Пламегаситель для газовой горелки своими руками

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

Водородная горелка с пламегасителем своими руками

Самодельный водородный генератор:

Основу водородной горелки составляет водородный генератор, который представляет собою своеобразную ёмкость с водой и пластинами из нержавеющей стали. Конструкция и подробное описание водородного генератора можно без особых усилий найти на других сайтах, потому я не стану тратить печатные символы на это. Я хочу передать весьма важные тонкости, которые будут вам очень полезны, если вы соберётесь делать водородную горелку своими руками.

Рисунок №1 – Структурная схема водородной горелки

Суть водородной горелки заключается в получении водорода путём электролиза воды. Вы должны понимать, что в электролизёр (емкость с водой и электродами) и потому, нельзя наливать туда что попало, я рекомендую использовать дистиллированную воду, однако читал, что для более эффективного электролиза добавляют ещё каустическую соду (пропорций не знаю).

Мой электролизёр собран из нержавеющих пластин, резиновых прокладок, и двух толстых пластин оргстекла, и внешне всё это выглядит так:

Рисунок №2 – Электролизёр

Электролизёр необходимо заполнять водою ровно наполовину для соблюдения техники безопасности, следите за уровнем жидкости, так как с его снижением меняются электрические параметры и интенсивность выделения водорода!

Но прежде чем потратить кучу времени и материалов на сборку электролизёра, позаботитесь о блоке питания к нему. Мой электролизёр, к примеру, потребляет ток около 6А, при напряжении 8В.

Металлические пластины (электроды) соединены при помощи припаянной к ним толстой медной проволоки, и толстых медных проводов (около 4мм сечение).

Рисунок №3 – Как подсоединить провода

Так же вы должны понимать, что всё должно быть герметично соединено и хорошо заизолировано, короткое замыкание пластин и искра недопустимо.

Рисунок №4 – Изоляция пластин

На самом деле есть масса разного рода конструкций электролизёра потому я не хочу на нем фокусировать ваше внимание, хотя он и является самой основной и трудоёмкой деталью для водородной горелки, само по себе он не очень важен (вам подойдёт любая его конструкция).

Разное топливо

Нефрас (галоша) и неочищенный бензин по калорийности немного отличаются. В среднем при тестах на 3 литрах воды 92 бензина уходило на 5 грамм больше. Ещё в реальности бензин с заправки будет быстрее нефраса загрязнять горелку и, чтобы сохранять максимальную мощность устройства, горелку придется чаще чистить. Газ превышает бензины по калорийности, если бы он не был еще упакован в металл, был бы более выгодным топливом в плане веса.

Специального сравнения цанговых баллонов (дихлофосных) по сравнению с резьбовыми мы не проводили, но во всех тестах цанговые показывали более низкие показатели мощности (видимо из-за разницы давления).

При работе с водородной горелкой следует:

Если вы собрались делать водородную горелку, то будьте осторожны! Водород очень взрывоопасен. При сборке и работе с водородной горелкой, есть много жизненно важных тонкостей. Обратите внимание на мои советы – я это реально проделывал и знаю что говорю.

В самодельной водородной горелке обязательно должно быть согласованно давление водорода, и защита от обратного взрыва, хорошая герметичность и изоляция!

Дело в том, что при работе водородной горелкой, для электролиза вы используете блок питания. И пока он включён, водород выделяется примерно с одинаковой интенсивностью (по мере работы она может падать, так как вода испаряется и меняется плотность тока между пластинами электродов), потому не приступайте к работе, не ознакомившись предварительно с устройством горелки.

Как выбрать?

Для того, чтобы правильно подобрать себе горелку следует сначала чётко определить условия, в которых она будет использоваться, количество едоков и, соответственно объём посуды и пищи, а также какого типа и сложности блюда вы хотите на ней готовить. Для удобства мы составили таблицу, которая, надеемся, поможет вам сделать точный выбор. Ну, а если остались ещё какие-то вопросы, приходите в магазины «Кант» и наши эксперты наверняка вам помогут.

Вид активности	Требования	Сложность блюд	Кол-во едоков	Сезонность	Рекомендованный тип	Рекомендованные модели
Туризм	Нужна простая, бюджетная горелка для начинающих	Средняя (супы, каши, макаронные изделия)	1-2	Лето и межсезонье	Набаллонные	FireMaple FMS-103, Primus Mimer Duo Stove, Kovea KB-0409, Kovea KB-1112, Kovea KB-1005, Kovea KB-0410, MSR PocketRocket 2, NZ NB-075, NZ NB-077
Туризм	Нужна простая, бюджетная горелка для начинающих	Средняя (супы, каши, макаронные изделия)	3-6	Лето и межсезонье/td>	Шланговые	FireMaple Volcano, Kovea КВ-1109, NZ NBH-066
Туризм и альпинизм	Нужна мощная и эффективная горелка для группы	Средняя и высокая (супы, каши, макаронные изделия, многосоставные блюда)	3-6	Любой	Шланговые и мультитопливные	Kovea Expedition Stove Camp-1, MSR XGK EX, MSR WindPro 2, Primus Gravity III, Primus OmniFuel II, Primus OmniLite Ti, FireMaple Engine
Туризм	Нужна максимально лёгкая и компактная горелка	Средняя (супы, каши, макаронные изделия)	1-2	Лето и межсезонье	Набаллонные	FireMaple FMS-116T, Kovea KB-0707, MSR PocketRocket 2, NZ NB-075
Туризм и альпинизм	Нужна максимально эффективная горелка	Низкая (сублиматы, быстрорастворимые супы и каши, простые каши)	1-3	Любой сезон	Интегрированные системы	MSR Reactor, MSR Windburner, Primus PrimeTech Stove, Primus Lite Plus, FireMaple Star X3, Kovea Alpine Pot EZ-ECO
Зимний туризм, высотный альпинизм	Нужна горелка для морозной погоды	Средняя (супы, каши, макаронные изделия)	1-6	Любой сезон	Шланговые и мультитопливные	Kovea Expedition Stove Camp-1, MSR XGK EX, MSR WindPro 2, Primus OmniLite Ti, Primus OmniFuel II, FireMaple Engine
Туризм	Нужна горелка для ультра-длительных походов в далёкие от цивилизации регионы	Средняя и высокая (супы, каши, макаронные изделия, многосоставные блюда)	1-6	Любой сезон	Мультитопливные	Primus OmniFuel II, Primus OmniLite Ti, MSR XGK EX, MSR WhisperLite Universal, FireMaple Engine

Автор: Александр Карпов

Как правильно пользоваться водородной горелкой:

Во-первых прежде всего, всегда работайте в средствах индивидуальной защиты (обязательно наденьте на лицо защитный щиток или очки), во-вторых соблюдайте правила пожарной безопасности. В-третьих, следите за уровнем воды в электролизёре, и интенсивностью горения пламени.

Поджигать пламя нужно не сразу, дайте водороду вытеснить остатки кислорода (у меня это занимает около десяти минут, в зависимости от интенсивности выделения и объёма сосудов с водяным затвором и предохранителем А, Б рис.1)

Обязательно держите около себя ёмкость с водою – она вам понадобится, что бы потушить пламя горелки, когда закончите работу. Для этого, вам просто необходимо направить кончик иглы с пламенем под воду и тем самым перекрыть огню кислород. ВСЕГДА СНАЧАЛА ТУШИТЕ ПЛАМЯ А ПОТОМ ВЫКЛЮЧАЙТЕ ПИТАНИЕ ГЕНЕРАТОРА – ИНАЧЕ ВЗРЫВ НЕМЕНУЕМ.

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.

О том, как сделать метиловый спирт в домашних условиях, мы описали в этой статье.

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.

Радиатор

Кастрюля с радиатором экономит до 40% топлива и времени при кипячении воды и до 50% при кипячении из снега. Чем дольше проводить кипячение (кастрюля большего объема/более слабая горелка/сильнее мороз и ветер) тем, больше будет выигрыш.

Кипячения 1,2 литров из снега

Как видим радиаторная посуда однозначно работает, а вот крышка на таком маленьком объеме без ветра практически не играла роли. Всплески на графике — помешивание датчиком воды, досып снега и т.д. (Во всех этих экспериментах кипятили на мультитопливной горелке на нефрасе).

Опять видно, что радиатор работает быстрее, а крышка на радиаторной посуде «не успевает» оказать значимый эффект.

Активное бурление воды в радиаторной посуде начинается задолго до достижения температуры 99 градусов (при 90 примерно). По-видимому, это связано с тем, что более низкие слои воды нагреваются быстрей и раньше достигают состояния пара, чем происходит перемешивание и равномерный нагрев воды по всей ёмкости. Если в полевых условиях стоит задача в дезинфекции воды в радиаторной посуде — следует это учесть (мешать воду в кастрюле, дать воде покипеть).

Радиаторная большая кастрюля vs маленькая кастрюля Jet Boil

Мы сравнивали два конкурирующих друг с другом варианта: приготовить сразу 3 литра кипятка в большой радиаторной кастрюле на бензиновой горелке или вскипятить три раза по литру подряд в Jet Boil и ему подобных системах. (В реальности кипяток приготовленный одним из способов выливают в большую кастрюлю, где уже варят еду/заваривают чай).

По времени всё понятно — однозначный выигрыш системы с большой кастрюлей.

С весом всё хитрее. Во-первых, это опять не опечатка. Расход везде был одинаков. Но в случае с газом мы тратим газ в железных тяжелых баллонах (баллон Кovea с 450 граммами газа весит 665 грамм), а в случае с бензином — бензин из пластиковой бутылки. А вес кастрюль и тяжелой мультитопливки, и той второй горелки где будет идти готовка? Посчитайте исходя из вашего снаряжения, количества участников, продолжительности похода и планируемого расхода топлива, способа готовки. У меня получилось так, что на группу в 10 человек почти всегда будет выигрывать вариант с большой кастрюлей на бензиновой горелке.

Источник