[go: up one dir, main page]

WO2017074219A1 - Oxygen generation method and window-type device for generating oxygen - Google Patents

Oxygen generation method and window-type device for generating oxygen Download PDF

Info

Publication number
WO2017074219A1
WO2017074219A1 PCT/RU2016/000671 RU2016000671W WO2017074219A1 WO 2017074219 A1 WO2017074219 A1 WO 2017074219A1 RU 2016000671 W RU2016000671 W RU 2016000671W WO 2017074219 A1 WO2017074219 A1 WO 2017074219A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
double
window
glazed window
oxygen
generating
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000671
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Александр Анатольевич КОБЦЕВ
Original Assignee
Александр Анатольевич КОБЦЕВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Анатольевич КОБЦЕВ filed Critical Александр Анатольевич КОБЦЕВ
Publication of WO2017074219A1 publication Critical patent/WO2017074219A1/en

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02Preparation of oxygen
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B3/00Window sashes, door leaves, or like elements for closing wall or like openings; Layout of fixed or moving closures, e.g. windows in wall or like openings; Features of rigidly-mounted outer frames relating to the mounting of wing frames
    • E06B3/04Wing frames not characterised by the manner of movement
    • E06B3/06Single frames
    • E06B3/24Single frames specially adapted for double glazing
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E06DOORS, WINDOWS, SHUTTERS, OR ROLLER BLINDS IN GENERAL; LADDERS
    • E06BFIXED OR MOVABLE CLOSURES FOR OPENINGS IN BUILDINGS, VEHICLES, FENCES OR LIKE ENCLOSURES IN GENERAL, e.g. DOORS, WINDOWS, BLINDS, GATES
    • E06B7/00Special arrangements or measures in connection with doors or windows
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24SSOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S21/00Solar heat collectors not provided for in groups F24S10/00-F24S20/00

Definitions

  • the group of inventions relates to self-contained windows with electric heating and window frames with heating devices specially designed for oxygen production, namely to autonomous window-type heating devices for oxygen generation and to methods for generating oxygen in them.
  • a known method of generating oxygen comprising heating a compressed, oxygen-containing gas stream in a first combustion chamber, introducing a heated, compressed, oxygen-containing gas stream into contact with a solid electrolyte membrane to produce compressed oxygen depleted gas flow and oxygen production therefrom, the direction of at least a portion of the produced oxygen through a heat exchanger to generate steam, as well as the expansion of the oxygen depleted compressed gas stream obtained by an act with a solid electrolyte membrane in a gas turbine to drive a compressor to produce a compressed, oxygen-containing gas stream.
  • the technical result consists in the autonomous production of oxygen, through the use of the process of artificial photosynthesis in the claimed device and method.
  • the claimed result is achieved by the method of generating oxygen, which includes the following steps, generating electrical energy from light incident on the outer glass of the double-glazed window, supplying the received electric energy to the inner glass of the double-glazed window, generating heat by the inner glass of the double-glazed window from incoming electrical energy, heating the window chamber, in which the artificial sheet in carbon dioxide, before the natural formation of condensate inside the window chamber, oxygen production by artificial sheet due to the suit governmental photosynthesis.
  • the claimed result is also achieved by the claimed window type device for oxygen generation, which includes a glass unit with a double-glazed window, containing an external glass of a double-glazed window made with the possibility of generating electric energy from the light incident on it, connected to the inner glass of a double-glazed window, made with the possibility of generating heat from incoming electrical energy, moreover, between the outer glass of the double-glazed window and the inner glass of the double-glazed window, at least one artificial sheet is fixed, made th capable of generating oxygen from the carbon dioxide condensation and sunlight.
  • heat generation by the inner glass is made over its entire surface.
  • the frame is made of wood, or aluminum, or polyvinyl chloride, or fiberglass, or steel.
  • the frame further comprises a controller additionally connected to the outer glass of the glass packet and the inner glass of the glass packet.
  • an additional battery connected to the controller is integrated in the frame with a double-glazed window.
  • a temperature sensor is additionally connected to the controller.
  • the inner glass of a double-glazed window is made of high-strength tempered glass, on top of which a conductive coating is applied.
  • the outer glass of the double-glazed window is made in the form of at least one transparent photoelectric module and an inverter for converting light into electric current, the transparent photoelectric module made of a glass base over which two layers of films are deposited, one film made of amorphous silicon, and the second is a micro-transparent silicon film.
  • an artificial sheet is fixed on a manipulator connected to the controller, which is installed between the inner glass and the outer glass.
  • the artificial sheet is made in the form of a photoelectrochemical cell made with the possibility of photosynthesis.
  • the artificial sheet is made of a photoanode, a photocathode and a membrane configured to separate the obtained oxygen and hydrogen molecules.
  • the membrane is made of plastic.
  • the membrane is connected to an additionally installed storage unit configured to receive and store hydrogen.
  • the artificial sheet is made of chloroplasts placed in a material of silk proteins.
  • a window type device for generating oxygen there is a through hole on the inside of the frame.
  • a fan is mounted in the through hole, which is connected to the controller.
  • a container with liquid is integrated in the frame with a double-glazed window, and an automatic sprayer connected to it, which is configured to spray an artificial sheet, is connected.
  • an automatic sprayer is connected to the battery and the controller.
  • the invention is illustrated by a diagram of a preferred embodiment of the inventive window type device for generating oxygen.
  • the diagram shows a window type device for oxygen generation comprising a frame 1 with a double-glazed window, containing an outer glass 2 of a double-glazed window made with the possibility of generating electrical energy from light incident on it, connected to the inner glass 3 of the double-glazed window, configured to generate heat from the incoming electrical energy, and between the outer glass 2 of the double-glazed window and the inner glass 3 of the double-glazed window, at least one artificial sheet 4 is made, made the production of oxygen from carbon dioxide, condensate and sunlight.
  • an additional battery 5 can be integrated in the frame with a double-glazed window, connected to a controller 6, which can be additionally connected to a temperature sensor 7.
  • all its work consists of four processes interconnected, namely : charge discharge by battery; inhale exhale with artificial leaf; heating, cooling with the inner glass of a double-glazed window (and, as an option, with an additionally installed air conditioner, which can also be connected to the controller and battery); glow attenuation by the sun.
  • all four processes coincide with one another, and sunlight triggers this interaction, that is, the emission spectrum along the entire wavelength.
  • the frame further comprises a controller, to which the battery and the temperature sensor are connected, to the external glass of the double-glazed window or to the inverter of the external glass of the double-glazed window and the internal glass of the double-glazed window.
  • the inner glass of the double-glazed window can be made according to the ThermoGlass technology, from high-strength tempered glass, on top of which a conductive coating is applied, on which electricity is supplied through the wires.
  • the outer glass of the double-glazed window is made in the form of at least at least one transparent photovoltaic module, which can be made using the well-known Bekar technology (which is used in civil and industrial construction of modern buildings and structures for glazing winter gardens, building facades, in the manufacture of windows, railings, parking lots, billboards, awnings and many others architectural projects) connected to an inverter to convert light into electric current, and the inverter itself, for example, can be connected to a window type device controller.
  • Bekar technology which is used in civil and industrial construction of modern buildings and structures for glazing winter gardens, building facades, in the manufacture of windows, railings, parking lots, billboards, awnings and many others architectural projects
  • the transparent photovoltaic module is made of a glass base on top of which two layers of films are deposited, one amorphous silicon film that converts the visible part of the solar spectrum into electrical energy, and the second micro-transparent silicon film converts the sun energy of the invisible infrared spectrum, thus, the claimed design generates significantly more electricity, unlike analogs, and therefore it will be even more efficient to heat the inner glass of the double-glazed window and significant but accumulate more electric energy in the battery, which will affect the duration of heating.
  • the inventive window type device for generating oxygen the artificial sheet 4 can be mounted on a manipulator 8 connected to the controller 6, which is installed between the inner glass and the outer glass.
  • the manipulator 8 or any other mechanism for controlling the spatial position of the artificial sheet 4 will allow you to rotate the specified artificial sheet 4 in the direction of sunlight, for example, for a more efficient implementation of the process of artificial photosynthesis and oxygen evolution (with hydrogen).
  • the controller 6 or another control unit will control the manipulator 8 in accordance with the corresponding computer program incorporated in it.
  • the principle of operation of the window type device for oxygen production is described in the claimed method, which consists of the following sequential steps.
  • An artificial leaf can be a photoelectrochemical cell, the principle of which is similar to photosynthesis in the external organ of a plant.
  • An artificial sheet can consist of three main components: a membrane, a photo anode, and a photocathode.
  • gallium arsenide or ordinary silicon can be used, and to protect them from corrosion, a 62.5-nanometer layer of titanium dioxide can be applied (used in the manufacture of paints, plastics, cosmetics, etc.).
  • a catalyst To accelerate the decomposition of water, you can optionally use a catalyst.
  • sunlight enters the photoanode it splits water into gas, electrons and protons, while the illuminated photocathode forces protons and electrons to combine into hydrogen molecules.
  • the resulting gas is filtered through a special plastic membrane that separates the resulting oxygen and hydrogen molecules, which then enters a special storage.
  • the artificial sheet is made of chloroplasts, which are extracted from ordinary green plants, and placed in a protein medium (silk), which allows chloroplasts not to coagulate, but evenly distributed throughout the entire thickness of the liquid.
  • a through hole on the inside of the frame into which a fan can be mounted, which is connected to the controller. This will enrich the air in the room with oxygen.
  • a container with liquid in a frame with a double-glazed window, in a particular embodiment of the device, can be integrated and an automatic sprayer connected to it, which is configured to spray an artificial sheet.
  • An automatic sprayer can additionally moisten an artificial sheet in the window chamber (for example, as a backup with a lack of natural condensate), which will further contribute to the production of oxygen by the claimed device.
  • the container with the liquid can be made with the possibility of replenishing itself with rainwater, for example, if the container is made in its upper part with external external open holes, under which similar openings in the frame will be made (from its external side, namely with side of the outer glass of the double-glazed window).
  • the factories and enterprises have all the necessary machines and devices for the production of window-type devices for oxygen production and the implementation of the method of oxygen production.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Claimed is an oxygen generation method. The method includes the following stages: an outer pane of an insulated glass unit generating electricity from light incident on same, the produced electricity being fed to an inner pane of the insulated glass unit, the inner pane of the insulated glass unit using the electricity to generate heat, heating a window chamber, which has affixed therein an artificial leaf surrounded by carbon dioxide, until the natural formation of condensation within the window chamber, and the artificial leaf generating oxygen by means of artificial photosynthesis. Additionally claimed is a window-type device for generating oxygen, including a frame with an insulated glass unit, and containing an outer pane of the insulated glass unit, which outer pane is capable of generating electricity from light incident upon same and is connected to an inner pane of the insulated glass unit, said inner pane being capable of generating heat from the electricity fed to same. At least one artificial leaf is affixed between the outer pane and inner pane of the insulated glass unit, said leaf being capable of generating oxygen from carbon dioxide, condensation and sunlight.

Description

Описание  Description
Способ выработки кислорода и устройство оконного типа для  Method for oxygen generation and window type device for
выработки кислорода  oxygen production
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Группа изобретений относится к автономным окнам с электрообогревом и оконным рамам с нагревательными устройствами, специально предназначенных для выработки кислорода, а именно к автономным подогревающим устройствам оконного типа для выработки кислорода и к способам выработки кислорода в них. The group of inventions relates to self-contained windows with electric heating and window frames with heating devices specially designed for oxygen production, namely to autonomous window-type heating devices for oxygen generation and to methods for generating oxygen in them.
Уровень техники State of the art
Известен способ выработки кислорода (RU 2167696 С2, опубл. 27.05.2001), включающий нагрев сжатого, содержащего кислород газового потока в первой камере сгорания, ввод нагретого, сжатого, содержащего кислород газового потока в контакт с мембраной из твердого электролита для получения обедненного кислородом сжатого газового потока и получения из него кислорода, направление, по меньшей мере, части полученного кислорода через теплообменник для вырабатывания пара, а также расширение обедненного кислородом сжатого газового потока, получаемого при контакте с мембраной из твердого электролита в газовой турбине для привода компрессора для получения сжатого, содержащего кислород газового потока.  A known method of generating oxygen (RU 2167696 C2, publ. 05.27.2001), comprising heating a compressed, oxygen-containing gas stream in a first combustion chamber, introducing a heated, compressed, oxygen-containing gas stream into contact with a solid electrolyte membrane to produce compressed oxygen depleted gas flow and oxygen production therefrom, the direction of at least a portion of the produced oxygen through a heat exchanger to generate steam, as well as the expansion of the oxygen depleted compressed gas stream obtained by an act with a solid electrolyte membrane in a gas turbine to drive a compressor to produce a compressed, oxygen-containing gas stream.
Недостатком указанного аналога является, отсутствие возможности автономной работы устройства для осуществления указанного способа и выработки кислорода, его сложность осуществления, а именно использование газотурбинных систем для выработки энергии, при высоких температурах сгорания, в системе выработки энергии. Раскрытие изобретения The disadvantage of this analogue is the lack of autonomous operation of the device for implementing the specified method and oxygen production, its complexity, namely the use of gas turbine systems to generate energy, at high combustion temperatures, in the energy generation system. Disclosure of invention
Технический результат заключается в автономной выработке кислорода, за счет использования процесса искусственного фотосинтеза в заявленном устройстве и способе.  The technical result consists in the autonomous production of oxygen, through the use of the process of artificial photosynthesis in the claimed device and method.
Заявленный результат достигается способом выработки кислорода, включающим следующие этапы, выработка электрической энергии от света падающего на него внешним стеклом стеклопакета, подача полученной электрической энергии на внутреннее стекло стеклопакета, выработка тепла внутренним стеклом стеклопакета от поступающей электрической энергии, подогрев камеры окна, в которой закреплен искусственный лист в углекислом газе, до естественного образования конденсата внутри камеры окна, выработка кислорода искусственным листом за счет искусственного фотосинтеза.  The claimed result is achieved by the method of generating oxygen, which includes the following steps, generating electrical energy from light incident on the outer glass of the double-glazed window, supplying the received electric energy to the inner glass of the double-glazed window, generating heat by the inner glass of the double-glazed window from incoming electrical energy, heating the window chamber, in which the artificial sheet in carbon dioxide, before the natural formation of condensate inside the window chamber, oxygen production by artificial sheet due to the suit governmental photosynthesis.
Заявленный результат также достигается заявленным устройством оконного типа для выработки кислорода, которое включает раму со стеклопакетом, содержащее внешнее стекло стеклопакета выполненное с возможностью выработки электрической энергии от света падающего на него, подключенное к внутреннему стеклу стеклопакета, выполненному с возможностью выработки тепла от поступающей электрической энергии, причем между внешним стеклом стеклопакета и внутренним стеклом стеклопакета закреплен, по меньшей мере, один искусственный лист, выполненный с возможностью выработки кислорода от углекислого газа, конденсата и солнечных лучей.  The claimed result is also achieved by the claimed window type device for oxygen generation, which includes a glass unit with a double-glazed window, containing an external glass of a double-glazed window made with the possibility of generating electric energy from the light incident on it, connected to the inner glass of a double-glazed window, made with the possibility of generating heat from incoming electrical energy, moreover, between the outer glass of the double-glazed window and the inner glass of the double-glazed window, at least one artificial sheet is fixed, made th capable of generating oxygen from the carbon dioxide condensation and sunlight.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, выработка тепла внутренним стеклом выполнено по всей его поверхности.  According to the invention, according to a window type device for generating oxygen, heat generation by the inner glass is made over its entire surface.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, рама выполнена из дерева, или алюминия, или поливинилхлорида, или стеклопластика, или стали. Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, рама содержит дополнительно подсоединенный к внешнему стеклу стеклопакета и внутреннему стеклу стеклопакета контроллер. According to the invention, according to a window type device for generating oxygen, the frame is made of wood, or aluminum, or polyvinyl chloride, or fiberglass, or steel. According to the invention, according to a window-type device for generating oxygen, the frame further comprises a controller additionally connected to the outer glass of the glass packet and the inner glass of the glass packet.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, в раму со стеклопакетом встроен дополнительно аккумулятор, подключенный к контроллеру.  According to the invention, according to a window type device for generating oxygen, an additional battery connected to the controller is integrated in the frame with a double-glazed window.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, к контроллеру дополнительно подключен датчик температуры.  According to the invention, according to a window type device for generating oxygen, a temperature sensor is additionally connected to the controller.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, внутреннее стекло стеклопакета выполнено из высокопрочного закаленного стекла, поверх которого нанесено токопроводяшее покрытие.  According to the invention, according to a window type device for generating oxygen, the inner glass of a double-glazed window is made of high-strength tempered glass, on top of which a conductive coating is applied.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, внешнее стекло стеклопакета выполнено в виде, по меньшей мере одного прозрачного фотоэлектрического модуля и инвертора для преобразования света в электрический ток, причем прозрачный фотоэлектрический модуль выполнен из стеклянного основания поверх которого нанесены два слоя пленок, одна пленка из аморфного кремния, а вторая микро прозрачная кремниевая пленка.  According to the invention, according to a window type device for generating oxygen, the outer glass of the double-glazed window is made in the form of at least one transparent photoelectric module and an inverter for converting light into electric current, the transparent photoelectric module made of a glass base over which two layers of films are deposited, one film made of amorphous silicon, and the second is a micro-transparent silicon film.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, искусственный лист, закреплен на подключенном к контроллеру манипуляторе, который установлен между внутренним стеклом и внешним стеклом.  According to the invention, according to a window type device for generating oxygen, an artificial sheet is fixed on a manipulator connected to the controller, which is installed between the inner glass and the outer glass.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, искусственный лист выполнен в виде фотоэлектрохимической ячейки, выполненной с возможностью фотосинтеза.  According to the invention, according to a window type device for oxygen production, the artificial sheet is made in the form of a photoelectrochemical cell made with the possibility of photosynthesis.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, искусственный лист выполнен из фотоанода, фотокатода и мембраны, выполненной с возможностью разъединять полученные молекулы кислорода и водорода. Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, мембрана выполнена из пластика. According to the invention, according to a window type device for generating oxygen, the artificial sheet is made of a photoanode, a photocathode and a membrane configured to separate the obtained oxygen and hydrogen molecules. According to the invention, according to a window type device for generating oxygen, the membrane is made of plastic.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, мембрана подсоединена к дополнительно установленному хранилищу, выполненному с возможностью получения и хранения водорода.  According to the invention, according to a window-type device for generating oxygen, the membrane is connected to an additionally installed storage unit configured to receive and store hydrogen.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, искусственный лист выполнен из хлоропластов, помещенных в материал из протеинов шелка.  According to the invention, according to a window type device for generating oxygen, the artificial sheet is made of chloroplasts placed in a material of silk proteins.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, с внутренней стороны рамы есть сквозное отверстие.  According to the invention, according to a window type device for generating oxygen, there is a through hole on the inside of the frame.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, в сквозном отверстии вмонтирован вентилятор, который подключен к контроллеру.  According to the invention, according to a window type device for generating oxygen, a fan is mounted in the through hole, which is connected to the controller.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, в раму со стеклопакетом встроена емкость с жидкостью, и подключенный к ней автоматический опрыскиватель, который выполнен с возможностью опрыскивания искусственного листа.  According to the invention, according to a window type device for generating oxygen, a container with liquid is integrated in the frame with a double-glazed window, and an automatic sprayer connected to it, which is configured to spray an artificial sheet, is connected.
Согласно изобретению по устройству оконного типа для выработки кислорода, автоматический опрыскиватель подключен к аккумулятору и контроллеру.  According to the invention, according to a window-type device for generating oxygen, an automatic sprayer is connected to the battery and the controller.
Краткое описание чертежей Brief Description of the Drawings
Сущность изобретения поясняется схемой предпочтительного варианта осуществления заявленного устройства оконного типа для выработки кислорода.  The invention is illustrated by a diagram of a preferred embodiment of the inventive window type device for generating oxygen.
Осуществление изобретения The implementation of the invention
На схеме изображено устройство оконного типа для выработки кислорода включающее раму 1 со стеклопакетом, содержащее внешнее стекло 2 стеклопакета выполненное с возможностью выработки электрической энергии от света падающего на него, подключенное к внутреннему стеклу 3 стеклопакета, выполненному с возможностью выработки тепла от поступающей электрической энергии, причем между внешним стеклом 2 стеклопакета и внутренним стеклом 3 стеклопакета закреплен, по меньшей мере, один искусственный лист 4, выполненный с возможностью выработки кислорода от углекислого газа, конденсата и солнечных лучей. The diagram shows a window type device for oxygen generation comprising a frame 1 with a double-glazed window, containing an outer glass 2 of a double-glazed window made with the possibility of generating electrical energy from light incident on it, connected to the inner glass 3 of the double-glazed window, configured to generate heat from the incoming electrical energy, and between the outer glass 2 of the double-glazed window and the inner glass 3 of the double-glazed window, at least one artificial sheet 4 is made, made the production of oxygen from carbon dioxide, condensate and sunlight.
В частном варианте осуществления заявленного изобретения в раму со стеклопакетом может быть встроен дополнительно аккумулятор 5, подключенный к контроллеру 6, который может быть дополнительно подключен к датчику температуры 7. В данном варианте осуществления устройства вся его работа заключается в четырех процессах связанных между собой, а именно: заряд разряд аккумулятором; вдох выдох искусственным листом; нагрев охлаждение внутренним стеклом стеклопакета (и как вариант дополнительно установленным кондиционером, который также может быть подключен к контроллеру и аккумулятору); свечение затухание солнцем. Таким образом, все четыре процесса совпадают один с другим, а запускает это взаимодействие солнечный свет, то есть спектр излучения по всей длине волны.  In a particular embodiment of the claimed invention, an additional battery 5 can be integrated in the frame with a double-glazed window, connected to a controller 6, which can be additionally connected to a temperature sensor 7. In this embodiment of the device, all its work consists of four processes interconnected, namely : charge discharge by battery; inhale exhale with artificial leaf; heating, cooling with the inner glass of a double-glazed window (and, as an option, with an additionally installed air conditioner, which can also be connected to the controller and battery); glow attenuation by the sun. Thus, all four processes coincide with one another, and sunlight triggers this interaction, that is, the emission spectrum along the entire wavelength.
В другом частном варианте осуществления рама содержит дополнительно подсоединенный к внешнему стеклу стеклопакета или к инвертору внешнего стекла стеклопакета и внутреннему стеклу стеклопакета контроллер, к которому подключен аккумулятор и датчик температуры.  In another particular embodiment, the frame further comprises a controller, to which the battery and the temperature sensor are connected, to the external glass of the double-glazed window or to the inverter of the external glass of the double-glazed window and the internal glass of the double-glazed window.
Следует отметить, что внутреннее стекло стеклопакета может быть выполнено по технологии компании ТермоГлас (ThermoGlass), из высокопрочного закаленного стекла, поверх которого нанесено токопроводящее покрытие, на которое посредством проводов поступает электричество.  It should be noted that the inner glass of the double-glazed window can be made according to the ThermoGlass technology, from high-strength tempered glass, on top of which a conductive coating is applied, on which electricity is supplied through the wires.
Кроме того, в предпочтительном частном варианте заявленного изобретения внешнее стекло стеклопакета выполнено в виде, по меньшей мере одного прозрачного фотоэлектрического модуля, который может быть выполнен по известной технологии Bekar (которая используется в гражданском и промышленном строительстве современных зданий и сооружений для остекления зимних садов, фасадов зданий, в производстве окон, ограждений, парковок, рекламных щитов, навесов и во многих других архитектурных проектах) подсоединенного к инвертору для преобразования света в электрический ток, а сам инвертор, например, может быть подключен к контроллеру устройства оконного типа. Причем прозрачный фотоэлектрический модуль выполнен из стеклянного основания поверх которого нанесены два слоя пленок, одна пленка из аморфного кремния, которая преобразует в электрическую энергию видимую часть спектра солнца, а вторая микро прозрачная кремниевая пленка преобразует энергию солнца невидимого инфракрасного спектра, таким образом, заявленная конструкция вырабатывает значительно больше электричества в отличии от аналогов и следовательно еще более эффективно будет обогревать внутреннее стекло стеклопакета и значительно больше аккумулировать электрической энергии в аккумуляторе, что скажется и на продолжительности обогрева. In addition, in a preferred particular embodiment of the claimed invention, the outer glass of the double-glazed window is made in the form of at least at least one transparent photovoltaic module, which can be made using the well-known Bekar technology (which is used in civil and industrial construction of modern buildings and structures for glazing winter gardens, building facades, in the manufacture of windows, railings, parking lots, billboards, awnings and many others architectural projects) connected to an inverter to convert light into electric current, and the inverter itself, for example, can be connected to a window type device controller. Moreover, the transparent photovoltaic module is made of a glass base on top of which two layers of films are deposited, one amorphous silicon film that converts the visible part of the solar spectrum into electrical energy, and the second micro-transparent silicon film converts the sun energy of the invisible infrared spectrum, thus, the claimed design generates significantly more electricity, unlike analogs, and therefore it will be even more efficient to heat the inner glass of the double-glazed window and significant but accumulate more electric energy in the battery, which will affect the duration of heating.
В другом варианте осуществления заявленного устройства оконного типа для выработки кислорода искусственный лист 4, может быть закреплен на подключенном к контроллеру 6 манипуляторе 8, который установлен между внутренним стеклом и внешним стеклом. Манипулятор 8 или любой другой механизм для управления пространственным положением искусственного листа 4, позволит поворачивать указанный искусственный лист 4 в сторону солнечных лучей, например, для более эффективного осуществления процесса искусственного фотосинтеза и выделения кислорода (с водородом). При этом контролер 6 или другой блок управления будет осуществлять управление манипулятором 8 в соответствии с заложенной в него соответствующей программой ЭВМ. Принцип работы устройства оконного типа для выработки кислорода описан в заявленном способе, который состоит из последовательных следующих действий. Выработка электрической энергии от света падающего на него внешним стеклом 2 стеклопакета, далее подача полученной электрической энергии на внутреннее стекло 3 стеклопакета, после выработка тепла внутренним стеклом стеклопакета от поступающей электрической энергии, и как следствие подогрев камеры окна, в которой закреплен искусственный лист 4 в углекислом газе, до естественного образования конденсата внутри камеры окна, после выработка кислорода искусственным листом 4 за счет искусственного фотосинтеза. In another embodiment, the inventive window type device for generating oxygen, the artificial sheet 4 can be mounted on a manipulator 8 connected to the controller 6, which is installed between the inner glass and the outer glass. The manipulator 8 or any other mechanism for controlling the spatial position of the artificial sheet 4, will allow you to rotate the specified artificial sheet 4 in the direction of sunlight, for example, for a more efficient implementation of the process of artificial photosynthesis and oxygen evolution (with hydrogen). In this case, the controller 6 or another control unit will control the manipulator 8 in accordance with the corresponding computer program incorporated in it. The principle of operation of the window type device for oxygen production is described in the claimed method, which consists of the following sequential steps. Generation of electric energy from light incident on the outer glass 2 of the double-glazed window, then supplying the received electric energy to the inner glass 3 of the double-glazed window, after heat generation by the inner glass of the double-glazed window from incoming electric energy, and as a result, heating of the window chamber, in which the artificial sheet 4 is fixed in carbon dioxide gas, before the natural formation of condensate inside the window chamber, after the production of oxygen by artificial sheet 4 due to artificial photosynthesis.
Искусственный лист может представлять собой фотоэлектрохимическую ячейку, принцип работы которой аналогичен фотосинтезу в наружном органе растения. Искусственный лист может состоять из трех основных компонентов: мембраны, фотоанода и фотокатода. В качестве материала для их изготовления может быть использован арсенид галлия или обычный кремний, а для защиты их от коррозии может наносится 62,5-нанометровый слой диоксида титана (применяется в производстве лакокрасочных материалов, пластмасс, косметики и др.). Для ускорения разложения воды можно дополнительно использовать катализатор. По мере поступления солнечного света на фотоанод он расщепляет воду на газ, электроны и протоны, при этом освещенный фотокатод заставляет протоны и электроны объединяться в молекулы водорода. Образовавшийся газ фильтруется через специальную пластиковую мембрану, разъединяющую полученные молекулы кислорода и водорода, который затем поступает в особое хранилище.  An artificial leaf can be a photoelectrochemical cell, the principle of which is similar to photosynthesis in the external organ of a plant. An artificial sheet can consist of three main components: a membrane, a photo anode, and a photocathode. As the material for their manufacture, gallium arsenide or ordinary silicon can be used, and to protect them from corrosion, a 62.5-nanometer layer of titanium dioxide can be applied (used in the manufacture of paints, plastics, cosmetics, etc.). To accelerate the decomposition of water, you can optionally use a catalyst. As sunlight enters the photoanode, it splits water into gas, electrons and protons, while the illuminated photocathode forces protons and electrons to combine into hydrogen molecules. The resulting gas is filtered through a special plastic membrane that separates the resulting oxygen and hydrogen molecules, which then enters a special storage.
Для катализа распада воды может использоваться платина или никель. Напыление из этого металла толщиной 2 нанометра наносится на фотоанод, при этом на катод также может быть нанесено напыление из никель- молибденового сплава. В другом варианте осуществления заявленного изобретения искусственный лист выполнен из хлоропластов, которые извлечены из обычных зеленых растений, и помещены в белковую среду (шелк), что позволяет хлоропластам не коагулировать, а равномерно распределяться по всей толще жидкости. Platinum or nickel can be used to catalyze the breakdown of water. Sputtering from this metal with a thickness of 2 nanometers is applied to the photoanode, and sputtering from a nickel-molybdenum alloy can also be applied to the cathode. In another embodiment of the claimed invention, the artificial sheet is made of chloroplasts, which are extracted from ordinary green plants, and placed in a protein medium (silk), which allows chloroplasts not to coagulate, but evenly distributed throughout the entire thickness of the liquid.
В частном варианте осуществления заявленного изобретения с внутренней стороны рамы есть сквозное отверстие, в которое может быть вмонтирован вентилятор, который подключен к контроллеру. Это позволит обогащать кислородом воздух в помещении.  In a particular embodiment of the claimed invention, there is a through hole on the inside of the frame into which a fan can be mounted, which is connected to the controller. This will enrich the air in the room with oxygen.
Кроме того, в раму со стеклопакетом, в частном варианте осуществления устройства, может быть встроена емкость с жидкостью, и подключенный к ней автоматический опрыскиватель, который выполнен с возможностью опрыскивания искусственного листа. Автоматический опрыскиватель может дополнительно увлажнять искусственный лист в камере окна (например, как резервный при нехватке естественного конденсата), что дополнительно будет способствовать выработке кислорода заявленным устройством. Следует отметить, что емкость с жидкостью может быть выполнена с возможностью пополнения себя дождевой водой, например, если емкость будет выполнена в верхней своей части с наружными внешними открытыми отверстиями, под которые будут выполнены аналогичные отверстия в раме (с внешней ее стороны, а именно со стороны внешнего стекла стеклопакета).  In addition, in a frame with a double-glazed window, in a particular embodiment of the device, a container with liquid can be integrated and an automatic sprayer connected to it, which is configured to spray an artificial sheet. An automatic sprayer can additionally moisten an artificial sheet in the window chamber (for example, as a backup with a lack of natural condensate), which will further contribute to the production of oxygen by the claimed device. It should be noted that the container with the liquid can be made with the possibility of replenishing itself with rainwater, for example, if the container is made in its upper part with external external open holes, under which similar openings in the frame will be made (from its external side, namely with side of the outer glass of the double-glazed window).
Промышленная применимость  Industrial applicability
Современные технологии и оборудование позволяют осуществить настоящее изобретение в крупносерийном производстве. На заводах и предприятиях имеются все необходимые станки и приборы для производства устройства оконного типа для выработки кислорода и реализации способа выработки кислорода.  Modern technologies and equipment make it possible to carry out the present invention in large-scale production. The factories and enterprises have all the necessary machines and devices for the production of window-type devices for oxygen production and the implementation of the method of oxygen production.

Claims

Формула Formula
1 . Способ выработки кислорода, включающий следующие этапы, выработка электрической энергии от света падающего на него внешним стеклом стеклопакета, подача полученной электрической энергии на внутреннее стекло стеклопакета, выработка тепла внутренним стеклом стеклопакета от поступающей электрической энергии, подогрев камеры окна, в которой закреплен искусственный лист в углекислом газе, до естественного образования конденсата внутри камеры окна, выработка кислорода искусственным листом за счет искусственного фотосинтеза.  one . A method for generating oxygen, which includes the following steps, generating electric energy from light incident on the outer glass of the double-glazed window, supplying the received electric energy to the inner glass of the double-glazed window, generating heat by the inner glass of the double-glazed window from the incoming electrical energy, heating the window chamber, in which the artificial sheet is fixed in carbon dioxide gas, before the natural formation of condensate inside the window chamber, the production of oxygen by an artificial sheet due to artificial photosynthesis.
2. Устройство оконного типа для выработки кислорода включающее раму со стеклопакетом, содержащее внешнее стекло стеклопакета выполненное с возможностью выработки электрической энергии от света падающего на него, подключенное к внутреннему стеклу стеклопакета, выполненному с возможностью выработки тепла от поступающей электрической энергии, причем между внешним стеклом стеклопакета и внутренним стеклом стеклопакета закреплен, по меньшей мере, один искусственный лист, выполненный с возможностью выработки кислорода от углекислого газа, конденсата и солнечных лучей.  2. A window type device for generating oxygen comprising a frame with a double-glazed window, containing the outer glass of the double-glazed window made with the possibility of generating electric energy from the light incident on it, connected to the inner glass of the double-glazed window, made with the possibility of generating heat from the incoming electric energy, between the outer glass of the double-glazed window and the inner glass of the double-glazed window is fixed at least one artificial sheet made with the possibility of generating oxygen from carbon dioxide a, condensate and sunlight.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что выработка тепла внутренним стеклом выполнено по всей его поверхности.  3. The device according to p. 2, characterized in that the heat generation by the inner glass is made over its entire surface.
4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что рама выполнена из дерева, или алюминия, или поливинилхлорида, или стеклопластика, или стали. 4. The device according to p. 2, characterized in that the frame is made of wood, or aluminum, or polyvinyl chloride, or fiberglass, or steel.
5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что рама содержит дополнительно подсоединенный к внешнему стеклу стеклопакета и внутреннему стеклу стеклопакета контроллер. 5. The device according to p. 2, characterized in that the frame additionally connected to the outer glass of the double-glazed window and the inner glass of the double-glazed window controller.
6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что в раму со стеклопакетом встроен дополнительно аккумулятор, подключенный к контроллеру.  6. The device according to claim 5, characterized in that an additional battery connected to the controller is integrated in the frame with a double-glazed window.
9  9
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что к контроллеру дополнительно подключен датчик температуры. 7. The device according to claim 5, characterized in that the temperature sensor is additionally connected to the controller.
8. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что внутреннее стекло стеклопакета выполнено из высокопрочного закаленного стекла, поверх которого нанесено токопроводящее покрытие.  8. The device according to p. 2, characterized in that the inner glass of the double-glazed window is made of high-strength tempered glass, on top of which a conductive coating is applied.
9. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что внешнее стекло стеклопакета выполнено в виде, по меньшей мере одного прозрачного фотоэлектрического модуля и инвертора для преобразования света в электрический ток, причем прозрачный фотоэлектрический модуль выполнен из стеклянного основания поверх которого нанесены два слоя пленок, одна пленка из аморфного кремния, а вторая микро прозрачная кремниевая пленка.  9. The device according to claim 2, characterized in that the outer glass of the double-glazed window is made in the form of at least one transparent photoelectric module and an inverter for converting light into electric current, wherein the transparent photoelectric module is made of a glass base over which two layers of films are applied, one is an amorphous silicon film, and the second is a micro-transparent silicon film.
10. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что искусственный лист, закреплен на подключенном к контроллеру манипуляторе, который установлен между внутренним стеклом и внешним стеклом.  10. The device according to p. 6, characterized in that the artificial sheet is mounted on a manipulator connected to the controller, which is installed between the inner glass and the outer glass.
11. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что искусственный лист выполнен в виде фотоэлектрохимической ячейки, выполненной с возможностью фотосинтеза.  11. The device according to p. 2, characterized in that the artificial sheet is made in the form of a photoelectrochemical cell made with the possibility of photosynthesis.
12. Устройство по п. 1 1 , отличающееся тем, что искусственный лист выполнен из фотоанода, фотокатода и мембраны, выполненной с возможностью разъединять полученные молекулы кислорода и водорода.  12. The device according to p. 1 1, characterized in that the artificial sheet is made of a photoanode, a photocathode and a membrane made with the ability to separate the resulting oxygen and hydrogen molecules.
13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что мембрана выполнена из пластика.  13. The device according to p. 12, characterized in that the membrane is made of plastic.
14. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что мембрана подсоединена к дополнительно установленному хранилищу, выполненному с возможностью получения и хранения водорода.  14. The device according to p. 12, characterized in that the membrane is connected to an additional installed storage, configured to receive and store hydrogen.
15. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что искусственный лист выполнен из хлоропластов, помещенных в материал из протеинов шелка.  15. The device according to claim 2, characterized in that the artificial sheet is made of chloroplasts placed in a material of silk proteins.
ю  Yu
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
16. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что с внутренней стороны рамы есть сквозное отверстие. 16. The device according to claim 6, characterized in that there is a through hole on the inside of the frame.
17. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что в сквозном отверстии вмонтирован вентилятор, который подключен к контроллеру.  17. The device according to p. 16, characterized in that a fan is mounted in the through hole, which is connected to the controller.
18. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что в раму со стеклопакето встроена емкость с жидкостью, и подключенный к ней автоматический опрыскиватель, который выполнен с возможностью опрыскивания искусственного листа.  18. The device according to claim 6, characterized in that a container with a liquid is integrated in the frame with a double-glazed window, and an automatic sprayer connected to it, which is configured to spray an artificial sheet, is connected.
19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что автоматический опрыскиватель подключен к аккумулятору и контроллеру.  19. The device according to p. 18, characterized in that the automatic sprayer is connected to the battery and controller.
11 eleven
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)  SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2016/000671 2015-10-29 2016-10-05 Oxygen generation method and window-type device for generating oxygen WO2017074219A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015146666 2015-10-29
RU2015146666/12A RU2602773C1 (en) 2015-10-29 2015-10-29 Method for production of oxygen and window-type device for generating oxygen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017074219A1 true WO2017074219A1 (en) 2017-05-04

Family

ID=57760055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000671 WO2017074219A1 (en) 2015-10-29 2016-10-05 Oxygen generation method and window-type device for generating oxygen

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2602773C1 (en)
WO (1) WO2017074219A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10218601A (en) * 1997-02-05 1998-08-18 Agency Of Ind Science & Technol Decomposition of water by solar light
US20090188783A1 (en) * 2003-03-26 2009-07-30 Panasonic Corporation Water photolysis system and process
WO2013006317A1 (en) * 2011-07-05 2013-01-10 Siemens Aktiengesellschaft Environmentally responsive building and control system therefor
EP2924147A1 (en) * 2012-11-20 2015-09-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Photochemical reaction system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPO816097A0 (en) * 1997-07-22 1997-08-14 Sustainable Technologies Australia Limited Combined electrochromic and photovoltaic smart window devices and methods
US9103563B1 (en) * 2008-12-30 2015-08-11 Sunedison, Inc. Integrated thermal module and back plate structure and related methods

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10218601A (en) * 1997-02-05 1998-08-18 Agency Of Ind Science & Technol Decomposition of water by solar light
US20090188783A1 (en) * 2003-03-26 2009-07-30 Panasonic Corporation Water photolysis system and process
WO2013006317A1 (en) * 2011-07-05 2013-01-10 Siemens Aktiengesellschaft Environmentally responsive building and control system therefor
EP2924147A1 (en) * 2012-11-20 2015-09-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Photochemical reaction system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2602773C1 (en) 2016-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hu et al. A critical review on semitransparent organic solar cells
Joseph et al. Semitransparent building‐integrated photovoltaic: review on energy performance, challenges, and future potential
Tripathy et al. A critical review on building integrated photovoltaic products and their applications
Zondag Flat-plate PV-Thermal collectors and systems: A review
Calise et al. Dynamic modelling and thermoeconomic analysis of micro wind turbines and building integrated photovoltaic panels
NO20080898L (en) Process for producing weather-resistant laminates for encapsulation of solar cell systems
CN1944829A (en) Photovoltaic passive heating wall
EP1973839A2 (en) Concentrating catalytic hydrogen production system
Cibi et al. Concise overview of BIPV systems and its future scope
CN105888468A (en) Multifunctional energy-saving heat preservation window
CN108133973A (en) A kind of glass photovoltaic building materials component and preparation method thereof
Orhon 0171—A review on adaptive photovoltaic Façades
DE102008004334A1 (en) Adjustable Facade collector for use in e.g. multi-story apartment building, has solar collector provided at facade of building for heat generation, where collector is adjusted around rotary point of position of sun by adjusting device
RU2602773C1 (en) Method for production of oxygen and window-type device for generating oxygen
Kapsis Modelling, Design and Experimental Study of Semi-Transparent Photovoltaic Windows for Commercial Building Applications
CN103938777A (en) Solar photovoltaic glass curtain wall
Tabor Solar energy research: program in the new desert research institute in Beersheba
RU154157U1 (en) WINDOW TYPE DEVICE
Wang et al. Performance investigation of solution-processed semi-transparent perovskite solar cells in building sectors
Tomar et al. Solar energy-finding new ways
RU178288U1 (en) Window type device
CN201933641U (en) Opaque power-generation heat reflecting wall
CN105576130B (en) A kind of organic photo cell
RU2780949C1 (en) Method for generating electricity and window-type apparatus for generating electricity
CN216109261U (en) A photovoltaic integrated air pillow dome

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16860364

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16860364

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1