Водородная горелка своими руками
Водородная 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.
Что же нужно для постройки водородной горелки своими руками?
- Лист нержавеющей стали
- Пара болтов М6 х 150. Шайбы и гайки по вкусу.
- Кусок прозрачной трубки. Например, подойдет водяной уровень из строительного магазина. Там шланг 10 метров стоит всего около 300 рублей.
- Несколько штуцеров с «елочкой» внешним диаметром 8мм (как раз под шланг от водяного уровня).
- Пластиковый контейнер 1,5 литра за 110 рублей из хозяйственного магазина (для герметичной упаковки пищевых продуктов).
- Фильтр для проточной очистки воды маленький (для стиральной машинки).
- 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.
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.
Суть 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.
Для изоляции пластин разной полярности между собой я использовал кусочки той же трубки от водяного уровня.
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.
Или делаем вот такой Электролизер принцеп одинаковый на нем может даже ездить авто но про это позже
Добавляем сайт в закладки или лайкаем на соц сети чтобы не пропустить что то новое .
ВОТ ТОЖЕ ОЧЕНЬ ПОЛЕЗНОЕ ВИДЕО НА ЭТУ ТЕМУ
Источник
Водяная горелка — миниатюрный автоген
Используется принцип получения водорода с помощью электролиза водного раствора щелочи. Благодаря малым наружным габаритам электролизера ему найдется место и на небольшом рабочем столе, а использование в качестве блока электропитания стандартного выпрямителя для подзарядки аккумуляторных батарей облегчает изготовление установки и делает работу с ней безопасной.
Относительно небольшая, но вполне достаточная для нужд моделиста производительность аппарата позволила предельно упростить конструкцию водяного затвора и гарантировать пожара — и взрывобезопасность.
Устройство электролизера
Между двумя платами, соединенными четырьмя шпильками, размещена батарея стальных пластин-электродов, разделенных резиновыми кольцами. Внутренняя полость батареи наполовину заполнена водным раствором КОН или NaOH.
Приложенное к пластинам постоянное напряжение вызывает электролиз воды и выделение газообразного водорода и кислорода.
Эта смесь отводится через надетую на штуцер полихлорвиниловую трубку в промежуточную емкость, а из нее в водяной затвор. Газ, прошедший через помещенную там смесь воды с ацетоном в соотношении 1 :1, имеет необходимый для горения состав и, отведенный другой трубкой в форсунку — иглу от медицинского шприца, сгорает у ее выходного отверстия с температурой около 1800° С.
Состав электролизера:
1 — изолирующая полихлорвиниловая трубка 10 мм, 2 — шпилька М8 (4 шт.), 3 — гайка М8 с шайбой (4 шт.), 4— левая плата, 5 — пробка-болт М10 с шайбой, б — плас-. тина, 7 — резиновое кольцо, 8 — штуцер, 9 — шайба, 10 —полихлорвиниловая трубка 5 мм, 11 — правая плата, 12 — короткий штуцер (3 шт.), 13 — промежуточная емкость, 14 — основание, 15 — клеммы, 16 — барботажная трубка, 17 — форсунка-игла, 18 — корпус водяного затвора.
Для плат электролизера я использовал толстое оргстекло. Этот материал легко обрабатывается, химически стоек к действию электролита и позволяет визуально контролировать его уровень, чтобы при необходимости добавлять через наливное отверстие дистиллированную воду.
Пластины можно изготовить из листового металла (нержавеющая сталь, никель, декапированное или трансформаторное железо) толщиной 0,6—0,8 мм. Для удобства сборки в пластинах выдавлены круглые углубления под резиновые кольца уплотнения, глубина их при толщине кольца 5—6 мм должна быть 2—3 мм.
Изоляции пластин, вырезаются из листовой маслобензостойкой или кислотоупорной резины. Сделать это вручную несложно, и все же идеальный для этого инструмент — “кругорез-универсал”.
Четыре стальные шпильки М8, соединяющие детали, изолированы кембриком диаметром 10 мм и пропущены в соответствующие отверстия диаметром 11 мм.
Количество пластин в батарее — 9. Оно определяется параметрами блока электропитания: его мощностью и максимальным напряжением — из расчета 2В на пластину.
Потребляемый ток зависит от количества задействованных пластин (чем их меньше, тем ток больше) и от концентрации раствора щелочи. В более концентрированном растворе ток больше, но лучше применять 4—8-процентный раствор — при электролизе он не так пенится.
Контактные клеммы припаиваются к первой и трем последним пластинам. Стандартное зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов ВА-2, подключенное на 8 пластин, при напряжении 17 В и токе около 5А обеспечивает необходимую производительность горючей смеси для форсунки — иглы с внутренним диаметром 0,6 мм.
Оптимальное соотношение диаметра иглы форсунки и производительности электролизера устанавливается опытным путем — так, чтобы зона воспламенения смеси располагалась вне иглы. Если производительность мала или диаметр отверстия слишком велик, горение начнется в самой игле, которая от этого быстро разогреется и оплавится.
Надежным заслоном от распространения пламени по подводящей трубке внутрь электролизера является простейший водяной затвор, который сделан из двух порожних баллончиков для заправки газовых зажигалок. Достоинства их те же, что и у материала плат: легкость механической обработки, химическая стойкость и полупрозрачность, позволяющая контролировать уровень жидкости в водяном затворе.
Промежуточная емкость исключает возможность смешивания электролита и состава водяного затвора в режимах интенсивной работы или под действием разряжения, возникающего при выключении электропитания. А чтобы этого избежать наверняка, по окончании работы следует сразу же отсоединять трубку от электролизера.
Штуцеры емкостей сделаны из медных трубок диаметром 4 и 6 мм, устанавливаются в верхней стенке баллончиков на резьбе. Через них же осуществляется заливка состава водяного затвора и слив конденсата из разделительной емкости. Отличная воронка для этого получится из еще одного пустого баллончика, разрезанного пополам и с установленной на месте клапана тонкой трубкой.
Соедините короткой полихлорвиниловой трубкой диаметром 5 мм электролизер с промежуточной емкостью, последнюю — с водяным затвором, а его выходной штуцер более длинной трубкой — с форсункой-иглой.
Включите выпрямитель, подрегулируйте напряжением или количеством подключаемых пластин номинальный ток и подожгите выходящий из форсунки газ.
Если вам необходима большая производительность — увеличьте количество пластин и примените более мощный блок питания — с ЛАТРом и простейшим выпрямителем.
Температура пламени также поддается некоторой корректировке составом водяного затвора. Когда в нем только вода, в смеси содержится много кислорода, что в некоторых случаях нежелательно.
Залив в водяной затвор метиловый спирт, смесь можно обогатить и поднять температуру до 2600°С.
Для снижения температуры пламени водяной затвор заполняют смесью ацетона и воды в соотношении 1:1. Однако в последних случаях следует не забывать пополнять и содержимое водяного затвора.
Источник
Водородная горелка с пламегасителем
В начале июня прошлого года был собран генератор водорода из огнетушителя.
Более подробно о процессе сборке вы узнаете посмотрев видеоролик.
С генерацией водорода он справляется хорошо, но в качестве источника газа для газовой горелки его использовать нельзя. Причин на то две. Во-первых, нет нормальной регулировки подачи газа, а во-вторых, есть опасность попадания пламени прямо в баллон. Вероятность, что это произойдет в принципе слишком туманна, но все равно полностью это исключать нельзя. Поэтому потребуются какие-то механизмы отсечения пламени. Обо всем этом будет изложено в сегодняшней статье. Даже в нескольких вариантах исполнения.
Использование водорода в качестве топлива для газовых горелок вполне оправданно. Так как температура пламени водорода выше чем у пламени многих других газов. К тому же добыть водород очень просто. Для производства водорода потребуется алюминий в любом доступном виде. Также потребуется щелочь. Килограмм щёлочи можно купить дешевле чем за 100 рублей.
Водорода из нее можно получить очень много. Из килограмма натриевой щёлочи (каустическая сода) получается 840 л водорода. А из килограмма калийной щёлочи получается примерно 600 л водорода. При этом на каждые 10л водорода потребуется всего лишь 8 г алюминия. Короче, из одной пивной алюминиевой банки получается примерно канистра (20 л) водорода. И это круто.
Алюминия можно загружать сразу много. Чем больше, тем лучше. Но в разумных пределах. Набивать под завязку конечно же не нужно. 100 г алюминия будет вполне достаточно.
Регулировать объем полученного водорода проще с помощью щёлочи. 100 г калиевой щёлочи выработает примерно 60 л водорода. Если учитывать, что огнетушитель вполне уверенно может держать 26 атм, а свободный объем у него около 6 л, то можно произвести в нем не более 150 л водорода за раз. Это очень даже неплохо.
Воды нужно налить грамм 500, ну или даже можно побольше. Реакция сразу начинается и выделяется водород.
Газы очень хорошо перемешиваются. Потоки выделяющегося горячего водорода и водяного пара, идущие из поверхности раствора, проходят через весь объем огнетушителя. При этом они перемешивают все газы, которые там есть.
Изначально 6 л воздуха, которые были в баллоне, содержали 20% кислорода. Но после того как было произведено 60 л водорода, объем газов увеличился более чем в 10 раз. То есть содержание кислорода составило уже всего лишь 2%.
Емкость заполняем водой. Теперь она создаст преграду гипотетическому пламени.
Обжатый кусок медной трубки попробуем использовать как горелку. Водород горит практически невидимым пламенем и постоянно затухает.
Это из-за того, что давление идет рывками, слишком малый объем у камеры и механизма отсечки пламени. Ничего сейчас увеличим.
5-ти литровая пластиковая бутылка отлично сгладит рывки, получающиеся из-за лопающихся пузырей. Но ее нужно обязательно продувать, чтобы выгнать кислород из емкости. Придётся потерять минимум 5 литров водорода, но ничего, все это будет исправлено чуть позже.
Горит равномерно. Есть небольшое окрашивание пламени из-за водяных паров идущих вместе с водородом. Медную проволоку плавит вообще легко, а это уже выше 1000°C однако. Даже такая простая горелка работает очень даже хорошо. На световой меч конечно не тянет, но на заточку джедая уже похоже.
Далее понадобятся шприцы разного объема. С ними в комплекте идут иглы с разным диаметром 1,2 мм, 0,8 мм и 0,7 мм. Если сточить им острую часть, получим неплохие такие горелочки разной мощности. Затем автор подключил шприц, на который можно надевать разные иглы.
Прикручиваем последнюю запчасть. Нужно же ее как-то проверить. Для этого автор многократно набирает внутрь этой детальки водород. С одной стороны кладет вату, вымоченную в ацетоне. Его пары вспыхивают от малейшего пламени.
Если пламя сможет пройти через этот гаситель, то ватка вспыхнет. Обратите внимание, что система находится даже не под давлением. Это будет похоже как раз на тот случай, когда давление в баллоне снизилась до минимума и велика опасность попадания пламени внутрь баллона. Периодически автор сам поджигал ватку, чтобы проверить, не испарились ли пары ацетона полностью. И при необходимости он снова ее смачивал.
Теперь не нужно ничего продувать и тратить водород в пустую.
Благодарю за внимание. До новых встреч!
Источник