Алтернативна енергия за човечеството е електролизерът. Огън от вода и запоени тръби Конструктор моделер Огън от вода

Всеки ще се убеди, че няколко литра вода са достатъчни, за да се получи високотемпературен пламък (200° C), след като прочете описанието на дизайна на електролизера, който разработих.

Високата температура на горелката осигурява запояване на черни и цветни метали с почти всеки огнеупорен припой или самия метал (заваряване). Високата концентрация на топлина в тясно място прави възможно изгарянето например на отвори Ø 2 mm или повече в тънка стоманена ламарина, за топлинна обработкаинструмент, извършва профилирано рязане на тънка стоманена ламарина.

„Водна“ горелка може да се използва за обработка на емайли, керамика и стъкло, включително кварц. За да направите това обаче, температурата на горелката се повишава с 5000 °C (методът не е описан тук). Получената факла е безшумна, липсата на въглерод в състава й осигурява бездимност. Отпадъчният продукт от горенето е просто прегрята водна пара, която е без цвят и мирис.

Като се има предвид производството на устройството от всеки майстор, максимално възможното прост дизайн, който не съдържа цилиндри, редуктори, клапани или сложна горелка.

Основната част на устройството е електролизатор; състои се от множество херметични кухини, образувани от електроди, уплътнения между тях и дъски. Така сглобената опаковка се запечатва с болтове.

Чрез тръбата за пълнене кухините се запълват с електролит; нивото му е ограничено от горния край на тръбата. Отворът, разположен в долната част на всеки електрод, служи за равномерно запълване на всяка кухина с електролит. Долната тръба е предназначена за изпразване на кухини. И двете тръби са херметически затворени.

По време на електролизата получената газова смес от кислород и водород се насочва през отвор, разположен в горната част на всеки електрод, в резервоар, разделен на две части с преграда. От него сместа навлиза във водния затвор през фитинг и маркуч, мехурчета (преминава) през слой вода и навлиза в горелката през маркуча

Също толкова важна част от устройството е водният затвор. Служи за разделяне на входните и изходящите газови маркучи с воден стълб с височина 120-150 мм, през който газът бълбука. Затворът надеждно предпазва електролизера от случайна газова светкавица в маркуча на горелката.

Тялото му е направено от метална тръбаØ 100 mm, заварени в двата края. Водата се излива през тръбата до горното контролно ниво. Кранът е разположен на долното надлъжно ниво. Решетката служи като опора за филтъра, изработена от всякакви гранули незапалим материал. Филтърът предотвратява отнасянето на влага от газа. Газоприемната тръба завършва с възвратен клапан с конвенционален дизайн. Също така вграден в тялото възвратен клапанс гнездо, задействано от случайно изригване на газ.

Прекъсвачнапрежение - домашно. Състои се от корпус, контактор и гумена крушка. Кухината на последния е свързана с кухината на водния затвор. При превишаване на налягането в системата, крушката се надува и чрез натискане на лоста на контактора изключва устройството от захранването.

Електрическата верига на токоизправителя се състои от следните елементи: лаборатория

автотрансформатор - LATR 2 kW, понижаващ трансформатор 220/65 V, диоден мост 15 A (всеки дизайн), предпазител 20 A, амперметър (скала най-малко 15 A), волтметър.

Токоизправителят е свързан биполярно към електролизера, както е показано на схемата.

Блоковата схема изглежда така:

220 V мрежа → Токоизправител → Електролизатор → Воден затвор → Горелка

Възможно ли е да се получи огън от водата? Как да създадем инструмент, който да направи промишлената обработка на метали по-евтина и по-екологична? За това в следващия брой на програмата Futuris!

Европейски учени и инженери разработиха преносимо устройство, което може да превърне водата в огън. Сега запояването, заваряването и други операции с метал не изискват бутилки със сгъстен газ - горивото се произвежда на място според нуждите.

Според технолога Андрю Елис от ITM Power, „Това е устройство за електролиза – използва редовно захранване от контакта и вода. Водата се разделя на водород и кислород, които се подават в горелката. Полученият пламък може да се използва за запояване или други промишлени нужди. Накратко, превръщаме водата в огън.”

Досега използването на електролиза е ограничено висока ценатази технология, която използва скъпи мембрани и катализатори на основата на платина и други благородни метали. Учените са успели да направят електролизата по-икономична.

„Имаме цял екип от химици, които работят върху нова формула за мембраната – тя повишава ефективността на електролизата“, казва Андрю. „В допълнение, ние провеждаме обширни изследвания на катализатори, за да намалим нуждата от платина и да я заменим с много по-малко скъпи материали. Тези проучвания направиха възможно значително намаляване на цената на оборудването за електролиза.

Водородът и кислородът, произведени от водата, се смесват отново на върха на горелката. Този пламък е с по-ниска температура от пропан или ацетилен и е по-лесен за работа.

„Както можете да видите, този пламък е много по-мек от оксиацетилена“, казва заварчикът Рори Олни. „Няма горещо ядро, така че не наранява очите ви толкова много.“ Както виждате, работя с прозрачни очила, без маска за заваряване.

Ацетиленовите бутилки са експлозивни и неудобни за съхранение и транспортиране. В много ситуации те са забранени за използване от съображения за безопасност. В допълнение, горещ ацетиленов пламък може лесно да повреди леки метални детайли - например алуминий.

Според експерта по свойствата на материалите Стивън Бейнс,
„Ацетиленът има висока температура и скорост на пламъка, така че може да разтопи детайла много бързо – това е един от основните недостатъци.“

Водородният пламък е много по-мек и по-чист: вместо дим, той произвежда вода, когато гори.

„В сравнение с ацетилена“, казва инженерът Ник Лудфорд, „газът от това устройство за електролиза ще бъде поне 20 пъти по-евтин – това е, когато вземете предвид разходите за съхранение на ацетиленовите бутилки, застраховка и т.н., плюс цената на самият газ."

Малките и средни предприятия ще могат да изпитат предимствата на тази технология в близко бъдеще, когато се очаква да излезе на пазара.

Междувременно прототип на системата за електролиза се тества от професионални заварчици в Обединеното кралство.

„Едно от основните предимства на тази система е, че горелката винаги остава студена“, казва заварчикът Рори. - Пламъкът гори само от външната страна на фенера, така че не се нагрява и остава хладен на допир. И когато изгасите пламъка в края на запояването, можете просто да поставите студената горелка на масата, без да се страхувате, че ще изгорите нещо.

Свикнали сме да смятаме водата за враг на огъня. Всъщност това не е съвсем вярно, защото при определени условия водата може не само да гори, но и да служи като екологично чист, евтин източник на енергия! Днес ще ви кажем как, ако е необходимо, можете да запалите огън с вода или лед (в случай, че нямате кибрит под ръка). Освен това ще се запознаем с огнения водопад – спираща дъха и величествена феерия, създадена от самата природа.

Как да накараш водата да свети?

Водородната енергия под една или друга форма съществува от около 200 години. Когато изобретателят Франсоа Исак дьо Риваз създава двигател с вътрешно горене през 1806 г., неговата машина работи с водород и използването на осветителен газ (смес от водород, метан и други запалими газове) се използва по-късно. Що се отнася до бензина, той започва да се използва в двигатели с вътрешно горене едва след 1870 г. Както е известно, дирижаблите също са били захранвани с водород.

Днес производителите на автомобили отново се обърнаха към „зелената“ тема. В края на краищата, основното предимство е, че когато гори (т.е. комбинира се с кислород), се образува само вода, която е безвредна за заобикаляща среда. В същото време се отделя "класическо" гориво (нефт, газ, въглища). голям бройвъглероден диоксид, както и азотни и серни оксиди, вредни за околната среда и човешкото здраве.

Водата е продукт на изгарянето на водород в кислород, така че не може да „гори“ в обичайния смисъл. Можете да "изгорите" вода само с помощта на по-силен окислител от кислорода. По-точно, това изисква флуор: в атмосферата на това химичен елементводата всъщност ще изгори. Има обаче друг – по-прост – начин за насочване на отпадъците от водородна енергия в полезни канали. Феноменът на електростатичното пръскане на вода, което води до разделяне на водата под въздействието на високи напрежения, е известно отдавна. Така разделени, водородът и кислородът реагират отново един с друг, образувайки ярък оранжево-жълт пламък.

Въз основа на тези технологии е напълно възможно да се създадат не само високоикономични отоплителни системи, но и напълно автономна „водно-плазмена“ електроцентрала, способна да генерира големи количества енергия. За разлика от водноелектрическите централи, това няма да изисква голямо количество вода и изграждането на язовири: електричеството и топлината ще се получават просто чрез изгаряне на дестилирана вода, което ще изисква много малко - в края на краищата това е първоначалното и в същото време краен резултатпорочен кръг химична реакция. Един литър вода, според предварителни изчисления, ще ни позволи да получим около 200 киловата енергия в един цикъл.

Предимствата на такива технологии са очевидни: ниска цена на процеса, наличие на „гориво“, всякакви удобни размери (в зависимост от необходимата мощност) и ниско тегло. В непредвидени ситуации процесът на разделяне на водата може да бъде спрян мигновено, което прави електроцентралата с водна плазма доста безопасна. Екологичността на идеята се крие във факта, че такава инсталация няма да подчертае въглероден двуокиси би допринесло за озониране на въздуха. Може би в бъдеще ще станем свидетели на появата на подобни технологии в ежедневието.

Как да запалите огън с вода или лед?

Без обичайните кибрит, запалка, кремък или лупа под ръка, можете доста лесно да запалите огън. Предприеме стара електрическа крушка, премахнете дъното на основата и всичко вътре, за да създадете празна колба. Напълнете го с вода и ще получите красива леща. Задръжте го върху лист хартия, естествена памучна вата или куп суха трева, за да фокусирате слънчевите лъчи и скоро ще светне.

Ако намерите прозрачен пластмасова бутилкасъс заоблени форми, и го напълнете с вода, тогава може да бъде подходящ и за палене на огън. Просто намерете малко суха трева и завъртете бутилката така, че слънчевите лъчи да се фокусират върху желаната точка. Между другото, по този начин можете не само да запалите огън, но и да осветите тъмна стая (склад, плевня, землянка и т.н.) - за това бутилка вода се фиксира в дупка в покрива и на слънчев ден създава пълния ефект на електрическа крушка.

Още няколко опции: вземете малък капацитет, поставете в него парче прозрачен полиетилен, така че да приеме формата на съда. Налейте вода почти до ръба. След това съберете краищата на полиетилена и ги завъртете, за да няма кухина вътре - ще получите прозрачна сфера, която може да се използва и като леща. Може да ви бъде полезна и рамка за снимки: опънете полиетилен върху нея и я поставете на две опори, така че средата да е във въздуха. Внимателно изсипете малко топла вода върху пластмасата. Полиетиленът ще се огъне под тежестта на течността и ще се образува идеална леща, която ще събира слънчевите лъчи и ще ви позволи бързо да запалите огън.

Можете също така да правите огън с помощта на лед - този метод за правене на огън е описан в историята на Жул Верн „Пътуването на капитан Хатерас“. Експериментите за запалване на дърво с помощта на ледена леща, извършени за първи път в Англия през 1763 г., оттогава са били провеждани многократно с пълен успех. За да направите така наречената ледена леща, можете да налеете вода в чаша с подходяща форма и да я замразите, а след това, след като леко затоплите чашата, извадете от нея готовата прозрачна леща. Когато извършвате такъв експеримент, не забравяйте, че е възможно само в ясен мразовит ден и нататък на открито, но не и в стаята отзад прозоречно стъкло: стъклото абсорбира значително количество енергия слънчеви лъчии не остава достатъчно, за да причини значително нагряване.

Fire Falls

На територията национален паркНационалният парк Йосемити, разположен в Калифорния, има невероятно красив водопад Конска опашка(Хощ Фолс). Името си е получила заради двете падащи струи вода, които приличат на конска опашка. Природната атракция е само на три часа път от Сан Франциско, но се намира в сърцето на гъстите иглолистни гори, покриващи планинската верига Сиера Невада.

Можете да се възхищавате на този водопад през цялата година: повечетоС течение на времето той практически не се различава от всички останали водопади. Но през февруари той представя уникално зрелище: вместо вода, потоци от течен огън или вулканична лава сякаш се изливат от скалите. Разбира се, това е само успешна илюзия, която се случва при ясно време при залез слънце - водата гори с ярък пламък в продължение на няколко магически дни. Всъщност цялата тайна е в отразяването на червеникаво-оранжевите слънчеви лъчи, падащи под определен ъгъл.

Високата температура на горелката осигурява запояване на черни и цветни метали с почти всеки огнеупорен припой или самия метал (заваряване). Високата концентрация на топлина в тясно място ви позволява да изгорите, например, отвори Ø 2 mm или повече в тънка стоманена ламарина, да обработвате термично инструменти и да извършвате профилно рязане на тънка стоманена ламарина.

С очакването, че устройството може да бъде произведено от всеки майстор, се предлага изключително проста конструкция, в която няма цилиндри, редуктори, клапани или сложна горелка.

Корпусът му е изработен от метална тръба Ø 100 мм, заварена в двата края. Водата се излива през тръбата до горното контролно ниво. Кранът е разположен на долното надлъжно ниво. Решетката служи като опора за филтъра, изработена от всякакъв гранулиран незапалим материал. Филтърът предотвратява отнасянето на влага от газа. Газоприемната тръба завършва с възвратен клапан с конвенционален дизайн. В корпуса е вграден и възвратен клапан с муфа, който се задейства при случайно изтичане на газ.

Автоматичен превключвател на напрежението - самоделен. Състои се от корпус, контактор и гумена крушка. Кухината на последния е свързана с кухината на водния затвор. При превишаване на налягането в системата, крушката се надува и чрез натискане на лоста на контактора изключва устройството от захранването.

Електрическата верига на токоизправителя се състои от следните елементи: лаборатория

Токоизправителят е свързан биполярно към електролизера, както е показано на схемата.

Блоковата схема изглежда така:

220 V мрежа → Токоизправител → Електролизатор → Воден затвор → Горелка

Калкулация и производство

В съответствие със закона на Фарадей по време на електролиза количеството на освободеното вещество е пропорционално на силата на тока. Теоретично всеки 2V,7 A произвежда 11,7 литра водород и 5,85 литра кислород. На практика текущата ефективност никога не е 100%. Падът на напрежението на всяка двойка електроди (изчислен) е 2 V. Плътността на тока на 1 dm2 електродна площ зависи от времето на непрекъсната работа на електролизера и варира от 2 до 5 A.

Опростеността на дизайна направи възможно намаляването на броя на основните части до три: електрод, уплътнение и платка.

Електрод - ламарина декапирана или трансформаторно желязо 250X250 mm дебелина 0,3-0,5 mm (32 бр.). Уплътнение - средно твърда гума (фланец), пръстен Ø 220 х Ø 250 mm, дебелина - 4-6 mm (31 бр.). Заплащане - всякакво изолационен материал(лист) 300X350 mm, дебелина не по-малка от 20 mm (2 бр.). Стягащи болтове - М12 от стомана 45, дължина - според местоположението (минимум 4 бр.).

Електролитът е 22% разтвор на натриев хидроксид (NaOH) в дестилирана вода. Тъй като се изразходва (общо количество 4 литра), в електролизера се добавя само дестилирана вода.

Преди да напълните електролита, трябва да проверите херметичността на сглобения електролизер, като го напълните под налягане с вода от градския водопровод; най-малките петна се отстраняват внимателно. Когато електролизерът работи, електролитът не трябва да се нагрява над 65°.

Поради последователността на състава газова смес, произведени от електролизера, изискванията към горелката също са опростени. Това може да бъде обикновена игла за инжектиране от медицинска спринцовка или по-точно набор от игли с различни диаметри от 0,3 до 1 мм. Иглата е прикрепена към конуса на фитинга на дръжката по същия начин, както на спринцовка. Дръжката на горелката е част от тръба, към която се подава газ от водния затвор през фитинг и маркуч. Вътре в дръжката е поставена пожарогасителна подложка под формата на малки метални сачми и мрежа.

Като маркучи се използва винилхлоридна тръба Ø 4-5 mm.

Трябва да се помни, че сместа от водород и кислород, произведена от електролизера, е експлозивна!

Но самото устройство, ако е внимателно изпълнено и се борави внимателно, не представлява никаква опасност. Това се постига чрез факта, че няма междинни контейнери със значителен обем; газът не се натрупва никъде: колкото се произвежда, същото количество се консумира едновременно от факела.

Въпреки това е строго неприемливо да се пълнят каквито и да било контейнери с получената газова смес за каквито и да било технологични цели, особено надуваеми детски летящи балони. В никакъв случай не трябва да проверявате херметичността на връзките в структурата на електролизера с пламъка на свещ, кибрит или друг открит огън; Също така е неприемливо да се работи без пълнене на вода до горното контролно ниво във водния затвор или без системно да се проверява наличието на вода в него, напълнена преди започване на работа. Намаляването на нивата на електролита също е опасно. Необходимо е постоянно да се добавя дестилирана вода, тъй като електролитът се изразходва.

Когато правите електролит, трябва да носите предпазни очила и гумени ръкавици.

Необходимо е да изгасите работния пламък не чрез изключване на захранването, а чрез спускане на иглата в съд с вода, в противен случай иглата ще прегрее и ще се провали.

Операторът трябва да носи предпазни очила, когато работи с горелката.

В заключение, няколко думи за перспективите. Дизайнерите знаят, че няма машини, устройства или инструменти, които да не могат да бъдат подобрени. Това важи и за електролизера. Тук е възможно, например, в токоизправител да се направи без LATR и трансформатор, без да се намалява производителността; в самия електролизатор - без гумени или други уплътнения; превключете режима на работа на непрекъснат; повишаване на температурата на пламъка от 2000 до 3000°.

На обширната територия на СССР има много места, които сезонно са откъснати от непроходими пътища или твърде отдалечени от бази за доставки. За тези, които работят в такива условия, авторът разработи модел на електролизер, който произвежда газ под налягане, специално за извършване на еднократна, например аварийна работа с висока мощност на горелката.

Надявам се, заедно със заинтересовани читатели, да проведа широко изследване на това, както ми се струва, обещаващо развитие.

1 - платка, 2 - уплътнение, 3 - електроди, 4 - съединителен болт, 5 - отвор за газова смес, 6 - картер с преграда, 7 - фитинг, 8 - маркуч, 9 - тяло на воден затвор, 10 - газоприемна тръба на уплътнението, 11 - тяло на прекъсвача, 12 - контактор, 13 - гумена круша, 14 - маркуч към горелката, 15 - дръжка на горелката, 16 - пожарогасителна опаковка, 17 - куха игла, 18 - възвратен клапан, 19 - воден стълб , 20 - долно ниво на чешмяна вода, 21 - тръба за пълнене, 22 - филтърна решетка, 23 - филтър, 24 - авариен възвратен клапан, 25 - гнездо, 26 - дренажна тръба на картера, 27 - дренажна тръба за електролит, 28 - пълнител тръба, 29 - винтова тапа, 30 - електролит.

Това далеч не е ново откритие; просто никой досега не е добавял получения газ чрез електролиза от вода към въздухозаборника на автомобила в голям мащаб. А тези, които опитаха, не дадоха голяма гласност на получените резултати.

Класически домашен електролизатор от съветския период (70-те години на ХХ век)

Инсталиране на работно мясторазширява се творчески възможностимайстори, извършващи работа: запояване запояване, производство, ремонт бижутаи много други... Инсталацията е безопасна и изключително екологична, тъй като изгарянето на газове просто произвежда прегрята водна пара, без цвят и мирис.Основната част на електролизерното устройство се състои от множество херметични кухини, образувани от стоманени плочи - електроди, разделени от гумени пръстени и компресирани от плочи (стени) от плексиглас. Така сглобената чанта се запечатва с четири щифта. ИнтериорЕлектролизерът (кухината) се пълни наполовина с воден разтвор на NaOH или KOH.Постоянно напрежение, приложено към електродните пластини, предизвиква електролиза на водата и освобождаване водороден гази кислород.Тази смес се изхвърля през поливинилхлоридна тръба, поставена на фитинг в междинен контейнер, оттам във воден затвор, който е направен от две празни кутии за пълнене газови запалки(кутии от завода Severny Press, Ленинград) Газът, преминал през воден затвор, където смес от вода и ацетон в съотношение 1: 1 придобива необходимия за изгаряне състав и се отклонява от друга тръба в дюза в медицинска спринцовка с игла, гори на изхода си с температура около 1800°C, така работи електролизера. Конструкцията на инсталацията е проста. Стените на електролизера са изработени от плексиглас с дебелина 25 mm, който е химически устойчив на електролити и ви позволява да контролирате визуално нивото му, за да добавите, ако е необходимо, дестилирана вода през отвора за пълнене.Електродните плочи са изработени от неръждаема стомана от всякакъв клас с дебелина 0,6-0,8 mm. За по-лесно сглобяване в плочите за гумените уплътнителни пръстени се притискат кръгли вдлъбнатини, чиято дълбочина при дебелина на пръстена 5-6 mm трябва да бъде 2-3 mm.Пръстени, предназначени за уплътняване на вътрешната кухина и електрическа изолацияплочите се изрязват от листова киселинно-устойчива или масло- и бензиноустойчива гума. Всички части са свързани с четири шпилки M8, изолирани с поливинилхлоридна тръба.Броят на електродните плочи в комплекта е 10. Определя се от параметрите на захранващия блок: неговата мощност и максимално напрежение - на база 2 V на плоча. Консумацията на ток зависи от броя на включените пластини (колкото по-малко са, толкова по-голям е токът) и от концентрацията на алкалния разтвор. При работа е по-добре да използвате 4-8% разтвор на електролит, той не се пени толкова много по време на работа.Изводите с електрически накрайници са запоени към първата и последните три плочи. Като източник на захранване можете да използвате токоизправителя, описан в книгата (съвет 16). или стандартен зарядно устройствоЗа автомобилни акумулатори VA-2, свързан към 8 пластини, при напрежение 17 V и ток около 5 A, което осигурява необходимата производителност на горимата смес за игления инжектор с вътрешен диаметър 0,6 mm - Установено е оптималното съотношение на диаметъра на иглата на дюзата и ефективността на електролизата емпиричнотака че зоната на запалване на сместа да се намира извън иглата. Ако производителността е ниска или диаметърът на отвора е твърде голям, ще започне изгаряне в самата игла, която бързо ще се нагрее и ще се стопи.Надеждна бариера срещу разпространението на пламъка по захранващата тръба в електролизера е водно уплътнение, което е направено от полупрозрачен материал и ви позволява да контролирате нивото на течностите във водния разтвор. Междинният контейнер елиминира възможността за смесване на електролита и състава на водния затвор в интензивни режими на работа или под въздействието на вакуум, който възниква при изключване на захранването. За да избегнете това, след приключване на работата трябва незабавно да изключите тръбата от електролизера. Фитингите на контейнера са изработени от медни тръбис диаметър 4 и 6 мм, монтирани в горната част на кутиите на резба. Чрез тях съставът на водния затвор се запълва и кондензатът се източва от резервоара за разделяне.Свържете къса поливинилхлоридна тръба с диаметър 5 mm между електролизера и междинния резервоар, последният с воден затвор, а изходният му фитинг с по-дълга тръба (маркуч) с накрайник - медицинска спринцовка с игла. Вътре в дръжката (шприц) е поставена пожарогасителна опаковка - месингова мрежа, навита на спирала.Включете токоизправителя, регулирайте напрежението или броя на свързаните пластини номинален токи запалете газа, излизащ от дюзата. Температурата на пламъка също може леко да се регулира от състава на водния разтвор; ако излеете метилов алкохол във водния разтвор, можете да повишите температурата на пламъка до 2600 ° C; за да намалите температурата на пламъка, водният затвор се пълни с смес от ацетон и вода в съотношение 1:1.

Yeshe Option, (също история)

Огън от вода. Електролизатор! Всеки ще се убеди, че няколко литра вода са достатъчни, за да се получи високотемпературен пламък (2000°C), след като прочете описанието на конструкцията на електролизера, който разработих. Високата температура на горелката осигурява запояване на черни и цветни метали с почти всеки огнеупорен припой или самия метал (заваряване). Високата концентрация на топлина в тясно място ви позволява да изгорите например дупки от 02 mm или повече в тънка стоманена ламарина, да обработвате термично инструменти и да извършвате профилно рязане на тънка стоманена ламарина. „Водна“ горелка може да се използва за обработка на емайли, керамика и стъкло, включително кварц. За да направите това обаче, температурата на горелката се повишава с 5000 °C (методът не е описан тук). Получената факла е безшумна, липсата на въглерод в състава й осигурява бездимност. Отпадъчният продукт от горенето е просто прегрята водна пара, която е без цвят и мирис. С очакването, че устройството може да бъде произведено от всеки майстор, се предлага изключително проста конструкция, в която няма цилиндри, редуктори, клапани или сложна горелка.

Основната част на устройството е електролизатор; състои се от множество херметични кухини, образувани от електроди, уплътнения между тях и дъски. Така сглобената опаковка се запечатва с болтове. Чрез тръбата за пълнене кухините се запълват с електролит; нивото му е ограничено от горния край на тръбата. Отворът, разположен в долната част на всеки електрод, служи за равномерно запълване на всяка кухина с електролит. Долната тръба е предназначена за изпразване на кухини. И двете тръби са херметически затворени. По време на електролизата получената газова смес от кислород и водород се насочва през отвор, разположен в горната част на всеки електрод, в резервоар, разделен на две части с преграда. От него сместа навлиза във водния затвор през фитинг и маркуч, мехурчета (преминава) през слой вода и през маркуча навлиза в горелката. Също толкова важна част от устройството е водният затвор. Служи за разделяне на газовите входни и изходящи маркучи с воден стълб с височина 120 - 150 mm, през който газът бълбука. Затворът надеждно предпазва електролизера от случайна газова светкавица в маркуча на горелката. Тялото му е изработено от метална тръба O100 мм, заварена в двата края. Водата се излива през тръбата до горното контролно ниво. Кранът е разположен на долното надлъжно ниво. Решетката служи като опора за филтъра, изработена от всякакъв гранулиран незапалим материал. Филтърът предотвратява отнасянето на влага от газа. Газоприемната тръба завършва с възвратен клапан с конвенционален дизайн. В корпуса е вграден и възвратен клапан с муфа, който се задейства при случайно изтичане на газ. Автоматичен превключвател на напрежението - самоделен. Състои се от корпус, контактор и гумена крушка. Кухината на последния е свързана с кухината на водния затвор. При превишаване на налягането в системата, крушката се надува и чрез натискане на лоста на контактора изключва устройството от захранването. Електрическата верига на токоизправителя се състои от следните елементи: лабораторен автотрансформатор - LATR 2 kW, понижаващ трансформатор 220/65 V, диоден мост 15 A (с всякакъв дизайн), предпазител 20 A, амперметър (скала от при най-малко 15 A), волтметър. Токоизправителят е свързан биполярно към електролизера, както е показано на схемата. ИЗЧИСЛЯВАНЕ И ПРОИЗВОДСТВО В съответствие със закона на Фарадей по време на електролиза количеството на освободеното вещество е пропорционално на силата на тока. Теоретично всеки 28,7 A произвежда 11,7 литра водород и 5,85 литра кислород. На практика текущата ефективност никога не е 100%. Спадът на напрежението на всяка двойка електроди (изчислен) е 2 V. Плътността на тока на 1 dm2 площ на електрода зависи от времето на непрекъсната работа на електролизера и варира от 2 до 5 A. Простотата на дизайна направи възможно да се намали броят на основните части до три: електрод, уплътнение, платка. Електрод - листово декапирано или трансформаторно желязо 250 X 250 mm дебелина 0,3-0,5 mm (32 бр.). Уплътнение - средно твърда гума (фланец); пръстен O220 X 0 250 мм, дебелина - 4-6 мм (31 бр.). Дъска - всякакъв изолационен материал (лист) 300 X 350 mm, дебелина най-малко 20 mm (2 бр.). Стягащи болтове - М12 от стомана 45, дължина - според местоположението (минимум 4 бр.). Електролитът е 22% разтвор на натриев хидроксид (NaOH) в дестилирана вода. Тъй като се изразходва (общо количество 4 литра), в електролизера се добавя само дестилирана вода. Преди да напълните електролита, трябва да проверите херметичността на сглобения електролизер, като го напълните под налягане с вода от градския водопровод; най-малките петна се отстраняват внимателно. Когато електролизерът работи, електролитът не трябва да се нагрява над 65°. Поради постоянния състав на газовата смес, произведена от електролизера, изискванията към горелката също са опростени. Това може да бъде обикновена игла за инжектиране от медицинска спринцовка или по-точно набор от игли с различни диаметри от 0,3 до 1 мм. Иглата е прикрепена към конуса на фитинга на дръжката по същия начин, както на спринцовка. Дръжката на горелката е част от тръба, към която се подава газ от водния затвор през фитинг и маркуч. Вътре в дръжката е поставена пожарогасителна подложка под формата на малки метални сачми и мрежа. Като маркучи се използва винилхлоридна тръба O4-5 mm. ПРЕПОРЪКИ ЗА БЕЗОПАСНОСТ Трябва да се помни, че сместа от водород и кислород, произведена от електролизера, е експлозивна! Но самото устройство, ако е внимателно изпълнено и се борави внимателно, не представлява никаква опасност. Това се постига чрез факта, че няма междинни контейнери със значителен обем; газът не се натрупва никъде: колкото се произвежда, същото количество се консумира едновременно от факела. Въпреки това е строго неприемливо да се пълнят каквито и да било контейнери с получената газова смес за каквито и да било технологични цели, особено надуваеми детски летящи балони. В никакъв случай не трябва да проверявате херметичността на връзките в структурата на електролизера с пламъка на свещ, кибрит или друг открит огън; Също така е неприемливо да се работи без пълнене на вода до горното контролно ниво във водния затвор или без системно да се проверява наличието на вода в него, напълнена преди започване на работа. Намаляването на нивата на електролита също е опасно. Необходимо е постоянно да се добавя дестилирана вода, тъй като електролитът се изразходва. Когато правите електролит, трябва да носите предпазни очила и гумени ръкавици. Необходимо е да изгасите работния пламък не чрез изключване на захранването, а чрез спускане на иглата в съд с вода, в противен случай иглата ще прегрее и ще се провали. Операторът трябва да носи предпазни очила, когато работи с горелката. В заключение, няколко думи за перспективите. Дизайнерите знаят, че няма машини, устройства или инструменти, които да не могат да бъдат подобрени. Това важи и за електролизера. Тук е възможно, например, в токоизправител да се направи без LATR и трансформатор, без да се намалява производителността; в самия електролизатор - без гумени или други уплътнения; превключете режима на работа на непрекъснат; повишаване на температурата на пламъка от 2000 до 3000°. На обширната територия на СССР има много места, които сезонно са откъснати от непроходими пътища или твърде отдалечени от бази за доставки. За тези, които работят в такива условия, авторът разработи модел на електролизер, който произвежда газ под налягане, специално за извършване на еднократна, например аварийна работа с висока мощност на горелката. Надявам се, заедно със заинтересовани читатели, да проведа широко изследване на това, както ми се струва, обещаващо развитие. ТЕХНИЧЕСКИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ЕЛЕКТРОЛИЗАРА Захранващо напрежение, V - 220 Консумирана мощност (регулируема), W - до 1000 Консумация на вода при максимална мощност, g/h - 60 Работно налягане(регулируем) газ, atm - до 0,3 Изход на газ при максимална мощност, l/h - до 150 Максимална Термална енергияпламък, kcal/"h - 500 Коеф. на прев електрическа енергиякъм химически - 0,7 Състав на сместа (кислород и водород в точно съотношение) - 1:2 Размер на пламъка (игловиден) максимален диаметър - до 5 mm максимална дължина(регулируема) - до 150 mm Температура на стабилна иглена горелка - 2000°

Диаграма на електролизера:

И по-късна (1997) версия

Конструкцията на това устройство има по-голям брой работни плочи, модифицирани странични плочи и надежден фитинг за изхода на запалимата газова смес), но електролизер, работещ на същия принцип.

За тези, които се сблъскват с такова устройство за първи път, според мен си струва най-много общ контуробяснете (и напомнете на другите) каква е същността на този вид конструкция. И това е съвсем просто.

Между страничните пластини, свързани с четири щифта, има метални електродни пластини, разделени с гумени пръстени. Вътрешната клетъчна кухина на такава батерия се запълва с 1/2...3/4 от обема й със слаб воден разтвор на алкали (KOH или NaOH). Напрежение, приложено към плочите от източника постоянен токпредизвиква разлагане (електролиза) на разтвора, придружено с обилно отделяне на водород и кислород. Тази смес от газове, преминала през специално течно уплътнение (фиг. 1а), след това навлиза в горелката и при изгаряне дава възможност да се получи така необходимият газ за много хора. технологични процеси(например рязане и заваряване на метали) висока температура- около 1800°C.

Производителността на електролизера зависи от концентрацията на алкали в разтвора и други фактори. И най-важното - от размера и броя на електродните пластини, разстоянието между тях, което от своя страна се определя от параметрите на захранването - мощност и напрежение (със скорост 2...3 V на галванична междина между две плочи, разположени една до друга).

Конструкциите на източника на постоянен ток, които предлагам, са достъпни за производство в „домашна работилница“ и за начинаещи майстори. Те са в състояние да предоставят надеждна работадори "осемдесетклетъчен" (този има 81 електродни пластини) електролизатор и още повече "тридесетклетъчен". Вариант, основен електрическа схемакоето е показано на фиг. 4, също ви позволява лесно да регулирате мощността за оптимално съвпадение с товара: в първия етап - 0...1,7 kW, във втория (когато SA1 е включен) - 1,7...3,4 kW.

Предлагат се и съответните плочи за електролизера - 150х150 мм. Изработени са от покривно желязо с дебелина
0,5 мм. В допълнение към 12-милиметровия изходен отвор за газ във всяка плоча са пробити още четири монтажни отвора (диаметър 2,5 mm), в които по време на монтажа се вдяват игли за плетене или велосипеди. Последните са необходими за по-добро центриране на плочите и уплътненията и следователно се отстраняват от конструкцията на последния етап от монтажа.

Фиг.2. Електролизатор (версия с „осемдесет клетки“):

1 - странична дъска (шперплат, s12, 2 бр.), 2 - прозрачна буза (плексиглас, s4, 2 бр.), 3 - електродна плоча (калай, s0.5; 81 бр.), 4 - уплътнителен разделителен пръстен ( 5-мм киселино- и алкалоустойчива гума, 82 бр.), 5 - изолационна втулка (камбрикова тръба 6,2x1, L35, 12 бр.), 6 - MB шпилка (4 бр.), 7 - MB гайка с фиксираща шайба (8 бр.), 8 - тръба за изпускане на запалима газова смес, 9 - слабо алкален разтвор (2/3 от вътрешния обем на електролизера), 10 - контактна клема (рафинирана мед, 2 бр.), 11 - фитинг ( "неръждаема стомана"), 12 - съединителна гайка M10, 13 - фитингова шайба ("неръждаема стомана"), 14 - маншет (киселинно и алкално устойчива гума), 15 - гърловина за пълнене ("неръждаема стомана"), 16 - съединение гайка M18, 17 - шайба на гърловината на гърловината (" неръждаема стомана"), 18 - уплътнителна шайба (гума, устойчива на киселини и основи), 19 - капачка на гърловината ("неръждаема стомана"), 20 - уплътнение на уплътнението (киселинно и алкално- устойчива гума).

Всъщност трябваше да си набия мозъка много, преди „водната горелка“ да стане удобна и надеждна, като лампа на Едисон: включете я и тя започна да работи, изключете я и спря да работи. Особено обезпокоителен въпросОказа се модернизация не на самия електролизер, а на свързаното към него течно уплътнение на изхода. Но веднага щом изоставихме стандартното използване на вода като бариера срещу разпространението на пламъка вътре в газообразуващата батерия (през свързващата тръба) и се насочихме към използването на... керосин, всичко веднага мина гладко.

Защо беше избран керосинът? Първо, защото, за разлика от водата, тази течност не се пени в присъствието на алкали. Второ, както показа практиката, ако капки керосин случайно попаднат в пламъка на горелката, пламъкът не изгасва - наблюдава се само малка светкавица. И накрая, трето: като удобен „сепаратор“, керосинът, когато е в уплътнението, се оказва безопасен от гледна точка на пожар.

В края на работа, по време на почивка и др. горелката естествено изгасва. В електролизера се образува вакуум и керосинът тече от десния резервоар в левия (фиг. 3). След това - въздушна барбатация, след което горелката може да се съхранява колкото желаете: тя е готова за употреба по всяко време. Когато е включен, газът натиска керосина, който отново се влива в десния резервоар. След това започват газови мехурчета...

Фиг.3. Керосинов затвор и принципът му на работа

(a - когато електролизаторът работи, b - когато устройството е изключено):

1 - цилиндър (2 бр.), 2 - щепсел (2 бр.), 3 входен фитинг, 4 - изходен фитинг, 5 - керосин, 6 - адаптер (стоманена тръба).

Свързващите тръби в устройството са поливинилхлоридни. Само тънък гумен маркуч води до самата горелка. Така че след изключване на захранването е достатъчно да огънете тази „гума“ с ръце - и пламъкът, най-накрая издавайки лек пук, ще изгасне.

И още една тънкост. Въпреки че захранването (виж фиг. 4) е в състояние да осигури електричество на товар от 3,4 киловата, използването на такава висока мощност в аматьорската практика е много рядко. И за да „не карате електрониката“ почти на празен ход (в режим на изправяне на половин вълна, когато мощността е 0...1,7 kW), е полезно да имате на разположение друг източник на захранване за електролизера - по-малък и по-опростен (фиг. 5).

Фиг.4. Принципна схема на захранващия блок.

По същество това е двуполовълнов регулируем токоизправител, познат на много домашни майстори. Освен това с „двигатели“ от 470-омови потенциометри, свързани помежду си (механично). Структурно такава връзка може да се постигне или с помощта на най-простия зъбна трансмисияс две текстолитни зъбни колела или използвайте по-сложно устройство като нониус (в домакинско радио).

Фиг.5. Опция за захранване, използваща тиристори и домашен трансформатор във веригата.

Трансформаторът в захранването е самоделен. Като магнитопровод е използван комплект Ш16х32 от трансформаторна стомана. Намотките съдържат: първична - 2000 оборота PEL-0.1; вторичен - 2x220 оборота PEL-0.3.

Практиката показва: обмислено домашен апаратза газово рязане и заваряване, дори при най-интензивна употреба, може да служи правилно много дълго време. Въпреки това е необходима цялостна поддръжка на всеки 10 години, главно поради електролизера. Плочите на последния, работещи в агресивна среда, са покрити с железен оксид, който започва да действа като изолатор. Плочите трябва да се измият и след това да се шлайфат с помощта на шкурка. Освен това сменете четири от тях (на отрицателния полюс), корозирали от киселинни остатъци, които се натрупват близо до „минус“.

Използването на така наречените дренажни отвори (с изключение на пълнителя и изхода за газ) също трудно може да се счита за оправдано, което беше взето предвид при разработването на устройството. Също толкова незадължително е да се въведат кутии във веригата на апарата за събиране на натрупващата се суперагресивна основа. В допълнение, работата на конструкцията „без резервоар“ показва, че не повече от половин чаша от тази „вредна течност“ може да се натрупа на дъното на керосиново уплътнение за период от 10 години. Натрупаната основа се отстранява (например по време на поддръжката) и следващата порция чист керосин се излива в затвора.

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

Ако разгледаме приложението, целта беше домашно рязанеи заваряване на метали.

Сега Въпрос - Възможностдобавяне на получения газ към гориво-въздушната смес на автомобила.

Основният дизайн не се променя. Традиционно използваният в момента метал е листове от неръждаема стомана. Всеки избира броя на листовете и площта им в зависимост от възможностите и подготвеността си.

Ако е ясно как да направите прост сух електролизер със собствените си ръце, тогава всичко е ясно показано на един уебсайт на производител в САЩ. Успех на ВАС в опазването на екологията на планетата и вашия бюджет.

Или много добра селекция на английски

Схема на най-популярната ШИМ за NNO системи