На рисунке 0 представлен общий вид устройства.
Назначение и принцип работы устройства
Статья посвящена созданию электролизера — устройства для разложения воды на кислород и водород с образованием взрывоопасной смеси, известной как гремучий газ. Этот аппарат предназначен для использования в домашней мастерской. Основные области его применения — это подмешивание газа в воздушное дутье газовых горелок для значительного повышения температуры пламени, а также подача чистого гремучего газа в специальные мини-горелки для точных работ.
Проблема классического электролизера
Традиционный электролизер, работающий на постоянном токе, отличается высокой энергоемкостью. Блок питания для такого устройства — это один из самых важных и дорогостоящих его компонентов. При самостоятельном изготовлении мастера часто вынуждены подстраивать конструкцию под те материалы и детали, которые удалось найти, включая блок питания. Производительность электролизера жестко привязана к мощности этого блока, и его замена в будущем обычно влечет за собой дорогостоящую переделку всей системы.
Конструкция реактора
Сердцем устройства является реактор. В рассматриваемой «тареточной» конструкции он представляет собой набор электродных пластин, разделенных резиновыми изолирующими прокладками и стянутых в единый пакет. Эта сборка образует емкости, заполняемые щелочным электролитом. Конструкция не предусматривает раздельного отвода кислорода и водорода.
Рис. 1. Эскиз стационарного электролизера конструкции Ю. Н. Бондаренко.
Рис. 2. Фотография реального электролизного реактора по схеме Бондаренко.
В классической схеме мощный источник питания, рассчитанный на напряжение, равное количеству ячеек (пар электродов), умноженному на 1,8–2,4 В, и ток не менее 10 А, подключается к крайним пластинам. Ток, протекая через электролит, поляризует все промежуточные электроды.
Суть каскадного питания
Идея каскадного питания предлагает радикально иной подход. Вместо одного мощного и дорогого блока используется несколько маломощных источников, соединенных последовательно. Каждый такой блок питает свою отдельную группу (секцию) пластин внутри общего реактора.
Рис. 3. Эквивалентная схема традиционного подключения электролизера к одному мощному блоку питания.
Рис. 4. Эквивалентная схема инновационного каскадного подключения с использованием ряда маломощных блоков.
Обратите внимание: Влияние излучения, исходящего от сотового телефона, на организм человека.
Практическая реализация: блоки питания от ПК
В качестве идеальных кандидатов для каскадной системы предлагаются компактные импульсные блоки питания (ИБП) от персональных компьютеров. Это обусловлено их доступностью (они часто остаются после апгрейда техники), ремонтопригодностью и наличием подробной документации. Стандартные ИБП формата ATX выдают стабильные напряжения +5 В и +12 В при значительных токах.
Автор рекомендует использовать блоки с током не менее 10 А по линии +12 В. Важным преимуществом современных ИБП является наличие управляющего сигнала «PS-ON» (зеленый провод), что в перспективе упрощает создание системы автоматического управления электролизером. Использование стандартных, не модифицированных блоков повышает надежность, универсальность и упрощает замену в случае поломки.
Схемы подключения и важная техническая деталь
Для наглядности введем термины: «ячейка» — это пара электродных пластин с изолятором, а «секция» — группа ячеек, питаемая от одного ИБП.
Рис. 5. Схема подключения электродов реактора к каскаду из компьютерных ИБП. Цвета проводов соответствуют стандартной маркировке.
Рис. 6. Принципиальная электрическая схема каскадного подключения ИБП.
Внимательный взгляд на схемы выявляет потенциальную проблему: общие провода (земля) всех блоков питания конструктивно соединены через заземляющие контакты сетевых вилок и металлические корпуса. Это приведет к короткому замыканию выходов +12 В соседних блоков. Самый простой способ решить эту проблему — подключить каждый ИБП в сетевую розетку без заземляющего контакта и обеспечить надежную электрическую изоляцию их корпусов друг от друга.
Список использованной литературы
- Стационарный электролизер для домашней мастерской. Автореферат.
- Бондаренко Ю.Н. Производство газоразрядных источников света для лабораторных целей и многое другое.
- Корж В.Н., Дыхно С.Л. – Механическая обработка металлов водородно-кислородным пламенем. Киев, «Технология», 1985 г.
Бабай Мазай, ноябрь 2021 г [моё]
Поделки своими руками Хобби Электроника Электролиз Электролизер Самодельные продукты Длинный пост
Больше интересных статей здесь: Гаджеты.
Источник статьи: Каскадное питание электролизера для получения гремучего газа.