Бесплатная техническая библиотека

Огонь из воды. Советы домашнему мастеру

Справочник / Строителю, домашнему мастеру

 Комментарии к статье

В том, что нескольких литров воды достаточно, чтобы получить высокотемпературное пламя (200 °С), убедится каждый, ознакомившись с описанием устройства разработанного мною электролизера.

Большая температура факела обеспечивает паяние черных и цветных металлов практически любыми тугоплавкими припоями или самим металлом (сварка). Высокая концентрация тепла в узком пятне позволяет прожигать, например, в тонкой листовой стали отверстия Ø 2 мм и более, вести термическую обработку инструмента, выполнять фасонный раскрой тонкой листовой стали.

"Водяной" горелкой можно обрабатывать эмали, керамику, стекло, в том числе кварцевое. Для этого, правда, температура факела увеличивается на 5000 °С (способ здесь не описывается). Получаемый факел бесшумен, отсутствие углерода в его составе обеспечивает бездымность. В качестве отхода горения образуется просто перегретый водяной пар, не имеющий цвета и запаха.

Рис. 1. Так выглядит водяная горелка (в блоке с водяным затвором)

В расчете на изготовление прибора силами любого умельца предлагается предельно простая конструкция, в которой нет баллонов, редукторов, вентилей и сложной горелки.

Основная часть устройства - электролизер; он состоит из ряда герметических полостей, образованных электродами, прокладками между ними и платами. Герметизация набранного таким образом пакета осуществляется стяжкой болтами.

Рис. 2. Схема электролизера (нажмите для увеличения): 1 - плата, 2 - прокладка, 3 - электроды, 4 - стяжной болт, 5 - отверстие для газовой смеси, 6 - отстойник с перегородкой, 7 - штуцер, 8 - шланг, 9 - корпус водяного затвора, 10 - газоприемная трубка затвора, 11 - корпус автовыключателя, 12 - контактор, 13 - резиновая груша, 14 - шланг к горелке, 15 - рукоятка горелки, 16 - огнегасящая набивка, 17 - полая игла, 18 - обратный клапан, 19 - водяной столб, 20 - кран нижнего уровня воды, 21 - заливной патрубок, 22 - решетка фильтра, 23 - фильтр, 24 - аварийный обратный клапан, 25 - раструб, 26 - сливной патрубок отстойника, 27 - сливной патрубок для электролита, 28 - заливная трубка, 29 - винтовая пробка, 30 - электролит.

Техническая характеристика электролизера

• Напряжение питающей сети, В - 220
• Потребляемая мощность (регулируемая), Вт - до 1000
• Потребление воды при максимальной мощности, л/ч - 60
• Рабочее давление (регулируемое) газа, атм - до 0,3
• Выход газа при максимальной мощности, л/ч - до 150
• Максимальная тепловая энергия пламени, ккал/ч - 500
• Коэффициент преобразования электрической энергии в химическую - 0,7
• Состав смеси (кислород и водород в точном соотношении) - 1:2
• Размер факела пламени (игловидный): максимальный диаметр - до 5 мм; максимальная длина (регулируемая) - до 150 мм
• Температура стабильного игольчатого факела - 2000°

Через заливную трубку полости заполняются электролитом; уровень его ограничивается верхним торцом трубки. Отверстие, находящееся в нижней части каждого электрода, служит для равномерного заполнения электролитом каждой полости. Нижний патрубок предназначен для опорожнения полостей. Обе трубки герметично закрываются.

При электролизе образующаяся газовая смесь кислорода и водорода через отверстие, находящееся в верхней части каждого электрода, направляется в отстойник, разделенный на две части перегородкой. Из него смесь поступает в водяной затвор через штуцер и шланг, барботирует (проходит) через слой воды и по шлангу поступает в горелку.

Не менее важная часть устройства - водяной затвор. Он служит для отделения подводящего и отводящего газ шлангов столбом воды высотой 120-150 мм, через который газ барботирует. Затвор надежно защищает электролизер от случайной вспышки газа в шланге горелки.

Его корпус изготовлен из металлической трубы Ø 100 мм, заваренной с обоих концов. Через патрубок заливается вода до верхнего контрольного уровня. Кран находится на нижнем продольном уровне. Решетка служит опорой фильтра, изготовленного из любого гранулированного негорючего материала. Фильтр предотвращает унос влаги газом. Газоприемная трубка заканчивается обратным клапаном обычной конструкции. В корпус вмонтирован также обратный клапан с раструбом, срабатывающий при случайной вспышке газа.

Автоматический выключатель напряжения - самодельный. Он состоит из корпуса, контактора и резиновой груши. Полость последней соединена с полостью водяного затвора. При превышении давления в системе груша раздувается и нажимом на рычаг контактора отключает прибор от электросети.

Электросхема выпрямителя состоит из следующих элементов: лабораторный автотрансформатор - ЛАТР 2 кВт, трансформатор понижающий 220/65 В, мост на диодах на 15 А (любой конструкции), плавкий предохранитель на 20 А, амперметр (шкала не менее 15 А), вольтметр.

Рис. 3. Электрическая схема выпрямителя электролизера

Выпрямитель подключается к электролизеру биполярно, как указано на схеме.

Блок-схема выглядит так: Сеть 220 В > Выпрямитель > Электролизер > Водяной затвор > Горелка

Рис. 4. Схема горелки

Расчет и изготовление

В соответствии с законом Фарадея при электролизе количество выделенного вещества пропорционально силе тока. Теоретически каждые 2В,7 А дают 11,7 л водорода и 5,85 л кислорода. Практически выход по току никогда не бывает 100%. Падение напряжения на каждой паре электродов (расчетное) составляет 2 В. Плотность тока на 1 дм2 площади электрода зависит от времени непрерывной работы электролизера и составляет от 2 до 5 А.

Простота конструкции позволила сократить количество основных деталей до трех: электрода, прокладки, платы.

Электрод - листовое декапированное или трансформаторное железо 250х250 мм толщиной 0,3-0,5 мм (32 шт.). Прокладка - резина средней твердости (фланцевая), кольцо Ø 220 х Ø 250 мм, толщина - 4-6 мм (31 шт). Плата - любой изоляционный материал (листовой) 300х350 мм, толщина не менее 20 мм (2 шт.). Стяжные болты - М12 из стали 45, длина - по месту (не менее 4 шт.).

Электролитом служит 22% раствор едкого натра (NаОН) в дистиллированной воде. По мере его расходования (общее количество 4 л) добавляется в электролизер только дистиллированная вода.

Перед заливкой электролита нужно испытать герметичность собранного электролизера, заполнив его под давлением водой из городского водопровода; малейшие подтеки тщательно устраняются. При работе электролизера нельзя допустить нагревания электролита выше 65°.

Ввиду постоянства состава газовой смеси, выдаваемой электролизером, упрощаются и требования к горелке. Ею может быть обыкновенная инъекционная игла от медицинского шприца, точнее, набор игл разного диаметра, от 0,3 до 1 мм. Игла крепится на конусе штуцера рукоятки так, как и на шприце. Рукоятка горелки представляет собой отрезок трубки, к которой через штуцер и шланг подводится газ от водяного затвора. Внутрь рукоятки помещается огнегасительная набивка в виде мелкой металлической дроби и сетки.

В качестве шлангов используется хлорвиниловая трубка Ø 4-5 мм.

Рекомендации по технике безопасности

Следует помнить, что смесь водорода с кислородом, выдаваемая электролизером, - взрывоопасна!

Однако сам прибор при тщательности его исполнения и аккуратности работы с ним никакой опасности не представляет. Это достигается тем, что отсутствуют промежуточные емкости значительного объема; газ нигде не накапливается: сколько его вырабатывается, столько же одновременно потребляется факелом.

Однако категорически недопустимо заполнять получаемой газовой смесью какие-либо емкости для любых технологических целей, и тем более надувные детские летающие шары. Ни в коем случае нельзя также проверять герметичность соединений в конструкции электролизера пламенем свечи, спички и другим открытым огнем; недопустима и работа без заливки воды до верхнего контрольного уровня в водяном затворе или без систематической проверки наличия в нем воды, залитой перед началом работы. Опасно также снижение уровня электролита. Нужно постоянно добавлять дистиллированную воду по мере расхода электролита.

При изготовлении электролита следует работать в защитных очках и резиновых перчатках.

Гасить рабочий факел пламени нужно не выключением электропитания, а опусканием иглы в емкость с водой, иначе последует перегрев иглы и она выйдет из строя.

Оператор должен работать с горелкой в светозащитных очках.

В заключение несколько слов о перспективах. Конструкторам известно о том, что нет машин, аппаратов, приборов, не поддающихся совершенствованию. Это относится и к электролизеру. Здесь можно, например, в выпрямителе обойтись без ЛАТРа и трансформатора, без снижения эксплуатационного качества; в самом электролизере - без резиновых или иных прокладок; режим работы перевести в непрерывный; повысить температуру факела с 2000 до 3000 °C.

Есть немало мест, сезонно отрезанных бездорожьем или слишком отдаленных от баз снабжения. Для работающих в таких условиях автор разработал модель электролизера, выдающего газ под давлением, специально для выполнения разовых, например аварийных, работ с большой мощностью факела.

Надеюсь совместно с заинтересованными читателями провести широкую проверку этой, как мне кажется, перспективной, разработки.

Автор: С.Серов

 Рекомендуем интересные статьи раздела Строителю, домашнему мастеру:

▪ Новые возможности старого автотрансформатора

▪ Ручная бетономешалка

▪ Ручка из конденсатора

Смотрите другие статьи раздела Строителю, домашнему мастеру.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Антисептик из воды 12.10.2020 Разработанное харьковскими учеными из Института микробиологии и иммунологии имени Мечникова устройство, преобразующее обычную воду в санитайзер, начнут производить серийно. Устройство разработчики назвали IOON. Технология основана на целевом синтезе трехвалентного серебра, который разрушает бактериальную или вирусную оболочку, нарушает обмен веществ и процессы разделения (размножения) микробов. По словам ученых, они стремились создать такой антисептик, который действовал бы очень быстро, не был токсичным, убивал большинство бактерий, и к которому бактерии не смогли бы адаптироваться. Команда стартапа выиграла грант в $25000 от Ukrainian Startup Found и получила менторскую поддержку от Polish-Ukrainian Startup Bridge и EO Business Incubator. "Выигранный грант мы вложили в усовершенствование нашего устройства для серийного производства. Есть и новый корпус, и электроника, которую разработали инженеры из украинского представительства немецкой компании", - рассказали ученые.

Другие интересные новости:

▪ Умеренный шум тоже вреден

▪ Пересоленная пища вредит сосудам подростков

▪ Биореактор для солдат

▪ Энергетически эффективные чипы i.MX7 от Freescale

▪ Бюджетный телефон LG A290 с поддержкой трех SIM-карт

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Биографии великих ученых. Подборка статей

▪ статья Фонвизин Денис Иванович. Знаменитые афоризмы

▪ статья Что такое тротиловый эквивалент? Подробный ответ

▪ статья Берека. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Энергосберегающее фотореле. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Программируемый синтезатор частоты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026