Загорелся сделать водородную горелку для домашнего рукоблудия, пайки и резки некрупного металла.
В инете масса конструкций, но все растиражированы с одной конструкции, набор пластин с зажатыми между ними резиновыми уплотнителями - так называемый сухой электролизер
Пример конструкции http://www.youtube.com/watch?v=H11oCGVW2cU.
Но при всей их конструктивной схожести. есть туева хуча различий. такое впечатление что каждый делает от фонаря, и на авось... Кто то запитывает от 15вольт постоянки, кто то от 50-80, а кто то просто сетевое напряжение выпрямляет и напрямую на пластины подает. Токи самые разные дают, от 15А до 200-300А (используют сварочник как источник тока). Некоторые в качестве электролита берут раствор КОН, кто то воду с подкрана, а кто то дистилированную. Концентрация КОН тож у каждоо своя... Площадь пластин, расстояние между ними тоже сильно варьируется...
Короче, перед тем как городить огород, встал вопрос, как посчитать электролизер. Площадь пластин, ток, напряжение, расстояние между пластинами, концентрацию электролита, можно ли вместо КОН скажем соду взять. количество выделяемого водорода с кислородом и тп...
Задача у меня стоит как бы задом на перед. Отталкиваясь от нужного мне количества газа (от потребления горелки) посчитать электролизер - площадь пластин, расстояние между ними, концентрацию электролита, число ячеек напряжение и силу тока на одной ячейке. А уже от потребностей электролизера буду считать блок питания к нему.

Сам я не химик, знания в химии есть но не настолько глубокие чтоб электролизер самому посчитать. Так вот прошу помощи с формулами и методиками расчета электролизера. Может есть какие-то упрощенные методики расчета... Или книги умные на этот счет, умные, но доступные для понимания непрофессиональному химику. Может ссылки на статьи есть или программки какие нибудь есть на этот счет...

Отдельный вопрос, что использовать в качестве анодов и катодов. Изначально планировал брать химически-стойкую нержавейку (из соображения чтоб меньше растворялись), но вспомнив школьную электрохимию задумался, а может есть пара анод-катод на которой более эффективно выделяется водород с кислородом.

Читал еще про ячейку Мейера, но как то там все поморочено, и попахивает чудо катчерами берущими энергию их "эфира", фриэнергетикой и прочей современной шарлатанщиной на основе опытов Тесла. Не по мне это короче... Хочется классики. Буду благодарен за любую помощь и указание направления куда копать.

Все довольно просто(для домашнего употреблеия если не гнаться за супер показателями єффективности)
1) Из количества необходимого газа пересчитывается по закону Фарадея суммарная токовая нагрузка;
2) Плотность тока берете из какой небудь книжки по прикладной электрохимии( тут на форуме выкладывали), если мой склероз мне не изменяет то это ок 1000 А/кв.м;
3)Делите Вашу токовую нагрузку( эквивалентную суммарную)на плотность тока,получаете суммарную эквивалентную площадь одноименных электродов.
4) Задаетесь приемлимыми для Вас габаритами электродов, приемлимым током и напряжением
Например: Вы получили суммарную токовую нагрузку 100А, соответсвенно площадь одноименных электродов 0.1 кв м. 100 А это большой ток, вы можете легко подавать допустим 10А , соответсвенно Вам нужно будет 10 пар электродов плоощадью по 0.01кв м, электроды у Вас работать будут биполярно значит понадобится собрать в пакет 11 таких пластин. Напряжение на каждой ячейке будет около 2В, соответсвенно на всем электролизере ок 20В. Электроды делать лучше всего из никеля, нет никеля тогда обычная черная сталь( в промышленности большинство электролизеров для электролиза воды с электродами из Ст3), в щелочном электролите сталь неплохо пассивируется и работает достаточно долго, нержавейка может быть хуже( мои коллеги когда то пытались делать аноды из нержавейки, пришли к выводу что нержавейка при анодной поляризации в крепкой щелочи менее стойкая чем обычная сталь) это по видимому еще сильно зависит от конкретной марки нержавейки. Электролит КОН ЕМНИП ок 20%( при такой концентрации электропроводность максимальна) но лучше посмотрите еще раз в учебнике по прикладной электрохимии
А еще забыл растояние между пластинами думаю ок 10мм будет нормально, вместо КОН можно взять NaOH, концентрация максимальной электропроводности чуть другая, надо смотреть в книжке.

Если я верно понимаю вопрос, то выглядит так:
-Количество газа зависит от тока и не зависит от напряжения на ячейке (2 пластины).
-От площади пластин зависит максимальный ток который можно прогнать через ячейку. Чем больше площадь, тем меньше плотность тока и тем меньше греется электролит.
-Площадь пластин на количество водорода не влияет. Т.е. например при токе в 10ампер. при площади пластин в 1кв.дм и 2кв.дм газа будет одинаково, но в случае 2кв.дм. меньше греется электролит?
-Напряжение необходимое для подачи на ячейку зависит от расстояния между пластинами ячейки, чем больше расстояние, тем выше нужно напряжение для достижения нужной плотности тока.

Отсюда вопросы,
-можно как-то посчитать максимально допустимую плотность тока для электролита определенной концентрации, чтоб он не грелся ну или не сильно грелся.
-как посчитать напряжение в зависимости от расстояния между пластинами и концентрации электролита, чтоб опытным путем не тыкаться.
Обязательно ли все пластины подключать к источнику тока 2В (к примеру) чередуя + и - через одну, или будет достаточно подключить только крайние в пакете, но подать напряжение в 20вольт на весь пакет из 10ти ячеек?

А можно подробнее про этот самый закон Фарадея и как по нему исходя из количества требуемого газа рассчитать ток, или наоборот, зная ток рассчитать количество газа? или в книжку какую умную ткните, где формулы есть и как ними пользоваться... Что-то смутное помню толь из школьной химии, толь в институте было, но больно уж давно это все було...

Может я не стой стороны зашел? Если можно как-то посчитать максимальную плотность тока для определенной концентрации электролита, может тогда проще оттолкнуться от "устраивающих меня габаритов пластины" и зная максимальную плотность тока, получить максимальный ток на одной ячейке, из максимального тока получить количество выделившегося газа, и уже потом просто умножить число ячеек до нужного мне количества газа.

Еще вопрос, можно ли вместо КОН скажем кальцинированную соду примерить или еще какую-то соль, не такую агрессивную как щелочи (мало ли, где то протечет, или дети влезут...) и как зависит максимальная плотность тока от состава электролита?

Блин, чем дальше тем больше вопросов надеялся оно проще будет...

Если я верно понимаю вопрос, то выглядит так:
-Количество газа зависит от тока и не зависит от напряжения на ячейке (2 пластины).
Да,кроме того напряжение на ячейке тоже зависит от тока.
-От площади пластин зависит максимальный ток который можно прогнать через ячейку. Чем больше площадь, тем меньше плотность тока и тем меньше греется электролит.
Да
-Площадь пластин на количество водорода не влияет. Т.е. например при токе в 10ампер. при площади пластин в 1кв.дм и 2кв.дм газа будет одинаково, но в случае 2кв.дм. меньше греется электролит?
В данном конкретном случае не зависит. Так как выход по току при єлектролизе во практически равен 100% и мало зависит от плотности тока.
-Напряжение необходимое для подачи на ячейку зависит от расстояния между пластинами ячейки, чем больше расстояние, тем выше нужно напряжение для достижения нужной плотности тока.
Да но не только от этого. Зависимость напряжения от растояния между электродами нелинейная из за газонаполнения, при очень маленьком растоянии между электродами газонаполнение большое и эффективное сопротивление электролита увеличивается. Эти вещи плохо поддаются расчету и проще определяются экспериментально.
Отсюда вопросы,
-можно как-то посчитать максимально допустимую плотность тока для электролита определенной концентрации, чтоб он не грелся ну или не сильно грелся.
Лучше всего взять плотность тока которая реально применяется в промышленности как я уже писал это около 1000 а\кв м. Можно взять меньше но производительность установки упадет, выше 1500 брать не стоит, будет сильно греться.
-как посчитать напряжение в зависимости от расстояния между пластинами и концентрации электролита, чтоб опытным путем не тыкаться.
Посчитать можно но это гораздо сложнее чем померять это опытным путем.
Обязательно ли все пластины подключать к источнику тока 2В (к примеру) чередуя + и - через одну, или будет достаточно подключить только крайние в пакете, но подать напряжение в 20вольт на весь пакет из 10ти ячеек?
Подкключабтся только крайние пластины, остальные работают как биполярные электроды.
А можно подробнее про этот самый закон Фарадея и как по нему исходя из количества требуемого газа рассчитать ток, или наоборот, зная ток рассчитать количество газа? или в книжку какую умную ткните, где формулы есть и как ними пользоваться... Что-то смутное помню толь из школьной химии, толь в институте было, но больно уж давно это все було...
Для газов V= k*I*t*Bt, где
V-объем выделившегося на электроде газа при н.у.
k объемный электрохимический эквивалент газа. Для разложения воды без диафрагмы с получением гремучего газа k=1.5*22.4/(2*26.8)=0.627л/ач
I ток, А;
t время, часы;
Bt выход по току, в Вашем случае можно взять 100%t Bt=1

Может я не стой стороны зашел? Если можно как-то посчитать максимальную плотность тока для определенной концентрации электролита, может тогда проще оттолкнуться от "устраивающих меня габаритов пластины" и зная максимальную плотность тока, получить максимальный ток на одной ячейке, из максимального тока получить количество выделившегося газа, и уже потом просто умножить число ячеек до нужного мне количества газа.
Можно и так, это абсолютно эквивалентно, просто расчет с другой стороны.
Еще вопрос, можно ли вместо КОН скажем кальцинированную соду примерить или еще какую-то соль, не такую агрессивную как щелочи (мало ли, где то протечет, или дети влезут...) и как зависит максимальная плотность тока от состава электролита?
Не желательно: раствор соды имеет меньшую электропроводность чем щелочи, плюс будут проблемы со стойкостью электродов.

Данная установка будет довольно опасной так что приближение детей к ней должно быть полностью исключено. Нужно предусматривать очень хорошую пламеотсечку, иначе это все дело жахнет очень серьезно. На фоне этой опасности опастность щелочи выглядит пустяком. На моей кафедре когда то делали такую установку для питани микрогорелки, так вот однажды отсечка пламени не сработала и девайс развернуло на розочку, повезло что никто не пострадал. А протечки скорее всего на первых порах будут, это не страшно надо будет ставить все это хозяйство в поддон.
Блин, чем дальше тем больше вопросов надеялся оно проще будет...
Так всегда бывает:)

Насколько я помню, первоисточником по этой конструкции была публикация типа "генератор водородно-кислородной смеси" в одном из номеров журнала "Моделист-конструктор", 70-80 годы.

У нас скорее всего да, "МК" первоисточник, потом то ли в ЮТ то ли в "Левше" (приложение к ЮТ) проскакивало. Но в зарубежных журналах встречал аналогичные конструкции 50-60х годов, так что где реальный первоисточник уже наверное никто не знает.

По поводу электродов, я так понимаю материал электрода на скорость выделения газа не влияет в случае с водой? Он выбирается чисто из соображений стойкости и долговечности?
Никель увы мне не светит, дюже дорого выйдет... Пока игрался с электролизером из поллитровой банки и токами 1-5А перепробовал кучу железок, так вот от чермета (марки не знаю, пробовал что под руки попадало, от железяк разных и напильников до пружин) раствор практически сразу становился бурым и ржавым, на самих железках были видны следы электрокоррозии, медь и латуни тоже пачкали раствор, а вот чайные ложечки из нержавейки несколько дней пробулькали при 2х амперах без видимых повреждений. Спорить не буду, возможно при реальных токах все будет не так радужно у нержавейки. Думаю просто пройтись по металобазам, пособирать обрезки проката разных марок сталей и нержавеек где его режут под заказ , и потом из них сделать опытную ячейку да погоняю ее пару дней не выключая при реальных плотностях тока, а там оно само покажет какая марка живучее окажется.

Кстати такой вопрос, возможно ли такое, что электрод в начале будет растворяться а потом перестанет (пассивируется например или пленкой какой-то покроется через время) и наоборот, изначально проработавший некоторое время без каких либо потерь электрод, через какое-то время начнет активно растворяться?

Ну думаю не на много опаснее скажем ацетиленового аппарата, а возможно даже безопаснее его, по крайней мере мне так кажется. Вопрос отсечки газа, также актуален и для ацетилен-кислородной и для пропаново-кислородной горелки. Но в них к нему еще добавляется опасность хранения и обслуживания кислородных и газовых баллонов, а в случае с генератором ацетилена на карбиде, практически полное отсутствие управляемости. т.е. пока не "прошипит" все что намокло выделение ацетилена не прекращается.
Собственно потому и решил делать водородную ячейку, нет необходимости хранить баллоны с газом, обслуживать их, искать где заправлять и т.п. Включил - есть газ, выключил - стоит себе на полке аквариум с железками...
Вообще планируется довольно сложная конструкция. Во первых непосредственно на горелке буду ставить защитный обратный клапан. Во вторых, между электролизером и горелкой будет двойной водяной затвор. Первый затвор будет работать именно как водяной затвор, а во втором, поставлю подрывной клапан, на случай если не сработает клапан на горелке, газ взорвется во втором затворе и выстрелит через подрывной клапан в атмосферу, а первый затвор даст дополнительную защиту. Сам электролизер тоже хочу сделать управляемым, поставить датчик давления, и чтоб автоматика током рулила, держала давление необходимое для работы горелки. Открыл горелку, давление упало, ток вырос... закрыл горелку, давление начало расти, электроника понизила ток вплоть до полного отключения при превышении некоторого порога давления в электролизере. Взрыв газа от искры внутри электролизера, думаю практически исключен, т.к. напряжение на пластинах в единицы вольт, расстояние искрового пробоя для таких напряжений в десятки раз меньше чем расстояние между пластинами да и электроды замкнуты электролитом. Это должен всесь электролит выкипеть чтоб где-то искрануло. Искра в месте подключения проводов к пластинам тоже исключается, тк подключение крайним пластинам снаружи электролизера а не внутри. Сами пластины думаю не меньше 2-2,5мм толщиной брать и стягивать пакет толстыми болтами. Чтоб даже если уж и бахнет электролизер, то порвутся резинки между пластинами а не сами пластины разлетятся. Ни источник питания поставлю защиту от КЗ, чтоб если что-то где-то коротнет, хата не сгорела. Так вот самое страшное для меня, так это разбрызгивание щелочи, если вдруг чё, так полететь может и в глаза и на кожу и куда угодно... Потому и спросил за альтернативу щелочным электролитам.

Еще такой вопрос есть. можно ли питать электролизер импульсным током, не переменным а именно импульсным? Влияет ли частота тока на процесс выделения газа?
Вопрос к тому, что при больших токах, их проще регулировать при помощи ШИМ (меняя скважность от 1 до 100% мощными ключами на полевых транзисторах), чем регулировать напряжение на электролизере параметрическим стабилизатором. Но есть ли зависимость выделения газа от частоты импульсов тока, и вообще не снизится ли эффективность электролизера от применения импульсного тока?
По моей задумке выглядит так, если ячейка запитана постоянным током в 100А и дает 10л гремучего газа, то если я вместо постоянки, подам импульсы скважностью 50% при неизменном импульсном значении силы тока (100А), то среднее значение тока в ячейке станет 50А и выделение газа упадет до 5л.
Так вот как влияет частота и скважность импульсов на процесс электролиза, есть ли какие-то ограничения, не поведут ли себя пластины как обкладки конденсатора и не создадут ли паразитную емкость вносящую потери тока? Линейной ли будет зависимость выделения газа от скважности импульсов? Т.е. при скважности 100% -10л, при 50% - 5л, при 25% - 2,5л газа и тд. или всеж зависимость какая-то нелинейная и есть ли формулы по которым можно хоть приближенно просчитать это дело?
Извините за дотошность, просто чтоб решить как управлять электролизером и надо хоть в общих чертах понимать, как зависит процесс от характеристик тока и вообще применим ли импульсный ток в этом процессе.

А вообще в дальнейшем, если осилю водородную горелку, есть мысль на самодельный плазмотрон замахнуться. Видел в инете описание конструкции, где в качестве рабочего тела пары воды выступают, даже кто-то эту конструкцию в мелкую серию зарядил - "Горыныч" - кажется так называется серийный аппарат... В нем воздух прогоняется через воду, и потом уже с парами воды продувается через плазмотрон. Так вот стрельнула идея, а почемуб в плазмотрон гремучий газ не задуть? Пускай себе сгорает там давая тысячу градусов, а уже изначально перегретый от горения водорода, водяной пар пусть дальше плазмотроном в плазму разгоняется.
Но это так, идея чисто с потолка... Это еще про плазмотроны читать и читать... Мнеб пока с водородом разобраться...

Так это ж генератор гремучего газа, а не, собственно, водорода. Стреляет от таки громко если искра где...
Имхо: Обычные гальванические ванны считаются по нагреву по допустимой объемной плотности тока - это где-то 3-5А/литр - ванну 1000л разогреет при продолжительной работе градусов до 60-70, но не вскипятит, но опять же меньше ванна - лучше теплоотдача. У Вас, за счет пластин, теплоотвод сильно получше, но впихивать 1000А в емкость 10л я бы не стал - это скорее бойлер, чем электролизер выйдет. Потому либо пробовать на макетах, либо списывать с готовых конструкций, предварительно определив какой выход газа в час нужен (каждый 1А за час выделяет около 0,298г кислорода и 0,038г водорода).

А тут и желательно импульсный блок питания, чоппер. Вот, фрагмент выходного каскада. Сначала трансформатор, дающий вольт 60, на 3000ВА, и с него уже брать нагрузку.
Только, есть нюансы, иногда гремучий газ воспламеняется самопроизвольно, за счет катализаторов. Есть такой опыт, струя водорода направляется на платиновую чернь, и водород воспламеняется. Так же могут воспламенять и некоторые сульфиды, а повышенная температура увеличивает такую вероятность. Да еще во время электролиза появляются и перекиси, и озон, что так же надежности не прибавляет.
Знаю товарища, который делал подобный аппарат, так у него взорвался, хоть и был гидрозатвор.
Для работы надо хотя бы 1,5 кватт.
Энергия сгорания водогода – 120,7 кдж/г
Для 1500 ватт надо (1500*3600=5.5 мдж)
Или 5500/120,7=45.5г
2-22.4
45.6-X
Х=510л
Надо производительность – 510л/час.

1А—0,038г
Х----45.5
X=1*45.5/0.038=1197A (1200A)
Т.е. если сделать 12 ячеек, то ток потребления будет ок 100А.

По поводу электродов, я так понимаю материал электрода на скорость выделения газа не влияет в случае с водой? Он выбирается чисто из соображений стойкости и долговечности?
От материала зависит перенапряжение выделения водорода и кислорода и в конечном счете это влияет на напряжение на электролизере,но для домашних целей этим можно не заморачиваться
. Пока игрался с электролизером из поллитровой банки и токами 1-5А перепробовал кучу железок, так вот от чермета (марки не знаю, пробовал что под руки попадало, от железяк разных и напильников до пружин) раствор практически сразу становился бурым и ржавым, на самих железках были видны следы электрокоррозии, медь и латуни тоже пачкали раствор, а вот чайные ложечки из нержавейки несколько дней пробулькали при 2х амперах без видимых повреждений. Спорить не буду, возможно при реальных токах все будет не так радужно у нержавейки. Думаю просто пройтись по металобазам, пособирать обрезки проката разных марок сталей и нержавеек где его режут под заказ , и потом из них сделать опытную ячейку да погоняю ее пару дней не выключая при реальных плотностях тока, а там оно само покажет какая марка живучее окажется.

В каком растворе делали это? От раствора это сильно зависит. В щелочи 20% концентрации обычная черная сталь должна стоять нормально(именно из этого материалла сделаны электроды в настоящих больших промышленных электролизерах для получения водорода, да и в гальванике для электрообезжиривания юзают нерастворимые аноды из черной стали). По мнению коллег которые серьезно занимались (снимали анодные поляризационные кривые) подбором материалла для нерастворимого анода для работы в щелочной среде нержавейка ведет себя хуже чем просто сталь.

Кстати такой вопрос, возможно ли такое, что электрод в начале будет растворяться а потом перестанет (пассивируется например или пленкой какой-то покроется через время) и наоборот, изначально проработавший некоторое время без каких либо потерь электрод, через какое-то время начнет активно растворяться?
это возможно первый вариант более вероятен (по такому принципу действуют многие металлы которые используют как нерастворимые аноды,например свинец в сернокислотной среде) чем второй

Вообще планируется довольно сложная конструкция. Во первых непосредственно на горелке буду ставить защитный обратный клапан. Во вторых, между электролизером и горелкой будет двойной водяной затвор. Первый затвор будет работать именно как водяной затвор, а во втором, поставлю подрывной клапан, на случай если не сработает клапан на горелке, газ взорвется во втором затворе и выстрелит через подрывной клапан в атмосферу, а первый затвор даст дополнительную защиту. Сам электролизер тоже хочу сделать управляемым, поставить датчик давления, и чтоб автоматика током рулила, держала давление необходимое для работы горелки. Открыл горелку, давление упало, ток вырос... закрыл горелку, давление начало расти, электроника понизила ток вплоть до полного отключения при превышении некоторого порога давления в электролизере. Взрыв газа от искры внутри электролизера, думаю практически исключен, т.к. напряжение на пластинах в единицы вольт, расстояние искрового пробоя для таких напряжений в десятки раз меньше чем расстояние между пластинами да и электроды замкнуты электролитом. Это должен всесь электролит выкипеть чтоб где-то искрануло. Искра в месте подключения проводов к пластинам тоже исключается, тк подключение крайним пластинам снаружи электролизера а не внутри. Сами пластины думаю не меньше 2-2,5мм толщиной брать и стягивать пакет толстыми болтами. Чтоб даже если уж и бахнет электролизер, то порвутся резинки между пластинами а не сами пластины разлетятся. Ни источник питания поставлю защиту от КЗ, чтоб если что-то где-то коротнет, хата не сгорела. Так вот самое страшное для меня, так это разбрызгивание щелочи, если вдруг чё, так полететь может и в глаза и на кожу и куда угодно... Потому и спросил за альтернативу щелочным электролитам.
Меры предостороженности это правильно! Дополнительно к Вашим мерам я б еще добавил огнепреградитель набитый тонкой медной проволокой или стружкой по типу лампы Деви. Идея что установка будет работать под избыточным давлением больше чем несколько см водн столба мне не нравится.
Для предотвращения разбрызгивания щелочи электролизер надо ставить во что то что не даст в гипотетическом случае взрыва разлетаться брызгам щелочи

Еще такой вопрос есть. можно ли питать электролизер импульсным током, не переменным а именно импульсным? Влияет ли частота тока на процесс выделения газа?
В принципе можно, мои товарищи когда то так делали(использовали блок питания от компа для электролиза). Но тут есть надо трохи подумать, может быть одна неприятная штука с регулировкой
Вот viewtopic.php?f=15&t=35&p=44849&hilit=%D0%A4%D0%B5%D0%B4%D0%BE%D1%82%D1%8C%D0%B5%D0%B2+%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BA%D0%BB%D0%B0%D0%B4%D0%BD%D0%B0%D1%8F#p44849
нашел для Вас две книжки по прикладной электрохимии Федотьев и Томилов, почитайте раздел электролиз воды,как это делается в промышленности, многие вопросы отпадут

Так точно!

Непонятно целеполагание автора темы. Если есть дикое желание порукоблуделить - это одно. Если же волнуют практические аспекты, непонятно, зачем нужен низкоэффективный, сомнительного качества, непростой в изготовлении и небезопасный прибор. Куда целесообразнее и дешевле приобрести баллон ацетилена, кислорода и требуемые горелки/резаки.

Совершенно верно. Тут еще момент, водородное пламя не видимо, что увеличивает опасность. Да и водород текуч, без запаха, очень низкая вязкость, любой пропуск, к примеру микротрещина в шланге, и будет взрыв.

На самом деле эти девайсы это просто уменьшенные и упрощенные(основное упрощение в том что убрана диафрагма) копии промышленных фильтпресных электролизеров для электролиза воды, а не какая то с нуля разработанная концепция

Цель чисто практическая, удовольствие от возможности узнать и попробовать что-то новое и от рукоблудия это просто побочный эффект. Живу в обычной высотке, типичная трекхкомнатка на первом этаже. под балконом сделал себе небольшую мастерскую, ну совсем маленькую 2.5x2 метра, места крайне мало, стол, несколько полок, необходимый минимум инструментов и я, больше ничего не влазит, но под столом есть немного свободного места... Более или менее чистые работы на балконе провожу, грязные и пыльные это в подвале. Другой мастерской, дачи, дома, гаража и тп просто нет, покупать или снимать пока тож не вариант. Приходится использовать то место что есть, всю квартиру в мастерскую не превратиш.
Помимо всяких технических увлечений, еще увлекаюсь восстановлением всякой копанины по войне, ну и немного немного денег этим делом рублю, чтоб на остальные увлечения из семьи не тянуть, сами понимаете сколько стоит любое хобби на сегодняшний день...
Ну дак вот, при восстановлении касок, противогазных бачков, прочего железа приходится много варить и паять. Варю у знакомого в гараже, а вот паять у себя приходится. Пайка оловом не катит, только твердые припои. Пока обхожусь ковеевской горелкой-резаком, но мощи маловато, прогреть часто бывает сложно, приходится двумя горелками греть, одной деталь нагревать, второй непосредственно в месте пайки работать. Расход газа приличный выходит, а при цене балона 25-30грн (220гр) дороговато выходит. Ставить дома ацетиленовый или пропановый баллон+кислородный, ну не знаю, меня стремает както. Постоянно в новостях .то тут балон взорвался то там пол дома разнес, то дибилы на заправке больше чем надо в баллон вдули и пол дома разнесло с семьей вместе... Да если и не взорвется, то всеравно возить на заправку, регулярно сдавать на обслуживание баллоны и тп очень хлопотно, да и места много занимают. Пробовал МАФ газ (МАРР по забагорному) весчь отличная, очень понравился, но опять же цена баллона 80-140грн... Выхода осталось 2.
1 - Бензиновая горелка (типа как у ювелиров и стоматологов с бульбулятором которая но помощнее) - нравится, довольно удобно и безопасно, но мощной горелке и компрессор приличный нужен, а он большой (даже с ресивером на 24л многовато места у меня займет), очень шумный (а для квартиры это очень критично) ну и недешевый (если конечно не гуано китайское брать)
2 - Водородная горелка + гидролизер. Сравнительно компактная, не шумная, температура приличная, позволяет не только паять но и варить и резать. В плане безопасности, ну не знаю, не вижу чем она радикально опаснее баллонов, скорее даж наоборот, если правильный кожух сделать, то при взрыве эректролизера, максимум это по ушам громко даст, ну и стекла могут посыпаться (и то не факт что из подвала их достанет). Если же взорвется баллон то про балкон и пол квартиры можно забыть, про тот поток осколков который будет при взрыве, даж думать не хочу. У отца на заводе видел взрыв кислородного баллона, дома такое не хочу. Опять же если баллоны пользовать, то лазить в подвал из подвала каждый раз как вентиль надо открыть\закрыть замахаешся, а работать с горелкой в подваде рядом с баллонами та еще идея... Вы хоть раз видели чтоб гязосварщики чтото варили прям рядом с баллонами или думаете они от нефиг делать 30-40 метров шлангов за собой таскают, а раскатывают их на 15-20м даже если просто во дворе дома чтото варят думаете, просто чтоб похвастаться какие у них шланги длинные? Да и не дай бог загорится что-то в этом масеньком подвальчике, так кислород моментом выгорит, и вылезти не успееш, 1-2 глотка угара и все, здаствуй северный пушной зверек, одно хорошо до взрыва баллонов не доживеш. Можно конечно маленькие двухлитровые баллоны пользовать, но малый объем, значит частая перезаправка, а это на другой конец города пилить... Для холодильщиков это идеальный вариант, у них пайка 2х-3х патрубков холодильника занимает минуту-полторы максимум. При таком расходе им одной заправки на месяц с головой наверное хватает. Мне же иногда над одной каской час и больше приходится с горелкой пыхтеть. Даж не скажу, хватит ли одной заправки 2л баллонов на одну каску (пропанового есесно хватит, но кислородного скорее всего нет).
Электролизер же можно в подвале разместить, паять на балконе, все на электрике, значить лазать вниз ненадо, все управление (регулировку тока, давления и тп) можно на верх вынести к рабочему месту. Опять же отсутствует момент хранения газа и утечек при хранении... Себестоимость опять же, как ни крути расходы на электрику, дешевле работы на пропане\ацетилене выйдут.
Т.е. я понимаю, что с точки зрения промышленного использования, КПД и т.п электролизер не самое хорошее и технологичное решение, но конкретно в моей ситуации думаю оптимальное.

Что до сложности, так конструктивно он совсем не сложный, а если таки стальные пластины подойдут и не прийдется нержавейку брать, то и вовсе копеечный выйдет. ИБП+ШИМ собрать для меня труда не составит, печатные платы сделать тоже не проблема 2 часа максимум. Автоматика. Рулить большими токами (сотней ампер), да, сложновато, нагрев ключей, сложность выпрямления и тп. Как я понял то выделение газа зависит от силы тока тока и практически не зависит от площади пластин. А значит тут можно пойти на компромисс. Вместо того чтоб делать пакет из 12 больших пластин на тока в 100А при 12ти вольтах, можно собрать пакет из 24х пластин вдвое меньшей площадью и запитать 50 амперами на 24х вольтах, а это существенно упростит и удешевит блок питания, и потери изза разогрева ключей и выпрямителей существенно снизятся, или даже можно будет БП от компа немного переделать. Схема контроля давленя и вообще элементарная. Самое сложное пока это датчик давления, придется поискать какой нить электронный промышленный, ну если не найду, можно и механический манометр поставить на нужный мне диапазон давлений, а в циферблат открытых оптопар натыкать, каждый раз как стрелка будет проходить какое-то деление Оптический датчик стоящий на нем будет симофорить "мозгам" о положении стрелки и текущем давлении. Второй вариант регулировать ток привязавшись не к давлению, а к расходу газа (мне кажется более сложным в плане алгоритма работы мозгов). Но на уровне датчика поток газа не особо сложно контролить. на выходе гидролизера поставить махонькую турбинку в прозрачном корпусе (например из оргстекла) и хай себе крутится, чем больше поток в горелке, тем сильнее крутится, снимать обороты, можно бесконтактно все той же оптопарой. Мозги - PIC или AVR микроконтроллер.
На самом деле конструкция только на первый взгляд кажется сложной, куча всяких контрольных \ управляющих систем и тп... но если все разбить на отдельные узлы, то на каждый из них находится довольно таки простое и не дорогое решение.

А можно подробнее про нее? что там за мембрана, где и зачем стоит, в чем преимущество, стоит ли для домашних целей замораживаться, по безопасности лучше\хуже?

На одном из форумов вчера видел ее обсуждение
ну там народ не сам генератор, а источники питания обсуждает. Можете вкратце описать что за зверь, как там электроды расположены, где мембрана и что за 3600 отверстий, что за биполярный и выносной электрод и что значит монополярный аппарат?

Ну невидимость пламени это излечимо, прогонять газ через баночку с парой миллилитров бензина, просто над поверхностью (даже не продувая сквозь бензин) чтоб крапали паров бензина с газом уходили в горелку, они и раскрасят и проявят пламя.
Пропуски и утечки, да я тож думал про это, но во первых нет момента хранения газа, а следовательно и вероятности накопления большого объема водорода в помещении в следствии длительной утечки (как могло бы быть в случае с баллонами). Второе, при столь низких давлениях на которых работают горелки, сквозь микротрещину много не уйдет, максимум единицы или несколько десятков миллилитров не более (чисто ИМХО возможно ошибаюсь поправьте если что), а учитывая что водород сколь хорошо текуч, столь же хорошо и летуч, то он и пары минут на балконе не задержится, усвистает в открытые окна - ну ктож при работе горелкой задраиваться то будет на балконе аки в батискафе... Взрыв внутри шланга, промежуток между затвором и горелкой, да возможно, но пока для себя решил иак, что подберу гланг с минимальным внутренним диаметром (так V газа в шланге будет минимальным), и стенки потолще/ Небольшой объем газа в шланге + толстая стенка минимизируют бабах если чё.

А каков объем водородо – кислородной смеси будет в электролизере?
http://chemistry-chemists.com/N5_2011/P ... 11-P6.html

Тут объемы в сотни мл, да и колба открыта, значит большая часть энергии ушло в пространство. А что будет с 2-3 л, да еще в замкнутом пространстве?
Это будет серьезный взрыв, с осколками, которые будут лететь с большей скоростью.

Вот, если получать с мембраной, и собирать в отдельности водород и кислород, и смешивать непосредственно в горелке, тогда опасность взрыва в аппарате будет исключена.

В KOH, концентрация не знаю, от фонаря на бахнул 3столовых ложки с горкой на поллитровую банку, просто чтоб попробовать.
Ну да, долго я не держал чермет, как только видел что раствор меняет цвет, готовил свежий, менял железки. Благо запасы КОН у меня позволяют не экономить, использую его для воронения и для проявки фоторезиста при изготовлении печатных плат. Если раствор не менялся, оставлял на балконе на день-два под током 1-1,5А при открытых окнах, с бычком в зубах конечно в банку не нос не совал, но в метре от банки спокойно паял каску ковеевской горелкой, бабахов не было.
Горелка прдставляет собой медную трубку диаметром 5-6мм длинной 25-30см с изгибом 25-45 градусов со стороны сопла. на другом конце трубки обратный защитный клапан, краник и уход на шланг. Есть у меня такая меленькая латунная (или бронзовая не знаю) сеточка, от каких-то топливных фильтров хз от чего, с пол кв.метра. Как для фильтра она уже не катит, мятая да и закисла местами, думал ее отмочить от зелени в какой нить кислоте, потом прокипятить в масле чтоб дальше не кисла. Думал ней заполнить "тело" горелки от обратного клапана до изгиба головки. Достаточно будет? Латунь подойдет или медь обязательно?
Ну от давления тут увы никак не избавиться, оно определяется потребностями горелки, но это я еще у газосварщиков буду уточнять, может есть варианты конструкций головки хорошо работающие при малых давлениях.
Ага, тож думаю про это, ящик-поддон + повешу какой нить экран типа шторки из брезента, должен сдержать брызги если что... Но далеко до этого, рано "дверкой хлопать"...

А что за неприятная штука? сложно выпрямлять\управлять большие токи? Ну это решаемо. Или при маленькой скважности импульсов снижается выделение газа вплоть до полной остановки? (читал на одном из форумов про такое не знаю правда ли) так это по идее должно решаться установкой электролитических кондеров большой емкости на выходе БП, или есть еще какаято проблема с регулировкой?

Спасибо огромное обязательно проштудирую.

Какой точно пока сказать не могу, но по самым "плохим" ожиданиям не более 1,5л, я задумал немного поменять место расположения газоотводного отверстия и изменить форму резиновых прокладок, так чтоб в каждой ячейке был узкий но высокий "газосборный карман" небольшого объема (10-30мл) в верху которого в пластинах будут газосборные отверстия, через которые газ будет собираться и выводиться из электролизера. Пусть даже 30 ячеек по 30мл, это аж 1л газа, не мало, но и не смертельно. Этим хочу поиметь несколько выгод - уменьшить объем газа в электролизере, уменьшить заброс электролита в газоотводную трубку (видел на роликах в ютюбе разные конструкции, везде электролит сильно забрасывает в газоотводы через низко расположенные в пластинах отверстия для сбора газа.), незадействованная часть пластин вокруг этих "карманов" будет работать как отличный радиатор, если че, на туда еще и куллеры маленькие от компа можно привинтить для доп охлаждения (их у меня куча собралась), а значит можно будет повысить плотность тока при меньшей площади пластин и объеме ячейки, за счет этого уменьшить габариты аппарата в целом. Естественно что по мере вырабатывания электролита объем будет расти, но не по литру же в час он воду пьет... а раз в день или в два, вполне можно взять себе за правило воду доливать перед началом работы. Ну и двойной водяной затвор тож должен сделать свое дело, и обратный клапан на горелке... А внутри электролизера там просто неоткуда искре взяться. Платины и сульфидов там тем более нет (на пару постов выше писали про самовоспламенение гремучего газа на платиновой черни и сульфидах).
Внимательно посмотрите видео по сборке электролизера https://www.youtube.com/watch?v=H11oCGVW2cU , как такового корпуса который может разорвать с образованием осколков там нет. там просто набор пластин с зажатыми между ними резиновыми прокладками которые собственно и ограничивают собой внутреннюю полость ячейки. Если взять толщину пластин около 2мм, стянуть всю конструкцию толстыми болтами М10-М16, то разнести такую конструкцию на осколки ни 2 ни 3 л гремучего газа не смогут. разрыв и разрушение пойдет по самым слабым местам конструкции, а это именно резиновые или силиконовые прокладки, Их просто порвет и электролитом брызнет, но электролит это не осколки, с ним и простая шторка из плотного брезента справится.
Если я верно понял, то вы имеете ввиду. что надо каждую ячейку разделить газонепроницаемой но проницаемой для электролита перегородкой, и с каждой ячейки отдельно отводить водород и кислород, а потом их уже перед горелкой смешивать, как это в ацетиленовых горелках делается. Согласен, теоретически наверное это более безопасно. но на практике, представьте 20 ячеек каждой подходят провода, от каждой отходит по паре трубок, где-то они все сходятся в какой-то коллектор, на каждый из газов свой сборник электролита (который в газоотводы выплевывается) этож на сколько усложняется конструкция, какая туева хуча мест соединений разных трубок от каждой ячейки добавляется... А ведь каждое место соединения, это потенциальное место утечки водорода или кислорода... Да ну, не применима такая конструкция в домашних условиях, имхо конечно.