地定向。尤其是各个绕组圆形地或盘绕状地围绕着轮缘状的绕组体17延伸，如这在图5中优化地示出的那样。根据优选的实施方式，四个围绕绕组体17或者说线圈13的圆周分布布置的、分别彼此间隔地缠绕的子绕组19、19’、19”、19
”’
被构造。各个子绕组19-19
”’
在此串联。优选地，在各个子绕组19-19
”’
之间构造有绕组距离20、20’，20”。
101.根据有利的改进方案，三个分别相对于线圈轴线或中心点或中点15错开45
°
地布置的、相叠缠绕的线圈绕组被构造。尤其是，由此形成至少三层的线圈绕组18，该线圈绕组的绕组距离20、20’，20”在环面形的线圈13的圆周方向上彼此相继或彼此错开地构造。
102.根据有利的实施方式，至少一个电磁线圈13与电极组件3以承载负荷的方式连接或者相对于电极组件3以承载负荷的方式支撑。也就是说，所述至少一个电磁线圈13例如不是直接与反应室2机械连接，而是反而尽可能直接与电极组件3机械连接。由此，实现了到电极组件3上的尽可能强烈的振动传递。在根据图2的设计方案中，电磁线圈13被容纳在空心锥形的或漏斗状的保持元件中，该保持元件支撑在电极组件3的上侧上。因此，电磁线圈13的机械振动或者振荡传递到电极组件3上，并且反之亦然。在根据图6、7的实施方式中，至少一个电磁线圈13通过夹子状的支撑装置或者保持装置在电极组件3的上侧上以承载负荷的方式紧固或者支撑。
103.电极5、6适宜地被保持或支承成，使得电极在电解质浴中可以尽可能自由地振动。为此，单侧的或者说舌状的保持或者说支承是有利的。备选地，在电极5、6的最多两个彼此相对的边缘区段或前端部处的电极5、6的保持部是可想到的，如在图2中示例性示出的那样。
104.电极组件3的各个阳极电极和阴极电极5、6以本身已知的方式由第一电能量源21供应电能。在此，第一能量源21优选被构造成对阳极电极和阴极电极5、6脉冲式地进行能量供应。
105.至少一个电磁线圈13由另外的电能量源22提供电能。优选地，所述另外的电能量源22被构造用于所述至少一个电磁线圈13的脉冲式的能量供应。
106.第一能量源21和另外的能量源22优选分别以具有变化的幅度水平和在各个电压脉冲或能量脉冲之间的限定的脉冲间歇的脉冲式直流电压对电极5、6或线圈13馈电。能量源21、22优选通过电能量转换器、尤其通过转换器电路或通过信号发生器构成，如其由现有技术充分已知的那样。相应的能量源21、22由公共的供电网络或优选由直流电压源、尤其由电化学的电压源、例如蓄电池来供馈电能。优选地，用于能量源21、22的电能量提供者通过蓄电池、尤其是通过具有12v或24v的端电压的至少一个铅蓄电池形成。尤其是，能量提供者能够通过机动车的12v/24v的车载电网形成。
107.根据有利的措施，用于为阳极电极和阴极电极5、6进行能量供应的第一能量源21的能量频率与用于为至少一个电磁线圈13进行能量供应的第二能量源22的能量频率相比被选择成，使得电解反应系统1至少暂时地接近其谐振频率或在其谐振频率处工作。尤其是，第一能量源21和另外的能量源22的相应的能量频率这样彼此协调，使得电解系统在共振的或准共振的状态下工作并且在此提供电解质到气态氢和氧的高效的或大作用的化学分解。由此，尤其决定性地影响相应的气泡从阳极电极和阴极电极5、6分离的程度或效率。尤其是，通过在反应室2中的电场或电磁场的作用一方面支持或加速电解分解过程。另一方面，通过将力或者说振动电磁耦联到电解质中和/或金属的、尤其是铁磁的电极5、6中，产生振荡或者说振动，这有利于气体分离并且因此有利于分解或者说分离过程。
108.在此，用于供应阳极电极和阴极电极5、6的第一能量源21的脉冲频率比用于供应至少一个电磁线圈13的第二能量源22的脉冲频率或能量频率高许多倍。第一能量源21的供应频率与第二能量源22的供应频率相比是至少一百倍至大约一万或十万倍，优选大约一千倍。因此，用于电极组件3的电能能量供应与用于所述至少一个电磁线圈13的电能量供应之间的频率比优选为约1000：1。例如线圈13的能量频率为约30hz并且阳极电极和阴极电极5、6的能量频率为约30khz。当然，也可以在能量源21、22上设定或生成其他基础值或频率值。
109.用于供应阳极电极和阴极电极5、6的第一能量源21的电压电平可以为几个100v。
110.各自的电压值或频率值主要取决于反应室2内的相应部件的结构布置和几何尺寸并且可以根据经验或在本领域技术人员的能力范围内分别进行调节或适配。
111.根据有利的实施方式，在反应室2的下区段中、尤其是在电解质体积或者说用于电解质的容纳容器4的下区段中布置至少一个流入开口23，用于填充和/或连续地或不连续地补充电解液。通过在电解浴的下区段中、尤其在底部区段中供应或可供应的电解质产生电解液的涡流或紊流，由此以有利的方式和方法促进或加速在阳极电极和阴极电极5、6上的气泡的分离。
112.备选地或与此组合地，可以在反应室2中、尤其是在用于电解质的容纳容器4中构造用于使电解质产生涡流、尤其用于在电解质中形成流动、例如紊流的至少一个器件24。该涡流器件24可以通过任意的由现有技术已知的用于在液体浴中产生流动或涡流的措施构成。有利的实施方式规定，用于使电解质涡流的器件24由用于电解质的引导到反应室中的吸入和/或排出喷嘴25构成。优选设置多个用于电解质的吸入和/或排出喷嘴25，它们优选配设给用于电解质的容纳容器4。根据各个涡流力的所期望的涡流或分布，所述吸入和/或排出喷嘴25的数量可以在相应要求的范围内强烈地变化。根据所述吸入和/或排出喷嘴25
的直径，至少两个或甚至几百个这样的吸入和/或排出喷嘴25也可以优选地在用于电解质的容纳容器4的底部区域中构造。根据有利的改进方案，多个吸入和/或排出喷嘴25的至少各个作用轴线倾斜于底部区段构造。尤其是，吸入和/或排出喷嘴25的作用轴线可以相对于反应室2的柱轴线或竖直轴线8成角度地定向，以便在电解质浴中形成紧密的涡流或者说广泛的流动，所述涡流或流动有利于氢气泡或者说氧气泡从阳极电极和阴极电极5、6或者说从电解质的内部沿向上方向朝向释出气体区、尤其是朝向反应室2的气体室26的输送。
113.代替通过液体或气体引入而引起的电解质中的涡流或流动，当然也可以通过至少一个搅拌器形成用于使电解质涡流的器件24，该搅拌器浸入到电解液中。根据有利的措施，用于强制电解质中的流动的器件24被构造成，使得构成围绕容纳容器4或反应室2的柱轴线或竖直轴线8的大致螺旋线形的流动，其中，该螺旋线形的流动的传播方向从电解质的底部区段出发朝向电解浴的表面的方向延伸。
114.根据有利的实施方式，在反应室2中设置至少一个溢流棱边27，所述溢流棱边被构造用于限制电解质的最大液位28。根据有利的实施方式，所述至少一个溢流棱边27通过空心圆柱形的或空心棱柱形的电解质容器30的至少一个上部的限界棱边29形成。该电解质容器30优选具有竖直定向的圆柱体轴线31，该圆柱体轴线优选与反应室2的柱轴线或竖直轴线8重合或者至少近似重合。备选于或附加于电解质容器30的上部的限界棱边29，至少一个溢流棱边27可以由在电解质容器30的罩中的至少一个孔或其他缺口形成。然而，优选地，电解质容器30的上区段被实施成尽可能敞开、尤其在整个横截面上敞开，以便也有利于在电解过程期间大多产生的泡沫32、尤其是在电解质上构造的泡沫冠部的良好的离析或导出。尤其是，当液体或电解质液位与溢流棱边37处于相同高度时，实现了有效地导出电解质上的泡沫32。电解质的初始填充位33优选略低于溢流棱边27。在主动的电解过程期间，首先通过在电解质中形成气泡，电解质体积明显可见地增大。这意味着，在电解反应系统1的运行期间，在反应室2中，尤其是在容纳容器或电解质容器4、30中的电解质液位升高。因此，优选在电解质容器30的溢流棱边27下方确定用于电解质的初始填充位33。溢流棱边27在任何情况下都限定了在电解质容器30中的最大可能的电解质液位。在达到或超过该最大电解质液位时实现电解质泡沫或泡沫冠部的有效导出。
115.根据所示的实施例，从电解质容器30的中心区域出发朝向外部的方向、尤其是朝竖直轴线或柱轴线8、31的径向方向导出泡沫冠部或泡沫32或也导出溢出的或多余的电解液。根据备选的或组合的实施方式，也可能的是，实现将泡沫32或流过至少一个溢流棱边27的电解质导出到布置在电解质容器30的中心区域中的输出通道34中，如这利用虚线表明的那样。在该居中或中央布置的输出通道34中，溢出的电解质或通过溢流棱边27’出现的电解质泡沫可以沿向下的方向导出并且优选再次被引入到电解质容器30中，如这在下面更详细地阐述的那样。
116.优选地，在反应室2的底部区段中构造用于流过溢流棱边27的电解质或电解质泡沫的收集区段35。该收集区段35在反应室2的特定竖直高度上延伸并且防止或减少电解获得的气体从排放开口36流出，该排放开口用于电解质从反应室2的受控导出。收集区段35可以由反应室2的底部区段中的特定电解质液位或由任何其他虹吸管状的气体屏障形成。收集区段35或相应的液体虹吸首先起到的作用是，尽可能气密地封闭反应室2，或者说尽可能阻止氢气和氧气通过靠近底部的用于电解质的排放开口36流出或吸出。用于流过溢流棱边
27的电解液或用于被离析的电解质泡沫的例如虹吸管状的收集区段35因此相对气密地封闭排放开口36，而实现电解液从反应室2经由至少一个排放开口36受控地导出。尤其是，必须确保在收集区段35内存在或建立特定的液体液位，以便获得足够的气密的气体屏障。
117.收集区段35中的液体液位优选低于电解质容器30内的电解质的正常填充位33。收集区段35可以根据图示构造成环形地围绕电解质容器30或在多余的电解质中央地引入到在电解质容器30的中心区域中布置在中央的输出通道34中时设置，如这借助以虚线示出的实施变型方案所示。备选地，显然也可以借助于至少一个用于电解液的收集区段35实施外部和内部的组合的收集也或者级联的电解质收集，以用于电解质泡沫或电解液的离析和释出气体。
118.此外，适宜的是，设置用于流过容纳容器或电解质容器4、30的溢流棱边27的电解质部分的至少一个回引装置37。借助该回引装置37，至少实现电解质重新引入到空心圆柱形的或空心棱柱形的电解质容器30中或反应室2中。优选在所述用于电解质回引装置37的至少一个管路的内部也设置了液体罐38、尤其水容器39，在所述液体罐中储藏了或者说缓冲了一定量的电解质、尤其是水形式的液态电解质。从该液体罐38开始，在反应室2内连续或不连续地向电解过程供应电解液。在此，所述至少一个回引装置37在一定程度上延伸穿过或者经过液体罐38。也就是说，所述回引装置37一方面通到所述液体罐中并且所述回引装置37从液体罐38出发又朝反应室2的方向延续，以便关于在所述容纳容器或者说电解质容器4、30中的电解液来实现输入或者说补充。在反应室2和液体罐38或水容器39之间的电解质循环41在液压方面可以与用于内燃机的燃料供应系统的前行和返回比较。
119.在此，在回引装置37中可以布置有至少一个过滤装置40，用于滤除残留物、尤其是电解质中或电解处理的水中的污染物。为了建立主动的或者说强制的水循环或者说电解质循环41，可以在回引装置37中或者说在关于反应室2的用于电解质的输入管路中接入至少一个液泵42。适宜的是，所述回引装置37也用作用于电解质的冷却装置43或者说包括冷却装置43。该冷却装置43可以通过回引装置37本身的管路连接和/或通过附加的热交换器、尤其通过空气/液体交换器、例如冷却片构成。这些热交换器44或者说冷却片可以构造在管路复合体中和/或液体罐38或者说水容器39上。根据优选的实施方式，冷却装置43这样确定尺寸或回引装置37这样确定尺寸，使得电解质的温度保持在20℃和60℃之间的范围内，尤其保持在28℃和50℃之间的范围内，优选保持在35℃至43℃的范围内。尤其在最后提及的电解质的温度范围内，发生优化的或相对有效的电解过程。尤其是在该温度范围内仅需要相对小量的或小功率的电能。冷却装置43当然也可以通过其他的被动地和/或主动地起作用的冷却装置形成，如其在大量的实施方案中由现有技术已知的那样。
120.根据有利的实施方式，电解反应系统1因此具有用于电解质的连续或不连续的流入45和流出46。尤其通过电解质的所述流入45和流出46在反应室2中或在其电解质容器30中实现或建立包括水或由水形成的电解质的与时间相关的逐渐的交换或补充。在此优选构造本身封闭的电解质循环41，在该电解质循环中实现液体罐38和至少一个液泵42。
121.根据有利的改进的措施，优选在反应室2的底部区段和/或罩区域中构造至少一个用于待导入到反应室2、尤其用于电解质的容纳容器4中的环境空气48的穿通口47。对此备选地或附加地，所述至少一个穿通口47也可以被设置用于将氮气或其他不可燃的气体供应到容纳容器4中、尤其是电解质容器30中。在此，所述至少一个穿通口47直接通到电解质浴
中，所述电解质浴在反应系统1运行期间处于反应室2中、尤其电解质容器30中。优选地，构造多个在电解质容器30的底部区段和/或罩区域中分布地布置的用于环境空气48和/或氮气的穿通口47。尤其实现将环境空气48和/或氮气直接供应或引入到电解质中，从而在电解质中产生液体或气体混合物和流动或紊流。必要时可以设置调节装置49、尤其阀组件或类似物，调节装置被构造用于调节流入电解质中的环境空气48或氮气的量和/或压力。优选地，在压力下实现环境空气48或氮气或其他不可燃的气体的引入。也就是说，环境空气48或氧气被主动吹入到电解质中。如果需要，通过在反应室2中建立负压，吸入相应的气体或气体混合物(例如空气)也是可能的。通过上述的穿通口47，一方面支持了粘附在电极组件3上的氧气泡或氢气泡的分离，利用所述穿通口将环境空气48或氮气直接吹入或引入到电解质中。此外也可以通过将空气或氮气引入电解质中来实现电解质的涡流或混合。这在电解性能方面、尤其在电解反应系统1的性能方面具有积极的影响。
122.优选设置有多重布置的穿通口47，通过所述穿通口有针对性地并且分布地将空气或者说氮气引入到用于电解质的容纳容器4中。根据有利的实施方式，这些穿通口47定位在反应室2的底部区段中、尤其定位在电极组件3下方。
123.根据有利的改进措施，为电解反应系统1配设用于在反应室2内、尤其是在其气体室26中建立负压的至少一个器件50。在此，该负压关于大气的环境压力来理解。这意味着，在反应室2内、尤其在气体室26内，负压产生装置50提供限定的负压比。根据第一实施方式，该装置50可以由真空泵形成。根据有利的实施方式，用于建立负压的装置50由连接至用于化学能量载体氢的在反应室2上的消耗器形成。根据有利的实施方式，通过内燃机51、尤其通过汽油发动机、燃气发动机或柴油发动机形成的所述消耗器将氢的化学能够在释放热能的情况下转换成动能。消耗器当然也可以由用于发电的任意加热或发电机系统构成。根据有利的实施方式，通过在反应室2、尤其其气体室26与燃料供应部53、尤其内燃机51的进气管通道或用于将氢氧混合物的化学能转换为热能或动能的其他燃烧系统之间构建流动技术上的连接52，在反应室2中构建负压。由此也提高了关于电解质和电极组件3的释出气体性能或者升高了电解反应系统1的可实现的电解性能。
124.在图6、7中示出用于产生气态氢和氧的电解反应系统1的另外的实施方式。该实施方式是根据本发明的反应系统1的可能独立的实施方式。对于相同的部件，在此使用与前面的附图中相同的附图标记或构件名称。为了避免不必要的重复，指出或参考关于前面的附图的详细描述。明确指出的是，并非所有在这些附图中示出的特征或结构措施都是根据本发明的反应系统1的强制性组成部分。此外，具有来自前述附图的特征的特征组合可以表示根据本发明的实施方式。
125.该电解反应系统1也包括反应室2，该反应室用于容纳电解质(例如水、含水溶液或水混合物)连同提高电导率的添加剂。此外，在反应室2中布置有至少一个电极组件3，所述至少一个电极组件由多个阳极电极和阴极电极5、6构成。在该实施方式中，电极组件3通过至少两个、优选多于至少三个、同轴或近似同轴地彼此嵌套地布置的管形电极5、6形成。在所示实施例中，构造五个同轴布置的、彼此嵌套的、尤其是彼此插入的管形电极5、6。在此要指出的是，具有圆形的或者圆环形的或者椭圆形的横截面的电极5、6是优选的。然而当然也可以提供具有棱柱形的主体形状、尤其正方形、长方形或其他多边形横截面的管形电极5、6，而不是具有空心圆柱形的主体形状的管形电极5、6。各个电极5、6优选交替地或相继地分
别构成电解反应系统1中的阳极和阴极。
126.彼此相邻布置的管形电极5、6的圆柱形的或由多个彼此成角度地定向的面组合的棱柱形的周面彼此间隔开距离地构造。尤其是，在各自的圆柱表面或周面之间、尤其在各自的电极5、6的内表面和外表面之间构造有限定的距离54或55。根据有利的措施，与进一步向内、尤其更靠近中央的管轴线56布置的电极5、6或该管状的电极组件3的进一步向内布置的电极对5、6相比，管形的或空心棱柱形的、彼此嵌套的电极5、6之间的距离54或间隙尺寸从外部的电极对5、6出发越来越大地或变大地确定尺寸。也就是说，管形或空心棱柱形的电极5、6之间的、存在于电极组件3的中心的距离55优选被设置尺寸成大于外部电极或包围内部电极5、6的电极对5、6之间的距离54。
127.管形电极5、6的各个虚拟的管轴线56优选竖直地定向。在此，管形电极5、6的远端部区段分别敞开地实施。优选地，各个管形电极5、6在其长度或高度方面具有恒定的横截面面积。
128.在管形或空心棱柱形的电极5、6的周面或柱面之间构造至少一个至少近似空心圆柱形或棱柱形的间隙57、58。通过电极组件3的各个电极5、6之间的至少一个间隙57、58，能够实现或有利于气泡的出泡。由此，尤其可以将在电解过程期间在阳极电极和阴极电极5、6上附着或产生的气泡有效地排出到处于电解质上方的气体室26中。在此，一种类型的抽吸作用起作用，该抽吸作用有助于气泡从电解质中的出泡。这种效应通过处于电极组件3下方的电解质体积和通过管形电极组件3内的文丘里效应而增强。
129.尤其，通过在相邻的电极5、6之间的至少一个近似空心圆柱形的或棱柱形的间隙57、58实现了一种类型的用于气泡的烟囱效应并且由此提高了气泡的出泡速度或释出气体性能。通过电极或电极对5、6的级联或多重布置，该效应附加地被提高。
130.关于虚拟的中央的管轴线56，至少在管状的电极组件3上方布置有至少一个电磁线圈13，如其在上面已经描述的那样。重要的是，在该电磁线圈13被加载能量时产生的或建立的、优选交变的或脉冲式的电磁场作用到电解质上并且也作用到电极组件3上。尤其是，具有足够强度的场线既与电极组件3相交，又与电解反应系统1中的电解质体积相交。备选地或与处于电极组件3上的电磁线圈13组合地，也可以在电极组件3下方构造至少一个电磁线圈13。
131.此外，通过所述至少一个电磁线圈13将电极组件3置于机械振动或者说振荡中，所述机械振动或者说振荡支持或者说加速气珠从电解质中的出泡。此外，尤其是电磁线圈13的电场也对电解转换过程或者说分离过程产生积极的作用。
132.根据有利的实施方式，电解反应系统1的反应室2具有基本空心圆柱形或空心棱柱形的主体形状。虚拟的柱轴线或竖直轴线8、尤其反应室2的周面在此垂直地或者至少近似竖直地定向，如这从图6或者图2中示例性地可见。
133.此外，如从图2和图6最清楚地看到的那样，适宜的是，反应室2包括或者具有基本空心圆柱形的或空心棱柱形的容纳容器4，在容纳容器中布置有至少一个星形或管形的电极组件3。根据按照图1、2的实施方式，用于电解质和用于至少一个电极组件3的容纳容器4在上端部区段中敞开地实施。此外，其周面或柱面被构造成与反应室2的内壁面间隔开距离，如图1中优化所示。由此，以简单的方式和方法构造前述的分离区段或收集区段35。根据有利的措施，星形电极组件3的虚拟扇形轴线7或者管状电极组件的虚拟管轴线56基本定位
在虚拟的柱轴线8上或者与容纳容器4或者反应室2的虚拟柱轴线8重合，如这尤其是根据图1和图6的视图可见。
134.在图8中可见电极组件3的另外的示意或原理性的视图。在此，容纳容器4或者反应室2被实施成空心圆柱形，尤其是在横截面中是圆形的。根据以虚线示出的备选的实施方式，反应室2或容纳容器4也可以具有其他空心棱柱形的主体形状，尤其是有棱角的横截面形状，其中，然而经倒圆的角部或棱边区域是有利的。在反应室2的内部设置多个电极组件3、3’。在此，尤其是构造一束管电极，其中，各个电极对5、6被分布地布置在用于电解质的容纳容器4内。在此，尤其是在容纳容器4的中心构造有第一电极组件3并且多个另外的电极组件3’圆形地围绕该中央电极组件3圆形地放置。同样，电极形状的混合形式也是可能的。例如可以组合横截面为圆形的管电极5、6和横截面为有棱角的例如四边形的管电极5、6，以便实现在容纳容器4内部的提高的包装密度。
135.在确定管形或空心棱柱形的电极5、6的尺寸时，适宜地要注意，电极的刚性值尽可能不超过确定的上边界值。尤其是，电极5、6的壁厚59、60应被确定成使得至少一个线圈13的电磁场引起电极组件3或至少各个电极5、6的机械振动的激励。在电极5、6由导电的、尤其铁磁的材料构成之后，至少一个线圈13的电磁交变场或电磁脉冲场具有振荡的或激励振动的效果。由此，有利于气珠分离的效率或气泡从电解质中的出泡能力。尤其是，相应电极5、6的材料弹性或壁厚59、60应选择成，使得从电磁线圈13出发实现尽可能强烈的振动激励。
136.根据有利的改进方案，为了加强该分离过程，至少一个板状电极5、6(图1)或至少一个管形或空心棱柱形的电极5、6(图6)可以具有至少一个缝隙61、62或多个缺口或穿孔。相应的电极5、6尤其具有至少一个机械弱化部或刚度减小部，例如缝隙61、62或者缺口或者材料空隙或者说材料凹槽，以便在至少一个电磁线圈13的电磁场的影响下置于增强的机械振动中。这些措施也提高了关于氢提供性能的电解反应系统1的性能或反应时间。但是，用于电极5、6的强烈的或者说尽可能低损耗的振动激励也通过减载的支撑部、尤其是通过在电极组件3的至少一个电磁线圈3和至少一个电极5、6之间的尽可能刚性的机械连接来实现。所述机械连接或保持装置优选地被实施为电绝缘的。
137.根据权利要求，电极组件3由至少一束同轴地彼此嵌套的管形电极构成。由此，可获得优化的电解性能。但是也可想到，利用其他由现有技术公知的电极组件、例如利用板状电极的级联组件或者串联组件来实现类似的作用或者效果，从而使得根据权利要求的电极组件不一定被理解为强制性的。尤其是在其他类型的电极组件中仅能预计相对微小的功率损失或效率损失。
138.在图9中示出至少一个电磁线圈13的另外的实施方式，如其可以在根据上述说明的电解反应系统1中以有利的方式和方法使用。因此，电磁线圈13的该实施方式能够与上述特征组合以形成有利的电解反应系统1。在以下的段落中对于相同的部件使用与前面的附图中相同的附图标记或构件名称。为了避免不必要的重复，指出或参考关于前面的附图的详细描述。
139.示意示出的电磁线圈13是在图5中示出的实施方式的备选方案并且优选与前面的实施方案(如其在图1、图2和图6中示出的那样)类似地布置在星形的或管状的电极组件3上方和/或下方，使得其电磁场由于施加电能而一方面作用到电解质上并且另一方面作用到电极组件3上。
140.由此至少设置一次的电磁线圈13基本环面形地或环形地构造，其中，该电磁线圈包括多个电串联连接的子绕组19、19’、19”、19
”’
。电磁线圈13的各个子绕组19、19’、19”、19
”’
在此分别在圆周角63上延伸，该圆周角仅为整个环周64的一小部分，也就是环面形的电磁线圈13的360
°
的角度一小部分。各个串联连接的子绕组19、19’、19”、19
”’
的圆周角63典型地相对于线圈13的完整的环周64为20
°
至50
°
之间，尤其为25
°
与45
°
之间，优选为大约30
°
。
141.串联连接的、在环形线圈13的环周方向上彼此相继的子绕组19、19’、19”、19
”’
彼此形成自由角65，所述自由角相当于前述的绕组距离20、20’、20”、20
”’
。在该自由角65内，在直接彼此相继的子绕组19、19’、19”、19
”’
之间不实施电磁绕组，而是在一定程度上在没有电磁绕组体的情况下设置空距离。在直接彼此相继的串联连接的子绕组19、19’、19”、19
”’
之间的所述自由角65合乎目的地在10
°
至30
°
之间、尤其在15
°
至25
°
之间、优选地在大约20
°
。所述自由角65或相应的绕组距离20、20’、20”、20
”’
定义在电磁线圈13内的如下区，在所述区中与在电磁线圈13的区(在所述区中串联的彼此相继的子绕组19、19’、19”、19
”’
布置或定位)中相比存在其他电磁情况。通过自由角65限定的、在各个子绕组19、19’、19”、19
”’
之间的无绕组的自由空间产生在利用电磁线圈13建立的或可建立的电磁场内的多样性，所述多样性有利于在电解反应系统1中的电解过程。
142.当各个子绕组19、19’、19”、19
”’
的圆周角63并且在各个子绕组19、19’、19”、19
”’
之间的自由角65被选择成，使得在多于一个完整的环匝之后、也就是说在超过360
°
的绕组延伸之后在相叠缠绕的子绕组19、19’、19”、19
”’
之间构造有偏移角66时，实现了利用电磁线圈13生成或可生成的电磁场的特别有利的结构。也就是说，由此围绕环形或环面形的线圈13的第一匝的子绕组19、19’、19”、19
”’
相对于子绕组19、19’、19”、19
”’
中的第二环或者每个另外环的子绕组19、19’、19”、19
”’
错开了偏移角66。因此，彼此重叠放置的子绕组19、19’、19”、19
”’
在环形线圈13的环周方向上总是彼此错开或移动，从而优选地在彼此重叠卷绕的子绕组19、19’、19”、19
”’
之间不存在100％的重叠。
143.根据适宜的实施方式，多个彼此相继的、串联连接的子绕组19、19’、19”、19
”’
被选择成，使得构造大约三个完整的环匝，也就是说，串联的子绕组19、19’、19”、19
”’
大约在环形或环面形的线圈13的1080
°
上延伸。
144.相应于适宜的实施方式，各个子绕组19、19’、19”、19
”’
以单层的方式卷绕，其中，按照完整的环匝构造的子绕组19、19’、19”、19
”’
虽然以相应的偏移角66然而基本无气隙地在处于其下方或处于内部的子绕组19、19’、19”、19
”’
上卷绕。
145.电磁线圈13优选无芯部地、尤其是无电磁作用的芯部地实施。尤其，电磁线圈13实施为空气线圈，使得所生成的电磁场在很大程度上作用于电解质和电极组件3并且因此高度影响在电解反应系统1中的物理和化学过程。
146.子绕组19、19’、19”、19
”’
由多个绕组、尤其由绝缘导体、尤其漆绝缘的铜线构成的几十、几百或几千绕组组成。因此，由彼此串联连接的、彼此间隔开距离的子绕组19、19’、19”、19
”’
构成的优选两层的、尤其三层实施的电磁线圈13具有第一线圈接头67和另外的线圈接头68，在所述线圈接头之间构造有圆形延伸的、彼此间隔开距离的子绕组19、19’、19”、19
”’
。经由这些线圈接头67、68，电磁线圈13与电能量源22连接，如这在以上描述部分中所述的那样。由此得出，外部子绕组19、19’、19”、19
”’
的直径比环形或环面形的电磁线圈13的
内部子绕组19、19’、19”、19
”’
的直径被更大地设计尺寸。
147.代替在直接彼此相继的子绕组19、19’、19”、19
”’
之间的示意示出的电连接弓，当然也可能的是，各个子绕组19、19’、19”、19
”’
不中断地或者说连续地尤其是由一件式的电导体缠绕，从而至少一些处于其间的连接弓是多余的。
148.图10示出电解反应系统1的另外的实施例。在此，对于以上已经描述的部件使用相同的附图标记并且前面的描述部分可以合理地转用到具有相同附图标记的相同部件上。
149.该电解反应系统1也被设计成高效地产生气态氢和氧。该电解反应系统包括用于容纳电解质的内部反应室69、具有多个阳极电极和阴极电极5、6的电极组件3、至少两个电磁线圈13、70和电解质循环41，所述电解质循环被设置用于使电解质循环并且用于使电解质流动技术地穿过电极组件3。电解质的通过电极组件3的流动借助于至少一个液泵42来支持或引起。尤其是，通过至少一个液泵42可以实现电解质在电解反应系统1中的循环或者说在至少一个通过电极组件3的电极5、6限定的流动通道71中强制形成的流动。
150.电极5、6和定位在电极组件3上方和/或下方的环形电磁线圈13处于优选圆柱形的内部反应室69内。另外的电磁线圈70空心圆柱形地构造并且安设在电解质容器30的外部的周面72上，优选直接或者无间隙地缠绕到周面72上。在垂直方向上向上开口的电解质容器30限定内部反应室69。空心圆柱形的电磁线圈70具有轴向长度或高度73，该轴向长度或高度大致相应于电极组件3的竖直长度74。竖直定向的电磁线圈70优选沿着电极5、6的整个竖直长度74安装。反应系统1的所有上述部件都容纳在外部反应室2中。
151.电解反应系统1的改进的效率通过电极5、6的特定设计和/或定向、通过相应的电极组件3与在电极组件3上方和/或下方以及在外部围绕电极组件3布置的电磁线圈13、70的脉冲电磁场之间的结构组合和技术上的相互作用以及通过电解质的定向流动来实现。
152.电极组件3包括多个管形的、尤其是空心圆柱形的电极5、6，所述电极以保持不变的或不同的径向距离54、55彼此同轴地布置。电极组件3的中心或柱轴线或竖直轴线8优选与电解质容器30的柱轴线31重合。沿径向方向直接相邻的电极5、6彼此电绝缘或者说根据电解质的电导率互相电耦联。电极5、6的壁厚59、60保持尽可能小。限制因素是设计的足够的结构刚性，以防止电极5、6之间的短路。圆柱形的电极5、6的壁厚59、60例如在1mm至3mm之间的范围内。
153.电极5、6在其下区段处电绝缘地紧固在反应室69中。在上部区段中，它们同样可以通过电绝缘的插入件保持或者相互支撑。直接相邻的电极5、6之间的流动通道71或者横截面为环形的间隙57、58应保持最小。直接相邻的电极5、6之间的径向距离54、55可以处于1mm和3mm之间的范围内。
154.电极5、6的材料是具有良好磁性和中等或低过电位的金属或合金，该材料也可用作催化剂以改进气体生成反应。例如，可以使用具有高镍含量的不锈钢。
155.电流供应单元或能量源21向电极5、6提供直流电流或脉冲电流，其中，在相邻的电极5、6之间产生足够的电位，以维持气体生成反应的高速度。优选地，脉冲电流在1khz与200khz之间的频率范围内提供。
156.电解反应系统1的有利的设计方案在于，电极5、6管形地、尤其以空心圆柱的形式构造，其中，电极5、6中的至少一个电极的径向内部和径向外部的周面75、76以至少一个预定的角度77互相倾斜，如这在图11中示例性地可见。根据图11的图示在此示出穿过电极组
件3的垂直截面图。
157.尤其适宜的是，彼此相邻布置的管形电极5、6的圆柱形的周面75、76或者由多个彼此成角度地定向的面组合的周面彼此间隔开距离地布置并且在此在电极5、6的彼此间隔开距离的周面75、76之间构造至少一个用于电解质的流动通道71。在此，这样的流动通道71在用于电解质进入电极组件3的第一轴向端部78和用于电解质从电极组件3流出的第二轴向端部79之间延伸。在此，重要的是，至少一个流动通道71具有至少一个第一流动横截面80和至少一个第二流动横截面81，其中，第二流动横截面81的尺寸设计得比第一流动横截面80更小并且比较小的第二流动横截面81在至少一个流动通道71的、最靠近电极组件3的第二轴向端部79的子区段中构造。
158.在所示的实施例中，至少一个流动通道71的相对较小的第二流动横截面81或一般最小的流动横截面81直接构造在电极组件3的第二轴向端部79处。在此，至少一个流动通道71在电极组件3的第一和第二轴向端部79、80之间具有连续变细的或喷嘴状延伸的流动横截面80、81。尤其，至少一个流动通道71可以在穿过电极组件3的纵向截面中具有楔形渐缩的边界轮廓，如在图11中示例性示出的。由此能够实现电极组件3的尽可能合理且经济的制造。此外，能够可靠地实现所追求的相对于电解质的加速作用。
159.电极5、6中的至少一个电极或每个电极可以被制造成使得其上部面或周面75、76中的一个、即要么径向内部的要么径向外部的周面75、76具有以预定角度77相对于竖直线倾斜的侧面或周面75、76。因此，管形电极5、6的轴向下端部的内直径在一定关系或程度上相对于管形电极5、6的轴向上端部的内直径被更大地设置尺寸。备选地，管形电极5、6的轴向下端部的外直径在一定关系或程度上相对于管形电极5、6的轴向上端部的外直径被更大地设置尺寸。基于这种结构，所述至少一个流动通道71或在相邻电极5、6的周面之间的间隙57、58具有变化的或向上减小的流动横截面80、81，电解质处于所述间隙中。由此，电极组件3可以尽可能简单且成本低廉地构造，但却具有提高的功能性。优选地，直接相邻的电极5、6之间的至少一个间隙57、58在电极组件3的下轴向端部或者说第一轴向端部78的区域中最大或更大并且在上轴向端部或者说第二轴向端部79的区域中最小或更小。关于图11在此适用：s1/s2《1、s3/s4《1。
160.根据备选的实施方式，不仅电极5、6中的至少一个电极的径向内部的周面75而且径向外部的周面76都可以以统一的或不同的角度77相对于竖直线倾斜地构造。尤其可以规定，布置在电极组件3的径向最内部的和径向最外部的电极5、6之间的至少一个电极5、6的径向内部的和径向外部的周面75、76相对于中心轴线或者说相对于电极组件的柱轴线或竖直轴线8成角度地或者说倾斜地构造。
161.因此适宜的是，径向内部的和/或径向外部的周面75、76以截锥的周面的形式被构造在电极5、6中的至少一个电极上或由至少一个电极构造。
162.此外可以规定，在直接相邻的电极5、6的周面75、76之间的逐渐变细的流动横截面81通过电极5、6中的至少一个电极的从电极组件3的第一轴向端部78朝第二轴向端部79的方向连续地或突变地增加的壁厚59、60形成。
163.根据图11中所示的实施例，也可以规定，电极组件3的径向最内部的管形电极5或6在其整个轴向长度上具有相同保持的壁厚和相同保持的外直径。同样的情况也可以适用于径向最外部的电极5或6。
164.代替电极5、6中的至少一个电极的所述圆锥形或空心锥形的造型或与该造型组合，也可能的是，通过彼此成角度或倾斜定向的直接相邻的电极5、6或电极对构造或加强沿电解质的流动方向变细的至少一个流动通道71。尤其是，至少一个喷嘴状地起作用的流动通道71也可以通过至少两个直接相邻的电极5、6的彼此成角度或倾斜地延伸的纵轴实现，尤其是通过电极5、6的直接相邻的表面的锐角的定向或定向来实现。纵轴线应理解为电极5、6的指向流动方向或流动通道71的纵向方向的轴线。
165.由于电极5、6的形状和/或定向，电解质在反应室2中的典型的紊流流动向上加速。电解质的速度不断增加，从而提高气泡从电极5、6表面的沉积强度。由此，电极5、6的有效作用面被增大或保持得尽可能大并且欧姆电阻或电压降减小，由此电解过程被改善。
166.优选连续在压力下在内部反应室69的底部区段中或电极组件3的底部区段中供应电解质。用于循环运动的电解质的至少一个流入开口23可以布置在内部反应室69的内表面附近并且与内部反应室69的表面成锐角布置。电解质由此获得定向的、尤其紊流涡流的、螺旋形向上延伸的流动的特性。
167.电解质也部分地近似螺旋形地在电极5、6之间流动，其中，电解质从内部反应室69的底部区段出发朝其上边缘的方向上升并且支持和加速气泡从电极5、6的分离。定向的电解质流与至少一个电磁线圈13、70的磁场组合地在电解质中感应附加的离子电流，该离子电流提供更高的电流密度并且导致过程的加强。
168.包括至少一个液泵43的主动电解质循环41还使得电解质优选连续或不连续地流过内部反应室69、尤其是电解质容器30的上部的溢流棱边或限界棱边27、29。由此，产生一种类型的“电解质瀑布”，这有利于电解质的释出气体。
169.为了增强电解质的释出气体，可以在内部反应室69的外表面上安装或构造至少一个脱气装置82，如这在图10中示意示出的那样。尤其是，可以参照电解质的流动方向在容纳容器4的溢流棱边27之后设置用于电解质的脱气装置82。
170.脱气装置82可以包括具有棱纹表面的一系列多级的级联，该级联实现电解液在相应的增加的表面积上以薄层分布并且从而确保强烈的和有效的释出气体。根据适宜的设计方案，脱气装置82可以通过至少一个在相对于柱轴线或竖直轴线8的径向方向上延伸的用于电解质的分配元件83形成，该分配元件83被设置成用于增大流过溢流棱边27的电解质的表面或用于在分配元件83处形成相对薄的电解质液体膜。分配元件83在此环状地围绕容纳容器4或电解质容器30布置并且从其径向内部区段出发朝其径向外部区段的方向向下倾斜地定向，从而实现了气体加载的电解质在向下方向上的由重力引起的流出，尤其是确保流出到收集区段35中。
171.脱气装置82和由消耗器或其单元(例如真空泵或燃烧室)建立的负压的组合强烈地去除电解质气泡或溶解在电解质中的气体，由此提高了被提供给消耗器、例如内燃机51的气体量并且减小了电解质的欧姆电阻。由此减小了实际电池电压并且改进了过程的能量平衡。实现了各气体从电解质中的更短的释放时间，从而电极5、6和其有效表面以最大程度可供用于电解过程。
172.在释出气体过程之后，电解质到达内部空腔中或者到达外部反应室2的收集区段35中并且通过所述至少一个排放开口36再次返回到电解质容器30中。这在中间连接具有电解质储备体积的液体罐43以及必要时过滤装置40的情况下进行。在使用循环泵42和至少一
个与管路连接的回引装置37的情况下，在预定的压力下将电解质从液体罐43的储备体积中回引装置到电解质容器30中或者说电极组件3上。
173.一组电磁线圈13或子绕组19-19
”’
(图5或图9)布置在电极5、6上方和/或下方。竖直定向的空心圆柱形构造的电磁线圈70缠绕在由介电材料形成的内部反应室69的圆柱形表面上或者缠绕在介电的空心圆柱形的芯部上，该芯部在柱轴线或竖直轴线8的轴向方向上围绕内部反应室69布置。电磁线圈13、70在电解反应系统1的运行期间优选完全浸入到电解质中。
174.在下文中参考根据图5或图9的电磁单元：处于电极5、6上方并且可选地处于电极5、6下方的电磁线圈13或其子绕组19-19
”’
(图5或图9)缠绕到共同的介电的环形芯上。子绕组19-19
”’
串联连接，在相邻的子绕组19-19
”’
之间优选具有20度的间隙或绕组距离20-20”。每个子绕组19-19
”’
是固定的并且无缝隙地以每长度单位或周长单位的最大绕组数量缠绕。子绕组19-19
”’
分层地构造。每个子绕组19-19
”’
具有奇数数量的绕组层。
175.电磁线圈13或者其子绕组19-19
”’
与供电源或者能量源22连接，所述供电源或者能量源提供在1至100hz范围内的脉冲能量。当电磁线圈13或其子绕组19-19
”’
暴露于电能时，电磁线圈或其子绕组的电磁场作用于电解质和电极组件3，由此提高了电流密度并因此提高了电解过程的效率。
176.在运行期间，至少一个电磁线圈13或其子绕组19-19
”’
产生脉冲式的、不均匀的磁场。彼此相邻的子绕组19-19
”’
的磁场在气隙中或者在子绕组19-19
”’
之间的绕组距离20-20”内重叠，由此提高该磁场的强度。脉冲磁场与运动的电解质的组合感应电解质中的离子的附加运动，这导致电极5、6之间的更高的电流密度并且提高气体形成过程的效率。
177.脉冲电磁场也引发电极5、6的微振荡并且在电解质中产生冲击波，该冲击波更强烈地从电极5、6去除气泡并且由此减小电极5、6上的过电位或过电压。所施加的过电压能量通常作为热量而损失，因此不会有助于物质转化。
178.竖直的空心圆柱形的线圈70安装在由介电材料构成的内部反应室69的圆柱形表面上。空心圆柱形的线圈70的竖直高度与电极5、6的竖直高度处于相同的范围内。利用工作在1至100hz频率范围内的电源来确保脉冲能量输入。
179.在竖直的电磁线圈70运行期间，电极5、6获得该线圈70的金属芯的特性。流过内部反应室69的磁通量随时间而变化并且因此在电极5、6处引起电磁感应。由于电极5、6彼此电绝缘并且径向地处于不同直径上，因此这些电极也获得不同的电位，从而在电极5、6之间产生电位差，这增强了电解过程。此外，在空心圆柱形的电磁线圈70的电磁场与(一个或多个)环形线圈13的电磁场的相互作用的范围内也实现了增强所描述效果的协同效应。
180.上/下电磁线圈13和竖直电磁线圈70的磁场感应出牵引力，该牵引力作用于电解质中的气泡并且有助于气泡从电极表面的分离。加速气泡的分离速度。增加的分离速度减少气泡在电极5、6表面上的停留时间并且减小气泡覆盖率，从而减小电极5、6上的过电位或过电压并且改进气体产生效率。在此期间实现了电极表面上的绝缘气泡层上的欧姆电阻或电压降的减小。
181.电磁线圈13、70的电磁场与局部电流密度的相互作用感应影响氢气和氧气的形成的附加的电解质流。提高的电流密度在较低的能量需求时提供更多的氢生成。磁感应流减小扩散层厚度并且改进电解质中的物质传输。脉冲式非均匀磁场和运动电解质的相互作用
导致电解质的磁流体动力对流，从而可以改进电解过程的效率并且降低能量消耗。
182.这些实施例示出电解反应系统1的可能的实施变型方案，其中，在此要注意，本发明不限于其特别示出的实施变型方案，而是各个实施变型方案彼此间的不同组合也是可能的并且该变型可能性基于通过本发明的技术手段的教导处于本领域技术人员的能力内。因此，所有可想到的、通过所示出的和所描述的实施变型方案的各个细节的组合而可行的实施变型方案也一起包括在保护范围内。
183.为了有条理起见，最后应该指出，为了更好地理解电解反应系统1的构造，该电解反应系统或者其组成部分地不按比例和/或放大和/或缩小地示出。
184.可以从说明书中找到独立的创造性解决方案所基于的任务。
185.首先，图1；图2；图3；图4；图5；6、7；图8；图9；图10、11中示出的各个实施方案形成独立的根据本发明的解决方案的主题。关于此的根据本发明的任务和解决方案可以从这些附图的详细描述中得出。
186.附图标记列表
187.1 反应系统
188.2 反应室
189.3 电极组件
[0190]3’ꢀ
电极组件
[0191]
4 容纳容器
[0192]
5 电极(阳极)
[0193]
6 电极(阴极)
[0194]
7 扇形轴线
[0195]
8 柱轴线或竖直轴线
[0196]
9、9
’ꢀ
距离
[0197]
10 张角
[0198]
11 空置部
[0199]
12 径向距离
[0200]
13 电磁线圈
[0201]
14 液位(最低)
[0202]
15 中心点或中点
[0203]
16 中平面
[0204]
17 绕组体
[0205]
18 线圈绕组
[0206]
19 子绕组
[0207]
19
’ꢀ
子绕组
[0208]
19
”ꢀ
子绕组
[0209]
19
”’ꢀ
子绕组
[0210]
20 绕组距离
[0211]
20
’ꢀ
绕组距离
[0212]
20
”ꢀ
绕组距离
[0213]
21 能量源
[0214]
22 能量源
[0215]
23 流入开口
[0216]
24 装置(涡流)
[0217]
25 吸入和/或排出喷嘴
[0218]
26 气体室
[0219]
27 溢流棱边
[0220]
28 液位(最大)
[0221]
29 限界棱边
[0222]
30 电解质容器
[0223]
31 柱轴线
[0224]
32 泡沫
[0225]
33 填充位
[0226]
34 输出通道
[0227]
35 收集区段
[0228]
36 排放开口
[0229]
37 回引装置
[0230]
38 液体罐
[0231]
39 水容器
[0232]
40 过滤装置
[0233]
41 电解质循环
[0234]
42 液泵
[0235]
43 冷却装置
[0236]
44 热交换器
[0237]
45 流入
[0238]
46 流出
[0239]
47 穿通口
[0240]
48 环境空气
[0241]
49 调节装置
[0242]
50 装置(负压产生)
[0243]
51 内燃机
[0244]
52 连接
[0245]
53 燃料供应部
[0246]
54 距离
[0247]
55 距离
[0248]
56 管轴线
[0249]
57 间隙
[0250]
58 间隙
[0251]
59 壁厚
[0252]
60 壁厚
[0253]
61 缝隙
[0254]
62 缝隙
[0255]
63 圆周角
[0256]
64 环周
[0257]
65 自由角
[0258]
66 偏移角
[0259]
67 线圈接头
[0260]
68 线圈接头
[0261]
69 内部反应室
[0262]
70 空心圆柱形的线圈
[0263]
71 流动通道
[0264]
72 外部的周面
[0265]
73 轴向高度
[0266]
74 竖直长度
[0267]
75 内部的周面
[0268]
76 外部的周面
[0269]
77 角度
[0270]
78 第一轴向端部
[0271]
79 第二轴向端部
[0272]
80 第一流动横截面
[0273]
81 第二流动横截面
[0274]
82 脱气装置
[0275]
83 分配元件