Электролизёр для сварки своими руками


Водородный резак своими рукамиВодородная горелка, как и следует из названия, работает за счет тепла, выделяемого при сжигании водорода. Газовая смесь водорода и кислорода (HHO — две молекулы водорода и одна кислорода) называется у нас гремучим газом, а у «них» — газом Брауна. Водород в совокупности с кислородом обладает самой большой температурой горения среди газов — до 2800 °C. Однако водород крайне взрывоопасен. Как, в общем-то, любой газ, поставляемый в больших баллонах под высоким давлением.

Преимущество же водорода (или HHO газа) перед другими видами заключается в возможности получения его методом электролиза из обыкновенной воды! Причем для создания водородной горелки своими руками нам совершенно не нужно накапливать водород в какие-либо баллоны. Водородная электролизная горелка производит газ в необходимых для моментального сжигания количествах. Это значительно повышает безопасность газовой сварки или резки с применением водородной горелки на базе электролизного HHO генератора. Пользуясь такой водородной горелкой, мы полностью исключаем вероятность взрыва газа, ведь весь производимый газ тут же сгорает и не успевает накапливаться в объемах, необходимых для взрыва. Благодаря этому часто применяется водородная горелка и для ювелирных работ, потому как мастера ювелиры, создающие свое домашнее производство, вряд ли будут пользоваться дома газовыми баллонами, что, наверняка, даже не законно!

Я тоже решил построить водородную горелку своими руками на базе HHO генератора, в качестве которого выступает обычный электролизер. И ведь еще в школе я ставил опыты с электролизом, засовывая в банку с водой оголенные провода из розетки через выпрямительный диод. Сейчас я хочу повторить свои школьные опыты, только теперь в более крупном масштабе и более осознанно. Процесс создания водородной горелки своими руками я буду детально освещать в своем ТехноБлоге Dimanjy.

Что же нужно для постройки водородной горелки своими руками? Для этого нам понадобится:

  1. Лист нержавеющей стали
  2. Пара болтов М6 х 150. Шайбы и гайки по вкусу.
  3. Кусок прозрачной трубки. Например, подойдет водяной уровень из строительного магазина. Там шланг 10 метров стоит всего около 300 рублей.
  4. Несколько штуцеров с «елочкой» внешним диаметром 8мм (как раз под шланг от водяного уровня).
  5. Пластиковый контейнер 1,5 литра за 110 рублей из хозяйственного магазина (для герметичной упаковки пищевых продуктов).
  6. Фильтр для проточной очистки воды маленький (для стиральной машинки).
  7. Обратный клапан для воды.

Какая нужна нержавейка? В идеальном варианте марка на буржуйский манер должна быть AISI 316L, что соответствует нашей нержавеющей стали 03Х16Н15М3. Но я специально не заказывал нержавейку, а взял кусок, который удалось отыскать в сарае. Купить целый лист довольно накладно: при толщине в 2мм на него уйдет около 5000 рублей, да еще нужно как-то его доставить, а размеры у него метр на два! У меня нашелся кусочек около 50 х 50 см.

Пластины для генератора водорода

Почему, собственно, нержавейка? Дело в том, что обычная сталь подвергается коррозии в воде. Кроме того, для достижения максимального эффекта мы будем использовать не воду, а щелочь, а это уже агрессивная среда. Кроме того, мы будем пропускать через наш электролит электрический ток. Поэтому обычные металлические пластины долго в таких условиях не проживут.

Я разметил свой листик, и получил 16 примерно квадратных пластин из нержавеющей стали для постройки своей водородной горелки своими руками. Пилил как обычно — болгаркой. Обратите внимание на форму пластины — с одной стороны у нее спилен уголок. Это нужно для того, чтобы в дальнейшем особым образом скрепить пластины между собой.

С противоположной стороны от среза сверлим отверстие под болт М6, которым мы будем скреплять пластины между собой. Отверстия в нижней части пластины мне оказались не нужны. Дело в том, что я просверлил их на всякий случай, если вдруг задумаю делать сухой электролизер. Но его конструкция несколько сложнее, да и площадь пластин в нем используется крайне неэффективно. В общем, у меня и так пластин мало, поэтому я хочу использовать их по максимуму, поэтому выбрал вариант «мокрого» электролизера для HHO генератора. В этом случае пластины целиком погружаются в электролит, и в процессе генерации газа Брауна (HHO или гремучего газа) участвует вся площадь пластины из нержавейки.

P1070514Суть водородного генератора, который лежит в основе горелки, заключается в том, что при прохождении постоянного электрического тока через электролит от одной пластины к другой, вода (которая содержится в электролите) разлагается на составляющие компоненты: водород и кислород. Значит нам нужно иметь две пластины: положительную и отрицательную (анод и катод).

Чем больше площадь пластин, тем больше площадь воздействия на электролит, тем больший ток пройдет через воду и тем больше HHO газа у нас образуется. Поэтому на анод и катод мы повесим сразу несколько пластин. В моем случае получилось по 8 пластин на анод и катод.

Схема подключения пластин электролизераСразу хочу предупредить, что в своем ТехноБлоге Dimanjy я на данный момент строю схему водородной горелки своими руками с параллельным включением пластин. На самом деле существует множество вариантов включения, и этот не самый оптимальный. Он является просто более простым с точки зрения изготовления и крепления пластин на электродах. Как видно из фотографии, у меня пластины просто чередуются +-+-+-+- и т.д. Такая схема включения рассчитана на малое питающее напряжение и очень большой ток для получения достаточного количества газа для создания водородной горелки своими руками.

Возможно, в итоге я приду к другой схеме подключения пластин, рассчитанной на более высокое напряжение, потому как я планирую питать HHO генератор от сети 220 вольт без понижающего трансформатора, который серьезно добавляет веса итоговой конструкции, а вместо него использовать что-то более современное: регулятор мощности на симисторе или полумостовой генератор на MOSFET-транзисторах. В общем, следите за обновлениями в моем техноблоге Dimanjy.

P1070515Для изоляции пластин разной полярности между собой я использовал кусочки той же  трубки от водяного уровня. Благо она продавалась с большим запасом — целых 10 метров, и, вероятно, послужит мне в других моих проектах, например, для создания станка с ЧПУ своими руками, а точнее, в системе водяного охлаждения шпинделя станка с ЧПУ и водяном охлаждении ЧПУ контроллера.

Сперва от трубки нужно отрезать небольшое колечко, а потом разрезать само колечко, чтобы получилась полоска. Толщина такой полоски составит около 1 мм, что как раз является оптимальным расстоянием для эффективной генерации водорода в электролизере.
Контейнер для генератора водорода

Скреплять пластины между собой нужно через шайбы. Порядок следующий: берем болт, сажаем на него шайбу, затем пластину, затем 3 шайбы, сварки затем еще пластину, затем еще 3 шайбы, затем пластину и т.д. Сажаем 8 пластин на анод и 8 пластин на катод, причем зеркально, т.е. на катоде пластины развернуты на 180°. Ну это понятно — чтобы потом пластины анода зашли в пазы между пластинами катода.

Затягиваем гайки, изолируем пластины электролизера водородной горелки между собой при помощи вырезанных из трубки кусочков, обязательно «прозваниваем» пластины на отсутствие короткого замыкания между анодом и катодом и помещаем получившуюся батарею нашего HHO генератора в специальную емкость.

P1070517

Далее смотрим, куда в этой емкости упираются наши болты, и там сверлим два отверстия. Если болты не влезают в емкость, то их нужно просто подрезать ножовкой по металлу. Пропускаем болты в отверстия и плотно затягиваем гайками через шайбу, чтобы получилось герметично. В крышке контейнера проделываем отверстие под резьбу штуцера и вкручиваем его в крышку. Возможно, тут лучше потом промазать шов силиконовым герметиком. У меня, вроде, получилось плотненько. Я подул в штуцер, и обнаружил, что воздух проходит как раз сквозь этот якобы «герметичный» оранжевый уплотнитель в крышке контейнера. Там надо бы тоже промазать силиконовым герметиком. Герметичность контейнера — это когда дуешь, и глаза на лоб вылезают!

После сборки электролизера нашего генератора водорода для изготовления водородной горелки своими руками, его можно немножко протестировать. Для этого подключаем любой более-менее мощный источник питания к клеммам нашего электролизера, заполняем его водой под самые крепежные болты, одеваем крышку, на штуцер одеваем кусок трубки и опускаем ее в таз или ведро с водой, чтобы посмотреть на бульки. Если ток источника слабоват, то булек из трубки мы не увидим, зато пузырьки HHO газа в самом электролизере мы увидим в любом случае!

Теперь основная задача — повысить выход газа. Это делается путем увеличения тока через электролит. Сама по себе вода не проводит электричество. Ток идет через воду за счет содержащихся в ней солей и примесей. Чтобы сделать из воды настоящий электролит, в нее нужно добавить щелочь. Лучше всего подойдет гидроксид натрия (NaOH), который можно купить в любом хозяйственном магазине в виде средства для прочистки засоров в водопроводных трубах под названием «Крот».

P1070520Если подключать электролизер через амперметр, то постепенно вливая щелочь в воду можно следить за увеличением тока через электролит. Тут главное не переборщить и правильно определить возможности вашего источника питания. Лично я спалил уже один мощный диодный мост :) В общем, источник питания для того, чтобы сделать водородную горелку своими руками, нужен тоже серьезный. Об источнике питания для электролизера я, наверное, напишу отдельный пост на своем техноблоге Dimanjy.

Водородный резак своими руками

Теперь немного о других компонентах для изготовления водородной горелки своими руками. Я упомянул обратный клапан и проточный фильтр для стиральной машинки. Эти компоненты будут выполнять защитную функцию. Обратный клапан не даст воспламенившемуся водороду попасть обратно в систему и взорвать пусть и не большое количество газа, скопившееся в верхней части контейнера электролизера. Без этих компонентов вы рискуете попортить контейнер и забрызгать все вокруг щелочью!

Из проточного фильтра также собирается защитный водяной затвор, который будет вторым заградительным барьером, предохраняющим нас от взрыва. Те, кто собирал водородную горелку своими руками, называют это устройство «бульбулятор». И действительно, его задача — производить бульки в воде. Его конструкцию я опишу немного позднее на техноблоге Dimanjy.

Ну и завершающая деталь конструкции — ацетиленовая горелка с шлангом. Можно использовать ту же трубку от водяного уровня. Зачем я купил этот шланг???

А теперь, ВНИМАНИЕ! Обновление статьи от 4.07.2015 года.

Уважаемый посетитель! Тебе очень повезло — ты зашел на мою оригинальную статью, а не на сотни ворованных ее копий, растиражированных школьниками ради заработка на рекламных баннерах. Дело в том, что если собрать горелку по схеме, представленной выше, то она работать не будет :) Все дело в источнике питания. Что бы вы ни подключили к электролизеру — на выходе источника питания будет короткое замыкание! И ни дай Бог вам сунуть это хозяйство в розетку!!!

Я недавно вновь вернулся к теме создания водородной горелки своими руками, подойдя вплотную к вопросу правильного питания электролизера. И теперь у меня наконец-то пошел газ, и довольно неплохо! Но не буду забегать вперед, а постараюсь как можно более просто донести до вас полученные мной знания в области электролиза.

Газ выделяется при прохождении тока через электролит. Ток начинает течь через электролит при определенном напряжении на пластинах. Начинается процесс выделения газа при напряжении на паре соседних пластин (обратите внимание — именно на паре соседних!) порядка 1.0 — 1,5 V и достигает своего максимума при 2 V на паре пластин. Дальнейшее увеличение напряжения не приводит к увеличению выхода газа — вся энергия начинает тратится на нагрев электролита и пластин чрезмерным током.

Нарисованная в моей первой части статьи схема рассчитана как раз на питание источником с напряжением 2 V и током в десятки Ампер. Где, спрашивается, взять такой источник? Даже мне, как электронщику, изготовить такой источник питания технологически проблематично. Выход один — использовать источник питания с другим напряжением. Но для этого нужно переделать схему подключения пластин электролизера.

Схема подключения электролизераТут все довольно просто. Берете доступный вам источник питания, например, компьютерный блок питания ATX, выдающий 16-20 Ампер (а может быть и больше) при напряжении 12 V, и делите его выходное напряжение на 2. Получаете число ячеек (пар пластин) электролизера для последовательного подключения к имеющемуся источнику. Для питания водородного генератора от компьютерного блока питания нам нужно подключить 12 / 2 = 6 пар ячеек электролизера последовательно. Тогда на каждую ячейку будет приходиться по 2 вольта, и процесс пойдет!

Но есть одно НО! Любой источник питания «просаживается» при питании большим током. Не исключение и компьютерный блок питания. Подключая пластины по схеме выше, мы обнаружим, что напряжение на клеммах уже не 12 V. Оно «просело» до 6-7 V (у меня блок питания ATX на 350 Ватт) или до какого-то другого значения, в зависимости от мощности вашего источника питания и плотности электролита, который вы намесили. Итого на одну ячейку будет приходиться уже не 2 V, как требуется для максимального газовыделения, а 1 — 1,2 V. Что же делать?

Я решал этот вопрос экспериментально. Подключал питание сперва к самым крайним пластинам, затем постепенно перемещал один зажим «крокодил» все ближе и ближе к другому. В итоге экспериментально для своего источника питания (именно для своего!) я подобрал минимально допустимое подключение «через один». При этом напряжение у меня просело с 12 до 5,5 V, т.е. на одну ячейку получается около 2,75 V. Выход газа при этом визуально максимальный для моего источника питания.

Свои эксперименты я заснял на видео водородного генератора. Там в конце хорошо видно, как при слишком близком подключении блок питания просто вырубается (срабатывает внутренняя защита). Правда раньше она срабатывала при подключении питания к двум соседним пластинам, но, вероятно, это от того, что я подключился к кабелю питания материнской платы — возможно, там порог срабатывания защиты ниже.


Источник: http://tech.dimanjy.com/водородная-горелка-своими-руками/



Рекомендуем посмотреть ещё:


Закрыть ... [X]

Водородная сварка своими руками Строительный портал Как плели лапти из лыка видео

Электролизёр для сварки своими руками Электролизёр для сварки своими руками Электролизёр для сварки своими руками Электролизёр для сварки своими руками Электролизёр для сварки своими руками Электролизёр для сварки своими руками Электролизёр для сварки своими руками

Похожие новости