Physics | Studies, essays, thesises » Ingyenenergia

Ingyenenergia Ingyenenergia! Lehetséges ez? Lehetséges volna, hogy teljesen hivatalosan nem kell fizetned a villanyért, a gázért és a fűtésért, hanem ingyen is hozzájuthatsz ezekhez az energiákhoz? Igen, mindezt ingyen is megkaphatnád, ráadásul még a környezetet is védenéd vele. Jelenleg azért fizetsz az áramért, mert valakik megépítették az erőműveket, bevezették a lakásodba vezető villanyvezetékeket, felszerelték a villanyórát és kiépítették azt az apparátust, ami ezen rendszer karbantartásáért és a számlák behajtásáért felel. De ez mind teljesen felesleges! Mindezt ingyen is megkaphatnánk, mivel több mint száz éve már léteznek olyan készülékek, elektromos és hőgenerátorok, melyek többek között a Nullpontenergia felhasználásával több energiát juttatnak a rendszer kimenetére, mint amennyit bevezettünk. És ezek a rendszerek állandóan termelik az energiát a beindításuk után. Vízzel hajtott autó - Bevezető

Vízzel hajtott autó! Nem hangzik rosszul, igaz? Csak otthon a csapból feltöltöd az autód víztartályát és már mehetsz is. Nincs környezetszennyezés, ráadásul mindez ingyen van S ami szintén nem elhanyagolható: Te magad is átalakíthatod a saját benzinmotoros autódat vízmeghajtásúra! Hogyan? Ezt tudhatod meg a következő oldalakon. Az alapelv A vizet elektrolízis segítségével szétválasztjuk hidrogénra és oxigénra, majd azt a porlasztóban levegővel hígítva elégetjük a hengerekben. Ennyi H2O(folyadék) => H2(gáz) + O2(gáz) => H2O(gőz) Egy kicsit részletesebben Az elektrolízishez szükséges energiát az autóakkumulátorból vagy a generátorból vesszük. Ez az áram a vizet hidrogénra és oxigénra bontja A keletkezett hidrogénoxigéngázt a porlasztóban levegővel hígítjuk, vagy különböző befecskendezési módot alkalmazunk (erről majd később lesz szó) és a hengerekben ezt a hidrogén-levegő keveréket plusz némi

vizet elégetjük. Természetesen sok fontos technikai részletet is ki kell dolgozni az autó hatékony üzemeltetésére, de mielőtt ezekre rátérnénk, egy nagyon fontos dolgot szeretnék elmondani. A hidrogén és oxigén elégetésekor keletkező energia legalább egy nagyságrenddel meghaladja a víz lebontásához használt energiát. Mindez annak köszönhető, hogy a hidrogén és oxigén szétválasztásakor és újraegyesülésekor megcsapoljuk az étert vagy más néven a nullapont energiát, ez adja az energiatöbbletet. Ez látszólag ellentmond az energia-megmaradás törvényének, de igenis több energiát vehetünk ki egy rendszerből, mint amennyit befektettünk, ha azt a rendszert megfelelő módon építjük fel. (lásd itt) Ez a helyzet a vízautóval is A következő oldalakon először pár működő vízmeghajtású benzinmotorról olvashatsz. Ezeket csak "kedvcsinálónak" szántam. Ezt követően egy kis elmélet következik, ahol először a

hidrogénnal és annak a hidrogénmotorban történő felhasználásával foglalkozunk, ezt követően a víz eddig ismeretlen tulajdonságairól olvashatsz, majd kiszámítjuk a hidrogénmotor meghajtásához szükséges hidrogéngáz és víz mennyiségét. Foglalkozunk a teljesítmény és hatásfok kérdésével, majd megismerkedhetsz az elektrolízis elméletével és néhány elektrolizáló készülék szabadalmával is. Végül az Általunk és a Fénykapu olvasói által elvégzett kísérleteket és méréseket ismertetjük. Mindezekhez rengeteg képet, sőt rövid videókat is láthatsz. Megjegyzés: A hidrogénmotor nem ugyanaz, mint a hidrogén üzemanyagcellás motor. A hidrogénmotor a hidrogént belsőégésű motorként elégeti és ez adja a mechanikai energiát. A hidrogén üzemanyagcellás motor viszont a hidrogént és oxigént egyesítve elektromos áramot termel, melyet egy elektromos motorra vezetnek. Mi nem az üzemanyagcellás rendszerekkel fogunk

foglalkozni az elkövetkező oldalakon, hanem a hidrogénmotorokkal. Az üzemanyag cellákról bővebben itt olvashatsz. Az ezen az oldalon ismertetésre kerülő vízautókat, vízmeghajtású aggregátort és a vízautó építési leírást azzal a céllal fordítottam le, hogy kedvet kapjál Te is a vízmeghajtású autóhoz. Elöljáróban szeretném elmondani, hogy ezek az ismertetők kevés, vagy éppen téves/ködös információkat közölnek, ugyanakkor kedvcsinálónak nagyon jók. A pontos technikai részletekről a következő oldalakon lesz majd szó. • Elsőként Daniel Dingel vízautójáról olvashatsz. A Fülöp-szigeti feltaláló már harminc éve használ vízmeghajtású autót, de a titkot nem árulja el. Az ismertetőt itt láthatod. • A következő Carl Cella hevy metal zenész írása, melyben azt mondja el, hogyan alakított át egy 1979-es Cadillac Coupe de Ville-t vízmeghajtásúra. A fordítást itt nézheted meg. • A következő

ismertető egy titokban tartott fémötvözetről szól, mely a vizet nagyon olcsón bontja le hidrogénra és oxigénra. A fejlesztett gázokkal egy 12 LEs aggregátort hajtanak meg A leírást itt olvashatod • Egy magyar feltaláló, Gróf Spanyol Zoltán is benyújtott egy szabadalmat Németországban még jó húsz évvel ezelőtt. A feltalálóval készített két filmet és a szabadalmát itt nézheted meg. • Végül pedig következzen itt egy leírás, ami lépésről lépésre leírja, hogyan kell átalakítanod a benzinmotoros autódat vízmeghajtásúra. Sok benne a pontatlanság és az ott ismertetett elektrolizáló az eddig elvégzett kísérleti tapasztalataink szerint nem tud elegendő mennyiségű gázt termelni, de azért vannak hasznos információk is benne. Egyszer érdemes elolvasni Ha a fentebb bemutatott leírásoktól kedvet kaptál az autód átalakításához, akkor a következő oldalakon pontos magyarázatokat és számításokat, valamint

kísérleti eredményeket találhatsz. Mindenek előtt azonban következzék egy kis elmélet, melynek első felében megismerkedhetsz a hidrogénnal és annak a belsőégésű motorokban történő alkalmazásával. A vízautó készítője még 30 év után is harcol Joey G. Alarilla 1969 sok szempontból mérföldkőnek bizonyult. Ebben az évben nézhettük, amint Neil Armstrong és Buzz Aldrin a holdon sétálnak és ez az év volt az Internet születésének éve is, mikor annak első inkarcációja, az Egyesült Államok Védelmi Minisztériumának "Arpanet" (Advanced Research Project Agency network) nevű hálózata beindult. A Fülöp-szigeteken szintén 1969-ben jelentette be egy ottani feltaláló, hogy az autóipar forradalmasításán dolgozik. Elképzelése szerint az autókat hidrogénnel lehetne meghajtani, melyet közönséges vízből tudnánk előállítani. Ma, 30 évvel később Daniel Dingel feltaláló a világ számos országát járja kizárólag

vízmeghajtású autókkal, miközben arról panaszkodik, hogy a Fülöp-szigetek kormánya és tudósai nem támogatják a találmányát. "Állandóan csak azt hajtogatják, hogy a kormány nem elég gazdag, de folyamatosan eladogatják a Fülöp-szigeteken fellelhető nyersanyagokat és erőforrásokat. A kormánynak támogatnia kellene a technológiai fejlesztéseket, melyek segíthetnének a hatalmas államadósságok visszafizetésében" - mondja Mr. Dingel Az Inquirer parkolójában múlt kedden Daniel bemutatta az egyik autóját, egy 16 szelepes piros Toyota Corollát, melyben egy általa kifejlesztett kisméretű hidrogénreaktor volt, ami közvetlenül meghajtotta az autó belsőégésű motorját. Daniel vízautójával már a nyolcvanas évektől kezdve foglalkozott a sajtó, de azóta még nem tudta elérni, hogy a találmányát szabadalmaztassák és hogy elkezdhessék a sorozatgyártást. Dingel úgy véli, hogy mindez a nagy multinacionális cégek, mint

például az olajtársaságok befolyásának köszönhető. Ez úgy hangzik, mintha az X-aktákat néznénk, de ha Dingel elképzelése helyes, akkor ez elég valószínűnek tűnik. Működési elv A feltaláló elmondása alapján az elektrolizáló egy 12 voltos autóakkumulátorról kapja az elektromosságot, mely a tengervizet vagy a sózott csapvizet deutérium-oxiddá vagy nehézvízzé alakítja, melyet főként az atomreaktorok hűtésére használnak. A deutérium tulajdonképpen egy hidrogénizotóp, melynek súlya kétszerese a közönséges hidrogén súlyának. A nehézvíz úgy keletkezik, hogy a víz (H2O) hidrogénatomját deutériummal helyettesítjük. "Az akkumulátor elektromos árama a vizet hidrogénra és oxigénra bontja, ezt a keletkezett hidrogént pedig fel lehet használni az autó motorjának meghajtására. Normális körülmények között kb. 2500 °C-os hőmérséklet szükséges ahhoz, hogy a vízből hidrogént állíthassunk elő, de itt én

csak egy 12 voltos akkumulátort használok." állítja a feltaláló Hogy ez a kémiai reakció hogyan mehet végbe egy közönséges 12 voltos autóakkumulátor segítségével, ez természetesen Dingel találmányának a titka. És mellesleg ezen állítása miatt tartják sokan sarlatánnak és csalónak. Az USA-ban és sok más országban is használják üzemanyagként a hidrogént az üzemanyagcellás autókban, de azt nem vízből állítják elő, hanem folyékony formában lehet megvásárolni az üzemanyagtöltő állomásokon. Például a DaimlerChrysler az Egyesült Államokban márciusban mutatta be a hidrogénmeghajtású NECAR 4-et (New Electric Car [Új Elektromos Autó]), melynek alapja a Mercedes-Benz A-class autó. Ezekben az üzemanyagcellás autókban a víz csak a hidrogén- és oxigénionok között végbemenő reakció mellékterméke. Ez a reakció elektromosságot produkál, melyet aztán az autó villanymotorjának meghajtására használnak. Ebben

az értelemben az üzemanyagcellás autókban végbemenő reakció Dingel találmányának pont az ellentettje. Daniel azt is állítja, hogy az ő elektrolizálója mindenféle belsőégésű motor esetében használható. Dingel elmondta, hogy néhány Taiwani befektető a vízautó gyártásának beindítását tervezi és segíteni fog a szabadalom nemzetközi elfogadtatásában is. Egy másik találmány A Fülöp-szigeteken Dingel a "Cobis Clean Cars"-nak is a partnere, melyben egy másik találmányát használják - az úgynevezett elektromágneses folyadék (electromagnetic fluid (EMF) ) kezelést. Ez, úgy tűnik, nem alkalmaz elektromosságot Az EMF ilyen növényekből készül, mint okra, saluyot, ampalaya, langka és vízililiom. Ez a kezelés - a feltételezések szerint - javítja az autó motorjának a teljesítményét és megnöveli az olaj élettartamát, mivel ez egyfajta "lég-mágnest" hoz létre, mely a súrlódást gyakorlatilag nullára

csökkenti. Tehát, ha ez a Fülöp-szigeten feltalált vízautó valóság és ez az ötlet hamarosan hajtaná az autónkat, akkor Te is ilyen autót vezetnél? Ez Dingel álma, melyet 30 éve dédelget egyfolytában. Néhány technikai adat: Az autó típusa: Fogyasztása: Maximális sebessége: Toyota Corolla 1.6i 5 liter víz 500 Km-en 200 Km/h Az eredeti cikket angol nyelven itt olvashatod el. További két videofilmet is megnézhetsz. Mivel ezek amatőr felvételek, ne lepődj meg, ha néha Daniel hasát látod, nem pedig a motornak azt a részét, amiről éppen beszél. Viszont érdemes megnézni, mivel itt is vannak értékes információk. Daniel Dingel vízautójának feltételezett működési elve Hogyan tudta ezt DANIEL DINGEL és ARCHIE BLUE megcsinálni? Szeretném neked bemutatni, hogyan tudta Daniel Dingel megépíteni a vízautóját. Mindenek előtt szeretném kijelenteni, hogy Daniel módszere megegyezik Archie Blue módszerével, ami rendkívül

egyszerű, de mégis vannak olyan részletek, melyek elengedhetetlenül szükségesek a működéshez: • • • • • • Először is, az üzemanyag-csatornában uralkodó nyomásnak sokkal kisebbnek kell lennie a tengerszinten mért légnyomásnál. A hidrogén egyszerű elektrolízissel lett előállítva, vagyis egyenárammal, tehát semmilyen pulzáló áramra nincs szükség. 12V egyenfeszültség megfelel A vízben szódium-hidroxidot használunk elektrolitként. A legjobb módszer az, ha a buborékoztatót és az elektrolizálót egybeépítjük. A mechanikai teljesítmény meghaladja az elektródákra vezetett elektromos teljesítményt. Ezt nagyon nehéz elhinni, tudom A keletkezett gáz nem hidrogén, hanem nitrogén-hidroxid. A levegő 78%-a nitrogén. A nitrogén-hidroxid nyilván a hidrogénra, oxigénra és nitrogénra gyakorolt alacsony nyomás következménye. Elektrolizáló és buborékoztató tartály Az elv egyszerű. A beáramló levegő mennyiségét

egy szelep segítségével és/vagy a levegőcső átmérőjének változtatásával szabályozhatjuk. A víz felszínén lévő alacsony nyomásnak köszönhetően a víz könnyebben gázosodik. A motorba tehát levegő (hidrogén és oxigén) és porlasztott víz kerül. Ez a vízpára a hengerbe kerülve abszorbeálja a hőt, ezáltal hűti a motort és egyenletesebbé teszi annak futását. Négy elektrolizálót is sorba lehet kötni, melyekben elektrolitként szódium-hidroxidot használhatunk, az elektrolizáló feszültsége pedig 12V lehet. A sorba kapcsolás révén a rendszer kevesebb áramot fogyaszt és négyszer több hidrogént termel, bár ebben az esetben némi változtatást kell eszközölni, hiszen a cellák el vannak szigetelve egymástól. Megjegyzés: Az elektródák perforáltak (lyukacsosak), így tud a keletkezett gáz kijutni az elektródák közül. Az elektrolizáló cellák sorbakapcsolása Az általam elképzelt elektrolizáló cellák tervének

leírása a következő: • • • • • Négy elektrolizáló cella van sorba kötve. A vízben maró lúg (szóda) van. Az áramforrás egy 12V-os autóakkumulátor A cellák ugyanabban a vízben lehetnek egymástól legalább 5 cm - de inkább 10 cm - távolságra, így megakadályozhatjuk az áram cellák közötti átszivárgását. Szükség esetén használhatunk szigetelőket is az egyes cellák elektródái között. A maximális áram ne haladja meg a 20 ampert. Ennek elegendőnek kell lennie Újabb találgatások (Hozzáadva az oldalhoz 2003 április 5.-én) Dingel egyik autója 1 liter vizet használ körülbelül 1 óra alatt. Ez 570 ml/sec hidrogén- és oxigéngáz fejlesztésére elegendő, HA csak vizet használ. De honnét vesz 3000 ampert, hogy a vizet lebontsa? Ez csak ámítás! Az elektrolizáló áramkör is csak ámítás! A valóságban mindössze 10 és 50 amper közötti áramot használ, attól függően, hogy a generátor mennyit képes leadni, és

ez az áram 1.7 és 85 ml/sec hidrogén- és oxigéngázt termel. A motor által használt víz LEGNAGYOBB RÉSZE csak VÍZPÁRA, ami az alacsony nyomás hatására jön létre. Az egy óra alatt felhasznált 1 liter vízből csak 29 és 15 milliliter közötti vízmennyiség bomlik le hidrogénra és oxigénra. Mit gondolsz, a Dingle elektrolizálóját bemutató filmen a fejlődő buborékok mérete alapján a gáz mennyisége eléri az 50 ml/sec-ot ? Figyeld meg, hogy amikor Daniel kihúzta a motorhoz vezető üzemanyagcsövet az elektrolizálóból, egy cuppanó hang hallatszott és a buborékképződés azonnal leállt! Levegőt szívatott az elektrolizálóba! A filmben a képződő gáz mennyisége nem látszik túl soknak. Az áram maximum 10 A lehet A bevezetőben látható filmben, mikor a hölgy vezette az autót, egy kattogó hangot hallott a gázpedál lenyomása közben. Ez azt jelentheti, hogy Daniel változtatható ellenállást használ VAGY kapcsoló relét,

amivel több elektródát aktivál az elektrolizálóban. A filmben szereplő tudós, valamilyen Ernesto, azt mondta, hogy ez egyszerű hidrolízis (a hidrolízis a víz elektrolízise más néven). Figyeld meg a fázisceruza lámpáját Nincs semmi varázslatos ebben, mondja Daniel, egyszerűen csak az történik, hogy a csavarhúzót hozzáérinti a rozsdamentes acélból készült anódhoz. A fázisceruza leföldelődött az autó negatívan töltött vázához érve, ezért gyulladt ki a lámpa. Kipróbáltam a hidrogénmeghajtást a 250 cm3-es négyütemű motorbiciklimen, melynek csak 10 és 20 cm3 közötti hidrogént adtam másodpercenként. A kritikus dolog az volt, hogy a szivatót teljesen ki kellett kapcsolni, mivel a levegőellátást korlátoznom kellett a porlasztó és az elektrolizáló közötti alacsony nyomás létrehozása érdekében. Nos, amit itt állítok, az nem természetfeletti, egyszerűen csak túllépi a hagyományosan értelmezett energia-megmaradás

törvényét. Megjegyzés: Amennyiben kapcsolatba akarsz lépni ennek a cikknek a szerzőjével, akkor a következő címre írhatsz (angolul): rauli tech@yahoo.comau Ingyen üzemanyag - Hidrogén generátor (Amit a TV-ben nem mondanak el neked) Carl Cella Ez a cikk eredetileg a Psychedelic Illuminations, Volume I, Issue VIII. számában jelent meg A szerzője nem éppen a szép beszédével keltette fel a figyelmemet, hanem a tartalommal. Carl Cella épített egy vízautót magának, amivel sokat autózott az USA-ban, s mivel pár érdekes dolgot is említ az írásában, ezért lefordítottam Neked is a káromkodások kivételével! Haver! Először is, ez nem ámítás, nem "add ide a lóvét aztán tünés"! Ez a szerkezet működik. Én a "Rampage" hevy metal együttes őrült embere vagyok, de jóval a zenei sikereim előtt műszaki beállítottságú voltam és nagyon érdekelt annak a lehetősége, hogy a vízből nyert üzemanyaggal meg lehet hajtani

az autót. Miután elolvastam az összes fellelhető információt a hidrogéngenerátorokról, 1983-ban megépítettem az első működő készüléket, amelyet aztán beépítettem egy 1979-es Cadillac Coupe de Ville motorházába. Nem kell nyugtalankodnod a fogyasztás miatt, mivel a jármű teljes tömege ingyen üzemanyag esetén nem játszik szerepet! A rendszeremet az olvasott legjobb rendszerek alapján építettem meg, sőt, még tovább mentem, mivel a legerősebb anyagokat és a legvilágosabb tervrajzokat használtam. Az összes titánium csavart és anyát egy repülőgép hulladékkénti kiárusításán vettem - ezek olcsóbbak és nem kopnak el, ezáltal nagy pénzeket takaríthatunk meg. A hengerfejnél és a kipufogórendszernél bizonyos változtatásokat kell elvégezni a biztonság és a hosszú élettartam elérésére. Először is, az égés során a korábban szétválasztott hidrogén- és oxigénatomok újraegyesülnek, ezáltal a kipufogórendszerbe

vízpára - és semmi más, mármint szennyező anyag - nem jut. A legtöbb autógyártó öntöttvas kipufogócsöveket és acélszelepeket használ. A hő és a nedvesség együttes hatása (nedvesség nem jelentkezik a benzin elégetése során) a rendszer rendkívül gyors elrozsdásodásához vezet. Az egyik átalakítás az, hogy ezeket az acélszelepeket rozsdamentes acélszelepekkel kell felváltani, valamint a teljes kipufogórendszert rozsdamentes acélból kell megépíteni. Az autós boltok árulnak rozsdamentes acélszelepeket és rozsdamentes acélból készült hangtompítókat, melyek nekünk teljesen megfelelnek. Mivel a hidrogén - sok benzinnel ellentétben - nem tartalmaz ólmot, ezért nem szükséges a szelepek ólommal való kenése. Az ilyen eszközök komplett árusítása halva született dolog. 1983-ban kapcsolatba léptem az Energiaügyi Hivatallal, hogy bemutassam a működű autómat, ahol is két, "a zsarnoki elnyomás nagyon ellenséges

ügynökével" akadtam össze, akik azt mondták, hogy ha megpróbálok előre gyártott modulokat árusítani, abból sok "problémám" lehet. Megkérdeztem, hogy mi f.ért, mire nagyon nyersen és nem a legkedvesebb hangsúllyal ezt felelték: "Van neked arról fogalmad, hogy egy ilyen eszköz nyilvánossá tétele milyen hatással lenne a gazdaságra?" Valakik nagy pénzektől esnének el, például az olajtársaságok évi adójától és a benzin adójától. A világ olajellátása erősen szabályozott és nagyon jövedelmező az olajárakat olyan magasan tartani, amennyire csak lehetséges. De hogyan tudnák megállítani vagy szabályozni az esőt? "Ők" nem tudják, s mivel a víz ingyen van, így "Ők" nem tudnak ebből profitálni. Ez a technológia olyan egyszerű, hogy még fél aggyal is - és az autó mechanikájának egy kis ismeretével - bárki meg tud építeni egy ilyen rendszert. Közzéteszek egy minden részletre

kiterjedő, világos tervet (ez nem lósz.r), alkatrészlistát, építési tanácsokat és egy csomó, a motor átalakításával kapcsolatos olyan elgondolást, mely az alkatrészek legyártását és összeszerelését a lehető legegyszerűbbé teszi. Az általam megépített rendszer tényleg olyan klassz, mint ahogy állítom, de csak nyomtatott információt adok arról, hogyan építheted meg Te is a magadét és nem vállalok semmilyen személyes felelősséget, ha kárt teszel magadban vagy az autódban. Ez csak a saját butaságod, ha te véletlenül egy üresfejű alak vagy, aki nem tudja elolvasni ezt az egyszerű angol nyelvű átfogó technikai leírást, bármilyen egyszerűen is legyen az fogalmazva. A rendszert csak porlasztóval alkalmaztam. Soha sem próbáltam meg ezt üzemanyagbefecskendező rendszerekre alkalmazni és azt se állítom, hogy ezt könnyű volna megcsinálni, ha egyáltalán lehetséges. MINDEN KÖBLÁB VÍZ 1371 KÖBLÁB HIDROGÉNGÁZT ÉS 680

KÖBLÁB OXIGÉNT TARTALMAZ (1 köbláb = 28.32 liter) Mivel nincs légszennyezés, a légszűrőt teljesen legálisan kiszerelheted és mentesülsz a szénmonoxid mérések alól is, akárcsak az összes propángázzal hajtott autó. Az egyetlen dolog, amit időről időre elvégzek, az az elektrolizáló készülék elektródáira lerakódó ásványi anyagok eltávolítása, valamint, de ezt ritkábban, az elektrolizáló készülék kitisztítása. Egyik se komplikált vagy időigényes Annyi tartalék elektródát készítettem, hogy ez a munka nem tart fel engem, miközben éppen úton vagyok, nem úgy, mint amikor még az elején csak egyet használtam, nem is sejtve, hogy valami rárakódhat az elektródákra, ami persze az elektrolízis egész folyamatát leállítja. Amikor az autó lerobban, csak egy gombnyomás, és máris mehetek tovább, amíg nem érek olyan helyre, ahol viszonylag kényelmesen megtisztíthatom az elektródákat. És ez nem Los Angeles és San Francisco

között lesz valahol félúton, ahol az első lerobbanásom történt. Az acélból készült benzintank helyére tehetjük az elektromos szintérzékelővel ellátott műanyag víztartályt. A szintérzékelő kijelzőjét a jelenlegi üzemanyagszint-jelző helyére tehetjük a műszerfalon. Ha nem végzel el semmilyen más változtatást, csak a porlasztót teszed alkalmassá a hidrogén fogadására, attól még a rendszer nagyszerűen fog működni, de a kipufogórendszer semmi perc alatt el fog rozsdásodni, és ha a motort "hosszabb ideig" nem kapcsolod be, akkor a gyárilag beépített szelepek és érzékelők elrozsdásodnak és beszorulnak! A rozsdamentes acélszelepek nem drágák és ugyanolyan problémamentesek, mint a rozsdamentes acélból készült kipufogórendszer. Ne légy bolond és ne akarjál ezen spórolni, mivel ezzel csak plusz kiadást és fejfájást okozol magadnak és engem fogsz okolni a saját butaságodért. Az öntöttvas hengereket és a

szelepek bemeneteit magas hőmérsékletet elviselő, úgynevezett "heanium" kerámiával burkold be, mely ezeket megvédi attól a korróziótól, mely a szelepeknél, érzékelőknél és a kipufogórendszernél is fellép. Aztán ott van a kipufogó csonk: A nedvesség ott is rozsdásodást idéz elő. A petróleumalapú üzemanyagnak megvan a saját mosóhatása, mely véd a korróziótól, ahogy az olaj is védi az olajban áztatott alkatrészeket. Amikor hidrogént használunk a belsőégésű motorok üzemanyagaként, további elővigyázatossági intézkedéseket kell tennünk azért, hogy a rendszer élettartamát meghosszabbíthassuk, nem pedig csak letekerünk pár ezer mérföldet aztán a motor besül, mint egy lósz.r Ne használj tengervizet! Annak minden gallonja háromnegyed font sót tartalmaz (1 gallon = 3.78 liter, 1 font = 045 kg), vagyis olyan anyagot, amely hamar befedi az elektródákat, amikből csak egy nagy koszhalom lesz. Az elektrolízis mégis

létre fog jönni, mivel a csapvíz nem 100%-osan tiszta, hanem különböző ásványi anyagokat tartalmaz, melyek az elektrolizáló cella elektródáin az elektromosan aktivált lebontási folyamat során a víz hidrogénatomjainak segítenek elválni az oxigénatomoktól. Ez olyan üzemanyagot eredményez, ami meg tud hajtani egy belsőégésű motort. A világ két eleme, mely a legnagyobb bőségben található, a hidrogén és a butaság. A hidrogént könnyen előállíthatjuk a vízből, a butaság pedig vagy rosszul használja fel azt a technológiai eszközökben, vagy egyszerűen a személyes érdekek miatt elhallgatja a nyilvánosság elől, így az emberek kénytelenek a környezetszennyező, de nagyon jó profitot biztosító káros üzemanyagot használni. Ezek a pénzéhes paraziták fosztogatják az egész bolygó tudatlan és gyanútlan lakóit, akik ha tudnák, milyen egyszerű a hidrogént előállítani, nem vennének benzint! A föld két legjobban

jövedelmező üzlete az elektromosság és az olaj. Az elektromosságot motorok segítségével is előállíthatjuk, a motorokat pedig meg lehet hajtani hidrogénnel. Ha tehát az elektromosság az autó generátorából jönne, amit egy hidrogén-meghajtású motor forgatna, és a vízellátást állandósítani tudnánk, például a kipufogóból a vizet lecsapatnánk, akkor egy majdnem örökmozgó készüléket tudnánk csinálni. Ez nem tökéletes örökmozgó, mivel az energia egy része hő formájában elszökik, bár a hatásfoka még így is nagyon jó lenne. S mivel a folyamat beindításához szükséges üzemanyag ingyen van, ki panaszkodna? Én nem alkalmaztam kondenzálót a kipufogórendszerben, de javaslom, hogy valaki próbálja ki ezt, ezáltal növelve a feltöltés nélkül futott mérföldeket. Elképzelésem szerint ez egy kipufogórendszerbe beépített radiátor lenne, mely vízgyűjtő vájatokat és levegőcsatornákat tartalmazna, melybe az autó

haladása során keletkező hideg levegőt vezetnénk be. Én csak egy ötletet mondtam, kész tervvel nem szolgálhatok, mivel én azt akarom, hogy minél kevesebb legyen a légellenállás. De például egy álló elektromos generátornál, ahol ez nem szempont, ez kivitelezhető lenne. De térjünk vissza az én vízzel működő autómhoz. A hengerfal öntöttvasból van, mely hajlamos a rozsdásodásra, de a szelepeknek köszönhetően állandóan tisztán vannak tartva (feltéve, hogy a motor nem áll hosszabb ideig). A teljes motorblokkot rozsdamentes acélból elkészíteni kicsit drága mulatság lenne. Ne várd lélegzetvisszafojtva, míg a nagyfiúk hidrogén-meghajtású autókat fognak gyártani. Ők a benzinen pénzt keresnek Nem bízhatsz meg bennünk, ezt vésd az eszedbe! Érted, miről van szó? Halóó, van otthon valaki? Kapcsold ki a TV-t! (mely csak hazugságokat sugároz! Vagy neked tetszik, ha össze-vissza hazudoznak neked?) Kelj fel a fotelból, rázd ki az

álmosságot a szemedből és kezdj el dolgozni! Mennyit költesz benzinre egy évben? Nem tudom, Te hogy vagy ezzel, de én inkább ennivalót veszek ezen a pénzen. Egy autó könnyen átalakítható lenne már a gyárban úgy, hogy a hengerfej és a szelepek rozsdamentes acélból készüljenek. Megérne 25 ezer dollárt vagy még többet kiadni egy autóért, ha figyelembe vesszük, hogy az üzemanyag ingyen lenne, és ezek a kis változtatások nem lennének "változtatások". De gyári átalakítás ide vagy oda, amíg eső van és élek, hogy ezt lássam, addig én ingyen autózok! Sok kritika éri a hidrogént, mint autó-üzemanyagot. Ezek legtöbbje propagandával teli hazugság, mely azoktól származik, akik a legtöbbet veszítenének akkor, ha a hidrogén-meghajtású autók széles körben elterjednének, vagyis az olajtársaságoktól. Aztán persze ott van az a néhány idióta is, aki a józan észt figyelmen kívül hagyja, gondolván, hogy ő kivétel és

nem cseréli le a hagyományos acélszelepeket rozsdamentes acélból készültre. Ezek a kibt légfejűek azt érik el, hogy a motorjuk tönkremegy a teljes tudatlanságuk miatt. Olcsók akarnak lenni, aztán meg a hidrogénmeghajtás elvét okolják, ezáltal is továbbterjesztve a hazugságokat erről a nagyszerű és egyszerű technológiáról. Te nem költenél 1 és 3 ezer dollár közötti összeget az autód üzemanyag-ellátásának teljes átalakítására, ha ez egy egyszeri "befektetés" lenne, mely azt eredményezné, hogy soha többé nem kéne benzint venned ehhez az autóhoz? Van néhány gyári, jó hatásfokú autó a piacon, mely már eleve rozsdamentes acélszelepekkel készült, de ezekből kevés van és még így is le kell cserélned a kipufogórendszert. Ahhoz, hogy a porlasztó képes legyen gázállapotú üzemanyagot fogadni, azt át kell alakítanod úgy, hogy ugyanolyan alkatrészekből álljon, mint a propán-bután meghajtású motorok

üzemanyag-ellátó rendszere. Ilyen porlasztó csomagot árul az "IMPCO" például Mivel a motor nem bocsát ki szennyező anyagot, a motort "hivatalosan" is át lehet alakítani jobb hatásfokú alkatrészeket használva, mint például a vezérműtengelyt, mely benzinüzemnél növelné a környezetszennyezést s így használata "illegális" az autópályákon. Természetesen ez "szabálysértésnek" fog számítani, ha "elkapnak" az utakon, de összehasonlítva azokkal a "fizess megint, mert a mérgező gázkibocsátásod megint túl magas" számlákkal ez nem olyan sok. Érted a lényeget? Pénz, egy csomó pénz! A hidrogén-meghajtású autókkal kik veszítenének? Ezek a kib.tt nagyfiúk, senki más Nem lenne több benzinadó, zöldkártya díj, bírságok a rosszul csatlakozó füstszűrőkért, ezeknek a gázszűrő alkatrészeknek az autókba való beépítési költsége, üzemanyagtöltő állomások minden

sarkon, füstjelzők, ózonszint csökkenés vagy "megfeneklés" az utakon egy nagy vihar közepette, mivel elfogyott az üzemanyagod! Azokhoz a fényszórókhoz hasonlóan, melyeket vissza lehet húzni egy tokba, szerkeszthetünk egy ütődésérzékelő rendszert, mely egy, a motorháztetőbe épített tartályt nyitna meg, melyből a víz egy hajlékony csövön keresztül a főtartályba jutna. Ez akár álló helyzetben, akár menet közben is működhetne Csak figyelned kell a tartály szintjelzőjét és el kell zárnod a bemenetet, mikor a víztartály megtelt. Bár még sokáig kell várnunk, míg megjelennek a teljesen korrózióálló, egzotikus fémötvözetekből készült motorok (gyári készítésűek, melyeket aztán át lehet alakítani vízmeghajtású belsőégésű motorokká), addig is közzéteszek egy teljesen komplett tervet arról, hogyan lehet olyan hidrogéngenerátort készítened, mely meg tud hajtani egy autót. De az összes motorváltoztatást

csak mint ötletet mondom. Ez tőled függ, hogy milyen változtatásokat végzel el a motorodon. Használd a saját ötleteidet Ne csak arra támaszkodj, amit itt leírok vagy éppen nem írok le. Ha feltalálsz egy folyamatot, mellyel véded a motort a korróziótól, használd azt! Azért írom ezt a kis könyvecskét, hogy segítsek az embereknek felébredni abból a nagy hazugságból, hogy az olajtársaságoktól függ az autójuk meghajtása. Ha egy városi autóbusz hidrogén-meghajtású lenne, nem volna alapjuk egy-két dollárt elkérni a viteldíjért, mondván, hogy az "olajárak emelkedése miatt" kénytelenek ezt tenni. Arra az esetre, ha csodálkoznál: "Miért nem használja ezt egy csomó ember, ha ez működik?" Azért, te bolond, mert abból nem lenne haszna az olajtársaságoknak, mint már mondtam neked. A nagy pénz megrontja a kis agyakat A társadalmunk tele van olyan seggly.akkal, akik csak azért vannak, hogy megrémüljenek más

kreativitásától Ezek ilyeneket mondanak, hogy: "Hát én nem hiszek ebben" vagy "Ez valójában nem működik, ez csak ámítás. A múltkor láttam a TV-ben, hogyan égett ki az egyik ürgének a motorja." vagy "Hogy lehet, hogy én még nem hallottam erről, ha ez tényleg működik?" Mindegyik egy kib.tt idióta, akinek az agyát teljesen átmosták, így szentül hiszik, hogy amit a TV-ben látnak, az a megkérdőjelezhetetlen igazság! Elmentem az autómmal a "Charnel Seven Eyewitness News" (Halálbiztos Hét Szemtanú Hírek) Los Angelesi stúdiójába, hogy bemutassak nekik egy autót, mely ténylegesen működik. Azt mondtam nekik, hogy ha mindenféle negatív példákat bemutatnak, melyet az emberek elkövettek, miközben hidrogén-meghajtású autót akartak készíteni, akkor miért nem mutatnak be egy olyan autót is, amely ténylegesen, minden kétséget kizáróan működik? Azt válaszolták, hogy "az embereket nem

érdekli az ilyen dolog". A televízió a nagy hazugság fő forrása, mellyel tömegméretű agymosást lehet véghezvinni. A kormány azt akarja, hogy az emberek elhiggyék, minden pénzbe kerül Nem csak a hidrogén-meghajtású közlekedési eszközök elterjedésével fellépő bevételi veszteségek miatt nyugtalankodnak, hanem főként a hidrogén-meghajtású elektromos generátorok miatt, melyet mindenki tudna használni az otthoni energiaellátása érdekében. A vízszolgáltató lenne az egyetlen közszolgáltatási vállalat (meg persze a telefontársaságok), amire tömeges igény lenne. Az udvaron egy 55 gallonos olajos hordóba összegyűjtve az esővizet és azt az autó üzemanyagaként használva a tömeges igények még jobban csökkennének! Én annyit segíthetek "legálisan" az emberek felébresztésében , hogy annyi készüléket gyártok - személyes célokra - amennyit csak tudok és hogy megírom ezt a cikket. A hidrogéngenerátorban rejlő

energia 100%-os hatásfokú. Igen, jól olvastad: ingyenenergia! A motort az autó akkumulátora indítja be, de miután a motor már forog, a generátor újratölti az akkumulátort és táplálja a gyújtórendszert. Egy egyszerű hidrogéngenerátor, melynél a víz lebontásához szükséges energiát egy generátor adná és ez a keletkezett üzemanyag meghajtaná a motort, mely hajtaná a generátort.Nos, nem volna szükség külső tápforrásra, míg a vízutánpótlás megoldott lenne, s így a teljes rendszer önmagában zárt lehetne. A motorházba beépített plusz akkumulátor több áramot biztosítana - ha erre egyáltalán szükség van - mely lehetővé tenné az összes elektromos berendezés egyidejű meghajtását: a gyújtórendszert, a hidrogéngenerátort, a lámpákat, a légkondicionálót és a megawattos, ultraerős mini sztereó berendezést, mely egész úton a "Rampage" zenéjét játszaná! Készíts fénymásolatot erről a cikkről és add oda

annyi embernek, ahánynak csak tudod. A világ azért ilyen kib.tt hely, mert "mi, az emberek" ilyen hellyé tettük vagy legalábbis nem próbáltuk meg jobbá tenni. A víz az egyetlen "újrafelhasználható" energiaforrás és ez sohasem fog elfogyni! A KÖVETKEZŐ LÉPÉS A rendszer működtetése: Indításkor nem csak az elektrolizáló cellát helyezzük áram alá, hanem a vízpumpát is. Ha az autó lerobban, ez annak a jele, hogy az elektródákat teljesen befedte a nem teljesen tiszta vízben lévő szennyezőanyag. Ez azt jelenti, hogy az elektromosan aktivált szétválasztási folyamat (elektrolízis) leállt. Ezeket a kapcsolókat visszajelző lámpával is lásd el, hogy mindig lásd, melyik van bekapcsolva és hogy ne kapcsoljad be véletlenül azt, amit nem akarsz. Amikor a tartalék elektródákat kell üzembe helyezned, a "halott" elektródákról kapcsold le az áramot, akárcsak az elektrolizálót elzáró elektromos

vezérlésű szelepet is. Ezek a gázszelepek azért kellenek, hogy a nyomás alatt lévő oxigén kiszivárgását megakadályozzuk, így az nem tud a keletkezett hidrogénnal egyesülve "Országúti Tűzhányó"-vá válni. A hidrogén és az oxigén közötti molekuláris kötés azáltal bomlik fel, hogy a vízbe egyenáramot vezetünk. A hidrogén a negatív töltésű elektródához, az oxigén pedig a pozitívhoz vonzódik. Ez a folyamat hőt termel az elektrolizálóban, ezért előnyös, ha az elektrolizálót a motorházban egy alumínium- vagy furnérlemezfallal választjuk el a motor többi részétől. A kisebb autók kevesebb benzint fogyasztanak, ezért olcsóbb az üzemeltetésük, bár amikor az üzemanyag hirtelen ingyenessé válik, az autó mérete és súlya nem lesz fontos, kivéve a Porsche-t és hasonló sportautókat. Ki a fene akar egy gördülő szardíniásdobozban nyomorogni. A gyorsaságot feláldozhatjuk a kényelemért, bár egy Cadillac

könnyen elérik a 130 mérföldes óránkénti sebességet, s azt huzamos ideig tartani is képes. A vizet az elektrolizálóba pumpáljuk. Maga az elektrolizáló pozitív töltésű, mely az oxigénmolekulákat magához vonzza. Ez az oxigén a vízvisszavezető csövön és a víztartály kupakjában lévő nyíláson ("T" csatlakozó) keresztül távozik. A műszerfalra ki van vezetve egy nyomásmérő, mely a szabályozó és a keverő előtti nyomást méri. A hidrogéngenerálás megkezdéséhez fordítsd el a műszerfalon lévő kapcsolót és figyeld az üzemanyag nyomásmérőjét. Mikor a nyomás megjelenik, indítsd el a motort Amikor beszereled az elektrolizálót, figyelj arra, hogy az elektrolizáló fala pozitív töltésű, míg a legtöbb autónál a váz a negatív töltésű földelés, így a pozitív töltésű elektrolizálót el kell szigetelned a negatív töltésű váztól. Utolsó megjegyzés: Ez a készülék nem egy elv vagy elmélet. Ez ki lett

próbálva és működőképesnek bizonyult. Ezt a rendszert 18 éves koromban, 1983-ban terveztem és többet is építettem a "Rampage" bevételeit használva kutatásra és fejlesztésre. Nem tudok eladni működő egységeket, de csak a halál tud megakadályozni abban, hogy ezt a cikket terjesszem abban a reményben, hogy az emberek felébrednek az olajfüggőség nagy hazugságából és megtöltik az utakat hidrogén-meghajtású autókkal. Ha elég ember rájön, milyen egyszerű mindez, a közvélemény nyomást gyakorolhat a kormányra, ami azt eredményezi, hogy vége lesz a régóta alkalmazott média ellenkampánynak. A Los Angelesi "Szemtanúk"-nál nem akarták, hogy megtudják az emberek, hogy egy 18 éves metálfejű is képes volt megépíteni egy működő járgányt. A közvélemény szemében mi buták vagyunk, de ez egy kib.tt szops! A hidrogén és oxigéngáz nem szennyezi a környezetet és segít a motorból eltávolítani a

szénszármazékok lerakódását, ami nagyobb sebességet és kisebb kopást eredményez. Azonnal észre fogod venni a motor jobb hatásfokát. Megjegyzések: • Cella nagy hangsúlyt fektetett a rozsdásodás megakadályozására. Ez mind helyénvaló, de a további techinaki részletek elég ködösek. Az itt ismertetett két ábra sajnos nem elegendő ahhoz, hogy reprodukáljuk Carl Cella elektrolizálóját. • Azt is írja, hogy a benzin ólomtartalma biztosítja a kenést. Ezzel kapcsolatban az egyik Olvasó - Otako - a következőket írta: ".nagy tudományossággal előadják, hogy az ólom azért van a benzinben, hogy kenje a motort és a szelepeket. Pedig ez nem így van Ólom nincs a benzinben! A benzin kompresszió tűrésének fokozására ólom-tetra-etilt kevernek bele, az üzemanyag rendszer tisztítására pedig toluol-t. Az ólom-tetra-etil egy igen nagyméretű molekula és mikor a robbanó keverék égésekor a "láng front" egy ilyen

molekulába ütközik, akkor az nem tud tovább terjedni. Köze nincs az ólomnak a kenéshez és az égés végén nem is keletkezik fém ólom ami esetleg kenőanyagként szóba jöhetne." Vízzel működtetett benzinmotoros generátor Drunvalo Melchizedek A The Spirit of Maat 2002 februári számában egy olyan leírást tettünk közzé, melynek segítségével egy közönséges autót vízmeghajtásúvá alakíthatunk át. Ez a leírás névtelenül lett elküldve nekünk, de mi ezt szakemberekkel leellenőriztettük és mint kiderült, ők is hasonló technológiával dolgoznak. Mivel úgy hisszük, hogy a "hitetlenség" jelentős visszahúzó erő a víz üzemanyagként való hasznosításában, ezért folytattuk a kutatásokat további technológiai megoldások irányában. Ezek közül kettőt - mindkettő ugyanannak a cégnek a találmánya - ebben a cikkben ismertetünk. Az egyik találmányt Drunvalo személyesen is megtekintette, s az erről készült

videofilmet Te is megnézheted a számítógépeden. Bush amerikai elnök felhívást intézett az amerikaiakhoz, melyben arra kérte őket, hogy az autójukat hidrogénnel üzemeltessék és több mint egy milliárd dollárt helyezett letétbe azon kutatásokra, melyek célja ezen módszerek kidolgozása. A Kanadai Toronto város egyik kerületében egy kis cég, a Rothman Technologies, Inc. ténylegesen kidolgozott nem is egy, hanem két életképes módszert arra, hogyan lehet a vizet hidrogénra és oxigénra bontani. Egyik módszer kidolgozása sem igényelt egy milliárd dollárt. Ezek egyszerű válaszok Az autóinkban jelenleg meglévő motorok nagyon kis változtatásokkal működtethetők ezekkel a módszerekkel és nem szükséges egy külső infrastruktúra kiépítése, mint például a jelenlegi üzemanyagtöltő állomások és szükségtelenné válnak az olajfinomítók is. Ezen vízüzemanyagú rendszerek működési elvének megértésében segítséget nyújthat, ha

megértjük, hogy a közönséges víz tulajdonképpen egy "akkumulátor", mely hatalmas mennyiségű energiát tárol. A víz, H2O - két hidrogén- és egy oxigénatom egyesülése És, mint ahogy azt Bush amerikai elnök is mondta, a hidrogén kitűnő üzemanyag. A vízmolekulákban rengeteg energia van és ennek egyáltalán semmi köze sincs ahhoz az energiamennyiséghez, mely a víz lebontásához kell. Ez egy különösen fontos momentum, de az emberek többsége - köztük sok tudós - nincs ezzel tisztában. Ha tudunk egy ökológiailag tiszta módszert találni a vízmolekulák lebontására, akkor az összes energiával kapcsolatos problémánk egy csapásra megszűnik. Azonnali hidrogéngáz Az első reakció - melyet a Rothman Technologies bemutatott nekünk - vizet, sót és egy rendkívül olcsó fémötvözetet használ. Ezen reakció eredménye tiszta hidrogéngáz, egy olyan üzemanyag, melynek elégetése nem igényel külső oxigént - és semmiféle

szennyező anyagot nem bocsát ki. A Rothman Technologies tulajdonosa körülbelül ötven találmányt dolgozott ki a különböző mechanikai eszközök, kémiai vegyületek és üzemanyagok terén. Ez a találmány, mely egy különleges fémötvözetet használ a vízmolekulák lebontására, s mely minket most különösen érdekel, szintén az ő találmánya. A The Spirit of Maat nevében 2003 februárjában meglátogattam a Rothman Technologies céget azzal a céllal, hogy saját szememmel meggyőződhessek arról, amiről már sok ember mesélt nekünk. A cég egy 12 lóerős benzinüzemű elektromos generátort hajtott meg "vízüzemanyaggal". Ez a generátor egy benzinüzemű belsőégésű motor volt, pontosan olyan, mint amilyen a Te autódban is van. Beismerték, hogy a rendszer még eléggé nyers és további finomításokat igényel. Mindennek ellenére be tudták nekünk mutatni, hogy egy benzinüzemű motor vízzel is tud működni. A motor egy garázs

szerelőpadján volt elhelyezve, melynek ajtaja a szellőzés érdekében nyitva lett hagyva. A padlón tizenhárom félgallonos edényt kapcsoltak össze csövekkel úgy, hogy mindegyik cső egy vastag központi csőre csatlakozott, ez a központi cső pedig közvetlenül a motor porlasztójába vezetett. Az edényekben közönséges víz és elektrolit volt (vagyis valamilyen só). Mikor ennek a különleges fémötvözetnek egy kis darabkáját beledobták az elektrolit keverékbe, a hidrogén bámulatos ütemben azonnal elkezdett fejlődni. A hidrogéngáz a fővezetéken keresztül közvetlenül áramlott be a porlasztóba. (Olvasd el a megjegyzést) A cég képviselője megrántotta az indítózsinórt és egy pár próbálkozás után a motor beindult és folyamatosan dolgozott. A motor folyamatos működését körülbelül húsz percig figyeltük. (A januári torontói levegő és a nyitott garázsajtó miatt valóban hideg volt, ezért ezt a húsz percet elegendőnek

találtuk arra, hogy a "működési elv bizonyosságot nyerjen".) A vizet és sót, valamint a fémötvözetet használó motor egyértelműen működött. A cég képviselője szerint ez a fémötvözet olyan olcsó, hogy egy fél kanadai cent értékű ötvözet a motort körülbelül négy óráig tudja üzemeltetni. Szintén érdemes megjegyezni, hogy a beszélgetőpartnerünk szerint a tengervizet közvetlenül felhasználhatjuk elsődleges üzemanyagként, s ekkor sót se kell adni a vízhez. Michael Ballin-nal voltam ott, aki a Rolling Arts TV-nek dolgozik. Ez a Los Angeles-i televíziós csatorna régiségekkel, horgászattal, autóversenyekkel, valamint művészien kidolgozott autókkal foglalkozik az adásaiban. A cikk végén látható videofilmet tehát Michael a cégének vette fel. Egy másik bámulatos áttörés A Rothman Technologies cégnek egy másik módszere is van arra, hogyan lehet a vizet üzemanyaggá alakítani. A módszert elektrolízisnek hívják

Az elektrolízis során a vizet Brown gázzá alakítják, mely szintén tökéletes üzemanyag benzinüzemű motorokhoz. Egy dolog kivételével ugyanolyan a módszer, mint amit már ismertettünk korábban ezen a weboldalon (itt). Miért jobb üzemanyag a Brown gáz, mint a tiszta hidrogén? A véleményünk a következő: A minket körülvevő környezet napjainkban hatalmas problémákkal küszködik, melyek közül az egyik legsúlyosabb, hogy a Föld oxigénkészlete folyamatosan apad. A levegő oxigéntartalma olyan alacsony, hogy az néhány területen már a létezésünket veszélyezteti. A levegő normál oxigéntartalma 21%, de néhol ez ennek csak a töredéke Tokióban például az oxigéntartalom lesüllyedt 6-7%-ra. Mikor ez eléri az 5%-ot, az emberek elkezdenek kihalni. Tokióban már oxigénellátó központokat hoztak létre az utcasarkokon azért, hogy vészhelyzet esetén oxigénhez juthassanak az emberek. Végül - ha nem teszünk semmit - ez az

"alacsony-oxigénszint" probléma mindannyiunkra ki fog terjedni. Az elektrolízis folyamán keletkezett Brown gáz nem csak fenntartja az oxigén-egyensúlyt (mint az üzemanyagcellák és a tiszta hidrogén) vagy fogyasztja az oxigént (mint a kőolajszármazékok), hanem még plusz oxigént is ad a környezetének. Ezért gondoljuk úgy, hogy ez lenne a jövő autóinak a legjobb üzemanyaga. A technológiák összehasonlítása Mielőtt elmagyaráznánk a Rothman Technologies cég újító technikáját, mely Brown gázt állít elő a vízből, nézzük meg mindhárom hidrogénalapú üzemanyag-megoldást (üzemanyagcellás, Vízből hidrogén és Brown gáz) az oxigéntermelés és oxigénfogyasztás szempontjából. Üzemanyagcellák: Ez a módszer oxigént vesz fel a környezetéből a hidrogén elégetése során. A kipufogócsőből oxigén és vízgőz jön ki, de az oxigén eredetileg a környező atmoszférából lett felvéve, nem pedig az üzemanyagból

származik. Ezért az üzemanyagcellák se nem növelik, se nem csökkentik a környezet oxigénkészletét. Vízből Hidrogén: Ez az üzemanyag önmagában teljes. A hidrogén elégetéséhez csak kevés oxigént vesz fel a külső atmoszférából, mely előrelépést jelent a kőolajszármazékokból készült üzemanyaggal szemben. Ha a hidrogén tökéletesen elég, akkor semmilyen káros anyag nem jön ki a kipufogócsövön, ha viszont sót és ezt a fémötvözetet használjuk a hidrogén előállítására, akkor ezek visszamaradhatnak a kipufogás során. Brown gáz: Ez a legtökéletesebb üzemanyag az autóink számára. Mint a tiszta hidrogén esetében, ezt is vízből állítjuk elő, de ez úgy ég el a belsőégésű motorban, hogy - a beállítástól függően - még oxigént is tud termelni. Ebben az esetben a kipufogócsőből oxigén és vízpára jön ki, akárcsak az üzemanyagcellák esetében, de az oxigén a vízből származik, miközben a Brown gázt

előállítjuk. Tehát a Brown gázt elégetve plusz oxigén kerül a levegőbe, ezáltal növelve az atmoszféránk oxigénkészletét. Az autónkban a Brown gáz elégetése során tehát a jelenlegi nagyon súlyos környezeti problémát orvosolhatjuk. Ebből a nézőpontból a Brown gáz lenne a jövő autóinak a legjobb üzemanyaga. Egy új Brown gáz technológia Az eddig látott Brown gázt előállító rendszerek legfőbb problémája az, hogy bár működnek, nem tudnak elegendő hidrogént előállítani a dugattyúk meghajtására normál útviszonyok mellett. A Rothman Technologies cég egy különleges elektrolízist használ A hagyományos elektrolízis során az elektrolizáló egység csak "bent ül" a vízben és egy bizonyos mennyiségű Brown gázt termel. A Rothman Technologies cég találmánya azonban egy olyan elektrolizáló egységet fejlesztett ki, amely megnöveli a fejlődő Brown gáz mennyiséget egy teljes nagyságrenddel. (Ha Te, kedves

olvasó, tudós vagy, akkor neked mondom, hogy jól olvastad: a Rothman Technologies rendszere szó szerint tízszer több Brown gázt termel, mint a hagyományos elektrolízis.) A fejlesztő cég úgy találta, hogy az általuk kifejlesztett módszernél a Brown gáz és a víz elkeverednek egymással. Egy tejfehér anyag jön ki a Rothman elektrolizáló készülékből és egy olyan készülékbe áramlik, ahol a vizet leválasztják a keverékről. Innét a Brown gáz a motorba jut, a víz pedig visszakerül az elektrolizáló rendszerbe, ahol újra felhasználásra kerül. Ez a találmány, melyet a Rothman Technologies cég szbadalmaztatott, valószínűleg az eddigi legfontosabb találmány az elektrolízis terén. Az elektrolízis során fejlesztett Brown gáz mennyiségének tízszeresére növelése lehetővé teszi, hogy egy normál autó motorját meghajtsuk és azt sugallja, hogy az elektrolizáló rendszer lesz a jövő választott technológiája. Ha Te, Kedves Olvasó,

feltaláló vagy: Most már Te is tudod, hogy a vízzel hajtott autó teljesen reális dolog, nem pedig egy őrült fantázia. Saját szemeddel láthattad, hogy a "működési elv bizonyosságot nyert" És most, kedves Barátom, sok sikert kívánok neked a világ útjain való autózáshoz, melynek során magunkat mentjük meg magunktól. Bárki is építi meg az első látható vízautót, ezzel megoldja az energiaproblémánkat mindörökké és hősként vonul be a történelembe. Lehet, hogy éppen Te leszel az! Megjegyzés: A folyamat sebességének növelésére a bemutató során nem szódium-kloridot használtunk, hanem más sót, de a gyakorlatban a közönséges asztali só is megfelel, akár csak a tengervíz, s ez valószínűleg a legolcsóbb megoldás. De akárhogy is van, az alkalmazott elektrolit típusa nem lényeges az elv "bizonyítása szempontjából", vagyis hogy a vizet felhasználhatjuk a belsőégésű motorok meghajtására. Az

eredeti cikket angol nyelven itt olvashatod el. Tervek ahhoz, hogy az autód csapvízzel működjön Megjegyzés: Az itt közölt információk az eddig elvégzett kísérleteink szerint nem mindenhol helytállóak. Például az elektrolizálóként használt csöves megoldás nem biztosít elegendő hidrogéngázt egy autó meghajtásához, valamint az angol nyelvű kapcsolási rajz is hibás volt (bár az itt látható kapcsolás már javított, működőképes verzió). Az ajánlott elektrolizáló és a kísérleti tapasztalataink a későbbiekben következnek majd. Ezt a cikket csak ötletadónak szántam, nem pedig egy vakon követendő utasítássornak. Ez alkalmazható teherautónál, motorkerékpárnál, repülőnél stb. is Működik ez? A terveket olyan személy küldte a The Spirit of Maat újsághoz, aki szeretné a kilétét titokban tartani. Mi leellenőriztettük egy szakemberrel, aki úgy gondolja, hogy a terv működőképes. Ezen kívül beszéltünk egy

másik személlyel is, aki egy ehhez hasonló eszközt szabadalmaztatott, valamint mi is tudjuk a saját tapasztalatunkból, hogy ez a technológia működőképes. Tehát, bár garantálni nem tudjuk, de hiszünk abban, hogy ez a terv elégséges ahhoz, hogy te is tudjál építeni egy autót, mely vízi meghajtású. Ha ezt ki akarod próbálni, azt javasoljuk, amit a beküldő tervező is, vagyis hogy egy olyan régi autón próbáld ki, ami már értéktelen számodra. És hagyjál minden mást érintetlenül arra az esetre, ha mégis vissza akarsz térni az eredeti benzinmeghajtásra. De ha az autód működni fog, akkor szeretnénk megkérni arra, hogy küld el a tapasztalataidat az olvasóinknak. Akár nemzeti hőssé is válhatsz és segíthetsz a világunk megmentésében. Mi biztosan tudjuk, hogy megvalósítható az autók vízzel történő meghajtása. Ez egy érdekes projekt lehet minden, a technikát kedvelő ember számára, azzal az ajándékkal jutalmazva, hogy

életed végéig ingyen autózhatsz - egyúttal pedig segítesz az emberiségnek is. A szöveget enyhén szerkesztettük csak az olvashatóság javítása érdekében. Mind a rajzok, mind a szöveg így került az Internetre, ahogy te is látod most. BEVEZETÉS Azt javasoljuk, hogy ezt a tervet egy olyan autón próbáld ki, amire nincs minden nap szükséged, amíg a technológiát nem fejlesztetted tökéjre. Ez a csináld-magad terv lehetővé teszi minden személy részére ( ez te meg én vagyunk, srácok ), hogy valami mást csinálhassunk. Ez a legegyszerűbb és legolcsóbb módja annak, hogyan üzemeltetheted az autódat ( majdnem ) ingyen energiával. A jelenleg létező technika segítségével bárki felállhat és valami különlegeset csinálhat, amivel csökkentheti a levegő szennyezettségét, megszűntetheti az üzemanyagra fordított kiadásait, segíthet visszaállítani a normális atmoszférát és könnyebben lélegezhet. Ezt a tervet felhasználva a teljes

létező rendszert meghagyhatod, csak az üzemanyagtankot és a katalizáló rendszert kell kicserélned. A TERV Építsél meg és kössél be a rendszerbe egy olyan eszközt, melynek segítségével közönséges csapvízzel hajthatod meg az autódat, és mindezt a polcon porosodó alkatrészekből ! Ez egyszerűen csak egy hatékony módszer arra, hogy a közönséges csapvizet gázállapotú hidrogénné és oxigénné alakítsuk, amit aztán elégetünk a cilinderben a benzin helyett. Ez a "mini rendszer" a meglévő akkumulátor és elektromos rendszer segítségével működtethető és egyszerűen ráköthető a meglévő porlasztóra. Egy műanyag víztartályt, egy vezérlő áramkört, egy ionizáló hengert, egy nagynyomású porlasztó illesztőt és három mérőműszert kell beszerelnünk és hozzákötnünk a meglévő porlasztóhoz. A rendszer egyszerűsége abból fakad, hogy egy már meglévő rendszert használunk és nem kell különleges tárolást

vagy nagynyomású tömítéseket alkalmaznunk. Egyszerűen csak elfordítod a gázkart, ezáltal hozol létre elektromos úton több vagy kevesebb gázt, szükség szerinti mennyiségben, mely azonnal fel is használódik. Az egyetlen valódi változtatás az, hogy a hagyományos petróleumalapú üzemanyag helyett közönséges vizet használunk. Ha választhatsz, melyiket választanád? GYAKORI KÉRDÉSEK: K: Ez tényleg működik? V: Igen. Ez egy biztos alapokon működő technológia, melynek eredete a rozsdamentes acél feltalálásáig nyúlik vissza. De kövesd pontosan az itt leírt mechanikai és elektronikai módszereket, mivel ez a terv egyesíti magában a legjobb módszereket. K: Mennyire "ingyen energia" ez az energia? V: Amennyiben fizetsz valakinek a vízért, akkor ez nem teljesen van ingyen. De a másik alternatíva az, hogy drága benzint veszel és a levegőt szennyezed. K: Ez biztonságos? V: Technikailag ez biztonságosabb, mint a kőolaj

származékokból származó gázok, már csak azért is, mivel többé nem kell fuldokolnod a kipufogógázoktól. Gyakorlatilag ez ugyanolyan biztonságos, mint a jelenlegi benzin üzemmód. Egy pár egyszerű biztonsági rendszert építesz be a jelenlegi autó-szabványoknak megfelelően. K: Milyen teljesítményt várhatok? V: A helyesen beállított rendszer kevésbé fog melegedni, mint benzin-üzemmódban és mindez egy kicsit nagyobb teljesítmény mellett. A mérföldenkénti fogyasztása a beállítástól függően 50 és 300 milligrammnyi víz. K: Én magam is elvégezhetem a módosításokat a rendszerben? V: Miért ne. Ha viszont te nem értesz hozzá, de ismersz valakit, akinek technikai és/vagy elektronikai ismeretei vannak, akkor őt is megkérheted, hogy segítsen. Ha üzemanyag befecskendező rendszerrel van ellátva az autód, akkor kérd ki egy hozzáértő autószerelő véleményét is. [ Üzemanyag befecskendező rendszer esetén egy adapterre lesz

szükséged, ugyanúgy, mint a propánt, hidrogént vagy természetes gázokat használó motorok esetén. ] K: Milyen hatással lesz az autóm a környezetre? V: H20 gőzt ( vízpárát ) és el nem égett O2-t ( oxigént ) termel. Tehát tisztítani fogja a környezetét, ahelyett, hogy mérgező gázokkal töltené azt meg. Ezen kívül segítesz azzal is, hogy az atmoszféra apadó oxigénkészletét kiegészíted. A kémiai reakciókból származó összes felesleges anyag vízgőzzé vagy oxigénné alakul. Még arra is számíthatsz, hogy több, mint csak felszínes érdeklődést fogsz kiváltani a környezetedből. K: Ez nem csak egy közönséges gőzgép? V: Nem, de tényleg. Különösen magas hőmérsékletet és nagy nyomást nem alkalmazunk Ez szigorúan egy belsőégésű motor, mely hidrogént éget el és amelynek csak a mellékterméke a vízgőz. OLVASD EL EZT Van pár dolog, amit tudnod kell a benzinről: A benzin, mint üzemanyag nem kötelező, ez csak

választható. A BENZIN ÉS A VÍZ Rengeteg termokémiai energia van a benzinben, de a vízben még több. Az energiafelügyeleti bizottság 40 %-kal több energiát számol a vízre, tehát akkor valószínűleg még ennél is sokkal több van a valóságban. Az emberek többsége nem tudja, hogy a "belsőégés" egy "termo-gáz folyamat"- tehát "nincs folyadék a reakcióban". A szabványos belsőégésű motornál a benzint csak a katalikus átalakítóban használjuk fel, miután az üzemanyag nem-nagyon-égett-el. Sajnos ez azt jelenti, hogy az üzemanyag nagy része csak az égési folyamat lehűtésére szolgál, ami a levegő szennyezését és az üzemanyag nem hatékony kihasználását jelenti. HOGYAN MŰKÖDIK? Végtelenül egyszerűen. A megfelelő mennyiségű vizet belepumpáljuk az ionizáló tartályba és ott szinten tartjuk. Az elektródák 05-5A áramerősségű impulzusokkal vibrálnak, ami lebontja a vizet: 2(H2O) => 2H2 +

O2. Amikor a nyomás eléri mondjuk a 30-60 psi (2-4 bar) értéket, elfordítjuk a gázkart és indulhatunk. Rálépve a pedálra több energiát küldünk az elektródákra, ezáltal pedig több gázt a hengerekbe. Beállítod az üresjárati és a maximális áramlás értékeit, hogy a maximális teljesítményt kapjad és már mehetsz is az utakra. Nagyvonalakban, az ingyen energia a csapvízből jön egy nyílt rendszerben, mivel a vízben lévő látens energia elegendő a motor meghajtásához, ami pedig meghajtja a generátort vagy bármilyen szíjhajtású gépet. A generátor hatásfoka elég jó ahhoz, hogy meghajtson különböző elektromos berendezéseket (10 - 20 amper ), beleértve azt a kis áramot, ami a vízben lejátszódó reakcióhoz kell. Nincs szükség külön akkumulátorra MEGÉPÍTÉS LÉPÉSRŐL LÉPÉSRE ÁLTALÁNOS LÉPÉSEK: 1. Kössél be a hengerfejbe egy hőmérőt és mérd meg a jelenlegi (benzines) üzemmód normális hőmérsékletét (csak

későbbi összehasonlításra). 2. Építsd meg és teszteld le a vezérlő elektronikát 3. Építsd meg és teszteld le az ionizáló tartályt (pl mérd meg a kimenő gáz nyomását) 4. Építsd be a víztartályt, a vezérlő elektronikát, az ionizáló tartályt és a pumpákat 5. Indítsd el a motort és állítsd be a vezérlő elektronikát a legjobb teljesítmény elérésére 6. Építsd be a rozsdamentes acélból készült szelepeket és a dugattyút/hengert vond be kerámiával. 7. Vond be a kipufogórendszert (a katalikus konverteren kívül) kerámiával, vagy hagyjad, hogy a kipufogórendszer teljesen elrohadjon és azután cseréld ki rozsdamentes acélból készültre. SZÜKSÉGED LESZ: · Műanyag víztartályra, mely pumpát és szintjelzőt tartalmaz · Vezérlő áramkörre, vezetékekre, csatlakozókra és epoxy ragasztóra · Ionizáló tartályra elektródákkal és távtartókkal · 3/8"-os rozsdamentes acélból készült hajlékony csőre,

rögzítőkre és szorító bilincsekre · porlasztó illesztő berendezésre - nyomást, hengerfej hőmérsékletét és szintet mérő műszerekre · rozsdamentes acélból készült szelepekre · réz elágaztatókra · a cilinder és szelepek kerámiás felületkezelésére · rozsdamentes acélból készült vagy kerámiás felületkezelt kipufogórendszerre ALAPVETŐ SZERSZÁMOK: · fúró, csavarhúzó és fogó · lyukvágó · vezeték blankoló fogó, forrasztópáka és lemezvágó · Multiméter és oszcilloszkóp IONIZÁLÓ TARTÁLY Építsd meg az ábrán látható módon. Vegyél egy 4"-os PVC cső darabot, melynek egyik végét lecsavarható menetes zárókupakkal zárjuk le, míg a másikat fixen zárjuk. Úgy állítsad be a vízszintjelzőt, hogy a víz mindig jól ellepje az elektródákat, de maradjon elég hely az ionizáló felső részén a fejlődő hidrogén/oxigén gázok számára is. Használj rozsdamentes acélból készült vezetékeket vagy

olyant, amin védő szigetelés van. Kívül szigetelt vezetékeket használj Győződj meg arról, hogy az epoxy jól szigetel mindenhol. Ha nem, akkor még használj egy réteg nyomásálló vízhatlan szilikont. A lecsavarható kupaknál is alkalmazhatsz szilikon szigetelést. Azért kell lecsavarhatónak lennie, hogy időnként ellenőrizhesd az elektródákat. A két rozsdamentes acélból készült elektróda között hagyjál 1-5 mm-es rést A lentebb utalt irodalom szerint minél közelebb van a két elektródacső távolsága az egy milliméterhez, annál jobb. Az ionizáló cső szintjelzőjét ellenőrizd még azelőtt, hogy epoxyval töltöd fel a zárókupakot. A vezetékeket szépen, erősen és biztonságosan forraszd az elektródákhoz, majd szigeteld le vízhatlan szigetelővel, például ugyanazzal az epoxyval, amivel a csöveket a lecsavarható kupakhoz erősítetted. Ennek az epoxynak vízállónak kell lennie és jól össze kell tudnia tartani a műanyagot a

fémmel nyomás alatt is. Az ionizáló cső szintjelzőjét ellenőrizd még azelőtt, hogy epoxyval töltöd fel a zárókupakot. VEZÉRLŐ ÁRAMKÖR Az alábbi ábrákon a vezérlő áramkör működési elvét és a kapcsolási rajzot láthatod, mely ennek a mini rendszernek az irányítását végzi. Az áramkör négyszöghullámokat állít elő, melyek úgy rezegtetik az elektródákat, mint egy hangoló villát. Ezt egy oszcilloszkópon is megláthatod A szakirodalom a következőket mondja: minél gyorsabban akarsz menni az utakon, annál "kövérebb" impulzusokat kell az ionizáló elektródáira vezetned. Az impulzus szélessége 90% (max sebesség) és 10% (min. sebesség) között ingadozhat Nincs semmi titokzatos abban, hogyan lehet az impulzusokat előállítani. Sokféle módja van, a bemutatott kapcsolási rajz egyike ezen módszereknek. A kapcsolás NE555-ös IC-t használ erre, az impulzus erősítését pedig olyan tranzisztornak kell végeznie, mely

biztonságosan működik 12V egyenfeszültségen 1-5 A áramerősség mellet (telített állapotban). Használhatsz más kapcsolást is, ha azt te, vagy a barátod, elektronikai ismeretekkel rendelkező ismerősöd szívesebben használ. Az alkatrészeket, valamint a NYÁK lemezt, IC foglalatot és dobozt is könnyen beszerezheted a hozzád legközelebbi elektronikai szaküzletben. Használj mindenképpen NYÁK (nyomtatott áramkör) lapot és hagyjál helyet a 2-3 mérőműszer csatlakoztatására is. Mivel az ionizálót a motortérben szereled fel, egy csövet kell kivezetned belőle a műszerfalra, hogy a nyomást is figyelni tudjad. Az áramköri kártya kialakítása nem okozhat nehézséget. A vezetékek, diszkrét alkatrészek és IC lábak helyének a felrajzolására speciális öntapadó matricákat ajánlunk. Amint több prototípus is elkészül, további kapcsolási rajzokat is ajánlunk majd. Az ionizáló cső szintjelzőjét ellenőrizd még azelőtt, hogy epoxyval

töltöd fel a zárókupakot. GÁZADAGOLÓ Ha a gázpedál pozícióérzékelővel van felszerelve, keresd meg a kivezetését vagy a számítógépre menő csatlakozóját. Ez az impulzus lehet a bemeneti jel a mi vezérlő áramkörünkre. ( tehát: gázpedál állapot = impulzus szélesség = gáz mennyisége ) Ha nem rendelkezel ilyen bemenő jellel, akkor magadnak kell felszerelned egy forgó potmétert (változtatható ellenállást) a gázpedálra. Ha a porlasztóra szereled a potmétert, akkor győződj meg arról, hogy a potméter rendesen működik a motor üzemi hőmérséklete mellett is. Ne használj valami olcsó potmétert! Olyant vegyél, ami hosszú élettartamú és mechanikai célokra lett kifejlesztve. Biztonságosan erősítsd valami olyan dologhoz, ami nem fog szétesni, mikor rálépsz a pedálra. Szabályozási tartomány. A teljes gázkar TARTOMÁNYÁNAK (üresjárat/max) tudnia kell vezérelni a gáz mennyiségét (vagyis az impulzusok szélességét). Az

ellenállás értéke olyan kell legyen, hogy a bemeneten a feszültséget kb. 1-4 V között tudja szabályozni Ezt a feszültségtartományt fogjuk felhasználni arra, hogy létrehozzuk a 10%-os telítettségű négyszög impulzusokat. Ez a szabadalom a 10-250 KHz közötti frekvenciatartományt használja, de ez nem kötelező. Az itt bemutatott áramkört hangold arra a frekvenciára, amelyen a maximális teljesítményt tudod kihozni a motorból. Használj IC atlaszt annak érdekében, hogy biztosan a helyes lábakat kösd a megfelelő vezetékekhez. Használhatsz foglalatokat a különböző diszkrét alkatrészeknek is, hogy különböző értékű elemeket is kipróbálhassál. Használhatsz a javasolt alkatrészekkel kompatibilis elemeket is. A gázkart elfordítva több energiát ( szélesebb impulzusokat ) juttatsz az elektródákra. Üresjáratban 10%-os az impulzus telítettsége ( 2-100 msec a vízszintes időtengelyen). A kimeneti tranzisztoron a voltmérővel

átlagfeszültséget mérhetsz ( A kimenet és föld pontok között). Állítsd be és mérd meg a kimenő áramot, mely 05 - 5A között változhat anélkül, hogy a biztosíték kiégne. Ellenőrizd le a csatlakozó vezetékeket az ellenállásmérővel. A legjobb módszer az, ha a szabályozó potmétereket is a NYÁK lapra tesszük, majd az optimális értéket jelöljük meg rajta valamilyen festékkel. A LED-ek arra valók, hogy egy gyors ellenőrzést hajthassál végre a "teremtményeden". Az ionizáló cső szintjelzőjét ellenőrizd még azelőtt, hogy epoxyval töltöd fel a zárókupakot. PORLASZTÓ/BEFECSKENDEZŐ CSATLAKOZTATÁSA Az ábra azt is mutatja, hogy bizonyos illesztések kellenek a porlasztóhoz /befecskendezőhöz. Készen kapható eszközöket is használhatunk erre a célra Szükségszerűen szigetelni kell a csatlakozó nyílásokat és az egyirányú levegő bevezetést is meg kell oldani. A rézháló megakadályozza az esetleges begyulladást

az ionizáló tartályban. Győződj meg arról, hogy minden cső és csatlakozás jól szigetelve van és az üzemi nyomáson se eresztenek. Az új "rendszered" akkor működik helyesen, amikor a maximális teljesítmény mellett a hőmérséklet és a gázáramlás minimális, miközben a biztonsági szelep még nem lép működésbe. HFH ( vagy KGH ) Ellenőrizd a motor hőmérsékletét a HFH ( hengerfej hőmérséklet ) vagy a KGH ( kipufogógáz hőmérséklet ) mérésével. Használj saját hőmérőt, ne a beépítettet (ha van egyáltalán ilyen). A meglévő hőmérők túl lassan reagálnak és nem figyelmeztetnek a túlmelegedésre, még mielőtt meggyulladna valami. Győződj meg arról, hogy a motor hőmérséklete nem haladja meg a benzinüzemi hőmérsékletet. A platinából készített érzékelőt a gyújtógyertya és a dugattyú közé helyezd el. Győződj meg arról, hogy az érzékelő felülete valóban tiszta (mivel ez is egy elektromos felület).

MOTOR/KIPUFOGÓ KEZELÉSE A szelepeket cseréljed le rozsdamentes acélból készültekre és a hengereket / dugattyúkat amilyen gyorsan csak lehet vonjad be kerámiával, miután sikeresen átalakítottad és letesztelted az autódat. Ezzel ne késlekedj, mivel ezek az alkatrészek rozsdásodni fognak A meglévő kipufogórendszert nem muszáj rögtön kicserélned, ha nem akarod, hanem hagyd elrozsdálódni és csak azután kérd meg valamelyik autószerelő ismerősödet, hogy cserélje ki azt rozsdamentes acélból készültre (ekkor a katalizátorra már nem lesz szükséged). De könnyebb és egyszerűbb, ha a meglévő kipufogórendszert bevonatod kerámiával majd visszaszereled. ÁLTALÁNOS TUDNIVALÓK 1. Ne dobjál vagy szereljél ki semmilyen alkatrészt a jelenlegi benzinüzemű rendszerből (tehát a benzintankot, porlasztót, befecskendezőt, katalizátort stb.) A legjobb, ha meghagyod a lehetőséget a visszavonulásra. Néhány ember érintetlenül hagyja a

benzines rendszert és egy csappal tud váltani a két rendszer között. 2. Állítsd be a gázadagoló áramkört úgy, hogy üresjáratban minimum, maximális teljesítménynél pedig maximum gáz fejlődjön anélkül, hogy a biztonsági szelep működésbe lépne. Így tudod szabályozni azt, hogy milyen sűrűségű keverék áramoljon a hengerekbe ( tehát a "legdúsabb" az optimális impulzusfrekvenciánál). 3. Ha nem tudsz elegendő teljesítményt elérni semmilyen beállítással sem, akkor a következőket teheted · Változtasd meg az impulzusok frekvenciáját · Változtasd meg az elektródák közti rés nagyságát · Változtasd meg (növeld) az elektródák méretét · Növeld meg az elektródákra jutó feszültséget (legutolsó sorban) Mindig olyan kimeneti MOSFET tranzisztort használj, ami bőven elviseli a neked szükséges üzemi feszültséget és áramerősséget. Nos, igen Egy kicsit játszadoznod kell a beállítással. De nem ez az érdekes az

egészben? 4. Ha a motorban az égést hangos kopogás kíséri (és nem lehet az időzítéssel ezt megszűntetni), akkor egy tekercset kell az ionizálóba beépítened, melyet egy kiegészítő áramkör hajt meg ( kb. 19 Hz-es) Ezt mutatja a következő ábra Ez lelassítja az égés sebességét annyira, hogy a gáz a hengerben ég csak el, nem korábban. A NYÁK lapra szerelt potméterrel tudod beállítani ennek a második impulzusnak az erősségét. Ez egy rozsdamentes acél tekercs, melyen 1500 menet van (vékony drótból). Ezt úgy helyezd el, mint egy fánkot a központi elektródacső körül ( de ne érjen hozzá egyik elektródához sem), közvetlenül az 1-5 mm-es cirkulációs rés fölé. Nem akarjuk, hogy az adagoló bármilyen beállításánál a motor kopogjon. A célunk az egyenletes teljesítmény, melynek során a teljes beadagolt hidrogén elég a hengerekben. 5. Az ionizáló legyen elég magas, de ne annyira, hogy nehéz legyen beépíteni a műszerfal

közelébe vagy a motortérbe. Ebben az esetben gond nélkül meg tudod növelni az elektródák méretét, ha erre szükség lenne. Figyelj arra, hogy a motortérben mindennek vibráció és hőállónak kell lennie! 6. Ha fémen keresztül kell lyukat fúrnod a vezetékek vagy mérőműszerek számára, ügyelj arra, hogy ne karcold meg a felületet. Mindig figyeld az ionizálóban lévő nyomást, mely 15-25 psi (1-1,7 bar) alapjáraton és 30-60 psi (2-4 bar) teljes gáznál. Állítsad be a biztonsági szelepet 75 psi-re (5 bar) és győződj meg arról, hogy az ennél jóval nagyobb nyomásra van méretezve. 7. Azonnal kapcsold KI a tápfeszültséget, ha bármilyen rendellenességet észlelsz A motor akkor lesz hosszú élettartamú, ha a maximális teljesítmény mellett minimum hőt termel. Ezt a fő gázáram csökkentésével és/vagy a vízgőzzel való hűtéssel érhetjük el Ezt mutatja be a következő ábra. Mérjed a fogyasztást és tartsd karban a rendszert.

Legyen mindig tiszta a motor Takarítsál meg pénzt, tisztítsd a levegőt, gyógyítsd a bolygónkat, élvezd az autózást, mond el a barátodnak, örülj a szabadságodnak és az önkifejezésednek. 8. Nincs dokumentált leírása annak, hogyan lehetne az adagolórendszert üzemanyagbefecskendezővel tökéletesíteni Talán Te fogod ezt megtenni, miközben a működő prototípusodon kísérletezgetsz. Például szigoríthatod a hidrogén/oxigén befecskendezést úgy, hogy az nem tartalmaz vízgőzt, mivel az elősegíti a befecskendező rozsdásodását. Ha a motor és hengerfej hőmérséklete a probléma, akkor a befecskendezőt is bevonhatod kerámiával. De mindig ott a lehetőség, hogy az üzemanyag-befecskendező rendszert lecseréld közönséges porlasztóra. 9. Ha beszereled a vízgőz rendszert (az alacsonyabb üzemi hőmérséklet / nyomás elérésére ), akkor hígítanod kell a gáz/víz keveréket a minimális gázáramlás érdekében a gázpedál bármely

állapotában (üres/max). Győződj meg arról, hogy üresjáratban a gázáramlás minimális, de ez még elegendő kell legyen a maximális teljesítménynél is. Ez elvégzi a hűtési munkát anélkül, hogy az égés folyamata megszűnne. 10. Ha nem találsz 1-5 mm-es rozsdamentes acélcső kombinációt az elektródáknak, akkor még mindig visszatérhetsz az egymást váltogató +/- elektródalemezek használatához. 11. Ha a rendszered fagyásgátlását is szeretnéd megoldani, akkor: · Adjál a vízhez 98%-os isopropyl alkoholt és szabályozd be ennek megfelelően az impulzusok frekvenciáját · Szerelj be elektromos fűtőberendezést 12. Ne hagyd, hogy bárki is lebeszéljen az álmaidról, a szabadságodról, a függetlenségedről vagy az igazadról! FELHASZNÁLT IRODALOM Stephen Chambers Apparatus for Producing Orthohydrogen and/or Parahydrogen US Patent 6126794, uspto.gov Stanley Meyer Method for the Production of a Fuel Gas US Patent 4936961, uspto.gov Creative

Science & Research, Fuel From Water, fuelless.com Carl Cella "A Water-Fuelled Car" Nexus Magazine Oct-Nov 1996 Peter Lindemann "Where in the World is All the Free Energy", free-energy.cc George Wiseman "The Gas-Saver and HyCO Series" eagle-research.com C. Michael Holler "The Dromedary Newsletter" and "SuperCarb Techniques" Stephen Chambers "Prototype Vapor Fuel System" xogen.com COPYRIGHT #285714: Ezen dokumentum felhasználásának és sokszorosításának minden jogát azon emberek számára tartjuk fen, akik a természetet kívánják meggyógyítani és egészségesen tartani. Legyen bátorságod kifejezni az egyediségedet és a környezetvédelmi ötleteidet. Ez a technológia a felelősségteljes önmeghatározásod egy gyakorlata. Villanyautó - Bevezető A benzines vagy dízel autónkat átalakíthatjuk elektromos meghajtásúvá, azaz villanyautóvá. Ehhez sokkal több mindent kell tennünk, mintha azt

"csak" vízmeghajtásúvá alakítanánk át, viszont az egyik legnagyobb problémát, azaz a rozsdásodást ezzel egy csapásra megoldottuk, továbbá számos nagyszerű előnyhöz is jutunk: nem kell többé a fagyállóval vesződni, nincs hűtőfolyadék, nincs olajcsere, a motortér állandóan tiszta marad, szinte zajtalanul jár az autónk és egyáltalán nem szennyezi a környezetét. A következő oldalakon először a villanyautók történetével ismerkedhetsz meg, majd az autód átalakításához kapsz sok hasznos tanácsot. Ezután az egyenáramú villanymotorok működési elvével és a motor kiválasztásának a kritériumaival ismerkedhetsz meg, majd pedig a motorok vezérléséről olvashatsz. A sort az akkumulátorok típusának és mennyiségének a meghatározása zárja. Kezdjük hát egy kis történelemmel! A villanyautók története Talán kevésbé ismert, hogy az 1900-as években az autók túlnyomó többsége elektromos meghajtású volt. A

meghajtást egy egyenáramú villanymotor végezte, az energia forrásául pedig akkumulátor szolgált, melyet éjszakánként fel lehetett tölteni, s másnap ismét üzemképes volt az autó. 1. ábra 1915-ös Detroit Electric Abban az időben a doktorok pl. villanyautóba pattantak, mikor beteghez hívták őket, de a nagyvárosok különböző szolgáltatói is villamos meghajtású járműveken közlekedtek, pl. villamos járgánnyal hordták ki a tejet, a kenyeret. 2. ábra Walt Disney kedvenc villanyautója A villanyautók kb. 1915-ig járták a városok utcáit, utána viszont teljesen feledésbe merültek ezek a csendes és nagyon környezetbarát jószágok. Ez két okra vezethető vissza: Az egyik ok az, hogy a villanyautók egy töltéssel maximálisan 100-150 km-t tudtak megtenni. A villanyautók lehanyatlásának másik oka a viszonylag alacsony sebesség volt. A 70-80 km/h-s sebesség azonnal tönkre tette volna az akkumulátorokat, és az 50 km/h-s sebességet

is csak pár pillanatra tudták elérni. 1900 és 1910 között az átlagos utazó sebesség 30 km/h körül mozgott. Az egyenáramú motorok használata azért volt általános abban az időben, mert a táplálást akkumulátorokról biztosították, amik egyenáramot szolgáltatnak. Természetesen már akkor is ismertek voltak a DC/AC átalakítók, de a méreteik túl nagyok voltak ahhoz, hogy elférjenek az automobilokban. Emlékezzünk, az 1900-as évek elejéről van szó! Ne feledkezzünk meg azonban a villanyautók előnyeiről se. A villanyautók karbantartása a minimumra csökkenthető, hiszen olaj illetve kenőzsír csak a csapágyak kenéséhez kell. Megszabadulunk az olajcseréktől, nem kell a hűtőventillátorokat tisztítani és a hűtőfolyadékot utántölteni, nincs üzemanyag pumpa, vízpumpa, nincsenek porlasztó gondok, nincs rozsdásodó kipufogó és hangtompító dob, szinte teljesen hangtalanul üzemel és a legfontosabb, hogy semmilyen káros anyagot

nem bocsát ki az autó. Ezek olyan előnyök, amikért megéri az autónkat átalakítani villanyautóvá. Az a két hátrány, amiről a fenti sorokban szó volt, a mai technikai színvonal mellett viszonylag könnyen kiküszöbölhető. Sőt, egy megoldás már a múltban is létezett Nikola Teslának is volt egy híres villanyautója, mely egy 1930-as gyártmányú Pierce Arrow típusú villanymotorossá átalakított luxusautó volt. 3. ábra Tesla 1930-as gyártmányú Pierce Arrow típusú villamossá átalakított luxusautója Az autóból a belsőégésű motort eltávolították, csak a sebességváltót, a fogaskerekeket és az erőátviteli rendszert hagyták meg. A benzinmotor helyére egy kerek, teljesen zárt, kb 1 m hosszú és 0,65 m átmérőjű villanymotort szereltek, mely előtt egy hűtő ventillátor helyezkedett el. Természetesen a gyújtáselosztó sem kellett Tesla nem árulta el, hogy ki gyártotta le a villanymotort, de nagy valószínűséggel a

Westinghouse egyik részlegében készítették. Az autó szinte teljesen zajtalanul járt A villanymotor tápforrását egy 12 elektroncsövet tartalmazó fekete doboz biztosította, mely elfért a kesztyűtartóban. Az "energiavevőt" Tesla maga készítette 60 cm * 25 cm 15 cm méretben. A dobozhoz egy 1,8 m hosszú antenna csatlakozott, ezen kívül két darab, kb. 10 cm hosszú, vastag rúd állt ki belőle Tesla behangolta a "dobozt" a megfelelő frekvenciára és a levegőből 240 V-ot vezetett az autóba. A 80 LE-s villanymotor maximális, 1800/perces fordulatszáma mellett az autó végsebessége 145 km/h volt, és minden paramétere jelentősen túlszárnyalta az akkori belsőégésű motorokkal hajtott járműveket. Az energiát egy villamos erőmű sugározta. Mint Tesla elmondta, ez az energia mindenki számára elérhető lenne. J P Morgannak, a mecénásnak azonban nem tetszett az ötlet, mivel nem volt hová tenni a fogyasztásmérőt, ezért

abbahagyta a projekt finanszírozását és az energia forrásául szolgáló Erősítő átvivő tornyot lebontották. A villanyautók történetéről és a Tesla féle villanyautóról az információkat innét és innét ollóztam ki. A következő oldalon a villanyautók átalakításával kapcsolatban olvashatsz sok hasznos dolgot. Utolsó frissítés dátuma: 2006 március 28. A villanyautókban lehet egyenáramú és váltóáramú motorokat is használni, mivel a jelenlegi elektronikus vezérlők segítségével már szinte azonos szintre lehet hozni a különböző villanymotor típusok hatásfokait. Ugyanakkor a váltóáramú motorok vezérlése jóval összetettebb, mint az egyenáramúaké, ezért a továbbiakban csak az egyenáramú motorokról lesz szó. Ha azonban érdekelnek a váltóáramú motorok is, akkor ezekről itt olvashatsz. (A generátorok motorokként is üzemelhetnek és viszont.) A motorok a legkülönbözőbb méretekben kaphatók, de mind egy célt

szolgálnak: az elektromos energiát mechanikai energiává alakítják. A DC motorok olyan motorok, melyek táplálásához egyenáramra van szükség. Az elektromos motorok a legkényelmesebb forrásai a mozgatóerőnek. Csöndesek és tiszták, azonnal beindulnak és lehetnek olyan kicsik, hogy egy órát működtessenek, vagy olyan nagyok, hogy a világ leggyorsabb villanyvasútjait is hajthatják. Az egyenáramú motor felépítése és működési elve Különböző fajta egyenáramú villanymotorok léteznek, de a működési elvük ugyanaz. Ennek megértését segíti a következő ábra. 1. ábra Az egyenáramú motor működési elve Az egyenáramú motor állandó mágnesekből áll, melyek között egy vezeték (tekercs) található. Ahhoz, hogy a vezeték alkotta hurok elforduljon, a két végét egyenáramú áramforrásra kell kapcsolni, de úgy, hogy közben a vezeték elfordulhasson a saját tengelye körül. Ahhoz, hogy ez megoldható legyen, a vezető hurkot

un kommutátorra csatlakoztatjuk, melyhez érintkező kefék kapcsolódnak. A kefék biztosítják az elektromos csatlakozást a kommutátorral, miközben az forog, így folyamatos a kapcsolat a vezető hurok és az áramforrás között. A hurokban folyó elektromos áram mágneses mezőt hoz létre, mely kapcsolatba lépve az állandó mágnes mezejével a hurkot elforgatja. Egy szemléletes, Java-ban írt demonstrációt láthatsz itt. Az egyenáramú villanymotorok tulajdonságait leíró paraméterek a nyomaték, a teljesítmény és a sebesség. Ezeket vizsgáljuk meg egy kicsit közelebbről a következő sorokban. A nyomaték A nyomaték fogalmát olyan erők esetében használjuk, mikor azok forgató hatást fejtenek ki. Nyomatékot fejtünk ki pl a régebbi telefonok tárcsázásakor, lyukak fúrásakor vagy pl egy csavar becsavarásakor. 2. ábra A nyomaték Mint a 2. ábrán látjuk, a nyomaték a szerszám végére kifejtett függőleges irányú erő hatására

jön létre. Ez az F erő a szerszámot az O pont körül fordítja el A lefelé irányuló erőt felbonthatjuk sugárirányú (Frad) erőre, mely párhuzamos a szerszám erőkarjával, és érintő irányú erőre (Ftan), mely merőleges a szerszám erőkarjára. A sugárirányú erő nem vesz részt a nyomatékban, ellentétben az érintő irányú erővel. Az O pont és az F hatóerő közötti távolságot irányvektornak (r) nevezzük. Az erőkar nyomatéka (l) az O pont és az F erő közötti "derékszögű" távolság. Ha lecsökkentjük az erőkar nyomatékát azáltal, hogy az erőt az O ponthoz közelebb fejtjük ki, akkor a szükséges nyomaték növekszik. 3. ábra A kerékre kifejtett nyomaték A nyomaték meghatározásának képlete: N = F * r sin(φ) A sebesség Az egyenáramú motorok olyan eszközök, melyek az elektromos energiát forgató mozgássá alakítják át. Mikor adott feszültséget kapcsolunk a motorra, akkor az adott sebességgel forog.

A forgási sebességnek vagy más néven szögsebességnek (ω) a mértékegysége fordulat/másodperc vagy fordulat/perc. A szögsebességből (ω) meghatározhatjuk az érintő irányú sebességet a forgó test bármelyik pontján a következő képlettel: v = r *ω ahol: • • • v - az adott ponton mért érintő irányú sebesség r - a forgás középpontjától mért távolság ω - a szögsebesség 4. ábra A szögsebesség Ez az egyenlet csak állandó sebesség esetén használható. A teljesítmény A forgó mozgás teljesítményét a következő képlettel határozhatjuk meg: P = N * ω ahol: • • • P - a forgómozgás teljesítménye N - a nyomaték ω - a szögsebesség Az egyenáramú motor karakterisztikái Az egyenáramú motorok tervezésekor tisztában kell lennünk a motor karakterisztikáival. Minden motor rendelkezik egy Nyomaték/Sebesség görbével és egy Teljesítmény görbével. Nyomaték/Sebesség görbe A következő ábra az

egyenáramú motor Nyomaték/Sebesség görbéjét ábrázolja. 5. ábra Az egyenáramú motor Nyomaték/Sebesség görbéje Vegyük észre, hogy a nyomaték fordítottan arányos a motor tengelyének sebességével. Más szavakkal egyfajta egyezségre kell jutnunk, hogy mekkora nyomatékot szeretnénk levenni a motorról és hogy mekkora sebességgel kell forognia a motornak. Az egyenáramú motorok két legjellemzőbb tulajdonsága az 5. ábrán látható görbe két szélsőértéke: • • Az indító nyomaték (Νs) az a nyomatékérték, ahol a nyomaték maximális, de a tengely még nem forog Az üresjárati sebesség (ωn) a motor maximális sebessége, ahol a motor már nem fejt ki nyomatékot A görbe ennek a két szélsőértéknek az összekötésével rajzolható fel, melyek egyenlete felírható a nyomaték és a szögsebesség nézőpontjából: Ν = Νs-ω*Νs/ωn ω =(Νs-Ν)*ωn/Νs Feljebb meghatároztuk, hogy a teljesítmény a nyomaték és a szögsebesség

szorzata, ami megfelel a Nyomaték/sebesség görbe alatti négyzetnek. Ezt mutatja a következő három ábra. 6. ábra Kis teljesítmény 7. ábra Maximális teljesítmény 8. ábra Kis teljesítmény A nyomaték és a sebesség közötti fordított arányosság miatt a maximális teljesítményt akkor kapjuk meg, mikor ω = 1/2 * ωn és Ν = 1/2 Νs. Teljesítmény/Nyomaték és Teljesítmény/Sebesség görbék A nyomaték és szögsebesség számításait a teljesítmény meghatározásának képletébe behelyettesítve láthatjuk, hogy az egyenáramú motor teljesítménye egy másodfokú egyenletet ad. P(ω)= -(Ns/ωn)*ω2+Tsω P(N)= -(ωn*Ns)N2+ωnN Ezek a kifejezések megint csak azt mutatják, hogy a maximális kimeneti teljesítményt akkor kapjuk meg, mikor ω = 1/2 * ωn és Ν = 1/2 Νs. 9. ábra Teljesítmény/Sebesség és Nyomaték/Sebesség görbék Az anyagot angol nyelven itt találod. Külső gerjesztésű villanymotorok A nagyobb

teljesítményű egyenáramú motorok már nem állandó mágneseket használnak, mivel a nagy teljesítményfelvételek mellett az állandó mágnesek lemágneseződnének. Ezért célszerű az állórész mágneses mezejét is inkább tekercsekkel létrehozni. Háromféle kapcsolás létezik: • Mellékáramkörű (párhuzamos) kapcsolás - Ez a motor egyenletes sebességgel forog, függetlenül a terheléstől. Olyan ipari alkalmazásokban használjuk ezt a kapcsolást, ahol az indításkor nem szükséges nagy nyomaték. 10. ábra Mellékáramkörű kapcsolás 11. ábra A mellékáramkörű kapcsolás Nyomaték/Sebesség görbéje • Főáramkörű (soros) kapcsolás - Ennek a motortípusnak a fordulatszáma a terhelés növekedésével automatikusan csökken. A soros motorokat azokban az esetekben használjuk, mikor az indításkor nagyon nagy nyomatékot kell kifejteni, azaz mikor valamilyen nehéz testet kell mozgásba lendíteni (pl. liftnél vagy villanyautónál

stb.) A soros motorokat sohasem szabad terhelés nélkül beindítani, mivel ekkor a motor sebessége olyan mértékre gyorsulhat, hogy az tönkreteheti a motort. 12. ábra Főáramkörű kapcsolás 13. ábra A főáramkörű kapcsolás Nyomaték/Sebesség görbéje • Vegyes áramkörű kapcsolás - Ez a mellék- és főáramkörű kapcsolás kombinációja. A kapcsolás karakterisztikája a kombináció módjának függvényében változhat. Az ilyen motorokat rendszerint ott használják, ahol az indításkor nagy nyomatékot kell kifejteni, de az állandó sebesség is fontos. Az információt angol nyelven itt olvashatod. A villanymotor kiválasztása A villanyautóban a legcélszerűbb a soros kapcsolású egyenáramú motorok használata. Egy tipikus, villanyautókban használt villanymotor képét a következő ábrán láthatod. 14. ábra Az FB1-4001A típusú motor metszete Az egyenáramú motorok teljesítménye egyenes arányban van a rákapcsolt feszültséggel

és a tekercsekben folyó árammal. Ezt a következő képlettel tudjuk meghatározni: PLE = U * I η / 746 A következő táblázatban néhány villanyautóban használt villanymotor teljesítményét láthatjuk lóerőben kifejezve. Típus A00-4009 K91-4003 24 V 36 V 2 LE 4 LE 48 V 6 LE 5 LE 60 V 10 LE 6 LE Feszültség 72 V 96 V 8 LE 10 LE 108 V 120 V 144 V L91-4003 X91-4001 203-064001A FB1-4001A 12 LE 14 LE 10 LE 12 LE 14 LE 16 LE 16 LE 19 LE 22 LE 26 LE 18 LE 21 LE 23 LE 26 LE 20 LE 30 LE 1. táblázat A különböző típusú DC motorok teljesítménye a feszültség függvényében A belsőégésű motorok esetében a maximális teljesítményt szokták megadni LE-ben, a villanymotoroknál pedig a folyamatosan leadni képes teljesítményt. Ebből kiindulva nagyon jó közelítéssel meghatározhatjuk a szükséges villanymotor típusát, egyszerűen csak osszuk el 1,6-del a robbanómotor teljesítményét. Tehát: Pvill = Prob / 1,6 Ha például az

átalakítandó autó robbanómotorjának a (csúcs)teljesítménye 45 LE, akkor az átalakításhoz szükséges villanymotor teljesítménye: Pvill = 45 LE / 1,6 = 28,1 LE Ezek szerint erre a célra megfelel a 203-06-4001A, de még jobb az FB1-4001A típusú motor. (lásd az 1 táblázatot) Az áramerősséget növelve nem túl hosszú ideig, azaz kb. 3-5 percig a villanymotorok a névleges teljesítményüknek le tudják adni akár a másfélszeresét, nagyon rövid ideig pedig akár több mint a háromszorosát is. Ezek szerint az FB1-4001A típusú motor pár percig 45 LE-t is tud produkálni, pl. emelkedők esetén vagy gyorsításkor, de kb 20-30 másodpercig akár 100 LE-t is le tud adni. Mivel ekkor megnöveltük a motoron keresztülfolyó áram erősségét, azon kívül, hogy ezzel csökkentettük az egy töltéssel megtehető km-ek számát, még a motor is nagyon melegszik. Ha hosszú ideig terheljük túl a motort, akkor az tönkre is mehet (megfelelő hűtés

hiányában). A következő táblázatban a motorok fordulatszámait tekinthetjük meg. Típus A00-4009 K91-4003 L91-4003 X91-4001 203-06-4001A FB1-4001A Fordulatszám 1500 - 4000 / perc 1500 - 4000 / perc 1500 - 4000 / perc 700 - 5000 / perc 1700 - 4800 / perc 1000 - 5000 / perc 2. táblázat A motorok fordulatszáma Mint látjuk, ezek a fordulatszámok közel megegyeznek a belsőégésű motorok fordulatszámaival, tehát meghagyva a sebességváltót az autónk sebessége is a megszokott marad, bár a gyorsulási képessége jobb lesz. Az itt látható adatokat egy amerikai cég honlapjáról vettem (lásd itt), akik kizárólag villanyautók és villanyhajók átalakításához árulnak alkatrészeket és segítenek a számítások, tervezések elvégzésében is. Az itt következő táblázatba írd be, hogy hány LE-s belsőégésű motor van az átalakítandó autódba s megkapod a javasolt villanymotor teljesítményét. Jelenlegi motor teljesítménye Javasolt

villanymotor teljesítménye LE 0 LE = 0 kW 3. táblázat Az ajánlott villanymotor teljesítménye A következő táblázatban add meg a kiválasztott villanymotor jellemzőit. Ezekre az adatokra a következő oldalaknál lesz szükségünk. A villanymotorok száma lehet egynél több is, ekkor úgy számoljuk, hogy azok párhuzamosan vannak kötve, vagyis a feszültség állandó marad, de a teljesítmény annyiszorosára növekszik, ahány motort szeretnél használni. Több motor esetén az egy motorra jellemző teljesítményt kell beírni a második sorba. A villanymotor típusa: A villanymotor teljesítménye: LE A villanymotor max. feszültsége: V A villanymotor max. fordulatszáma: 1/perc A villanymotorok száma: db Írd be az általad kiválasztott villanymotor típusát! 4. táblázat A kiválasztott villanymotor(ok) jellemzői A következő oldalon a DC villanymotorok vezérlésével ismerkedhetsz meg. Az egyenáramú motorok szabályozása Az egyenáramú

villanymotorok sebességét egy erre a célra szerkesztett elektronika szabályozza. Készen is kaphatsz az igényeidnek megfelelő teljesítményben és kivitelben vezérlőt, de ha az áraik elkedvetlenítettek, akkor ezen az oldalon megtudhatod, hogyan építhetsz magad is egy motorvezérlő áramkört. Egy kereskedelemben kapható átlagos villanymotor vezérlő a következő funkciókat látja el: • • • • • • • • • PWM feszültségszabályozás - A motor fordulatszámát szabályozza Túláram védelem/Rövidzár védelem - lekorlátozza a motorra jutó áram értékét, ezáltal csökkenti az áramfelvételt. Ez védi a motort és a vezérlő teljesítmény fokozatát az esetlegesen túl nagy áramoktól. Visszatápláló üzemmód - Mikor a villanyautó lejtőn gurul, vagy mikor fékezünk, a villanymotor áramgenerátorként működik. Az így termelt áramot visszavezethetjük az akkumulátorokra, hogy a felhasznált energia egy részét pótolhassuk.

Hőkapcsoló - Ha a vezérlő teljesítmény fokozatának hőmérséklete vagy a villanymotor hőmérséklete elér egy kritikus értéket, akkor a vezérlő kikapcsol. Túlfeszültség védelem - Ha az akkumulátorok feszültsége meghaladja a megengedett felső határt, akkor azt a feszültséget leszabályozza a megengedett értékre. Mélykisülés védelem - Ha az akkumulátorok feszültsége túl alacsony értékre esik le, akkor lekapcsolja a vezérlő a motort az akkumulátorokról. Ellentétes polaritás védelem - Ha az akkumulátorokat ellentétes polaritással kapcsoljuk a vezérlőre, akkor az nem kapcsol be. Bekötés védelem - A különböző csatlakozók és dugaszaljak eltérő formájúak, ezáltal nem lehetséges azok felcserélése. Számítógépes csatlakozás - A vezérlőt egy számítógéphez csatlakoztatva a különböző funkciókat tetszés szerint programozhatjuk. A következőkben ezeket a funkciókat vizsgáljuk meg részletesebben. PWM

feszültségszabályozás Mikor az egyenáramú motor közvetlenül (azaz vezérlő nélkül) kapcsolódik az akkumulátorhoz, akkor a csatlakozás pillanatában hatalmas áramokat vesz fel. Ez az áramtüske azért jön létre, mert a motor, ha azt forgatjuk, generátorként működik, s a generált feszültség egyenes arányban áll a motor sebességével. A motoron átfolyó áram erősségét az akkumulátor feszültsége és a generált feszültség közötti különbséggel szabályozhatjuk. A generált feszültséget visszaható elektromotoros erőnek (EME) nevezzük. Mikor a motor rákapcsolódik az akkumulátorra (még mindig vezérlő nélküli kapcsolatról van szó), akkor nincs visszaható EME, azaz az áramot csak az akkumulátor feszültsége, a motor ellenállása és induktivitása, valamint az akkumulátor belső ellenállása határozza meg. A motor sebességét szabályozó vezérlő használata esetén a motort tápláló feszültséget szabályozni tudjuk. Az

indításkor, azaz mikor a motor sebessége nulla, a vezérlő nem fog feszültséget kapcsolni a motorra, így az áramerősség is nulla lesz. Miközben a motor sebességszabályozója növeli a feszültséget, a motor elkezd forogni. Először kicsi a motorra kapcsolt feszültség, így az áram erőssége is alacsony lesz, de ahogy a vezérlő egyre nagyobb feszültséget kapcsol a motorra, úgy növekszik az áramerősség és a motor visszaható EME-je is. Ennek eredményeként az induláskor fellépő áramtüskét megszűntettük és a gyorsítás is egyenletes lesz. A legegyszerűbb módszer az egyenáramú motorok fordulatszámának a szabályozására a vezérlő feszültségének a szabályozása: minél magasabb a feszültség értéke, annál nagyobb fordulatszámot igyekszik elérni a motor is. Az esetek többségében azonban az egyszerű feszültségszabályozás nagyon veszteséges módszer, ezért inkább az impulzusszélesség moduláció (Pulse Width Modulation =

PWM) használata a jellemző. Az alap PWM módszernél a tápforrás feszültségét kapcsolgatjuk ki/be folyamatosan, ezáltal szabályozva a motorra kapcsolt feszültséget és áramot. A motor sebességét a kikapcsolt és bekapcsolt állapotok aránya határozza meg. 1. ábra A PWM magyarázata A PWM vezérlőknél figyelembe kell vennünk, hogy a villanymotor alacsony frekvenciás eszköz. Ennek az az oka, hogy a motor tulajdonképpen egy nagy induktivitás, ezért nem képes felvenni a nagyfrekvenciás energiát. Az alacsony frekvenciák értéke szintén egy ésszerű érték felett kell legyen. Az alacsonyabb frekvenciák ugyan jobban megfelelnek, mint a magasabbak, de a PWM módszer elveszíti a hatékonyságát a nagyon alacsony frekvenciákon. Az alacsonyabb frekvenciákon az impulzus bekapcsolási ideje hosszabb, mint a magas frekvenciákon, így a motoron elég áram tud keresztül haladni minden egyes bekapcsolt impulzusnál. A magasabb frekvenciák akkor

használhatók jól, ha egy megfelelően nagy kondenzátort kötünk a motor pólusaira. Enélkül csak nagyon kis áram tudna a motor tekercsén átfolyni, ami nem lenne elegendő a munkavégzésre, ráadásul ez az áram a kikapcsolt állapotban egy ellentétes irányú áramtüskeként disszipálódik a meghajtó diódáin. A kondenzátor integrálja az impulzusokat és egy hosszabb idejű, bár alacsonyabb értékű áramimpulzust hoz létre. Ekkor visszarúgó áramtüske sincs, mert az áram nem szűnt meg. A motor induktivitásának ismeretében meghatározhatjuk az optimális PWM frekvenciát. Próbáld meg tesztelni a motorodat egy 50 %-os kitöltési tényezőjű négyszög impulzussal és figyeld meg, hogyan csökken a nyomaték a frekvencia növekedésével. Ez a módszer segít meghatározni az optimális frekvenciát, ahol a hatásfok a maximális lesz. Természetesen a nagyfrekvenciás PWM rendszerek is használhatók a villanymotorok vezérlésére, hiszen mikor

összehasonlítjuk az alacsony- és nagyfrekvenciás rendszereket, akkor két különböző megközelítést használunk és mindkettő helyes. Az alacsony frekvenciáknál mechanikai átlagolást végzünk. Mikor a vezérlő kikapcsolja az impulzust, egy rövid idejű feszültségtüske jelenik meg, melyet a diódák kapnak el, de ezután az átmeneti idő után a motort szabadon forgatja a lendülete és tipikusan egy búgást hallhatunk. Ez a módszer rendszerint kis méretű, alacsony feszültségű motoroknál használható. A nagyfrekvenciás módszernél a motor induktivitása átlagolja az áramot. Ez hasonlít a kapcsoló üzemű tápegységekhez. A diódák sokkal kritikusabbak ebben az esetben, mivel azokon a teljes motoráram átfolyik viszonylag hosszú ideig, hacsak nem használunk ellenfázisú zárást. A nagyfrekvenciás PWM elég érzékeny a motor tulajdonságaira, azaz az induktivitására. A közepes méretű motorok 17-20 kHz-es vagy annál valamivel nagyobb

frekvencián működnek. Az információkat innét fordítottam. A PWM feszültségszabályozásra nagyon sokféle kapcsolás létezik az analóg megoldásoktól kezdve a digitális kialakításig. Mivel a sebességszabályozást manuálisan végezzük a gázpedálra csatlakoztatott potméter segítségével, és mivel nem tervezzük a számítógépes csatlakoztatást - hiszen nem igazán van rá szükség a villanyautóban - ezért az analóg megoldást választjuk. Az egyszerűségre törekedve a PWM kapcsolást egy 555-ös időzítő IC-vel oldhatjuk meg. Ezt mutatja a következő kapcsolás. 2. ábra Az impulzusszélesség szabályozó A kapcsolás ötletét innét vettem. A P1 potméter a gázpedálhoz kapcsolódik, ezzel szabályozzuk az impulzusok kitöltési tényezőjét és ezáltal a motor fordulatszámát. A kapcsolásban szereplő két dióda biztosítja azt, hogy az impulzusok kitöltési tényezője szinte 0 és 100 % között változtatható. Mivel az autóban

lévő villanymotor közepes teljesítményű, ezért a frekvencia jelen alkatrészekkel kb. 17 000 és 20 000 Hz közötti értékre van beállítva, A kitöltés változtatása csak kis mértékben hat vissza a frekvenciára. Ha az adott motorhoz tartózó ideális frekvencia ettől eltérne, akkor a C1 kondenzátor kapacitását kell megváltoztatni. (A C1 értékének növelésével a frekvencia csökken.) Az 555-ös IC 7. lábáról vesszük le a PWM jelet egy 1 kΩ-os ellenálláson keresztül Mivel ez még kis áramot ad le és a feszültség értéke se elég nagy - bár ez motorfüggő ezért ezt a jelet fel kell erősíteni. Erre a célra MOSFET-eket és FET driver IC-ket használunk. Erről lesz szó a következő sorokban Túláram védelem / Rövidzár védelem A nagy áramokra való tekintettel a teljesítmény erősítést MOSFET tranzisztorokkal oldjuk meg, a FET-ek meghajtására pedig olyan meghajtókat választunk, melyek rendelkeznek túláram védelemmel. Ilyen

meghajtó IC pl az IR2121 A MOSFET típusa attól függ, hogy mekkora a motor maximális feszültsége és hogy mekkora áramot kell vezérelni. Egy FET-tel nem lehet megoldani a vezérlést, mivel a szükséges áramerősség jóval meghaladja az egy tranzisztoron átengedhető áramerősség értékét. A következő ábrán a teljesítményerősítő fokozatot láthatod. 3. ábra A teljesítményerősítő fokozat A Hk bemenetre a jel a hőkapcsolóról jön, az Abe bementre pedig az akkumulátor mélykisülés elleni védelmét biztosító áramkörről. Ezekről lejjebb még szó lesz A három darab LED diódának kettős szerepe van: • • Vizuálisan mutatja, hogy miért áll a motor, és Egy hárombemenetű logikai ÉS kaput alkot úgy, hogy az egyes bemenetek ne hathassanak vissza a másik két bemenetre A Kpedál szerepe az, hogy mikor teljesen levesszük a lábunkat a gázpedálról, akkor a motorra jutó feszültség értéke biztosan 0 V legyen. Erre azért van

szükség, mert a PWM áramkör kimenetén a P1 potméter legszélső állásában sem lesz 0 % a kitöltési tényező, hanem valamilyen nagyon kis értéket vesz fel, azaz a motorra állandóan jutna egy nagyon alacsony értékű feszültség, ami a motort lehet, hogy már nem hajtaná meg, de az akkumulátorokat egy kis értékű állandó áramfelvétellel viszonylag hamar lemerítené. A Kpedál kapcsoló kikapcsolt állapotban van, mikor nyomjuk a pedált, csak akkor kapcsol be, mikor levesszük a lábunkat a pedálról. A Kpedál-nak biztonsági szerepe is van, mivel ha a PWM áramkörnél ismertetett P1 potméter meghibásodik, akkor is elég csak felengednünk a lábunkat a pedálról és a motor már nem is kap táplálást. Az Um értékét a villanymotor típusa határozza meg. A T1 N-csatornás MOSFET kiválasztásakor szintén ezt az Um feszültségértéket vesszük figyelembe, annál legalább 20 %-kal nagyobb értéket kell vennünk. A következő táblázatba írd be

a kiválasztott FET paramétereit. FET típusa (neve): Max. megengedett nyitóirányú feszültség (Udss): V Max. megengedett nyitóirányú áram 45 °C-on (Id): A 1. táblázat A kiválasztott FET adatai A FET-ek számának meghatározásához töltsd ki az 1. táblázat adatmezőit! Az R1 ellenállás szerepe az IR2121 vezérlő IC számára biztosítani a túláram elérésekor megjelenő jelet. A vezérlő akkor kapcsolja le a MOSFET-ről az impulzusokat, ha a CS lábon a feszültség eléri az Ucs = 0,23 V-ot. Ha pl azt szeretnénk, hogy a FET-en keresztülfolyó maximális áramerősség 45 A legyen, akkor: R1 = Ucs / Id = 0,23 V / 45 A = 0,005 Ω = 5 mΩ Mivel ezen az ellenálláson már nagy áramok folynak keresztül, ezért megfelelően nagy teljesítményűnek kell lennie: PR2 = Ucs * Id = 0,23 V 45 A = 10,35 W Az IR2121 IC 3. lábára kötött 1 pF-os kondenzátor határozza meg az IC kikapcsolásának sebességét túláram vagy rövidzár esetén. A D1 dióda

szerepe a PWM impulzusok kikapcsolásakor keletkező feszültségtűk levágása. Nézzük meg, mitől alakulnak ki ezek a feszültségtűk A 4. ábrán egy tekercs és egy kapcsoló van sorba kötve az akkumulátorral 4. ábra A villanymotor induktivitásának hatása az áram ki/be kapcsolgatásakor Mikor a kapcsolót bekapcsoljuk, az áram elkezd folyni, ami a tekercset energiával tölti fel. Mikor a kapcsolót kikapcsoljuk, akkor áram nem folyik a körben, a tekercs pedig leadja az energiáját. De ez nem ennyire egyszerű! A következő ábra azt mutatja, hogyan változik az áram és a feszültség az áramkörben. Az első függőleges piros vonalnál kapcsoljuk be a kapcsolót, aminek hatására a tekercs elkezdi felhalmozni az energiát. A második függőleges piros vonalnál kikapcsoltuk a kapcsolót. 5. ábra Az induktivitás hatása a feszültségre és áramra be- illetve kikapcsoláskor Mikor a kapcsoló be van kapcsolva, a tekercsen azonnal megjelenik a

feszültség, de mivel a tekercsnek induktivitása van, ezért az áram lassabban épül fel, míg végül elér egy állandó értéket, mely a feszültség és a tekercs ellenállásától függ. Mikor a kapcsolót kikapcsoljuk, az áram nem tud tovább folyni, de a tekercs induktivitása még tovább hajtaná az áramot. Mivel azonban az elektronok nem tudnak tovább áramolni, ezért a "feltorlódott" energia feszültség formájában jelentkezik. Ez a feszültségtű egy ívet húz a kapcsoló között, így valósítva meg az elektronok áramát. Ez az ív, amellett, hogy rádiófrekvenciás zavarokat is kelt, még el is égetheti a kapcsoló érintkezőit, mivel a tekercsben felhalmozott energia hővé alakul. Ha kapcsolónak MOSFET-et használunk, akkor ív ugyan nem keletkezik, de ez a feszültségtüske meghaladhatja a FET maximálisan megengedett feszültségét és azt azonnal tönkreteheti. Ennek a hatásnak a kiküszöbölésére használjuk a tekercsel

párhuzamosan kötött diódát. 6. ábra A tekercsel párhuzamosan kötött dióda Ennek a diódának a hatására a feszültségtű nem jelenik meg, mivel a dióda kinyit és az áram a diódán keresztül visszaáramlik a tekercsbe. Ekkor tehát van egy energiával feltöltött tekercsünk és egy vele sorba kapcsolt diódánk, és ennek a két alkatrésznek adott ellenállása van. Az áram az L/R állandó által meghatározott konstans idő alatt fog lecsengeni, ahol L a tekercs induktivitása, R pedig a tekercs és a dióda ellenállása. A következő ábra az ekkor kialakuló hullámformákat szemlélteti. 7. ábra Az induktivitás és dióda hatása a feszültségre és áramra be- illetve kikapcsoláskor Figyeljük meg, hogy a feszültségtüske már nem jelentkezik, viszont az áramerősség sokkal lassabban csökken le nullára. Eközben viszont egy nagyon kis értékű, kb 0,6 V-os "dudor" látható a feszültség értékénél. A 0,6 V a dióda

nyitóirányú küszöbfeszültsége, mely ebben az esetben természetesen nyitva van. Érdemes észrevenni azt is, hogy ha a PWM impulzus kitöltési tényezője pl. 50 %, akkor a motoron átfolyó áram felét vesszük csak fel az akkumulátorból, mikor a FET be van kapcsolva, vagyis a motor áramának csak az 50 %-a az akkumulátor árama! A diódával kapcsolatos infókat innét fordítottam. A 3. ábrán látható C2 kondenzátor szerepe hasonló a D1 dióda szerepéhez, azaz a PWM impulzusok elektronikus integrálását végzi. Mikor a MOSFET kikapcsol, akkor nem csak a motor áramát szakítja meg, hanem az akkumulátor áramát is. Az akkumulátorból jövő vezetékeknek van bizonyos induktanciája (akár csak magának az akkumulátornak is), ezért mikor az áramot megszakítjuk, akkor a vezetékek induktanciája egy feszültségtüskét eredményez. Ezeket a tűimpulzusokat hivatott elnyelni a C2 kondenzátor. Mikor a MOSFET ismét bekapcsol, akkor az akkumulátor

áramának gyorsan kellene folynia, viszont az nem tud, ezért ez a kondenzátor biztosítja az áramot addig, míg az akkumulátor árama el nem éri a szükséges értéket. Azokban a vezérlőkben, amik több száz ampert is vezérelnek, a C2 kondenzátornak kemény munkát kell végeznie és ha túl hosszú ideig adja le az áramot ez az akkumulátor vezetékének a hosszától függ - akkor ez a kondenzátor akár fel is robbanhat! Ebből egyenesen következik, hogy az akkumulátor vezetékeit a lehető legrövidebbre kell venni. Ha az akkumulátor áramát is mérni akarjuk, és erre a célra egy söntöt illesztünk a kapcsolásba, akkor azt is tudnunk kell, hogy ez a sönt és maga az árammérő műszer nagy induktivitással rendelkezik. A kondenzátorról az infókat innét vettem. Visszatápláló üzemmód A Túláram védelem témakörnél tárgyaltuk a villanymotorral párhuzamosan kötött D1 dióda szerepét (lásd itt). Ehelyett a dióda helyett azonban MOSFET-et is

használhatunk 8. ábra Mikor a vezérlő MOSFET be van kapcsolva, az ára az akkumulátor pozitív sarkától a motoron és a FET-en keresztül folyik az akkumulátor negatív sarka felé. Ezt mutatja az "A" jelű nyíl. Mikor a vezérlő MOSFET kikapcsol, a motor árama tovább akar folyni a tekercs induktivitásának hatására. A motorral párhuzamosan kapcsolt második MOSFET szerepe megegyezik a korábban említett D1 diódáéval, azaz a motor árama ezen a MOSFET-en keresztül folyhat tovább. Nem annyira ismert tény a MOSFET-ekkel kapcsolatban, hogy mikor azok be vannak kapcsolva, akkor az áramot mind a két irányba vezetik. A vezető MOSFET valamekkora ellenállást kifejt az árammal szemben mindkét irányban, viszont a MOSFET-eken kevesebb feszültség esik, mint a közönséges diódákon, ezért a MOSFET kisebb hűtőbordát igényel és kevesebb az akkumulátor teljesítmény vesztesége. Van viszont egy másik hatása is a "kerék" MOSFET-ek

használatának. Azáltal, hogy a motor árama folyamatos, egy visszaható EME jön létre a motorban, melynek nagysága arányos a fordulatszámmal. Nulla terhelésnél ez az EME egyenlő értékű lesz a vezérlő kimeneti teljesítményével. Pár sorral feljebb írtuk, hogy a MOSFET nyitott állapotban mind a két irányba vezeti az áramot. Mikor az áramerősség nulla és a vezérlő kimenetét lekapcsoltuk, akkor a motor visszaható EME-je nagyobb, mint a vezérlő kimeneti feszültsége, így a motor az áramot a vezérlő felé visszatáplálja. Ebben az esetben a motor fékező üzemmódba vált Ez a fajta kapcsolás - azaz mikor a felső oldal kikapcsol, az alsó oldal pedig bekapcsol és viszont - alkalmas az áram visszatöltésére. Ekkor az ellentétes irányú motoráram nyitóirányú áramként szerepel a "kerék" MOSFET szemszögéből, azaz mikor ez a MOSFET be van kapcsolva, akkor ez rövidre zárja a motor áramát, mely áram eközben növekszik. Ezt

mutatja a "B" jelű nyíl Ezután a "kerék" MOSFET bezár, így a motor árama a kinyíló meghajtó FET-en keresztül folyik, ezáltal visszatölt az akkumulátorba. Ez a plusz feszültség a motor induktivitásában tárolt energia hatására jön létre. Ez a hajtás/fékezés átkapcsolás teljesen automatikusan jön létre, anélkül, hogy ezzel külön foglalkoznunk kellene. Ez a visszatöltő fékezés - ha úgy tetszik - a vezérlő megfelelő kialakításának a mellékterméke és majdhogynem teljesen véletlen jelenség. Ezt az ismertetőt innét fordítottam. Azok szerint, akik már átalakították az autójukat villanyautóvá, a visszatáplálás hatása szinte nem is érzékelhető az egy töltéssel megtehető út hosszának növekedésében, ezért a későbbiekben nem foglalkozunk a visszatápláló üzemmóddal. A cél a minél egyszerűbb és minél olcsóbb kialakítás! Hőkapcsoló A MOSFET-eken nagy áramok folynak, ezért azokat

megfelelő méretű hűtőbordákkal is el kell látni. Javasolt azonban a hűtőbordák mellett hűtőventillátor alkalmazása is, ezáltal a bordák mérete csökkenhet és jobban biztosítható a megfelelő hűtés. A ventillátort egy feszültségcsökkentő ellenálláson keresztül kapcsolhatjuk az Um tápfeszültségre, nincs szükség se fordulatszám szabályozásra, se pedig ki/be kapcsolgatásra, az állandóan járhat. Az is fontos, hogy a ventillátor a hűtőbordák felé fújja a hideg levegőt! A számítógépek tápjánál ez pont fordítva van, elszívják a meleg levegőt, ezért ott a hűtés csak zajos, de nem túl hatékony. Az is előfordulhat azonban, hogy nagy melegben vagy túlzott igénybevétel esetén így is túlmelegednek a FET tranzisztorok, ami végül is a tönkremenetelükhöz vezetne. Ezért célszerű hőkapcsolóval is ellátni a vezérlőnket. A hőmérséklet érzékélésére használhatunk hagyományos félvezetőket - diódákat,

tranzisztorokat is - de kapható direkt erre a célra kifejlesztett "hőellenállás", azaz termisztor is, amelynek az ellenállása a hőmérséklet emelkedésével csökken. Az elmélettel itt ismerkedhetsz meg. Mivel a termisztorok jelleggörbéje nem teljesen lineáris, ezért különböző ellenállású termisztorok kaphatók a különböző hőmérséklettartományokra: • • • 10 kΩ-os termisztor: -40 °C és 25 °C között 50 kΩ-os termisztor: -3 °C és 65 °C között 100 kΩ-os termisztor: 7 °C és 77 °C között Mivel mi azt szeretnénk, hogy kb. 45 °C-nál kapcsolja le a hőkapcsoló a tápot a vezérlőről, ezért nekünk megfelel az 50 kΩ-os és a 100 kΩ-os termisztor is. A termisztort a hűtőbordára szerelhetjük vagy olyan más alkatrészekre, melyeknek a hőmérsékletét szeretnénk figyelni. Az is jó ötletnek tűnik, ha a villanymotorra is felszerelünk egy termisztort, így nem csak a vezérlő áramkört védjük a túlmelegedés

ellen, hanem a villanymotort is. Egy egyszerű kapcsolást mutat be a következő ábra: 9. ábra A hőkapcsoló Az Rt a termisztor, aminek vegyünk 50 kΩ-osat, ehhez a P2 potméter értéke legyen 47 kΩ. A potmétert úgy kell beállítani, hogy a kívánt hőmérsékleten a P2-n eső feszültség megnövekedjen annyira, hogy a logikai NEM kapu bemenetén a feszültség 7 V fölé kerüljön. Ezt az értéket kísérlettel lehet meghatározni Túlfeszültség védelem Ez a védelem valójában szükségtelen a villanyautónál, mert pontosan meghatározott lesz az akkumulátorok száma és feszültsége, így még a teljesen új és teljesen feltöltött akkumulátoroknak se haladja meg az összesített feszültsége a vezérlő elektronika felső feszültséghatárát. Mélykisülés védelem Ez a védelem viszont már fontos, mivel ha az akkumulátorokat túlságosan lemerítjük, akkor azok nagyon hamar tönkremennek. A 12 V-os akkumulátorok megengedett legalacsonyabb

feszültsége 10,5 V. Ha a feszültségük ez alá esik, akkor már nem szabad tovább használni, hanem újra kell tölteni. A teljesítményerősítő fokozat meghajtó IC-je az IR2121. Ennél az IC-nél beépített védelem van, azaz ha az IC tápfeszültsége leesik 11,8 V alá, akkor az IC automatikusan lekapcsol, s a FET-eket már nem nyitja ki. Ennek ellenére nem árt egy külön erre a célra kialakított "figyelő" áramkört is beszerelnünk a vezérlőbe. Ezt legegyszerűbben egy műveleti erősítővel valósíthatjuk meg, amit komparátorként (összehasonlítóként) használunk. A következő ábra ezt a kapcsolást mutatja 10. ábra A mélykisülés védelem kapcsolása A kapcsolás működési elve, hogy az Um feszültséget összehasonlítjuk egy fix feszültséggel, melyet a Zener dióda biztosít. Az R2 ellenállás szerepe a Zener diódán átfolyó áram korlátozása. Mivel azt szeretnénk, hogy kb 1 mA folyjon keresztül a diódán, ezért az R2

értéke a következő lesz: R2 = Um / Iz = 144 V / 0,001 A = 144000 Ω = 144 kΩ Azt, hogy pontosan hány voltnál jelenjen meg az Aki kimeneten a vezérlő jel, az R3-P3 ellenállásokkal állíthatjuk be. Az R3 szerepe az, hogy védje a műveleti erősítőt a túl magas feszültségektől, a P3 potméterrel pedig pontosan beszabályozhatjuk azt az értéket, ami alatt bekapcsol a védelem. Itt is vehetünk 1 mA-t az ellenállásokon átfolyó áramnak, s számoljunk úgy, hogy a P3 legfelső állásában max. 15 V jut az erősítő "-" bemenetére Ekkor: P3 = Ube max / Imax = 15 V / 0,001 A = 15000 Ω = 15 kΩ R3 = (Um-Ube max)/Imax = (144 V - 15 V )/ 0,001 A R3 = 129000 Ω = 129 kΩ Ellentétes polaritás védelem Az akkumulátor polaritását megcserélve tönkretehetjük a vezérlőt, sőt akár az akkumulátorokat is. Ennek elkerülésére a legegyszerűbb módszer egyenirányító diódák használata. A diódák kiválasztásánál a maximális megengedett

nyitóirányú feszültség és áram értékeit kell figyelembe venni. 11. ábra Ellentétes polaritás védelem A LED dióda úgy van bekötve, hogy csak akkor világít, mikor ellentétes polaritással kötöttük be az akkumulátort. Az R4 ellenállás szerepe a LED-re jutó áram és feszültség korlátozása. Ha 1 mA-es áramerősséget akarunk átengedni a LED-en, akkor R4 értékét a következőképpen határozhatjuk meg: R4 = Umbe / ILED = 144 V / 0,001 A = 144000 Ω = 144 kΩ Itt ejtünk szót a 12 V-os tápfeszültségről is. Mivel a villanyautóban használatos motorok mindegyike 12 V feletti feszültséget igényel, így az adott feszültséget le kell osztanunk a megfelelő értékre. Erre látunk egy példát a következő ábrán 12. ábra A 12 V-ot előállító kapcsolás Az R5 szerepe az Um feszültség lecsökkentése kb. 15 V-ra, s ezt a 15 V-ot stabilizálja 12 V-on a 7812-es stabilizátor IC. Az IC szerepe az, hogy jobban leválassza a kisfeszültségű

áramköröket a villanymotor okozta feszültség ingadozásoktól. Mivel a 12 V-os áramköri elemek maximum kb. 0,1 A-t vesznek fel, ezért az R5 ellenállás értéke a következők szerint határozható meg: R5 = (Um - 15 V)/0,1 A = (144 V - 15 V)/0,1 A = 1290 Ω PR5 = (Um - 15 V)*0,1 A = (144 V - 15 V)0,1 A = 12,9 W Bekötés védelem A különböző csatlakozók és dugaszaljak legyenek eltérő formájúak, ezáltal nem lehetséges azok felcserélése. Számítógépes csatlakozás Mivel a vezérlőt a villanyautó motorjának a sebességszabályozására használjuk, és ezt a sebességszabályozást manuálisan, a gázpedálra erősített potméterrel végezzük, ezért ez a funkció számunkra felesleges. A teljes kapcsolási rajz A fenti ismertető után nézzük meg, hogy néz ki a teljes kapcsolási rajz. 13. ábra A vezérlő kapcsolási rajza A kapcsolási rajzon van néhány alkatrész, aminek a pontos értéke nincs meghatározva, hiszen ez a kiválasztott

motor paramétereitől függ. A következő oldalon az akkumulátorok kiválasztásáról és méretezéséről lesz szó. Az akkumulátorok kiválasztása és méretezése Az akkumulátorok típusa fontos szempont számunkra, hiszen ez dönti el, hogy egy töltéssel hány km-t tudunk megtenni a villanyautónkkal. A hagyományos autóakkumulátorokat olyan céllal tervezték, hogy indításkor nagyon nagy áramokat lehessen levenni róluk, utána pedig az autó generátora tölti vissza menet közben az indításkor elhasznált energiát. Ezek az akkumulátorok nem hosszabb távú használatra lettek kitalálva. Ha viszont a töltést csak a feléig vesszük le az akkumulátorról, akkor esetleg ezek az akkumulátorok is használhatók a villanyautóban. Az igazán megfelelő akkumulátorok a mélykisülésű akkumulátorok, melyek ugyan nem teszik lehetővé még rövid ideig sem a nagyon nagy áramfelvételeket, viszont le tudják adni gyorsításkor vagy emelkedőn a

kivehető áramerősség másfélszeresét és hosszútávon biztosítják a megfelelő áramerősséget. Ez a fajta akkumulátor nem károsodik akkor sem, ha szinte teljesen kisütjük, innét az elnevezés: "mélykisülésű". Azt is érdemes figyelembe venni, hogy az egy töltéssel megtehető idő meghatározásakor azt az időt vesszük figyelembe, mikor a villanymotor forog. Viszont a belsőégésű motoroktól eltérően nincs alapjárati fordulatszám, tehát a megtehető időbe nem kell beleszámolni pl. a lámpáknál való várakozás idejét Ezért elegendő általában egy teljes napra egy töltés energiája, hiszen a ténylegesen felhasznált időnél csak a haladást kell számításba venni. Ha a bevásárló központ mondjuk 10 percre van autóval a lakhelyedtől, de ebből a 10 percből 6 perc a lámpáknál való várakozással telik, akkor valójában csak 4 percet kell számolnod a motoridőre. Ingyenenergia a házunkban Bevezető Álmodoztál már

arról, hogy milyen jó lenne, ha nem kellene fizetned a lakásod vagy házad rezsijéért egy fillért se? Biztos vagyok benne, hogy igen! A most következő oldalakon azt tudhatod meg, hogyan lehet ezt megvalósítanod a jelenlegi technikai eszközöket felhasználva. A megoldás az Ingyenenergia használata. Először megvizsgáljuk, hogy milyen fogyasztók vannak egy hétköznapi házban, mennyi energia szükséges azok táplálására, majd kielemezzük az Ingyenenergia különböző formáinak (pl. a napenergiának, a szélenergiának, a Föld hőjének és elektromosságának stb.) az alkalmazási lehetőségeit Konkrét számításokat és terveket fogsz olvasni, amiket felhasználva Te is élvezheted az Ingyenenergia nyújtotta szabadságot. Pénzt csak egyszer kell költened - a berendezések megépítésére - utána azonban nyugodtan elfelejtheted a számlákat. Ha azt gondolod, hogy ez lehetetlen, akkor csak olvasd végig a következő oldalakat és meglátod, hogy

így is lehet élni! Jelenleg a következő energiahordozókért fizetünk minden hónapban: az elektromosságért, a gázért, vízért és fűtésért. Fizetünk csatornadíjat is, de bemutatok majd olyan víztisztító eljárásokat is, melyek amellett, hogy mentesítenek a csatornadíjtól még a környezetünk szennyezését is kiküszöböli. A gázzal a gáztűzhelyet működtetik és sok helyen ezzel oldották meg a vízmelegítést és a fűtést is. Mi villanytűzhelyet fogunk alkalmazni, fűtésre és vízmelegítésre pedig a különböző egyébb módszereket használunk. Ezzel a gázt ki is kapcsolhatjuk és mivel a fűtést se gázzal vagy elektromos árammal oldjuk meg, így jelentősen lecsökkenthetjük az elektromos fogyasztók által felvett teljesítményt is. Elsőként az elektromos fogyasztókkal és azok lehetséges táplálásával foglalkozunk, elmondjuk, hogyan lehet kihasználni a Föld elektromosságát, a napenergiát és a szélenergiát. Utána a

fűtés és melegvízellátást tárgyaljuk, bemutatva, hogy hogyan használhatjuk ki a Föld melegét és a napfényt de eddig kevésbé ismert módszerekről is szó fog esni. Végül a víz kérdésével fogunk foglalkozni, annak ingyenes beszerzésével és tisztításával, ismét csak a Földet használva. A házunk elektromos energiaellátása Bevezető Első látásra talán úgy tűnik, hogy egy teljes háztartás energiaellátását nem lehet házi körülmények között megoldani, mivel azok rengeteg energiát igényelnek. Az elkövetkező oldalakon ezt a tévhitet szeretném eloszlatni. Az itt javasolt energiaellátó rendszert (legalábbis annak bizonyos formáit) bárhol alkalmazhatod: lakásban, házban, nyaralóban, sőt akár hajón is. A következő ábrán ennek a rendszernek a felépítését láthatod. 1.ábra A háztartásunk energiaellátó rendszere Mint az ábrán is látható, a különböző energiaforrások, mint például a Nap, a szél, a Föld stb.

energiáit akkumulátorokban tároljuk el, s ezt az eltárolt 12 V-os vagy 24 V-os egyenfeszültségű energiát alakítjuk át egy inverter segítségével szabványos 220 V-os 50 Hz-es hálózati feszültséggé. Ennek oka az, hogy az energiaforrások nem mindig állnak a rendelkezésünkre, nem süt mindig a nap, nem fúj mindig a szél, így az energiát valahol tárulnunk kell ezekben a szünetekben is. De van egy másik oka is: a fogyasztók koránt sem egyenletesen veszik fel a működésükhöz szükséges energiát és nagy részük csak időlegesen működik, amit aztán kikapcsolt állapot követ. Ha az akkumulátor töltésére felhasznált energiaforrásunkat úgy kéne tervezni, hogy az a csúcsidőkben felvett energiát biztosítsa állandóan, akkor az feleslegesen nagy helyet foglalna el, nem is beszélve a horribilis belekerülési költségekről. A következő oldalakon egyenként kielemezzük az egyes részegységeket. Elsőként a háztartásunkban használt

fogyasztóinkat vizsgáljuk meg, kiszámoljuk, mennyi energiát fogyasztanak, kielemezzük a csúcsidőkben felvett energia mennyiségét és a lehetséges takarékossági módszereket. Ezt követően az inverterekkel ismerkedünk meg és arra is láthatsz javaslatot, hogyan tudod Te magad is azt megépíteni, majd a napenergia, szélenergia és a Föld energiáinak a kiaknázásáról olvashatsz és azok lehetséges egyéni vagy kombinált felhasználásáról. Mindenhol konkrét számításokat végezhetsz az egyedi igényeidnek megfelelően, mely számításokat a számítógéped meg is jegyzi, így azokhoz mindig visszatérhetsz és bármikor meg is változtathatod azokat. A lehetséges energiaforrások sora nem merül ki a napenergia, szélenergia és a Föld elektromos energiájának a kiaknázásával. Számos olyan készülék van, mely közvetlenül a nullpontenergiát vagy a mágnesekben tárolt energiát hasznosítja. Hogy csak egyet említsek, ott van a MEG

(Mozdulatlan Elektromágneses Generátor), de ezek a készülékek külön témaként vannak feldolgozva a weblapomon, mivel egyetlen oldalon nem lehet kitárgyalni a működési elvüket és a megépítésük leírását. Nullpontenergia, avagy az éter Az ingyenenergia-eszközök mindegyike ugyanazt teszi. Valamilyen módon kinyeri a bennünket körülvevő nullpontenergia [NPE] vagy más néven éter egy részét, méghozzá úgy, hogy a kinyerésre használt energia kisebb, mint a kinyert energia. Az energiakülönbözet adja az "ingyenenergiát". Ezen az oldalon arról olvashatsz, hogy mi is az a nullpontenergia. "Olyan bámulatosak ezek a tények, hogy úgy tűnik, maga a Teremtő elektromosnak tervezte meg ezt a bolygót." Nikola Tesla, Electrical World and Engineer, 1905 január 7 A fizikusok már régen felismerték, hogy egy energiaóceánban létezünk. Az elektromágneses nullpontenergia jelenlétét egy dán fizikus, M. J Sparnaay fedezte fel

elsőként, miközben Hendrick B. G Casimir 1948-ban megkezdett kísérleteit folytatta Ezek a kísérletek egy erő jelenlétét mutatták ki, mely két elektrosztatikusan nem feltöltött lemez között volt megfigyelhető. Ez az erő a vákuumban lévő lemezek körül folyó elektromágneses energia formájában jelent meg. Sparnaay felfedezte, hogy a lemezekre ható erő nem csak termálenergia (hő) formájában jelenik meg, hanem egy másfajta sugárzásként is, amit jelenleg a klasszikus nullpontenergiának nevezünk. Sparnaay azt is felfedezte, hogy az elektromágneses nullpontenergia nem csak a vákuumban létezik, hanem az abszolút nullafokos hőmérsékleten (mínusz 273 °C) is. Ezért nevezzük ezt az energiát nullpontenergiának, mivel az abszolút nullfokra lehűtött anyag esetén is megmarad ez az energia. Az NPE jelen van a vákuumban, homogén (egységes) és izotróp (minden irányban egyenlő) valamint mindenütt megtalálható. Egy adott frekvenciájú

energia intenzitása a frekvencia köbével arányos. Következésképpen a frekvencia növekedésével az energia a végtelenségig növekedhet. Az NPE bevezetésével az abszolút nullafokos hőmérsékletű vákuum már nem jelenti az elektromágneses energia megszűnését. Az NPE azon tulajdonságai, hogy látszólag végtelen az energiasűrűsége és a tér minden pontjában jelen van, nagyon vonzó energiaforrássá teszi azt számunkra. Ugyanakkor mivel ezek a nagy energiasűrűségek csak nagyon magas frekvenciákon léteznek és mivel a jelenleg létező technológiai eszközök csak alacsonyabb frekvenciákon működnek hatékonyan, ezért ennek az energiának a megcsapolása lehetetlen a hagyományos technikai eszközökkel. Ez az oka annak, hogy még nem látjuk ezt az energiát a mai társadalmainkban. Legalábbis mostanáig nem láttuk. Ennek az energiának a megcsapolására egy olyan antennát vagy vevőt kell konstruálnunk, mely ezeken a különösen magas

frekvenciákon is működik. Ez az energia igencsak intenzív. A Nóbeldíjas Richard Feynman és Einstein egyik pártfogoltja, John Wheeler kiszámolták, hogy egy kávéscsésze térfogatú energia több mint elegendő a világ összes óceánjának az elpárologtatására! Andre Sakharov orosz fizikus véleménye szerint minden anyag energiatengerben úszik. A modern fizikusok szerint a csillagok és az anyagot alkotó részecskék közötti űr fluktuáló energiával van feltöltve. A világ számos pontján végzett kutatások sok anomáliát tártak fel, melyek okát az NPE jelenlétével magyarázzák. Azt is gyakran hallhatjuk, hogy az NPE megcsapolási módjának a felfedezése az Univerzum egyesített mező elméletének a kulcsa. Más szavakkal mondva, a tudomány jelenlegi értelmezése egy nagy kirakójáték, melyből egy hatalmas darab hiányzik. Talán az NPE ez a hiányzó darab, amely egy "Új Tudomány" eljövetelének a hírnöke. Ezt a szöveget innét

fordítottam le. A következőkben Dr. Jay Garrett írását olvashatod el, melyben az NPE veszélyeiről van szó. Mit csinál az NPE ? Az univerzális NPE mező olyan, mint egy teljesen nyugodt tó felszíne. Nincs rajta mozgás. Az egész csak egy felület Ha viszont valami keresztülhatol a víz felszínén, akkor az megtöri azt és hullámokat hoz létre. A hullám felső része vízből van, akárcsak az alsó. Hasonló módon, az anyag NPE-ból áll, csak ez egy jóval összetettebb forma Az NPE olyan energia, amely abszolút nem vibrál. Az energia bizonyos vibrációját fotonnak hívjuk. A még több vibrációval rendelkező energiát quarkoknak nevezzük A még több vibrációval rendelkező energiát elektronnak, protonnak és neutronnak hívjuk. A még több vibrációval rendelkező energiát pedig atomnak, molekulának és szilárd anyagnak hívjuk. A magas vibrációs szinten működő lokalizált energiának, mint például az anyagnak ugyanakkor egy bizonyosfajta

energia-bemenetre vagy "nyomásra" van szüksége ahhoz, hogy ne folyjon szét. A tudósok ezt a "gravitációs", "kovalens" és "ionos" kötésekkel, "erős" és "gyenge" nukleáris erőkkel és elektronpályákkal magyarázzák. Ugyanakkor ez mind csak az eredménye az univerzális NPE mező teljes "folyadéknyomásának". Az univerzális NPE mező teljes energiáinak összege pont annyi, ami ahhoz kell, hogy összetartsa a fotonokat, elektronokat, atomokat, bolygókat és naprendszereket. Ez a mező hozza létre a gravitációt, a centripetális és centrifugális erőket, a tehetetlenséget, a súrlódást és azokat a kedves kis molekuláris kötéseket, amik annyi örömet okoznak a kémikusoknak. A teljes univerzum energiából áll Hogy pontosabbak legyünk: nullpontenergiából. Hogyan hozza létre az NPE mindezt ? Mindenek előtt a "szilárd anyag" nem szilárd. Az elektronfelhők és az

atommag közötti távolság olyan nagy, mint a Nap és a Plútó közötti távolság, csak jóval kisebb léptékben. Tehát a "szilárd anyag" főként űr. Az pedig, ami "szilárd anyag", csak az NPE összetett vibrációja, melyet az univerzális NPE mező tart össze. Ez azt is jelenti, hogy az anyagnak tartott NPE legnagyobb része keresztülhatolva az "anyagon" nem is hat arra. Ugyanakkor az a rendkívül jelentéktelen mennyiségű NPE, ami kapcsolatba lép vele, elegendő ahhoz, hogy az atomokat és molekulákat összetartsa, hogy az embereket a Föld felszínén tartsa és a bolygókat összetartsa, így hozva létre Kepler bolygótörvényeit. Képzelnéd el azt, hogy az óceán alján vagy. Elképzelhetetlenül nagy nyomás nehezedik rád minden irányból, kivéve alólad. Most pedig azt képzeld el, hogy az egész univerzum egy nagy óceán, amely téged a Földhöz nyom. Gigantikus nyomás nehezedik rád minden irányból, ugyanakkor kisebb

a nyomás a Földből a talpadon keresztüláramló irányból. Ez alkotja azt a negatív össz nyomást, ami téged a Földön tart. A nullpontenergia ehhez hasonlítható. Az NPE sugárzás nagyon kis százaléka ütődik az egyes részecskékhez, de a Föld ezen részecskék hatalmas halmazát alkotja, s ez az áramlás hozza létre azt, amit mi gravitációnak nevezünk. Tehát akkor hogyan jutunk ingyenenergiához ? Nos, az NPE mező tartja össze az anyagot, igaz? Természetesen igaz! Az is igaz, hogy sok NPE kísérlet a bennünket körülvevő NPE mező manipulálásával foglalkozik. Részecske turbulencia, Plazma turbulencia, magas szintű részecske rezegtetés. Az NPE az, ami összetartja az anyagot annak bármely szintjén. Ha egy részecskének nincs 100%os NPE kisugárzása, akkor az nem 100%-osan integrált, más szóval dezintegrált Pons és Fleishmann részecske rezegtetéssel kísérleteztek az elektrolizáló készülékükben. A paladiumból készült katód

kristályszerkezete nagyszerű hely volt a részecskék rezegtetésére. Amint ezek a részecskék elkezdtek rezegni, tiszta energiává dezintegrálódtak és részeseivé váltak az NPE energiafolyamnak. Minél nagyobb a rezgés, minél nagyobbak a megrezegtetett részecskék, és minél nagyobb a rezgés sebessége, annál több részecskét alakítunk ismét az NPE folyam részéve, azaz tiszta energiává. Így jutunk hozzá az "Ingyenenergiához" De akkor mi a probléma ? A nullpontenergia határozza meg a fizika összes törvényét. A gravitációt, az elektromágneses és nukleáris erőket, sőt még az időt is. Semmilyen mértékű reakció során sem lehet úgy manipulálni az NPE mezőt az ingyenenergia kinyerésére anélkül, hogy ne torzítanánk el a gravitációs mezőt. Minél nagyobb az NPE torzulás, annál nagyobb a gravitációs torzulás is. James Redfield írt egy nagyszerű könyvet azon gépek pusztító hatásairól, melyek hatalmas

mennyiségű NPE manipulációkat idéznek elő. A "The Tenth Insight" (A tizedik betekintés) című könyvben egy olyan gépről volt szó, melyet arra terveztek, hogy annyi energiát hozzon létre a "vákuumból", amennyi az ország teljes területét ellátná energiával, s mindezt egyetlen erőműben. Ugyanakkor a gravitációs és ideiglenes torzítások növekedtek, amint növelni próbálták az előállított energia mennyiségét. Akármivel is próbálkoztak, nem tudták kiküszöbölni a gravitációs és ideiglenes torzításokat. Pontosan ez a veszélye az ingyenenergia készülékeknek. Ha túl erőteljes a készülék, a gravitációs torzítások akkorák lesznek, hogy a Föld és a Hold között fennálló érzékeny gravitációs egyensúly felborul és a Holdat felénk fogja húzni. Vagy az óceánokat fogja a városaink felett áthúzni. Esetleg szétrombolhatja a kontinenseket Sőt még az is lehetséges, hogy kihúz bennünket a jelenlegi

pályánkról, ami más bolygókkal való összeütközéshez vezethet. A probléma az, hogy senki se tudja, mennyi az a túl sok. De addig, amíg néhány társaság monopolizálni próbálja a technológiákat és az NPE-t a jelenlegi "központi energiaellátó" módszerrel akarja felhasználni, addig a Föld, az emberiség és a Naprendszerünk állandó veszélyben van. Ugyanakkor az NPE tökéletesen biztonságos, ha nem akarsz egyetlen háznál többet ellátni energiával. Kis méretű személyes generátorral az összes szükséges energiát elő tudjuk állítani úgy, hogy szinte semmilyen negatív hatást se okozunk. A lényeg az, hogy ne legyünk mohók Néhány ember mohósága az összes többi ember életét romba döntheti. Mit tehetünk ? Olvasd el ezt az oldalt. Kérd meg a barátaidat, hogy olvassák el ezt az oldalt Kérd meg a családtagjaidat, hogy olvassák el ezt az oldalt. Ha tudod, hogy valaki NPE projekteken dolgozik, kérd meg, hogy olvassa el

ezt az oldalt. Tartsd észben, hogy minden ingyenenergia készülék az NPE-t manipulálja. A "Nukleáris Korszak" csak séta volt a parkban ahhoz képest, amivel most nézünk szembe. Megjegyzés: Két magyarázatot olvashattál a nullpontenergiáról. Az egyikben azt látjuk, hogy az NPE igen magas frekvenciájú energia, a másik pedig azt teljesen mozdulatlan energiának írja le. Ez azt mutatja, hogy nincs egy határozott álláspont az NPE mibenlétével kapcsolatban, de az is tény, hogy ennek ellenére van sok módszer, hogyan nyerhetjük ki ezt az energiát. A másik dolog az, hogy az NPE-t csak kis mennyiségben megcsapolva lehet biztonságosan használni, ezért a Fénykapu oldalain csak ilyen készülékekkel találkozhatsz. De ha belegondolunk, a jelenlegi vízierőművek is igen jelentős károkat okoztak a természetben, nem is beszélve az atomerőművekről. Ha valaki(k) valóban monopolizálni akarják az NPE technikákat, akkor a fentebb említett

veszélyek mellett még a jelenlegi rabságunk sem változna meg. Ugyanúgy kéne továbbra is fizetnünk a villanyszámlát, gázszámlát, fűtési díjat, vízdíjat stb. A weblapomon javasolt eszközökkel pont ezt szeretném megszűntetni. Utolsó frissítés dátuma: 2004 június 01. A Mozgás nélküli Elektromágneses Generátor Bevezető A Mozgás nélküli Elektromágneses Generátor (M.EG) onnét kapta a nevét, hogy az energiát mozgó alkatrészek nélkül állítja elő. A készülék maga egy közönséges transzformátorra hasonlít, annyi különbséggel, hogy itt két primer és két szekunder tekercs van a vasmagon. A MEG hatásfoka azonban messze meghaladja a hagyományos transzformátorok 75-95 %-os hatásfokát. A következő oldalon ismertetésre kerülő szabadalomban a hatásfok 320-360 % körül van, de a bemeneti feszültség további növelésével ez az érték még tovább növekszik. Mivel a készülék hatásfoka meghaladja a 100 %-ot, ezért csak

az indításhoz kell külső tápforrást használni. Amint azonban az indukció folyamata beindult, a külső tápra már nincs többé szükség. Ezt a nagyszerű hatásfokot azáltal lehet elérni, hogy a primer tekercsekben folyó áram csak annyi ideig folyik, amennyi a mágneses fluxus megváltoztatásához kell, a fluxus változása viszont több áramot, így nagyobb teljesítményt indukál a kimeneti tekercsekben. Ezen kívül az állandó mágnes energiája is hozzájárul a 100 %-nál nagyobb hatásfok eléréséhez. A következő oldalakon először a szabadalommal ismerkedhetsz meg, majd Naudin készülékéről és a terhelő ellenállások "előkezeléséről" olvashatsz egy ismertetőt, végül pedig az eddig elvégzett kísérleteket tekintheted meg. M.EG szabadalom Ez a szabadalom Thomas E. Bearden, Stephen L Patrick, James C. Hayes, Kenneth D Moore és James L Kenny készülékét ismerteti. A szabadalmat 2002 március 26-án jegyezték be az Amerikai

Szabadalmi hivatalban US 6,362,718 Bl számon. Rövid ismertetés Ez az elektromágneses generátor, mely nem tartalmaz mozgó alkatrészeket, egy állandó mágnesből és egy mágneses magból áll, mely mag az első és második mágneses áramot tartalmazza. Az első bemeneti és kimeneti tekercs az első mágneses áram körül, míg a második bemeneti és kimeneti tekercs a második mágneses áram körül található. A bemeneti tekercsek váltakozva pulzálnak, ezáltal biztosítva az indukált áramot a kimeneti tekercsekben. Az első tekercsekbe bevezetett áram csökkenti az állandó mágnes fluxusát Az elektromágneses generátor egy másik megvalósításában a mágneses mag gyűrű alakú és a térben egymástól elválasztott lemezekből áll, ahol távtartók és állandó mágnesek egymást váltogatva helyezkednek el a lemezek között. Egy kimeneti tekercs található minden egyes távtartó körül. A bemeneti tekercsek a lemezek egy-egy része körül

találhatóak és pulzáló áram folyik rajtuk keresztül, ezáltal biztosítva az indukciós áramot a kimeneti tekercsekben. 1. ábra A MEG első verziójának felépítése A találmány részletes ismertetése Az 1. ábrán látható a MEG első verziójának felépítése Az elektromágneses generátor (10) egy állandó mágnesből (12) áll, mely a mágneses fluxus bemeneti áramát biztosítja, mely a mágnes északi pólusából (14) indul ki és a mágneses magon (16) keresztül halad tovább. A mágneses magon (16) keresztülfolyó mágneses mező egy jobb irányú (18) és egy bal irányú mágneses mezőt (20) hoz létre. Mind a kettő a mágnes (12) északi (14) és déli pólusa (22) között áramlik. Az elektromágneses generátort (10) egy kapcsoló és vezérlő áramkör (24) hajtja meg, mely váltakozva hol a jobboldali (26), hol pedig a baloldali (28) bemeneti tekercsbe vezet elektromos áramot. Ezek a bemeneti tekercsek (26 és 28) a mágneses mag (16) egy

részé körül helyezkednek el. A jobboldali bemeneti tekercs (26) a jobboldali mágneses mező (18) egy részét, míg a baloldali bemeneti tekercs (28) a baloldali mágneses mező (20) egy részét veszi körül. A jobboldali kimeneti tekercs (29) szintén körülveszi a jobboldali mágneses mező (18) egy részét, míg a baloldali kimeneti tekercs (30) a baloldali mágneses mező (20) egy részét veszi körül. A kapcsoló és vezérlő áramkör (24), valamint a bemeneti tekercsek (26 és 28) úgy vannak elhelyezve, hogy amikor a jobboldali bemeneti tekercs (26) energizálva van, a tekercs északi mágneses pólusa annak baloldalán (31) van jelen, mely az állandó mágnes (12) északi pólusához (14) van legközelebb, és amikor a baloldali bemeneti tekercs (28) van energizálva, akkor az északi mágneses pólus a tekercs jobb oldalán (32) van jelen, mely szintén az állandó mágnes (12) északi pólusához (14) van legközelebb. Ennek köszönhetően, mikor a

jobboldali bemeneti tekercs (26) van mágnesezve, az az állandó mágnes (12) mágneses fluxusát a jobboldali bemeneti tekercsen (26) löki keresztül. Ugyanígy, mikor a baloldali bemeneti tekercs (28) van mágnesezve, az az állandó mágnes (12) mágneses fluxusát a baloldali bemeneti tekercsen (28) löki keresztül. Az is látszik, hogy a jobboldali bemeneti tekercsen (26) átfolyó elektromos áram az állandó mágnes (12) által létrehozott jobboldali mágneses folyam (18) fluxusával ellentétes irányú, mely azt eredményezi, hogy ennek a fluxusnak legalább egy kis része a baloldali mágneses folyamba (20) transzformálódik át. Másrészt viszont, a baloldali bemeneti tekercsen (28) átfolyó elektromos áram az állandó mágnes (12) által létrehozott baloldali mágneses folyam (20) fluxusával ellentétes irányú, mely azt eredményezi, hogy ennek a fluxusnak legalább egy kis része a jobboldali mágneses folyamba (18) transzformálódik át. Míg az 1. ábrán

bemutatott példában a bemeneti tekercsek (26 és 28) az állandó mágnes (12) északi oldalán helyezkednek el, az is egyértelmű, hogy a bemeneti tekercsek (26 és 28) az állandó mágnes (12) déli pólusán is elhelyezkedhetnek. Ekkor viszont a bemeneti tekercsek energizálása ellentétes pólusú kell legyen. Általánosságban szólva, a bemeneti tekercsek (26 és 28) az állandó mágnes (12) bármely oldalán elhelyezkedhetnek, csak az a lényeg, hogy a tekercsekben keletkező mágneses mező az állandó mágnes (12) fluxusának egy részét a másik bemeneti tekercs által körülvett mágneses mezőbe transzformálja át. Jelen találmányban a bemeneti tekercseken (26 és 28) átfolyó áram soha nem ér el olyan magas értéket, hogy a mágneses mag (16) telítődjön. A mágneses mag (16) telítődése azt jelenti, hogy a bemeneti áram részleges növelése nem okoz az áramváltozásnak megfelelő mágneses fluxusváltozást. Ez a bemeneti teljesítmény

veszteségéhez vezetne Az elektromágneses generátornál (10) a bemeneti tekercsek (26 és 28) között kapcsolgatott áram nem kell, hogy megállítsa az egyik mágneses folyamot (18 vagy 20), míg a másik mágneses folyamot irányítjuk. Az elektromágneses generátor (10) a fluxus mintájának változtatásával működik, így nem szükséges a fluxust teljesen átkapcsolni az egyik oldalról a másikra. A kísérletek megmutatták, hogy ez a kialakítás előnyösebb a bemeneti tekercsek (26,28) által a kimeneti tekercsekben (29,30) generált elektromos teljesítmény hatásfokának szempontjából. A jobboldali kimeneti tekercs (29) elektromosan össze van kötve egy egyenirányítóval és szűrővel (33), mely egy potméterrel (35) megvalósított szabályozón (34) keresztül juttatja a kimeneti teljesítményt a terhelésre (126). A lineáris szabályozó (34) kimenete az érzékelő és kapcsoló áramkör (36) bemeneti jeleként is szolgál. Az érzékelő és kapcsoló

áramkör (36) az induláskor összekapcsolja a kapcsoló és vezérlő áramkört (24) egy külső tápforrással (38), pl. egy indító akkumulátorral. Miután az elektromágneses generátor megfelelő módon beindult, az érzékelő és kapcsoló áramkör (36) érzékeli, hogy a szabályozó (34) által beállított feszültség elérte a kellő szintet, így a kapcsoló és vezérlő áramkör (24) táplálását átkapcsolja a külső tápforrásról (38) a szabályozó (34) kimenetére. Miután az átkapcsolás megtörtént, az elektromágneses generátor (10) külső tápforrás nélkül folytatja a működését. A baloldali kimeneti tekercs (30) elektromosan össze van kötve egy egyenirányítóval és szűrővel (40), mely egy potméterrel (43) megvalósított szabályozón (42) keresztül juttatja a kimeneti teljesítményt a terhelésre (44). 2. ábra A kapcsoló és vezérlő áramkör (24) első verziójának sematikus működési elve Az oszcillátor (50)

biztosítja a flip-flop (54) órajelét (lásd a 2.ábrát) A flip-flop (54) Q és Q kimenetei egy-egy meghajtó áramkörön (56 és 58) és kimeneti meghajtó FET-eken (60 és 62) keresztül jutnak a bemeneti tekercsekre (26 és 28) úgy, hogy azok felváltva kapnak áramot. A jelen találmánynál a tekercseken (26 és 28) alkalmazott feszültséget (V), mely a FET-eken (60 és 62) keresztül jut rájuk, az érzékelő és kapcsoló áramkör (36) vezérli. 3. ábra A 2 ábrán ismertetett meghajtók bemenetére érkező impulzusok A 3. ábrán a 2 ábrán ismertetett meghajtók és FET-ek (60 és 62) bemenetére érkező impulzusok láthatók. Míg az egyik FET (60) bemenetére érkező vezérlőjel a 64-es számmal van jelölve, addig a másik FET (62) bemenetére érkező vezérlőjel a 66-ossal. Mind a két bemeneti tekercs (26 és 28) pozitív feszültséggel van meghajtva. 4. ábra a kapcsoló és vezérlő áramkör (24) második verziójának sematikus működési elve

A 4. ábra a kapcsoló és vezérlő áramkör (24) második verziójának sematikus működési elvét mutatja be. Ebben a verzióban egy oszcillátor (70) hajtja meg a flip-flopot (72) A flip-flop (72) Q és Q kimenetei egy-egy időzítőre (74 és 76) kapcsolódnak. Az időzítők (74 és 76) kimenetei egy-egy meghajtón (78 és 80) keresztül a FET-ekre (82 és 84) jutnak, így a bemeneti tekercsekre (26 és 28) felváltva jutnak azok az impulzusok, melyek ideje rövidebb, mint a flip-flop (72) Q és Q kimenetein megjelenő impulzusok szélessége. 5. ábra A 4 ábrán ismertetett meghajtók bemenetére érkező impulzusok Az 5. ábrán a 4 ábrán ismertetett meghajtók és FET-ek (82 és 84) bemenetére érkező impulzusok láthatók. Míg az egyik FET (82) bemenetére érkező vezérlőjel a 86-es számmal van jelölve, addig a másik FET (84) bemenetére érkező vezérlőjel a 88-assal. Az 1. ábrán bemutatott példában, a jobboldali kimeneti tekercsben (29) csak akkor

generálódik a teljesítmény, mikor a jobboldali mágneses folyam (18) fluxusa változik. Ehhez hasonlóan, a baloldali kimeneti tekercsben (30) is csak akkor generálódik a teljesítmény, mikor a baloldali mágneses folyam (20) fluxusa változik. Ezért kívánatos meghatározni, hogy egy adott elektromágneses generátor esetén milyen impulzusszélesség biztosítja a gyakorlatilag leggyorsabb mágneses fluxusváltozást. Ezt az impulzusszélességet a 2. ábrán bemutatott oszcillátor (50) frekvenciájának változtatásával érhetjük el, amikor is a 3. ábrán bemutatott impulzusformákat kapjuk Másik megoldásként az 5. ábrán bemutatott kapcsolás időzítőinek (74 és 76) a beállítását módosíthatjuk alacsonyabb oszcillációs frekvencián. Ebben az esetben a bemeneti tekercsek nincsenek megterhelve a szükségesnél hosszabb ideig. Mikor akármelyik bemeneti tekercsen több ideig folyik áram, mint amennyi ideig az szükséges a mágneses fluxusváltozás

előidézéséhez, akkor az teljesítményveszteséget idéz elő, mely teljesítmény a bemeneti tekercsek melegítésére fordítódik, nem pedig a kimeneti tekercsekben indukált teljesítmény növelésére. Számos kísérlet lett levezetve az 1. ábrán bemutatott elektromágneses generátor működőképességének meghatározására, azaz hogy elegendő teljesítmény generálódik-e a kapcsoló és vezérlőáramkör által vezérelt bemeneti tekercsek (26 és 28) és egy külső terhelés (44) meghajtására. Az ezekben a kísérletekben alkalmazott kialakítás a következő volt: • • • A bemeneti tekercsek (26 és 28) menetszáma 40 volt 18 gauge-os (1,22 mm átmérőjű) rézvezetékkel. A kimeneti tekercsek (29 és 30) menetszáma 450 volt 18 gauge-os (1,22 mm átmérőjű) rézvezetékkel. Az állandó mágnes (12) északi és déli pólusa közötti magassága 40 mm a 89. nyíl irányában, a szélessége 25,4 mm a 90. nyíl irányában, a mélysége pedig 38,1

mm volt. • • • • • A mágneses mag (16) magassága 90 mm a 89. nyíl irányában, szélessége 135 mm a 90. nyíl irányában, a mélysége pedig 70 mm volt A mágneses magban (16) egy központi lyuk volt, melynek magassága 40 mm a 89. nyíl irányában (az állandó mágnes (12) elhelyezésére), szélessége 85 mm a 90. nyíl irányában A mágneses mag (16) két darab "C" alakú félből ált, melyek a 92. jelű vonalnál kapcsolódtak össze. Ezen voltak elhelyezve a bemeneti (26 és 28) valamint a kimeneti tekercsek (29 és 30). A mágneses mag (16) anyaga lemezes vasalapú mágneses ötvözet volt, melyet pl. a "Honeywell"-nél lehet vásárolni "Magnetic Alloy 2605SA1" néven. A mágnes anyagát vas, neodium és bór kombinációja alkotta. A bemeneti tekercsek (26 és 28) 87,5 kHz-es oszcillátor-frekvenciával lettek meghajtva. Méréseink szerint ez a frekvencia biztosította az optimális hatásfokot a 2. ábrán bemutatott

kapcsolásban. Ennek a frekvenciának a periódusideje 11,45 mikrosekundum A flip-flop (54) úgy lett beállítva, hogy a "Set" és "Reset" jelek az oszcillátor jelének felfutó élére változtak, így mind a két FET-re (60 és 62) ugyanakkora idejű, 11,45 mikrosekundumos impulzusok jutottak. A kikapcsolási idő szintén 11,45 mikrosekundum volt. A 6a.-6h ábrák az impulzusok grafikus ábrázolásai, melyek egyidejűleg jelentek meg az 1. ábrán és 2 ábrán bemutatott elektromágneses generátornál, mikor a bemeneti feszültség 75 V. A 6a. ábra a FET (60) vezérlőjeleit (100) mutatja, mely a jobboldali bemeneti tekercset (26) hajtja meg. 6a. ábra A jobboldali FET (60) vezérlőjelei A 6b. ábra a másik FET (62) vezérlőjeleit (102) mutatja, mely a baloldali bemeneti tekercset (28) hajtja meg. 6b. ábra A baloldali FET (62) vezérlőjelei A 6c és 6d ábrák a FET-eken (60 és 62) külső tápforrásról történő táplálásakor mérhető

feszültség és áramimpulzusokat mutatják be. A 6c. ábrán a feszültségszintet (104) láthatjuk Míg az akkumulátor névleges feszültsége 75 V volt, addig egy süllyedő átmeneti jel (106) képződik ezen a feszültségen minden alkalommal, mikor valamelyik FET (60 vagy 62) bekapcsolódik. Ennek az átmeneti jelnek a mintája az akkumulátor belső ellenállásától és a mágneses generátor jellemzőitől függ. 6c. ábra A bemeneti tekercsek feszültségszintje akkumulátoros tápforrás esetén A 6d. ábrán a FET-eken (60 és 62) folyó áramokat (106) láthatjuk, mikor a tápforrás az akkumulátor. 6d. ábra A FET-eken folyó áramok akkumulátoros tápforrás esetén Mivel a 104 és 106 jelek a FET-eken (60 és 62) folyó áramok hatását mutatják, ezért az átmeneti jelek csúcsai közötti időintervallum 11,45 mikrosekundum. A 6e-6h ábrák a kimeneti tekercseken (29 és 30) mért feszültség és áramszinteket mutatják. A 6e. ábra a jobboldali

kimeneti tekercs (29) kimeneti feszültségét (108), míg a 6f ábra a baloldali kimeneti tekercs (30) kimeneti feszültségét (110) mutatja. 6e. ábra A jobboldali kimeneti tekercs kimeneti feszültsége 6f. ábra A baloldali kimeneti tekercs kimeneti feszültsége A 6g. ábra a jobboldali kimeneti tekercs (29) kimeneti áramát (116), míg a 6h ábra a baloldali kimeneti tekercs (30) kimeneti áramát (118) mutatja. 6g. ábra A jobboldali kimeneti tekercs kimeneti árama 6h. ábra A baloldali kimeneti tekercs kimeneti árama Vegyünk egy példát: a jobboldali kimeneti tekercs (29) kimeneti áramának jele (116) egy első átmeneti csúcsot (112) tartalmaz, melyet a baloldali bemeneti tekercsben (28) folyó áramimpulzus okoz azáltal, hogy a mágneses fluxust a jobboldali mágneses folyamba (18) irányítja. A második átmeneti csúcsot (114) a baloldali bemeneti tekercsben (28) folyó áram kikapcsolása és a jobboldali bemeneti tekercs (26) áramának bekapcsolása

okozza. 7. ábra A kimeneti teljesítmény a bemeneti feszültség függvényében A 7. ábra az elektromágneses generátornak (10) a bemeneti feszültség nyolc különböző, 10 V és 75 V közötti értékeinél mért kimeneti teljesítményét mutatja. Az oszcillátor frekvenciája 87,5 kHz-re volt beállítva. A mérőpontokat a 120-szal jelölt pontok mutatják, míg a 122 jelű görbe a többtagú regressziós elemzés alapján lett megrajzolva. 8. ábra A hatásfok a bemeneti feszültség függvényében A 8. ábra a kimeneti és bemeneti teljesítmények alapján számolt hatásfokot mutatja a 7 ábrán jelzett mérőpontokban. Minden egyes mérőpontnál a kimeneti teljesítmény jelentősen meghaladta a bemeneti teljesítményt. A teljesítményértékek a feszültségek és áramok alapján lettek kiszámolva minden egyes mérőpontnál, több mérési eredményt átlagolva. A mérések egy Textronic THS730 digitális oszcilloszkóp segítségével lettek elvégezve.

Amíg az elektromágneses generátor (10) sokkal magasabb feszültség és áram mellett is működött telítődés nélkül, a bemeneti feszültség le lett korlátozva 75 V-ra a kapcsolóáramkör feszültséghatára miatt. Akik a jelen "művészeti ágban" jártasak, azok tudják, hogy vannak olyan alkatrészek, melyek jóval magasabb kapcsolófeszültséggel is tudnak dolgozni. A kísérletek során mért adatok alapján lett kikövetkeztetve, hogy 100 V bemeneti feszültség és 140 mA bemeneti áram mellett a bemeneti teljesítmény 14 W, ami mind a két kimeneti tekercsben (29 és 30) 48 W kimeneti teljesítményt produkál 12 mA-es átlagos kimeneti áram és 4000 V-os átlagos kimeneti feszültség mellett. Ez azt jelenti, hogy mindegyik kimeneti tekercsnél (29 és 30) a hatásfok 3,44. Bár a 4000 V-os kimeneti feszültség szükséges lehet néhány alkalmazásban, a kimeneti feszültség könnyen szabályozható az elektromágneses generátor (10)

felépítésének egyszerű megváltoztatásával. A kimeneti feszültség automatikusan lecsökken a kimeneti tekercsek menetszámának csökkentésével. Ha a kimeneti tekercsek menetszámát 450-ről lecsökkentjük 12-re, akkor a kimeneti feszültség leesik 106,7 V-ra, miközben a kimeneti áram 0,5 A-ra növekszik mind a két kimeneti tekercsben (29 és 30). Ezzel a módszerrel az elektromágneses generátor (10) kimeneti áramerőssége és feszültsége a kimeneti tekercsek (29 és 30) menetszámának változtatásával szabályozható, miközben a kimeneti teljesítmény nem változik jelentősen. A kimeneti teljesítményt a bemeneti áram határozza meg a mágneses fluxus változtatásának segítségével. A hatásfok minden esetben jelentősen meghaladta az 1-et (lásd a 8. ábrát), ami azt jelenti, hogy a kimeneti tekercsek (29 és 30) mindegyikében a kimeneti teljesítmény jóval nagyobb a bemeneti tekercsekre (26 és 28) vezetett teljesítménynél. Ezért az

nyilvánvaló, hogy az elektromágneses generátor (10) megépíthető öntápláló módon, ahogy ezt már megtárgyaltuk az 1.ábránál Az 1ábrán bemutatott példában a rövididejű külső tápforrás (38) használatát leszámítva a bemeneti tekercsekre (26 és 28) a teljesítményt teljes mértékben a jobboldali kimeneti tekercsről (29) vezettük. Ha bármelyik kimeneti tekercs (29 vagy 30) teljesítménye több mint elégséges a bemeneti tekercsek (26 és 28) vezérléséhez, akkor egy újabb terhelést (126) adhatunk a jobboldali kimeneti tekercsre (29), mely eddig csak a bemeneti tekercsek (26 és 28) táplálását végezte. Másrészt viszont, mind a két kimeneti tekercs (29 és 30) használható a bemeneti tekercsek által igényelt teljesítmény biztosítására, pl. a kimeneti tekercsek (29 vagy 30) egyike a 2 ábrán bemutatott egyik FET (60), míg a másik kimeneti tekercs a másik FET (62) számára biztosítja a V feszültséget. A termodinamikai

megfontolásokkal kapcsolatban szeretnénk megjegyezni, hogy míg az elektromágneses generátor (10) működik, ez egy nyílt rendszer, nem pedig egy termodinamikai egyenlőség. A rendszer az állandó mágnes mágneses fluxusának statikus energiájából merít. Mivel az elektromágneses generátor (10) öntápláló, külső energia felvétele nélkül működik, ezért a rendszer termodinamikája egy nyílt disszipáló rendszer, mely környezetének az energiáját - ebben az esetben az állandó mágnesben tárolt mágneses fluxusenergiáját - átveszi, összegyűjti majd szétszórja (disszipálja). Az elektromágneses generátor (10) folyamatos használata az állandó mágnes mágnesességének elvesztését eredményezi. Az állandó mágnes anyaga ezért lehetőleg a Föld olyan ritka elemeiből tevődjön össze, mint vas, neodium és bór, mivel az ilyen mágnesnek viszonylag hosszú ideig megmarad a mágnesessége. Jelen elektromágneses generátor ezért nem egy

örökmozgó, hanem egy olyan rendszer, melyben az állandó mágnes által kisugárzott fluxust elektromos árammá alakítjuk, mely egyrészt a készüléket, másrészt pedig a rákapcsolt terhelést táplálja. Ez a nukleáris reaktorokhoz hasonlítható, ahol a tápláló anyag sugároz ki energiát, mely a láncreakciót fenntartja, ezáltal fűtve az elektromosságot generáló vizet. 9. ábra Az elektromágneses generátor második verziójának keresztmetszete A 9. ábrán az elektromágneses generátor (130) második verziójának keresztmetszetét láthatjuk. Ez az elektromágneses generátor (130) nagyon hasonlít az első verziójú elektromágneses generátorhoz (10), annyi különbséggel, hogy az első verzióban a mágneses mag (132) a 134. jelű vonal mentén összekötött két félből állt, melynél mind a két kimeneti tekercs (135) egy műanyag orsóra (136) lett tekercselve, még mielőtt az orsó (136) a mag (132) lábaira (137) lett volna helyezve. A 9

ábrán azt is láthatjuk, hogy az egyik bemeneti tekercs (138) máshol helyezkedik el. Az 1. ábrán bemutatott példában azt is látjuk, hogy mind a két bemeneti tekercs (26 és 28) a mágneses mag (16) felső részén volt elhelyezve, miközben a kialakult mágneses mezők északi pólusai a bemeneti tekercsek (26 és 28) belső felénél (31 és 32) jelentkeztek. Ezek az északi pólusok így az állandó mágnes (12) északi pólusához (14) estek a legközelebb. A 9. ábrán bemutatott példában az első bemeneti tekercs (26) elhelyezkedése megegyezik az 1. ábrán bemutatott példával, a második bemeneti tekercs (138) viszont az állandó mágnes (12) déli pólusa (140) mellé lett helyezve. A második bemeneti tekercs (138) déli mágneses pólusa a tekercs belső felére (142) esik. Mikor a bemeneti tekercs (138) be van kapcsolva, akkor az állandó mágnes (12) fluxusa a baloldali mágneses áramból (20) a jobboldali mágneses áramba (18) irányítódik. A 10. és a

11 ábra olyan elektromágneses generátort (150) mutat be, mely a második megvalósítás első verziója alapján készült. A 10 ábra felülnézetben, míg a 11 ábra elölnézetben mutatja a generátort. 10. ábra Elektromágneses generátor felülnézetben (a második megvalósítás első verziója) 11. ábra Elektromágneses generátor elölnézetben (a második megvalósítás első verziója) Az ez elektromágneses generátor (150) minden sarkán tartalmaz egy-egy kimeneti tekercset (152 és 153), valamint egy állandó mágnest (154), mely a kimeneti tekercsek között húzódik minden irányban. A mágneses mag (156) egy felső lemezt (158), egy alsó lemezt (160) és egy négyzetes távtartót (162) tartalmaz, mely a kimeneti tekercsek (152 és 153) között húzódik minden irányban. Mind a felső (158), mind pedig az alsó lemez (160) tartalmaz központi rekeszeket (164). Minden egyes állandó mágnes (154) azonos módon van elhelyezve, tehát az északi

pólusuk a felső lemez (158) felől található. A nyolc bemeneti tekercs (166 és 168) a felső lemez (158) körül, a kimeneti tekercsek (152 és 153) és az állandó mágnesek (154) között vannak elhelyezve. Minden egyes bemeneti tekercs (166 és 168) úgy van elhelyezve, hogy a végeiken kialakuló mágneses pólus a szomszédos állandó mágnesek (154) pólusainak megfelelőek legyenek. Így a bemeneti tekercsek (166) bekapcsolásakor az állandó mágnesek (154) mágneses fluxusai a szomszédos kimeneti tekercsekből (152) a másik kimeneti tekercsekbe (153) irányítódnak, a bemeneti tekercsek (168) bekapcsolásakor pedig az állandó mágnesek (154) mágneses fluxusai a szomszédos kimeneti tekercsekből (153) a másik kimeneti tekercsekbe (152) irányítódnak. Az első csoport bemeneti tekercsei (166) és a második csoport bemeneti tekercsei (168) váltakozva energizálódnak, ahogy erről már az 1. ábra kapcsán beszéltünk. A kimeneti tekercsek első csoportjában

(152) ennek megfelelően az impulzusok első csoportja által, míg a kimeneti tekercsek másik csoportjában (153) az impulzusok második csoportja által indukálódik áram. Tehát, a bemeneti tekercseken (166) keresztül folyó áram az állandó mágnesekből (154) áramló fluxus növekedését idézi elő a távtartókon keresztül (162) a kimeneti tekercsekben (153), míg a másik kimeneti tekercsekben (152) a fluxus csökkenését. Másrészt viszont, a másik bemeneti tekercseken (168) keresztül folyó áram az állandó mágnesekből (154) áramló fluxus növekedését idézik elő a távtartókon keresztül (162) a kimeneti tekercsekben (152), míg a másik kimeneti tekercsekben (153) a fluxus csökkenését. Míg a 10. ábrán és a 11 ábrán bemutatott példában a felső lemezen (158) elhelyezett összes bemeneti tekercs (166 és 168) fel van tüntetve, az is egyértelmű, hogy ezen bemeneti tekercsek (166 és 168) némelyike az alsó lemezen (160) is el lehetne

helyezve, ahogy ezt a 9. ábrán is láthatjuk A 12. ábra olyan elektromágneses generátor (170) felülnézetét mutatja be, mely a második megvalósítás második verziója alapján készült. 12. ábra Elektromágneses generátor felülnézetben (a második megvalósítás második verziója) Ebben a verzióban az a különbség, hogy mind a felső (172), mind pedig az alsó lemez (nincs feltűntetve) kör alakú, míg az állandó mágnesek (174), a távtartók (176) és a kimeneti tekercsek (178) henger alakúak. A bemeneti tekercsek (180) elhelyezkedése és kapcsolása megegyezik a 9. ábrával és a 10 ábrával kapcsolatos leírásokban ismertetett móddal. Jelen találmányban az alkalmazott mágneses mag lehetőség szerint nanokristály ötvözetből vagy amorf ötvözetből készüljön, az anyaga pedig legyen lemezekből összerakva. Például a mágneses mag lehet kobalt-niobium-bór ötvözet vagy más vasalapú mágneses ötvözet. Az állandó mágnes anyaga

lehetőleg a Föld ritka elemeit tartalmazza, például samarium kobalt vagy vas, neodium és bór kombinációja legyen. A találmány itt még tovább folytatódik, de az már csak az eddig elmondottak ismétlése, ezért azt nem fordítottam le. A M.EG működésének fizikai magyarázata A M.EG szabadalomban olvashattuk, hogyan is épül fel a Mozgás nélküli Elektromágneses Generátor és röviden a működési elvről is szó esett. Ezen az oldalon azonban röviden összefoglaljuk, hogyan lehetséges ez az egynél nagyobb hatásfok. • Az első oka ennek a nagyszerű hatásfoknak az, hogy nem vezetünk annyi áramot a bemeneti tekercsekbe, ami telítené a vasmagot. A telítődés során ugyanis a primer tekercsekben folyó áram változása nem okoz ugyanakkora energiájú változást az elektromágneses mezőben, aminek következtében a szekunder tekercsekben már ez a csökkentett energiájú elektromágneses mező indukálna kevesebb - áramot. • A második ok

az, hogy az impulzusok szélessége (időtartama) optimális. Ez azt jelenti, hogy a felfutó és lefutó élek által generált elektromágneses mező változás se nem túl gyors, se nem túl lassú. Ha túl gyors lenne, akkor a felfutó él által előidézett fluxus-változást a lefutó él energiájának egy része lerontaná, ha pedig túl lassú lenne, akkor egy olyan holt idő alakulna ki, ami alatt a vezérlő impulzus állandó energiát venne fel az áramforrásból, viszont - az állandó értéke miatt - ez nem okozna fluxus-változást. Ez tehát csak veszteség lenne • A harmadik ok pedig az, hogy a M.EG készülék egy állandó mágnest is tartalmaz, aminek a mágneses energiáját a kimeneten felhasználjuk. Ez az irányított mágneses energia alkotja a többletenergia jelentős részét, de nem csak ez. Mint majd később látni fogjuk, Naudin kipróbálta azt is, hogy a kísérlet közben kivette az állandó mágnest a vasmagból, majd újból visszahelyezte.

Az állandó mágnes nélkül is egynél nagyobb hatásfokot tapasztalt, de a mágnes visszahelyezése után ez jelentősen megugrott. • Azt is érdemes még megjegyezni, hogy a M.EG hatásfoka a bemeneti feszültség növekedésével folyamatosan növekedett. Ez azzal magyarázható, hogy az alacsonyabb feszültségeknél nagyobbak a bemeneti oldalon fellépő veszteségek. A feszültséget növelve a bemeneti feszültség hasznos része növekszik a veszteségekhez képest, ami a hatásfok növekedését eredményezi. • Még egy fontos feltétel: a kimeneti tekercsek terhelése egy nemlineáris terhelőellenállás kell legyen, aminek az ellenállása a feszültség növekedésével növekszik. A nemlineáris ellenállás előállításáról később lesz szó Végezetül következzen egy animáció, ami a M.EG működési elvét mutatja be A bemeneti tekercsekre jutó impulzusokat a tekercs zöld színe mutatja. A vasmag színei a mágneses indukció nagyságát

mutatják. A legkisebb indukciót a fehér szín, míg a legnagyobbat a piros jelzi. A következő oldalon Naudin M.EG készülékéről olvashatsz Naudin M.EG készüléke J. L Naudin is épített egy MEG készüléket, s igen jó hatásfokot ért el. Mivel Naudin nem mellékelt sok szöveget a képekhez, ezért inkább én fűztem megjegyzéseket hozzájuk. Mint azt Naudin leszögezte, az itt látható képek a saját mérési eredményeit tükrözik, nem Thomas Bearden-ét. A most ismertetésre kerülő készülék már a harmadik verzió Az előző két verzióban Naudin nem tudott 0,96-0,97-nél jobb hatásfokot elérni, s a bemeneti és kimeneti áram és feszültséggörbék se voltak pontosan olyanok, mint a M.EG szabadalomban látható görbék. Ezért ezekkel a kísérletekkel itt nem is foglalkozunk Először ismerkedjünk meg az elektronikával. A kapcsolási rajzot az 1 ábrán láthatod 1. ábra A kapcsolási rajz (Naudin 3 verziója) A bemeneti tekercsek (L1 és

L2) menetszáma 100, a vezetékek átmérője 0,5 mm (AWG 24). A kimeneti tekercsek (L3 és L4) menetszáma 1500, a vezetékek átmérője 0,457 mm (AWG 26). Az áramkör lelke egy TL494CN impulzusszélesség modulátor IC. A kapcsolás azért ilyen egyszerű, mert ez az IC magában foglal egy állítható frekvenciájú oszcillátort és egy flip-flopot, valamint kimeneti jelerősítőket. Az IC kimeneti jeleit egy-egy BUZ11 jelű FET erősíti fel a bemeneti tekercsek számára. Az áramkör egy 25 V-os tápfeszültségről üzemel, ez határozza meg a bemeneti tekercsekre jutó maximális feszültség értékét is. A kapcsolási rajzból kitűnik, hogy itt Naudin a kimeneti teljesítmény egy részét nem vezette vissza a bemenetre, mivel ezzel kapcsolatban bizonyos nehézségek léptek fel. (Erről lejjebb még ejtünk pár szót!) A vasmag és a tekercsek méretezése a 2. ábrán látható 2. ábra A vasmag és a tekercsek méretei A vasmag szalagos magból készült,

melynek típusa MetGlas AMCC-320. 3. ábra A szalagos vasmag két különböző nézetben A MetGlas vasmagról további adatokat itt olvashatsz. A kész M.EG készüléket a 4 ábrán láthatod 4. ábra A kész MEG készülék A baloldali dobozban a vezérlő elektronika található, jobboldalon pedig az összerakott és tekercsekkel ellátott vasmag látható. Az előtérben lévő két huzalellenállás biztosítja a kimeneti tekercsek terhelését. A következő ábrákon a bemeneti és kimeneti jelek alakját vizsgálta Naudin egy Tektronix THS720P típusú oszcilloszkóppal. Az áramot (CH2) mind a bemeneti, mind pedig a kimeneti jelek vizsgálata esetén egy 10 Ω-os kerámia és nem induktív ellenálláson keresztül mérte. 5. ábra A bemeneti tekercsekre jutó feszültség, áram és teljesítményadatok Az 5. ábra adatai a következők: • • • A kék vonal (CH1) a bemeneti feszültséget mutatja. Ennek átlagos értéke 28 V körül volt. A sárga vonal

(CH2) a bemeneti áramot mutatja. A csúcstól-csúcsig mért amplitúdó 250 mA körül volt. A piros vonal (MATH) a bemeneti feszültség és áram alapján számolt bemeneti teljesítményt mutatja. A csúcstól-csúcsig mért amplitúdó 7 W körül volt A vízszintes időskálán egy kocka 10 μs-ot jelent. 6. ábra A kimeneti tekercsekre jutó feszültség, áram és teljesítményadatok A 6. ábra adatai a következők: • • • A kék vonal (CH1) a kimeneti feszültséget mutatja. A csúcstól-csúcsig mért amplitúdó 1000 V körül volt. A sárga vonal (CH2) a kimeneti áramot mutatja. A csúcstól-csúcsig mért amplitúdó 90 mA körül volt. A piros vonal (MATH) a kimeneti feszültség és áram alapján számolt kimeneti teljesítményt mutatja. A csúcstól-csúcsig mért amplitúdó 25 W körül volt A vízszintes időskálán egy kocka 10 μs-ot jelent. Érdemes megfigyelni, hogy a kimeneti teljesítményt ábrázoló hullám periódusideje a fele a kimeneti

áram és feszültség periódusidejének. Ennek okát az egyik Olvasó, Bence elmagyarázta: "Amikor először láttam a 6. ábrát, magam is csodálkoztam a teljesítmény frekvenciájának kétszereződésén. El is könyveltem magamban, hogy ott valami nincs rendben. Ez néhány hónapja volt Ma jutott eszembe, hogy ha valamit két azonos frekvenciájú periodikus jel szorzataként számíthatunk, annak periódusideje értelemszerűen fele lesz a kiindulási jelekének. ( Jelen esetben könnyen belátható, mert az áram és a fesz. fázisban vannak, de ez akkor is igaz, ha fáziseltérés van közöttük! ) Mellékeltem egy ábrát, (7. ábra) melyen zöld számokkal bejelöltem a nulla tengelyeket és időpontokat: 7. ábra Bence magyarázata a teljesítmény periódusidejének megkétszereződésére 1. időpillanat: Fesz = 0 Áram = 0 Telj = 0 * 0 = 0 2. időpillanat: Fesz = +Umax Áram = +Imax Telj = (+Umax) * (+Imax) = Umax Imax = Pmax 3. időpillanat: Fesz =

0 Áram = 0 Telj = 0 * 0 = 0 4. időpillanat: Fesz = -Umax Áram = -Imax Telj = (-Umax) * (-Imax) = Umax Imax = Pmax Látható, hogy mialatt a feszültség illetve az áram 360°ot írt le, a teljesítmény már másodszor ismételte önmagát, vagyis 720°ot tett meg, ami két teljes periódus egy áram illetve feszültség periódus alatt! " Naudin a kimeneti tekercseken mért feszültség és áram közötti fáziseltérést is megvizsgálta. Erre a célra egy PM3215 2x50 Mhz Philips típusú analóg oszcilloszkópot használt. 8. ábra A kimeneti tekercseken mért feszültség és áram fázisai A M.EG készülék hatásfokának a meghatározására Naudin egy 9 W-os fénycsövet kötött az egyik kimeneti tekercsre terhelésként. Azt láthatod a 9 ábrán 9. ábra A MEG készülék egyik kimeneti tekercsének a terhelése egy 9 W-os fénycső A bemeneti teljesítmény a tápegységből felvett teljesítmény alapján lett meghatározva. 10. ábra A bemeneti

teljesítmény meghatározása .A kimeneti teljesítmény pedig az oszcilloszkóp adatai alapján 11. ábra A kimeneti teljesítmény meghatározása Naudin a következőket írta a hatásfok számolásával kapcsolatban: • • • • A M.EG készülék, tehát az elektronika és a tekercsek terhelés nélkül 1,75 W teljesítményt vettek fel a tápegységből. Mikor a 9 W-os fénycsövet az egyik kimeneti tekercsre kapcsolta, akkor a teljesítményfelvétel 3,25 W-ra emelkedett (P = 25 V * 0,13 A = 3,25 W). Ebből következően a lámpára jutó tényleges bemeneti teljesítmény csak 3,25 - 1,75 = 1,5 W volt. A kimenetre kapcsolt lámpa mért átlagos teljesítményfelvétele 6,764 W volt. A készülék hatásfoka tehát η = 6,764 / 3,25 = 2,08! A M.EG szabadalomban a 8 ábrán bemutatott bemeneti feszültség-hatásfok görbén is 2 körüli hatásfokot láthatunk a 25 és 50 V-os feszültségtartományban. A szabadalom azt is említi, hogy a hatásfok a bemeneti

feszültség növekedésével javul, sőt, ha a hatásfok görbéjét alaposabban szemügyre vesszük, akkor jól látszik, hogy ez a hatásfok exponenciálisan növekszik a bemeneti feszültség növelésének hatására. Mindebből nyilvánvaló, hogy a nagyobb bemeneti feszültség alkalmazása a célszerűbb. Ezt mutatja a 11 ábra is 11. ábra Naudin kísérleteinél mért bemeneti és kimeneti teljesítménygörbék a bemeneti feszültség függvényében Mivel a kimeneti és bemeneti tekercsek menetszámának aránya N = L3 / L1 = 1500 / 100 = 15, ezért a kimeneti feszültség átlagértéke 25 V * 15 = 375 V lenne a hagyományos transzformátoroknál. Ezzel szemben itt csak 255,3 V-os átlagfeszültséget kaptunk A kimeneti áramnak viszont 0,13 A / 15 = 0,0087 A = 8,7 mA-nak kellene lennie, Naudin viszont 27,23 mA-t kapott (lásd a 11. ábrát) A Naudin által alkalmazott frekvenciát az oszcilloszkópos képek alapján is kiszámolhatjuk, ahol a bemeneti és kimeneti

áramok periódusideje kb. T = 42 μs, ebből a frekvencia: f = 1 / T = 1 / 0,000042 = 23809,5 Hz, tehát az alkalmazott frekvencia valahol 23 és 24 kHz körül volt. Az első két kísérletében Naudin jóval kisebb frekvenciákat használt, de azokkal nem járt eredménnyel. Ehhez a magasabb frekvenciához viszont már megfelelő anyagból készült vasmag szükséges. Mint feljebb már említettük, Naudin MetGlas AMCC-320 típusú vasmagot használt. A kísérletek leírását Naudin a következő megjegyzésekkel zárta: • • • • • • • • • • • • • "A kimeneti jeleket oszcilloszkóppal mértem és különböző egyéb módszerrel is leellenőriztem (analóg és digitális szkópokkal és multiméterekkel), de ettől függetlenül még előfordulhatnak mérési pontatlanságok. A kimeneti feszültség és az áram azonos fázisban vannak (lásd a 8. ábrát). A fenti mérésekhez hasonló eredményekhez csak akkor juthatunk, ha a terhelő

ellenállás (100 kΩ-os, nem induktív, 5 W-os szénellenállás) "előkezelt". Az alkalmazott frekvencia 20 kHz-volt, a kimeneti feszültség csúcstól-csúcsig mért amplitúdója pedig több, mint 1000 V. A kapcsoló impulzus négyszög alakú, 50 %-os kitöltési tényezővel. A két bemeneti tekercset váltakozva kell bekapcsolni. Ferrit mágnest használtam és közben azt figyeltem meg, hogy mikor a mágnest behelyeztem a helyére és a bemeneti tekercsek fluxusai keresztirányú kaput alkottak, akkor a kimeneti jel jelentősen felerősödött. Az RLoad terhelő-ellenállás gyorsan felmelegedett a M.EG bekapcsolása után. A legtöbb esetben a mért "látszólagos" teljesítmény a valóságban nagyobb volt, mivel az un. Joule hatás következtében a teljesítmény legnagyobb része elektromágnesesség formájában lett kisugározva. Egy elektromos Teslamérővel 16 kHz-nél 2,8 miliTeslát mértem az RLoad közvetlen közelében. Egy elektromos

térerősségmérővel 1250 V/m-t mértem 50 cm-re az RLoad-tól. A Gammaszámláló nem észlelt γ-sugarakat. Légy óvatos, mikor a M.EG közelében dolgozol, mivel az erős elektromágneses sugárzással rendelkezik." Naudin készülékének angol nyelvű leírását itt találod. Néhány jó tanács a M.EG építőknek Jon Flickinger-től: "Ez az információ mindazoknak szól, akik már foglalkoznak a M.EG építésével vagy tervezik, hogy megépítenek egy ilyen készüléket. Az itt következő tanácsok a sok-sok órai kísérlet során leszűrt eredményeimet tartalmazzák. Időpocsékolás akármilyen lineáris terhelő ellenállás segítségével mérni a M.EG teljesítményét, ha a többletenergiát akarod meghatározni A kimeneti terhelésnek nem reaktív és nem lineáris terhelésnek kell lennie. Ennek az ellenállásnak növekednie kell a feszültség növekedésével, a teljesítményét pedig a kimeneti feszültség és áram alapján számolhatjuk

ki. Ha közönséges ellenállással terheled le a M.EG készülékedet, azt fogod tapasztalni, hogy a hullámforma nem egyezik meg sem a Bearden, sem a Naudin által bemutatott hullámformákkal! Csak nem lineáris terhelés és helyesen "behangolt" M.EG esetén fogsz látni egy közel szinusz alakú félhullámot a bemeneti tekercseknél. (Erről a következő oldalon még szó lesz) Nem lineáris terhelés és helyesen "behangolt" M.EG készülék, valamint megfelelő mérőműszerek esetén tudsz mérni 1-nél jobb hatásfokot. Úgy tűnik, hogy a kimeneti tekercsekben először kialakul a feszültség, s csak utána kezd átfolyni az áram a terhelésen. Ez megegyezik Tom Bearden ezen eszközzel kapcsolatos nyilvános kijelentésével. A probléma most már csak az, hogy ezt a plusz teljesítményt hogyan lehetne valamilyen hasznos munkára fordítani. Nekem úgy tűnik, hogy a M.EG alacsonyabb szekunder-feszültséggel is működhet, s ha a terhelés helyesen

van megtervezve, még akkor is 1-nél jobb hatásfokot tudnánk elérni. Erre kell fókuszálnia mindenkinek, aki ezzel a projekttel foglalkozik Javaslatok: 1. Amit meg kellene próbálni, az egy közönséges nem-lineáris, különböző feszültségekre kalibrált MOV (Metal Oxid Varistor) vagy "tranziens absorber"-ek (átmeneti elnyelők). Én Panasonic ZNR10K621U-kat 2. 3. 4. 5. használtam, amikkel a hatásfok a tekercsek menetszámának és a tápfeszültségnek a függvényében 1,75 és 5 között változott. Használj olyan FET-et, ami a BUZ11-nél magasabb Vds feszültséget is elvisel. Egy csak 50 V-os Vds feszültséget elviselő eszközben a primer tekercsek kikapcsoláskor keletkező impulzus lavinahatást okoz, ami a FET túlzott felmelegedését eredményezi. Használj olyan FET-et, melynek Vds feszültsége meghaladja a 200 V-ot és 4 A-t. A tápegység legyen állandó áramot biztosító áramgenerátor, mely rövidzár-védelemmel is el van látva.

Nem tudom eléggé kihangsúlyozni a kimeneti tekercsekben jelentkező magas feszültséggel kapcsolatos biztonsági szempontokat. Kezeld elővigyázatosan a nagyfeszültséget!! Győződj meg arról, hogy a kimeneti tekercsre kapcsolódó mérőeszközeid képesek elviselni a fellépő nagyfeszültséget. SOHA NE KAPCSOLD BE A TÁPFESZÜLTSÉGET, HA A M.EG KIMENETÉHEZ NINCS TERHELÉS KAPCSOLVA, MIVEL A NYÍLT ÁRAMKÖR FESZÜLTSÉGEI AKÁR HALÁLOS KIMENETELŰ ÁRAMÜTÉST IS OKOZHATNAK!" Ezeket a jó tanácsokat angol nyelven itt találod. --- In jlnlabs@y, Jon Flickinger <jonfli@i.> wrote: To All, This information is to all those presently involved in or thinking about an attempted MEG replication. Im expressing opinions that Ive come to from the results Ive obtained after spending many lab hours with many variations in topology and circuitry. In no way am I de-potentializing the MEG (pun intended) but simply trying to share what Ive learned about the device for the

good of the whole! IMHO, it is a waste of time to attempt power measurements of the MEG standard load resistors (that is, any linear resistive device) if one expects to see any excess energy. The output loads must be resistive (non-reactive) and nonlinear. The resistance must decrease with increasing voltage and the power must be calculated from the output voltage and current. Those of you powering up your MEG for the first time with pure resistive loads, will find the waveforms do not match Beardens nor JLNs! Only with nonlinear loads and a properly "tuned" MEG will you see the near half sine current waveform in your primary coils. With nonlinear loads and a properly setup MEG, you will measure COPs >1 with the proper measurement tools and techniques. In general, the MEG seems to like voltage build up in the secondary windings before supplying current to the load! If so, this would seem to align with Tom Beardens public disclose of this device! The problem now lies in

the utilization of this excess power to do some useful work. It would appear to me that the MEG can be run with lower secondary voltages and properly designed loads and still yield COPs >1. In fact, this should be a focal point for anyone doing this project. Suggestions1) A common nonlinear load device to try would be various voltage rated MOVs or transient absorbers. I used Panasonic ZNR10K621Us for COPs ranging from 1.75 to 5 depending on coil turns and supply voltage. Ask JLN how he "conditioned" his carbon load resistor as I dont know. ( JLN Answer, see at : http://jnaudinfreefr/html/negreshtm ) 2) Use a higher specd device for Vds than the BUZ11. With only a 50 v rating for Vds, this device avalanches on the primary turn off flyback phase and results in abnormal heating. Use a device with a Vds >200 volts and an Id >4 amps 3) The power supply can also be a constant current source and will actually provide some measure of safety if disaster strikes in the

switching circuitry! 4) I cant stress strongly enough the safety issues regarding the high output voltages one will encounter on the secondaries! USE CAUTION! Be sure your measurement devices connected to any portion of the secondaries are capable of withstanding the voltages you will encounter. 5) NEVER POWER UP A MEG WITHOUT LOADS CONNECTED AS THE OPEN CIRCUIT VOLTAGES CAN BE LETHAL AND DESTRUCTIVE! I can now understand why the MEG presents certain problems in achieving a self-running state and it may not be necessary as Tom Bearden has recently tried to point out! If anyone should experience valid COPs >1 with standard linear loads, please speak out! Regards, Jon Flickinger A következő oldalon a terhelő ellenállás "előkezeléséről" olvashatsz. A terhelőellenállás "előkezelése" Szó esett arról, hogy Naudin egy bizonyos módon "előkezelte" a terhelő ellenállásokat. Itt megtudhatod, hogyan teheted ezt meg Te is. J.LNaudin a

következőket írta: "A következőkben egy olyan módszerrel ismerkedhetsz meg, melynek segítségével saját magad készíthetsz egy nem lineáris ellenállást közönséges szénellenállásból. Ennek az alkatrésznek néhány érdekes tulajdonsága van, pl magas az ellenállása egyenáram esetén, viszont váltakozó áram és nagyfeszültség (> 1000 V) esetén az ellenállása alacsony. A szükséges anyagok: • Egy teljesen új szénellenállás, melynek nincs induktivitása. Az értéke 100 kΩ vagy nagyobb legyen. 1. ábra Az "előkezelendő" új szénellenállás • 20 kV-os pulzáló, 80 KHz-es egyenáramot biztosító nagyfeszültségű tápegység. (Ezt később ismertetem) 2. ábra Nagyfeszültségű tápegység A folyamat leírása: • • • A teljesen új szénellenállás egyik oldalát kapcsold a nagyfeszültségű tápegység 0 V-jára, a másik oldalát pedig egy 6 mm-es résen keresztül a nagyfeszültség másik oldalára,

úgy, hogy ott szikra keletkezhessen. Kapcsold be a tápegységet és állítsd be a lehető legnagyobb szikraközt. Azt fogod észrevenni, hogy a sárga színkód folyamatosan narancssárgára változik. Ez az ellenállás felmelegedését jelzi 3. ábra A sárga színkód és a szikraköz • • Észre fogod venni, hogy a szikra kb. 1 perc múlva eltűnik Kapcsold ki a tápfeszültséget és ellenőrizd le az ellenállás értékét. Körülbelül 300 kΩ-osnak kell lennie. Ha nem annyi, akkor végezd el a nagyfeszültséggel történő előkezelést még egyszer. Az előkezelt ellenállás most már készen áll a M.EG készüléken történő tesztelésre. Az 1 ábrán ugyan 220 kΩ-os és 0,5 W-os ellenállást használtam demonstrációs célokra, Te viszont használj 100 kΩ-os és 5 W-os ellenállást." 4. ábra Az ellenállás értéke az előkezelés előtt és után Naudin a következő kapcsolást használta nagyfeszültségű tápegységként: 5. ábra A

nagyfeszültségű tápegység kapcsolási rajza Az alkatrészek adatai a következők: • • • • • • • L1 - 25 menet 0,4 mm átmérőjű rézvezetékből L2 - 6 menet 1 mm átmérőjű rézvezetékből L3 - A TV készülék sorkimenő transzformátorának szekunder tekercse A vasmag 10 mm átmérőjű és 115 mm hosszú ferritrúd A szikraköz 6 mm A vezérlő tranzisztor 2N3055A A tápfeszültség 12 V-os és legalább 4 A-t kell tudnia leadni (Ehhez pl. egy autóakkumulátor teljesen megfelelne.) Az "előkezelés"-ről szóló anyagot innét fordítottam le. Az előkezelt ellenállás karakterisztikáit a következő ábrák szemléltetik. 6. ábra Az előkezelt ellenállás értéke a feszültség függvényében 7. ábra Az előkezelt ellenálláson eső feszültség az áram függvényében 8. ábra Az előkezelt ellenálláson eső feszültség a teljesítmény függvényében A fenti 3 ábrát innét töltöttem le. Metal Oxid Varistor

(MOV) Az előző oldalon arról is szó volt, hogy un. Metal Oxid Varistor-t (MOV) is lehet használni terhelésként. Ezek olyan alkatrészek, melyek ellenállása a feszültség növekedésével szintén növekszik, ezért a MOV-okat feszültség-stabilizátorokban alkalmazzák. A következő ábrán egy MOV tipikus áram-feszültség diagramját láthatjuk 9. ábra egy MOV tipikus áram-feszültség diagramja A következő oldalon a ritka földfém mágnesekről olvashatsz. A ritka földfém alapú mágnesekről Mint a M.EG szabadalomban olvashattuk, a legkiválóbb mágnes a ritka földfémekből készült mágnes, mely Neodímium – vas - bór vagy Szamárium-Kobalt ötvözet. Ezekről a mágnesekről olvashatsz ezen az oldalon. Neodímium – vas - bór típusú mágnesek A Neodímium – vas - bór típusú mágnesek azon ritka földfém alapú mágnesek egyike, amely minden eddigi mágnes koercitív erejét és energiaszorzatát meghaladja. Ennélfogva mint porkohászati

termék, a ritka földfém alapú mágnesek újabb generációját képviseli. NdFeB típusú mágnesek kifejezett előnye a kisebb méret és tömeg mellett a nagyobb megbízhatóság és a kiváló mágneses tulajdonságok. Az NdFeB típusú mágnesek felületvédelme lehet horgany (Zn), nikkel (Ni), festett. Ennek a mágnestípusnak felületvédelmet kell biztosítani, mert annak hiányában korrodálódik. 1. ábra Neodímium – vas - bór típusú mágnesek 2. ábra NdFeB demágnesezési görbéi Sűrűség (ρ) Curie hőmérséklet (T) Rugalmassági együttható (E) Hajlítási ellenállás (Fe) Nyomás ellenállás (Fp) Keménység (Hv) Elektromos ellenállás (s) Speciális hőmérséklet (c) Hőmérsékleti vezetőképesség (I) 7.5 g/cm3 310°C 140 kN/mm2 250 N/mm2 750 N/mm2 570 Vickers 150 mWcm 440 J/Kg K 9 W/m K 1. táblázat NdFeB néhány tulajdonsága 3. ábra A Neodímium – vas - bór típusú mágnes összetétele Szamárium-Kobalt Magasabb

hőmérséklet tartományban elsősorban a stabilan működő Szamárium-Kobalt mágnesek használatát ajánljuk. A Szamárium-Kobalt mágnes anyagösszetétele miatt nem korrodálódik, ellenáll sav és lúg roncsoló hatásának. Sűrűség (ρ) Curie hőmérséklet (T) Rugalmassági együttható (E) Hajlítási ellenállás (Fe) Nyomás ellenállás (Fp) Keménység (Hv) Elektromos ellenállás (s) Speciális hőmérséklet (c) Hőmérsékleti vezetőképesség (I) 8.4 g/cm3 720°C 180 kN/mm2 120 N/mm2 1000 N/mm2 550 Vickers 55 mWcm 360 J/Kg K 13 W/m K 2. táblázat SmCo5 néhány tulajdonsága Sűrűség (ρ) Curie hőmérséklet (T) Rugalmassági együttható (E) Hajlítási ellenállás (Fe) Nyomás ellenállás (Fp) Keménység (Hv) Elektromos ellenállás (s) 8.3 g/cm3 800°C 120 kN/mm2 120 N/mm2 800 N/mm2 640 Vickers 85 mWcm Speciális hőmérséklet (c) Hőmérsékleti vezetőképesség (I) 320 J/Kg K 12 W/m K 3. táblázat SmCo17 néhány tulajdonsága 4. ábra

A Szamárium-Kobalt típusú mágnes összetétele A ritka földfém mágnesekről az információt innét vettem. Ha a mágnes beszerezhetőségén gondolkozol, akkor itt kaphatsz bővebb felvilágosítást. Az üzemanyag cellák - Bevezető Az üzemanyag cellákról, vagy a hivatalosabb, bár kevésbé elterjedt nevükön tüzelőanyag elemekről egyre több információt hallunk a médiában szerte a világon. Ezek az információk azonban inkább csak tájékoztató jellegűek, a talajt készítik elő az eljövendő új elektromos (és hő) energiaforrás számára, s csak kevés olyan információt tartalmaznak, melyek saját üzemanyag cellák készítésére buzdítanák az embereket. Az üzemanyag cellák elektrokémiai energia átalakító berendezések, melyek a hidrogént és az oxigént alakítják vízzé, miközben elektromos áramot termelnek. A hagyományos akkumulátorokhoz hasonlóan itt is elektrokémiai reakció játszódik le, viszont az akkumulátorok a

reakcióhoz szükséges kémiai anyagokat teljes mértékben önmagukban tárolják, így a reakciók lejátszódását követően - utánpótlás hiányában - a villamos energia termelés leáll. Az üzemanyag celláknál ugyanakkor az elektrokémiai reakcióhoz szükséges elemek (hidrogén és oxigén) folyamatosan áramlanak a cellákba, így azok addig termelnek áramot, amíg ez a folyam tart. Az itt következő oldalakon megismerkedünk az üzemanyag cellák kialakulásának történetével, működési elvével és típusaival, majd a házilag elkészíthető módszereket vizsgáljuk meg azzal a céllal, hogy Te is kedvet kapjál egy ilyen készülék megépítéséhez. Az üzemanyag cella története Mielőtt az üzemanyag cellák működési elvével megismerkednénk, röviden nézzük át a történetét. Sir William Grove fejlesztette ki az első üzemanyag cellát 1839-ben Angliában. Az ezidőtájt végzett elektrolízises kísérletei vezettek ahhoz a

készülékhez, amit később "üzemanyag cella"-ként ismert meg a világ. Grove úgy gondolta, hogy ha az elektromos áram segítségével a vizet hidrogénra és oxigénra lehet bontani, akkor ennek a reakciónak a fordítottjával, azaz az oxigén és hidrogén egyesítésével valószínűleg áramot is lehet termelni. Ennek az elképzelésnek a letesztelésére két, egymástól hermetikusan lezárt üvegbe egy-egy platina csíkot helyezett. Az egyik üveg hidrogén, a másik pedig oxigén gázokat tartalmazott. Mikor ezeket a tartályokat híg sósavas oldatba merítette, áram kezdett folyni a két elektróda között, miközben víz képződött a gázokat tartalmazó üvegekben. A kapocsfeszültség megnövelésére Grove jó pár ilyen eszközt kötött sorba és létrehozta az un. "gázelem"-et 1. ábra William Robert Grove és az üzemanyag cellája A rajzon öt "gázelem" soros kapcsolása látható, amellyel vizet bont a különálló

cellában. Ludwig Mond és Charles Langer kémikusok nevezték el ezeket a cellákat "üzemanyag cellának", mikor 1889-ben megkísérelték megépíteni az első gyakorlatban is jól alkalmazható készüléket. A kísérleteik során levegőt és ipari szén gázt használtak A tudósok és mérnökök hamar megtanulták, hogy ennek az új technológiának a kereskedelmi hasznosítása sok akadályba ütközik. A XIX század végére megjelentek a belsőégésű motorok és a fosszilis üzemanyagok széleskörű elterjedése az üzemanyag cellákat a tudományos kuriózum kategóriájába száműzte. Dr. Francis Thomas Bacon, az angliai Cambridge Egyetem mérnöke írta meg az üzemanyag cellák történetének következő fejezetét. 1932-ben Bacon újraélesztette és jópár módosítást is végrehajtott az eredeti - Mond és Langer által kifejlesztett készüléken. Ilyen módosítások voltak például, hogy a drága platina elektródákat jóval olcsóbb, nikkel

réteggel bevont fémekkel helyettesítette, a kénsavas elektrolitot pedig az elektródákat kevésbé roncsoló KOH-val váltotta fel. Ez a készülék - mely a "Bacon cella" nevet kapta - volt az első alkáli üzemanyag cella (AFC). További 27 évnek kellett eltelnie, mire Bacon egy ténylegesen is működő üzemanyag cellát tudott készíteni. 1959ben Bacon bemutatta a készülékét, mely 5 kW villamos energiát termelt Ez elegendő volt egy hegesztő üzemeltetésére. 2. ábra Dr Francis Thomas Bacon az 5 kW-os üzemanyag cellájával Egy amerikai mezőgazdasági gépeket gyártó cég, az Allis-Chalmers egyik alkalmazottja, Harry Karl Ihrig szintén elkezdett érdeklődni az üzemanyag cella technológiája iránt. Az áttörés 1959 végén következett be, mikor bemutatta az első üzemanyag cellás járművet. 1008 db. cellát kötött össze, mellyel 15 kW villamos energiát termelve egy 20 LE-s traktort hajtott meg. A jelenlegi technológia Az 1950-es

évek végén és az 1960-as évek elején megújult az érdeklődés az üzemanyag cellák iránt. A NASA az akkoriban gyártandó ember vezette repülőgépek áramellátására keresett megoldásokat. A hagyomáyos akkumulátorok használatát már elvetették azok súlya miatt, a napenergia túl drága volt abban az időben, míg a nukleáris energiát túl kockázatosnak tartották. A NASA kutatói számára az üzemanyag cella tűnt a legjobb lehetőségnek, ezért szponzorálni kezdték a gyakorlatban is használható, jól működő üzemanyag cellák fejlesztését. Ezek az erőfeszítések vezettek az első protoncserélő membrános üzemanyag cellák (PEMFC) kifejlesztéséhez. 1955-ben, miközben a NASA a kutatásait végezte, a General Electric (GE) egyik tudósa módosította az eredeti üzemanyag cella konstrukciót. Willard Thomas Grubb perfluorozott polimer gyantás ioncserélő membránt használt elektrolitként. Három évvel később a GE egy másik kémikusa,

Leonard Niedrach kieszelt egy módszert, amellyel erre a membránra platinát lehet diffundáltatni. Ez a készülék végül "Grubb-Niedrach üzemanyag cella" néven vált ismertté. A GE és a NASA együttesen fejlesztette ki ezt a technológiát a Gemini űrprogram keretén belül. Ez volt az üzemanyag cella első kereskedelmi alkalmazása. Az 1960-as évek elején a repülőgép motorokat gyártó Pratt & Whitney cég megvásárolta a Bacon féle AFC szabadalom liszenszét. Azzal a céllal, hogy lecsökkentsék a súlyt és megnöveljék az üzemanyag cella élettartamát Pratt & Whitney tökéletesítette az eredeti Bacon féle kialakítást. Ennek eredményeként a cég megnyerta a NASA versenytárgyalását és ők szállították le az Apollo űrhajó számára az üzemanyag cellát. Az AFC-t azóta a legtöbb ember vezette űrprogramban széleskörűen használják. Az 1970-es évek alatt az üzemanyag technológiát a földi rendszerekhez kezdték

fejleszteni. Az 1973 és 1979 közötti olaj embargó elősegítette az üzemanyag cellák kutatását, mivel az amerikai kormány a petróleum importtól való függőség megszűntetését akarta elérni. Számos cég és kormányzati szerv kezdett komoly kutatásokba az üzemanyag cellák hátrányos tulajdonságainak leküzdésére, hogy így a piacra dobhassanak megbízhatóan működő üzemanyag cellákat. Az 1970-es és 80-as évek alatt hatalmas erőkkel folytak a kutatások a szükséges anyagok kifejlesztésére, az optimális üzemanyag források meghatározására és a technológia árának drasztikus csökkentésére. Az 1980-as évek alatt az üzemanyag cella technológiája különböző alkalmazási területeken, pl. az autógyártásban lett tesztelve Az évtized technikai áttörését az jelentette, mikor 1993-ban egy kanadai cég, a Ballard üzemanyag celláját alkalmazták egy járműben. Az utóbbi pár évben kórházakban és iskolákban is telepítettek

üzemanyag cellákat. Az Amerikai Védelmi Minisztérium 30 PAFC rendszer telepítését támogatta, mely rendszer minden eleme 200-200 kW villamos energiát termel, ezzel demonstrálva a technológia működőképességét valós körülmények között. Ezen kívül a legtöbb autógyár bemutatta az üzemanyag cellával ellátott autóit. Az első üzemanyag cellával ellátott buszok Chicagóban és Vancouverben lettek forgalomba állítva, miközben a többi Észak Amerikai és Európai városban a közeljövőben tervezik hasonló járművek üzembe helyezését. Az üzemanyag cella működési elve Ezen az oldalon az üzemanyag cellák működési elvéről olvashatsz. Azonban mielőtt elkezdenénk tárgyalni, hogyan is épülnek fel az üzemanyag cellák, ismételjük át a redoxi reakciókról tanultakat, hiszen az üzemanyag cellákban is redoxi reakciók játszódnak le. A redoxi reakciók elektronátmenettel járó reakciók, melyek során egyidejű elektron leadás

és felvétel történik. Az elektron leadást oxidációnak, az elektronfelvételt pedig redukciónak nevezzük. Az oxidáció során az oxidációs szám nő, a redukció során pedig csökken. Nézzük meg a következő példákat: 2 H2 => 4 H+ + 4 e- oxidáció O2 + 4 H+ + 4 e- => 2 H2O redukció Az oxidáció és redukció mindig egyidejűleg játszódik le és az elektronátmenet során megváltozik a részecskék töltése. Az oxidációs szám az adott anyagot felépítő atomok töltése. Gondolatban a nagyobb elektronegativitású atomhoz rendeljük a közös elektronpárt, s az így keletkezett ion töltésszámával egyezik meg az oxidációs szám. Az oxigén oxidációs száma az oxidokban (O2-): -2, a hidrogén oxidációs száma pedig (H+): +1. A molekulát felépítő atomok oxidációs számának algebrai összege zérus Ha az oxidációt és redukciót térben szétválasztjuk, akkor a kémiai reakció energiatermelésre használható! A galvánelem és az

üzemanyag cella olyan berendezések, melyek a kémiai energiát elektromos energiává alakítják át. Bennük önként végbemenő redoxi reakciók termelik az elektromos energiát. A redoxi reakciókról az információkat innét vettem. Az üzemanyag cella a következő részekből áll: • • • Két elektródából (anódból és katódból) Katalizátorból, mely a két elektróda egymás felé néző oldalán található Elektrolitból (membránból), mely lehet szilárd vagy folyékony halmazállapotú A következő ábrán az egyik legelterjedtebb, úgynevezett protoncserélő membrános üzemanyag cella elvi rajza látható. 1. ábra A protoncserélő membrános üzemanyag cella elvi rajza A működési elv a következő: Az anódra adott nyomáson vezetett hidrogén molekulákat a platinából készült katalizátor szétválasztja hidrogén atomokra, majd az atomok elektronjait az anódra vezetve a H+ ionok a membránon átjutnak a katódhoz. A hidrogén ion

egy pozitív töltésű protonból áll. A membránt ezért nevezik protoncserélőnek, mivel csak a hidrogén iont, azaz a protont engedi át, míg a negatív töltésű elektront nem. Az elektronok egy külső fogyasztón tudnak csak átjutni a katódba, miközben hasznos munkát végeznek. A katódra vezetett oxigén molekulák a katalizátor segítségével szintén lebomlanak oxigén atomokra, melyek az anódból - valamilyen fogyasztón keresztül - átáramló elektronokkal és a membránon átjutott hidrogén ionokkal egyesülve vizet alkotnak. Ezt a folyamatot a következőképpen írhatjuk le: Anód: 2 H2 => 4 H+ + 4 eKatód: O2 + 4 H+ + 4 e- => 2 H2O Egyesített reakció: 2 H2 + O2 => 2 H2O A reakció során az egy cellán keletkező feszültség értéke kb. 0,7 V, a DC áramerősség pedig a másodpercenként átáramlott hidrogén és oxigéngázok mennyiségének a függvénye. Ha nagyobb feszültséget szeretnénk elérni, akkor több cellát kell sorba

kapcsolnunk. Az üzemanyag celláknak több típusa létezik, melyeket az elektrolit (membrán) anyaga szerint csoportosíthatunk. A különböző elektrolitok különböző tulajdonságokkal ruházzák fel az üzemanyagcellát és a reakciók is különböző hőmérsékleten játszódnak le. Ennek megfelelően a felhasználási területük is változik az elektrolit függvényében. A következő táblázat (melyet innét vettem) az egyes üzemanyag cellákat hasonlítja össze. Működési hőmérséklet Típusa Elektrolit AFC (alkáli) PEMFC (protonáteresztő) DMFC (direkt metanol) 30 % KOH oldat, gél 80 °C protonáteresztő membrán 80 °C protonáteresztő membrán 80 - 130 °C PAFC tömény foszforsav 200 °C (foszfor-savas) MCFC (alkálikarbonátsó) lítium-karbonát, kálium-karbonát SOFC (oxid- yttrium-cirkon kerámia) oxidkerámia 650 °C 800 - 1000 °C Elektromos Üzemanyag hatásfok elméleti: 70% - tiszta H2 gyakorlati: 62% - O2 - tiszta H2 elméleti:

68% - O2 gyakorlati: 50% - levegő - metanol, elméleti: 30% - O2 gyakorlati: 26% - levegő - tiszta H2 elméleti: 65% - O2 gyakorlati: 60% - levegő - H2 - földgáz elméleti: 65% - széngáz gyakorlati: 62% - biogáz - levegő - O2 - H2 - földgáz elméleti: 65% - széngáz gyakorlati: 62% - biogáz - levegő - O2 1. táblázat Az üzemanyag cellák összehasonlítása Mint látjuk, az üzemanyag cellák katódjára oxigént vezetünk, mely nagy mennyiségben található a levegőben, így tulajdonképpen nem tiszta oxigént vezetnek a katódra, hanem levegőt (kivételt képez az AFC). Az anódra vezetett hidrogén már nem áll ilyen szabadon a rendelkezésünkre, azt elő kell állítani pl. a víz elektrolízise segítségével vagy valamilyen gázból, pl földgázból kell azt kinyerni speciális készülék, az un. reformer segítségével Az elektródákon mérhető feszültségkülönbség nem nagy, 0,7 V körül van, ezért pl. 12 Vos feszültség eléréséhez 17 db

cellát kell sorba kapcsolni Ha a lakásunk, házunk villamos fogyasztóit szeretnénk táplálni az üzemanyag cellával, akkor még egy invertert is közbe kell iktatnunk, ami a - mondjuk - 12 V egyenfeszültséget átalakítja 220 V 50 Hz-es váltakozó feszültséggé. A cellákban lejátszódó redoxi reakciónak azonban van egy mellékterméke is, mégpedig a hő. Az 1 táblázat harmadik oszlopában van feltűntetve az egyes elektrolitoknál felszabaduló hő. Ebből az is következik, hogy ha a ház elektromos fogyasztóinak a táplálását üzemanyag cellákkal oldjuk meg, akkor a felszabaduló hőt pl. vízmelegítésre, esetleg fűtésre is hasznosíthatjuk. Az üzemanyag cella feszültsége Az üzemanyag cellák feszültsége fontos paraméter számunkra. Hogy ez a feszültség milyen tényezőktől függ, azt ezen az oldalon vizsgáljuk meg közelebbről. A hidrogén üzemanyag cellák energiája és elektromotoros ereje (EME) Az villamos energia-generátorok

többségénél egyértelmű, hogy milyen energiaformát alakítunk át villamossá. Jó példa erre a szélgenerátor, ahol az energia forrása egyértelműen a levegő molekulák kinetikus energiája. Az üzemanyag celláknál már nem ilyen könnyű szemléletesen ábrázolni az energiákat. 1. ábra Az üzemanyag cella bemeneti és kimeneti energiái A villamos teljesítmény és a kimeneti villamos energia könnyen kiszámítható a következő jól ismert képletekkel: P = U * I és W = U * I t A kémiai reakciókban résztvevő anyagok és a reakciótermék energiáit azonban már nem tudjuk ilyen egyszerűen kiszámolni, mivel a H2, O2 és H2O kémiai energiái kérdésesek, ezért olyan kifejezések használatosak, mint entalpia, Helmholtz függvény és Gibbs féle szabadenergia. Az üzemanyag cellák esetében a Gibbs féle szabadenergia fogalmát fogjuk használni, melynek meghatározása a következő: "A Gibbs féle szabadenergia az a - nyomás és/vagy

hőmérséklet változására fordított munkán kívül - fennmaradó energia, amit külső munkára lehet fordítani." Az üzemanyag cellában a "külső munka" az elektronok egy külső fogyasztón történő átmozgatását jelenti. Az entalpia a Gibbs féle szabadenergia plusz az entrópia energiája. A kémiai energiák ezen formája a mechanikában ismert potenciális energiához hasonlítható két fontos ok miatt. Az első ok az, hogy a nulla energiapont szinte bárhol meghatározható. Amikor kémiai reakciókkal dolgozunk, a nulla energiapontot a tiszta elemekre határozzuk meg annak normális halmazállapotában, szobahőmérsékleten és normál légköri nyomáson (25 °C; 0,1 MPa). Ezen energiaszintek meghatározásakor a "Gibbs féle szabadenergia" kifejezés helyett inkább a "Gibbs féle szabadenergia kialakulás" (Gf) kifejezést használjuk. Egy közönséges hidrogén üzemanyag cellánál, mely szobahőmérsékleten és normál

légköri nyomáson működik, a "Gibbs féle szabadenergia kialakulás" során a bemeneti értékeket nullának vesszük. A potenciális energiával való második párhuzam az, hogy számunkra az energia megváltozása a lényeges. Az üzemanyag cellában a Gibbs féle szabadenergia kialakulásának a változása a fontos, azaz a ΔGf, mert ez határozza meg a kibocsátott energiát. Ez a változás a kémiai reakció termék Gibbs féle szabadenergiájának és a kiinduló anyagok Gibbs féle szabadenergiájának a különbsége. ΔGf = Gftermék - Gfkiinduló Hogy az összehasonlítás még könnyebb legyen, a mennyiségeket mólban számítjuk. Ezt kisbetűvel és felső vonallal jelöljük, pl. (⎯gf )H2O a víz egy móljára jellemző Gibbs féle szabadenergia kialakulás értéke. Vizsgáljuk meg az üzemanyag cellában lejátszódó alapvető reakciót: 2 H2 + O2 -> 2 H2O ami megegyezik a következővel: 1 H2 + - O2 -> H2O 2 A reakciótermék egy mól H2O,

a kiinduló anyagok pedig egy mól H2 és fél mól O2. Ebből következik, hogy: Δ⎯gf = ⎯gftermék - ⎯gfkiinduló azaz: Δ⎯gf = (⎯gf )H2O - (⎯gf )H2 1 - -- (⎯gf )O2 2 Ez az egyenlet egyszerűnek tűnik, ugyanakkor a Gibbs féle szabadenergia kialakulás nem állandó, a hőmérséklettől és a halmazállapottól is függ. A következő táblázat a Δ⎯gf értékeit tükrözi a hidrogén üzemanyag cellák esetében. A reakciótermék (víz) halmazállapota Folyékony Folyékony Gáz Gáz Gáz Hőmérséklet 25 °C 80 °C 80 °C 100 °C 200 °C Δ⎯gf -237,2 kJ/mól -228,2 kJ/mól -226,1 kJ/mól -225,2 kJ/mól -220,4 kJ/mól Gáz Gáz Gáz Gáz 400 °C 600 °C 800 °C 1000 °C -210,3 kJ/mól -199,6 kJ/mól -188,6 kJ/mól -177,4 kJ/mól 1. táblázat A Δ⎯gf értéke különböző hőmérsékleteken Az értékek előjele azért negatív, mert energia kibocsátásról van szó. Ha nem lennének veszteségek az üzemanyag cellában, pontosabban fogalmazva

ha a folyamat reverzibilis lenne, akkor a teljes Gibbs féle szabadenergia villamos energiává alakulna. A gyakorlatban azonban ennek az energiának egy része hővé alakul. Határozzuk meg a reverzibilis üzemanyag cella nyílt áramköri feszültségét (NyÁF). Tudjuk, hogy a külső áramkörben terjedő elektronok közül minden egyes vízmolekula kialakulásához két elektron szükséges, melyet két hidrogén atom ad le. Ebből következik, hogy egy mól hidrogén esetén 2N elektron halad a külső áramkörben, ahol N az Avogadro féle szám. Mivel egy elektronnak a töltése -e, ezért a külső áramkörben folyó töltés: Q = -2 * N e = - 2 F ahol: • F - a Faraday féle szám: 96 485 C/mól. Ha U az üzemanyag cella feszültsége, akkor a töltések külső áramkörben való átmozgatására fordított munka a következőképpen határozható meg: We = töltés * feszültség = -2 F U Ha a rendszer reverzibilis, azaz nincsenek veszteségek, akkor ez a villamos

munkavégzés megegyezik a felszabaduló Gibbs féle szabadenergiával: Δ⎯gf = - 2 * F U tehát: -Δ⎯gf U = ------2 * F Ez az alapvető egyenlet határozza meg az elektromotoros erőt (EME), vagyis az üzemanyag cella nyílt áramköri feszültségét. Vegyünk egy példát, ahol a működési hőmérséklet 200 °C. Ekkor Δ⎯gf = -220 kJ/mól, így: 220 000 J/mól U = ------------------ = 1,14 V 2 * 96 485 C/mól Vegyük figyelembe, hogy ez az érték teljesen reverzibilis feltételek mellett, tiszta hidrogén és oxigén gáz esetén és normál légköri nyomáson (0,1 MPa) érvényes. A gyakorlatban ez a feszültség alacsonyabb értéket vesz fel. Reverzibilis, irreverzibilis folyamatok és veszteségek Egy egyszerű reverzibilis folyamatot mutat a következő ábra. 2. ábra Egyszerű reverzibilis folyamat Az A állapotban a golyó nem rendelkezik kinetikus energiával, viszont a potenciális energiája: Ep = m * g h A B állapotban a potenciális energia teljesen

átalakult kinetikus energiává. Ha nem lenne súrlódási és légellenállás, akkor a golyó a másik oldalon teljesen vissza tudná alakítani a kinetikus energiát potenciális energiává. A gyakorlatban azonban a potenciális energia egy része hővé alakul, tehát ez egy irreverzibils folyamattá válik, mivel a hőt nem tudjuk visszaalakítani potenciális vagy kinetikus energiává. Erre általában energia veszteségként utalunk, de ez nem teljesen pontos megfogalmazás. Valójában a potenciális energia nem elveszik, hanem átalakul hőenergiává, ugyanúgy, ahogy kinetikus energiává is. A különbség az, hogy a kinetikus energiát vissza tudjuk alakítani, míg a hőenergiát nem, ezért ez irreverzibilis folyamat. Tehát az "irreverzibilis energia veszteség" vagy az "irreverzibilitás" kifejezések jobban leírják a jelenséget, mint az egyszerű "veszteség" szó. A hatásfok és annak korlátai Nem egyszerű meghatározni az

üzemanyag cella hatásfokát. A szélgenerátornál a hatásfokot könnyen megkaphatjuk és az is egyértelmű, hogy ennek a hatásfoknak vannak korlátai. A szélgenerátor lapátjai által leírt körön áthaladó levegő molekulák nem veszítik el teljesen a kinetikus energiájukat, ellenkező esetben a lapátok mögött egy szívóhatás alakulna ki. Ezért a szélgenerátor maximális hatásfoka 58 % lehet, amint ez részletesen le van írva a szélgenerátorokat ismertető elméleteknél. Az üzemanyag cellák hatásfoka már nem ilyen egyértelmű. Általánosan úgy fogalmazhatunk, hogy ha nem lennének irreverzibilitások, akkor a hatásfok akár 100 % is lehetne. Az üzemanyag cella hatásfoka ezek szerint: termelt villamos energia η = ----------------------------------Gibbs féle szabadenergia változás Ez a képlet nem túl szerencsés, ezért ritkán használjuk. Mivel az üzemanyag cellák olyan anyagokat használnak, amiket az energiakinyerés céljából

általában elégetünk, ezért érdemes összehasonlítani a termelt villamos energiát azzal a hőenergiával, amit az adott elem elégetésekor kapnánk. Ezt a hőenergiát kalória értéknek hívjuk, bár sokkal pontosabb úgy fogalmazni, hogy ez a kialakulás entalpiájának a változása, a jele Δ⎯hf. A Gibbs féle szabadenergiához hasonlóan a Δ⎯hf is negatív előjelű, ha energia kibocsátásról van szó. Ezek szerint az üzemanyag cella hatásfokát a következő módon határozhatjuk meg: egy mól anyagból keletkezett villamos energia η = ------------------------------------------------Δ⎯hf Ugyanakkor ez a képlet se mentes a nüánszoktól, mivel két különböző Δ⎯hf értéket használhatunk. A hidrogén elégetésekor használt érték: 1 H2 + - O2 -> H2O (gőz) 2 Δ⎯hf = -241,83 kJ/mól míg ha a reakciótermékként kapott vízgőzt ismét vízzé kondenzáljuk, akkor: 1 H2 + - O2 -> H2O (folyadék) 2 Δ⎯hf = -285,84 kJ/mól Ezen két

érték között a 44,01 kJ/mól különbség a víz párologtatásának moláris entalpiája. A magasabb értéket magasabb fűtőértéknek (HHV), míg az alacsonyabb értéket teljesen logikusan alacsonyabb fűtőértéknek (LHV) hívjuk. Ha a hatásfok meghatározásakor nincs megadva, hogy melyik érték lett használva, akkor általában az LHV érétkével számoltak, mivel ez magasabb hatásfokot eredményez. Láthatjuk, hogy van egy határa a hatásfoknak. A maximális villamos energia a Gibbs féle szabadenergia változással egyenlő, ezért: ηmax Δ⎯gf = ------ * 100 % Δ⎯hf Ezt a maximális hatásfokot "termodinamikai hatásfoknak" is nevezik. A következő táblázat a HHV esetén elérhető maximális hatásfokokat mutatja a hidrogén üzemanyag cella esetében. A reakciótermék (víz) halmazállapota Folyékony Folyékony Gáz Gáz Gáz Gáz Gáz Gáz Hőmérséklet 25 °C 80 °C 100 °C 200 °C 400 °C 600 °C 800 °C 1000 °C Δ⎯gf -237,2

kJ/mól -228,2 kJ/mól -225,2 kJ/mól -220,4 kJ/mól -210,3 kJ/mól -199,6 kJ/mól -188,6 kJ/mól -177,4 kJ/mól Max. EME Max. hatásfok 1,23 V 1,18 V 1,17 V 1,14 V 1,09 V 1,04 V 0,98 V 0,92 V 83 % 80 % 79 % 77 % 74 % 70 % 66 % 62 % 2. táblázat A maximális hatásfokok értéke különböző hőmérsékleteken a hidrogén üzemanyag cellában A következő ábrán az üzemanyag cella és a Carnot körfolyamat hatásfokát hasonlíthatjuk össze különböző hőmérsékleten. 3. ábra Az üzemanyag cella és a Carnot körfolyamat hatásfokának összehasonlítása különböző hőmérsékleteken Két fontos dolgot kell megjegyeznünk: • • Annak ellenére, hogy a 2. táblázat és a 3 ábra alapján arra következtethetnénk, hogy az alacsonyabb hőmérsékletek előnyösebbek, a feszültség veszteségek magasabbak az alacsonyabb hőmérsékleteken, vagyis az üzemanyag cellák munkafeszültsége mindig magasabb a magasabb hőmérsékleteken. A magasabb

hőmérsékleten jelentkező hőveszteségeket könnyebb hasznosítani, mint az alacsonyabb hőmérséklet veszteségeit. A hatásfok és az üzemanyag cella feszültsége A 2. táblázatból látszik, hogy a cella maximális elektromotoros ereje és maximális hatásfoka között összefüggés van. Ez az üzemanyag cella működési feszültségére is fennáll. Ha a hidrogén összes energiája villamos energiává alakul, akkor az EME értéke: -Δ⎯hf U = ------2 * F U = 1,48 V (HHV esetén és) U = 1,25 V (LHV esetén) Ezek azok a feszültségek, melyeket egy 100 %-os hatásfokú rendszernél kapnánk. Az üzemanyag cella valós hatásfoka: Uc η = -------- * 100 % (HHV esetén) 1,48 V A gyakorlat azonban azt mutatja, hogy az üzemanyag cellába vezetett üzemanyag nem használódik fel teljesen, egy része reakciók nélkül jut a cella kimenetére. Az üzemanyag felhasználási állandó értékét a következő képlettel határozhatjuk meg: reakcióba lépett üzemanyag

tömege μf = ----------------------------------bevezetett üzemanyag tömege Ennek megfelelően az üzemanyag cella hatásfoka: Uc η = μf * -------- 100 % (HHV esetén) 1,48 V A μf értéke kb. 0,95, ami azt jelenti, hogy az üzemanyag cella hatásfokát jó közelítéssel meghatározhatjuk a feszültség egyszerű lemérésével. A gáz koncentrációjának és nyomásának a hatása Fentebb említettük, hogy a kémiai reakciók során a Gibbs féle szabadenergia változások a hőmérséklettől is függenek, viszont ugyanilyen fontos - bár összetettebb - a nyomásnak és a koncentrációnak a hatása. Általánosan kifejezve bármilyen kémiai reakció a következőképpen írható fel: j * J + k K = m M ahol j mól J anyag lép reakcióba k mól K anyaggal, ami m mól M anyagot eredményez és a reakciótermék adott aktivitással rendelkezik. Ezt az aktivitás "a" betűvel jelöljük, így aj, ak és am aktivitással számolhatunk. Ideális gázoknál az

aktivitás: P a = ---P0 ahol P a gáz aktuális nyomása, P0 pedig a normál légköri nyomás (0,1 MPa). A reakciótermék és a kiinduló anyagok aktivitása módosítja a Gibbs féle szabadenergia változás értékét. Balmer határozta meg a következő egyenletet: Δ⎯gf = Δ⎯gf0 a J j * aK k - R * T ln(----------) a Mm ahol Δ⎯gf0 a Gibbs féle szabadenergia változás normál légköri nyomáson. Annak ellenére, hogy ez a képlet nem néz ki nagyon barátságosan, valójában nagyon hasznos. A hidrogén és oxigén reakciójánál a következő képletet kapjuk: Δ⎯gf = Δ⎯gf0 aH2 * aO21/2 - R * T ln(-------------) aH2O A Δ⎯gf0 értékét az 1. táblázatban láthatjuk Ha a kiinduló anyagok aktivitása növekszik, akkor a Δ⎯gf értéke negatívabbá válik, azaz több energia szabadul fel. Ha viszont a termék aktivitása növekszik meg, akkor a Δ⎯gf értéke kevésbé negatívabbá válik, azaz kevesebb energia szabadul fel. Ahhoz, hogy lássuk,

hogyan hat ez a feszültségre, osszuk el mindkét oldalt -2F-el: R * T aH2 * aO21/2 −Δ⎯gf0 U = −−−−−−− + ------ * ln(-------------) 2F 2F aH2O U = E0 R * T aH2 * aO21/2 + ------ * ln(-------------) 2F aH2O ahol E0 az EME szobahőmérsékleten és normál légköri nyomáson. Ennek értékét a 2 táblázat 4. oszlopában találjuk Ez az egyenlet pontosan meghatározza, hogyan növekszik a feszültség a kiinduló anyagok aktivitásának növekedésével. Ezt az egyenletet Nernst egyenletének hívjuk. A nyomásra kivetítve Nernst egyenlete a következőképpen változik: U = E0 R * T PH2 * PO21/2 + ------ * ln(-------------) 2F PH2O Az egyenletből látszik, hogy az üzemanyag cella feszültsége a bemenő gázok nyomásának növekedésével nő. Ha a nyomás P1-ről P2-re változik, akkor a feszültség változása a következő képlettel írható fel: R * T P2 ΔU = ------ * ln(---) 4F P1 Saját készítésű üzemanyag cella Ezen az oldalon azt

vizsgáljuk meg, hogyan lehet saját készítésű üzemanyag cellákat építeni. Különböző megoldások léteznek, ezeket tárgyaljuk a lenti sorokban. Megvan a lehetőségűnk, hogy igazán jól használható üzemanyag cellát építsünk. Egyre több olyan Internetes áruház alakul, ahol az üzemanyag cellák házi megépítéséhez kínálnak anyagokat és vegyszereket. Lehet készen vásárolni akár protoncserélő membránt is. Ilyen áruházak pl. a következők: • • • The Fuel Cell Store Ion Power E-Tek A protoncserélő membrán "lelke" a Nafion, mely perfluorozott polimer gyanta, szulfonsav-csoportokkal. Ionvezető tulajdonságokkal rendelkezik, azaz jól vezeti a hidrogén iont (protont), az elektronokkal szemben viszont szigetelőként viselkedik. A Nafion mindkét oldalán szénszövet található, melyek felületét nagyon vékony platina réteg borítja. Ezeket a protoncserélő membránokat felhasználva 2 - 0,5 V-os feszültségen 0,5 - 2 A

áramerősséget állíthatunk elő a bevezetett hidrogén gázok mennyiségének és a terhelő ellenállás értékének függvényében. De figyeljük meg az árakat is! Egy wattos üzemanyag cella elkészítéséhez majdnem 100 dollárt kellene befektetnünk, nem is számolva még a postai költségeket. Amennyiben nagyobb teljesítményű üzemanyag cellát vásárolunk készen, úgy a wattonkénti fajlagos ár már "csak" 50 dollár körül mozog, de egy 1000 W-os üzemanyagcella ára így is eléri az egymillió forintot. Minél nagyobb a teljesítmény, annál alacsonyabb a kW-onkénti fajlagos ár, ezek az árak azonban még így is nagyon magasak! Vajon lehet ennél sokkal olcsóbban is építeni üzemanyag cellát házilag? Bizony lehet, mégpedig az alkáli üzemanyag cellát (AFC). Ráadásul ennek az üzemanyag cella típusnak a legjobb a hatásfoka, olyan 70 % körül mozog! Az alkáli üzemanyag cella az egyik legdinamikusabban fejlődő technológia,

melyet a NASA az 1960-as évek közepe óta használ az Apolló és a Space Shuttle programokban. Az űrsiklókon üzemanyag cellák biztosítják az elektromos áramot a fedélzeti rendszerek számára. Az alkáli üzemanyag cella elektrolitként vízben oldott KOH-t használ, melyet egy porózus stabilizáló mátrix foglal magában. A KOH koncentrációja az üzemanyag cella működési hőmérsékletének függvényében változhat. Ez a hőmérséklet 65 és 220 °C között változhat, bár az újabb fejlesztéseknél már 23 és 70 °C közötti értékekre is leeshet az üzemi hőmérséklet. Az AFC felépítését a következő ábra mutatja. 8. ábra Az AFC felépítése Az AFC-ben a töltéshordozó a hidroxid ion (OH-), mely a katódtól halad az anód felé, ahol a hidrogénnel reakcióba lépve vizet alkotnak és elektront szabadítanak fel. Az anódnál keletkezett vízmolekula a katód felé áramlik, hogy ott újból hidroxid ionná váljon. Az itt ismertetett

reakció elektromos áramot és melléktermékként hőt termel Anód: 2 H2 + 4 OH- => 4 H2O + 4 eKatód: O2 + 2 H2O + 4 e- => 4 OHEgyesített reakció: 2 H2 + O2 => 2 H2O Az AFC cellában az üzemi feszültség 300 mA/cm2 áramsűrűségnél kb. 0,8 V Az AFC egyik jellegzetessége, hogy nagyon érzékeny az üzemanyag vagy levegő CO2 tartalmára. A CO2 az elektrolittal reakcióba lépve azt gyors ütemben szennyezi, ennek hatására pedig jelentősen lecsökkenti az üzemanyag cella hatásfokát. Az AFC ezért csak zárt környezetben használható, mint pl. űrsiklókban vagy tenger alatt üzemelő eszközökben és csak tiszta hidrogén és tiszta oxigén lehet az üzemanyaga. A CO, H2O és CH4 molekulák, melyek amúgy teljesen ártalmatlanok, sőt még üzemanyagként is szolgálhatnak más típusú üzemanyag cellákban, az AFC számára károsak. Az AFC-k nagy előnye viszont, hogy a többi üzemanyag cella típushoz képest nagyon olcsó a gyártási költségük,

mivel a katalizátor szerepét számos, a platinához képest jóval olcsóbb anyag is betöltheti. Az AFC-kről szóló információkat innét vettem. Mielőtt egy komolyabb AFC megépítésén gondolkoznánk, nézzük meg, hogyan is lehet egy nagyon egyszerű AFC-t készíteni. A konyhaasztalodon is elkészíthetsz egy egyszerű üzemanyag cellát 10 perc alatt, hogy láthasd, hogyan lehet tiszta elektromos energiához jutni a hidrogén és oxigén egyesítése által. 1. ábra A szükséges anyagok és eszközök Az üzemanyag cella elkészítéséhez a következő dolgokra van szükségünk: • • • • • • Egy láb (305 mm) hosszú platinával bevont nikkel vezetékre, vagy tisztán platinából készült vezetékre. Mivel ez otthon nem egy gyakran előforduló anyag, ezért ezt egy katalógusból rendelhetjük meg. Egy kis méretű műanyag vagy fa pálcikára 9 V-os elem csatlakozójára 9 V-os elemre Cellux ragasztószalagra Voltmérőre Első lépésként

kettévágjuk a platinával bevont vezetéket, majd mindegyik darabot feltekerjük egy tekercs formájában. Ezek lesznek a mi üzemanyag cellánk elektródjai Én a voltmérőm csatlakozó tüskéjére tekertem a vezetékeket, de használhatsz pl. egy szöget is erre a célra. 2. ábra A voltmérő csatlakozó tüskéjére tekert vezeték Ezt követően félbe vágjuk a 9 V-os elem csatlakozó vezetékét és a szabad végeit leblankoljuk, majd a platinával bevont vezetékekhez forrasztjuk. Ugyanide forrasztjuk a levágott csatlakozó vezeték végeket is, amik majd a voltmérőhöz fognak csatlakozni. Ezt mutatja a következő ábra. 3. ábra Az "elektródák" és a hozzá csatlakozó vezetékek Az elektródákat ezután egy fa pálcikához erősítjük, végül ezt a pálcikát biztonságosan egy vízzel teli pohár széléhez ragasztjuk. A pohár addig van vízzel töltve, hogy az elektródákat teljesen ellepje, de a csatlakozó vezetékek már a víz

felszíne felett kell legyenek. Ezután kapcsold a piros vezetéket a voltméter pozitív kapcsához, a feketét pedig a negatívhoz (vagyis a "test"-hez). A voltmérőn ekkor 0 V-ot lehet mérni, bár előfordulhat, hogy egy kis feszültség, kb. 0,01 V megjelenik 4. ábra A mérés kezdetekor a voltmérőn 0 V a feszültség Az üzemanyag cellánk ezzel el is készült. Az üzemanyag cella működtetéséhez arra van szükség, hogy hidrogén buborékok áramoljanak az egyik elektróda mentén és oxigén buborékok a másik elektróda mentén. Ezt nagyon egyszerűen elérhetjük. Kapcsoljuk a 9 V-os elemet a csatlakozóra (tulajdonképpen elég, ha csak hozzáérintjük, mert csak pár másodpercig van erre szükségünk.) Amikor az elemet hozzáérintettük a csatlakozóhoz, akkor az elektromos áram a vizet elkezdi hidrogénra és oxigénra bontani. Ez az elektrolízis Láthatod, hogy amíg az elemet csatlakoztatjuk az elektródákhoz, addig azok mentén buborékok

alakulnak ki. 5. ábra Az elektrolízis folyamata Most pedig vegyül el az elemet a csatlakozótól. Ha nem platinával bevont vezetéket használtunk volna, akkor a voltmérőn 0 V-ot kéne ismét látnunk, hiszen nincsen az elem csatlakoztatva. Viszont a platina katalizátorként játszik szerepet, azaz a hidrogén és oxigén gázok újra egyesülését megkönnyíti. Megjegyzés: A fenti sorok nem teljesen helytállóak, mivel a kísérleteink tanúsága szerint a platina nélkül is megfigyelhető ez a jelenség. Az elektrolitikus reakció ekkor megfordul. Most ahelyett, hogy a cella elektródjaira áramot vezetnénk a víz szétbontásához, a hidrogén és oxigén gázok újból vízzé egyesülnek, miközben elektromos áram termelődik. 6. ábra Az elektródákon mérhető feszültség az elem lekapcsolásának pillanatában Az elem lekapcsolásának első pillanataiban az elektródák kapcsain egy kicsit több mint 2 V-ot mérhetünk a voltmérővel. Amint a

buborékok feljutnak a víz felszínére, vagy ismét vízzé alakulnak, a feszültség esni kezd, először meredeken, majd egyre lassabban. 7. ábra Az elektródákon mérhető feszültség az elem lekapcsolása után kb egy perccel Kb. egy perc múlva a feszültség sokkal lassabban csökken Figyeljük meg, hogy a 9 V-os elem energiáját hidrogén és oxigén gázok formájában tároljuk. Természetesen a hidrogént és az oxigént másmilyen forrásból is az elektródákra juttathatnánk és így is elektromosságot tudnánk termelni. A fentebb bemutatott egyszerű kísérlet természetesen csak a jelenség megismerésére jó. A kísérletben platinával bevont vezetékek képezték az elektródákat. Az AFC nagy előnye viszont, hogy nem kell a nagyon drága platinát használnunk katalizátornak. Ha viszont nem használunk platinát, akkor az üzemanyag cellánk előállításának ára drasztikusan lecsökkenhet olyan szintre, ami egy nagyobb teljesítményű üzemanyag

cellát is könnyen elérhetővé tesz. A platina történetéről érdekességképpen itt olvashatsz. A jelenleg használt AFC üzemanyag cellák elektrolitja nem folyékony, hanem géles vagy szilárd halmazállapotú - pl. azbesztet itatnak át KOH oldattal Az elektródák külső felülete mentén áramoltatják a hidrogén és oxigén gázokat. Mivel az elektródák porózus szerkezetűek, ezért az oxigén és a hidrogén gázok átjuthatnak az elektródák falán, miközben elektronleadással H+ ionná illetve elektronfelvétellel OH- ionná válnak. A mi célunk az, hogy a lehető legegyszerűbben és legolcsóbban tudjuk elkészíteni az üzemanyag cellánkat. Vegyünk két saválló lemezt, ezek lesznek az elektródák, melyeket KOH oldatba, mint elektrolitba merítünk. Mivel ezek a lemezek nem porózus szerkezetűek, ezért a gázokat a lemezek egymás fele néző belső felülete mentén áramoltatjuk át. Ahhoz, hogy a hidrogén és oxigén gázok ne keveredjenek el

egymással, az elektrolit oldatba a két elektróda közé egy elválasztó hálót helyezünk, melyben a lyukak nem lehetnek 0,1 mm-nél nagyobbak, így a gázok nem tudnak rajta átjutni, az ionok viszont igen. A gázokat alulról vezetjük az elektróda lemezekhez, s azok az oldat felhajtóerejének hatására felfelé áramolnak. Az anód mentén áramló hidrogén elektront ad le, a katód mentén áramló oxigén pedig elektront vesz fel, miközben a vízzel egyesülve hidroxid ionok keletkeznek. Ahhoz, hogy a gázbevezető csövekbe ne folyjon be az elektrolit oldat, használjunk egyutas szelepeket. Az elektródák tetején megjelenő gázokat felfogjuk és egy-egy csövön keresztül visszavezetjük az elektródák aljához. Ez a megoldás viszonylag egyszerűen megvalósítható, gyakorlatilag a meglévő elektrolizálónkat egy kis módosítással használhatjuk is erre a célra. Kapcsolódó kísérletek: • Elektrolízis Impulzusokkal 1 (lásd az 1. és a 2

kísérletet) Elhatároztuk, hogy kipróbáljuk a Kanarev féle alacsonyáramú vízbontót nagyobb áramokkal. A kérdés az volt, hogy ez a nagyon jó hatásfok megmarad-e akkor is, ha a víz már kevésbé olyan jó szigetelő, mint amilyen Kanarev professzor vízbontójában volt. Az elektrolizáló készüléket - melyet az 1. ábrán láthatsz - Zsolti az egyik ismerősével gyártatta le. 1. ábra Az elektrolizáló tartály a cellákkal és a fedéllel Az elektrolizáló tartály fedelét 8 db csavarral lehet rögzíteni. A 2. ábrán az elektrolizáló felépítését láthatod 4-4 elektródalemezt párhuzamosan kötöttünk, ezáltal növelve a felületet. A 100*150 mm-es elektródalemezek rozsdamentes acélból készültek, a távolság közöttük 1 mm volt. A 4 lemezből álló cellákat egy-egy műpadló darabbal szigeteltük el egymástól. 2. ábra Az elektrolizáló felépítése Az impulzusok előállítására szolgáló elektronikát - melyet a 3. ábrán

láthatsz - ugyan magam terveztem, de nem én építettem meg. Mikor az elektronika részleteiről beszélgettem az egyik Olvasóval, Starek Robival, akkor Robi felajánlotta, hogy megépíti és leteszteli az elektronikát, amit ingyen meg is tett, sőt teljesen ingyen el is küldött nekünk! Egy másik Olvasó, István, lehozta hozzánk az oszcilloszkópját, mikor a miénk elromlott, másik alkalommal pedig egy 5 V / 120 A-es tápegységet. Ezen utóbbival végzett kísérleteinkről nem ezen az oldalon olvashatsz majd, hanem itt. Amikor pedig egy harmadik Olvasótól, Lacitól azt kérdeztem, hogy a múlt nyáron végzett kísérleteinkhez (lásd itt) milyen elektrolitot is adott és hogy hol lehetne beszerezni, akkor válaszként postán küldött fél kiló NaOH-t! Nagyon köszönjük mindannyiótoknak ezt az önzetlen segítséget! Ezek nagyszerű példái annak, hogyan lehet együttes erővel előrébb vinni az ingyenenergia gépek kifejlesztésének ügyét! Az

elektronika ismertetése 3. ábra Az elektronika kapcsolási rajza Az órajelet a CD4069-es logikai NEM kapukból kialakított négyszögjel generátor biztosítja, melynek frekvenciáját a négy darab kondenzátorral és a P3-as potméterrel lehet szabályozni. Az órajel pontossága érdekében a 12 V-os tápfeszültséget egy 7809-as ICvel stabilizáltuk, bár az órajel pontosságának igazából nem volt jelentősége az elvégzett kísérleteknél. Az órajel a két darab 4029-es szinkron fel/le számoló IC bemenetére kerül és a megfelelően leosztott jel a CD4011-es logikai ÉS-NEM kapukból kialakított áramkörre kerül. A kimeneten megjelenő jel már a K0-K7 kapcsolók által beállított szélességű, amit az IR2121-es előerősítő IC-kre kapcsolunk. Az előerősítő IC-k kimenetéről a jel egy-egy 18 Ω-os áramkorlátozó ellenálláson keresztül a "K" jelű kétállású nyomógombra jut. Ez a nyomógomb arra szolgál, hogy szükség esetén

az elektrolizáló bemenetére ne csak négyszögjelet tudjunk vezetni, hanem egyenáramot is. Ezzel a mérések sokkal gyorsabbá és rugalmasabbá válnak, mikor össze akarjuk hasonlítani a gáztermelést egyenáram illetve impulzusok esetén. Erről bővebben az 5 kísérletnél lesz szó A jel végül az IRFP064N-es FET-ekre kerül, ahol a tényleges áramerősítés történik. Az elektrolizáló készülékkel párhuzamosan be van kötve egy Dcs dióda. Ennek a funkciójáról később lesz szó. Ezzel az elektronikával akár 0,39 %-os kitöltési tényezőjű impulzusokat is előállíthatunk, a legszélesebb impulzus pedig 25 %-os. A kitöltési tényezőt a K0-K7 kapcsolók segítségével tudjuk diszkréten (lépésekben) beállítani. Mind a két osztó IC-nél legalább egy kapcsolónak be kell lennie kapcsolva. Ha egy sincsen bekapcsolva, akkor az ugyanazt eredményezi, mintha mindegyik be lenne kapcsolva. Minél több kapcsoló van bekapcsolva, annál kisebb lesz az

impulzus szélessége. A kitöltési tényező kiválasztása a kettes számrendszer alapján történik. Ha pl a K0 és a K4 kapcsolók vannak bekapcsolva, akkor az osztási arány (20 + 1 ) * (2(4-4) + 1) = 4, ami 25 %-os kitöltésnek felel meg (1/4 = 0,25 => 25 %). A következő táblázat abban segít, hogy a különböző kapcsolóállások és órajel frekvenciák mellett megkapd a kitöltési tényezőt és a jel illetve a szünet idejét. Órajel: Hz K0 Imp. frekvenciája 650 Hz K1 K2 Periódus idő 1536.61 μs K3 K4 Kitöltés 0.39 % K5 K6 Szünet 1530.61 μs K7 Jel 6.00 μs 1. táblázat A kapcsolóállások és az órajel hatása a kitöltési tényezőre és a jel hosszára Ha az 1. táblázatban a módosítható paraméterekkel játszol egy kicsit, akkor észre fogod venni, hogy a kitöltési tényező szintén hatással van a kimeneti impulzus frekvenciájára, bár ez számunkra nem jelentett problémát. A megépített elektronikát a 4. ábrán

láthatod 4. ábra A megépített elektronika és a mérőműszerek Robi a könnyebb forraszthatóság érdekében több próbalemezen rakta össze a kapcsolást. Kísérletek az elektrolízissel Az itt ismertetésre kerülő kísérletek nem mindig abban a sorrendben lettek elvégezve, ahogy itt olvashatod őket. A kísérletek első részében a csapvízbe Trisót öntöttünk elektrolitként, de később Trisó helyett NaOH-val dolgoztunk. A feszültséget és az áramot voltmérővel és oszcilloszkóppal egyaránt mértük. Az áramok oszcilloszkópos méréséhez egy hegesztőpálcából összerakott söntöt használtunk az itt bemutatott módon, a termelt gáz mennyiségét pedig az itt leírtak szerint mértük. 1. kísérlet A kísérlet célja az volt, hogy leellenőrizzük Kanarev azon állítását, hogy az elektrolizálót feltöltve és a töltést lekapcsolva az elektrolizáló lassan sül ki. Az elektródák elrendezését a 2. ábrán láthatod, az

egyenfeszültség 11,6 V, az áram pedig 16,8 A volt A kísérletnél Trisót használtunk. A 2-3 másodpercig tartó "feltöltés" után lekapcsoltuk a tápfeszültséget és adott időközönként mértük az elektrolizáló kapcsain mérhető belső feszültséget. A következő táblázatban a mérési eredményeket láthatod Idő 0s 1s 2s 3s 4s 5s 7s 12 s 20 s 60 s Feszültség 11,6 V 3,2 V 2,3 V 1,9 V 1,55 V 1,3 V 1,1 V 0,9 V 0,86 V 0,84 V 2. táblázat Az egyenfeszültséggel feltöltött elektrolizáló szabad kisülése 5. ábra A 2 táblázat grafikus ábrázolása Mint az a 2. táblázatból is látszik, a feszültség a tápforrás lekapcsolása után rohamosan csökken, majd kb. 12-15 másodperc múlva a feszültség beáll 0,84-0,86 V-ra Ez a feszültségszint még kb. 2-3 perc múlva is jelen volt, mindössze néhány század voltot csökkent. Kiértékelés: A mérési eredmények valamelyest eltértek a Kanarev féle eredményektől, azaz gyorsabb volt

a kisülési folyamat. Ez azzal magyarázható, hogy a mi kísérletünkben jóval nagyobb volt a víz vezetőképessége, vagy ami ugyanazt jelenti, az elektródalemezek közötti ellenállás jóval kisebb volt, ezért a lemezeken felhalmozott töltés könnyebben kisülhetett. A kisülés ideje annak függvényében is változott, hogy mekkora volt az adott mérőműszer belső ellenállása. Mivel az oszcilloszkóp belső ellenállása nagyobb volt a multiméterénél, ezért ott a feszültségesés folyamata lassabban ment végbe. 2. kísérlet Ez a kísérlet az 1. kísérlet folytatása A kísérlet célja az volt, hogy a Kanarev által említett másik nagyon érdekes jelenséget is leellenőrizzük. Kanarev azt állította, hogy a kisütött elektrolizáló pár másodperc múlva újra ÖNMAGÁTÓL elért egy viszonylag magas, több tized voltos feszültséget. A kísérlet kezdetén 12,35 V-tal 3-4 másodpercig "töltöttük" az elektrolizálót, majd lekapcsoltuk

róla a tápfeszültséget. Ezt követően 2-3 másodperc múlva, mikor az elektrolizáló kapcsain mérhető feszültség leesett kb. 1,1 Vra, rövidre zártuk az elektrolizálót s így tartottuk pár másodpercig A rövidzár alatt az elektrolizáló kapcsain mérhető feszültség természetesen 0 V volt. Mikor a rövidzárat megszűntettük, az elektrolizáló kapcsain mérhető feszültség a 0 V-ról fokozatosan emelkedni kezdett, majd kb. 15 másodperc múlva elérte a maximumát, 0,78 V-ot Innét pár percig mérve a kapocsfeszültséget az fokozatosan (bár igaz, hogy nagyon lassan) el kezdett csökkenni. Tíz perccel a rövidzár megszűntetése után a feszültség még mindig 0,41 V volt. Kiértékelés: Ez a kísérlet is igazolta Kanarev professzor állítását, azaz a rövidzár után az elektrolizáló feszültsége önmagától növekszik egy bizonyos értékig. Ebből azonban még nem tudtunk egyértelműen arra következtetni, hogy az elektrolizáló az energiának

a forrása is lenne. Inkább afelé hajlunk, hogy az elektrokémiai folyamatok során létrejövő ionok nem tudnak a rövidzár egy-két másodperce alatt semlegessé válni, s mikor a rövidzár megszűnt, akkor továbbra is elektromosan feltöltöttek maradtak az ionok (legalábbis nagy részük). Ez okozhatja ezt a jelenséget A kisütést többször megismételve azt tapasztaltuk, hogy minden egyes kisütés után egyre alacsonyabb volt az elektrolizálónak az a maximális feszültsége, ameddig az a rövidzár után felemelkedett. Ez is a pár sorral feljebb említett elképzelésünket támasztja alá 3. kísérlet A kísérlet célja az volt, hogy megállapítsuk a különböző cellakombinációk hatását a kisülés sebességére. 2, 3, 4 és 5 lemezt tettünk egymástól 1 mm távolságra, majd mindegyik kombinációban elvégeztük a feltöltést és a feszültség lekapcsolása után mértük a feszültség esését. Az 1 és 2 kísérlettel ellentétben az

elektrolit vezetőképessége jóval kisebb volt, így a kisülés is lassabban történt. Ezt mutatja a következő táblázat, ahol a feszültség lekapcsolása utáni 10.-ik másodpercben mérhető kapocsfeszültségek vannak feltűntetve: Lemezek 2 db 3 db 4 db 5 db Feszültség 1,7 V 1,65 V 1,62 V 1,59 V 3. táblázat Az elektródák számának hatása a kisülési feszültségre Kiértékelés: A mért eredmények azt mutatták, hogy a cellakombinációktól függetlenül, nagyjából azonos sebességgel sült ki az elektrolizáló készülék. 4. kísérlet A kísérlet célja az volt, hogy a Kanarev féle kísérletekhez hasonlóan impulzusokat használva megnézzük, lehet-e 100 %-nál jobb hatásfokon bontani a vizet. Az impulzusok kitöltése 25 % volt. Egyenlőre azért nem kevesebb, mert a gázfejlődést könnyebb volt mérni szélesebb impulzusok esetén (szélesebb impulzus => több gáz). A FET "g" lábán mérhető impulzusokat a következő ábra

mutatja. 6. ábra A FET "g" lábán mérhető 25%-os kitöltésű impulzus Ugyanez a jel az elektrolizáló két kapcsán a következőképpen néz ki. 7. ábra Az elektrolizáló két kapcsán mérhető feszültség Megjegyzés: Ha figyelmesebben megnézed a két ábrát, láthatod, hogy nem azonosak a periódusidők, sőt, még az oszcilloszkópok is különböznek. Ennek az a magyarázata, hogy mérés közben elromlott az oszcilloszkópunk, s az egyik olvasó, István felajánlotta a sajátját, ezzel végeztük a további méréseket. A két mérés között azonban eltelt pár nap s közben az elektronika órajelét is változtatgattuk. Ennek azonban nincs hatása a mérések eredményére. A 7.ábrán jobban széthúztuk az impulzusokat, hogy jobban látszódjon az alakjuk Figyeljük meg, hogy az elektrolizáló kapcsain az impulzusokon kívül egy egyenfeszültség is jelen van, melynek értéke most 7 V, de ez már pár órai tesztelés után volt

mérhető. A kísérletek elején ez az érték 3 V volt Ez azt is jelenti, hogy az elektrolizáló a használat közben töltődik, így idővel egyre kevesebb energiát kell közölnünk vele, hogy ugyanannyi gáz termelődjön. Ebben a kísérletben töltőimpulzusokkal bombáztuk az elektrolizálót, aminek hatására ez a korábbi kísérletekben megfigyelt belső energia egy állandó értéken maradt, sőt növekedett is, így az elektrolízis során nem csak az általunk egy adott pillanatban befektetett energia bontja a vizet, hanem az elektrolizáló által felhalmozott (és a megcsapolt ?) energia is közreműködik. Az áram görbéje az elektrolizálóval sorba kapcsolt söntön a következőképpen néz ki. 8. ábra Az áram görbéje az elektrolizálóval sorba kapcsolt söntön Az alkalmazott sönt ellenállása 0,01 Ω, így minden egyes feszültségértéket 100-zal be kell szorozni, hogy megkapjuk az áramok értékét. (I = U/R = U/0,01 = U * 100) Most pedig

számoljuk ki a befektetett energiát. Ehhez a 7 és a 8 ábrán mért feszültség és áramértékeket fogjuk felhasználni. Mind a feszültségnél, mind pedig az áramnál négy részre oszthatjuk a periódusidőt: • • • • Az első maga az impulzus, amely áll a felfutó és a lefutó élből és az impulzus időtartama alatti részből A második az impulzus kikapcsolásakor keletkező negatív irányú tűimpulzus A harmadik ezen tűimpulzus által keltett rezgések lecsengési fázisa A negyedik pedig a szünet fázisa A befektetett energia kiszámításánál csak az első fázisnál - azaz az impulzus bekapcsolt állapotában - felhasznált teljesítményt kell figyelembe vennünk, bár a 6. kísérletnél szó lesz a második és a harmadik fázisban kialakuló jelekről is. Az effektív teljesítményt úgy tudjuk meghatározni, hogy a jel feszültség és áram értékeiből adott időközönként mintát veszünk s azokat átlagoljuk. Hat mérőpontot

veszünk, azaz 1 μs-onkét olvassuk le a feszültség és áramértékeket. A kapott értékeket összeadjuk és elosztjuk a vételezett minták számával, jelen esetben hattal. Az elvet a 9. ábrán láthatod, a vételezett minták értékeit pedig a 4 táblázatban tűntettük fel: 9. ábra A mintavételezés menete Idő 0 μs 1 μs 2 μs 3 μs 4 μs Feszültség 0,0 V 1,8 V 2,7 V 3,5 V 3,9 V Áram 12,0 A 6,1 A 4,5 A 2,9 A 1,3 A 5 μs Átlag: 4,2 V Uá = 2,68 V 0,0 A Iá = 4,46 A 4. táblázat A mintavételezés eredménye (a 7 és a 8 ábra alapján) Ahhoz, hogy ne kelljen minden egyes mérésnél ilyen fárasztó módon meghatároznunk az átlagos értékeket, a kondenzátoroknál szokásos konstansokkal számolhatunk, azaz a kondenzátor átlagfeszültsége a csúcsérték 63 %-a, a kondenzátor átlagárama pedig a csúcsáram 37 %-a lesz. Ez a mi példánkban azt jelenti, hogy: Uá = Ucs * 0,63 = 4,2 V 0,63 = 2,65 V, Iá = Ics * 0,37 = 12 A 0,37 = 4,44 A

Hasonlítsuk össze az eredményeket a 4. táblázatban kapott átlagos értékekkel Látjuk, hogy ezzel az egyszerűsített módszerrel is pontos eredményt kapunk, sőt, pontosabbat, mivel ezek a konstansok matematikailag lettek meghatározva. Megjegyzés: A feljebb említett 63 % és 37 % csak akkor igaz, ha a töltőimpulzusok ideje τ = R * C, ahol C a vízbontó kapacitása, R pedig a vízbontóval sorba kapcsolt ellenállások eredő értéke. Ez az eredő érték az áramforrás belső ellenállásából, a FET nyitóirányú ellenállásából, a FET "s" lábával sorba kötött ellenállásból és a vezetékek fajlagos ellenállásából tevődik össze. Neked azonban ezeket nem kell kiszámolnod, elég, ha a P3-as potméterrel úgy állítod be a jel frekvenciáját, hogy az szemmel jól láthatóan kialakítsa az elektrolizáló kapcsain látható exponenciálisan felfutó jelalakot. Amennyiben a jel ennél rövidebb, úgy a 9. ábrán bemutatott

mintavétele-zéssel számíthatod ki a jel effektív teljesítményét. A következőkben leírjuk részletesen az átlagos teljesítmény meghatározását, mivel ennek nagyon fontos szerepe van az elektrolizáló tényleges hatásfokának a kiszámításában. Az effektív feszültség értékének meghatározását a 10. ábrán szemléltetjük 10. ábra Az effektív feszültség kiszámításának menete Mint a 7.ábrán láthatjuk, Ue = 7 V, Ui = 11,2 V, T = 24 μs, ti = 6 μs Ezt szemléltettük a 10.a ábrán Mivel az impulzus feszültsége hozzáadódik az elektrolizáló által szolgáltatott kb. 7 V-os feszültséghez, de ennek az egyenfeszültségnek a létrehozásához nem fektettünk be energiát, ezért ezt nem kell figyelembe vennünk a számításoknál. (Erről bővebben az 5 kísérletben lesz szó.) Ha ezt a 7 V-os egyenfeszültséget kivonjuk a mért jelből, akkor a 10.b ábrán látható eredményt kapjuk, ahol Ui1 = Ui - Ue = 11,2 V - 7 V = 4,2 V Ezek az

impulzusok azonban nem négyszög alakúak, ezért meg kell határoznunk, hogy négyszögimpulzusok esetén mekkora lenne az impulzus amplitúdója. Ezt úgy kapjuk meg, ha az Ui1 értékének a 63 %-át vesszük. Ue1 = Ui1 * 0,63 = 4,2 V 0,63 = 2,65 V. Ezt mutatja a 10.c ábra Végül az alkalmazott feszültség tényleges effektív értékét határozzuk meg, azaz hogy mekkora egyenfeszültséggel egyenlő a befektetett impulzus feszültsége. Ehhez ismernünk kell a periódusidőt (T) és az impulzus idejét (ti). Ezek ismeretében Ue = Ui * ti / T = 2,65 V * 6 μs/24μs = 0,66 V. Ezt a 10d ábra szemlélteti A feszültségmérő ezzel szemben 8,41 V-ot mutatott! Az effektív áram meghatározását a 11. ábrán mutatjuk be 11. ábra Az effektív áram meghatározásának menete Mint a 8.ábrán láthatjuk, a söntön mért feszültségimpulzus amplitúdója 0,12 V A sönt ellenállásértékének az ismeretében könnyen meghatározhatjuk az áramimpulzus amplitúdóját is:

Ii1 = 0,12 V / 0,01 Ω = 12 A. Ezt mutatja a 11a ábra Ezek az impulzusok azonban - a feszültségimpulzusokhoz hasonlóan - nem négyszög alakúak, ezért meg kell határoznunk, hogy négyszögimpulzusok esetén mekkora lenne az impulzus amplitúdója. Ezt úgy kapjuk meg, ha az Ii1 értékének a 37 %-át vesszük Ie1 = Ii1 * 0,37 = 12 A 0,37 = 4,44 A. Ezt mutatja a 11b ábra Végül az áram tényleges effektív értékét határozzuk meg, azaz hogy mekkora egyenárammal egyenlő a befektetett impulzus árama. Ehhez már ismerjük a periódusidőt (T) és az impulzus idejét (ti) is: Ie = Ii * ti / T = 4,44 A 6 μs/24 μs = 1,11 A. Ezt a 11c ábra szemlélteti. Az árammérő ehhez közeli értéket, azaz 1,13 A-t mutatott! Miután meghatároztuk, hogy az effektív feszültségesés az elektrolizálón Ue = 0,66 V, az elektrolizálón átfolyó effektív áram pedig 1,11 A, könnyen kiszámítható a befektetett effektív teljesítmény: Pe = Ue * Ie = 0,66 V 1,11 A = 0,7326 W.

Az átlagos gáztermelés 18,75 ml/perc volt. Ezt úgy kaptuk meg, hogy a kis gázmennyiségre való tekintettel 4 percig folyamatosan mértük a gáztermelést, majd a kapott eredményt elosztottuk néggyel. Ebből kiszámolhatjuk, hogy 1 W villamos energia befektetésével 1 perc alatt 18,75 / 0,7326 = 25,59 ml/perc/W volt a gáztermelés. Azt is tudjuk, hogy elméletileg a 100 %-os hatásfokú gáztermelésnél 1,47 V és 1 A esetén 10,45375 ml gáz termelődik percenként, azaz 10,45375 / (1,47 V * 1 A) = 7,11 ml/perc/W. Az elektrolízis hatásfoka ezek szerint tehát: ηoszc = 25,59 / 7,11 = 3,6 => 360 %. Vessük össze ezt a voltmérő és árammérő által mutatott értékekkel! UV = 8,41 V, IA = 1,13 A, az állítólagosan felhasznált teljesítmény tehát PAV = 8,41 V * 1,13 A = 9,5033 W. Az egy wattra jutó gáztermelés 18,75 / 9,5033 = 1,97 ml/perc/W, ami alapján a hatásfok: ηmultim = 1,97 / 7,11 = 0,277 => 27,7 %. Hatalmas a különbség! Ezért nagyon

fontos, hogy az elektrolizáló hatásfokának meghatározásához az oszcilloszkóp adatait használjuk fel, ne a multiméter értékeit! A gyakorlatban használatos elektrolizálók, mint tudjuk, nem 100 %-os hatásfokkal dolgoznak, az általunk alkalmazott elektróda elrendezésben egyenáramok esetén 29 és 31 % közötti értékeket mértünk. Ha ehhez viszonyítjuk a hatásfok növekedést, akkor 360/27,7 = 12,99 ≅ 13-szor jobb az elektrolizálónk hatásfoka, mint gondolhattuk volna a multiméterek adatai alapján! Van azonban ennek a számításnak egy sarkalatos pontja, mégpedig az elektrolizáló egyenfeszültsége! Vajon nyugodt szívvel megtehetjük azt, hogy egyszerűen csak kivonjuk ezt az egyenfeszültség értéket az akkumulátor által szolgáltatott 11,2 V-os impulzusok értékéből? Vajon tényleg az elektrolizáló adja ezt a plusz energiát? Erre kerestük a választ a következő kísérletben. 5. kísérlet A kísérlet célja annak meghatározása, hogy

az elektrolizáló által eltárolt feszültség ténylegesen hatással van-e az elektrolízisre. Ehhez a 3. ábrán látható "K" jelű nyomógombot használtuk fel Az elektronika ismertetésekor már említettük, hogy a nyomógomb alaphelyzetben az impulzusokat juttatja a FET-ekre, benyomott állapotban azonban egyenáram kerül az elektrolizálóra. Két mérést végeztünk, az egyikben 25 %-os impulzusokat kapcsoltunk az elektrolizálóra, a másikban pedig egyenáramot. A mérési eredményeket az 5 táblázat mutatja Impulzus 25 % Egyenáram Gáz 45 ml/perc 55 ml/perc 5. táblázat A gáztermelés változása 25 %-os kitöltöttségű impulzusok és egyenáram esetén Az 5. táblázat egyszerűsége ellenére nagyon meglepő eredményt mutat! Az impulzusok alkalmazásakor az egyenfeszültséghez képest csak negyed annyi feszültség esett, az egyenáramhoz képest pedig negyed annyi áram folyt az elektrolizálóban, ennek ellenére a gáztermelés nem

csökkent jelentősen! Pi = Ui * Ii = (U=/4) (I=/4) = U=I= / 16 = P= / 16 Pi = P= / 16 ahol: • • Pi - az impulzus teljesítménye P= - Az egyenáram esetén felhasznált teljesítmény A gáztermelés csökkenése pedig: Gázcsökkenés = Vi * 100 / V= = 45 ml/p 100 / 55 ml/p Gázcsökkenés = 81,8 % Míg a befektetett energia a 16-od részére, azaz 6,25 %-ra csökkent, addig a gáztermelés csak 81,8 %-ra esett vissza! Ezek szerint a hatásfok növekedés impulzusok esetén: Δη = ηi / η= Δη = (Vi/Pi)/(V=/P=) = [Vi/(P=/16)]/(V=/P=) = 16*(Vi/V=) Δη = 16 * 45/55 = 13,09 ≅ 13. Ezt a 13,09-szoros hatásfok növekedést vessük össze az előző kísérlet végén kapott 12,99-szoros hatásfok növekedéssel! Nagyon közeli ez a két érték! Kiértékelés: Az 5. kísérlet megerősítette a 4 kísérletbeni feltevésünket, miszerint az elektrolizáló által szolgáltatott feszültség növeli az elektrolízis hatásfokát, tehát a számításaink helyesnek

bizonyultak! De miért okoz ez az eltárolt feszültség hatásfok-növekedést? Erre az lehet a magyarázat, hogy az elektrolízis beindításához a vízmolekulákat polarizálni kell. Ehhez energiát kell befektetnünk, s a vízbontáshoz szükséges energia még ezen felül szükségeltetik. Mikor azonban az elektrolizáló feltöltődött egy bizonyos szintre, akkor a molekulák már állandóan beálltak a megfelelő módon, állandó a polarizációjuk, így erre már nem kell energiát fordítanunk. Ez ugyanakkor azt is feltételezi, hogy egyenáramú vízbontáskor is sokkal jobb a hatásfok, mint ahogy azt eddig hittük, hiszen akkor is jelen van ez a feltöltődési folyamat, csak akkor ezt nem látjuk még oszcilloszkóppal sem! 6. kísérlet A 4. kísérletben ismertettük az elektrolizálóra kapcsolt jelalak négy fázisát, de részletesen csak az első fázist elemeztük ki. Ebben a kísérletben az impulzus lefutó élét követő negatív irányú tűimpulzussal

és az általa gerjesztett lecsengő hullámmal foglalkozunk behatóbban. Az impulzus kikapcsolásakor egy nagyon rövid időre a feszültség leesik -0,4 V-ra, (lásd a 7. ábrán) de az áram iránya is megváltozik és egy nagy értékű, ellentétes polaritású tűimpulzus jelentkezik az elektrolizáló kapcsain. (lásd a 13 ábrát) Határozzuk meg ennek a tűimpulzusnak a teljesítményét! A feszültség az impulzus kikapcsolásakor közönséges kondenzátor esetén először hirtelen csökkenni kezd, majd ez a csökkenés mérséklődik és lassabban kezd közelíteni a 0 Vhoz. Ezt mutatja a 12a ábra 12. ábra A közönséges kondenzátoron mérhető feszültség alakja Ha ehhez egy állandó értékű egyenfeszültséget (Ue) is kapcsolunk, akkor a 12.b ábrán látható jelalakot kellene kapnunk. Ezzel szemben a vízbontónál egy tűimpulzus jelenik meg az enyhe lefutó él helyett, mely az egyenfeszültség ellen hat. Ha ez az egyenfeszültség nem lenne jelen,

akkor negatív irányú feszültségimpulzust látnánk, így azonban csak egy -0,4 V-os kis csúcsot láthatunk a 0 V-os szint alatt. Az impulzus amplitúdója ezek szerint Ui ki = -Ue - 0,4 = -7 - 0,4 = 7,4 V Mivel azonban ezt nem tudjuk teljes mértékben hasznosítani, így csak a -0,4 V-os értékkel számolhatunk, de annak is csak a 80 %-ával, lévén ez nem egy tiszta négyszög alakú impulzus. Tudjuk, hogy az impulzus ideje 0,4 μs, így az effektív feszültségérték: Ue = Ui*0,8ti/T = -0,4V 0,8 0,4 μs/24 μs = -0,0053 V Érdekességképpen határozzuk meg, mekkora ennek a tűimpulzusnak a tényleges effektív feszültsége: Ue¨ = Ui ki*0,8ti/T = -7,4V0,80,4 μs/24 μs = -0,098 V A következő ábrán a söntön mért áramimpulzust láthatjuk. 13. ábra Az áram görbéje az elektrolizálóval sorba kapcsolt söntön, kiemelve a negatív irányú tűimpulzust Az áram esetében teljesen egyértelmű volt a negatív irányú tűimpulzus értéke. Az áramimpulzus

amplitúdója Ii = -1,2 V / 0,01 Ω = -120 A, a hossza pedig 0,4 μs. Mivel ez szintén nem négyszög alakú, így csak a jel 80 %-át vesszük figyelembe. Az impulzus effektív értéke ezek szerint: Ie = Ii*0,8ti/T = -120 A 0,8 0,4 μs/24 μs = -1,6 A A tűimpulzus effektív, általunk is hasznosítható teljesítménye ezek alapján: Pe = Ue * Ie = -0,0053 V -1,6 A = 0,00848 W Az impulzus teljes teljesítménye pedig: Pe¨ = Ue¨ * Ie = -0,098 V -1,6 A = 0,1568 W Mivel a Pe értéke nagyon kicsi, azt is mondhatnánk, hogy nem érdemes ezzel foglalkozni. Azonban az Ii nagyon nagy, sőt ez még növekszik is a víz vezetőképességének a növekedésével, s ez akár tönkre is teheti a FET-eket. Ezért próbáltuk meg valahogy megszűntetni ezt a tűimpulzust. Első próbálkozásként sorba kötöttünk az elektrolizálóval egy diódát, ami képes volt elviselni ezeket a nagy áramokat is. Ez azonban nem vezetett eredményhez, mivel ennek az impulzusnak a forrása nem

az akkumulátor volt, hanem az elektrolizáló, s így a dióda átengedte mind az akkumulátor pozitív irányú, mind pedig az elektrolizáló negatív irányú áramát. Második próbálkozásként fojtótekercset kötöttünk sorba az elektrolizálóval. Ekkor az történt, hogy az elektrolizálóra jutó áram radikálisan lecsökkent, a feszültség pedig megnőtt, vagyis egy áram-feszültség átalakítót kaptunk. Ezen kívül a lecsengő hullámok periódusideje is megnőtt. Tehát minden változott, csak az a negatív irányú áramimpulzus maradt a régi. Végül az egyik Olvasó, Vferi javasolta, hogy kössünk párhuzamosan az elektrolizálóval egy diódát úgy, hogy az a normál impulzus idején zárjon, a negatív irányú tűimpulzus idején viszont nyisson ki, ezáltal rövidre zárva a számunkra káros tűimpulzust. A 3 ábrán ezt a Dcs diódát kék színnel rajzoltuk be. Ez működőképes ötletnek látszik, de ezt már nem tudtuk kipróbálni, mert közben a

második, István által kölcsönadott oszcilloszkóp is elromlott. Nem mérési hiba okozta a két szkóp meghibásodását, mivel kis feszültségek és nagyon kis áramok lettek a szkópok bemenetére vezetve. Inkább a matuzsálemi koruk miatti végelgyengülés következtében romolhattak el. Ha megszűnik ez a negatív tűimpulzus, akkor nem fog kialakulni a harmadik fázisként jellemzett lecsengő hullám se és a FET-ek se lesznek életveszélyben. Megjegyzés: Ezek a negatív irányú tűimpulzusok nem jelennek meg, ha csak tiszta vizet használunk elektrolit (Trisó vagy más anyag, pl. NaOH) nélkül Ezt mutatja be a 14 ábra 14. ábra Az elektrolizáló kapcsain mérhető feszültség tiszta víznél Tiszta vizet azonban azért nem használhatunk, mert annak a vezetőképessége elenyésző, így mindenképpen megoldandó feladat a negatív irányú tűimpulzus megszüntetése. A kísérletek összefoglalása Az itt bemutatott kísérletek alapján bizonyítottnak

tekinthető a Kanarev professzor által ismertetett jelenség, mely szerint 100 %-nál jobb hatásfokon is lehet vizet bontani. Már a múlt nyáron elvégzett kísérleteink közül a 8. kísérletnél is megfigyeltük azt, hogy a 83,3 %-os kitöltési tényezőjű impulzus esetén alacsonyabb volt a hatásfok, mint a 44,4 %-os kitöltöttségű impulzusnál. Az ottani méréseinknél csak multimétert használtunk, de már így is észlelhető volt a hatásfok növekedése. Az is tény, hogy Kanarev kísérleteiben a hatásfok jóval meghaladta az általunk elért 360 %-ot, de ennek oka az impulzusok kitöltési tényezőjében keresendő. Míg Kanarev 3 %-os tűimpulzusokkal kísérletezett, addig mi 25 %-osakkal. Ebből viszont már egyenesen következik az, hogy az impulzus szélességének a csökkentésével tovább tudjuk növelni a hatásfokot. Itt csak azt a tényt kell figyelembe vennünk, hogy a keskenyebb impulzusok kevesebb gázt termelnek egységnyi idő alatt, igaz

ugyan, hogy jobb hatásfokkal. Ezért az impulzusok áram és/vagy feszültség amplitúdóját meg kell növelnünk a keskenyebb impulzusoknál ahhoz, hogy elérjük a kívánt gázmennyiséget. Ezt ismételten csak kísérletekkel tudjuk majd eldönteni. Van azonban már három szkópos adatunk, melyek különböző kitöltési tényezőjű impulzusok alapján kerültek meghatározásra. Az első kettő mérést mi végeztük el, a harmadikat pedig Kanarev professzor. A mérések eredményét a 6 táblázatban foglaltuk össze: Kitöltés 100 % 25 % 3% Hatásfok 27,7 % 360,0 % 190 322,6 % 6. táblázat a kitöltési tényező és a hatásfok viszonya 15. ábra A 6 táblázat grafikus ábrázolása Egyértelműen látszik, hogy a kitöltési tényező csökkentésével drasztikusan növelhető a hatásfok. Csak emlékeztetőül, Horváth István a vízautójában 0,6 %-os kitöltési tényezőjű impulzusokat használt (lásd itt) és könnyűszerrel termelt kis

energia-befektetéssel annyi gázt, hogy a 4000 cm3-es autóját bármilyen útviszonyok között használhatta. Ha Kanarev 3 %-os kitöltési tényezőjű impulzussal el tudott érni több mint 190 000 %-os hatásfokot, akkor 0,6 %-os kitöltési tényezővel ennél csak sokkal jobb lehet a hatásfok. De honnét ez a bámulatosan jó hatásfok a tűimpulzusok esetén? Ha jobban belegondolunk, a jelenlegi elektrotechnikai és elektronikai berendezések túlnyomórészt szinuszos jelalakkal dolgoznak (erőművek áramgenerátorai, kis- és nagyfrekvenciás oszcillátorok, transzformátorok, rádiók stb.) A szinusz hullám fokozatosan "nyomja" az elektromágneses teret, ezáltal az csak kis mértékben hat vissza. A mérnökök célja pontosan az volt, hogy ez a visszahatás a lehető legkisebb legyen, ezáltal a veszteségeket is a minimumra lehet csökkenteni. Képzeljünk el egy labdát, amit a tenyerünkkel nyomunk lefelé. Minél nagyobb erővel nyomjuk a labdát, az

annál nagyobb erővel hat vissza. Ha elengedjük a labdát, akkor az a befektetett energiát adja vissza (mínusz a veszteségek). Most ugyanezt a labdát nyomjuk egy hegyes tűvel. Mi történik? Kis erő hatására is már kilyukad a labda, s onnét nagy erővel, jóval nagyobbal, mint amekkorával nyomtuk a tűt, kiáramlik a levegő. Ez tehát egy korlátos idejű ingyenenergia gép. Ha ezt a hasonlatot átvisszük a nullpontenergiára, akkor azt tapasztaljuk, hogy ennek az energiának a megcsapolására egy tűimpulzust kell használnunk. Ez a tűimpulzus megnyitja egy helyen ezt a nullpontenergiát elválasztó "réteget", s onnét több energia áramlik kifelé, mint amennyi a tűimpulzusban rejlik. A folyamat azonban egyensúlyra törekszik, ezért egy bizonyos (nagyon rövid) idő elteltével ez a "lyuk" "beheged", így több energia onnét nem áramlik. Ha azonban ezt a folyamatot állandósítjuk, akkor egy állandó ingyenenergia forráshoz

jutunk. Természetesen nincs szó semmiféle anyagi rétegről, inkább erőterekről beszélhetünk. Minden atom és az őket alkotó részecskék saját erőtérrel rendelkeznek. Mivel azonban ezek a részecskék nem anyagok, hanem energiasűrűsödések, energiahullámok, ezért ezen energiasűrűsödések "logikai" szélét és ezáltal a formáját változtatjuk meg. Egy tű átmérője azonban nagyon kicsi, így az általa ütött lyukon kiáramló energia se lehet sok. Ezért tapasztaljuk azt, hogy ha csökkentjük az impulzus szélességét az elektrolízis során, akkor kevesebb gáz termelődik egységnyi idő alatt. A keskenyebb impulzus keskenyebb lyukat fúr az éterbe, ezért onnét is csak kisebb átmérőjű lyukon tud beáramolni az energia. Ezt kompenzálandó növelni kell a lyukak számát (nem az átmérőjét). Ezt a "lyukszám" növelést az áramerősség és/vagy a feszültség növelésével tehetjük meg. Ehhez még adjuk hozzá azt a

fontos tényt, hogy ha ezek a tűimpulzusok egy bizonyos frekvencián bombázzák a vizet, akkor a vízbontás hatásfoka még jobban növekszik! További lehetséges kísérletek Csak ötletadónak a továbblépéshez, pár elképzelés a későbbi lehetséges kísérletekre vonatkozóan: • • • Kipróbálni Vferi javaslatát a vízbontóval párhuzamosan kapcsolt diódával Különböző kitöltési tényezők mellett mérni a hatásfokot Növelni az áram és feszültség amplitúdók értékét és így mérni a hatásfokot A fogyasztók energiaszükségletének kiszámítása Mielőtt azon kezdenénk el gondolkodni, hogy hogyan állíthatjuk elő az ingyenenergiát, tisztában kell lennünk a házunkban lévő fogyasztók energiaszükségletével. Minden átlagos háztartásban van hűtőszekrény, mosógép, sajnos van TV is, néhol nem is egy, használunk vasalót, hajszárítót, elektromos tűzhelyet, mikrohullámú sütőt, vannak izzólámpák, sőt már szinte

minden háztarásban van számítógép is. Nagyon fontos, hogy gondosan számoljuk ki a szükséges energiafogyasztást. Arra is ügyeljünk, hogy a fogyasztást a minimálisra csökkentsük. Tájékoztató adatok A következő táblázat abban segít, hogy ki tudd számolni a háztartásodban lévő elektromos fogyasztók teljesítményszükségletét. Ehhez tudnod kell, hogy az egyes fogyasztóknak mekkora a teljesítményfelvétele, melyet wattokban mérünk. Ezeket az adatokat a készülék hátoldalán megtalálhatod, vagy ha ott nem, akkor a gépkönyvben, esetleg a gyártó vagy forgalmazó tud erről felvilágosítást adni. Pár nappal ezelőtt elmentem egy nagy áruházba, ahol végignéztem az összes elektromos berendezés teljesítményszükségletét és az ott szerzett adatok alapján összeállítottam egy táblázatot, melyben az adott berendezések minimális, maximális és átlagos fogyasztását láthatod. Ezek nem egy adott készülék értékei, hanem a

forgalomban lévő egyes készülékek értékei. Például a vasalónál megadott 250 Watt minimális fogyasztás egy adott vasaló névleges fogyasztása (pl. HD1301 típusú hordozható vasaló), míg a maximálisan megadott 2400 Wattos fogyasztásnak egy másik vasalótípus (pl. GC 4238 ) felel meg. Az átlagérték sem ezeknek a matematikai középértéke, hanem a legtöbb vasalónak ennyi a fogyasztása. Ezek csak tájékoztató jellegű adatok, ezért mindenképpen ajánlom, hogy Te a saját háztartásodban lévő fogyasztók adataival dolgozzál. A villanytűzhelynél azt a teljesítményt szokták a gyártók feltűntetni, amit az az összes főzőlap és a sütő bekapcsolásakor vesz fel. Mint látod, ennek a berendezésnek a legnagyobb a fogyasztása. A mindennapi életben azonban ritkán szokott előfordulni, hogy mind a négy főzőlap és a sütő egyszerre üzemel (ha csak nem lakodalom van), ezért számold úgy, hogy mondjuk egy főzőlap 1000 Wattot, a sütő

pedig 2000 Wattot fogyaszt. A villanytűzhely után egyenként fel van tűntetve a főzőlap és a sütő is, úgyhogy inkább ezek használatát javaslom a számításoknál. Amikor a saját táblázataidat szerkeszted, akkor javaslom, hogy minden egyes főzőlapot külön tűntessél fel, például Főzőlap1 és Főzőlap2 néven és mindegyikhez adjál egy adott üzemidőt. Elvileg az egyik főzőlapot többet használod, mint a másikat, ezért ezek az idők különbözőek lehetnek. A lámpák tervezésekor érdemes kis fogyasztású izzókat használni, melyek 80%-kal kevesebb energiafelhasználás mellett 70%-kal több fényt adnak. Ezért látod a táblázatban a 20 Wattot átlagos értéknek feltűntetve. Javaslom, hogy a főzőlapokhoz hasonlóan minden helyiség izzóit külön sorold fel, például Kisszoba csillár, Kisszoba asztali, Konyhai lámpa, Fürdőszoba lápmpa stb. és mindegyikhez írd oda a rájuk jellemző teljesítmény és üzemidő értékeket. Ezáltal

jóval pontosabb értékeket kapsz A számítógépnél a monitor és a gép összesített teljesítményfelvételével számoljál, mivel azok egy időben működnek. A nyomtatót, szkennert stb viszont külön tűntesd fel A hordozható számítógépek teljesítményigénye 40-70 Watt körül van, az asztali számítógépek pedig átlagosan 125 wattot fogyasztanak. Berendezés Fogyasztás Minimális Hűtőszekrény Fagyasztóláda Villanytűzhely Főzőlap Sütő Mikrosütő Teafőző Kenyérpirító Turmixgép Mosógép Mosogatógép Vasaló 40 Watt 40 Watt 1000 Watt 1000 Watt 2000 Watt 700 Watt 900 Watt 1400 Watt 190 Watt 690 Watt 800 Watt 250 Watt Átlagos 80 Watt 80 Watt 6500 Watt 1000 Watt 2000 Watt 800 Watt 2200 Watt 800 Watt 300 Watt 900 Watt 1000 Watt 1900 Watt Üzemóra/hét Maximális 125 Watt 125 Watt 7100 Watt 1500 Watt 2500 Watt 900 Watt 2400 Watt 600 Watt 400 Watt 1200 Watt 1240 Watt 2400 Watt 168 óra/hét 168 óra/hét 21 óra/hét 28 óra/hét 7 óra/hét 3

óra/hét 1 óra/hét 1 óra/hét 1 óra/hét 2 óra/hét 7 óra/hét 2 óra/hét Hajszárító Porszívó Számítógép TV készülék Izzólámpa 1100 Watt 1400 Watt 40 Watt 50 Watt 20 Watt 1800 Watt 1800 Watt 125 Watt 80 Watt 20 Watt 2000 Watt 2000 Watt 200 Watt 100 Watt 100 Watt 1 óra/hét 1 óra/hét 28 óra/hét 28 óra/hét 35 óra/hét 1.Táblázat Tájékoztató adatok néhány fogyasztóról A háztartásod fogyasztóinak teljesítményszükséglete A következő listát Te magad szerkesztheted meg. Nézz körül a háztartásodban és írd össze, milyen elektromos fogyasztókkal rendelkezel, mennyi a névleges teljesítményszükségletük és azt is írd le, hogy hetente hány órát üzemelnek. Új berendezést a táblázat alatt lévő "Új fogyasztót adok a listához" nevű nyomógombra kattintva adhatsz a listához (mely egyetlen sort se tartalmaz még, ha most először látogattál el erre az oldalra). Arra is lehetőséged van, hogy a

berendezés neve mellett lévő kérdőjelre menve a megjelenő listából kiválasszál egy fogyasztót, aminek az adatai automatikusan beíródnak az adott sorba, de később ezeket az adatokat is bármikor megváltoztathatod. Ha pedig az adott fogyasztót ki akarod törölni a listából, akkor a sor végén lévő "Törlés"-re kattintva ezt is megteheted. A táblázatba beírt adatokat a számítógéped eltárolja, így a következő látogatásodkor nem kell azokat újból beírnod. Fontos, hogy gondosan elemezd a háztartásod energiaszükségletét, mivel a következő oldalakon az itt kapott számítási eredményekkel fogunk tovább számolni. Ha az adott berendezés teljesítményfelvétele wattokban van megadva, akkor nincs más teendőd, mint beírni az értékét a táblázatba. Ha viszont például kWh/24 órában adták meg (mint ahogy a hűtőszekrényeknél és fagyasztóládáknál szokták), esetleg kWh/mosásban (mint ahogy a mosógépeknél és a

mosogatógépeknél szokás), akkor ezt át kell számolnod wattokba. A kWh/24 órát 24-gyel elosztva és ezerrel beszorozva alakíthatjuk át wattokba. Ha például 0,94 kWh/24 óra van feltűntetve a hűtőszekrényen, akkor a névleges fogyasztása ( 0,94 / 24 ) * 1000 = 39,16 Watt. Ezt kerekítsük 40 wattra A mosógépek programjai általában félóra és 2 óra között változnak, ezért ott a teljesítményfelvételt csak szorozzuk be ezerrel. Ha tehát egy mosogatógépen a feltűntetett teljesítmény 1,05 kWh/mosás és mondjuk naponta egyszer használod a mosogatógépet, akkor a Fogyasztás mezőbe 1,05 * 1000 = 1050 Wattot, az Üzemóra/hét mezőbe pedig 7 óra/hetet írjál. Berendezés Összesítés: Fogyasztás 0 Watt Üzemóra/hét Heti fogyasztás 0 Wh/hét Törlés 2.Táblázat A háztartásod fogyasztói és azok energiaszükséglete Amennyiben az általad bevitt adatok nem egyeznek meg nagyjából a tényleges fogyasztásoddal, vagyis azzal, amit a

villanyórád, esetleg a villanyszámlád mutat, akkor változtasd meg az adatokat, próbáld megtalálni a valóságos fogyasztást. Javaslom, hogy elsősorban ne a fogyasztók teljesítményeit változtasd meg, hiszen azokat a berendezésekről olvastad le, hanem a heti üzemórákat nézd át és azokkal játsszál. Figyelj arra, hogy mi Wh-ban számoltunk, a számládon vagy villanyórádon viszont kWh van írva, tehát az ott kapott értékeket még ezerrel be kell szoroznod ahhoz, hogy a 2.Táblázatban használt Wh értékeket kapjad Arra is figyelj, hogy Te a heti fogyasztást számoltad ki, a számládon viszont havi vagy esetleg háromhavi értékek vannak feltüntetve, így a számlád értékeit annyival kell elosztanod, ahány hétre szól a számlád (tehát havi számlánál például néggyel kell osztanod). A 2.Táblázatban kapott fogyasztás összesített értéke egy átlagos háztartásban elérheti a 10000-15000 Wattot is. A házak elektromos ellátását védő

biztosítékok viszont csak 1525 A-esek, azaz az egyidejűleg felhasználható energia teljesítménye maximum 25 A * 220 V = 5500 Watt. Hogy ez a biztosíték mégsem kapcsolja le a fogyasztókat normál használat esetén, annak az az oka, hogy nem használjuk egyszerre az összes fogyasztónkat. A következő részben azt vizsgáljuk meg, hogy mennyi energiát kell tudnia a rendszerünknek biztosítania a csúcsidőkben. Energiafogyasztás a csúcsidőkben A valóságban úgy kell megtervezni a háztartásod energiaellátását, hogy a csúcsidőben felhasznált teljesítményt le tudja adni. Három különböző csúcsidő van egy átlagos háztartásban: reggeli, esti és hétvégi. Mind a három esetre számold ki az energiafogyasztásodat, majd a legnagyobbat vesszük alapul a későbbiekben. Gondolj arra is, hogy az egyszerűbb és olcsóbb kialakítás érdekében különböző fogyasztókat egymás után is használhatsz, például először felmelegíted a teavizet, utána

a mikrosütőben az ételt, majd a hajszárítót, mosogatógépet használod. Ha azonban úgy gondolod, hogy egyszerre akarsz használni minden fogyasztót, azt is megteheted, de akkor a rendszered feleslegesen túl lesz méretezve. Gondolj bele: az energiaellátó rendszerednek olyannak kell lennie, hogy a csúcsidőben is el tudja látni energiával a fogyasztóidat. De ez a csúcs mondjuk naponta egy-két óráig tart, a fennmaradó időben azonban ennek a töredékére van csak szükséged. A berendezés neve mellett látható kis négyszögre kattintva kijelölheted azokat a fogyasztókat, amiket nem akarsz egy időben használni. Ezáltal az inverter és az akkumulátorok kisebb teljesítményűek lehetnek, ami jelentősen olcsóbbá teszi (100000 Ft-okban értsd) az energiaellátó rendszeredet, bár az összesített energiafogyasztás, amit Wh-ban mérünk nem változik. Az összesítésnél így kétféle fogyasztást kapsz: az egyik érték azt mutatja, mekkora az a

maximális fogyasztás, amit a fogyasztók nem egyidejű használatával érsz el, a másik (zárójelben lévő) pedig a teljes fogyasztást mutatja, amikor minden felsorolt berendezést egy időben használsz. Játsszál el a lehetőségekkel, mindent kipróbálhatsz és válaszd ki az igényeidnek legjobban megfelelő megoldást. Az itt következő táblázatokban az üzemidőt percekben add meg, ellentétben a 2.Táblázattal, ahol órákban számoltunk Ha a csúcsidőben is működik a hűtőszekrény és/vagy a fagyasztóláda (és ez nagyon valószínű), akkor ott a csúcsidő teljes tartományában számolj. Ha például a reggeli csúcsidő egy óra, akkor 60 percet írjál a hűtőszekrénynek, de a teafőzőnek csak 2-3 percet, attól függően, mennyi ideig használod azt ténylegesen. Reggeli csúcsfogyasztás Gondold át, hogy reggel milyen elektromos berendezéseket használsz: mikrosütőt, teafőzőt, kávéfőzőt, hajszárítót, főzőlapot, esetleg sütőt, a

téli napokon világítást is stb. Berendezés Fogyasztás Összesítés: Üzemidő Csúcsfogyasztás 0 Watt Törlés 0 Wh 3.Táblázat A háztartásod reggeli csúcsfogyasztása Esti csúcsfogyasztás Most pedig gondold át, hogy este milyen elektromos berendezéseket használsz: mikrosütőt, teafőzőt, kávéfőzőt, hajszárítót, főzőlapot, esetleg sütőt, számítógépet, TV-t, a téli napokon világítást is stb. Berendezés Fogyasztás Összesítés: Üzemidő Csúcsfogyasztás 0 Watt 4.Táblázat A háztartásod esti csúcsfogyasztása Hétvégi csúcsfogyasztás 0 Wh Törlés Végül gondold át, hogy a hétvégén, főleg szombaton milyen elektromos berendezéseket használsz: mikrosütőt, teafőzőt, kávéfőzőt, hajszárítót, főzőlapot, sütőt, porszívót, számítógépet, TV-t, a téli napokon világítást is, esetleg fűnyírót, villanyfúrót stb. Berendezés Fogyasztás Összesítés: Üzemidő Csúcsfogyasztás 0 Watt

Törlés 0 Wh 5.Táblázat A háztartásod hétvégi csúcsfogyasztása Indítási teljesítményszükséglet A hűtőszekrények energiafogyasztásánál a következő dologra kell figyelnünk: a régebbi hűtőszekrények a motor indításakor jóval nagyobb áramot vesznek fel, mint a névleges értékük, legrosszabb esetben ez akár a névleges értéknek a tízszerese is lehet. A motorok esetében is számolnunk kell nagy indító áramokkal, ezért ha az inverter tervezésébe fogunk és annak a teljesítménye nem tudja biztosítani az indításhoz szükséges áramot, akkor a hűtőszekrény vagy motor akár be se fog indulni. Ha azonban modern hűtőszekrényed van, akkor az indítási plusz teljesítményszükséglettel nem kell számolnod. Az inverterekről a következő oldalon olvashatsz bővebben, itt azonban egy újabb táblázatot találsz, ahová beviheted azokat a készülékeket, melyek indítóárama jelentősen meghaladja a névleges áramfelvételt. Ha nincs

ilyen készüléked, akkor ezt a táblázatot nyugodtan üresen is hagyhatod. Berendezés Összesítés: Indítási Teljesítményfelvétel Törlés 0 Watt 6.Táblázat A nagy áramfelvétellel induló berendezéseid listája A fogyasztók teljesítményszükségletének kiszámítási módját innét vettem. A következő oldalon az inverterekkel ismerkedhetsz meg részletesebben. Az inverterek és azok méretezése Mielőtt az inverterek témakörét elkezdenénk tárgyalni, javaslom, hogy menjél vissza a "Fogyasztók" oldalra és ott végezd el a háztartásodban lévő elektromos berendezések fogyasztásának kiszámítását! Teljesítmény 200 W 400 W 1000 W 2000 W 5500 W Ár 35.000 - 55000 Ft 35.000 - 55000 Ft 80.000 - 200000 Ft 450.000 - 750000 Ft 2.500000 - 2900000 Ft 1.Táblázat A kereskedelemben kapható inverterek teljesítményei és árai Mint látod, az árak exponenciálisan növekednek a teljesítmény függvényében. Azt sajnos nem lehet

megoldani, hogy mondjuk két vagy több 1000W-os invertert párhuzamosan kötünk, ezzel növelve az össz teljesítmény, mivel a kimeneten már váltakozó feszültségek vannak, melyek összesítéséhez nagyon pontosan kéne azok fázisát illeszteni. Ha ennyiért kellene venned egy invertert, Te megvennéd? Én nem. De akkor mit tehetünk? Építsünk magunk egy invertert, vagy kérjük meg az elektronikához értő barátunkat, hogy segítsen benne. Látni fogod, hogy az itt feltűntetett áraknak csak töredékébe fog kerülni a saját készítésű inverter. Az itt következő átalakító ugyan 100 wattos, de ezt könnyen átalakíthatod 1000 vagy akár 5000 wattossá is. Hogy hogyan, azt majd ennek a viszonylag kisteljesítményű inverternek az ismertetése után tudhatod meg. Hogy miért nem mutatok be egyből egy nagyteljesítményű invertert? Azért, mert az itt ismertetett kapcsolást a szerzője, Seiichi Inoue japán villamosmérnök nagyon részletesen ismertette,

sőt sok apró kis részletre is kitért, melyek a megépítést nagyon megkönnyítik. Építsél saját invertert Az általam készített inverter kapcsolóként MOS FET-eket használ. Abból indultam ki, hogy ezt a készüléket autóakkumulátor táplálja, tehát a bemeneti feszültség 12 volt. A kimeneti feszültség 100 volt, de a bemeneti és a kimeneti feszültségek szabadon változhatnak, hiszen mindez a transzformátortól függ. Ha 220 voltra van szükséged, akkor használj olyan transzformátort, amelynek a primertekercse 220 voltra lett tervezve, a szekundertekercse pedig 12 voltra. Én közönséges transzformátort használtam, de ebben a kapcsolásban a primer és a szekunder oldalak fel vannak cserélve, azaz a primer oldal most a 12 voltos bemenet lesz (mely eredetileg a trafó kimenete volt), a szekunderoldal pedig a 220 voltos kimenet (mely eredetileg a trafó bemenete volt). Egy 12V-10A-es transzformátort használtam, így az inverter maximális

teljesítménye 120VA (kb. 100 W) Az inverter A kimeneti hullámforma négyszög alakú. Tapasztalatom szerint ez szinte minden elektromos berendezéshez megfelel, nincs szükség tiszta szinuszos hullámformára. Kapcsolási rajz A 100 wattos inverter kapcsolási rajza A viszonylag nagy áramok miatt a vastag vonallal jelölt részeket nagyobb átmérőjű vezetékekből kell készíteni. A biztosíték használata elengedhetetlen, mivel az oszcillátor leállásakor nagy bemeneti áramok keletkeznek. Huzalozási rajz A vezérlő áramkör huzalozási rajza (vezeték felőli oldal) Az elkészített vezérlő áramkör Az áramkör működésének leírása • Négyszöghullám oszcillátor Ez egy CMOS típusú logikai "NEM" kapukat tartalmazó négyszögjel oszcillátor. Az oszcillátor kimenete a meghajtó áramkörökhöz szintén logikai "NEM" kapukon keresztül kapcsolódik, de a váltakozó áram ellentétes fázisait is ezek a logikai

"NEM" kapuk hozzák létre. A nem használt logikai kapukat a nemkívánatos negatív hatások elkerülése érdekében földeld le. Az oszcillátor frekvenciáját a következőképpen határozhatjuk meg: f = 1 / ( 2.2 * C R ) ahol: f : Az oszcillátor frekvenciája (Hz) C : Kapacitás (F) R : Ellenállás (ohm) Az ellenállások és a kondenzátor értékét a következőképpen határoztam meg. Az volt a célom, hogy az oszcillátor frekvenciáját 50 Hz-re vagy 60 Hz-re lehessen beállítani a potenciométerrel (P1). Mivel a tényleges áramkör elemei bizonyos tűréshatárok között változnak, ezért az itt kiszámított értékek csak referenciák. Minimális frekvencia Maximális frekvencia f = 1/( 2.2 * C R ) = 1/( 2.2 * 2.2 * 10-6 4.2 * 103 ) f = 1/( 2.2 * C R ) = 1/( 2.2 * 2.2 * 10-6 2.2 * 103 ) = 1/( 20.328 * 10-3 ) = 49.2 Hz = 1/( 10.648 * 10-3 ) = 93.9 Hz A tényleges áramkörön végzett mérések alapján a minimális frekvencia 43.6 Hz, a

maximális frekvencia pedig 76.6 Hz volt • A FET-es meghajtó áramkör Mivel a TTL áramkörből álló oszcillátor kimeneti feszültsége és 5V között váltakozik, ezért ezt 12V közötti váltakozó feszültséggé alakítani, amit például egy FET-tel csak 0V 0V és kell tudunk elvégezn i. Ez nem egy különleges áramkör. • A teljesítmény kapcsoló MOS FET áramkör A kapcsoló áramkör a DC/AC inverter legfontosabb áramköre. Én teljesítménykapcsolónak C-MOS FET áramköröket használtam. A C-MOS FET elnevezés a Complementary (kiegészítő, komlemens) MOS FET rövidítése. A C-MOS FET áramkör egy P-csatornás és egy N-csatornás MOS FET kombinációja. Amikor a bemeneti jel L szintű, akkor a P-MOS FET kerül bekapcsolt állapotba, amikor pedig a bemenet H szintű, akkor az N-MOS FET. A C-MOS FET áramkörben az N-MOS FET és a P-MOS FET mindig egymással ellentétes műveletet hajt végre. Ennek az áramkörnek egy nagyon fontos jellemzője,

hogy viszonylag nagy áram vezérlésére alkalmas. Amikor a bemenet L szinten van, akkor a kimenet a P-MOS FETen keresztül kapcsolódik a tápra és H szintűvé válik, amikor pedig a bemenet H szinten van, akkor a kimenet az N-MOS FET-en keresztül kapcsolódik a földre. A kimenet és bemenet fázisai ellentétesek. A MOS FET árama már akkor megszűnik, mikor a "gate" feszültsége még nem érte el a 0 V-ot. Ez a küszöbfeszültség a FET típusától függően változhat, de az áram már akkor kikapcsol, mikor a "gate" feszültsége 1-2 V alá esik. Ennek köszönhetően a C-MOS áramkörben a P-MOS FET és az N-MOS FET sohase kerül egyszerre bekapcsolt állapotba. A két C-MOS FET áramkört ellenfázisú jelek vezérlik. Amikor a TR3 és TR4 bemenete L szinten van, a TR5 és TR6 bemenete pedig H szinten van, akkor a TR3 és a TR6 bekapcsolt állapotba, a TR4 és TR5 pedig kikapcsolt állapotba kerül. Így az elektromos áram az "A"

ponttól a "B" pont felé folyik a transzformátor 12V-os bemenetén. Amikor a bemeneti jelszintek ellentétesek, akkor a TR3 és a TR6 kikapcsolt állapotba, a TR4 és TR5 pedig bekapcsolt állapotba kerül. Így az elektromos áram a "B" ponttól az "A" pont felé folyik a transzformátor 12V-os bemenetén. Az itt említett feltételek bármelyike folytatódhat, mikor az oszcillátor leáll, aminek következtében nagy áram kezd el folyni a transzformátor bemenetén. Ezért egy biztosítékot kell alkalmaznunk a transzformátor tekercsének a védelmében. • Az 5 V-os tápfeszültség áramköre Ez az áramkör végzi a feszültség +5V-os szabályozását. Nyugodtan használhatunk 100mA típusú szabályozót, mivel ez csak az IC1-et hajtja meg. Az alkatrészek rövid ismertetése • Logikai "NEM" kapuáramkör IC az oszcillátorhoz ( 4069UB ) Ezt a logikai "NEM" kapuáramkört a 40-70Hz körüli négyszögjel

előállítására használjuk. A 4069UB IC adatlapja • +5V-os feszültségszabályozó IC ( 78L05 ) Ezt az IC-t arra használjuk, hogy a +12V-ból stabil +5V-ot állítsunk elő. A 78L05 IC adatlapja • A teljesítmény tranzisztorokat meghajtó FET ( 2SC1815 ) Ez a tranzisztor hajtja meg a C-MOS FET-eket az oszcillátor négyszögjeleivel. Az oszcillátor kimeneti feszültségét 0V és 12V közötti feszültséggé alakítja át. A 2SC1815 tranzisztor adatlapja • Teljesítmény MOS FET ( 2SJ471 ) Ez egy P csatornás MOS FET. A maximális "drain" áram 30A. Amikor a FET bekapcsolt állapotban van, a drain és a source közötti ellenállás 25 milliOhm. Ebből következően 10A-es áram esetén a teljesítményveszteség 25 W A 2SJ471 teljesítménytranzisztor adatlapja • Teljesítmény MOS FET ( 2SK2956 ) Ez egy N csatornás MOS FET. A maximális "drain" áram 50A. Amikor a FET bekapcsolt állapotban van, a drain és a source közötti

ellenállás 7 milliOhm. Ebből következően 10A-es áram esetén a teljesítményveszteség 07 W A 2SK2956 teljesítménytranzisztor adatlapja • Transzformátor áram : 10A 100mm(Sz), 90mm(M) és Súly : kb. 25Kg A következő jellemzői vannak az általam használt transzformátornak: Primer feszültség: 100V és 110V Szekunder feszültség: 12V Szekunder Méret : 100mm(Átm.) (A többi alkatrész itt nézheted meg) rajzát Az inverter összeszerelése • A teljesítménytranzisztorok elhelyezése a hűtőbordán A teljesítménytranzisztorok hűtőbordán történő elhelyezésekor a hőelvonás szempontjait vettem figyelembe. A 2SJ471 bekapcsolt állapotban mért ellenállása 25 milliOhm, a 2SK2956-é pedig 7 milliOhm. Tehát amikor ugyanakkora áram folyik keresztül mindkét MOS FET-en, akkor a 2SJ471-en négyszer több hő keletkezik, mint a 2SK2956-on. Ezért helyeztem el a 2SJ471-es tranzisztorokat a hűtőborda felső részére úgy, hogy több helyet

biztosítottam a hőelvonásra, mint a 2SK2956 esetében. Mivel a hő felfelé emelkedik, ezért a tranzisztorokat a borda alsó részén helyeztem el. Befestettem a szilikon alapú FET-eket a hő jobb szétszórása érdekében. Mind a 2SJ471, mind pedig a 2SK2956 öntött típusú, így nem kell szilikon lapot használni a szigetelésükre. Mivel a vezetékek vastagok, azokat linóleum szálakkal összekötöztem, így nem érnek hozzá a FET-ekhez és nem lógnak szanaszét a levegőben. • Lyuk a tartóvason Egy négyszög alakú lyukat alakítottam ki a tartóvason, hogy a hűtőbordát és rajta a FET-eket könnyen rögzíthessem. A FET-eket 3 mm-es anyás csavarokkal erősítettem a hűtőbordához, a bordát pedig csapokkal a tartóvashoz. • A bemeneti kábelek rögzítése A 12 V-os bemeneti kábeleket vezetékrögzítővel kötöm össze, mikor az invertert nem használom. Ehhez 05 mm vastagságú alumíniumlemezeket használtam, melyekhez oda lehet kötni a

használaton kívül lévő kábeleket. • A vezérlő áramkör beszerelése Mivel a tartóvasat szinte teljesen betölti a transzformátor, ezért a vezérlő elektronikát a tartóvas oldalára szereltem fel. • A bemeneti oldal vezetékezése Nagy odafigyelést igényelt az, hogy a linóleum szálakhoz ne érjen hozzá a forrasztópáka, mivel a vezetékek vastagok voltak, a hely pedig nagyon kicsi volt. Én egy 80W-os forrasztópákát használtam, mivel kisebb teljesítményű páka nem tudna elegendő hőt előállítani a vastag vezetékek forrasztásához. • A kimeneti oldal vezetékezése A FET "drain" lábát közvetlenül a transzformátor csatlakozójára forrasztottam. Az egyes FET-ek "drain" lábait összeköthettem volna egymással a hűtőbordán is, de a szűk hely miatt ezt úgy oldottam meg, hogy minden egyes "drain"-re külön vezetéket forrasztottam és azokat kötöttem össze a transzformátor csatlakozójával. Az

inverter teljesítményének kiértékelése A tesztelés során áramforrásnak autóakkumulátort használtam, terhelésként pedig villanykörtéket. A tesztelő áramkör rajza Az akkumulátor nagyon alacsony belső ellenállása miatt nagy áramok (több mint 100A) folyhatnak keresztül a csatlakozókon rövidzár esetén, ezért a rövidzár lehetőségét teljesen ki kell zárni! • A kimeneti teljesítmény mérése Megmértem a bemeneti feszültséget, a bemeneti áramot és a kimeneti feszültséget különböző fogyasztású izzólámpák esetén. Nagy terhelés esetén a kimeneti feszültség leesett. Az izzók teljesítményfelvétele változik a feszültség függvényében, így a tényleges fogyasztást a kimeneti feszültség alapján határoztam meg feltételezve, hogy az izzó ellenállása nem változik. A valóságban azonban az izzó ellenállása az elektromos fogyasztástól függően változik, így a mért eredmény nem teljesen pontos. A feszültség

és áram alakja nem szinuszos, ez további hibákat eredményez. Mindezek ellenére úgy vélem, hogy ezek nincsenek nagy hatással a mérés eredményére. Egy példa: 60W-os izzó esetében az izzó ellenállása V * V / W = 100 100 / 60 = 167 Ohm. (Feltételeztem, hogy ez az érték nem változik a feszültség függvényében) 98 V-os feszültség esetén a fogyasztott teljesítmény V * V / R = 98 98 / 167 = 57.5 W Az inverter teljesítményét jellemző görbék 110W-os kimenő teljesítménynél 10A bemenő áramot vesz fel az inverter. Ez a maximálisan megengedett teljesítmény ennél a berendezésnél, melynél a kimeneti feszültség 90V-ra esik le. Tovább növelve a fogyasztók teljesítményfelvételét a kimeneti feszültség tovább esik, ezért úgy gondolom, hogy ennek az inverternek a maximális terhelhetősége 120W. • A hőmérsékletnövekedés mérése Megmértem a FET-ek hőmérsékletnövekedését, mikor az inverter tartósan adta le a maximális

teljesítményt. A mérés helyének a hűtőborda azon részét választottam, ahol a FET-ek voltak elhelyezve. A hőmérsékletemelkedés görbéje • A kimeneti feszültség hullámformája Az inverter kimenete négyszöghullám. A terhelés növekedésével a hullámforma a transzformátor tekercseinek természetéből adódóan valamelyest megváltozik. A változás a hullámforma felfutó és lefutó éleinél látható. Ugyanakkor úgy gondolom, hogy ezek a változások olyan csekélyek, hogy nem kell velük foglalkozni. Nincs terhelés 60W-os terhelés Az itt bemutatott inverter leírását innét vettem. 110W-os terhelés Az inverter teljesítményének megnövelése Most pedig nézzük meg, hogyan lehet a fentebb ismertetett inverter teljesítményét megnövelni. Két dologtól függ az inverter teljesítménye: • • a transzformátor terhelhetőségétől és a T3, T4, T5 és T6 tranzisztorok teljesítményétől Nézzük meg először a

transzformátorok teljesítménynövelésének lehetőségét. A transzformátor teljesítménye a vasmag méretétől valamint a primer és szekunder tekercsek vezetékeinek átmérőjétől függ. Nagyobb teljesítményű transzformátorokat már nem lehet készen venni, azokat úgy kell magunknak tekercselni vagy ezzel foglalkozó szakemberektől megrendelni. Kétféle típusú vasmag van. A hagyományos szögletes E-I vasmag és a torroid alakú vasmag. Az utóbbi használata előnyösebb, mivel ott a hatásfok eléri a 95 %-ot is, míg az E-I alakú vasmagok hatásfoka jóval 90 % alatt van. Ekkora teljesítményeknél ez már nagyon sokat jelent. A hatásfok a mágneses fluxus akadályoztatása miatt olyan alacsony az E-I alakú vasmagoknál. Ezt a következő ábrán is láthatod A mágneses erővonalak haladása az E-I alakú és a torroid alakú vasmagoknál A tranzisztorok teljesítménye attól függ, hogy mekkora áramot tudnak tartósan átengedni magukon anélkül, hogy

tönkremennének. Az is fontos paraméter, hogy mekkora a kimenetük nyitóirányú ellenállása, mivel ez határozza meg azt a teljesítmény-veszteséget, ami hő formájában távozik a tranzisztorok felületéről. Minél kisebb ez az ellenállás annál kevesebb teljesítményt veszítünk a tranzisztorokon és annál jobb lesz az inverterünk hatásfoka. Ha például olyan tranzisztort választunk, amelynek az üzemi árama Id = 95 A és a kimeneti ellenállása Rds(on) = 0.008 Ohm, akkor a tranzisztoron átfolyó áram teljesítményvesztesége Pveszt = U * I = R I I = 0.008 * 95 95 = 72,2 W. Mivel a fentebb ismertetett kapcsolásban egyszerre mindig két tranzisztor van nyitva (TR3 és TR6 vagy TR4 és TR5), ezért ezt a teljesítményveszteséget még meg kell szoroznunk kettővel (azt feltételezve, hogy mindegyiknek egyforma a nyitóirányú ellenállása): Pveszt2 = 72,2 W + 72,2 W = 144,4 W. A maximális teljesítmény, amit folyamatosan le tudnak adni a

tranzisztorok: Pmax = U * Imax = 12 V 95 A = 1140 W. Ebből le kell vonnunk a veszteségeket: Phaszn = Pmax - Pveszt2 = 1140 W - 144,4 W = 995,6 W. Ha a transzformátor hatásfokát 95 %-osnak vesszük (torroid), akkor annak kimenetén Pki = Phaszn * 0.95 = 995,6 W * 0.95 = 945,82 W maximális teljesítmény vehetünk le Amennyiben nagyobb teljesítményekre van szükségünk, akkor párhuzamosan köthetünk további tranzisztorokat, ezáltal növelve az átereszthető áramok nagyságát. Azt is megtehetjük, hogy két vagy több kisebb teljesítményű transzformátort párhuzamosan kötünk, mivel ebben az esetben a bemeneti áramok teljesen megegyező fázisban vannak, így a kimeneten összegezve azok egymást erősítik. A hűtőborda méretezése Az inverter nagy bementi áramokkal dolgozik, ami még a tranzisztorok nagyon kis kimeneti ellenállása mellett is jelentős teljesítményveszteséget okoz, mely hő formájában távozik a tranzisztorok felületéről. Ahhoz, hogy

károsodás nélkül tartósan üzemelhessenek a tranzisztorok, hűtőbordát kell alkalmaznunk, ami segít a keletkezett hő gyorsabb és hatékonyabb elvezetésében. Elméletileg minél nagyobb a hűtő felülete, annál jobb, viszont a túl nagy felület túl drága és feleslegesen nagy helyet foglal el. Ezért fontos, hogy pontosan kiszámítsuk a szükséges felületet. Mielőtt a megfelelő hűtőborda kiválasztásáról szó esne, jöjjön egy kis elmélet. Azt a maximális hőt, amit a félvezető hűtés nélkül is el tud vezetni, Q-val jelöljük (esetleg Pch-val) és wattban adjuk meg. Ezt az értéket a félvezető adatlapjáról olvashatjuk le. A hőelvezetés különböző hőellenállású anyagokon keresztül történik Ezt egy áramkörként lehet elképzelni, ahol az áram a vezető egyik végéből a másikba folyik különböző ellenállásokon keresztül. A hőellenállás áramkörét a következő ábra szemlélteti. A hőellenállás áramköre ahol:

• • • • Tj - a félvezető maximálisan megengedett hőmérséklete °C-ban. Ezt az adatlapról olvashatjuk le, de általában 115°C és 180°C között változik. Néha Tch-val is jelölik. Tc - a félvezető tokjánál maximálisan megengedett hőmérséklete °C-ban. Ts - a hűtőborda maximálisan megengedett hőmérséklete °C-ban. Ez, akárcsak a Tc esetében a tokhoz legközelebbi helyen mért maximális megengedett hőmérséklet. Ta - környezeti hőmérséklet °C-ban. Ha tudjuk az adott hővezető közeg két végén a hőmérsékleteket, akkor meg tudjuk határozni a közeg hőellenállását: R= • • • T/Q Rjc - a félvezető és a tok közötti hőellenállás = ( Tjc)/Q = (Tj - Tc)/Q Rcs - a tok és a hűtőborda közötti hőellenállás = ( Tcs)/Q = (Tc - Ts)/Q Rsa - a hűtő és a környezet közötti hőellenállás = ( Tsa)/Q = (Ts - Ta)/Q Az Rjc értéke adott, azt nem tudjuk megváltoztatni. A pontos értékét a félvezető adatlapja

tartalmazza. Az Rcs értékét gyakran felületi hőellenállásnak is nevezik. Ennek értéke attól függ, hogy hogyan érintkezik a tok a hűtőborda felületével. Bizonyos illesztő anyagok vagy kenőanyagok használatával ezt az értéket jelentősen lecsökkenthetjük, mivel akkor nagyobb felületen érintkezik a tok a hűtőbordával. Az Rsa a hűtőborda hőellenállása. Ez az az érték, amit egyértelműen mi határozunk meg A hűtőborda kiválasztásánál első lépésként a kívánt Rsa értékét határozzuk meg a következő képlettel: Rsa = ( ( Tj - Ta ) / Q ) - Rjc - Rcs Ebben az egyenletben a Tj, a Q és az Rjc a gyártó által megadott paraméterek, a Ta-t és az Rcs-t viszont mi határozzuk meg. A Ta értéke tipikusan 35 és 45°C között van, ha a hűtőfelület a szabad levegővel érintkezik és 50 - 60°C közötti, ha valamilyen más, hőt termelő készülék van a közelében. A felületi ellenállás ( Rcs ) értéke az érintkező felületek

simaságától, laposságától, az alkalmazott szerelési nyomástól (amit a rögzítő csavar feszítése határoz meg), a csatlakozó felületek nagyságától és természetesen az illesztő anyag típusától és vastagságától függ. A pontos értékét nagyon nehéz meghatározni, de a hűtőborda adatlapján levő értékekkel számolhatunk. A következő táblázat néhány tipikus anyag felületi hőtulajdonságait mutatja be. Anyag There-O-Link Thermal Compound High Performance Thermal Compound Kon-Dux A-Dux 1070 Ther-A-Grip 1050 Ther-A-Grip 1080 Ther-A-Grip 1081 Ther-A-Grip A-Phi 220 @ 20psi 1897 in Sil-8 1898 in Sil-8 Vezetőképesség Vastagság Rcs 0.010 W/°C 0.002 inch 0.19 °C/W 0.030 W/°C 0.002 inch 0.07 °C/W 0.030 W/°C 0.008 W/°C 0.014 W/°C 0.009 W/°C 0.010 W/°C 0.019 W/°C 0.074 W/°C 0.010 W/°C 0.008 W/°C 0.005 inch 0.004 inch 0.006 inch 0.005 inch 0.002 inch 0.005 inch 0.020 inch 0.008 inch 0.006 inch 0.17 °C/W 0.48 °C/W 0.43 °C/W 0.57

°C/W 0.21 °C/W 0.26 °C/W 0.27 °C/W 0.81 °C/W 0.78 °C/W 2.Táblázat Néhány tipikus hűtőborda hőtulajdonságai Amikor minden adat a rendelkezésünkre áll, akkor meghatározhatjuk azt a maximális Rsa értéket, amellyel egyenlő vagy annál kisebb lehet a hűtőborda hőellenállása. Példaként vegyük a 2SK2956 MOS FET-et, melynek adatlapját itt láthatod. A Q (Pch) értéke 35 W, a Tj (Tch) értéke 150 °C. Környezeti hőmérsékletnek (Ta) vegyünk 35 °Cot Az Rjc nincs megadva, de vehetünk egy tipikus értéket, mely 15 °C/W A hűtőbordák közül az "1897 in Sil-8"-ból készültnek a legnagyobb a hőellenállása (0.81 °C/W) Ezek szerint a hűtőborda maximálisan megengedett hőellenállása: Rsa1 = ((Tj - Ta)/Q)-Rjc-Rcs = ((150-35)/35)-1.5-081 = 0.97 °C/W Ha viszont az érintkező felületeket valamilyen felületi illesztővel töltjük ki, akkor a hőellenállás lecsökkenhet akár 0.07 °C/W-ra is Ez a felületi illesztő általában

valamilyen termál zsír, de használhatsz gépzsírt is. A lényeg az hogy az egyenetlen felületek között keletkező légréseket valamilyen, a hőt jól vezető anyaggal töltsük ki. A hűtőborda maximálisan megengedett hőellenállása 0.07 °C/W esetén: Rsa2 = ((Tj - Ta)/Q)-Rjc-Rcs = ((150-35)/35)-1.5-007 = 1.71 °C/W És akkor most nézzük meg, hogyan választhatjuk ki a szükséges méretű hűtőbordát. A hűtőbordát általában a hűtőfelületének a nagyságával jellemezzük, és ezt az adatlapról olvashatjuk le. Azonban van egy másik elterjedt mód is, méghozzá a térfogat meghatározása. A következő ábra azt mutatja be, hogy hogyan aránylik a hőellenállás (Rsa) a hűtőborda térfogatához. Mivel ez az ábra a különböző típusú és formájú hűtőbordák átlagával számol, ezért az eredmény csak megközelítőleg pontos, de a céljainknak megfelel. A térfogat az adott test magasságának, szélességének és hosszúságának a szorzata.

Tehát ha tudjuk a borda szélességét és magasságát, akkor meghatározhatjuk a hosszúságát is. Az ábrából láthatjuk, hogy az általunk meghatározott Rsa1 = 0.97 °C/W maximális hőellenállást kb. 900 cm3-es hűtőborda térfogattal érhetjük el Ha a hűtőbordánk szélessége 10 cm, a magassága pedig 3 cm, akkor a hosszúságának 900 /( 10 * 3 ) = 30 cm-nek kell lennie. Ha azonban az érintkező felületeket vékonyan bekenjük gépzsírral és nagyon jól megszorítjuk a MOS FET-et a hűtőbordához erősítő csavart, akkor elérhetjük, hogy a felületi ellenállás Rcs lecsökken 0.07-re, ami Rsa2 = 171 °C/W-os maximális hőellenállást eredményez. A fenti ábrából láthatjuk, hogy ezt kb 450 cm3-es hűtőborda térfogattal érhetjük el. Ha a hűtőbordánk szélessége 10 cm, a magassága pedig 3 cm (akár csak az előbbi példában), akkor a hosszúságának 450 /( 10 * 3 ) = 15 cm-nek kell lennie. Mint látjuk, a hűtőborda mérete a felére

csökkent. A MOS FET-ek adatlapján olvasható Q (Pch) érték azonban arra értendő, mikor maximális a tranzisztoron folyó áram. Ha azonban 2 vagy több tranzisztort párhuzamosan kötünk, akkor az egy tranzisztorra jutó áram már kisebb lesz, ezáltal a disszipálandó hő mennyisége is lecsökken, ami a hűtőfelület további csökkenését is lehetővé teszi. Ha a fenti példánál maradunk és 2SK2956 MOS FET-et vesszük alapul, akkor láthatjuk, hogy a tranzisztor maximálisan üzemi árama Id = 50 A. Ha nekünk azonban mondjuk 60 A-ra van szükségünk, akkor 2 db 2SK2956-ot kell párhuzamosan kötnünk. Ebben az esetben az egy tranzisztorra jutó áram csak 30 A lesz, ami a keletkezett hő mennyiségét 30/50 = 0.6-szeresére csökkenti, azaz Qtényleges = 06 * Pch = 0.6 * 35 W = 21 W. Ebben az esetben a maximális hőellenállás: Rsa3 = ((Tj - Ta)/Q)-Rjc-Rcs = ((150-35)/21)-1.5-007 = 39 °C/W. A fenti ábrából láthatjuk, hogy ezt kb. 90 cm3-es hűtőborda

térfogattal érhetjük el Ha a hűtőbordánk szélessége 10 cm, a magassága pedig 3 cm (akár csak az előbbi példákban), akkor a hosszúságának 90 /( 10 * 3 ) = 3 cm-nek kell lennie. Mint látjuk, a hűtőborda mérete a harmadára csökkent. Ezeket a méreteket még legalább az ötödére csökkenthetjük, ha ventillátorokat is használunk. Megjegyzés: Mind a három példában úgy számoltunk, hogy a hűtőborda hőmérséklete 50 °C-kal haladja meg a környezeti hőmérsékletet, így a borda hőmérséklete Thb = 35 °C + 50 °C = 85 °C. Ez egy kicsit soknak tűnhet, de ne felejtsük el, hogy az adott példánál a MOS FET-ben a félvezetőn átfolyó maximális áram 150 °C-os hőmérsékletet hoz létre, ezt kell lehűtenünk. A hűtőbordák méretezését innét vettem. (A ventillátorok méretezéséről is ugyanitt olvashatsz angolul.) Az inverter méretezése A következő táblázatban megadhatod a kiválasztott tranzisztorok néhány paraméterét, a

szükséges kimeneti teljesítményt (az előző oldalon kiszámolt fogyasztók teljesítményszükségletének 500 W-os felkerekített értéket a "Fogyasztás" nevű szövegre kattintva írhatod be), valamint megadhatod a transzformátor hatásfokát és teljesítményét. Eredményként a szükséges tranzisztorok számát, a szükséges bemeneti áramot és a veszteségeket, valamint a teljes szükséges hűtőborda térfogatot kapod meg. A hűtőbordák méreteinél az első érték a katalógusban megadott Q értéke alapján számolt méret, a zárójelben lévő érték pedig a több párhuzamosan kapcsolt tranzisztor esetén lecsökkentett Q értéke alapján számolt méret. Bemeneti feszültség = V Környezeti hőmérséklet = °C P MOS FET (TR3,TR5) N MOS FET (TR4,TR6) Transzformátor Id = Id = P= Rds(on) = A Ohm Rds(on) = A Ohm Q (Pch) = W Q (Pch) = W Tj (Tch) = °C Tj (Tch) = °C Rjc = °C/W Rcs = Hatásfok = VA % °C/W Szükséges

kimeneti teljesítmény (Fogyasztás) = W A szükséges alkatrészek mennyisége: 2 * 1 = 2 db 2 * 1 = 2 db NaN db Teljesítményveszteségek: NaN W NaN W NaN W Összesített teljesítményveszteség: NaN W A szükséges bemeneti áram: NaN A A szükséges hűtőborda térfogata: undefined (undefined) cm3 / undefined (undefined) cm3 / FET FET Ha a magassága NaN (NaN) cm / FET Össz: NaN (NaN) cm3 cm, a szélessége pedig cm, akkor a hossza: NaN (NaN) cm / FET Össz: NaN (NaN) cm 3.Táblázat Inverter adatainak kiszámolása Figyeld meg, hogy mi történik, ha a hatásfokot és a bemeneti feszültséget, valamint a tranzisztorok különböző paramétereit megváltoztatod. Próbáld megtalálni azt az optimális megoldást, ahol a legkisebbek a veszteségek, legkevesebb alkatrész kell és a szükséges bemenő áram is a legkisebb. Ezt úgy érheted el, ha megnöveled a bemeneti feszültséget (12-48 V) és kisellenállású tranzisztorokat használsz. A tranzisztorok

üzemi árama lehet kisebb is, mivel ekkor ugyan megnő a szükséges tranzisztorok száma, viszont az eredő kimeneti ellenállásuk és a disszipálandó hő mennyisége lecsökken, ami kisebb veszteségeket és kisebb hűtőborda felületet igényel. Ha a bemeneti feszültség nagyobb mint 12V, akkor a TR1 és TR2 FET meghajtókat is úgy kell kiválasztani, hogy azok a magasabb üzemi feszültségen is biztonsággal működjenek. Szinuszhullám előállítása Az itt tárgyalt inverter kimenetén négyszögjeleket kapunk. Ez teljesen megfelel szinte minden hálózati fogyasztónak, beleértve a számítógépet és a TV készüléket is. Azonban egy kis módosítással ebből a négyszögjelből szinuszhullámot is előállíthatunk. A működési elv megértéséhez tudnunk kell, hogy a négyszögjel tulajdonképpen tiszta szinuszhullámok összessége. A négyszögjel frekvenciája megegyezik a legnagyobb amplitúdójú szinuszhullám frekvenciájával, a többi szinuszhullám

pedig ennek az alapharmonikusnak a felharmonikusa, különböző fáziseltolásokkal. Ha tehát a négyszögjel helyett tiszta szinuszhullámra van szükségünk, akkor egy LC szűrőt kell alkalmaznunk, mely kiszűri az összes felharmonikust és csak az alap szinuszhullámot hagyja meg. A szűrőt a transzformátor 220 V-os kimeneti tekercse és a fogyasztók közé kell tennünk. A szűrő rezonanciafrekvenciája az induktivitás és a kapacitás értékeitől függ: f = 1 / ( 2 * Pi (L * C ) ) Ebből kifejezhetjük a kondenzátor kapacitását: C = 1 / ( 4 * Pi Pi f f L ) Tudjuk, hogy 50 Hz-es szinuszos jelet szeretnénk kapni, ezért: C = 1 / (4*3,143,145050L) = 1 / ( 98696 L ) A tekercset nekünk kell elkészíteni, mivel az elektronikai boltokban kapható induktivitások csak kis áramokra lettek tervezve, ezért ha a 220 V-os kimenetre ilyen tekercset tennénk, az pillanatok alatt elégne. A tekercset kb. 1 mm átmérőjű vezetékből készítsük Ilyen vezeték a

hagyományos 220 V-os kábel, melynek az egyik erét használjuk csak. Az induktivitást a következő képlet alapján tudjuk kiszámolni: L = ( µ * N N A ) / l ahol: µ: a tekercs magjának mágneses permeabilitása. Mivel mi csak vasmag nélküli tekercset használunk, ezért a levegő permeabilitását vesszük alapul, melynek értéke 1. N: a tekercs menetszáma A: a tekercs keresztmetszete. Ezt az átmérőből számíthatjuk ki, azaz A = ( Pi * D D ) / 4 l: a tekercs hossza. Ezt a tekercs menetszáma és átmérője határozza meg, tehát l = N * Pi D Ezek szerint: L = ( N * N 3,14 D D ) / ( 4 N 3,14 D ) L = ( N * D ) / 4 Legyen a tekercs átmérője 20 mm (0.02 m), a menetszáma pedig 20 Ekkor: L = ( 10 * 0,02 ) / 4 = 0,05 H = 50 mH Ezek szerint a szükséges kapacitás értéke: C = 1 / ( 98696 * L ) = 1 / ( 98696 0,05 ) C = 0,0002026 F = 202,6 µF A kondenzátor kiválasztásakor figyelj arra, hogy a megengedett feszültsége meghaladja a 230 V-ot. A következő

táblázatba beírhatod a tekercsed menetszámát és átmérőjét (mm-ben!), eredményül pedig a tekercs vezetékének hosszát, induktivitását és kondenzátor kapacitását kapod meg. Menetszám menet Átmérő mm Hossz Induktivitás Kapacitás NaN mm 0H 0F 4.Táblázat Az LC szűrő adatainak kiszámítása Amennyiben tovább szeretnéd szűrni a kimenő jelet, akkor még egy vagy két további LC szűrőfokozatot is hozzácsatlakoztathatsz a kimenethez. Árkalkuláció Most pedig nézzük meg, hogy mennyibe kerülne ez a saját készítésű inverter. Kezdjük a legdrágább alkatrésszel, vagyis a transzformátorral. Ennek ára a teljesítmény függvényében változik. Az itt lévő árlistából kitűnik, hogy egy 200 VA-es trafó 20 euróba kerül (kb. 4800 Ft), egy 2000 VA-es trafó pedig 130 euróba (kb 31000 Ft) Az árak növekedését figyelve egy 5500 VA-es trafó olyan 400 euróba (96000 Ft-ba) kerülhet. A négyszögjel generátorra 400-500 Ft-ot

számolhatunk, a meghajtó fokozatra megint 400 Ft-ot, a kimeneti fokozatra pedig a teljesítmény függvényében 3000-12000Ft-ot. A hűtőbordára ismételten a teljesítmény függvényében 2000-7000 Ft-ot vehetünk. Az LC szűrőre számoljunk 400 Ft-ot (a nagyfeszültségű kondenzátor miatt). Ehhez még hozzávehetjük a doboz anyagának költségét, a biztosítékot, csatlakozókat, melyekre számoljunk 4000 Ft-ot. A következő táblázatban összehasonlíthatod, hogy a készen vett inverterek árai és a saját készítésű inverterek milyen arányban vannak egymáshoz. Teljesítmény 200 W 400 W 1000 W 2000 W 5500 W Ár (kész) 35.000 55000 Ft 35.000 55000 Ft 80.000 - 200000 Ft 450.000 - 750000 Ft 2.500000 - 2900000 Ft Ár (saját) 15.000 Ft 18.000 Ft 30.000 Ft 42.000 Ft 120.000 Ft 5.Táblázat A kereskedelemben kapható és a saját készítésű inverterek árainak összehasonlítása Ugye hatalmas a különbség? Az 5500 W-os inverternél már több, mint 20-szoros

az árdifferencia. Az is egyértelmű, hogy a legdrágább alkatrész a transzformátor, ráadásul azt nem lehet csak úgy megvenni egy elektronikai szaküzletben, hanem meg kell rendelni, ami már egy kicsit körülményes és időigényes, arról már nem is beszélve, hogy egy 5.5 kVA-es torroid transzformátor súlya elérheti a 40-45 kg-ot is. Ezért logikusan merül fel a kérdés, hogy meg lehetne-e építeni egy olyan invertert, amely nem tartalmaz transzformátort. A válasz: igen, meglehet. Erről olvashatsz az itt következő részben Transzformátor nélküli inverter Mielőtt elkezdenénk tárgyalni a transzformátor nélküli invertert, szeretném elmondani, hogy ez csak akkor használható, ha a terhelés állandó. Amennyiben a különböző fogyasztókat ki-be kapcsolgatod, akkor ez a megoldás nem használható! A transzformátor arra kell, hogy az alacsony, 12-48V-os bemenő feszültséget 220 V-os hálózati feszültséggé alakíthassuk. De feszültséget

növelni nem csak transzformátorral lehet, hanem úgynevezett feszültségkétszerező kaszkádokkal is, melyek diódákból és kondenzátorokból állnak. A feszültségkétszerező működési elve Ez az áramkör a bementi váltakozó feszültségnek körülbelül a kétszeresét adja a kimenetén. Mikor a bementen negatív feszültség jelenik meg, az elektromos áram a D1 diódán keresztül feltölti a C kondenzátort, melynek következtében a kondenzátor lemezein Vc feszültséget mérhetünk. Mikor a bementen pozitív feszültség jelenik meg, a bemeneti Vi feszültség és a feltöltött kondenzátor Vc feszültsége összegződnek és a D2 diódán keresztül jelennek meg a kimeneten. A Vi és Vc feszültségek értéke a bementi váltakozó feszültség frekvenciájának függvényében változik. Vki = Vi + Vc Ha nagy frekvenciákon működik az áramkör, akkor úgynevezett shottky diódákat kell alkalmazni, melyeknek nagyon gyors a kapcsolási ideje. A működési

elv ismertetését innét fordítottam le. Nekünk azonban nem elegendő kétszeres feszültségnövekedés, ezért a fentebb bemutatott feszültségkétszerezőt még ki kell bővítenünk. Az egyenirányított impulzusból, mely 0V és +Vki Volt között változik -Vki és +Vki között váltakozó feszültséget kell előállítanunk. Ezt egy újabb kondenzátor beiktatásával tehetjük meg, mely a D2 diódán keresztül a pozitív bemeneti feszültséggel töltődik fel. Ezt mutatja be a következő ábra Mint látod, a kimeneti feszültség pozitív amplitúdója a Vi és a Vc1 összege, míg a negatív amplitúdó a Vi´és a Vc2 összege. Ez az áramkör mind a pozitív, mind pedig a negatív félhullám amplitúdóját nagyjából a kétszeresére növeli. Amennyiben további feszültségnövelésre van szükségünk, úgy még annyi kaszkádot kötünk sorba, hogy azok kiadják a szükséges kimeneti feszültséget. A következő kaszkád negatív bemenetét a

"Köv."-vel jelzett kimenetre kell kapcsolnunk, a pozitív bemenetet pedig az előző kaszkád pozitív kimenetére. Ezt a következő ábrán is láthatod Annyi kaszkádot rakhatsz össze, amennyi csak kell. A kimeneten kapott feszültség az Ube bemeneti feszültség n-szerese, ahol "n" a kaszkádok száma. A valóságban azonban a diódák nyitóirányú ellenállása nem nulla, tehát valami veszteség minden diódán létrejön, ezért úgy kell számolnunk, hogy egy kaszkádnál a kimeneti feszültség a bemeneti feszültség 1.9 szerese, nem pedig kétszerese A kimeneti feszültség ennek megfelelően: Uki = Ube + ( Ube * 0.9 * n ) Ebből n-t kifetezve: n = ( Uki - Ube ) / ( Ube * 0.9 ) Ha például 48 V-os a bemeneti feszültség, akkor: n = (220 - 48) / (48*0.9) = 398 => 4 Ez a kimeneti feszültség azonban frekvenciafüggő. A fenti egyenlet akkor igaz, mikor a frekvencia a kondenzátor és a dióda ellenállása által meghatározott

rezonanciafrekvenciával egyenlő. A kondenzátorok kapacitását a terhelő ellenállás függvényében határozhatjuk meg. f = 1 / 2 * Pi R C ebből kifejezhetjük a C-t: C = 1/2*PifR = 1/23,1450R = 1/314R Az R a fogyasztó ellenállása, melynek értékét a teljesítmény és a feszültség ismeretében meghatározhatjuk: R = U * U / Pki így: C = 1 / 314*R = 1 / 314 (UU/Pki) = Pki / 314UU = Pki / 314*220220 = Pki / 15197600 Ha tehát a terhelés 1000 W, akkor a kondenzátorok kapacitása 65,7 µF, 5000 W-os terhelésnél viszont már 329 µF kell legyen. Amennyiben a terhelés megváltozik, a kondenzátorok nem tudnak teljesen feltöltődni, így a kimeneti feszültség a terhelés változásával csökkenni kezd. Amennyiben a terhelés mondjuk csak 1000 W-os határok között változik, úgy meg lehetne határozni egy átlagos terhelést és a hozzávaló kondenzátor kapacitását. Egy háztartásban azonban jóval nagyobbak a terhelésingadozások. Neked kell

eldöntened, hogy az adott célra megfelel-e a transzformátor nélküli inverter. Mivel a diódák maximálisan megengedett árama általában kisebb, mint amekkora nekünk kell, ezért megtehetjük azt, hogy két vagy több diódát sorba kötünk, míg el nem érjük a kívánt áramerősséget. Ha például a bemeneten 70 A áramot kell átengedniük a diódáknak, és mondjuk 10 A-es diódáink vannak, akkor a biztonsági szempontokat is figyelembe véve 80 %-os max árammal számolva: N = 70 A / ( 0.8 * 10 A ) = 8.75, amit 9-re kerekítünk. A diódák kiválasztásánál az áramerősséget úgy határozhatjuk meg, hogy minden fokozatnál a bemenő áramot el kell osztani a kaszkádok számával. A következő táblázatban egy 48 V bemeneti feszültséggel rendelkező négykaszkádos feszültségnövelő áramkör kaszkádjainak az áramait és feszültségeit láthatod. Az első kaszkád bemeneti áramát a 3. Táblázatban megadott szükséges kimeneti teljesítmény alapján

számoljuk ki, ezért ha ott nem töltötted ki ezt a mezőt, akkor itt nem kapsz helyes eredményt. Az inverter hatásfokát 95 %-osnak vettem, az áramokat pedig a következő képlet alapján számoltam ki: Iki n = Ibe1 / (( n + 1 ) - ( 0.1 * n ) ) ahol: Ibe1 = Pki/(Ube * hatásfok) = Pki/(480.95) = Pki/45,6 n = a kaszkád indexe (1, 2, 3, 4) Az egyik legjobb megoldás, ha olyan diódákat használunk, aminek nem túl nagy az árama, mivel azok nem igényelnek hűtőbordát és az áruk is nagyon alacsony. Egy ilyen dióda például az 1N5404, melynek a maximálisan megengedett árama 3A, a feszültsége pedig 300V. A következő táblázatban megadjuk az egyes kaszkádokhoz szükséges diódák számát is. Kaszkád 1 2 3 4 Ube 48 V 91,2 V 134,4 V 177,6 V Uki Ibe Iki 91,2 V NaN A NaN A 134,4 V NaN A NaN A 177,6 V NaN A NaN A 220,8 V NaN A NaN A Diódák száma összesen: Diódák száma 2 * NaN db 2 * NaN db 2 * NaN db 2 * NaN db NaN db 6.Táblázat 48 V-os inverter

kaszkádjainak feszültség- és áramadatai Amennyiben a kimeneti feszültség túl nagy vagy túl kicsi (pl. 240V vagy 210 V), akkor a frekvencia változtatásával azt kis mértékben korrigálhatod. A diódák kiválasztásánál az adott kaszkád bemeneti áramát, a kondenzátorok kiválasztásánál pedig az adott kaszkád kimeneti feszültségét kell figyelembe venni. A teljes inverter áramköre szinte teljesen megegyezik az itt bemutatott áramkörrel, azzal a kivétellel, hogy a transzformátor helyett kaszkádokat alkalmazunk. Ha olyan diódákat használsz, melyeket hűtőbordára kell szerelned, akkor azt a fentebb ismertetett módon méretezheted. A transzformátor-nélküli inverter árkalkulációja Az egyes kaszkádok ára különböző lehet, ha különböző áramú diódákat használuk. Ha a bemeneti feszültséget 48 V-ra vesszük, akkor négy kaszkád szükséges. Mi ezzel fogunk számolni és úgy vesszük, hogy minden kaszkád diódája egyforma. Vegyük

a 6 Táblázatban is felhasznált 1N5404-et, melynek ára 11 Ft. A táblázat szerint NaN db diódára van szükségünk, melyek összesített ára NaN Ft. Ezt kerekítsük fel NaN Ft-ra A kaszkádok kondenzátorainak a megengedett feszültsége meg kell haladja az egyes kaszkádok kimeneti feszültségét. A 100V-os 220 µF-os kondenzátorok ára 80 Ft, a 160Vos 130 Ft, a 200V-os 150 Ft, a 250V-os pedig 300 Ft Ezek összege tehát 2*80 + 2130 + 2*150 + 2300 = 1320 Ft. Ezt kerekítsük fel 1400 Ft-ra Mivel nem kell külön hűtőborda, ezért ez nem növeli a költségeket. A következő táblázatban összehasonlíthatod, hogy a készen vett inverterek árai és a saját készítésű transzformátoros és kaszkádos inverterek milyen arányban vannak egymáshoz. Teljesítmény 200 W 400 W 1000 W 2000 W 5500 W Ár (kész) 35.000 55000 Ft 35.000 55000 Ft 80.000 - 200000 Ft 450.000 - 750000 Ft 2.500000 - 2900000 Ft Ár (trafó) 15.000 Ft 18.000 Ft 30.000 Ft 42.000 Ft 120.000 Ft Ár

(kaszk.) 12.000 Ft 12.500 Ft 13.000 Ft 13.500 Ft 27.500 Ft 7.Táblázat A kereskedelemben kapható és a saját készítésű transzformátoros és kaszkádos inverterek árainak összehasonlítása Az ezen az oldalon megadott árakat a RET katalógusból, a nagyfeszültségű kondenzátorok árait pedig innét vettem. Mint látjuk, az 5500 W-os inverter esetében az ármegtakarítás már 100-szoros!! Érdemes tehát saját invertert építeni, akár transzformátorral, akár anélkül. A következő oldalon a napelemekről olvashatsz és azok méretezéséről. Kapcsolódó kísérletek: • 300 W-os inverter 1 Az akkumulátorok és vezetékek méretezése A következő oldalakon bemutatásra kerülő áramforrások legtöbbje nem üzemel állandóan, ezért az energiát akkumulátorokban kell tárolnunk, így az a nap bármely szakaszában hozzáférhető. Ezen az oldalon azt számoljuk ki, hogy mennyi és milyen akkumulátorokra lesz szükséged a fogyasztóid

táplálásához. Az akkumulátorok méretezésekor el kell döntenünk, hogy mennyi időn keresztül kell az akkumulátornak táplálnia a fogyasztókat feltöltés nélkül. Ezt az áthidalási időt napokban mérjük. Erre azért van szükség, mert ha borús, esős napok követik egymást, akkor a napi napfénymennyiség jelentősen lecsökken, így a napelemek nem tudják utántölteni az akkumulátorokat. Ha pedig mondjuk szélgenerátort használunk, akkor a szélcsendes napokra is fel kell készülnünk. A következő táblázatba írd be, hogy hány napig kell az akkumulátoroknak utántöltés nélkül folyamatosan üzemelniük. Áthidalási idő: 1 nap 1.táblázat Az áthidalási idő megadása Az 1.táblázatban megadott érték alapján 1 nap az áthidalási idő, így a már kiszámolt 0 Ah értékkel számolunk a továbbiakban. Az akkumulátorok kisüthetőségét is figyelembe kell vennünk, mely 20-80% között változhat. Az ólomakkumulátoroknak nem tesz jót,

ha azokat teljesen kisütjük Az általánosan elfogadott kisüthetőség 50 %, ezzel számolunk mi is, így az akkumulátorok szükséges kapacitása 0 * 2 = 0 Ah-ra módosul. A hőmérséklet függvényében az akkumulátor kisülési ideje is változik: minél hidegebb van, annál hamarabb sül ki. A következő táblázatban azokat a szokásos szorzószámokat láthatod, amiket a különböző hőmérsékleteken szoktak használni a szakemberek. Válaszd ki, hogy a Te esetedben milyen szorzószámot kell használnunk. V Hőmérséklet 26,7 °C Szorzó 1,00 21,2 °C 1,04 15,6 °C 1,11 10,0 °C 1,19 4,4 °C 1,30 -1,1 °C 1,40 -6,7 °C 1,59 2.táblázat A hőmérséklettől függő kisülési tényező A 2.táblázatban megadott szorzó szám 1, ezért az akkumulátorok szükséges kapacitása marad 0 Ah. Kapható külön a napelemekhez kifejlesztett un. "Solar" akkumulátor is, mégis a legolcsóbb megoldás a hagyományos savas vagy lúgos

ólomakkumulátorok használata. A következő táblázatban megadtam néhány ólomakkumulátor teljesítményét és árát. Amperóra Max. Áram 45 Ah 440 A 55 Ah 480 A 62 Ah 580 A 74 Ah 640 A 88 Ah 800 A Feszültség 12 V 12 V 12 V 12 V 12 V Ár 8000 Ft 9500 Ft 10500 Ft 13000 Ft 15000 Ft 3.táblázat Néhány akkumulátor teljesítménye és ára A 3.táblázatból láthatjuk, hogy az ár nagyjából arányosan változik az akkumulátor teljesítményével. A könnyebb kezelhetőség és a kisebb helyigény miatt inkább kevesebb számú de nagyobb teljesítményű akkumulátorok használata az ajánlott. A vezetékek méretezése Az akkumulátorok és az inverter általában ugyanabban a helyiségben találhatók, így azok összekapcsolásához nem szükséges túl hosszú vezeték. Az akkumulátorok feltöltéséhez használt egyéb áramforrások, pl. a napelemek vagy a szélgenerátor azonban már jóval távolabb kerülnek elhelyezésre. Ezért nagyon fontos, hogy a

vezetékekben a nagy áramok okozta feszültségesést a minimálisra csökkentsük. Ezt a vezetékek átmérőjének helyes megválasztásával tehetjük meg. A vezeték átmérőjének a kiválasztásánál a vezeték ellenállása a mérvadó, melyet a következő képlettel számolhatjuk ki: R = σ* ( l / A ) ahol: • • • • R - a vezeték ellenállása (Ω) σ - az anyagi minőségre jellemző, un. fajlagos ellenállás Ez rézvezetéknél 1,78E8 Ωm l - a vezeték hossza (m) A - a vezeték keresztmetszete (m2) Fejezzük ki ebből a keresztmetszetet: A = σ * ( l / R )= σ ( l / (U/I) ) ahol: • • U - a vezetéken megengedett maximális feszültségesés I - a vezetékben folyó maximális áram Ha a maximális áram mondjuk 10 A, a maximálisan megengedett feszültségesés 0,15 V, a vezeték hossza pedig 15 m, akkor a szükséges minimális keresztmetszet: A = 1,78E-8*15/(0,15/10) = 0,0000178 m2 = 0,178 cm2 A vezeték keresztmetszete kör alakú, ezért könnyen

meghatározhatjuk a vezeték átmérőjét is: A = ( Pi / 4 ) * D^2 ebből az átmérőt kifejezhetjük: D = ( 4 * A / Pi ) A fenti példánál maradva a vezeték minimálisan szükséges átmérője: D = ( 4 * 0,178 / 3,14 ) = 0,47 cm = 4,7 mm Az áramerősség meghatározásakor azt kell figyelembe venni, hogy milyen utántöltési módszert alkalmazol. Ez határozza meg, hogy a fogyasztóid napi 0 Ah szükségletét mennyivel kell elosztani. Az akkumulátor veszteségeket is figyelembe véve 0 * 1,2 = 0 Ah-val kell számolnunk. A napelemek használatánál folyik a legnagyobb áram a vezetékekben, mivel ott csak a napi 5,2 órás napsütéses órákkal számolhatunk. A Te esetedben tehát 0 / 5,2 = 0 A folyik a vezetékekben. A következő táblázatba írd be az akkumulátorok és az azokat töltő áramforrás közötti távolságot és azt, hogy hány volt feszültségesést engedsz meg. Eredményként a rézvezeték minimálisan szükséges átmérőjét kapod meg.

Távolság m Megengedett feszültségesés V Átmérő 0 mm 4. táblázat A vezeték keresztmetszetének meghatározása Amennyiben csökkenteni szeretnéd a vezetékek költségeit, növelned kell a megengedett feszültségesést vagy több vékonyabb vezetéket köthetsz párhuzamosan, mivel azok fajlagosan olcsóbbak, mint a nagy átmérőjű vezetékek. A következő oldalon a napenergia hasznosításának lehetőségét tárgyaljuk meg. A Nap energiájának hasznosítása Ahhoz, hogy a Nap fényenergiáját elektromos árammá tudjuk alakítani, speciális átalakítókra - napelemekre van szükségünk. Az utóbbi években több cég alakult Magyarországon is, akik a napenergia otthonunkban történő elektromos áramkénti hasznosításával foglalkoznak. Sajnos még egy "kicsit" drágák a szolgáltatásaik. Ezen az oldalon arról olvashatsz, hogyan tudod saját magad megtervezni és akár ki is vitelezni a háztartásod villamos gépeinek napelemekkel

történő meghajtását. A napelemek A napfényt elektromos energiává alakító napelemek első, és ma is nyolcvan-kilencven százalékban használt nemzedéke a csipek készítéséhez használt kristályos szilíciumból áll. Ennek hátránya, hogy más félvezetőknél rosszabbul abszorbeálja a fényt, és ezért a jó, 13-15 százalékos hatásfok eléréséhez néhány tizedmilliméter vastagságú lemezkét kell használni, tehát viszonylag sok kell belőle. Ez a kristályos szilícium ára miatt drágává teszi a napelemet, s ezen keresztül a vele előállított áramot. Húsz éve foglalkoznak már a vékonyréteges napelemek kifejlesztésével, amelyekben a félvezetőréteg csak néhány mikrométer vastagságú. A jelenleg gyártott vékonyrétegnapelemek amorf szilíciummal készülnek, de ezek hatásfoka 10 százalék alatti Újabban más félvezetőkkel is próbálkoztak. Közülük különösen kedvezőnek látszik a réz-indiumgallium-diszelenid, amelyből

egy mikrométeres réteg is elég a napfény energiája 12-14 százalékának elektromos energiává alakításához. A következő táblázatban néhány napelem teljesítményét és az árát tekintheted meg. Az áramokat úgy kaphatjuk meg, hogy a teljesítményt elosztjuk a maximális kapocsfeszültséggel, ami általában 17-17,5 V a 12 V-os névleges feszültségnél és 33-33,5 V a 24 V-osnál. Típus Feszültség Teljesítmény Áram Tömeg Ár TE500P 12 V 50 W 2,94 A 5,2 kg 67500 Ft ENER750 12 V 75 W 4,41 A 7,8 kg 94500 Ft PW1000 24 V 100 W 3,03 A 10,5 kg 129500 Ft TE1250Q6 12 V 120 W 7,05 A 11,4 kg 149500 Ft TE1800 24 V 180 W 5,45 A 17 kg 224500 Ft 4.táblázat Néhány napelem teljesítménye és ára Akkor tudjuk a leghatékonyabban hasznosítani a napelemeket, ha azokra merőleges szögben érkezik a napsugár. Az általánosan alkalmazott módszer viszont az, hogy a napelemeket a házak tetejére helyezik, arra az oldalra, ahol több ideig éri a napfény. Erről

és a napsugárzásról itt olvashatsz bővebben. Próbálj meg játszani a különböző feszültségekkel. Azt fogod látni, hogy akár 12, 24, 36 vagy 48 voltot választasz (itt), a szükséges akkumulátorok és napelemek száma ugyan változni fog, de az áruk nagyjából megegyezik. Hogyan lehetne ezt csökkenteni? A gyári akkumulátorok és napelemek árának csökkenését is kivárhatjuk, de ez talán túl sokáig tarthat, mivel az ezzel foglalkozó vállalkozások a lehető legtöbb hasznot akarják húzni a lehető legrövidebb idő alatt. Az egyik lehetséges árcsökkentés, ha magunk készítünk napelemeket. Az itt következő leírásra az egyik Olvasó - SirLeslie - hívta fel a figyelmemet, majd le is fordította. Készíts napelemet a konyhádban A napelem elkészítéséhez a következő anyagok kellenek: • • • • • • • • • • Egy fényes, körülbelül 75 mm oldalhosszúságú, négyzet alakú rézlemez. Két krokodil csipesz. Egy

érzékeny mikroamper mérő, amivel 10-50 μA közötti értéket lehet mérni. Egy elektromos tűzhely. A kis 700 wattos alighanem nem lesz jó, a kísérletben 1100 wattos szerepel. Egy nagy, tiszta műanyag üveg, pl. 2 literes pet palack, levágott felső résszel. Egy nagy szájú üvegedény Pár evőkanálnyi asztali só Csapvíz Dörzspapír vagy fúrógép drótkefével Lemezolló a rézlap vágásához. Hogyan építsük meg a napelemet A tűzhely így néz ki: Az első lépés a tűzhely méretéhez leszabni a réz lapot. Mosd meg a kezeidet, hogy zsír és/vagy olaj ne kerüljön a lemezre. Ezután tisztítsd meg a réz lemezt is az olajtól, zsírtól és az egyéb szennyeződésektől. (Cif-et vagy hasonló szert javaslok erre (SL)) Használj dörzspapírt vagy a drótkefét a réz lemez alapos tisztításhoz, ha azon korróziós szennyeződés található. Következő: tedd a tiszta és megszárított lemezt a tűzhelyre és kapcsold maximumra. Ahogyan kezd a

rézlemez melegedni, csodálatos oxidációs mintákat fogsz látni: narancsos, lilás és vöröses lesz a rézlemez felülete. Ahogy melegszik a réz, a színek kicserélődnek szénfekete réz oxidra. Ez nem az az oxid réteg, amit mi szeretnénk, de kis idővel vékony réteg keletkezik, mutatva a vöröses, narancsos, rózsaszínes és lilás rézszerű oxid réteget. Az utolsó színváltozás a tűzhely vörös izzásánál történik meg. Amikor a tűzhely izzó piros, a réz lemez fekete rézszerű oxiddal lesz bevonva. Melegítsük tovább egy fél óráig, amíg a fekete réteg megvastagszik. Ez fontos, mivel a vastag réteg könnyen lejön, amíg a vékony bevonat "megtapad" a rézen. Fél óra melegítés után kapcsold ki a tűzhelyet. Hagyd a forró lemezt lassan kihűlni a tűzhelyen. Ha gyorsan hűl ki, akkor a fekete oxid meg fog tapadni a rézlemezen Amint kihűl a lemez, az összehúzódik, ugyanúgy, mint a fekete oxidréteg is, de mivel ez

különböző sebességgel történik, ezért a fekete réz-oxid réteg különválik, feljön. A kis fekete pikkelyek megfelelő erő hatására lerepülnek a lemezről néhány cm-re. Ez egy kis takarítást is jelent a tűzhely körül, de ez is kellemes időtöltés. Mire a rézlemez lehűl szobahőmérsékletre (ez kb. 20 percet vesz igénybe), a fekete oxidréteg nagyja már lepattogzik róla. A kezeddel csapvíz alatt egy kicsit megdörzsölve az összes kis pernyét letisztíthatod. Állj ellen a kísértésnek, hogy az összes fekete foltot a rézlemezről erős dörzsöléssel vagy hajlítgatással távolítsd el, mivel ez megsértheti a kényes vörös réz-oxid réteget, amiből a napelemet akarjuk készíteni. Az építés további része nagyon egyszerű és gyorsan elvégezhető. Vágjál ki egy másik rézlemezt, melynek mérete az elsővel megegyezik. Enyhén hajlítsd meg mind a két darabot úgy, hogy beleilleszkedjenek egy műanyag üvegbe, de ne érjenek

egymáshoz. A réz-oxid réteg, ami az első lemez felületén található, a Nap felé néz, mivel ennek van a legsimább, legtisztább felülete. Csatlakoztasd a két krokodil csipeszt, egyiket az első lemezre, a másikat pedig a másodikra. A tiszta rézlemez vezetékét a műszer pozitív kapcsára kössük, a réz-oxiddal bevont rézlemez csatlakozóját pedig a negatív kapocsra. Öntsél egy evőkanálnyi sót forró vízbe. Addig kevergesd, míg az összes só el nem olvad Ezt követően óvatosan öntsed be a sós vizet az edénybe, ügyelve arra, hogy a csipeszek ne legyenek vizesek. A sós víz ne fedje be teljesen a lemezeket, kb. 2,5 cm-rel emelkedjenek ki a lemezek a vízből, így a "napelemet" anélkül forgathatod, hogy a csipeszek nedvesek lennének. A fenti ábra árnyékban lett készítve. Figyeld meg, hogy a műszer 6 μA-t mutat A napelem olyan, mint egy elem, még a sötétben is mindig fog néhány μA-es áramot mutatni. A fenti ábra a

napelemet mutatja napsütésnek kitéve. Figyeld meg, hogy a műszer mutatója kb. 33 μA-re ugrott Néha eléri az 50 μA-t is, miközben a mutató állandóan rezeg. Hogyan működik a napelem? A réz-oxid félvezető anyag. A félvezető anyag az elektromos áramot vezető- és szigetelő anyagok közötti átmenet, ahol az elektronok erősen kötődnek az atomjaikhoz és nem "repülnek el" olyan könnyen. A félvezetőben egy réteg van azon elektronok között, melyek erősen kötődnek az atomjaikhoz, és azon elektronok között, melyek messzebb vannak az atomjaiktól. Ez utóbbiak könnyen elszakadhatnak és így szabadon vezethetik az áramot. Az elektronok nem tudnak a rétegben maradni. Az elektron nem kaphat csak egy kis energiát, amitől kiszakadna az atommag vonzásából és a rétegbe jutna. Az elektronnal annyi energiát kell közölni, hogy az az atommagtól elég messze kerülhessen, a rétegen túlra. Ehhez hasonlóan, egy, a rétegen kívül eső

elektron nem tud kis energiát veszítve egy atommag vonzásába kerülni. Annak sok energiát kell veszítenie, hogy a rétegen átjutva olyan helyre kerüljön, ahol az elektronok tartózkodhatnak. Amikor a napfény a réz-oxid elektronjaival elegendő energiát közöl, azok közül néhány át tud ugorni a rétegen és szabad elektronként vezetheti az áramot. A szabad elektronok a sós vízbe jutnak, onnét a tiszta rézlemezre, majd a vezetékeken és a műszeren keresztül visszatérnek a réz-oxidos lemezre. Amint az elektronok a műszeren keresztül áramolnak, munkát végeznek, amit a mutató kilengése jelez. Mikor árnyék vetül a napelemre, kevesebb elektron tud átáramolni a műszeren, így a mutató visszamegy majdnem alapállásba. Azok számára, akik a gyakorlatban is használható napelemet akarnak építeni, az itt következő információ hasznos lehet. Otthon gyártott 100 W-os napelemek Ez egy nagy áttörés a napelemek gyártásában, mely jelentősen

lecsökkenti a napenergia árát, kb. 90 dollárra (18000 Ft-ra) kilowattonként Ez a technológia meglepően egyszerű Ahelyett, hogy a szilíciumot finomítanánk majd a cellát építenénk meg, mi először a cellát építjük meg, s csak azután finomítjuk a szilíciumot. A folyamat egy cellát állít elő közönséges parti homokból (szilícium-dioxidból). A cella elkészítése után a homokot kémiai kezelésnek vetjük alá: a reakció elvonja az oxigént, s csak a majdnem teljesen tiszta félkristályos szilícium marad. A maradék nem teljesen tiszta anyag átrendeződik egységes sorba, melyek p-n kapcsolatot alkotnak. A cella vastagságának minden egyes centiméterében sok száz p-n átmenetet kapunk, mely körülbelül 120 V egyenfeszültséget ad normál napsütés mellett. A panel vastagsága határozza meg a feszültséget, a területe pedig az áramot. Az áramsűrűség tipikusan 4 A/m2. Könnyen építhetünk egy 100 W-os cellát. Ehhez egy közönséges

fémlap szükséges, amit befedünk kb. 1 cm vastag parti homokkal, ezt befedjük egy lemezzel - ez lesz az elülső kollektor, ezt ismételten befedjük egy védő üvegréteggel és mindezt összeszorítjuk nagy gumiszalagokkal, kötöző zsinórral vagy valami ehhez hasonlóval. A végső kémiai finomítás érdekében óvatosan el kell távolítanunk az üvegtakarót majd permetezzük be a homokot 2 liter 3,7 Dimethylpentadecon-2-ol Propionate-tal. (lásd a 2 és 3. megjegyzést) Egy közönséges ablaktisztító palack megteszi spriccelőnek A reakcióidő 4 óra. Mivel a reakció fényérzékeny, ezért a fényképek előhívásánál szokásos fény mellett végezzük a kémiai tisztítást. A paneleket természetesen sorba és párhuzamosan is köthetjük, ezáltal növelve a feszültséget és az áramot. Az eredeti angol nyelvű szöveget itt találhatod meg. Megjegyzések: 1. Ha a réz-oxidos kísérletnél a másik lemez nem rézből, hanem pl. cinkből lenne, akkor

talán lehetne növelni a kimeneti feszültséget és talán az áramerősséget is. 2. Az a bizonyos "3,7 Dimethylpentadecon-2-ol Propionate" nevű szer valami kitaláció. Ilyen névvel nem rendelkeznek kémiai vegyületek, de azért szépen hangzik. Ha neked vannak kémiai ismereteid és tudsz olyan szerről, ami a szilícium-dioxidból eltávolítja az oxigént, azt mindenképpen írd meg nekünk. 3. Hogyan távolíthatjuk el az üvegtakarót, miután mindent összekötöztünk? Ez is valami vicc. De minden vicces ötlet elindíthat bennünk egy hasznos gondolatot. A cikket csak olyan céllal tettem be erre az oldalra, hogy valami kiindulási alapot adjak az esetleges kísérleteidhez. A másik árcsökkentő lehetőség az, hogy nem napelemeket használunk, hanem valami más módon állítjuk elő a szükséges áramot, mondjuk a szélenergia hasznosításával. Erről olvashatsz a következő oldalon. Kapcsolódó kísérletek: • Szilícium előállítása 1 A

szél energiájának hasznosítása A szél mechanikai energiáját szélgenerátorok segítségével tudjuk elektromos energiává alakítani. Természetesen a szél energiáját mechanikus energiává is át lehet alakítani, de ezen az oldalon arról olvashatsz, hogyan tudod saját magad megtervezni és akár ki is vitelezni a háztartásod villamos gépeinek szélenergiával történő meghajtását. A szélgenerátor Ahhoz, hogy tudjad, mennyi energiát nyerhetsz ki a szélből a lakóhelyeden, három dolgot kell megvizsgálnod: a szélsebességet, a szélirányt és a napi hasznosítható szeles órák számát. A szélsebesség Az Országos Meteorológiai Szolgálat szerint "az átlagos szélsebesség alapján hazánkat mérsékelten szeles területnek minősíthetjük. A szélsebesség évi átlagai 2-4 m/s között változnak. Jellegzetes a szélsebesség évi járása, legszelesebb időszakunk a tavasz első fele (március, április hónapok), míg a legkisebb

szélsebességek általában ősz elején tapasztalhatók." A következő térképen megnézheted, hogy Magyarország különböző területein mekkora a 70 m-es magasságban mért átlagos szélsebesség. 1.ábra Magyarország különböző területein 70 m-es magasságban mért átlagos szélsebességek (m/s) A fenti térképet innét vettem. Minél magasabban vagyunk, annál nagyobb a szélsebesség. Ha ki akarjuk számolni, hogy más magasságokon mekkora a szélsebesség, akkor a következő képletet kell alkalmaznunk: ahol: • • v1 - a talajközeli h1 magasságban mért szélsebesség v2 - a h2 magasságban mért szélsebesség Ebből a képletből ki tudjuk fejezni, hogy: Ha például a lakóhelyeden 70 m-es magasságban az átlagos szélsebesség 4.2 m/s, akkor 10 m magasan ez csak 2,8 m/s. A következő táblázatba beírhatod a 70 m-es magasságban mért szélsebességet és azt, hogy milyen magasságban tervezed a szélgenerátorod elhelyezését,

eredményül pedig megkapod az adott magasságban várható szélsebességet. Szélsebesség 70 m-en m/s Szélgenerátor magassága m Szélsebesség az adott magasságban 0 m/s 1.táblázat A 70 m magasságban mért szélsebesség átszámolása a szélgenerátor magasságában várható szélsebességre Amennyiben magad akarod kimérni az átlagos szélsebességet, úgy rendszeres méréseket kell végezned. A következő ábrához hasonló görbéket kell kapnod, melyek alapján meghatározható az átlagos szélsebesség. 2.ábra Az átlagos szélsebesség meghatározása adott időközönként mintavételezett sebességek alapján. A 2.ábrából kitűnik, hogy "a szeles napokon az átlagos szélsebesség 8-14 m/s-ot is eléri, a maximális szelek 25 m/s közelében vannak. A két értékhatár közötti sávban lévő szélből nyerhető az energia jelentős része. A mintákból vett gyakorisági értékek alapján meghatározhatjuk, hogy a különféle sebességű

szelek az év átlagnapján a 24 órából mekkora százalékkal részesednek. A 2.ábrából leolvasható, hogy energiatermelés szempontjából a szelek 56 %-a jó minősítésű." 3.ábra Az év átlagnapján a 24 órából a különféle sebességű szelek részesedése A 3.ábrán azt láthatjuk, hogy napközben erősebb szelek fújnak, mint éjszaka és hajnalban, de az átlagos szélsebesség valóban 5,54 m/s. Az átlagos szélsebesség (vá) ismeretében jó közelítéssel megadható az adott helyre vonatkozó szélsebesség gyakoriság a Rayleigh-féle eloszlásfüggvény alkalmazásával. ahol: • f(v) - a v sebességű szél relatív gyakorisága Ha az átlagos szélsebesség alapján grafikonon ábrázoljuk a szélsebesség gyakoriságot, akkor pl. a következő ábrán látható görbét kapjuk 4.ábra Szélsebesség gyakoriság 4,8 m/s átlagos szélsebesség esetén A 4.ábrából látszik, hogy a 6 m/s-os szélsebesség gyakorisága 12 %, az 1

m/s-os szélsebesség gyakorisága 4 %, a 8 m/s-os szélsebesség gyakorisága pedig 8 %. Más szavakkal megfogalmazva ez azt jelenti, hogy 8 m/s-os szélsebesség az adott területen a szelek 8 %-át teszi ki. Ezekre az adatokra nincs feltétlenül szükségünk a szélgenerátor teljesítményszükségletének kiszámításakor, de jó tudni, hogy milyen szelek fújnak felénk. A szélsebesség meghatározásával kapcsolatos információkat innét és innét vettem. Szélirány A szélirány sok mindentől függ, például a földrajzi elhelyezkedéstől, a domborzattól stb. Vannak uralkodó szélirányok, melyek az adott területre jellemzőek, de természetesen a szélirány ettől sokszor el is térhet. A következő ábra a magyarországi jellemző szélirányokat mutatja be. 5.ábra A magyarországi jellemző szélirányok Mivel a szélirány gyakran változik, ezért fontos az, hogy a szélgenerátor lapátkerekei ne legyenek fixen egy irányba rögzítve, hanem egy

vízszintesen elhelyezett farklapáttal a széliránytól függően változtatható helyzetűek legyenek. Az általunk használt szélgenerátorok viszonylag kis teljesítményűek, ezért nem gond a szélirányba állítás. A szélirány mérési eredményeit poláris koordináta rendszerben szokás ábrázolni. Ezt mutatja be a következő ábra. 6.ábra A szélirány mérésének alapelve A 6.ábrán lévő jelölések a következők: • • • • • • ui - a szél keleti irányú sebesség-összetevője vi - a szél északi irányú sebesség-összetevője vh - a szélsebesség ΦVect - a szél vektoriális ázimutja, azaz a szél haladási iránya ΦMet - a szél meteorológiai ázimutja, vagyis az az irány, ahonnét a szél fúj ΦPolar - a szél vektor poláris szöge A kapott eredményt a következőképpen jeleníthetjük meg. 7.ábra A szélirány ábrázolása poláris koordináta-rendszerben A szélirány meghatározásával kapcsolatos információkat

innét vettem. Napi hasznosítható szeles órák száma Mint az 1.ábrán látható, Magyarországon az átlagos szélerősség 4,2 m/s 70 m-es magasságban, amit az 1.táblázatban átválthatunk 2,8 m/s-ra (10 m-es magasságban) Mivel ez átlagos érték, így ennél nagyobb és kisebb szélsebességeket is mérhetünk. Vannak azonban olyan kis szélsebességek, melyeknél a szélgenerátor be se indul. Ezek a generátor szempontjából "szélcsendes" óráknak számítanak. A 2ábrán az is látható, hogy a nap 24 órájából átlagosan 56 %-nyi időben, azaz 13,5 órát fúj jó minősítésű szél. Ezek szerint a szélgenerátornak 0 / 13.5 = 0 A-t kell leadnia A következő táblázatban néhány szélgenerátor teljesítményét és az árát tekintheted meg. A maximális áramokat úgy kaphatjuk meg, hogy a maximális teljesítményt elosztjuk a kapocsfeszültséggel. Az adott szélgenerátornál mindig a maximális értéket adják meg, mely egy adott

szélsebességre vonatkozik. Ez általában 12 m/s, a magyarországi átlagos szélerősség viszont (10 m-es magasságban) 2,8 m/s. Ezért a maximális áramokat még el kell osztanunk néggyel. Típus Feszültség AIR-X Land 12 V AIR-X H-80 Whisper Land 24 V 24 V WHI-3000 Whisper-175 48 V Teljesítmény Max. Áram Átlag Áram Ár 400 W 33,33 A 8,33 A 249500 Ft 400 W 16,66 A 4,16 A 249500 Ft 1000 W 41,66 A 10,16 A 674250 Ft 3200 W 66,66 A 16,66 A 1867500 Ft 2.táblázat Néhány szélgenerátor teljesítménye és ára Próbálj meg játszani a különböző feszültségekkel (itt). Azt fogod látni, hogy minél kisebb a feszültség, annál olcsóbban jön ki a szélgenerátor. Ennek oka az, hogy még egy kisteljesítményű szélgenerátor teljesítménye is jóval meghaladhatja a legnagyobb napelemek teljesítményét. Míg a napelemeknél sok kis elemet raktunk össze a kívánt áram elérésére, addig a szélgenerátoroknál csak 2-10 generátorra van

szükségünk, tehát a teljesítmény-eloszlás már nem olyan homogén. Ha összehasonlítjuk a szélgenerátorok és a napelemek összesített árát, akkor azt tapasztaljuk, hogy a szélgenerátorok kb. fele annyiba kerülnek, mint a napelemek Szélgenerátort viszont könnyebb házilag készítenünk, mint napelemeket, így az még sokkal olcsóbbá válik. Erről lesz szó a továbbiakban Saját szélgenerátor készítése Vegyünk egy vagy több, az autókban használt generátort, lapátkereket és megfelelő nyomaték-áttételt, azokat rakjuk össze és már használhatjuk is a szélgenerátorunkat. A valóságban ez természetesen kicsit összetettebb, de ettől függetlenül kivitelezhető. A nyomaték-áttételre azért van szükségünk, hogy a lapátkerék fordulatszámát illeszteni tudjuk az autógenerátorok fordulatszámához. Először azonban meg kell határoznunk, hogy mennyi energiát tudunk a szélből kinyerni. A szél teljesítménye A szél

teljesítményét a következő képlettel határozhatjuk meg: P = 0,5 * LS ( D2 0,7854 ) v3 ahol: • • • • P - a szél teljesítménye (W) LS - a levegő sűrűsége (általában 1,22-vel számolhatunk ) D - a lapátkerék átmérője (m) v - a szél sebessége (m/s) A konstansokat összeszorozva egy egyszerűbb képletet kapunk: P = 0,479 * D2 v3 Tehát ha a lapátkerék átmérője mondjuk 1,5 m, a szél sebessége pedig 2,84 m/s, akkor a szél teljesítménye: P = 0,479 * 1,52 2,843 = 24,69 W Nem túl sok! Ráadásul itt a veszteségekkel még nem is számoltunk. Az első veszteség ott jelentkezik, hogy a lapátok nem tudják felfogni a szél teljes energiáját. A lapátkerekek hatásfoka 20 % és 40 % közötti lehet. Nagyobb szélsebességnél kevesebb lapát is elegendő - általában 3 db - , míg kisebb szélsebességnél több lapátot - általában 6-8 db-ot - kell használnunk a hatásfok növelésére. Tegyük fel, hogy sikerült megfelelő alakú,

számú és méretű lapátkerekeket gyártanunk (erről majd lejjebb lesz szó), így a hatásfokot vehetjük 40 %-nak. A következő jelentős veszteség magában a generátorban van, annak hatásfokát csak 60 %-ra vehetjük. További kisebb veszteségek is fellépnek, de azok elenyészők, ezért csak az imént említett két veszteséggel számolunk. A turbina eredő hatásfoka tehát: ηeredő = 0,4 * 0,6 = 0,24 Módosítsuk a képletet így: P = 0,479 * D2 v3 0,24 P = 0,115 * D2 v3 A fenti példánk szerinti 24,69 W szélenergiából tehát csak 24,69 * 0,24 = 5,93 W-ot tudunk kinyerni elektromos áram formájában. Vizsgáljuk meg, hogyan tudnánk ezt növelni. A szélből kinyert teljesítmény két tényezőtől függ: a lapátkerék átmérőjétől és a szélsebességtől. A következő táblázatban összehasonlíthatjuk, hogy ezek mennyire hatnak a rendszer teljesítményére. Sebesség Átmérő 1m 1,5 m 2m 2,5 m 2,8 m/s 2,5 W 5,7 W 10,1 W 15,8 W 5,4 m/s 18,1 W

40,7 W 72,4 W 113,2 W 10 m/s 115,0 W 258,8 W 460,0 W 718,8 W 14 m/s 315,6 W 710,0 W 1262,2 W 1972,3 W 3m 3,5 m 22,7 W 30,9 W 163,0 W 221,8 W 1035,0 W 1408,8 W 2840,0 W 3865,6 W 3.táblázat A szélturbina kimeneti teljesítménye a lapátkerék átmérője és a szélsebesség függvényében Mint a 3.táblázatból kitűnik, a lapátkerék átmérőjének a növelésével csak kis mértékben tudjuk növelni a kimeneti teljesítményt. A szélsebesség növelésével viszont már jóval jelentékenyebb a teljesítménynövekedés. Elsősorban tehát a szél sebessége a meghatározó. Egy településen az átlagos szélsebesség adott. Ha azt növelni akarjuk, akkor a szélgenerátort magasabbra kell telepíteni. A magasságot azonban szintén nem növelhetjük a végtelenségig. Az 1ábrán látható szélsebesség térképen egyértelműen kitűnik, hogy a hegyvidékes részeken nagyobb a szélsebesség, tehát inkább ott érdemes szélgenerátorokat telepíteni. Az

áttétel kiszámítása Tegyük fel, hogy az adott magasságban az átlagos szélsebesség 5,4 m/s, a lapátkerék átmérője pedig 2,5 m. Ekkor az elektromos áram formájában levehető teljesítmény 113,2 W. Mivel autó-generátort használunk, tudjuk, hogy annak kimeneti feszültsége 12 V, így az áramerősség 113,2 / 12 = 9,43 A. Amennyiben ennél nagyobb áramokra van szükséged, több szélgenerátort kell párhuzamosan kötnöd. Arra is gondolhatnánk, hogy az áttétel megváltoztatásával növelhetjük a generátor fordulatszámát, így nagyobb áramokat érhetünk el. Ezzel csak az a gond, hogy a nagyobb áramok a generátor tekercsén keresztülfolyva nagyobb fékezőerővel hatnak a lapátkerékre és ha a szél energiája nem elegendő, akkor a rendszer leáll, illetve lelassul, ami szintén kisebb áramokat eredményez. Az áttétel növelése azért sem előnyös, mert akkor szeles, viharos időben, mikor a szél sebessége jóval meghaladja az átlagosat (pl.

az 5 m/s-os átlagsebesség esetén akár 25 m/s-ot is elérheti). Ez a generátor tönkremeneteléhez vezethet Egy átlagos autógenerátor 50-55 A-t tud leadni a maximális 5000 / perces fordulatszámon. Ha tehát a szélturbinád átlagosan lead 10 A-t, akkor a viharos időben elérheti az 50 A-t is. Mivel ez még benne van a tűréshatárban, így a generátor ezt károsodás nélkül elviseli. Ebben az esetben nem is kell gondoskodnunk a lapátkerék fékezéséről, bár az mindenképpen előnyös, hiszen ha több szélturbinát kapcsolunk párhuzamosan, azok vihar esetén túl sok áramot termelnének, ami az akkumulátor és esetleg az inverter tönkremeneteléhez vezethet. Ha tehát tudjuk, hogy a generátorunk 5000 / perces fordulatszámon 50 A áramot ad le, akkor már könnyen kiszámolhatjuk, hogy 9,43 A-t 943 / perces fordulatszámnál kapunk. A kérdés az, hogy mekkora a lapátkerék fordulatszáma. Mivel ez nagymértékben függ a lapátkerék alakjától,

méretétől és a lapátok számától, így a szélsebesség egyedüli ismerete nem elegendő ahhoz, hogy a turbina fordulatszámát meghatározzuk. Ezt csak tapasztalati úton tudjuk pontosan meghatározni, de a következő képlet adhat bizonyos támpontot. n = 60 * v λ / ( π D ) ahol: • • • • n - a lapátkerék fordulatszáma v - a szél sebessége λ - a lapátkerék csúcsán mért kerületi sebesség és a szélsebesség aránya D - a lapátkerék átmérője A λ meghatározásáról pár sorral lejjebb még szó lesz, most vegyük 5-nek. Ekkor a lapátkerék fordulatszáma a fenti példánál maradva: n = 60 * 5,4 5 / ( 3,14 2,5 ) = 2063 / perc Ha 1:1 arányban csatlakoztatnánk a lapátkerékhez a generátort, akkor elméletileg 20,63 A-t kaphatnánk. De mint azt már pár sorral feljebb olvashattad, a szélnek a teljesítménye nem éri el a 20,63 * 12 = 247,56 W-ot. ( Csak 113,2 W teljesítményt tudunk a szélből kinyerni a példának vett

konstrukcióból. ) Ezért nyomaték-áttételt kell alkalmaznunk A mi esetünkben a magasabb fordulatszámú lapátkerékhez képest le kell csökkentenünk a fordulatszámot. Az áttétel tehát 2063 : 943 = 2,18 : 1 Mivel az autógenerátorok már rendszerint el vannak látva szíjtárcsával, ezért annak az átmérőjét kell beszoroznunk 2,18-al. Az így kapott átmérő a lapátkerék tengelyére felszerelt szíjtárcsa átmérője. A következő ábrán egy kész szélkerék áttételét láthatod. 8.ábra Egy kész szélkerék áttétele A 8.ábrát innét, a számításokhoz az ötleteket pedig innét vettem A lapátok és a lapátkerék kialakítása Mint azt már korábban olvashattad, a lapátkerekek kialakítása nagymértékben befolyásolja a szélturbina hatásfokát. Ezért kell nagy gondot fordítani azok kialakítására Kezdjük a lapátkerék formájával. Az elméleti számítások, számítógépes modellezések és a gyakorlati tapasztalatok egyöntetűen

azt bizonyítják, hogy a legjobb hatásfokot olyan széllapátokkal érhetjük el, ahol a lapátkerék a tengelyhez kapcsolódó végétől kiindulva egyre jobban csavarodik kifelé. Ennél a kialakításnál tudjuk a levegőmolekulák mozgási energiáját a leghatékonyabban hasznosítani. A következő ábra egy lapát számítógépes modellezését mutatja be. 9.ábra A széllapát alakjának számítógépes modellezése Sok bonyolult számítást lehet végezni a lapátkerék alakjának és szögének meghatározására, azonban ezek helyett most inkább gyakorlati ötleteket szeretnék adni. A lapátkereket legegyszerűbben fából lehet kialakítani. Erre láthatsz itt néhány tippet 1.lépés Oszd fel a deszkát (ebben az esetben) öt egyenlő részre (cellára) 2.lépés Jelöld be azokat a részeket, amiket ki kell vágni, majd vágd is le azokat 3.lépés Jelöld be minden egyes cellán a lejtést 4.lépés Jelöld be a vastagságot minden egyes cellán, majd

távolítsd el a felesleges részeket. 5.lépés Jelöld be minden egyes cellán a cella szélességének 38 %-át, kösd össze ezeket a pontokat egy egyenes vonallal, majd faragd le a felesleges részeket. Figyelj arra, hogy ne vágj bele a lapát legvastagabb részébe. Nagyon részletes leírást találhatsz itt arról, hogy hogyan kell a szárnyprofilt kialakítanod. Miután már tudjuk, hogyan kell a széllapátokat kialakítani, nézzük meg, hány darab lapátra lesz szükségünk. Már említettük korábban, hogy a kis szélsebességnél több lapát kell a megfelelő nyomaték eléréséhez. Arról viszont még nem volt szó, hogy ezek a szélkerekek nagyobb szélsebességnél veszítenek a nyomatékukból. A szélkerekeket a sebességük szerint lassújárású és gyorsjárású csoportba sorolhatjuk. Hogy egy adott szélkerék melyik csoportba tartozik, az a kerületi sebesség és a szélsebesség arányától függ, melyet a λ tényezővel jelölünk. λ = vk /

vsz Ha λ < 4 lassújárású, ha λ > 4 gyorsjárású szélgenerátorokról beszélünk. A lassújárásúaknál kis szélsebességnél nagy nyomaték jelentkezik a tengelyen. Azonban a jelleggörbe meredeken csökken mivel a szélsebesség növekedésével a lapát a következő örvényébe kerül. A gyorsjárásúaknál széles szélsebesség tartományban alakul ki megközelítőleg állandó nyomaték. A következő ábrák a lassú és gyorsjárású szélmotorok nyomaték- és hatásfoktényezőit mutatják be. 11.ábra A nyomatéktényező (Cm) a gyorsjárási tényező (λ) függvényében 12.ábra A hatásfok(Cp) a gyorsjárási tényező (λ) függvényében A torony elkészítése Ahhoz, hogy megfelelő sebességű széllel rendelkezzünk, a szélturbinát magasabban kell elhelyeznünk: állványra, oszlopra, háztetőre vagy pl. egy magas fára Ezekről itt láthatsz ötletadó képeket. A hozzá tartozó szöveget nem fordítottam le, mivel a képek

magukért beszélnek. A széllapátok tervezése Miután már tisztában vagyunk az elmélettel, itt az ideje, hogy magunk is tervezzünk egy szélturbinát. A következő 4.táblázat abban nyújt segítséget, hogy Te magad is meg tudd tervezni és építeni a legoptimálisabb formájú szárnylapátodat. Néhány tényezőt állandó értéknek vettem: ezek az emelkedési konstans (CI = 0,8), a lapátszög (AT = 4 °) és a generátor feszültsége (Vgen = 12 V). A táblázat első felébe írhatod be azokat a paramétereket, melyek változóak: • • • • • • P - A kívánt kimeneti teljesítmény értéke nem lehet túl magas, mint azt már a magyarországi szelek teljesítményének vizsgálatakor megállapítottuk. Legyen 60 és 110 W közötti érték. Cp - A hatásfok gyorsjárású szélkeréknél viszonylag állandó, értéke legyen 0,32, ha λ = 5. (Lásd a 11ábrát) λ - A sebességarány megválasztásánál gyorsjárású szélkereket javaslok, mivel

akkor a teljesítmény- és nyomatéktényező a szélsebesség széles tartományban viszonylag állandó marad, mint ahogy azt a 11. és 12 ábrán láthatod is Ezek szerint λ értéke 4-nél nagyobb kell legyen. Javaslom, hogy legyen 5 B - A lapátok száma gyorsjárású szélkeréknél 2 vagy 3. Javaslom a hármat n - A cellák száma. Minél nagyobb ez a szám, annál pontosabban tudod kialakítani a lapátot. Ennek értéke 1 és 20 között legyen Javaslom a 10-et vá - Az átlagos szélsebességet az 1.táblázatban már meghatároztad a számodra ideális magasságban. A táblázat második felében a szélkerék átmérőjét, a szélkerék adott szélsebességnél várható fordulatszámát, az áttételt, a generátor fordulatszámát és egy széllapát celláinak méreteit láthatod. Kívánt Teljesítmény Lapátok száma Cellák száma (n) Sebesség arány (λ) teljesítmény(P) tényező (Cp) (B) W Átmérő: Infinity m Cella 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 db Szélkerék: 0

/ perc Sugár Béta Infinity° NaN° Infinity° NaN° Infinity° NaN° Infinity° NaN° Infinity° NaN° Infinity° NaN° Infinity° NaN° Infinity° NaN° Infinity° NaN° Infinity° NaN° Húrszélesség NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm Áttétel: 1 : Infinity Faszélesség NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm db Generátor: 833 / perc Lejtés Vastagság NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm NaN cm 4.táblázat A széllapát számolt paraméterei Ahhoz, hogy a 4.táblázat adatairól tudd, hogy mit jelölnek, nézd meg a következő ábrát 10.ábra A széllapát főbb paraméterei A fenti számításokat innét és innét vettem. Amennyiben jobban szereted nézni a kialakítás fázisait, akkor látogass el ide. A gyorsjárású lapátkerekek kialakítására itt láthatsz tippeket. Megjegyzés: A

4.táblázatban kiszámolt értékek csak közelítő adatok Amennyiben több szélgenerátort szeretnél párhuzamosan kapcsolni, akkor először készíts egyet, azzal végezzél méréseket és csak ezután fogjál hozzá a többi megépítéséhez. Több helyen is láttam az Interneten, hogy a számolt teljesítménynek gyakran a kétszeresét, sőt, a két és félszeresét is elérte a szélkerék. Ez annak köszönhető, hogy a helyes kialakítás következtében a hatásfok (Cp) jobb lett, mint azt gondolták a tervezés során. A szél sebességének és irányának mérése Az eddigi számításainkat a magyarországi átlagos értékek alapján végeztük el. Ez azonban nem jelenti azt, hogy a lakóhelyeden pontosan ilyen értékeket kapsz. Ezért azt javaslom, hogy mielőtt a szélgenerátor építésébe kezdenél, végezz pár hónapig méréseket. Ez a szélsebesség és szélirány meghatározását jelenti Két lehetőséged van: vagy veszel egy készen kapható

műszert (lásd itt), vagy magad készítesz egyet. Ha az utóbbi lehetőség mellett döntesz, akkor ehhez itt kaphatsz ötleteket. A generátor elkészítése saját kezűleg Eddig azt tételeztük fel, hogy a szélkerék egy autóba való generátort hajt meg. Azonban arra is lehetőség van, hogy magát a generátort is megépítsd saját kezűleg. Ehhez sok részletes leírás található az Interneten, például itt, de mivel jóval egyszerűbb és nem is drágább a kész generátor használata, ezért inkább annak a használatát javaslom. Árkalkuláció Végezetül következzék egy gyors árkalkuláció. A generátor ára, ha bontóban vesszük, 56 ezer Ft, a szíjtárcsa és a szíj 2000 Ft, a lapátkerekek faanyaga 6-7 ezer Ft, az állványra pedig számoljunk mondjuk 7000 Ft-ot, így összesen olyan 20-25 ezer Ft-ból meg lehet építeni egy szélgenerátort. Ha ezt összehasonlítjuk a 2táblázatban látható legolcsóbb generátorral, akkor azt tapasztaljuk, hogy

a saját szélgenerátor belekerülési költsége a tizede a készen kapható szélgenerátorokénak. Megéri tehát, ha saját szélgenerátort építünk. Ha szélgenerátor építésébe kezdesz, arra kérlek, hogy az eredményeidet mond el nekünk is. A következő oldalon azt tudhatod meg, hogyan tudjuk hasznosítani a Föld elektromos energiáit. Kapcsolódó kísérletek: • Szélgenerátor és napelemes akkutöltő Bálint szél- és napenergiás kísérletei Bálint, aki 15 éves, megépített egy kis szélgenerátort és egy napelemes akkutöltőt. Az itt bemutatott kísérleteket azért tettem fel a Fénykapura, hogy ötletet adhasson a hasonló korú Olvasóknak is. A felnövekvő nemzedék számára ezek az ingyenenergiát előállító készülékek remélhetőleg már olyan természetesek lesznek, mint ma nekünk az atomerőművek. "Katona Bálint vagyok. Fél éve kísérletezek, s már létrehoztam két tiszta áramforrást: egy szélgenerátort és

egy napelemes áramforrást. Egy olyan szélgenerátort építettem, ami PVC + dinamó + fa + hosszú réz vezetékből áll, melynek ellenállása 12,6 Ω." 1. ábra A szélgenerátor A három vékony, müanyag lap össze van fogatva, középen egy kerékpár dinamó található. A képen látható három keskeny hosszúkás műanyag lap kissé el van fordítva, hogy a levegő részecskéi "elcsússzanak" rajta és így mozgásba hozzák a lapátokat. Bálint a napelemes akkutöltőhöz a napelemeket számológépekből vette. 2. ábra A 10 db sorba kötött számológépes napelem és a zselés akkumulátor A napelemek eredő feszültsége 20 V, az áramerőssége pedig 10 mA. • Egy régi szélgenerátor Egy régi szélgenerátor Tamás küldte be a következő pár képet és a leírást egy olyan szélgenerátorról, amit az egyik ismerőse készített még sok évvel ezelőtt. "Ez a szélgenerátor egy gabona siló tetején van, 10 éven

keresztül működött, ma már nem működik. Egy traktor generátort hajtott úgy, hogy a 2 méteres széllapátokkal ellátott tengely alján volt egy vagy 50 cm átmérőjű szíjas kerék és egy szíjon keresztül hajtotta a generátor 10 cm átmérőjű kerekét. Ez ugye egy sima redukció, 12 V-ot termelt. A széllapátok elhelyezkedése egyedi megoldású, mint ahogy a képen is látszik, de nagyon jól működött, úgyhogy jónak bizonyult a megoldás. 1. ábra A széllapátok Négy lapátja volt, a lapátok nem fékezték olyan mértékben egymást, hogy működésképtelenné tették volna a forgást a generátorral összekötve. Tehát a megoldás jó volt. Ezt meg lehet építeni nagyban is, tovább is fejlesztettük már nagyobb hatásfokúra a gépet, a tervek megvannak. A cél az, hogy 220 V-ot termeljünk. Mivel hogy a siló igen rossz állapotban van már, főleg a létra rajta, nem másztam fel. A képek lentről készültek, ezért nem látszik a nagy kerék

a fotón. 2. ábra A siló, rajta a széllapátokkal A Föld elektromos energiájának hasznosítása Ez egy érdekes megoldás arra, hogyan hasznosíthatjuk a Föld elektromos energiáit. Megjegyzés: Már elöljáróban szeretném elmondani, hogy az itt leírt módszert kipróbálva sajnos sokkal kevesebb áramot kaptunk, mint azt a cikk szerint kapni kellett volna! Két módszerről lesz szó, bár alapjában mind a kettő ugyanazt az elvet használja. 1. Rézcső és cinkrúd használata 1. Szükséged lesz 12 db 10 cm magas és 2 cm átmérőjű rézcsőre Ragaszd le mindegyik felső felét 2,5 cm hosszan, körbe. 2. Vörös sprével fújd le körben a külsejét, a belsejét viszont nem kell! Hagyd száradni 24 óráig, majd vedd le a 2,5 cm-es részt védő ragasztó csíkokat. 3. Vidd ki a csöveket oda, ahol használni akarod őket Verd le őket kalapáccsal úgy, hogy a felső 2,5 cm-es rész álljon csak ki a földből, viszont ez a 2,5 cm-es rész nem

érintkezhet a földdel! A föld legyen nedves, de ne vizes! 4. Most húzd ki őket, majd mindegyik gödör aljába tegyél egy vastag nejlont Ne rögzítsd őket a cső aljához, hagyd lazán, hogy az esővíz ki tudjon folyni a csövekből. 5. Tedd vissza a csöveket a helyükre, majd mindegyik közepébe tegyél egy 5 cm hosszú cinkrudat. 1. ábra Egy darab réz-cink földelem kialakítása 6. Sorosan kösd őket össze Használj csipeszes vezetékeket vagy forraszd össze őket a csövekkel. Ha a csöveket hosszabb ideig tervezed a szabadban hagyni, akkor mindenképpen a forrasztást válaszd és fesd be a forrasztásokat, így védve azokat a környezet viszontagságaitól. Az eső fogja újratölteni az "elemedet" Amennyiben több áramra van szükséged, úgy vegyél több rézcsövet és cink rudat, azokat szintén kösd sorba, majd az így kapott újabb 12 db-ból álló sort kösd össze párhuzamosan az előző sorral. Annyi sort köthetsz párhuzamosan,

amennyit csak akarsz Ez egy nagyon erőteljes rendszer, mivel a föld felszínének áramait és a föld alatti rádióhullámok energiáit gyűjtöd vele össze. 2. ábra Az áramok és a feszültség növelésére az egyes elemeket sorosan és párhuzamosan is összeköthetjük 7. Ha mélyebbre teszed a rézcsöveket, akkor nagyobb feszültséget és áramot kaphatsz Ennyi. Igen, ez nagyon egyszerű. De ez több, mint amit látsz Ki lehet nyerni akár 220 V egyenfeszültséget is egy nagyon kicsi helyről, csak több csövet kell alkalmaznod, ha nagyobb áramerősséget akarsz. Ha kis helyen akarsz több áramot, akkor mélyebbre kell ásnod a földben. Ha mélyebbre mész, nagyobb feszültséget és több áramot kapsz. Hallottam egy fejlesztőről, aki 24 V feszültséget és 1-2 Amper közötti áramot állított elő egyetlen rézcsővel és cinkrúddal. Milyen mélyre mehetett? Nem tudom biztosan, de miközben ezeket a sorokat írom, azt tervezem, hogy mindenképpen ki

fogom próbálni. Úgy képzelem, hogy a rézcső 730 cm hosszú lehetett, a cinkrúd pedig 90 cm. Ha a városon kívül élsz és sok helyed van, akkor mélyebbre mehetsz és egyúttal több földet is használsz. Ha viszont a városban laksz és a feleséged nem akarja, hogy még azt a kis földterületet is, amitek van, Te más célra használd, akkor neked olyan mélyre kell menned, amilyen mélyre csak tudsz. A csövek tetejét földdel be is fedheted Egy példa: ássál ki egy 10 cm * 10 cm 10 cm-es területet és helyezd oda a földelemedet. Forraszd össze a csöveket a megfelelő módon, majd fesd be az összes vezetéket, rézcsövet és cink rudat. Ezt követően takard be az egész rendszert földdel és ültessél a tetejére füvet Senki sem fogja tudni, mi is van ott a fű alatt. Minden egyes csövet töltsél meg földdel és azt jól döngöld bele. A csövek belsejében a föld a cső felső végétől 0,6 cm magasságig legyen. Ez a feltétel automatikusan

teljesül, mikor a csöveket első alkalommal vered bele a földbe. A csövek optimális távolsága 1,25 - 2,5 cm. Ezt a távolságot alkalmazva több áramot és feszültséget nyerhetsz. Hogyan ássunk mélyre? Erre több módszer is van. 1. Kölcsönkérhetsz egy földfúrót, amit egy 2 LE-s motorral hajthatsz meg, vagy: 2. Használhatsz egy 2,5 cm átmérőjű és 12,5 cm hosszú rézcsövet Ekkor először elő kell készíteni a talajt. Legyen a föld nedves, de ne tocsogjon Verd bele a földbe a rézcsövet, majd húzd ki. Ezt követően a rézcső belsejét valamilyen pálcával vagy slaggal tisztítsd ki. A tiszta csövet ismételten verd bele a földbe Ez a folyamat párszor megismételhető. A maximálisan elérhető mélység ezzel a módszerrel kb 3 méter. 2. Réz- és cinklemezek használata Ez a módszer nagyon hasonlít az előzőre, a különbség csak annyi, hogy nem csöveket és rudakat, hanem lemezeket használunk. Ez még több energia kinyerését teszi

lehetővé Réz és cinklemezek (vagy alufólia) használatával még nagyobb áramerősséget érhetünk el. Ez az áram három forrásból származik: 1. A föld víz és savtartalmából 2. A Föld által átalakított energiákból, és 3. Az égből és a külső térből átalakított energiákból Megjegyzés: A 3. pontban megadott információ nem tűnik túl valószínűnek, mivel itt egy "közönséges" galvánelemről van szó. Minél több lemezt használsz, annál nagyobb lesz az elem teljesítménye. A rézlemez alkotja a pozitív pólust, ennek a föld felé kell néznie, az alumínium vagy cinklemez pedig a negatív pólust alkotja, ennek az ég felé kell néznie. Minden egyes lemez közé helyezz egy pamutszövetet, majd ennek a tetejére szórjál 0,6 cm-es magasságban nagyon tiszta (tehát nagy kövek, kavicsok és mindenféle gaz nélküli) földet. 3. ábra A lemezek és a pamut méretei Ezt minden egyes lemez közé el kell helyezni. Először

kisebb darab lemezeket használj, hogy magadnak bebizonyítsad az elv működőképességét, ezt követően növelheted a lemezek méretét és azok számát. 4. ábra A földelem oldalnézetben Ássál egy gödröt a földbe, majd készítsd elő a rétegeket a gödrön kívül vagy abban. Amennyiben megtanulod, hogyan lehet a rétegeket a gödrön kívül előkészíteni, úgy egy nagyon mély gödröt áshatsz, amibe több száz réteget is elhelyezhetsz. Ez 1 V-ot és kb 30 A-t eredményez. Amennyiben sokáig nem esik az eső, úgy 2-3 naponta locsold meg a földelemeket, de csak annyira, hogy a föld nedves legyen. Az angol nyelvű eredeti szöveget itt találhatod. Eddig tartott a cikk, egy fontos dologról azonban még említést kell tennünk. Az elektromos áram a lemezek oxidációját okozza, ezért azokat időközönkét, mondjuk úgy fél évente ki kell venni a földből és meg kell tisztítani. A házunk fűtése - Bevezető Az előző oldalakon

megismerkedtünk pár olyan módszerrel, melyek kiválthatják a házunk hagyományos hálózati áramellátását, a most következő fejezetben pedig a házunk fűtésének és a víz melegítésének sokkal olcsóbb és gazdaságosabb módszereiről olvashatsz. Először két alternatív fűtési megoldással ismerkedhetsz meg: az üzemanyag nélküli fűtővel és a víz lebontásával keletkezett hidrogén elégetésével. Ezek csak inkább érdekességként szolgálnak. Ezt követően a hőszivattyúkról olvashatsz Jelenleg hazánkban is kezd terjedni, bár még csak nagyon lassú ütemben a hőszivattyúk használata. Ez olyan készülék, amely a környezet alacsony hőmérsékletű hőforrásait magasabb hőmérsékletre emeli. Megismerkedhetsz a hőszivattyú működési elvével, végül pedig a hőt árammá alakító hőturbinák működését ismertetjük. Üzemanyag nélküli fűtő Az itt következő leírást egy ismeretlen szerző munkája alapján fordítottam. Az

üzemanyag nélküli fűtő egy egyszerű és viszonylag könnyen megépíthető eszköz, mely bizonyítottan működik! Néhány kritizáló azt kifogásolja, hogy ezen fűtő működési elve a fizika alapvető törvényeivel ellenkezik, hiszen a hatásfoka eléri, sőt meg is haladja a 100 %-ot. Egyértelmű, hogy az atomok belső energiáját csapoljuk meg. Mikor csapdába ejtünk egy atomot és súrlódás vagy hőmérséklet formájában nyomást gyakorlunk rá, akkor érdekes dolgok kezdenek történni. Pauli kizáró elve kimondja, hogy két elektron nem teheti egyszerre ugyanazt, nem keringhet ugyanazon a pályán és legfőképpen nem kerülhetnek túl közel egymáshoz. Minden alkalommal, mikor egy elektront egy másik elektron közelébe erőltetünk, a másik eltávolodik, azaz nem kering ugyanazon a pályán tovább. Tehát minden alkalommal, mikor egy elektron arra kényszerül, hogy megváltoztassa a pályáját vagy az energiaszintjét, egy fotonnyi fényt, azaz

hőenergiát bocsát ki! Minden elektron, mely megváltoztatja az energiaszintjét, elektronok egész sorát kényszeríti arra, hogy azok is ugyan azt tegyék. Az egész olyan, mint egy kisebbfajta láncreakció Minden otthoni kazán vagy távfűtés elektromos ventillátorral fuvatja a felforrósított levegőt a fűtendő helyiségbe (vagy elektromos pumpával hajtja a felforrósított vizet a radiátorokba). Mi ezt a motort egyszerűen más célra használjuk A belső rotor dobja idézi elő a feljebb említett atomi szintű láncreakciót a rotor dobjának külső felén lévő folyadékban. Egy 5 A-es napelemet használhatunk arra, hogy meghajtsuk a ventillátor motorját, ez elegendő ahhoz, hogy az atomi szintű reakció beinduljon. Lehetséges az is, hogy egy kis elektromos ventillátor motorját használjuk, mely 12 V-on 3-5 A egyenárammal működik. Ezt egy napelemmel meg lehet hajtani, mely még az akkumulátorok utántöltését is biztosíthatná. Már sok éve

igyekeznek a tudósok megoldást találni arra, hogy a házak fűtését napelemekkel oldják meg, de eddig még nem jártak sikerrel, mert a fűtéshez túl sok elektromos energia szükséges. A napelemek költsége eléri a 3 millió Ft-ot, s még így sem biztosít elegendő hőt. A problémára a megoldást az üzemanyag nélküli fűtő jelentheti. Az üzemanyag nélküli fűtő az atomok súrlódását használja fűtésre, nem pedig az üzemanyag elégetésekor keletkező hőt. Ezzel a megoldással egy átlagos ház fűtését havi 2-3 ezer Ft-ból megoldhatjuk, vagy akár ingyenesen is, ha napelemet vagy Ingyenenergiás motort használunk a ventillátor motorjának a meghajtásához! Működési elv Több módja is van annak, hogyan lehet megépíteni egy egyszerű, működő modellt. A rotor és az álló rész ugyanazzal a geometriai alakzattal rendelkezik: lehet kúpos vagy henger alakú. Ha úgy gondolod, kezdd egy kis méretű modellel két konzerves dobozt alkalmazva. A

külső doboz belső fele és a belső doboz külső fele között legyen kb 3 mm-es hézag, míg a belső és külső doboz alja között kb. 1,5 mm-es távolság Használhatsz kézi fúrógépet, de jobb, ha állványra szerelt fúróval dolgozol. A fúróval megforgathatjuk a belső dobozt, mely beindítja az atomi reakciót a külső doboz alján lévő olajban. Én is építettem konzervdobozokból fűtőt, mely 12 perc múlva már 33 °C-ot produkált. Ez nagyon jó, ha figyelembe vesszük a konzerves dobozok kis méretét Minél simább a felület, annál jobb eredményeket érhetünk el. A legtöbb konzerves doboznak a szélein kiugró karima van. Én is ezt használtam először, ennek ellenére ezt nem javaslom. A belső dobozt 1700 / perces fordulatszámon pörgettem Ez a kis bemutató arra jó, hogy bebizonyítsa, az olajban vagy vízben valóban ingyenenergiás reakciók lépnek fel. Gondosan készítsd el a konzervdobozos fűtődet, használj magas hőmérsékletű

automata szilikont az alkatrészek összefogásához. A külső dobozhoz használj valamilyen régi fedőt, amit szilikonnal ragasszál hozzá. Egy lyukat kell fúrnod a fedő közepébe a tengelynek. 1. ábra A konzerves dobozokból készült fűtő felépítése A súrlódás okozza ezt a hatást, de nem az a fajta súrlódás, amire gondolsz. Ez atomi szintű súrlódás. Talán úgy gondolod, hogy a rotor tengelye és a tengelytartó közötti súrlódás okozza ezt a rengeteg hőt. Tévedés! Miután elkészült az első prototípusod, először próbáld ki olaj vagy víz nélkül, az eredmény nulla lesz. Nem fogsz kapni semmit! Ezután öntsél egy kis olajat az edény aljára és pörgesd meg ismét. Hoppá! Érted már, hogy mire gondolok? Ekkor atomi szintű reakció játszódik le, amiről én azt gondolom, hogy ez hideg fúzió és a kísérleteim alapján ez egy biztonságos reakció. Sok száz ember használja már ezt a fajta fűtőt és még semmilyen problémáról

sem hallottam. Vannak olyan lehetőségek is, melyekkel ezt a készüléket még jobbá tehetjük. Úgy hiszem, hogy a folyadék molekulái jönnek mozgásba az álló és forgó hordók közötti súrlódó görgetés miatt. A legkülső átmérőnél a legnagyobb a molekulák sebessége, ami fokozatosan csökken az aljához közeledve. Az alumínium a legjobb anyag a külső, álló hordónak. Egyfajta mechanikai rezonancia is létrejöhet a folyadékban adott hőrezgésen, ami növelni fogja a hőtermelést. Másfajta konstrukciók, méretek és formák üregességet (kavitációt) okozhatnak. A tervezés és a forma nagy jelentőségű a hatásfok szempontjából. A gyakorlatban is használható készülék A belső hordó tengelye nem megy keresztül teljesen a dobon, mivel ez elektromágneses rövidzárat okozna. Az atomok úgy mozognak, ahogy már korábban leírtuk Úgy hiszem, hogy az atomok elektromos és mágneses fluxusa okozza, hogy a belső hordó úgy működik, mint

egy rövidre zárt nagy áramú generátor, ez hozza létre a hőt. Ezért jelentkezik ilyen nagy mennyiségű ingyenenergia hő formájában. A folyadék lehet Cola (azaz valamilyen üdítő), kávé, olaj, víz stb. Úgy találtam, hogy a kenőolaj adta a legtöbb hőt, de ezzel még tovább fogok kísérletezni. Ha olajat használsz, akkor azt a fűtő 5-10 év alatt fogyasztja el. Ezt a készüléket arra is használhatod, hogy a vizet melegíted vele vagy elektromos áramot generálhatsz gőzturbinával. 2. ábra A tényleges üzemanyag nélküli fűtő Megjegyzések a 2. ábrával kapcsolatban: • • • • A tengely mérete a rajzon 13 mm, de ez lehet bármilyen más méretű is A belső hordó lehet acélból, saválló lemezből vagy más fémből. Készülhet akár egy festékes dobozból is Az alsó lemezt mi lézervágóval vágtuk egy 6 mm-es acéllemezből. Az alsó és felső lemez átmérője meg kell egyezzen. Mindegyik lemezen vannak fúrva lyukak, melyeket

aztán kisorjáztunk A külső hordó tetőfedésre alkalmas alumíniumból van, melyet a színesfém boltokban lehet kapni • A belső henger tengelytartóját két anya és két alátét alkotja 3. ábra A fűtő felülnézetben A teljes rendszert a következő, 4. ábra mutatja 4. ábra Az üzemanyag nélküli fűtő és a vezérlő/energiaellátó rendszer A következő ábra a fűtő összeszerelését és méreteit ismerteti. 5. ábra A fűtő méretei és összeszerelése A motor hűtése Többféle módszer van, hogyan lehet megtervezni a fűtőt. Itt következik egy másik lehetőség, mely csökkenti a motor terhelését azáltal, hogy a motort a ventillátorral hűtjük. Minél melegebb a motor, annál több áramot vesz fel. Ezzel a hűtéssel tehát csökkentjük a fogyasztást és egyúttal növeljük a motor hatásfokát is. Úgy kell elhelyezni a hűtőventillátor lapátjait, hogy azok lefelé fújják a levegőt, a motor felé. 6. ábra A motor

hűtése Az üzemanyag nélküli fűtő elkészítése Elsőként készítsük el a külső hordó felső zárólapját. 7. ábra A külső hordó felső zárólapja .Ezt követően a külső hordó alsó zárólapját 8. ábra A külső hordó alsó zárólapja .Majd a külső hordó oldallapját 9. ábra A külső hordó oldallapja Az alumínium lemez megmunkálása Jelöld meg az alulemez egyik végét filctollal és írd oda, hogy "Indulási oldal", majd a felső zárólapon is jelöld meg a három csap egyikét "A" betűvel. Ezt követően az alumínium lemez egyik hosszabb oldalán a széltől 6 mm-re húzzál egy egyenes vonalat. Ezen vonal mentén fogod görgetni a felső zárólapot, mikor bejelölöd a csapok helyét. Mindegyik lyukat a lemez felső felén kell megjelölnöd. Kezdd el NAGYON lassan görgetni a felső zárólemezt jobbról balra, s mikor a csapokat pontosan takarja a lemez, akkor a lemezen jelöld meg a helyét. Folytasd a

görgetést és jelöld meg a többi csap helyét is. A megjelölt részeken kell kifúrnod a 3 mm átmérőjű lyukakat, összesen 4 db-ot Igen, a felső zárólap valóban csak 3 db csapot tartalmaz, de a 4. lyuk az már az első lyuk felett lesz, mikor a lemez záró vége takarni fogja a lemez induló végét. Óvatosan görgesd a fedőlapot, nehogy elcsússzon! Hagyd, hogy a fedőlap súlya végezze a munkát. 10. ábra A furatok helyének megjelölése az alumínium lemezen Végezd el ugyanezeket a műveleteket az alsó zárólappal is. Figyelj arra, hogy az alsó zárólapot a lemez alsó széléhez helyezd! Miután minden lyukat megjelöltél, fúrd ki a 3 mm-es lyukakat. Legyél nagyon pontos, ellenkező esetben a lemezen lévő lyuka nem fognak a zárólap csapjai felett lenni. A lyukak kifúrása után ragaszd ideiglenesen az alulemez egyik végét egy 40 mm X 300 mm-es fémcsőhöz és hajlítsad meg a lemezt a szükséges formába. Ezt mutatja be a 11 ábra. 11.

ábra Az alumínium lemez hajtogatása Tekerd az alulemezt a cső köré néhányszor addig, míg az nem fog íves formával rendelkezni. Amint ez meg van, ellenőrizd le, hogy a furatok a csapok felett vannak-e? Használj kis méretű csavarokat, először az alsó zárólapot, majd pedig a felsőt erősítsd ideiglenesen a lemezhez. Ha minden furat a csapok felett van, akkor vedd ki a csavarokat, és kezdd az alsó lappal, használj 700 °C-os rezet és epoxit. Kezdd el visszacsavarni a csavarokat az alsó zárólapba. Mikor az utolsó furathoz érsz, ott két rétegű lesz a lemez Az alulemez takaró részénél kívülről használj PC-7 epoxit, belülről pedig rézzel fedd be a teljes csatlakozó élt. Végül csavard be az utolsó csavart is Ezt követően csavarozd a lemezhez a felső zárólapot. Ne használj egyenlőre epoxit, legalább is addig ne, amíg nem próbálod ki a fűtőt. Ragasztószalaggal fedd be a lemez takaró részét és hagyd így az egész hordót 24-36

óráig. Már rendelkezel a nagyon jól záródó külső hordóval. Vedd le a ragasztó szalagot és a rézzel és epoxival erősítsd a takarólemezt a hordóhoz. Ez erősebbé teszi a külső hordót és a szigetelése is jobb lesz. Ezt követően a hordó alsó zárólapja és az oldallemez közötti részt belülről rézzel majd pedig epoxival vékonyan vonjuk be s hagyjuk száradni 3 napig. (Tudom, hogy már égsz a vágytól, hogy beüzemelhesd a fűtőt, de ha türelmesen vársz három napot a száradással, akkor később még hálás leszel nekem.) Most pedig jöjjön a festékes doboz. Jelöld meg a doboz tetejének, majd pedig az aljának a közepét. Ha úgy gondolod, hogy nem tudod pontosan a közepén megjelölni, akkor keress egy kisebb műhelyt, ahol kifúrják neked a lyukakat középen. Ha nem a közepén lesz a furat, akkor a forgórész excentrikus lesz, ami egy idő után a motort károsíthatja. Miután kifúrtad a lyukakat, a doboz tetejébe helyezd el a 6

mm X 10 mm-es tengelyt. Végül is a tengely lehet hosszabb is, ha akarod. Két alátéttel és két anyával erősítsd a tengelyt a doboz tetejéhez. Ezt követően a doboz aljához erősítsél egy gépcsavart, szintén két alátéttel és két anyával. A csavar menetéből kb. 9 mm nyúlik ki a doboz aljából Emlékezz, hogy kb 6 mm-es résnek kell lennie a festékes doboz alja és a külső hordó alja között. Én kb 3 mm-es mélyedést számolok a külső doboz alján lévő központi furatnak. A festékes doboz alján és tetején levő anyákkal állítsd be a hordót úgy, hogy az ne mozogjon se felfelé, se lefelé. A felfelé és lefelé megengedhető maximális elmozdulás legyen 1,5 mm. Most már beöntheted az olajat a külső hordóba, ezután helyezd a festékes kannából kialakított belső hordót a helyére, végül pedig zárd le a külső hordót a tetejével. A 3 mmes átmérőjű tengelynek át kell mennie a felső zárólapon levő lyukon A festékes

kannát nagyon könnyen lehet forgatni szabad kézzel, ha mindent jól csináltál. Ezt követően helyezd el a fűtődet a fúrógéped állványára és forgasd meg a fúróval 1500 / perces fordulatszámon. Erősíts egy hőmérőt a fűtő külső falára és figyeld, hogyan emelkedik a hőmérséklete. Írd le, mennyi a szobahőmérséklet Ha mindent jól csináltál, a hőmérsékletnek nagyon gyorsan kell növekednie. Minél nagyobbra készíted a fűtőt, annál jobb. Mikor látod, hogy működik a fűtőd, akkor nekiállhatsz, hogy megtervezd a motor rögzítését stb. Az üzemanyag nélküli fűtő, "C" modell Az itt következő leírás segítségével még több hőenergiához juthatunk, miközben a korábbi modellnél említett módon a rotort itt is festékes edényből alakítjuk ki. Ezt az újítást a "Creative Science and Research"-nél Rick és Dave dolgozta ki. Talán nem tudtad, hogy ha egy acélhordót erős mágneses mezőben forgatunk,

akkor az hőt generál a fémhordóban. Ez úgy működik, mint egy rövidre zárt generátor Ha ezt egyesítjük az olajsúrlódási módszerrel, akkor ez még jobb hatásfokot fog biztosítani. 12. ábra "C" modell Mint a 12. ábrán láthatod, 4 db magasfeszültségű pulzáló elektromágnest használok A vasmag nem olyan, mint a transzformátorokban vagy más mágnesekben használatos vas. Mi azt akarjuk, hogy ez a fém állandó mágnessé váljon a köré tekert tekercsben folyó pulzáló áram hatására. Ezért egyszerű vasból készült magot használok Más esetekben a mérnökök nem akarják, hogy a fémből állandó mágnes legyen, de ebben az esetben éppen ez a cél, méghozzá annyira, amennyire ez csak lehetséges. Ez energiát fog megtakarítani, ráadásul egy erősebb pulzáló elektromágnest fog eredményezni, ami még több hőt generál egy ilyen kis méretű készülék segítségével. A vasmagot lézerrel vagy valamilyen más módon kell

ívesre vágni, minden egyes darabjának a vastagsága 3 és 6 mm között legyen. Az áramimpulzust Ed Grey elektromos szabadalmához hasonlóan állíthatjuk elő, ahol a napelem 12 V-os egyenáramát kondenzátorokat használva tudjuk megnövelni 600 V-ra és 1 A-ra, a rendszerből nyert ingyenenergiát pedig összegyűjtve visszavezethetjük a 12 V-os akkumulátorba. Szükséged lesz még egy feszültségszabályozóra is, mely a napelemről jövő feszültség értékét 12 V-on tartja. Természetesen a rendszer a hagyományos hálózatról is üzemelhet, s még így is nagyon jó hatásfokot tudunk vele elérni. Az angol nyelvű forrást itt találhatod. Megjegyzések: 1. A szerző azt javasolja, hogy ezt az üzemanyag nélküli fűtőt áramtermelésre is felhasználhatjuk, mégpedig úgy, hogy a keletkezett hővel egy turbinát hajtunk meg. Ez érdekesnek látszik, bár ahhoz, hogy ez igazán hatékonyan működjön, a rendszer hatásfokának nagyon magasnak kell lennie.

Ha a turbina hatásfoka 25 %-os, akkor még a fűtő 400 %-os hatásfoka mellett is az áramtermelés (csak) 100 %-os lenne. Tehát akkor nyerhetünk ki ingyenenergiát a rendszerből áram formájában, ha a fűtő hatásfoka meghaladja a 400 %-ot. 2. Az viszont már jobban hangzana, ha a keletkezett hő először meghajtaná a turbina lapátjait, s csak utána jutna ki a fűtendő helyiségbe vagy a hőcserélő rendszerbe. Ekkor a keletkezett áramot visszavezethetnénk a fűtő motorjába, ezáltal csökkentve annak tényleges áramfelvételét. Kapcsolódó kísérletek: • Üzemanyag nélküli fűtő 1 Zoli üzemanyag nélküli fűtője Zoli, elolvasva az üzemanyag nélküli fűtő leírását egyből nekiállt egy kisméretű, festékes dobozból álló fűtő megépítéséhez. A kísérlet A kísérlet célja az volt, hogy mielőtt egy nagyobb méretű fűtőt építene, igazolja a működési elv helyességét és választ kapjon pár olyan kérdésre, melyek a

leírásból hiányoztak. Zoli a következőket írta: "Csak összedobtam egy egyszerű gépet. 11 cm széles és kb 18 cm magas festékes doboz köré 1,5 mm-es vaslemezből csináltam hordót, amit körbe lehegesztettem. Első próba 12 perc, itt abbahagytam, mert mennem kellett és kb. 45 °C fokos lett Az a baja, hogy a festékes doboz nem nagyon bírja, már kezd szétesni. Oszlopos fúrógéppel hajtottam meg, az ékszíjat beállítottam és 1880/perces fordulatszámon pörgettem. Kb 1,5 dl olaj volt benne, ez kb. 2 cm magasan az alján Amúgy nagyon finom műszerolajat használtam, de ki akarom próbálni autóból kiengedett fáradt olajjal is, mert az tele van nagyon finom fémszemcsékkel, hátha javít valamit." 1. ábra Az összeszerelt fűtő a fúró állványon "Később a festékes doboz szétesett, csak egy-két próbára volt elég. Vettem újat 200 Ft-ért és újra összeraktam. Most már precíz Ganzos mérőműszerrel mértem, de 40 °C-nál

nem ment feljebb 30 perc után sem. 30 °C-ig gyorsan, 8-10 perc alatt, utána lassabban melegszik. Kb 18 perc alatt lett 40 °C-os. Remélem a nagyobb jobb lesz A kezdő hőmérséklet +6 °C volt" Zoli a következő képen látható mérőműszerrel határozta meg a hőmérsékletet. 2. ábra A hőmérő A fűtő melegedési görbéjét a következő ábrán láthatod. 3. ábra A fűtő melegedési görbéje A paraméterek Mikor Zolitól a pontos méreteket és paramétereket kérdeztem, a következőket válaszolta: "A belső forgó szabványos festékes doboz, ezt különböző méretekben lehet kapni a festékboltokban. • • • • Teljesen fényes acél Falvastagsága: kb. 0,3-0,5 mm Átmérője: 110 mm Magassága: 130 mm A külső hordó • • • • 1,5 mm-es acél test Belső átmérője: 116 mm Külső átmérője: 119 mm Magassága : 150 mm. 4. ábra A fűtő külső és belső hordója 5. ábra Az összeszerelt fűtő "Nagyon

kevés olajat kell beletenni, mert ha sok van benne, akkor nagyon megfogja a hajtó motort, szinte el se indul. Ezen kívül a belső hordót a sok olaj megemeli. Annyi olaj kell, hogy éppen elérje a belső hordó alját Ahogy forog, ezt a kis olajat szépen fel is keni az oldalára. Én tettem rá egy kis furatot is a tetejére, ahol bedugtam a hőmérő szondáját. Ez egy Ganz szonda, mely 0-1200 °C-ig mér, de ezen a kis lyukon a tetején - az a kevés olaj is kezdett feljönni 6. ábra A fűtő felülnézetben a hőmérő bevezetésére szolgáló furattal A fűtő maximális fordulatszámát az ékszíj állításával lehet szabályozni. Én az 1880/perces fordulatszámot használtam! A fúró adattábláján ez szerepelt: • • • • A lehetséges fordulatszámok: 520, 900, 1370, 1880 és 2620/perc 230 V - 50 Hz 0,25 kW - 0,33 PS 60 % ED" 5. ábra A fúró adattáblája További tervek Mint az elején már szó volt róla, ez csak egy kis fűtő volt,

aminek a célja a működési elv tesztelése volt. Zoli azonban ennél többet szeretne: "Nekikezdünk csinálni egy nagy gépet, precízen esztergálva, csapágyazva stb. Ezt megpróbáljuk tele tenni olajjal és teszünk rá egy tágulási tartályt is, mert ahogy nő a hő, úgy nő a nyomás és az olaj térfogata, ami viszont nagyon terheli a motort. Ezzel viszont ezt kikerülhetjük Van itthon négy darab alumíniumból készült PB gázpalack, amit már semmire sem használunk. A méhtelepen is csak kb 2-3 ezer Ft-ot adnának érte, így hát egyet szétvágok és az kitűnő lesz a nagyobb gép megépítésére, mert nagy a falvastagsága és meg lehet esztergálni úgy, hogy egybe menjen. Csak a lezárásait kell megoldani. Ezen kívül van apósomnak régi, nem használt, 120 literes vízmelegítő bojlere, ami nagyon jól tartja a hőt, jól van szigetelve, de rossz benne a fűtőszál. Ebbe építem bele a dobot. A bojler elektronikája megmarad és ha eléri a

kellő hőfokot, akkor lekapcsolja a motort a fűtőszál helyett. Ehhez majd az kell, hogy az új gép legalább 80-150 °C-ot produkáljon, hogy át tudjon adni megfelelő hőmennyiséget." Kiértékelés Az eddig rendelkezésünkre álló adatok alapján a fúró teljesítményfelvétele a maximális 2620/perces fordulatszámon 250 W. A fúró tényleges teljesítményfelvétele azonban ennél valószínűleg kisebb volt, mivel a terhelés és a fordulatszám állandó volt. Ezért vegyük csak a maximális teljesítményfelvétel 70 %-át, azaz 250 * 0,7 = 175 W. Ez a teljesítmény hőenergiában kifejezve egy óra alatt: E fúró = 0,175 * 3,6 10^6 = 0,63 MJ. Megjegyzés: Ahhoz, hogy a motor tényleges teljesítményfelvételét pontosan meg tudjuk határozni, ki kell mérni a motoron átfolyó áram erősségét és a rajta eső feszültség nagyságát. Hogy ebből a befektetett villamos energiából mennyi hőenergiát kapunk, azt a StefanBoltzmann törvény

segítségével tudjuk meghatározni. (Erről pl itt olvashatsz bővebben) E = σ * A T^4 ahol: • • • σ - a Stefan-Boltzmann féle állandó [ 5,75 * 10^-8 J/(m2secK^4) ] A - A fűtő felülete [ m2 ] T - a fűtő hőmérséklete Kelvinben kifejezve [ Ez 40 °C-nál 313 K ] Először számítsuk ki a fűtő külső palástjának a felületét. A = 2 * Pi r (m + r) ahol: • • m - a fűtő külső hordójának a magassága [ 150 mm = 0,15 m ] r - a fűtő külső hordójának a sugara [ 59,5 mm = 0,0595 m ] Ebből kiszámolhatjuk, hogy a fűtő külső hordójának a felülete: A = 2 * 3,14 0,0595 (0,15 + 0,0595) = 0,079 m2 A másodpercenként kisugárzott energia tehát: E = 5,75 * 10^-8 0,079 313^4 = 43,6 J Ez egy óra alatt: E fűtő = 43,6 * 3600 = 0,157 MJ A hatásfokot ezek szerint a következőképpen határozhatjuk meg: η = E fűtő / E fúró η = 0,157 / 0,63 = 0,249 => 24,9 % A hatásfokot befolyásoló tényezők • • • • • A motor

típusa - A fűtő pörgetéséhez használt motor típusa erősen befolyásolja a hatásfokot. Ha olyan motort használunk, aminek nagyon kicsi a teljesítményfelvétele, akkor a hatásfok radikálisan növelhető A leírásban a szerző 12 V-os és 3-5 A-es motort javasol. Ez csak max 60 W, szemben a fúrónál számolt 175 Wtal, vagyis ez a hatásfokot megháromszorozná A fordulatszám - Az optimális fordulatszám beállításával tovább növelhető a hatásfok. Ezt kísérletekkel határozhatjuk meg A külső hordó anyaga - A leírásban alumíniumot használnak, Zoli viszont acéllemezből alakította ki a külső hordót A fűtőben használt közeg - Ennek megváltoztatásával szintén módosíthatjuk a hatásfokot A fűtő mérete - Ha a nagyobb méretű fűtő ugyanakkora hőmérsékletre történő melegítéséhez ugyanakkora teljesítményt vesz fel a rendszer, mint ennél a kisebb méretű fűtőnél, vagy legalább is nem egyenesen arányos a motorból felvett

teljesítmény és a fűtő mérete (ami elképzelhető), akkor ez a hatásfok még tovább javítható. A felület megnövelésével a hőmérsékletet szeretnénk növelni Mint látjuk, Zoli kísérletével még nem sikerült a leírásban említett 100 %-os hatásfok fölé jutnunk, de ez csak az első kísérlet volt. Fűtés vízbontással Ezen az oldalon olyan fűtési módszerről olvashatsz, amit az egyik olvasó, Péter javasolt, én csak egy kicsit eltöprengtem rajta és egy-két apróságot módosítottam. Az alapelv viszont tényleg érdekes. Péter javasolt egy lehetséges fűtési megoldást, mely a vízbontási eljárást hasznosítaná, csak egy kicsit másként. "A Fénykapun olvasottak szerint a durranógáz 2500 °C-on ég igen gyorsan, a víz ezen a hőmérsékleten önmagától bomlik szét alkotóira, vagyis durranógázra. Ez rögtön be is gyullad, mert a hidrogén gyulladáspontja 575 °C. Ha minden jól megy, akkor ez egy körfolyamat, és ha ezt

kihasználjuk, akkor kapunk egy erőművet. Le is rajzoltam az elképzelésemet: 1. ábra Péter Erőmű modellje A működési elv a következő: A képen látható két kalapformájú edényt megtöltjük, és közé elektródát szorítunk. Az összeerősített edényt felmelegítjük 100 °C fölé, hogy a víz gőzzé alakuljon. Ezután egy szikra segítségével beindítjuk a folyamatot, amit szerintem csak az edény elhasználódása állíthat meg. A keletkező hőt már csak fel kell fogni valami arra alkalmas készülékkel. Vízbe „mártva” gőzgép is készülhet belőle. A problémám csak az, hogy nem vagyok fizikus, ennél fogva nem tudom kiszámítani az önfenntartó folyamathoz szükséges méreteketí és mennyiségeket." Péter javaslatán elgondolkozva a következő módosítást javasolnám: A vizet 100 °C fölé melegítve az még nem gyullad be, mivel akkor is csak vízmolekulák lennének a tartályban - igaz, más halmazállapotban - ami még

nem gyúlékony. Ha viszont a víz egy kis részét elektrolízis segítségével bontanánk le durranógázra, akkor az már begyújtható lenne. A kérdés csak az, hogy mennyi vizet kell lebontanunk ahhoz, hogy a keletkezett gázt meggyújtva az a maradék vizet is le tudja bontani. Ezzel kapcsolatban a vízautó témakörénél a "víz és hidrogénszükséglet" oldalon találhatsz számításokat. A lényeg az, hogy a lebontott hidrogén fűtőértéke érje el a maradék víz fűtőértékének az 1/6-át. Ebben az esetben a folyamat valóban önfenntartó lenne. A másik kérdés az, hogy mennyi hő keletkezik a folyamat során és azt hogyan tudjuk elvezetni? Mivel a folyamat többletenergiát termel, ezért azt el kell vonni a rendszerből, nehogy megolvadjon a tartály. Azt is el tudom képzelni, hogy biztonsági szeleppel ellátva a gáz egy részét - és ezáltal a felesleges hőt - el tudjuk vezetni. Felesleges hő alatt azt a hőt értem, ami a

fűtőrendszerben lévő radiátorokon átfolyó víz melegítése után még megmarad. Ekkor azonban időről időre után kell töltenünk az edényt vízzel, hogy a gázveszteséget pótoljuk. A harmadik kérdés a tartájban uralkodó nyomás. Az egész "kazán"-t úgy kell méretezni, hogy a magas hőmérsékleten keletkező nagy nyomás hatására az ne robbanjon fel. Ehhez - a helyes méretezés mellett - egy biztonsági szelep alkalmazása is szükséges. A folyamat leállításához szintén egy szelepet használhatnánk, ahol a gázt fokozatosan kiengedve tudnánk leállítani az égést. Megjegyzés: Az itt felvázolt javaslat kipróbálását csak gondos számítások és alapos szakismeret mellett javaslom! A durranógáz, mint a nevéből is következik, nagyot tud durranni, ha azt meggyújtjuk. A javaslatban szereplő kazán szintén könnyen felrobbanhat, ha nem megfelelően van méretezve és kivitelezve! Légy óvatos, ha ezekbe a kísérletekbe kezdesz!

A hőszivattyú A hőszivattyú sok helyen szerepel az Interneten magyar nyelven is, bár azoknak az információknak a célja nem a működés ismertetése, hanem inkább csak reklámozás. Ezen az oldalon egy kicsit alaposabb betekintést kaphatsz a hőszivattyú működési elvébe. A hőszivattyú működési elve A hőszivattyú olyan berendezés, melynek segítségével a környezet hőjét elvonjuk s azt fűtésre, vízmelegítésre vagy akár hűtésre használjuk. A környezeti hőt a föld, a levegő, a napsütés, a szennyvíz vagy bármilyen más hőforrás szolgáltathatja. Ezeknek a hőforrásoknak a hőmérséklete azonban viszonylag alacsony - bár nem minden esetben ahhoz, hogy azt közvetlenül tudjuk hasznosítani, ezért meg kell emelnünk. Erre való a hőszivattyú. De hogyan is működik egy hőszivattyú? Ugyanúgy, mint a hűtőgép a konyhánkban, bár a hűtő esetében hűtünk, tehát a folyamat meg van fordítva. Bizonyára már Te is jó párszor

tapasztaltad, hogy mikor a szódás szifon fejébe becsavarod a gázpatront, akkor a patron nagyon hideg lesz. Ez a nagyon hideg azt jelenti, hogy odafagyhat az ujjad. Miért hűl le a patron? Mielőtt becsavarnánk a patront, az már feltehetően jó ideje a szobában volt, ezért a patronban és a környezetben lévő gázmolekulák hőmérséklete kiegyenlítődött. Amikor kiengedjük a gázmolekulákat a patronból, annak belsejében csak jóval kevesebb számú gázmolekula marad, melyek már sokkal ritkábban ütköznek, ezért a hőmérsékletük jelentősen lecsökken. Mivel azonban ez a patron nem csak "van" egy légüres térben, hanem kívülről a levegő molekulái veszik körül, ezért a rendszer - azaz a patron belseje és külseje - egyensúlyra törekedve hőt von el a külső felén lévő levegő molekuláktól (vagy éppen az ujjunktól, ha hozzáérünk). Ez a kívülről elvont hő egy idő után megnöveli a patronban maradt gázok hőmérsékletét -

ezáltal pedig az energiáját . Innét már egyenesen következik a hőszivattyú működési elve. Hozzunk létre egy tartályt, azt töltsük fel valamilyen gázzal majd gyorsan engedjük ki belőle a gáz egy részét. Ezáltal hőt tudunk elvonni a környezettől. Ez a környezeti hőenergia azonban még önmagában elég alacsony hőmérsékleten jelentkezik. Ha viszont ezt a környezeti hő által felmelegített kisnyomású gázt összenyomjuk, akkor a hőmérséklete megemelkedik. A gáz összenyomását egy egyszerű kompresszor segítségével megoldhatjuk. A következő táblázat a különböző halmazállapotú anyagok részecskéinek kinetikus (mozgási) és potenciális (helyzeti) energiáit mutatja. E potenciális E kinetikus gáz kicsi nagy folyékony közepes közepes szilárd nagy kicsi 1. táblázat A különböző halmazállapotú részecskék potenciális és kinetikus energiája Az összenyomás során a gáz cseppfolyóssá válik, azaz a részecskék

potenciális energiája megnövekszik a kinetikus energia rovására. Ennek a magas hőmérsékletű cseppfolyós gáznak a hőjét un. kondenzátoron keresztül leadjuk egy másik közegnek, pl a fűtendő víznek. Az itt ismertetett módszert végteleníthetjük úgy, hogy a kondenzátor másik oldalán a cseppfolyósított gázt visszavezetjük abba a tartályba, ahol a környezet hőjét vonjuk el. Gondoskodni kell azonban arról is, hogy ezt a cseppfolyós gázt csak fokozatosan vezessük vissza, hogy ott az a kis nyomáson már alacsonyabb hőmérsékleten is elpárologhasson. Erre a célra egy expanziós szelepet alkalmazunk, mely a nagynyomású cseppfolyós gáznak mindig csak egy kis részét engedi át. A szelep másik oldalán megjelenő folyékony közeg alacsony nyomású és alacsony hőmérsékletű lesz. Mivel ez a hőmérséklet alacsonyabb a környezet hőmérsékleténél, ezért hőt fog elvonni onnét. A hőelvonás során viszont a folyadék elkezd párologni,

azaz ismét gáz halmazállapotúvá válik. Ezt a tartályt, ahol a folyadék elpárolog, párologtatónak nevezzük Az elpárologtatott gázt ismét összenyomjuk a kompresszorral, amitől az magasabb hőmérsékletűvé és cseppfolyóssá válik. Ezt mutatja be a következő ábra: 1. ábra A hőszivattyú működési elve Milyen gázt használjunk munkaközegnek? Olyan gázra van szükségünk a hőszivattyúban, aminek nagyon alacsony a forráspontja és csak nagy nyomás alatt cseppfolyósodik. Miért fontos ez? Mert ha a gáz forráspontja nem elég alacsony, akkor már kis nyomáson is cseppfolyós marad, így nem kezd el párologni, azaz nem von el hőt a környezetétől. Sokféle gázt alkalmaznak a különböző hőpumpákban. A régebben használt gázok klórtartalmuk miatt az ózonréteget nagymértékben károsították, ezért manapság már olyan gázok használata terjed egyre jobban, melyek amellett, hogy hasonlóan jó hatásfokkal rendelkeznek, még

környezetbarát anyagok is. Ezekről bővebben itt olvashatsz angolul Elméletileg a vizet is használhatjuk a hőpumpánál és ipari eszközöknél ez gyakori is, de itt alapfeltétel, hogy a működési hőmérséklet magas, 80-150°C körüli legyen. A hűtőszekrényeknél használt R134a jelű gáz (C2H2F4) a hőpumpánál is ideálisnak tűnik, mivel azt viszonylag könnyen és olcsón be lehet szerezni és környezetbarát, mindemellett pedig jók a paraméterei, azaz nagyon alacsony a forráspontja és csak nagy nyomás alatt cseppfolyósodik. A következő táblázat az R134a jelű gáz párolgási hőmérsékletét mutatja különböző nyomáson. A nyomás oszlopaiban megadott értékeket 100-zal elosztva azt bárban kapjuk meg (1 bar = 100 000 Pa = 100 kPa), tehát pl. az első sorban megadott 129,0 kPa = 1,29 bár. Nyomás 129,0 kPa 116,5 kPa 102,0 kPa 86,2 kPa 67,6 kPa 47,6 kPa 25,5 kPa 0,7 kPa 12,1 kPa 28,3 kPa 44,8 kPa 62,7 kPa 82,0 kPa 103,4 kPa 126,9 kPa 152,3

kPa 179,2 kPa 208,9 kPa 241,3 kPa 275,8 kPa 313,0 kPa Párolgási hőmérséklet -45,6 °C -42,8 °C -40,0 °C -37,2 °C -34,3 °C -31,7 °C -28,9 °C -26,1 °C -23,3 °C -20,6 °C -17,8 °C -15,0 °C -12,2 °C -9,4 °C -6,7 °C -3,9 °C -1,1 °C 1,7 °C 4,4 °C 7,2 °C 10,0 °C Nyomás 352,3 kPa 413,7 kPa 477,8 kPa 489,5 kPa 541,9 kPa 590,2 kPa 655,7 kPa 718,4 kPa 784,6 kPa 855,6 kPa 930,1 kPa 1008,7 kPa 1092,1 kPa 1179,7 kPa 1272,1 kPa 1370,0 kPa 1472,7 kPa 1581,0 kPa 1694,0 kPa 1813,3 kPa Párolgási hőmérséklet 12,8 °C 15,6 °C 18,3 °C 21,1 °C 23,9 °C 26,7 °C 29,4 °C 32,2 °C 35,0 °C 37,8 °C 40,6 °C 43,3 °C 46,1 °C 48,9 °C 51,7 °C 54,4 °C 57,2 °C 60,0 °C 62,8 °C 65,6 °C 2. táblázat Az R134a jelű gáz párolgási hőmérséklete különböző nyomáson A 2.táblázat adatait innét vettem 2. ábra A 2 táblázat grafikus ábrázolása (kék vonal - a forráspont a nyomás függvényében, rózsaszín vonal - a nyomás a forráspont függvényében)

Könnyen belátható, hogy a párolgás nagyobb nyomáson több energiát, azaz több hőt igényel, mivel nagyobb nyomáson a levegőmolekulák által a folyadékra ható erő nagyobb, amit csak nagyobb ellentétes irányú erővel lehet legyőzni. Az azonban már nem ilyen nyilvánvaló, hogy miért van a 2. táblázatban egy anomáliának tűnő dolog, vagyis hogy a -45,6 °C-os és a -28,9 °C-os hőmérséklettartományban a csökkenő nyomás mellett nő a párolgási hőmérséklet!? Erre az a magyarázat, hogy az R134a gáz sem ideális gáz (akárcsak a többi, gyakorlatban használt gáz), így nagy nyomáson és alacsony hőmérsékleten sajátságosan viselkedik. A hőszivattyú hatásfoka A hőszivattyú hatásfokát a kimeneten megjelenő energia és a befektetett energia hányadosaként kapjuk meg, akárcsak mint minden más rendszer esetében. Az érdekesség az, hogy ez a hatásfok meghaladja a 100 %-ot! A hatásfokot az határozza meg, hogy • • • milyen

hőmérsékletről milyen hőmérsékletre melegítjük fel a munkaközeget, milyen környezeti hőforrást használunk, a kompresszor elektromos vagy tisztán mechanikus, stb. A hőforrás függvényében a házak fűtésére használt hőszivattyúk hatásfoka 300 és 800 % között mozog éves viszonylatban: • • • levegő - 300 % talajvíz - 400 % termálvíz 20-25 °C-os csurgaléka - 500-800 % Az ipari hőszivattyúk hatásfoka ennél valamivel magasabb, mivel ott kisebb a hőmérsékletkülönbség a párologtató és a kondenzátor között. A fenti adatokat innét vettem. A szakemberek azt mondják, hogy ez a 100 %-nál jobb hatásfok nem mond ellent az energia-megmaradás törvényének, hiszen a plusz energiát a környezet hője adja. η = [(E vill*η kompr) + (E hőη hőcser)] / (E vill) ahol: • • • • • η - a hőpumpa hatásfoka E vill - a kompresszor meghajtására fordított villamos áram energiája η kompr - a kompresszor hatásfoka E hő - a

környezet hőjének energiája η hőcser - a két hőcserélő (párologtató és kondenzátor) össz. hatásfoka Mint az egyenletből látjuk, a kimeneten nem csak a kompresszorba fektetett energia bizonyos százaléka jelenik meg, hanem a hőenergia is. Ezt mutatja be a következő ábra: 3. ábra A hőszivattyú energetikai egyensúlya Az ábrát innét vettem. Mindez azt jelenti, hogy a hőszivattyú is egy ingyenenergia gép, mivel az ingyenenergia készülékeknek is pontosan ez a működési elve, vagyis hogy egy kisebb energia segítségével megcsapolunk - azaz vezérlünk - egy másik, nagyobb energiaforrást. Senki nem beszél arról, hogy a semmiből állítunk elő energiát! Ezt figyelembe véve egyértelműen kijelenthetjük, hogy a hőszivattyú ingyenenergia gép! Amennyiben a kompresszor meghajtására felhasznált villamos energiát nem az áramszolgáltatótól vásárolt árammal oldjuk meg, hanem valamilyen más módon, pl. napelemek vagy más,

ingyenenergiát előállító szerkezet segítségével állítjuk elő, akkor a rendszer valóban ingyen működtethető, csak a beszerelési költségekkel kell egyszer számolnunk! Megfelelően tervezve a hőszivattyút még az is megoldható, hogy az így termelt hő egy részét elektromos árammá alakítjuk, s azzal tápláljuk a kompresszort és a keringető szivattyúkat! Sőt, még akár az egész ház elektromos fogyasztóit is üzemeltethetnénk a hőszivattyú által termelt hő villamos energiává történő átalakításával! Erről olvashatsz majd a következő oldalon. A környezeti hőforrások A környezet hőmérsékletét a párologtatón keresztül tudjuk "megcsapolni" a következőképpen: • • • • • • talajszonda talaj kollektor masszív hőelnyelő kútvíz (talajvíz) levegőhő termálvíz Ezekről a módszerekről egy kicsit részletesebben itt olvashatsz. A cikkből kitűnik, hogy a legegyszerűbb és legolcsóbb megoldás az

lenne, ha a levegő hőjét hasznosítanánk, de télen, amikor igazán szükség volna a melegre, akkor a rendszer hatásfoka jelentősen csökken, s egy bizonyos hőmérséklet alatt (kb. -15 °C) már nem is üzemelne a rendszer Ami viszont minden lakóháznál megoldható, az a geotermikus, azaz a Föld hőenergiájának a felhasználása. Erre is van több módszer, bár a legvonzóbbnak a kútvízben rejlő hő megcsapolása tűnik, mivel így a kifúrt kutunk kis átalakításával illetve kibővítésével jóval olcsóbban meg tudjuk oldani a házunk vízellátását és a fűtést is egyszerre. A talajvíz hőmérséklete attól függően, hogy milyen mélyről hozzuk fel +4 és +10 °C között változhat. Kétféle megoldás kínálkozik: • • Nyílt rendszerű és Zárt rendszerű A nyílt rendszerű megoldásnál két, egymástól elkülönített kutat kell ásni. Az egyikből a kútban lévő búvárszivattyú keringetné a vizet a párologtatón keresztül, majd a

lehűtött vizet a másik kútba engedjük vissza. Az is megoldható, hogy a lehűtött vizet nem egy másik kútba, hanem a közeli álló vagy folyó vízbe engedjük. Ekkor a második kút fúrási költségeit megspóroltuk. A nyílt rendszerű talajvizes hőszivattyúnál külön oda kell figyelni a víz szűrésére és arra, hogy ne fagyjon be a rendszer. A zárt rendszerű megoldásnál a párologtató, azaz a hőcserélő csöveit egyből a kútban helyezzük el, s a hőpumpa munkaközege ott párolog el. A zárt rendszerű talajvizes hőpumpa tűnik a legegyszerűbben kivitelezhetőnek, különösen ha már rendelkezünk egy fúrt kúttal. A talajvizes hőpumpáról az információkat innét vettem. Van még egy hőforrás, ami nem kimondottan környezeti hő, bár mind a talaj, mind pedig a levegő ennek hatására melegszik fel. Ez a Nap hője Ezt a hőt un napkollektorokkal tudjuk megcsapolni, melyek nem azonosak a napelemekkel. A napelem villamos áramot állít elő,

míg a napkollektor hőt. A napkollektorokról pár információt olvashatsz itt, ahol még egy saját készítésű napkollektor leírását is elolvashatod (lásd itt). A napkollektorok hőmérséklete jóval magasabb, mint a talaj és a levegő hőmérséklete, ezáltal a hőpumpa hatásfoka jelentősen megugrik, ráadásul ha Te magad barkácsolod össze a napkollektort, akkor sokkal olcsóbb lesz a hőpumpád, mint ha kutat kellene ásatnod. Viszont télen vagy borús időben a napkollektorok teljesítménye csak a töredéke a névleges értéknek. Az igazi megoldás az lenne, ha a napkollektor és a talajvíz egymást segítve végezné a hőszivattyú munkaközegének a párologtatását. Kapcsolódó kísérletek: • Napfűtő Laci napenergiás kísérletei A nap hőjét próbálta hasznosítani Laci, ezért épített egy napfűtőt. Az eredményeit itt olvashatod "Egy 90 cm-es parabola antenna tányérját bevontam tükörfóliával, második nekifutásra sikerült.

1. ábra A fóliával bevont parabola antenna Először befújtam vízzel és egyben próbáltam beleragasztani a tányérba, de nem sikerült. Utána bevagdostam sugárirányban a fóliát, így sem lett jó. Végül az egészet kitéptem és hagytam megszáradni, majd 5-7 cm-es darabokra vágtam és a szélek egymást átfedve kerültek felragasztásra. Szeptember 23-án du. 17 órakor gyenge napsütésben próbáltam ki A fókuszába rakott újságpapír azonnal elkezdett füstölni, majd lángra lobbant. 2. ábra A füstölgő újságpapír 3. ábra A lángra lobbant újságpapír 4. ábra Az átégetett újságpapír A következő kísérletben vizet forraltam és hagymát pirítottam erősebb napsütésben, bogrács állványon, bográccsal." 5. ábra Hagymapirítás (távoli kép) 6. ábra Hagymapirítás (közeli kép) A Peltier hőelem Mi az a Peltier hőelem? Ez olyan félvezetőkből álló eszköz, mely elektromos egyenáram hatására hőt szállít

az egyik oldaláról a másikra. Egyre elterjedtebben alkalmazzák különböző hűtési célokra, pl. a mikroprocesszorok felesleges hőjének az elvezetésére 1. ábra Különböző méretű Peltier hőelemek A nagyobb teljesítmény elérésére több N és P típusú félvezetőt kapcsolnak sorba. 2. ábra Peltier elemek sorba kapcsolva Kicsit közelebbről az építőelemek így néznek ki: 3. ábra A Peltier hőelem építőelemei (félvezető darabkák) Bővebben pl. itt találsz információkat a Peltier hőelemekről Mi azonban pont ellenkező célra akarjuk használni ezeket a hőelemeket, azaz a két oldalán megjelenő hőmérsékletkülönbségből adódó elektromos áramot szeretnénk hasznosítani. A működési elve nagyon hasonlít a napelemekéhez, itt is egy külső energiaforrás, jelen esetben hő (nem pedig napfény) hozza mozgásba a félvezető elemek kristályszerkezetében a szabad elektronokat. Hogy ez tényleg működőképes, arról itt

láthatsz egy kísérletet. A Peltier modulok hatásfoka Ha a modulokat az eredeti rendeltetés szerint használjuk, akkor a hatásfoka a hőmérsékletkülönbség függvényében 40-70 %, de speciális módszerekkel akár 100 % fölé is vihetjük! (Erről itt olvashatsz.) Ez eddig nem is meglepő, hiszen itt hőszivattyúként üzemel. Amikor viszont fordított módon, azaz termoelemes generátorként használjuk, akkor ez a hatásfok lezuhan 3-5 %-ra. Egy Peltier elemekből álló hőgenerátor tervezésénél elsőként azt kell kiszámítanunk, hogy hány elemes modulra van szükségünk adott feszültség előállításához. Az építőelemek (félvezetők) száma: N = (5000 * U) / ΔT ahol: • • • N - az építőelemek száma U - a modul kimeneti feszültsége ΔT - a hőmérsékletkülönbség a hideg és meleg oldal között Ebből kifejezhetjük U-t: U = (N * ΔT) / 5000 Az is fontos paraméter, hogy mekkora áramot vehetünk le a modulról. Ez magának a

modulnak a geometriai kialakításától függ, amit geometriai faktornak hívunk: G = (10 * I) / ΔT ahol: • • • G - a geometriai tényező I - a modulból levehető áram ΔT - a hőmérsékletkülönbség a hideg és meleg oldal között A geometriai faktor kiszámításához ismernünk kell a modulban lévő építőelemek, azaz félvezetők fizikai méreteit. Ezt, akárcsak az építőelemek számát (N) a hőelem elnevezéséből tudhatjuk meg. Az elnevezés dekódolásához a következő táblázat nyújt segítséget, ahol példának a PE-127-14-11 jelű modult használtuk. PE 127 E: Standard F: magas hőmérsékletű 14 építőelemek szélessége építőelemek (Sz) és hosszúsága (H) száma (N) 0,14 cm 1. táblázat A hőelemek jelölésének magyarázata A geometriai tényező másik képlettel kifejezve: G = (Sz * H) / M 11 építőelemek magassága (M) 0,11 cm ahol: • • • Sz -az építőelem szélessége (cm) H - az építőelem hosszúsága

(cm) M - az építőelem magassága (cm) Összevonva az előbbi két képletet a következő egyenlethez jutunk: (Sz * H) / M = 10 I / ΔT Ebből könnyen kifejezhetjük a modulról levehető áramot: I = (Sz * H DT) / (10 M ) A modul hatásfokát a következő képlettel számíthatjuk ki: η = (U * I) / (0,03 N ΔT G) ahol: • • • • • • η - a hatásfok U - a modul kimeneti feszültsége I - a modulból levehető áram N - az építőelemek száma ΔT - a hőmérsékletkülönbség a hideg és meleg oldal között G - a geometriai tényező Van egy másik, kevésbé pontos képlet, de jó közelítéssel használható gyors számításokhoz. η = ΔT / 1500 Vegyünk egy példát, melyben a fentebb említett PE-127-14-11 jelű modult használjuk. A hőmérsékletkülönbség előállítására ugyanazt a hőszivattyút vegyük, amit az előző oldalon már ismertettünk. A hőszivattyú kimenetén megjelenő 55 °C-os vizet vezessük a hőelem egyik oldalára, a

másikat pedig hűtsük a kútban lévő kb. +5 °C-os vízzel Ekkor a hőmérsékletkülönbség ΔT = 55 °C - 5 °C = 50 °C. A valóságban azonban nem tökéletes a hőátadás, ezért mind a két oldalon számolhatunk 5 °C-os veszteséggel, emiatt a Peltier elemre jutó hőmérséklet különbség ΔT = 50 °C - 5 °C - 5 °C = 40 °C. A modul kapcsain mérhető feszültség: U = (N * ΔT) / 5000 U = (127 * 40) / 5000 = 1,016 V A modulból levehető áram: I = (Sz * H DT) / (10 M ) I = (0,14 * 0,14 40) / (10 0,11 ) = 0,71 A A modul geometriai tényezője: G = (Sz * H) / M G = (0,14 * 0,14) / 0,11 = 0,178 A modul hatásfoka ezek szerint: η = (U * I) / (0,03 N ΔT G) η = (1,016 * 0,71) / (0,03 127 40 0,178) η = 0,0265 = 2,65 % A közelítő képletet alkalmazva: η = ΔT / 1500 = 40 / 1500 = 0,0266 = 2,66 % Hogyan lehetne ezt a hatásfokot javítani? Az egyből kínálkozó lehetőség a ΔT hőmérsékletkülönbség megnövelése. Ez azonban csak bizonyos

hőmérsékleti határokig érhető el. A modulok meleg oldali maximális hőmérséklete a standard modulnál 65 °C, míg a magas hőmérsékletű modulnál 120 °C. Az azonos méretű standard és magas hőmérsékletű modulok között az árdifferencia csak 15 %, míg a kivehető teljesítmény a duplájára nőhet. Ha el tudjuk érni azt, hogy a hőmérsékletkülönbség a duplája lesz, azaz a mi esetünkben ΔT = 2 * 40 °C = 80 °C, akkor a hatásfok η = 80 / 1500 = 0,053 = 5,3 %-ra növekszik. A fenti számítási módszert innét vettem. A hőmérsékletkülönbség növelésére persze nem csak az a módszer áll a rendelkezésünkre, hogy növeljük a meleg oldali hőmérsékletet, hanem az is, hogy csökkentjük a hideg oldalit vagy akár kombináltan, azaz a hideg oldalon csökkentjük, a meleg oldalon pedig növeljük a hőmérsékletet. Az is fontos szempont, hogy hogyan csatlakozik a Peltier hőelem a környezethez. Megfelelően jó illesztés esetén a közeg

és a hőelem közötti hőátadási tényező javítható, ami végső soron a hatásfok növekedését eredményezi. A maximálisan elérhető 225 °C-os hőmérsékletkülönbség emeletes megoldásban is csak maximum 225 / 1500 = 0,15 = 15 %-os hatásfokot eredményez. Ehhez képest a hőszivattyúk átlagos hatásfoka 400 %. Ha tehát kombináljuk a hőszivattyút és a hőelemeket, akkor a rendszer teljes hatásfoka 0,15 * 4 = 0,6 = 60 %. Elméletileg ez azt jelentené, hogy a rendszer fenntartásához még 40 %-nyi energiát kellene kívülről befektetnünk. Ez a módszer tehát nem a legmegfelelőbb áramtermelésre. A gőzturbina A gőzturbinák olyan szerkezetek, melyek általában ipari méretekben állítanak elő villamos áramot - a hőből. Többféle módszer létezik a fűtéshez használt üzemanyag és a turbina meghajtási módja szerint. Kombinált üzemben, vagyis mikor a gáz és gőzturbinákat kombináljuk, viszonylag magas, akár 70-90 %-os hatásfokot is

elérhetünk. A hagyományos gőzturbinák hatásfoka azonban ennél alacsonyabb, 30-50 % közötti, amit még otthoni körülmények között is el tudunk érni. Számoljunk átlagosan 40 %-os hatásfokkal, azaz 1000 W hőből ki tudunk nyerni 400 W villamos energiát. Ha a hőszivattyúnk 400 %-os, akkor a teljes rendszer hatásfoka 4 * 0,4 = 1,6 = 160 %. Ez azt jelenti, hogy a hőszivattyú kompresszorába 1000 W villamos energiát befektetve a gőzturbinánk kimenetén 1600 W villamos energiát kapunk. Ebből a tisztán levehető energia 600 W. A gőzturbina kimenetén megjelenő gőzt pedig lecsapathatjuk és azt fűtésre használhatjuk. Ezzel most nem mondtam újat, mivel ilyen, a föld hőjét hasznosító villamos hőerőművek már legalább hatvan éve működnek. 2003-ban 840221 MW villamos áramot állítottak elő geotermikus energiából szerte a világon. Itt az ideje, hogy kis hazánk is kövesse a jó példát. Ezt mi leginkább úgy tudjuk megvalósítani, hogy a

saját házunk fűtését és akár villamos energia igényeinek kielégítését is a föld hőjéből fedezzük. A geotermikus erőművek rövid történetét itt olvashatod el. Ha kíváncsi vagy arra, hogyan is működik egy ipari gőzturbina, akkor látogass el ide, ahol egy nagyon szemléletes "mozit" láthatsz erről. A mi céljainknak az un. ellennyomásos turbina felel meg, ahol a turbináról távozó fáradt gőzt atmoszférikusnál nagyobb nyomáson a házunk hőszükségletének fedezésére hasznosítjuk. Ez a turbina típus tehát nemcsak elektromos áram, hanem fűtőgőz előállításra is alkalmas. Az ellennyomás értéke 3-9 bar A gőzgépeknél az un. Carnot körfolyamatot használjuk, aminek a lényege a következő: A hőnek mechanikai munkává vagy villamos energiává történő átalakítását a hőközlés és hőelvonás hőmérsékletei befolyásolják. Adott hőmérséklethatárok között az átalakítás legnagyobb hatásfokát olyan

körfolyamattal érhetjük el, amelyben mind a hőközlés (T1), mind a hőelvonás hőmérséklete (T2) állandó (izotermikus) és az energiaszállítás minden részfolyamata veszteségmentes (reverzibilis). Ez a Carnot-körfolyamat 4. ábra A Carnot körfolyamat Az energiatermeléshez közölt hőteljesítmény: Q1 = T1 * ΔS ahol: • • T1 - a turbinára jutó gőz hőmérséklete ΔS - az entrópia (állapot) változása Hasznosan kinyerhető mechanikai (villamos) teljesítmény: Pki = (T1 + T2) * ΔS ahol: • • • T1 - a turbinára jutó gőz hőmérséklete T2 - a turbinából kilépő gőz hőmérséklete ΔS - az entrópia (állapot) változása Az elvonandó, mechanikai vagy villamos teljesítménnyé át nem alakult hőteljesítmény (veszteség): Q2 = T2 * ΔS Hőmérleg: Q1 = Pki + Q2 Az ideális villamosenergia-termelésre jellemző Carnot-hatásfok: η = Pki / Q1 = (Q1 - Q2) / Q1 = 1 - (T2 / T1) A termodinamika III. főtétele értelmében T2 sosem

lehet 0 K, ezért a Carnot-körfolyamat hatásfoka mindig kisebb mint egy. A Carnot-körfolyamat hatásfoka korlátozott, hiszen a környezeti hőmérséklet a T2 értékének alsó korlátja, a kritikus hőmérséklet pedig a széleskörűen alkalmazott víz, illetve vízgőz munkaközeg esetén Tkr = 374 °C = 647 K a T1 felső korlátja. Határesetben (T2=0 °C = 273 K, T1= Tkr) a Carnot-körfolyamat hatásfoka: η max = 1 - (T2/T1) = 1 - (273/647) = 0,578 = 57,8 % Nézzük meg, hogy a házi körülmények között milyen hatásfokot tudunk elérni. A levegő hőmérséklete legyen T2 = 20 °C = 293 K, a gőz hőmérséklete pedig T1 = 100 °C = 373 K. Ekkor a hatásfok: η = 1 - (293 / 373) = 0,214 = 21,4 % Ahhoz, hogy ezt megnöveljük, növelni kell a vízgőz hőmérsékletét. 150 °C-nál (433 K) a hatásfok 1-(293/433) = 32,3 %. 40 %-os hatásfokot 215 °C-nál érhetünk el Stirling motor A Stirling motor egy külső égésű hőerőgép, melyet 1816-ban alkotott meg a

skót származású lelkész, Robert Stirling. Az Ő tiszteletére nevezték el ezt a fajta motort Stirling motornak. A Stirling motor egy külsőégésű motor, melynek a kipufogó gáza nagyon tiszta és a motor szokatlanul csendesen dolgozik a belsőégésű motorokkal összehasonlítva. Mivel külsőégésű gépről van szó, ezért az üzemanyaga nem csak olajszármazék lehet, hanem bármilyen hőforrás is, például a Föld hője vagy a napfény. Ennek köszönhetően a Stirling motorokat az utóbbi időben kezdik újra felfedezni és fejleszteni és várakozásaink szerint ez lehet a motorok következő nemzedéke. A Stirling motorok termodinamikája A termodinamika fogalmai szerint a Stirling motor egy megújuló energiaforrású külsőégésű motor, mely a Stirling körfolyamat szerint működik. 1. ábra A Stirling körfolyamat A Stirling körfolyamat állandó térfogatú melegítési folyamatból, izotermikus tágulási folyamatból, állandó térfogatú hűtési

folyamatból és izotermikus összehúzódási folyamatból áll. Elméletileg a Carnot körfolyamatnak a legjobb a hatásfoka, s a Stirling körfolyamat hatásfoka ezzel vetekszik. A Stirling körfolyamat megfordítható, reverzibilis, azaz külső erővel hajtva hűtőként is viselkedhet. A Stirling motornál a gáz két, egymástól bizonyos távolságra lévő és különböző hőmérsékletű térben áramlik, s ez a hőmérsékletkülönbség nyomáskülönbséget hoz létre. Ez a két tér nagyon jól el van szigetelve a külső tértől, így nincs keveredés a külső tér levegőjével. A motor bárhol működhet, ahol hőmérsékletkülönbség van jelen, így a jövőben sok helyen lesz használható a Stirling motor. A Stirling motor jellemzői A Stirling motort a következők jellemzik: A hőforrások széles skálája A belsőégésű motorok, mint pl. a benzin vagy diesel motorok csak táguló üzemanyagot használhatnak. Ugyanakkor a Stirling motor nem csak

ezeket az üzemanyagokat használhatja, hanem bármilyen éghető anyagot, mint pl. faszenet vagy fát is Ezen kívül nem üzemanyag jellegű hőforrásokat is használhat, mint pl. a Föld hőjét, meleg légáramlatokat, vagy a napfényt. Jelenleg a világ számos pontján fejlesztenek napenergiával működő Stirling motorokat. Tiszta kipufogó gáz Mivel a Stirling motor külsőégésű, ezért az üzemanyag elégetése a motoron kívül történik. Ebből kifolyólag az égés könnyebben kontrolálható a belsőégésű motorokhoz képest. Ennek eredménye a nagyon tiszta kipufogó gáz Nagyon halk üzem A belsőégésű motoroknál a nyomáskülönbség robbanás kíséretében alakul ki, ezért ott a zaj és a vibráció elkerülhetetlen velejárója a folyamatnak. A Stirling motoroknál ezzel szemben a nyomáskülönbség nagyon finoman alakul ki, mely csöndessé teszi a folyamatot, ezen kívül nincs szükség összetett szelep-mechanizmusra sem. Magas hőhatásfok A

Stirling körfolyamat hőhatásfoka megegyezik a Carnot körfolyamat hatásfokával, mely elméletileg a legjobb. A Carnot körfolyamat hatásfoka: η = 1 - (Tc/Th) ahol: • • Th - A körfolyamat legmagasabb hőmérséklete Tc - A körfolyamat legalacsonyabb hőmérséklete Ez azt jelenti, hogy az elméleti hőhatásfok annál jobb, minél nagyobb a hőmérséklet különbség. A Stirling motoroknál a 40 %-os hatásfok is könnyen elérhető A Stirling motorok szerkezeti felépítése A Stirling körfolyamat lejátszódhat egyetlen hengerben is, ezért egy általános Stirling motor úgy van kialakítva, hogy tartalmaz egy olyan teret, ahol hőmérsékletkülönbség van. 2. ábra A Stirling motor általános modellje A 2. ábrán látható jelölések a következőt jelentik: • • • • • VE - Magas hőmérsékletű, tágulási tér H - Melegítő R - Regenerátor C - Hűtő VC - Alacsony hőmérsékletű, sűrítési tér A következőkben a Stirling motorok

típusait ismertetjük. Kiszorításos Stirling motor A kiszorításos Stirling motornál a munkagázt egy kiszorító dugattyú mozgatja a magas és alacsony hőmérsékletű terek között. Ennek a típusnak két fajtája létezik, a béta és a gamma típusú. Béta típusú kiszorításos Stirling motor A béta típusú kiszorításos Stirling motornál a kiszorító és munkavégző dugattyúk egy közös hengerben találhatók, ennek következtében mind a két dugattyú azonos átmérőjű kell legyen. 3. ábra Béta típusú kiszorításos Stirling motor A két dugattyú minden egyes ütemben egymás terét metszi, ezért a nyomásarány növekszik, ami viszont nagyobb teljesítményt eredményez, mint amekkorát a gamma típusú Stirling motoroknál el tudunk érni. Mivel azonban a kiszorító és munka dugattyú tengelyei egyvonalban helyezkednek el, ezért a készülék elkészítése nehézkes. Gamma típusú kiszorításos Stirling motor A gamma típusú Stirling

motornál a kiszorító és munkadugattyúk hengerei el vannak választva egymástól. 4. ábra Gamma típusú kiszorításos Stirling motor A béta típusú motorral összehasonlítva a mechanizmus egyszerűbb, valamint a nyomásarány és a növekvő hő átadási területének szabályozása viszonylag egyszerű. Ez a motor típus az alacsony hőmérsékletkülönbségek esetén használható jól. Kétdugattyús Stirling motor A kétdugattyús Stirling motort alfa típusú Stirling motornak is hívják. Ez a fajta motor két munkadugattyúval rendelkezik, melyek között a fáziskülönbség 90°. 5. ábra Alfa típusú Stirling motor Ebben az esetben a magas hőmérsékletű tágulási tér és az alacsony hőmérsékletű összehúzódási tér össze van kötve. Miközben a dugattyúk mozgatják a gázt, eközben ugyanez a két dugattyú munkát is végez. A kiszorításos Stirling motor működési elve A kiszorításos Stirling motornál a munkagáz mozgatását a magas

és az alacsony hőmérsékletű tér között a kiszorító dugattyú végzi, míg a nyomáskülönbségből adódó energiát a munka dugattyún vehetjük le. 6. ábra A kiszorításos Stirling motor működési elve Az egyes ütemek a következőképpen néznek ki: 1. Állandó térfogatú melegítési ütem Miközben a kiszorító dugattyú a sűrítési tér felé mozog, a munkagáz hőmérséklete megemelkedik és a tágulási tér felé áramlik, miközben elhalad a fűtő mellett. A motorban a gáz nyomása növekszik. 2. Izotermikus tágulási ütem A növekvő nyomás a motorban a munka dugattyút lefelé tolja. 3. Állandó térfogatú hűlési ütem A kiszorító dugattyú a tágulási tér felé mozog, a munkagáz hőmérséklete lecsökken és az beáramlik a sűrítő térbe, miközben elhalad a hűtő mellett. A motorban a gáznyomás leesik. 4. Izotermikus sűrítési ütem A munka dugattyú felfelé tolódik és a motor a hőjét leadja a környezetének. A

motornál a két dugattyú nem felváltva mozog, hanem szinuszosan, mivel a két dugattyú mozgása között egy 90°-os fáziseltolódás van. A kétdugattyús Stirling motor működési elve A kétdugattyús Stirling motornál a munkagáz mozgatása és a munkavégzés két munkadugattyú által valósul meg. A két dugattyú mozgása között egy 90°-os fáziseltolódás van. 7. ábra A kétdugattyús Stirling motor működési elve Az egyes ütemek a következőképpen néznek ki: 1. Állandó térfogatú melegítési ütem A sűrítő oldali dugattyú felfelé, a tágulási oldali dugattyú pedig lefelé mozog. A munkagáz hőmérséklete magas és a gáz a tágulási tér felé áramlik, miközben a fűtő mellett elhalad. A motorban a gáznyomás emelkedik 2. Izotermikus tágulási ütem Mind a kettő munka dugattyú lefelé mozog, a munkagáz pedig tágul. A motor munkát végez. 3. Állandó térfogatú hűlési ütem A sűrítő oldali dugattyú lefelé, a tágulási

oldali dugattyú pedig felfelé mozog. A munkagáz alacsony hőmérsékletűvé válik és a sűrítési tér felé áramlik, miközben a hűtő mellet halad el. A gáz nyomása a motorban leesik 4. Izotermikus sűrítési ütem Mind a kettő dugattyú felfelé tolódik, miközben a munkagázt sűrítik. A motor a hőjét leadja a környezetének. A motornál a két dugattyú felváltva mozoghat és a két dugattyú mozgása között egy 90°os fáziseltolódás van. Az angol nyelvű forrást itt nézheted meg. A Stirling motor működési elvének jobb megértéséhez három animációt is a figyelmedbe ajánlok, melyeket István küldött be. Az elsőn az alfa típusú motor, a másodikon a béta típusú motor, a harmadikon pedig a gamma típusú motor elvét tanulmányozhatod. Ha érdekel, hogyan lehet megépíteni házilag egy kis kísérleti modellt, akkor látogass el ide. Most pedig következzen egy kis számolás. Schmidth féle elmélet a Stirling motorokról Ez az

elmélet az ideális gázok izotermikus tágulásán és összehúzódásán alapszik. A motor hatásfokát egy P-V diagramm segítségével lehet kiszámolni. A motor térfogatát könnyen meghatározhatjuk annak belső geometriája alapján. Mikor a térfogat, a munkagáz tömege és a hőmérséklet ismert, a nyomást az ideális gázok számolási metódusával már könnyen meghatározhatjuk. P * V = m R T (1) A motor nyomását a következő feltételezések alapján számíthatjuk ki: • • • • • • • a - Nincs nyomásveszteség a hőcsere folyamán és nincsenek különbségek a belső nyomásban b - A tágulási folyamat és az összehúzódási folyamat izotermikusan változik c - A munkagáz ideális gázként viselkedik d - A regeneráció tökéletes e - A körfolyamat során a tágulás holtpontján a táguló gáz hőmérséklete TE, az összehúzódás holtpontján pedig TC. f - A regenerátorban lévő gáz hőmérséklete a TE és TC hőmérsékletek

átlaga g - A tágulási tér (VE) és az összehúzódási tér (VC) változása szinusz hullám alakot vesz fel Az itt következő táblázatban a Schmidth féle elméletben használt jelek magyarázatát láthatod. Elnevezés Motor nyomása Táguló vagy kiszorító dugattyú lökettérfogata Sűrítő vagy munka dugattyú lökettérfogata Tágulási tér holt térfogata Regenerátor térfogata Sűrítési tér holt térfogata Tágulási tér pillanatnyi térfogata Sűrítési tér pillanatnyi térfogata Teljes pillanatnyi térfogat Munkagáz teljes tömege Gázállandó Tágulási tér gázhőmérséklete Sűrítési tér gázhőmérséklete Regenerátor tér gázhőmérséklete Fázisszög Hőmérséklet arány Lökettérfogat arány Holt térfogat arány Jele P Mértékegysége Pa VSE m3 VSC m3 VDE VR VDC VE VC V m R TH TC TR dx t v X m3 m3 m3 m3 m3 m3 kg J/(kg*K) K K K fok Motor sebessége Tágulási energia Sűrítési energia Energia Tágulási teljesítmény

Sűrítési teljesítmény Teljesítmény Hatásfok n WE WC WI LE LC LI e Hz J J J W W W 1. táblázat A Schmidth féle elméletben használt jelek magyarázata Az alfa típusú Stirling motor számításai 8. ábra Alfa típusú Stirling motor A tágulási és sűrítési hengerek térfogatát kell először meghatározni egy adott "x" forgattyús ház szögnél. Ez a forgattyús ház szög 0°, mikor a tágulási dugattyú a felső holtponton van. A pillanatnyi tágulási térfogat VE a tágulási henger lökettérfogatától VSE és a tágulási holt térfogattól VDE függ a (g) feltétel szerint. (2) A pillanatnyi sűrítési térfogat VC a sűrítő henger lökettérfogatától VSC és a sűrítési holt térfogattól VDC, valamint a "dx" fázisszögtől függ. (3) A teljes pillanatnyi térfogat: V = V E + VR + VC (4) Az (a), (b) és (c) feltételek szerint a motorban lévő teljes tömeget (m) a motor nyomását (P) felhasználva számíthatjuk ki

minden egyes hőmérsékletnél (T), térfogatnál (V) és gázállandónál (R). (5) A hőmérséklet arány (t), lökettérfogat arány (v) és a holt térfogat arányok a következő egyenletekkel határozhatóak meg: t = TC / TE (6) v = VSC / VSE (7) XDE = VDE / VSE (8) XDC = VDC / VSE (9) XR = VR / VSE (10) A regenerátor hőmérsékletét (TR) az (f) feltétel figyelembevételével számítható ki: TR = (TE + TC) / 2 (11) A teljes gáz tömege a következő képlettel számolható: m = (P * VSE){S - Bcos(x-a)} / (2RTC) (13) ahol: a = tan-1{(v*sin dx) / (t + cos dx)} (14) S = t + (2*tXDE) + (4tXR/(1+t)) + v + 2XDC (15) B = √(t2 + 2*tvcos dx + v2) (16) A motor nyomását a következő egyenlettel számolhatjuk: P = (2*mRTC)/{VSE(S-Bcos(Θ-a))} (17) Az átlagos nyomást pedig a 18. képlettel számíthatjuk ki: (18) c = B/S (19) A nyomást az átlagos nyomás alapján a következő egyenlettel határozhatjuk meg: (20) Mikor cos(x-a) = -1, akkor a nyomás (P) minimális

lesz. Pmin = (2*mRTC)/{VSE(S+B)} (21) Következésképpen a minimális nyomásból számolt motor nyomás: (22) Hasonlóképpen, mikor cos(x-a) = +1, akkor a nyomás (P) maximális lesz. (23) A béta típusú Stirling motor számításai 9. ábra A béta típusú Stirling motor A pillanatnyi tágulási térfogatot (VE) és a pillanatnyi sűrítési térfogatot (VC) számolhatjuk ki az itt következő képletekkel. Fontos paraméterek a kiszorító dugattyú lökettérfogata (VSE), a munkadugattyú lökettérfogata (VSC) és a kiszorító és munkadugattyúk közötti fázisszög (dx). (24) (25) A béta típusú Stirling motornál a kiszorító és a munkadugattyúk közös hengerben találhatók. A két dugattyú egy hatékony, egymást átfedő munkateret hoz létre A (25) képletben használt átfedési térfogat (VB) a következőképpen határozható meg: (26) A teljes pillanatnyi térfogat pedig: V = VE + VR + VC (27) A motor nyomását (P) az alfa típusú Stirling

motorokhoz hasonlóan az átlagos nyomásból (Pmean), a maximális nyomásból (Pmax) vagy a minimális nyomásból (Pmin) számíthatjuk ki: (28) A következő sorokban néhány állandó és arány meghatározási képlete látható: t = TC / TE (29) v = VSC / VSE (30) XB = VB / VSE (31) XDE = VDE / VSE (32) XDC = VDC / VSE (33) XR = VR / VSE (34) (35) (36) (37) c = B / S (38) A gamma típusú Stirling motor számításai 10. ábra A gamma típusú Stirling motor A számítások az alfa és béta típusú motorokéhoz hasonlóak. A pillanatnyi tágulási térfogatot (VE) és a pillanatnyi sűrítési térfogatot (VC) számolhatjuk ki az itt következő képletekkel. Fontos paraméterek a kiszorító dugattyú lökettérfogata (VSE), a munkadugattyú lökettérfogata (VSC) és a kiszorító és munkadugattyúk közötti fázisszög (dx). (39) (40) A teljes pillanatnyi térfogat pedig: V = VE + VR + VC (41) A motor nyomását (P) az alfa típusú Stirling motorokhoz

hasonlóan az átlagos nyomásból (Pmean), a maximális nyomásból (Pmax) vagy a minimális nyomásból (Pmin) számíthatjuk ki: (42) A következő sorokban néhány állandó és arány meghatározási képlete látható: t = TC / TE (43) v = VSC / VSE (44) XDE = VDE / VSE (45) XDC = VDC / VSE (46) XR = VR / VSE (47) (48) (49) (50) c = B / S (51) Energia, teljesítmény és hatásfok Az energia (vagyis a P-V diagram területe) a tágulási és sűrítési térben a következő egyenletekkel határozható meg. A tágulási tér energiája (WE) függ az átlagos nyomástól (Pmean), a maximális nyomástól (Pmax) és a minimális nyomástól (Pmin): (51) A sűrítési tér energiája (WC) a következőképpen számolható: (52) Egy ciklus energiája (Wi) a következőképpen számolható: (53) A Pmean, Pmax és Pmin közötti kapcsolat a következő: (54) (55) A tágulási teljesítmény (LE), a sűrítési teljesítmény (LC) és a motor teljesítménye (Li) a

következő egyenletekkel határozható meg (a motor sebessége (n) Hz-ben van megadva): LE = WE * n (56) LC = WC * n (57) Li = Wi * n (58) Az (51) képletben meghatározott tágulási energia (WE) a hőforrás energiáját szimbolizálja, az (52) képletben meghatározott sűrítési energia (WC) pedig a motorból a hűtővíznek vagy hűtő levegőnek átadott energiát. Ezek alapján a motor hőhatásfoka (e) a következőképpen számolható: (59) Ez a hatásfok megegyezik a Carnot körfolyamat hatásfokával, mely a hőerőgépek közül a legmagasabb. A számításokat innét vettem. A Stirling motor teljesítményének kiszámítása A következőkben a Stirling motor teljesítményét és még néhány más paraméterét számolhatod ki. Hogyan használd a számológépet? 1. Írd be az átlagos nyomást, lökettérfogatot, gázhőmérsékleteket és válaszd ki a munkagázt. 2. Ha azt akarod kiszámolni, hogy a maximális nyomáson és hőmérsékleten milyen

paraméterekkel rendelkezik a Stirling motor, akkor kattints az "Igen" gombra és töltsd ki a "Tervezett maximális nyomás" és a "Megengedett maximális hőmérséklet" mezőket. 3. Ha a "Nem" gombot választod ki, akkor nem kell kitölteni a "Tervezett maximális nyomás" és a "Megengedett maximális hőmérséklet" mezőket. 4. Nyomd le a "Számold ki a paramétereket" gombot 5. A program kiszámolja a motor paramétereit Bemeneti adatok Átlagos nyomás, Pm: MPa Tágulási tér lökettérfogata, Vse: cm3 Tágulási tér gázhőmérséklete, Te: °C Sűrítési tér gázhőmérséklete, Tc: °C Munkagáz: He A Plim és Tlim értékek használata Levegő N2 Nem H2 Igen Tervezett maximális nyomás, Plim: MPa Megengedett maximális hőmérséklet, Tlim: °C Számított paraméterek Súrlódási (viszkozitási) együttható, vlim: m2/s Gázállandó, R: J/kgK Nem méretezett motor

állandó, S: Nem méretezett kimeneti teljesítmény, Ls: W Nem méretezett motor sebesség, n: 1/perc Maximális kimeneti teljesítmény, Ls: W Motor sebessége, n: 1/perc Archie H. Blue elektrolizáló készülékének leírása Az Új-Zélandi Archie H. Blue itt következő elektrolizáló készülékének szabadalmát 1987 november 7.-én jegyezték be az Amerikai Szabadalmi Hivatalnál. A különböző regisztrációs számokat és utalásokat nem fordítottam le, azokat az eredeti dokumentumban is megnézheted. A kissé nyakatekert szöveget enyhén megszerkesztettem a jobb olvashatóság érdekében, de ez természetesen nem változtatja meg az eredeti tartalmat. Rövid ismertetés A hidrogén és oxigén elektrolízis útján történő előállításánál a cellán levegőt pumpálunk keresztül, ezáltal az elektrolízis terméke levegővel kevert hidrogén és oxigén lesz. Az elektrolizáló cella A találmány háttere és rövid ismertetése A találmány

olyan gázt fejleszt, melyet elsősorban, de nem feltétlenül, üzemanyagként lehet felhasználni. A víz elektromos úton történő lebontásához egyenáramot kell vezetni az elektrolitban elhelyezett elektródapárra. Az ilyen elektrolízis során normális dolognak számít, ha valamilyen gázfalat alakítunk ki a két elektróda között, ezáltal akadályozva meg azt, hogy az elektrolízis során keletkező gázokból robbanó keverék alakuljon ki. Ugyanakkor úgy találtuk, hogy ha a megfelelő óvintézkedések mellett a keletkező gázt egy tartályba vezetjük, akkor ott elkeveredve a későbbiekben azt felhasználhatjuk. Mivel a gázok összekeveredése egy robbanékony anyagot eredményez, ezt fel lehet használni például a belsőégésű motorok üzemanyagaként. Ebben az esetben kívánatos, hogy a gázokat egy bizonyos mennyiségű levegővel is vegyítsük, ezáltal irányítva a robbanás nagyságát, mely a gázok meggyújtásakor jön létre. Az

elektrolízis során fellépő egyik probléma az, hogy a gázbuborékok hajlamosak az elektródákra tapadni, ezáltal jelentősen csökkentve az elektródáknak az elektrolittal érintkező felületét, ami viszont csökkenti az elektródák között folyó áram nagyságát. Mivel a jelen találmánynál kívánatos, hogy a keletkezett gáz elkeveredjen a levegővel, ezért lehetőség van arra, hogy az elektrolízis során levegőt juttassunk az elektrolizáló cellába. A cellába vezetett levegőt az elektródák mellett úgy vezethetjük, hogy az az elektrolízis során keletkező gázokat lesodorja az elektródákról. Ennek érdekében a találmány a következőket tartalmazza: • • • • egy légmentesen zárt elektrolizáló cellát egymástól adott távolságra elhelyezkedő és egymástól elektromosan szigetelt elektródák csoportját, melyek a cella közepén vannak elhelyezve és váltakozva vannak összekötve, azaz minden második az áramforrás pozitív

illetve negatív sarkára csatlakozik az elektródák közepén egy csövet, melynek egyik vége a cellából ki van vezetve és egy nyomás alatt lévő légtartállyal van összekötve, míg a másik vége az elektródák alatt ér véget egy levegőkimenetet biztosító csövet, melyen az elektrolízis során keletkezett gáz és a befúvatott levegő keveréke távozhat A találmány részletes leírása A találmány részletes leírásához a következő ábrákat használjuk: "A" ábra: a találmány vázlata "B" ábra: a találmány módosított változatának vázlata "C" ábra: A "B" ábrán látható III - III pontok közötti metszet Ahogy az "A" ábrán is látható, a cella egy légmentesen zárható tartály (10), mely valamilyen rozsdamentes anyagból, például műanyagból készülhet. A katódok (11) és anódok (12) csoportja a cellában van elhelyezve egy elektromosan szigetelt központi csövön (13). Az

anódok és katódok közötti távolságot szigetelő távtartók (14) biztosítják Az anódok (12) mindegyike párhuzamosan van összekötve a pozitív csatlakozó ponthoz (15), míg a párhuzamosan összekötött katódok (11) a negatív csatlakozó ponthoz (16) kapcsolódnak. Az ábrán ezek az összekötések szaggatott vonallal vannak jelölve A katódok és anódok lehetőleg korong formájú lapokból álljanak, melyek anyaga jól ellenáll az elektrolit korrodáló hatásának, ezáltal megnövelve az elektrolizáló készülék élettartamát. Az elektródalemezek formáját az elektrolizáló cella falának alakjához lehet igazítani, mely tetszés szerinti lehet. Az adott ábrákon ez kör alakú A központi légbevezető (13), mely a cellából kivezetéssel rendelkezik (26), lehetőleg cső alakú legyen. A cső alsó vége (18) nyitott, így a levegőt a cellába pumpálhatjuk a bevezető részen (13), mely a cső alsó részén (18) jut be az elektrolitba, ahonnét

felfelé áramlik. Ez az elektrolitot állandó mozgásban tartja, amely segít az elektródákra tapadó gázok gyors eltávolításában. A "B" és "C" ábrákon látható módosításokban az összes elektróda lyukakkal (17) van ellátva. Ebben az esetben a légbevezető cső (13) alsó vége (18) közelébe fúrjunk legalább egy lyukat (19). Egy terelőlappal (20) is el van látva a légbevezető cső (13) Ez a terelőlap edényalakú, így biztosítva a lyukon (19) kiáramló levegő megvezetését az elektródák lyukain (17) keresztül, mely aztán segít az elektródákra lerakódó gázbuborékok eltávolításában. A cella egy gázelvezető csövet (21) is tartalmaz, melyen keresztül a bevezetett levegő és az elektrolízis során fejlődő gázok keveréke távozik a cellából egy megfelelő tároló tartályba (az ábrán ez nincs feltüntetve). Kívánság szerint ezt a gáztartályt el lehet látni egy nyomásszabályozóval, mely megfelelő

nyomású gázt bocsát ki a kimenetén. Egy gázszárítót (az ábrán ez sincs feltüntetve) is elhelyezhetünk a gázkimenet (21) és a gáztartály között. Bár az elektrolízis jelentős hőt termel, mégis előnyös lenne egy melegítőt is beszerelni a cellába, lehetőség szerint a cella aljába, amely előmelegíti az elektrolitot, ezáltal a lehető legrövidebb idő alatt érheti el a cella az optimális működési feltételeket. Szintén előnyös lenne megoldani az elektromos áram erősségének szabályozását, ezáltal szabályozhatóvá válna az elektrolízis folyamata. A vízszintet állandó szinten tarthatjuk egy vízpumpa segítségével, mivel az elektrolízis során a vízszint állandóan csökken. Közismert tény, hogy a hidrogén- és oxigéngázok keveréke robbanékony, ezen találmány esetében azonban a robbanásveszély szintje minimális. A keletkezett gázokat például belsőégésű motorok üzemanyagaként használhatjuk. Ebben az esetben -

mint azt korábban már említettük - kívánatos az elektrolízis során keletkező gázok levegővel való elkeverése, így szabályozva a belsőégésű motor hengerében vagy hengereiben a gáz meggyújtása során keletkezett robbanás erejét. Míg fentebb a gázkeverék üzemanyagként való alkalmazását említettük, az is nyilvánvaló, hogy a gázokat elkülönítve azokat más célokra is felhasználhatjuk. Megjegyzés: Az eredeti angol nyelvű szabadalom itt még egy fél oldalnyi összefoglalót tartalmaz, mely pontosan ugyanazt mondja el, amit a fentiekben is olvashattunk, ezért ezt nem fordítottam le még egyszer. A szabadalmat angol nyelven itt tekintheted meg. Elektrolízis Az elektrolízis módja határozza meg a vízből kinyert hidrogén mennyiségét, mely számunkra nagyon fontos paraméter. Ahhoz, hogy elegendő hidrogént tudjunk kapni a vízből, tudnunk kell, hogyan állíthatunk elő maximális hidrogénmennyiséget minimális

energia-befektetéssel. Ehhez viszont tisztában kell lennünk az elektrolízis alapfogalmaival. Ebben segít ez a fejezet Polarizáció A víz erősen poláros anyag, amelyben a molekulán belül elhelyezkedő oxigén atommal a két hidrogén atom hozzávetőleg 123°-os szögben kapcsolódik, és a hidrogén atomok egyegy elektronja az oxigén atom körül is keringve, akörül nagyobb utat megtéve az oxigén atom oldalán negatív töltéssúlypontot hoz létre, míg a hidrogén atomok oldalán pozitív töltéssúlypont alakul ki. 1. ábra A vízmolekula, mint elemi dipólus Az egyes vízmolekulák, mint elemi dipólusok külső villamos tér jelenléte nélkül tetszőleges helyzetet vesznek fel az anyagon belül, így a víz, mint szigetelő anyagú test villamos szempontból semleges. Azonban villamos teret hozva létre a vízmolekulák körül, a dipólusok a villamos tér irányának megfelelően rendeződnek és egy makroszkopikus dipólust hoznak létre. 2. ábra A

vízmolekulák a külső villamos tér hatására egy makroszkopikus dipólust alkotnak Ez a rendeződés azért történik meg, mert a dipólust homogén villamos térbe helyezve arra a dipólusnyomaték vektor és a villamos térerősség vektor vektoriális szorzatával megegyező forgatónyomaték hat. 3. ábra A a villamos erőtér vízmolekulákra, mint dipólusokra ható forgató nyomatéka A villamos teret pl. úgy hozhatjuk létre, hogy a vízbe két elektródalemezt helyezünk, melyekre adott villamos feszültséget kapcsolunk. Ha az elektródák között csak vákuum lenne, akkor a síkkondenzátor fegyverzeteit képező C0 kapacitású elektródákra kapcsolt feszültség hatására az elektródákon Q = C0 * U villamos töltés halmozódna fel. A mi esetünkben viszont, amikoris az elektródák közötti teret dipólusos vízmolekulák töltik ki, ugyanazon U feszültség hatására nagyobb mennyiségű töltés halmozódik fel az elektródákon. Ennek oka az, hogy a

fentebb már ismertetett módon a vízben polarizáció megy végbe, amely során a víznek az elektródákkal szomszédos felületén megjelenő töltések az elektródákon levő töltések által létrehozott villamos térrel ellentétes irányba mutató teret hoznak létre. A polarizációs töltések tehát lerontják a "kondenzátor" belsejében a villamos teret. A feszültség azonban állandó értékű és a villamos térerősség vonal menti integráljával egyenlő. 4. ábra Az elektródokon a vákuum ill a poláros vízmolekulák hatására felhalmozott töltések Ekkor a villamos erőtér értéke: E=U/d ahol: • • • E - a villamos térerősség az elektródák között, U - az elektródákra kapcsolt feszültség d - az elektródák távolsága. Az U feszültség és természetesen a d távolság változatlan maradt, tehát az E villamos térerősségnek szintén változatlannak kell maradnia. Ez csak úgy valósulhat meg, ha az elektródákon levő

töltés mennyisége megnő. További töltések halmozódnak fel az elektródákon a vízmolekulák által létrehozott, ellentétes irányú villamos tér kompenzálása érdekében. Ezt a töltésmennyiséget Qk kötött töltésnek, az elektródákon eredetileg levő töltést pedig Qsz = Q0 szabad töltésnek nevezzük. Az elektródalemezeken felhalmozódott összes - valódi - töltés tehát: Q = Qsz + Qk A vízzel kitöltött elektródalemezek C kapacitása az ugyanolyan méretű vákuumkondenzátor kapacitásának εr-szerese, vagyis a relatív dielektromos állandó mértékével növekszik meg. A tiszta desztillált víz dielektromos állandója nagy (εrvíz = 81), ezért azt szigetelőként használják számos olyan nagyfeszültségű alkalmazásban, ahol még a porcelán se szigetel elég jól (εrporcelán = 6). A mi célunk viszont az, hogy a vízmolekulákat ne csak polarizáljuk, hanem szét is szakítsuk alkotórészeire. Ehhez az egyik megoldás az, hogy addig

növeljük a térerőt, vagyis az elektródákra kapcsolt feszültséget, míg a molekulák szét nem szakadnak az alkotórészeikre, hidrogén és oxigén atomokra. Ezt a módszert használta Meyer is a vízbontójában (lásd itt). Mivel a hidrogén kötés a kémiai kötések közül a második legerősebb kötés, ezért igen nagy feszültségre van szükség annak szétszakításához. Ha nem akarunk nagy feszültséget használni a hidrogénkötés szétszakítására, akkor olyan fémet kell a vízbe juttatnunk, amelynek a standard elektródpotenciálja negatív. A következő táblázatban a 25 °C-on mérhető elektródpotenciálok láthatók. Elektródfolyamat (redukció) + Li + e => Li(s) K+ + e- =>K(s) Ba2+ + 2 e- => Ba(s) Ca2+ + 2 e- => Ca(s) Na+ + e- => Na(s) Mg2+ + 2 e- => Mg(s) Cr3+ + 3 e- =>Cr(s) Al3+ + 3 e- => Al(s) Zn2+ + 2 e- => ZN(s) Fe2+ + 2 e- => Fe(s) Cr3+ + e- => Cr(s) Ni2+ + 2 e- => Ni(s) Pb2+ + 2 e- => Pb(s) 2 H+ + 2 e-

=> H2(s) Cu2+ + e- => Cu+ AgCl(s) + e- => Ag(s) + ClCu2+ + 2 e- => Cu(s) I2(s) + 2e- => 2 IFe3+ + e- => Fe2+ Hg22+ + 2 e- => 2 Hg(l) Ag+ + e- => Ag(s) Pd2+ + 2 e- => Pd(s) ε0 -3,045 V -2,925 V -2,906 V -2,866 V -2,714 V -2,363 V -1,744 V -1,662 V -0,763 V -0,440 V -0,408 V -0,250 V -0,126 V 0,000 V 0,153 V 0,222 V 0,337 V 0,536 V 0,771 V 0,788 V 0,799 V 0,987 V Br2(l) + 2 e- => 2 BrBr2(aq) + 2 e- => 2 Br1/2 O2(g) + 2 H+ + 2 e- => H2O(l) Cr2O72- + 14 H+ + 6 e- => 2 Cr3+ + 7 H2O(l) Cl2(l) + 2 e- => 2 ClAu3+ + 3 e- => Au(s) MnO4- + 8 H+ + 5 e- => Mn2+ + 4 H2O(l) F2(g) + 2 e- =>2 F- 1,065 V 1,087 V 1,225 V 1,330 V 1,360 V 1,498 V 1,510 V 2,870 V 1. táblázat A 25 °C-on mérhető elektródpotenciálok Vízből a hidrogént csak azok a fémek képesek redukálni (elektronleadásra késztetni), amelyeknek a standardpotenciálja negatív, vagyis az alkáli- és az alkáliföldfémek, valamint az alumínium. Gyakorlatilag azonban sem

az alumínium sem a magnézium nem reagál közönséges körülmények között a vízzel, mert a felületüket összefüggő, védő oxidréteg borítja, mely jelentős aktiválási gátat jelent. Az alkálifémek és az alkáliföldfémek többségének oxidjai, hidroxidjai vízoldékonyak, ezért a reakció végbemegy. A pozitív elektródpotenciálú fémek a hidrogénionokat nem képesek redukálni. Ezek vizes oldatból soha nem fejleszthetnek hidrogéngázt! A vízbontásnál az egyik leggyakrabban használt fém a kálium, melyet kálium-hidroxid (KOH) alakjában adunk a vízhez, ahol az feloldódik a következő reakció szerint: KOH + H2O => K+ + OH- + H2O A pozitív töltésű kálium ion és a negatív töltésű hidroxid ion a nagyon jól szigetelő vizet vezetővé teszi. Az oldatba elektródákat vezetve és azokra feszültséget kapcsolva az elektródák között létrehozzuk a fentebb már leírt villamos erőteret, aminek hatására a vízmolekulák

polarizálódnak. De mivel az oldat már ionokat is tartalmaz, ezért redoxi reakciók is lejátszódnak. Nézzük meg az egyes elektródákon lejátszódó folyamatokat. A katód reakciói A negatív elektródán, azaz a katódon megjelenő elektronok semlegesítik a pozitív töltésű kálium ionokat, amikből a redukció során semleges kálium atomok lesznek: K+ + e- => K A kálium atom reakcióba lép a vízzel, aminek eredményeként a vízmolekula szétszakad hidrogén ionra és hidroxid ionra: K + H2O => K + H+ + OHEzt követően a pozitív töltésű hidrogén ion egy elektront vesz fel a kálium atomtól oxidálja azt - aminek eredményeként a kálium atom pozitív ionná válik, a hidrogén ion pedig semleges hidrogén atommá. K - e- + H+ + OH- => K+ + H + OHMivel a hidrogén atom nagyon reagens, ezért nem marad meg atomi állapotában, hanem egy másik kiszakított hidrogén atommal egyesülve H2 molekulát alkot. Az így kialakult H2 gázok buborékokat

formálva a víz felhajtóerejének hatására a víz felszíne felé haladnak, míg a negatív töltésű OH- ionok a pozitív töltésű anód felé "vándorolnak". Mint látjuk, a kálium az elektron vezetőjeként játszik csak szerepet, a katódról átvezeti az elektront a hidrogén ionhoz, ezáltal katalizálja a vízmolekula szétszakításának folyamatát. De vajon miért nem játszódik le ez a reakció a katalizátor nélkül? Az ok az elektródpotenciálban keresendő. Hasonlítsuk össze a kálium és az oxigén elektródpotenciálját a hidrogénhez képest. Ezt mutatja a következő ábra 5. ábra Az oxigén és a kálium elektródpotenciálja a hidrogénhez képest A 5. ábrán látható, hogy a hidrogénhez képest az oxigén elektródpotenciálja pozitív, a káliumé pedig negatív előjelű. Az elektródákra kapcsolt feszültség révén kialakult E villamos erőtér hatására a hidrogén atom pozitív töltésű protonja H+ a villamos erőtérrel

egyező irányban mozdul el - az elektromosan negatívabb potenciálú kálium felé, míg a hidrogén atom elektronja azzal ellentétes irányban, az oxigén felé halad, aminek hatására kialakul az OH- ion. Ugyanezen E villamos erőtér hatására a kálium atom legkülső elektronhéján lévő elektron e- onnét leszakad és a hidrogén felé mozdul el, miközben a kálium atomból pozitív töltésű K+ ion lesz. A kálium felé haladó H+ proton és a hidrogén felé gyorsuló e- elektron egyesülése révén hidrogén atomot kapunk. Amennyiben nincs a vízben katalizátor - jelen esetben kálium, úgy a vízmolekulák hidrogénatomjai a szomszédos vízmolekulák oxigén atomjai felé néznek, s mivel az oxigén standardpotenciálja pozitív, így az oxigén nem készteti elektronleadásra a szomszédos vízmolekula hidrogénjét. Ekkor nem jön létre a hidrogén szétkapcsolódása, azaz disszociációja. Ezért van szükségünk katalizátorra. Az anód reakciói A

pozitív elektródán, azaz az anódon a következő reakciók játszódnak le. A katód felől érkező negatív töltésű hidroxid ionok az anódot elérve leadják a felesleges elektronjukat és semleges molekulává válnak. OH- => OH + eKét semleges OH molekula egymással egyesülve vizet hoz létre, miközben felszabadul egy oxigén atom. OH + OH => H2O + O Az oxigén atom a hidrogén atomhoz hasonlóan nagyon reagens, ezért két oxigénatom O2 molekulát alkotva összekapcsolódik. Az így kialakult O2 gázok buborékokat formálva a víz felhajtóerejének hatására a víz felszíne felé haladnak. Bomlási feszültség A következő ábrán a vízbontó árama látható a feszültség függvényében. 6. ábra A vízbontó árama a feszültség függvényében A 6. ábrán látható görbe azt mutatja, hogy egy bizonyos feszültségszint eléréséig nem folyik áram a vízbontóban, így addig a bomlás nem kezdődik el. Ez a bomlási feszültség

elméletileg 1,23 V, ezalatt nem indul be az elektrolízis folyamata. A gyakorlatban azonban ez a minimális feszültség magasabb. A gyakorlati és elméleti feszültségszintek közötti különbséget túlfeszültségnek nevezzük, melynek értéke az elektróda anyagától, az elektrolittól és a hőmérséklettől függ. A fentebb ismertetett redoxi reakció beindulásához a gyakorlatban minimum 1,47 V szükséges 25 °C-on. A hőmérséklet változásával azonban ez a feszültség arányosan változik. 60 °C-on ez a feszültség leesik 1,23 V-ra Ennek a két pontnak az ismeretében felírhatunk egy egyenletet, mely meghatározza a bomlási feszültség értékét a hőmérséklet függvényében. Az egyenes iránytényezője: m = (1,23 - 1,47) / (60 - 25) = -0,006857 Ebből a bomlási feszültség: Ub = m * ( T - 25 ) + 1,47 Példaként mondjuk 73 °C-on a bomlási feszültség: Ub = -0,006857 * ( 73 - 25 ) + 1,47 = 1,14 V A bomlási feszültség utáni görbe

meredeksége az ionvezetés mértékétől függ. Ionvezetés A következő táblázatban a különböző ionok vizes oldatban mért relatív vezetőképességét láthatjuk. Kationok H+ Li+ Na+ K+ Mg++ Ca++ Zn++ Relatív vezetőképesség 7,0 0,8 1,0 1,5 2,4 2,4 2,1 Anionok Relatív vezetőképesség OHClBrINO3acetát SO4- 4,0 1,5 1,6 1,5 1,4 0,8 3,2 2. táblázat A különböző ionok vizes oldatban mért relatív vezetőképessége Az a gyakran használt kifejezés, hogy az ionok "vándorolnak", nem teljesen fedi a valóságot, mivel az ionok csak nagyon kis utat tesznek meg, egyfajta rezgőmozgást végeznek egyhelyben "állva". Valójában az történik, hogy a hidrogén ion a hozzá legközelebbi vízmolekulával összekapcsolódik és H3O+ iont alkot, majd ez a H3O+ ion a másik oldalán elenged egy hidrogén iont. H+ + H2O => H3O+ => H2O + H+ Ez a hidrogén ion látszólagos mozgását okozza, miközben egyetlen ion sem mozdult el a helyéről,

mindössze a kapcsolódások térbeli elhelyezkedése változott meg. Ez a folyamat végighullámzik az egész oldaton a villamos erőtér irányával párhuzamosan. Hogy jobban el tudd képzelni ezt a folyamatot, nézd meg a következő ábrát. 7. ábra A H+, azaz a H3O+ ion látszólagos "vándorlása" a katód felé Az OH- ion hasonlóképpen "vándorol" az anód felé, azaz a hozzá legközelebbi vízmolekulával összekapcsolódik és H3O2- iont alkot, majd ez a H3O2- ion a másik oldalán elenged egy OH- iont. OH- + H2O => H3O2- => H2O + OHEz a "vándorlás" a villamos erőtér irányával ellentétes irányú. A 2. táblázatban azt látjuk, hogy a H+ ion és az OH- ion jóval "mozgékonyabb", mint a többi ion. Ennek oka az, hogy a többi ion ténylegesen változtatja a helyét, nem csak a kötések változnak a térben. Mivel a vízmolekulák között kell vándorolnia a többi ionnak, pl. a K+ ionnak, ezért nagyobb

ellenállást kell leküzdenie, ami végső soron az adott ion vezetőképességének a csökkenéséhez vezet. Ionkoncentráció Szó volt arról, hogy mikor a KOH-t beleszórjuk a vízbe, akkor az teljes mértékben feloldódik, azaz K+ és OH- ionokra disszociál. Azt gondolhatnánk, hogy minél több KOH van a vízben - tehát minél töményebb az oldat - annál jobb lesz a víz vezetőképessége, hiszen a több ion jobban vezet. Ez azonban csak egy bizonyos koncentrációig igaz, afölött viszont már csökken az oldat vezetőképessége. Ennek oka a következő: A KOH molekulák feloldódva pozitív és negatív töltésű ionokra (K+ és OH-) esnek szét. Amikor még nem kapcsolunk feszültséget az elektródákra, azaz nem hozunk létre villamos erőteret az oldatban, akkor a következő ábrán látható helyzet alakul ki. 8. ábra A vízben feloldódott ionok elhelyezkedése külső villamos erőtér nélkül A pozitív töltésű ion (K+) körül gömbszerűen

helyezkednek el mind a negatív (OH-), mind pedig a pozitív ionok. Ezt ion atmoszférának hívjuk Egyfajta egyensúlyi állapot jön létre, ahol az ionok megfelelő távolságra és viszonylag egyenletesen helyezkednek el egymástól. A helyzet azonban megváltozik, mikor létrehozzuk a villamos erőteret 9. ábra A vízben oldott ionok egymásra gyakorolt hatása a villamos erőtérben A pozitív töltésű ion (K+) a külső villamos tér hatására balra mozdul el. Az ion atmoszféra az ion mögött "ellazul", míg az ion haladási irányában egy ellentétes irányú erő épül fel a negatív töltésű ionok révén. Ha híg az oldat, akkor egymástól viszonylag távol helyezkednek el a K+ ionok, így azok egymásra és a negatív töltésű OH- ionokra gyakorolt hatása elhanyagolható. Az oldat koncentrációjának növekedésével viszont egyre több K+ ion lesz az oldatban, ami az OH- vagyis H3O2- ionokat magához vonzva először segíti azok haladását,

utána viszont visszahúzza, ezáltal csökkentve az E villamos tér erejét. A 10. ábrán az erős és a gyenge elektrolitok moláris vezetőképességének változását láthatjuk a koncentráció függvényében. 10. ábra A moláris vezetőképesség változása a koncentráció függvényében erős és gyenge elektrolitoknál A gyenge elektrolit oldat azt jelenti, hogy az elektrolit csak részben disszociál az ionjaira, míg az erős elektrolit oldatban az elektrolitok teljesen disszociálnak. A KOH erős elektrolit oldatot eredményez, mivel minden KOH molekula szétbomlik K+ és OHionokra. Mint látjuk, a moláris vezetőképesség a koncentráció növekedésével a fent leírt hatás következtében mind az erős, mind pedig a gyenge elektrolit oldatokban csökken. Az oldat fajlagos vezetőképességének (κ) értékét a koncentráció (c) függvényében a következő ábra mutatja. 11. ábra Az oldat fajlagos vezetőképességének (κ) értéke a

koncentráció (c) függvényében Az elektrolit oldat fajtájától függ, hogy a vezetőképesség milyen koncentrációig növekszik. Ez a növekedés kb 25 és 40 %-os koncentrációértékeknél fordul át csökkenésbe a különböző savaknál, míg a KOH oldat esetében kb. 4,2 %-os koncentrációnál. Maradék feszültség Mikor az elektródákról lekapcsoljuk a feszültséget, akkor az elektródákon mérhető feszültség először rohamosan csökken, majd ez a csökkenés lassul, végül pár másodperc elteltével beáll kb. 0,8 V-ra, függetlenül attól, hogy hány voltról kezdett csökkenni (A lekapcsolás pillanatában természetesen a feszültség meghaladta a minimális 1,47 V-ot, hiszen azt tételezzük fel, hogy előtte az elektrolízis folyamata zajlott.) Ez a 0,8 V-os feszültség azért van jelen, mert a vízmolekulák polarizálódtak és kialakult a fentebb már említett Qk kötött töltés (lásd a 4. ábrát) Az elektrolit oldatban lévő ionok ezeket

a töltéseket viszont nem tudják kiegyenlíteni, mert a kritikus 1,23 V-os feszültség alatt az elektrolit ellenállása jelentősen megnövekszik. Azok a töltések, melyek nem tudtak eltávozni az elektródák felületéről, feszültséget hoznak létre. Ezt a feszültséget maradék feszültségnek nevezzük Többlemezes elektrolizáló A villamos erőtér hatására a pozitív töltésű K+ ionok a negatív töltésű katód felé vándorolnak, s ott egy, a katód felé egyre sűrűsödő réteget alkotnak. 12. ábra A K+ ionok koncentrációja a katód felé közeledve növekszik Az egyenletesebb ioneloszlás érdekében megtehetjük azt, hogy a két szélső elektródalemez közé további elektróda lemezeket kapcsolunk. Ekkor a K+ ionok az elektrolit oldatban ugyan hasonló görbét mutatnak, de az eloszlásuk sokkal egyenletesebb lesz, azaz az egyes "katódok" mentén kevesebb ion gyülemlik fel. 13. ábra A K+ ionok koncentrációja több lemez esetén

egyenletesebben oszlik el az elektrolit oldatban Ezzel a megoldással nő a felszabaduló gázok mennyisége ugyanakkora áramerősség mellett. Ez azzal magyarázható, hogy a katódtól az anód felé áramló OH- ionok a felesleges elektronjukat már az L2 lemezen leadják, s mivel az L2 lemez nincs összekötve a katóddal, ezért ezek az elektronok nem tudnak egyből a katódra jutni, hanem az L4 anód felé vándorolnak. Az L2 jobb oldala katódként viselkedik, azaz ott hidrogén szabadul fel, míg a baloldala anódként, azaz ott oxigén szabadul fel. Ez a folyamat addig ismétlődik, míg az elektron el nem éri az L4 anódot. Nem lehet akármennyi lemezt a katód és az anód közé tenni, mivel a d távolság növekedésével - ugyanakkora feszültség mellett - a villamos erőtér csökken, ami egy bizonyos szint alatt már a hatásfok rovására megy. Ezen kívül a vízmolekulák polarizálódása miatt a köztes lemezeken is kialakulnak a Qk kötött töltések, amik a

folyamat ellen hatnak, lévén hogy ezek a Qk töltések szintén rendelkeznek saját, a fő erőtérrel ellentétesen ható erőterekkel. Egy bizonyos lemezszám után ezek a kis erőterek egyre jobban rontják az elektrolízis hatásfokát. Oldatok vezetőképességének meghatározása Az elektródák között található oldat ellenállását a következő, elektrotechnikában jól ismert képlettel számolhatjuk ki: R=ρ*d/A ahol: • • • • R - az oldat ellenállása a két elektróda között (Ω) ρ - az oldat fajlagos ellenállása (Ω * cm) d - az elektródák közötti távolság (cm) A - az elektróda felülete (cm2) A fajlagos vezetés (κ) a fajlagos ellenállás reciproka: κ=1/ρ ezért: R = d / (A * κ) A κ értéke viszont nem egy konstans, mint pl. a fémeknél, hanem az oldat koncentrációjának függvényében változik. Ezért az elektrolit oldatok vezetését inkább az oldat molekulavezetésével szokás jellemezni. A molekulavezetés (λm) az

oldat fajlagos vezetéséből számítható: λm = κ / c ahol: • • • λm - a molekulavezetés (S * cm2 / mol) κ - a fajlagos vezetés (S/cm) c - az oldat koncentrációja (mol/cm3 oldat) Az erős és a gyenge elektrolit oldatok esetében különböző módon kell számolni a moláris vezetőképességet. Mivel minket a KOH érdekel, ezért csak az erős elektrolitok molekulavezetésével fogunk foglalkozni. A képletből látszik, hogy a koncentráció (c) növekedésével a molekulavezetés (λm) arányosan csökken. Ha a 10 ábrát megnézzük, láthatjuk, hogy az erős elektrolit oldatoknál a nagyon híg oldat kivételével ez a csökkenés lineáris. Az oldat koncentrációja és a molekulavezetés közötti empirikus kapcsolatot a következő képlet fejezi ki: λ m = λ0 - k * c ahol: • • • • λm - a molekulavezetés (S * cm2/mol) λ0 - a végtelen hígítású oldat molekulavezetése (S * cm2/mol) k - az adott oldatra jellemző tapasztalati érték (pl.

kKOH = 13037) c - az oldat ionkoncentrációja (mol/cm3) A végtelen hígítású elektrolit oldat molekulavezetése az elektrolitban lévő töltéshordozó ionok ionmozgékonyságának az összege: λ0 = λIK + λIA A következő táblázat néhány ion ionmozgékonyságát mutatja. Kation H+ Li+ Na+ K+ λIK 349,7 S * cm2/mol 38,68 S * cm2/mol 50,20 S * cm2/mol 68,0 S * cm2/mol Anion OHFClClO3- λIA 200,0 S * cm2/mol 55,4 S * cm2/mol 76,32 S * cm2/mol 64,0 S * cm2/mol Rb+ Cs+ NH4+ 77,8 S * cm2/mol 77,2 S * cm2/mol 73,7 S * cm2/mol ClO4BrI- 68,0 S * cm2/mol 78,4 S * cm2/mol 76,9 S * cm2/mol 3. táblázat Néhány ion ionmozgékonyságának értéke végtelen híg oldatok esetében 25 °C-on A koncentrációt a következőképpen számítjuk ki: c = mKOH / ( mtKOH * Voldat ) ahol: • • • • c - az oldat koncentrációja (mol/cm3) mKOH - a szilárd halmazállapotú KOH tömege (g) mtKOH - a KOH molekulatömege (= 56,1) Voldat - az oldat térfogata (ml) Az oldat

térfogatát a következőképpen határozhatjuk meg: Voldat = ( mKOH + mvíz ) / soldat ahol: • • mvíz - a víz tömege (g). 1 liter víz tömege 1000 g soldat - a KOH oldat sűrűsége (g/cm3) A KOH oldat sűrűsége (soldat) a tömegszázalék függvénye, ezt az értéket pl. a Négyjegyű Függvénytáblázatból kaphatjuk meg. A KOH tömegszázalékát a következőképpen határozhatjuk meg: m% = ( mKOH * 100 ) / ( mKOH + mvíz ) A jobb érthetőség kedvéért nézzünk egy konkrét példát. Tegyük fel, hogy 1 dl (100 g) vízben feloldunk 4,2 g KOH-t. Az oldatba vezetett elektróda magassága h = 2 cm, hosszúsága pedig l = 3 cm. Az elektródák közötti távolság legyen d = 1 mm (0,1 cm). Ekkor az oldat tömegszázaléka: m% = ( mKOH * 100 ) / ( mKOH + mvíz ) m% = (4,2 g * 100 ) / ( 4,2 g + 100 g ) = 4,03 % A Függvénytábla alapján megállapítottuk, hogy a 4,03 %-os KOH oldat sűrűsége: soldat = 1,035 g/cm3. Az oldat térfogata: Voldat = ( mKOH + mvíz

) / soldat Voldat = ( 4,2 g + 100 g ) / 1,035 g/cm3 = 100,67 cm3 = 100,67 ml Az oldat KOH koncentrációja ezek szerint: c = mKOH / ( mtKOH * Voldat ) c = 4,2 g / ( 56,1* 100,67 cm3 ) = 7,4368 10-4 mol/cm3 A végtelen hígítású oldat molekulavezetése a 3. táblázat alapján: λ0 = λIK + λIA = λH+ + λOHλ0 = 349,7 S * cm2/mol + 200,0 S cm2/mol = 549,7 S cm2/mol A 4,03 %-os KOH oldat molekulavezetése pedig: λ m = λ0 - k * c λm = 549,7 S * cm2/mol - (13037 7,4368 * 10-4 mol/cm3) λm = 194,2 S * cm2/mol Az oldat fajlagos vezetése: κ = λm * c κ = 194,2 S * cm2/mol 7,4368 10-4 mol/cm3 κ = 0,144 S/cm Az elektródalemez felülete: A = h * l = 2 cm 3 cm = 6 cm2 Az elektródák közötti ellenállás ekkor: R = d / (A * κ) R = 0,1 cm / (6 cm2 * 0,144 S/cm) R = 0,115 1/S = 0,115 Ω Faraday törvénye Faraday az elektrolízises kísérletei során rájött arra, hogy az oldatból kiváló anyag tömege csak az oldatba vezetett áramerősségtől, az elektrolízis

idejétől és az oldatra jellemző állandótól függ. m=k*It ahol: • • • • m - a felszabadult anyag tömege (g) k - elektrolízis állandó I - az alkalmazott áramerősség (A) t - az elektrolízis időtartama (s) Egy mól z töltésű ion semlegesítéséhez z * 96 485 C töltés szükséges, vagyis az elektrolízishez szükséges töltés egyenesen arányos az elektrolizálandó anyag mennyiségével és töltésével: F = (I * t) / z n ahol: • • • F - Faraday féle szám (F = 96 485 C/mól) n - az ionok száma z - egy molekula felszabadításához szükséges elektronok száma Ezt a két törvényt egyesítve a következő egyenletet kapjuk: m = (M * I t) / (z F) ahol: • M - a móltömeg A vízbontás során a kivált anyag gáz halmazállapotú, ezért a fenti képletben a móltömeget behelyettesítve a következő egyenletet kapjuk: V = ( R * T I t 103) / ( F p z ) ahol: • • • • • • • • V - a gáz térfogata (liter) R -

Moláris gázállandó (= 8,31432 J/(mól*K)) T - az elektrolit oldat hőmérséklete (K) I - az elektrolit oldatba vezetett áram erőssége (A) t - az elektrolízis időtartama (s) F - Faraday féle szám (F = 96 485 C/mól) p - az elektrolit oldat feletti levegő nyomása (Pa) 5 o (A levegő nyomása 1,013 * 10 Pa) z - egy molekula felszabadításához szükséges elektronok száma o zH2=2, azaz 2 mól elektron szükséges egy mól hidrogén felszabadításához o zO2=4, azaz 4 mól elektron szükséges egy mól oxigén felszabadításához Légköri nyomáson és 25 °C-on a képlet a következőképpen egyszerűsödik: V = ( 8,31432 J/(mól*K) 298 K I t 103) / ( 96 485 C/mól 1,013 105 z ) V = 0,000253 * I t / z Vegyünk egy konkrét példát. Ha a feljebb meghatározott töménységű KOH elektrolit oldatban lévő elektródákra egy 12 V-os akkumulátort kapcsolunk, akkor az áramerősség Ohm törvénye szerint: I=U/R I = 12 V / 0,115 Ω = 104,3 A Ezzel az

áramerősséggel egy perc alatt a következő mennyiségű gáz fog termelődni: A katód mentén: VH2 = 0,000253 * I t / z VH2 = 0,000253 * 104,3 A 60 / 2 = 0,791 liter Az anód mentén: VO2 = 0,000253 * I t / z VO2 = 0,000253 * 104,3 A 60 / 4 = 0,395 liter Az össz gáztermelés tehát: V = VH2 + VO2 = 0,791 liter + 0,395 liter = 1,186 liter Az elektrolízis hatásfoka A hatásfokot általánosan a rendszer kimenetén megjelenő és a befektetett energia hányadosaként jellemezzük. Az elektrolízis hatásfokát kétféleképpen határozhatjuk meg, egyrészt energetikai szempontból, másrészt pedig a Faraday hatásfokként. ηenergetikai = Eki / Ebe Az elektrolízisnél az energetikai hatásfokot a következő képlettel határozzuk meg: ηenergetikai = ( VH2 * H0 ) / ( Ueff Ieff t ) ahol: • • • • • VH2 - az előállított hidrogén mennyisége (liter) H0 - a hidrogén kalorimetrikus értéke (= 12,745 * 103 J/liter) Ueff - az elektródákra kapcsolt

effektív feszültség (V) Ieff - az elektrolizálón átfolyó effektív áramerősség (A) t - az elektrolízis időtartama (s) A Faraday hatásfok meghatározásához a ténylegesen előállított hidrogén mennyiségét el kell osztani a számított elméleti hidrogéngáz mennyiségével: ηFaraday = VH2 (termelt) / VH2 (számított) ahol: • • VH2 (termelt) - a termelődő hidrogéngáz lemért mennyisége VH2 (számított) - az elméletileg kiszámított hidrogén mennyisége Egy érdekes momentum, hogy mikor többlemezes elektrolizáló készüléket használunk, akkor a Faraday hatásfok meghaladhatja a 100 %-ot! Az elektrolízis hatásfoka sok tényezőtől függ, például az elektrolit anyagától és koncentrációjától, az alkalmazott elektródák anyagától, méretétől és formájától, az elektrolizáló tartály méretétől és formájától, az elektrolízishez használt áram nagyságától, hullámformájától és frekvenciájától (ha nem

egyenáramot használunk), az elektrolízis hőmérsékletétől stb. Browngáz A Browngáz a di-atomi és mon-atomi hidrogén és oxigéngázok keveréke. A Browngáz legegyszerűbb előállítási módja az elektrolízis, mely az elektromos áram segítségével a vizet hidrogénra és oxigénra bontja. A lebontás pillanatában a hidrogén és oxigén úgynevezett mon-atomi állapotban van, azaz nem kapcsolódnak semmilyen más atomhoz, csak önmagukban vannak, mint H és O. A hagyományos elektrolizálók arra ösztökélik ezeket a mon-atomi hidrogén- és oxigénatomokat, hogy azok di-atomi állapotba menjenek át. A di-atomi állapot azt jelenti, hogy a hidrogénatomok H2 molekulákat, az oxigénatomok pedig O2 molekulákat alkotnak. A di-atomi állapot egy alacsonyabb energiaszintű állapot, s az energiakülönbség hő formájában jelentkezik, mely az elektrolizálót melegíti, s amely így nem elérhető a további felhasználás során. De mi történik akkor, ha a H és

O atomok jelentős része nem alakít ki di-atomi molekulakötéseket. A hagyományos elektrolízis endotermikus (hőelnyelő) folyamat De ha csak kevés di-atomi molekula keletkezik, akkor az elektrolizáló nem melegszik fel, mivel nincs exotermikus (hőkibocsátó) folyamat, mely a buborékok vízre gyakorolt hatásakor jön létre. Ezen kívül az elektrolízis során keletkezett gáz mennyisége is jelentősen megnövekszik, mivel a mon-atomi móltömeg kétszerese a di-atomi móltömegnek ugyanakkora súlyú víztömeg elektrolizálása során. Mi történik ezen mon-atomi gázok elégetése során? Mikor csak H és O ég el, akkor a láng sokkal hidegebb, mivel a lángnak nem kell energiát közölnie a H2 és O2 molekulák szétválasztására. Ha csak a H és O atomok vannak jelen az égés során, akkor csak annyi történik, hogy azok a gázállapotból az 1860-szor sűrűbb folyékony halmazállapotba alakulnak át, vagyis vízzé, s ez csak kevés hőtermeléssel jár. Ez

a folyamat viszont vákuumot hoz létre robbanásszerű összeroppanást idézve elő. És ha a H és O atomok egyből vizet formálnak, akkor (4 mól hidrogén és 2 mól oxigén esetén) 442.4 Kcal energiát kapunk, ellentétben a 115.7 Kcal-val, amit 2H2:O2 esetén kapnánk Ez az extra energia a Browngázoknál furcsa jelenségeket idéz elő, mint például a wolfram nemesítését, melyhez egyébként a nap felszínén található hőmérsékletre lenne szükség. A hagyományos 2H2:O2 lángok nem tudnának ekkora hőt biztosítani Ez a különleges, magas energiaszintű reakció érdekes hatásokat eredményez, például a Browngáz lángja képes lézerszerű lyukat égetni a fába, fémbe és a porcelánba. Ezen kívül a láng hőmérséklete különböző anyagoknál eltérő. A mon-atomi hidrogénből (H) és mon-atomi oxigénből (O) álló Browngáz lángjával nem kell energiát közölnünk, mivel az atomok már eleve a legegyszerűbb és legmagasabb energiaszintű

állapotukban vannak. Ez azt jelenti, hogy a "tökéletes" Browngáz 38-szer több hőenergiával rendelkezik, mint a "közönséges" H2 és O2 gázok (442.4 Kcal / 1157 Kcal). Így "plazma" típusú hőmérsékleteket és hatásokat érhetünk el, mivel a potenciális atomi energia jelen van, még ha nem is jelentkezik hő formájában. A Browngázokról szóló rövid ismertetőt angolul itt olvashatod el. (A teljes szöveget nem fordítottam le, csak a lényegesebb részeket.) Számítások A következő dinamikus táblázat segítségével meghatározhatod, hogy ha desztillált vízbe adott mennyiségű KOH-t oldasz fel, akkor mekkora lesz az oldat ellenállása, mennyi áram folyik rajta keresztül, mennyi lesz az elméleti gáztermelés stb. A bemeneti adatok a következők: • • • • Vvíz - a desztillált víz térfogata literben mKOH - a feloldott KOH mennyisége grammokban A - az elektródalemez elektrolittal érintkező felülete cm2-ben

d - az anód és a katód közötti távolság mm-ben. Ha kettőnél több lemezt használsz, akkor a két szélső lemez közötti távolságot jelenti. n - az elektródalemezek száma (minimum kettőnek kell lennie) U - a két szélső elektródára kapcsolt feszültség értéke V-ban T - az elektrolit oldat hőmérséklete °C-ban p - az elektrolit oldat felett lévő levegő nyomása (normál körülmények között 0.1 MPa) t - az elektrolízis időtartama másodpercekben • • • • • Vvíz= U= l mKOH= V g T= A= °C cm2 p= d= MPa Az elektrolit oldat tömegszázaléka (m%) 0.09 % Az elektrolit oldat sűrűsége (Soldat) 1 g/cm3 Az elektrolit oldat térfogata (Voldat) 1001 ml mm n= t= db s Az elektrolit oldat molekulavezetése (λm) 494.68 S*cm2/mol Az elektrolit oldat fajlagos vezetése (κ) 0.008 S/cm Az elektródák közötti ellenállás (R) 11.3518 Ω Az elektroliton átfolyó áram erőssége (I) 0.12 A Az elektroliton átfolyó áram

sűrűsége (j) 0.1294 A/cm2 A katódon elméletileg kiváló H2 gáz (VH2) 0.0009 liter Az anódon elméletileg kiváló O2 gáz (VO2) 0.0004 liter Az összesített gáztermelés (VH2 + VO2) 0.0014 liter 4. táblázat Az elektrolit oldat paraméterei és a fejlődő gázok elméleti mennyisége A cél az, hogy a lehető legkisebb feszültségen és a lehető legkisebb áram felhasználásával tudjuk előállítani a szükséges mennyiségű hidrogéngázt. A gyakorlatban használt elektrolizálók hatásfoka 50-71% között változik. A következő sorokban különböző, a hagyományos egyenáramú elektrolízistől eltérő elektrolizálási módszerekről olvashatsz. • • • • Andrija Puharich a 70-es évek végén az autójával - melynek üzemanyaga víz volt - beutazta Amerikát és Mexikót. Puharich alaposan tanulmányozta a vízbontás lehetőségeit, mivel a legenergiatakarékosabb módszert akarta kifejleszteni - és végül is siker koronázta a

fáradozásait. BingoFuel elektrolizáló készülék nagy áramokkal és viszonylag nagy feszültségen bontja a vizet. Kanarev professzor egy olyan elektrolizálót dolgozott ki, melynek segítségével egy köbméter hidrogént mindössze 0.4 kWh energia segítségével állíthatunk elő Ez 1000%-os hatásfok-növekedést eredményez. Sanley A. Meyer nagyfeszültséget használva bontotta le a vizet hidrogénra és oxigénra. Az általa alkalmazott módszer nagyon jó hatásfokot biztosított, a víz • • lebontására használt energiának a több százszorosát tudta kinyerni a hidrogén elégetésekor. Horváth István magyar származású feltaláló is kidolgozott egy vízbontási elvet, mely olyan jó hatásfokú volt, hogy a 4000 cm3-es autóját könnyűszerrel, kis energia-befektetéssel tudta vele üzemeltetni. Horváth István előző oldalon ismertetett szabadalmát két évvel később egy újabb szabadalom követte, mely látszólag az előző

tökéletesítése volt, bár itt már nem csak az elektrolízist alkalmazta, hanem a radiolízist is. Andrija Puharich elektrolizáló készüléle Andrija Puharich a 70-es évek végén az autójával - melynek üzemanyaga víz volt - beutazta Amerikát és Mexikót. Puharich alaposan tanulmányozta a vízbontás lehetőségeit, mivel a legenergiatakarékosabb módszert akarta kifejleszteni - és végül is siker koronázta a fáradozásait. Elgondolkoztál már azon, hogy mit is kezdhetnél egy régi Hifi készülékkel? Nos, a válasz a következő: használd a víz lebontására. Mint más kutatók, így Puharich is rájött arra, hogy a víz lebontása egy rezonanciafrekvencián rezegtetett összetett hullámforma segítségével megoldható. Egyszerűen csak frekvenciák és azok harmonikusainak sokaságát kell alkalmaznod különböző hullámformákat állítva elő, melyek a vízmolekulát alkotó atomok magjait és elektronjait megrezegtetik. Mindehhez polarizált

elektromágneses mezőre van szükség A hagyományos elektrolízisnél egyenáramot használunk, mely már eleve polarizált, így az anód és katód között kialakult erős elektromágneses mező a vízmolekulákat észak-dél (vagy + - -) irányba állítja és addig húzza a molekulákat alkotó H-O atomokat egymással ellentétes irányba, míg a köztük lévő kötés meg nem szűnik. Ennek a hatásfoka azonban nem túl jó, mindössze 50 - 71 %. Ezt a hatásfokot próbálják meg javítani azok a módszerek, melyeknél az áram "ki-be" kapcsolásával az atomok közötti kötést először széthúzzuk majd pedig ezt a húzást megszüntetjük. Ez molekuláris szinten egyfajta kifáradást eredményez, ahhoz hasonlóan, mint amikor egy fémdarabot hajlítgatunk, míg az el nem törik. Az áramnak ez a "ki-be" kapcsolása azonban nem javítja jelentősen az elektrolízis hatásfokát. Az áttörést néhány különleges frekvencia használata hozta meg,

mint például 600 Hz és 42,8 KHz, melynek során a már eleve széthúzott H-O kötésen még csavarunk egyet. Viszont ezt a trükköt nem egy adott frekvencia vagy hullámforma segítségével végezzük el. A H-O kötés jóval képlékenyebb, mint ahogy néhány ember azt gondolja. Ez olyan, mint amikor széthúzunk egy gumiszalagot, így próbálva meg azt elszakítani. Maga a széthúzás önmagában csak akkor működik, ha van elegendő brutális erőnk (mint például a plazma ív esetében), de ez energiapocsékolás. Ha viszont van egy ollónk, amivel a széthúzott gumit elvághatjuk, akkor az jóval kevesebb energiát igényel. Tulajdonképpen ez történik a rezonanciafrekvencián. A kémiai kötéseket először "széthúzzuk" majd "csavarunk" egyet rajtuk, ami azt eredményezi, hogy az atomok polaritása már nem lesz fázisban, ezért az atomok taszítani kezdik egymást. Az atommagok pozitív töltésűek, így azok taszítják egymást,

viszont a "viszonylagos pörgési kapcsolataik" és a negatív elektronjaik révén mégis össze tudnak kapcsolódni. Ha megváltoztatjuk ezt a "pörgési kapcsolatot" egy adott frekvenciájú elektromágneses mező segítségével, akkor ezek az atomi kötések megcsavarodnak, és ha még húzzuk is őket, akkor azok nagyon könnyen elszakadnak. Hogyan oldotta ezt meg Andrija Puharich? Ezt tudjuk meg az itt következő szabadalmából (melynek tartalmát a fordítás során kissé megnyirbáltam). A találmány rövid ismertetése A klasszikus kvantumfizika szerint a vízmolekulának két különböző szögű kötése van, 104° és 109°28. A jelen találmány olyan módszert ismertet, mely a vízmolekulákat energizálja oly módon, hogy a 104°-os szöget bezáró kötést 109°28-os tetraéder alakú geometria formává változtatja. Egy elektromos függvénygenerátor (1. részegység) összetett elektromos hullámformát állít elő, mely megfelel a

tetraéder alakú vízmolekulák összetett rezonanciafrekvenciáinak. Ez az összetett elektromos hullámforma a vízmolekulákat szétszakítja az azokat alkotó hidrogénra és oxigénra. A találmány részletes ismertetése 1. rész - A készülék A készülék három részegységből áll: az elektromos függvénygenerátorból, a termodinamikai készülékből és a víztartályból. 1. részegység - Elektromos függvénygenerátor Az eszköz kimeneti jele egy hangfrekvenciás 20 és 200 Hz közötti tartományú jel által modulált 200 és 100 000 Hz közötti vivőhullámból áll. Ennek a kimenő jelnek az impedanciáját (ellenállását) folyamatosan összehasonlítjuk a terheléssel, mely ebben az esetben a 2.részegység, azaz a termodinamikai készülék Tekintsd meg az 1.ábrát 1.ábra Az elektromos függvénygenerátor sematikus rajza (1 részegység) 2. részegység - termodinamikai készülék A termodinamikai készülék fémből és kerámiából

készült, mely hengerformájú. A központi üreges elektródát egy nagyobb, cső alakú hengerformájú acélelektróda veszi körül. Ez a két elektróda koaxiális elektródapárt hoz létre, mely az 1 részegység terheléseként szolgál. A központi cső alakú elektróda tartalmazza a vizet és egy porózus, üvegszerű kerámiaszigetelés választja el a külső elektródától. A szigetelő kerámia külső része és a külső elektróda közötti rész az elektrolizálandó vizet tartalmazza. Ez a vízcella a találmány 3. részegysége, mely két hosszú, cső alakú tűzálló üveget tartalmaz, ahogy az a 2. ábrán és a 3 ábrán is látható A két fémelektróda vízzel érintkező része nikkelötvözettel van bevonva. 2. ábra A találmány sematikus rajza és a termodinamikus eszköz metszete (2 részegység) A koaxiális elektródarendszer anyaga és formája direkt úgy lett kialakítva, hogy a vízmolekulákat energizálhassa az elektrolízis

érdekében. A központi elektróda üreges és azt a célt is szolgálja, hogy 3. részegység vízcellájához vezesse a vizet A központi cső alakú elektróda nikkelötvözettel, porózus kerámiával és üvegcsővel van bevonva a teteje kivételével, mely a második elektródára néz. A külső henger alakú elektróda hővezető acélötvözetből készült és a külső részén bordákkal van ellátva. A külső elektróda belső fele nikkelötvözettel van bevonva. A központi és a külső elektróda elektromosan össze vannak kötve a külső elektróda kupolaalakú meghosszabbításával, mely a két elektródát a hidrogén ismert kioltási távolságán tartja egymástól. Nézd meg a 2 ábrán, mely a 2 részegységet illusztrálja. 3. részegység - Vízcella A vízcella a 2. részegység felső felében található Ezt már leírtuk a 2 részegység tárgyalásakor. A felnagyított rajzát a 3 ábrán láthatjuk A 3 részegység vízből és üvegcsőből

áll, mely a 2. részegységben található 3. ábra A 3 részegység metszete A gyakorlatban elkészített készülék a következőket tartalmazza: A - Víztartályt, sótartályt és/vagy sót B - Mikroprocesszoros vagy más vezérlővel ellátott vízbefecskendező rendszert, melyet a következő paraméterek irányítanak: • • • • • • • • • • Vivőhullám frekvenciája Áram Feszültség A cella vizének RC relaxációs időállandója A víz atomi mágneses relaxációs állandója A hidrogén égési hőmérséklete A vivőhullám formája A belsőégésű motor percenkénti fordulatszáma A gyújtást vezérlő rendszer A hűtendő terület hőmérséklete C - Elektromos gyújtórendszert a keletkezett hidrogén begyújtására A 3. részegység fontos részeit képezik a cső alakú üvegszerű anyag, a cella falának geometriája és a cellában lévő vízmolekulák geometriai formája. A találmány fontos részét képezik még a vízmolekulák

tetraéder formájának a manipulálása, melyről a továbbiakban fogunk beszélni. A molekula különböző részei az elektronok segítségével kapcsolódnak össze. Az egyik lehetséges kötés a kovalens kötés, mely az elektronok megosztott birtoklásával jön létre. A hidrogénmolekula (H2) alkotja a lehető legkisebb kovalens kötést. (lásd a 4 ábrát) 4. ábra A hidrogén kovalens kötése A hidrogéngáz molekulája úgy alakul ki, hogy az 1s elektronok egymást átfedve egy párat alkotnak. Egy új molekuláris pálya alakul ki, mint azt a 4 ábrán is láthatjuk A kovalens kötésnél az atommagok elektronokra gyakorolt vonzó hatása tartja össze az atomokat. A kovalens kötésnek iránya van. Az elektronok pályája megváltoztathatja az alakját és az irányát, mikor az atom egy molekula részévé válik. Mikor egy molekulában két vagy több kovalens kötés van jelen, a molekuláris geometriát a központi atom körüli kötések szögei határozzák meg.

A legkülső elektronpályán lévő szabad elektron(ok) alapvető hatással vannak a molekula geometriai formájára. A vízmolekula jól demonstrálja ezt az elvet. Az oxigén egymagában a következő elektronpálya szerkezettel rendelkezik: 1s2 2s2 2p2x 2p1y 2p1z A vízben a hidrogénok 1s elektronjai az oxigén 2py és 2pz elektronjaival kapcsolódnak össze. Mivel a p elektronpályák derékszöget zárnak be egymással (lásd a 4a ábrát), így 90°-os kötési szöget feltételezhetnénk. Ugyanakkor a kísérletek azt bizonyították, hogy a kötés szöge 104°. Elméletileg ezt a hibrid pályákon lévő szabad elektronokkal magyarázzák. 4a. ábra A hidrogénkötés szöge A kombinált vagy más néven hibrid elektronpályák akkor alakulnak ki, mikor a 2s pályán lévő elektronokat gerjesztjük s azok az alaphelyzetből a 2p elektronpálya energetikai szintjére jutnak. Az új hibrideket sp3-nak nevezzük, mivel azok egy s és három p pályából állnak. (lásd a

4b ábrát) 4b. ábra A hibrid és nem hibrid pályák A hibrid sp3 pályák a térben a központi atomtól kiindulva a négy csúcs felé tetraéder formát vesznek fel. Ha a pályák egyenlők, akkor a kötések szögei a tetraéder geometriájára jellemző 109°28-os szöget vesznek fel. A víz esetében két pályát szabad elektronok foglalnak el. (lásd a 4c ábrát) 4c. ábra A metán- , ammónia- és vízmolekula geometriája Ez a két szabad elektron, mely egy atommag körül kering, nagyobb taszító hatással rendelkezik, mintha két különböző atommag körül keringenének. Ez 109°-nál nagyobbra növeli a szabadelektronok pályája közötti szöget, mely viszont összébb nyomja a kötött elektronok pályáját 104°-ra. Az ammónia (NH3) esetében, ahol csak egy szabadelektron van, a taszítás nem olyan nagy és a kötések szöge 107°. A szén a hidrogénnal rendszerint tetraéder alakzatot formál, így alakítva ki a legegyszerűbb gázt, a metánt (CH4)

(lásd a 4c. ábrát és a 8ábrát) A szabadelektronok taszítása hatással van a töltéseloszlásra és meghatározza a kovalens kötés polaritását is. Ennek a szabadalomnak az az újítása, hogy a vízmolekulák energiaszintjét manipuláljuk elektronikus eszközökkel úgy, hogy a vízmolekulákat átalakítjuk tetraéder alakúra. A következőkben ezt mutatjuk be. 2. rész - Elektrodinamika (tiszta víz) A tiszta vízben történő reakciók arányát és idejét, az 1., 2 és 3 részegység elektrodinamikáját és azok együttműködését fogjuk itt ismertetni. A sósvízben lejátszódó reakciókat a 3. részben fogjuk tárgyalni Az 1 részegység kimenete automatikusan követi az itt felsorolásra kerülő hét reakcióállapotot ("A" - "F") azáltal, hogy változtatjuk a rezonanciafrekvenciát, hullámformát, áramerősséget, feszültséget és impedanciát. Nem szükséges mind a hét reakcióállapot a rendszer gyakorlati alkalmazása

során, de itt megemlítjük őket a teljesség kedvéért. Ez a hét reakcióállapot csak a tiszta víz elektrolízise esetén van jelen. "A" ÁLLAPOT A 2. részegység 1 részegységgel való száraz töltése Ahhoz, hogy az új rendszer beinduljon, az 1. részegység kimenetét rákötjük a 2 részegység elektródáira úgy, hogy még nincs víz a 3. részegységben Ekkor a következő elektromos paramétereket figyelhetjük meg: A kimeneti áram (I) értéke (száraz) terhelésnél: 0 - 25 mA A kimeneti feszültség (E) értéke (száraz) terhelésnél: 0 - 250 V (váltófeszültség) Nincs torzulás az amplitúdó modulált (AM) jelben vagy a szinuszos vivőhullámban, melynek frekvenciája fc 59 748 Hz és 66 221 Hz közötti tartományban mozog. Ennek átlagértéke fcátl = 62 985 Hz. A vivőhullám fc frekvenciája a kimeneti teljesítmény függvényében változik oly módon, hogy az áram növekedésével a frekvencia csökken. Az AM hullámformát az 5 ábrán

láthatjuk. 5. ábra Amplitúdó modulált vivőhullám Itt jegyezzük meg, hogy az elektromos függvénygenerátor automatikus erősítésszabályozással van ellátva, mely az AM értékét 0 %-ról 100 %-ra, majd 100 %ról 0 %-ra változtatja egyenlő arányban minden 3 másodpercben. Ez a 3 másodperces ciklus megegyezik a 3. részegységben lévő víz atomi szintű pörgés relaxációs idejével (tau/sec). Ennek a hatását a későbbiekben még részletesebben megtárgyaljuk Összefoglalva, a következő dolgokat figyelhetjük meg száraztöltésnél: • • • Az 1. részegység integritását A 2. és 3 részegység koaxiális elektródáinak és az üvegszerű kerámiának az integritását Az elektródák és a kerámiafelületek elektrosztatikus tisztítását "B" ÁLLAPOT Az 1. 2 és 3 részegység kezdő műveletei, miután a készüléket tiszta vízzel feltöltöttük Nincs jelentős elektrolízis a "B" állapotban. - Az 1. részegység

kimeneti szinusz hulláma fodrozódó négyszöghullám formáját veszi fel a víz RC állandójának a változásakor. - Ezen kívül, a 3. részegységben a víz polarizációjának hatására egy "nyílt áramkörös" reverzálható (visszafordítható) küszöbhatás jelentkezik, mely félhullámos egyenirányításhoz és pozitív unipoláris (egysarkú, egypólusú) impulzusok megjelenéséhez vezet. - A 2. részegységben elkezdődik az elektródák polarizálódása, mely az igazi elektrolízis "előjátéka". Ennek bizonyítéka a hidrogén és oxigéngázok buborék formájában történő megjelenése. A fodrozódó négyszöghullámok megjelenése. 1. fázis Az "A" állapotú száraztöltés végén az 1 részegység kimenete a következő értéket veszi fel: I = 1 mA, E = 24 V (VF), fc = 66 234 Hz. 2. fázis Ezt követően vizet csepegtetünk a 3 részegység vízcellájába, míg a vízszint el nem éri a központi elektróda "1"

tetejét (lásd a 3. ábrát), elfedi azt, majd a felső külső elektróda "2" belső felületével érintkezik. Amint a két elektródát összekötöttük a vízzel, a következő eseménysor játszódik le: 3. fázis fc leesik 66 234 Hz-ről 1272 Hz és 1848 Hz közötti értékre Az áram és a feszültség szintén leesik és elkezd pulzálni a víz atomi szintű pörgés relaxációs idejével τ = 3.0 sec Az atomi szintű pörgésrelaxáció jelenlétét az oszcilloszkóp X-Y tengelyén mért hiszterézises görbe bizonyítja. I = 0 és 0,2 mA értékek között hullámzó τ ciklus E = 4,3 és 4,8 V (VF) értékek között hullámzó τ ciklus A szinuszos vivőhullám átalakul fodrozódó négyszöghullámmá, melynek periódusa a víz RC állandójával egyezik meg. Az is megfigyelhető, hogy a négyszöghullám magasabb harmonikusai is jelen vannak (lásd a 6. ábrát) 6. ábra Fodrozódó négyszöghullám A fodrozódó négyszöghullám megjelenésével a

3. részegységet borító üveglapon lecsapódó páraként a hidrolízis küszöbe észlelhető (de csak gyengén), melyet kis nagyítású mikroszkópban meg is láthatunk. 4. fázis A víz RC állandójának megváltozását egy másik hatás is követi, vagyis a vivőhullám félhullámmá történő egyenirányítása. Ez a külső elektródánál a vízmolekulák tetraéder formájú magas szintű polarizációjára utal. A már említett fodrozódó négyszöghullámok és a kis mennyiségű pára megjelenésén kívül a reverzibilis hidrolízis küszöb jelenléte is megfigyelhető. Ezt egy, az 1 és 2 részegységek közötti nyílt áramkörrel tesztelhetjük, vagyis amikor nem folyik áram az elektródákon keresztül. Ezt úgy érhetjük el, hogy a két elektróda között a vízszintet lecsökkentjük vagy megszakítjuk az áramkört az 1. és 2 részegységek között, miközben az 1. részegység be van kapcsolva és oszcillál A nyílt áramkör létrehozását

követően azonnal megfigyelhetjük a következő hatásokat: (a) Az fc vivőhullám frekvenciája a 4. fázisból 1272 Hz-re ugrik, majd 1848 Hz-re, végül pedig 6128 Hz-re változik. (b) A multiméterrel mért áram és a feszültség nullára esik, de az oszcilloszkóp továbbra is mutatja a csúcstól csúcsig (p-p) mért feszültség jelenlétét, a hullámforma pedig egy érdekes dolgot mutat. A fodrozódó négyszöghullámok eltűnnek és a helyükre unipoláris impulzusok lépnek (lásd a 6a. ábrát) 6a. ábra Unipoláris impulzusok Az unipoláris impulzus frekvenciája körülbelül 5000 Hz-en stabilizálódik. Az unipoláris impulzusok feszültsége 0 és 1.3 volt között változik 30 másodperces τ-val Tehát a vízmolekulák feltöltődnek és kisülnek a rájuk jellemző 0,0002 másodperces RC időállandó frekvenciáján. Itt meg kell említenünk, hogy a tiszta víznek nagy a dielektromos állandója, ez teszi lehetővé az imént leírt jelenséget. A

feszültség pulzáló amplitúdómodulációját a hidrogén nukleáris pörgés relaxációs ideje határozza meg, ahol τ = 3.0 sec A pozitív impulzuscsúcsokat negatív utófeszültség követi Ezek az impulzusformák megegyeznek minden idegrendszerrel rendelkező élőlény klasszikus idegi impulzusaival. 5. fázis Az elektrolízis reverzibilis küszöbhatását csak mellékesen említettük meg, mivel ez a 2. részegység elektródáin megjelenő hatásokat tükrözi A "B" állapotban megjelenő legfontosabb hatás az, hogy az elektródák polarizálódnak. Ezt kiterjedt kísérletekkel ellenőriztük különböző folyadékok esetében és azt kaptuk, hogy a külső elektróda belső felülete (lásd a 3. ábrán a "3" jelet) negatív töltésű lesz (lásd még a 7 ábrát) 7. ábra Ioneloszlás a negatív elektródánál Az elektródák polarizációs hatásai a 2. és 3 részegységek közötti illesztésnél Az 1. részegység τ ciklusidejű

meghajtó impulzusaival - melyek az elektródák polarizációját okozzák - egyidőben a 3. részegységnél is van egy olyan tevékenység, mely energizálja és belépteti a vízmolekulákat egy magasabb energetikai szintre. Ez a 104°-os kötési szöget 109°28-os tetraéder alakú kötéssé alakítja (lásd a 8. ábrát) 8.ábra A víz tetraéder alakú kötéspályái Ez az elektromos pumpáló hatás a legfontosabb dolog és ennek a találmánynak az újdonságát tükrözi számos okból kifolyólag. Először is, a vízmolekulák tetraéder formába történő átalakítása lecsökkenti azok stabilitását, ezáltal fogékonnyá téve azokat a rezonanciafrekvencián vagy frekvenciákon történő lebontásra. Másodszor, a vízmolekulák polarizációjának növelésével az oxigénnel összekapcsolódó Sszabadelektronokat elektromosan még negatívabbá tesszük, a gyenge S+ hidrogénatomokat pedig pozitívabbá. (lásd a 9 ábrát) 9.ábra A vízmolekulák

illusztrációja Mint majd bemutatjuk, a külső elektróda negatívabbá válása a belső elektróda pozitívabbá válását eredményezi. Amint a tetraéder alakú vízmolekula polaritása növekszik, a tetraéder két S+ csúcsa és a negatívan töltött elektróda felületén lévő Helmholtz réteg között taszítóerő jelentkezik (lásd a 7. ábrát) Ez a hatás a vízmolekulákat "beállítja" a mezőben, mely a vízbontásnál katalizáló szerepet tölt be, így növelve az oxigénatomok kiválását a vízmolekulákból, s mindezt a lehető legalacsonyabb energiaszinten. A 10 ábrán megtekinthetjük, hogyan működik a "beállítási tényező" 10. ábra A hidrogén jóddal történő összeütközésének termékeny és terméketlen összeütközése A "B" állapot végén a feltételek megértek a víz nagyon jó hatásfokú elektrolízisére. "C" ÁLLAPOT A 109°28-os tetraéderalakú vízmolekulák létrehozása a

"C" állapotban történik azáltal, hogy a vizet energizáljuk és polarizáljuk az összetett hullámformák frekvenciáinak generálásával. A "B" állapot 3. fázisában az áramot (automatikusan) I = 1 mA-ra, a feszültséget pedig E = 22 V (VF) -ra állítjuk, ami azt eredményezi, hogy a fodrozódó négyszögjel-impulzusok helyére fodrozódó fűrészfogjel lép. A vivőhullám alapfrekvenciája fc = 3980 Hz lesz Ez a hullámforma most automatikusan átalakul a víz optimális hatásfokú elektrolíziséhez szükséges formájúvá, amint azt a 11. ábrán láthatjuk 11. ábra Az optimális hatásfokot biztosító hullámforma A 11. ábrán az alap vivőfrekvencia fc = 3980 Hz, annak modulációs harmonikusai pedig a következők: 1. harmonikus: 7 960 Hz 2. harmonikus: 15 920 Hz 3. harmonikus: 31 840 Hz 4. harmonikus: 63 690 Hz Azt gondoljuk, hogy a 4. harmonikus hatására a vízmolekulák tetraédereinek mind a négy csúcsa a megfigyelt négy

harmonikus frekvencia egyikével rezonál. Azt is gondoljuk, hogy a külső elektróda kombinált negatív taszító ereje a most ismertetett rezonanciafrekvenciákkal együttműködve bontja le a vizet hidrogén- és oxigéngázokra. Ezt a következtetést a kisnagyítású mikroszkóppal végzett megfigyelésekből vontuk le. A hidrogénbuborékok az elektróda szélén "4" (lásd a 3. ábrán) kezdtek megjelenni Ezt követően a buborékok egy nagyon rendezett módon, gyöngylánc szerűen és centripetálisan (mint a kerék küllői) kezdtek a központi elektróda "1" (lásd a 3. ábrán) felé áramolni. A 12 ábrán ezt a jelenséget láthatjuk felülnézetből 12. ábra A hidrogéngázok láncszemformációja Az 1.részegység kimeneti jelének csökkentésével a víz elektrolízisének küszöbértéke amit a 3 részegység tetejére helyezett üveglapon megjelenő kis páracseppek megjelenése jelez - a következő: I = 10 mA, E = 10 V, P = 100 mW

Alkalmanként ez a küszöbérték lecsökkenhet a következő értékre: I = 1 mA, E = 2.6 V, P = 26 mW Ez a "C" állapotú hidrolízis küszöb nem figyelhető meg közvetlenül a vízben, mivel még nincs buborékképződés. Ezért kell üveglapot helyezni a vízcella tetejére, amin lecsapódnak a keletkezett gázok. "D" ÁLLAPOT A hatékony elektrolízis folyamata a "D" állapotban lelassul, mivel egyfajta akadálypotenciál alakul ki, mely leblokkolja az elektrolízist - az alkalmazott teljesítménytől függetlenül. Egy tipikus kísérlettel mutatjuk be az akadályhatás kialakulásának problémáját. Az 1, 2 és 3.részegység a következő paraméterekkel rendelkezik: I = 1 mA, E = 11,2 V, P = 11,2 mW Ezzel a teljesítménnyel körülbelül 0,1 cm3/perc hidrogéngázt termelhetünk 1 atmoszféra nyomásnál és 289 K (16°C) hőmérsékleten. Az is megfigyelhető, hogy az fc 2978 Hz-ről 6474 Hz-re növekedik 27 perc alatt. Az áram és a

feszültség szintén növekedett az idő múlásával. A 27 percben az akadályhatás leállította az elektrolízist Ezt mutatja be a 13 ábra. 13. ábra Az akadályhatás kialakulása és annak megszüntetése a 2 és 3 részegységek mechanikai megcsapolásával "E" ÁLLAPOT Az akadályhatás anatómiája. Terület "A": A hidrolízis aktív és hatékony Terület "B": Az akadályhatást előidézhetjük azzal, hogy az ujjunkkal hozzáérünk az elektrolizálóhoz, de spontán módon is előidéződik egy bizonyos idő elteltével. - (a) fázis. Az áram 1 mA-ről 30 mA-ra nő, a feszültség pedig 22 V-ról 2,5 V-ra esik - (b) fázis. Ha a 2 részegységhez hozzáérünk, akkor a folyamat megfordulhat a következő módon: Az áram 30 mA-ről 10 mA-re esik, a feszültség pedig 5 V-ról fellövell 250 V-ra . Az (a) és (b) fázis alatt a hidrolízis teljesen leáll. Mikroszkóppal megfigyelhetjük, hogy a külső elektróda belső felülete

vastagon be van vonva hidrogénbuborékokkal. Ennek az az oka, hogy a hidrogéngáz buborékok csapdába estek az elektromosan szigorított rétegnél, mivel a vízmolekulák tetraéderei úgy fordultak el, hogy az S+ hidrogéncsúcsok beléptek a Helmholtz rétegbe és az elektróda elektromosan negatív töltése elnyelte őket. Ez az Sszabadelektron csúcsokat az elektromosan szigorított réteg felé fordítja Ez a folyamat viszont megköti az újonnan kialakuló H+ ionokat, ami leblokkolja a reakciót. (lásd a 7.ábrát) H+ + H+ + 2e- => H2 (gáz) "F" ÁLLAPOT Terület "C": Úgy találtuk, hogy az akadályhatást viszonylag egyszerűen feloldhatjuk. (a) Az 1. részegységből a 2 részegységbe menő elektródákat meg kell fordítani és/vagy (b) Mechanikailag meg kell csapolni a 3. részegység celláját T/2 = 1,5 sec/csapolás sebességgel. Ezek a hatások a 12. ábrán lettek bemutatva és a következő módon módosította az akadály potenciálját:

E = 250 V-ról leesik 4 V-ra, az áram 10 mA-ről leesik 1 mA-ra, a teljesítmény pedig 4 mW (a végső stádiumban). Az akadályhatás feloldásával az elektrolízis újraindul, amit az újból kialakuló buborékok jeleznek. Az akadályhatás problémáját a gyakorlatban a tiszta víz nagy dielektromos állandójának csökkentésével lehet megoldani, azaz só vagy lúg (NaCl, KOH stb.) hozzáadásával Ez megnöveli a víz vezetőképességét. Az optimális hatásfok elérése érdekében azonban a sótartalom ne haladja meg a tengervíz sótartalmát, azaz 0,9%-ot. A 3 részből megértjük majd, hogy a vízoldat nem tiszta víz. 3. rész - Termodinamika (sós víz) Bevezetés (mostantól kezdve a víz szó alatt a sós vizet értjük). Az 1., 2 és 3 részegység gyakorlati alkalmazását ebben a részben tárgyaljuk A kémiai reakciókban a résztvevő atomok új kötéseket hoznak létre, melyek eltérő elektromos konfigurációkkal rendelkeznek. Az

energia-kibocsátó reakciókat exergonikusnak nevezzük, mivel az eredményül kapott kémiai kötéseknek kevesebb az energiatartalmuk, mint a reakcióban résztvevő elemeknek. Az energia-kibocsátás leggyakrabban hő formájában történik. Az energia-megmaradás törvényének értelmében energiát, akárcsak anyagot nem lehet se létrehozni, se megsemmisíteni. A kémiai reakció során kibocsátott hő plusz a termék alacsonyabb energiaszintje egyenlő a reakcióban résztvevő elemek energiatartalmával. A hidrogén elégetése, melynek során kialakul a víz, nagyon gyors folyamat. 2H2 + O2 => 2H2O - ΔH 68,315 Kcal/mól (ez enthalpia, vagyis az állandó nyomáson megjelenő égéshő) A vízmolekulák kémiai kötésének alacsonyabb az energiaszintje, mint a hidrogén- és oxigéngázoknak. A magas energiaszintű molekulák öröklötten instabilak A 14a. ábrán a hidrogén- és oxigéngázok egyesülését láthatjuk, miközben hőt bocsátanak ki és újból vizet

alkotnak. 14a. ábra Exergonikus reakció A reakció termékének alacsonyabb a potenciális energiája, mint a reakcióban résztvevő elemeknek, ezért energia szabadul fel A 14b. ábra a víz elektrolízis során történő hidrogénra és oxigénra bontásakor keletkező endergonikus reakciót mutatja. Figyeljük meg, hogy a két reakció energiaszintje között potenciálkülönbség van. 14b. ábra Endergonikus reakció A reakció termékének magasabb a potenciális energiája, mint a reakcióban résztvevő elemeknek, ezért energiafogyasztás lép fel A 14c. ábra bemutatja, hogy ez a potenciális energia két komponensből áll A nettó felszabaduló energiát Gibbs függvénynek, azaz ΔG-nek nevezzük, a reakció (égés) beindításához szükséges energiát pedig aktiválási energiának nevezzük. A kettő összege a teljes felszabadult energia. 14c. ábra Exergonikus reakció Az aktiválási energia olyan akadály, amin túl kell haladni a reakció folytatása

érdekében. Ez az energia "szikra" formájában érkezik, ami beindítja az égést. A Gibbs függvény a H entalpia és S entrópia függvénye. G = H-T S (ahol T a termodinamikus hőmérséklet) Az elektrokémiai cella állandó hőmérsékleten és nyomáson reverzibilis módon működik, az elektromos vagy nettó munka így: ΔG = -We Ahhoz, hogy ez a folyamat reverzibilis lehessen, egy nyitott áramkörre van szükségünk, amelyben nem folyik áram és az elektródák közötti E potenciálkülönbség: ΔG = -z * F E ahol: • • F - a Faraday állandó, mely az Avogadro féle szám (NA = 6,022045 * 1023/ mól) és az elektron töltésének e = 1,602 189 * 10-19 C szorzata z - az átvitt elektronok száma. Az elektrolízis hatásfoka elérheti a 100 %-ot is, mivel optimális működési feltételek mellett, az elektrolízis során elméletileg elérhető maximális hatásfok az energia-bemenet 120 %-a lehet. Ennek a fizikai alapja a következő Az

elektrolízis energetikai hatásfokát a következőképpen határozhatjuk meg: Az energia hatásfoka az elektrolízis terméke során felszabadult energia és a hatékony elektrolízishez szükséges energia aránya. Vegyük a következő folyamatot: H2 (gáz) + (1/2)O2 (gáz) => H2O (folyadék) A folyamat által normál körülmények mellett (ahol: (1) az atmoszférikus nyomás 760 higanymilliméter és (2) a hőmérséklet = 298,16 K = 25 °C = 77 °F) felszabadított energia 68,315 Kcal és számszerűleg egyenlő az entalpikus változással (ΔH). Ugyanakkor állandó hőmérsékleten és nyomáson a minimálisan szükséges energia egyenlő a Gibbs féle energiacserével (ΔG). A termodinamika első és második törvénye izotermikus változások esetén: ΔG = ΔH - T * ΔS ahol: • ΔS - a reakció során fellépő entrópia változást jelöli. A Gibbs féle szabad energiaváltozás kapcsolatban áll az elektrolízishez szükséges feszültséggel (E). Faraday

egyenlete szerint: E = (ΔG / 23,06 * n) Volt ahol: • • ΔG - Kcal/mól-ban van megadva, n - az egy mól elektrolizálandó vízben lévő elektronok száma, számszerű értéke 2. Atmoszférikus nyomásnál és 300 K hőmérsékleten ΔH = 68,315 Kcal/mól H2O és ΔG = 56,62 Kcal/mól H2O. Ebből következik, hogy az elektrolízis hatásfoka 300 K hőmérsékleten körülbelül 120 %. ΔH / ΔG = 68,315 / 56,62 = 120 % Amikor H2 és O2 gázokat hozunk létre az elektrolízis során, az elektrolizáló tartálynak el kell nyelnie a környezet hőjét, csak így maradhat a folyamat állandó hőmérsékleten. Ez az elektrolízis során létrejövő környezeti hőelnyelés a végső válasz az energiaátalakulás hatásfokára, melynek értéke egynél nagyobb. A jelen találmány hatásfokát a következőkben tárgyaljuk. 4. rész - Termodinamikai hatásfok A tudományos számítások elveit használjuk fel, melyek a rendszer teljes energiafelhasználásának (bemenet)

és a rendszerből kinyert teljes energia vagy munka (kimenet) pontos mérésein alapulnak. η = Ekimenet / Ebemenet <= 1. Az 1. részegység energia kimenete váltakozó áram, mely egy nagyon nemlineáris terhelésre, azaz a vízoldatra csatlakozik. Ez a váltóáram generátor (1 részegység) úgy lett tervezve, hogy a csúcsterhelésnél van rezonanciában és a vektordiagramok azt mutatják, hogy a kapacitív reaktancia és az induktív reaktancia majdnem 180°-os fáziseltolásban van egymással. Ezek szerint a kimeneti teljesítmény reaktív, az energiaveszteség pedig nagyon kicsi. A most ismertetésre kerülő kísérletben a hangsúly azon volt, hogy minimális bemenő energia mellett maximális legyen a gáztermelés. A 2. és 3 részegységek által felhasznált energia legpontosabb mérését a P teljesítmény wattokban történő megmérésével érhetjük el. azaz a 2 részegységen megmért átlagfeszültség négyzetgyökének és a rendszerben folyó átlagáram

négyzetgyökének a mérésével. A nagy hatásfokú hidrolízis kísérletek során, melyeknél a vízben 0,9 % = 0,1540 mól koncentrációjú sóoldat volt, a következő eredményeket kaptuk: Az áram négyzetgyöke I = 25 mA - 38 mA (0,025A-0,038A) A feszültség négyzetgyöke E = 4 V-2,6 V Az áram és a feszültség arányai sok mindentől függnek, például a központi és a külső elektródák közötti távolságtól, a víz dielektromos tulajdonságaitól, a víz vezetőképességétől, az izotermikus feltételektől, a felhasznált anyagoktól stb. A fentebb látható áram- és feszültségértékek ezen különböző feltételek paramétereinek a kombinációi. Az áram négyzetgyökének és a feszültség négyzetgyökének a szorzata a wattban mért teljesítmény P. P = I * E = 25 mA 4,0 V = 100 mW (0,1 W) P = I * E = 38 mA 2,6 V = 98,8 mW (0,0988 W) Ezen a teljesítményszinten a rendszer rezonanciafrekvenciája 600 Hz ± 5 Hz. A hullámforma

harmonikustartalmát oszcilloszkóppal, az atomi mágneses relaxációs időt pedig egy X-Y oszcilloszkópon figyeltük meg. Az összes kísérlet során az 1, 2 és 3 részegységeknél alkalmazott teljesítmény 98,8 mW és 100 mW közötti tartományban volt. Az SI mértékegység rendszerben 1 wattmásodperc (Ws) pontosan egy Joule-lal (J) egyenlő. A rendszer energia kimenete a két gáz, hidrogén (H2) és oxigén (1/2 O2), melynek mennyiségét két különböző laboratóriumban is megmértük. A H2 és 1/2 O2 gázok térfogata normális nyomás és hőmérsékletviszonyok mellet lett megmérve cm3/perc-ben, akárcsak a többi előforduló gáz tartalma, mint például a levegő oxigén, nitrogén, argon, szén-monoxid, szén-dioxid, vízpára stb. tartalma 5. rész - A folyékony halmazállapotú víz endergonikus lebontása A folyékony halmazállapotú (sós)víz endergonikus lebontásának termodinamikai hatásfoka 754 - 750 higanymilliméteres nyomáson és 25 °C = 77

°F = 298.16 K hőmérsékleten a következő reakció alapján lett meghatározva: H2O(folyadék) => H2 (gáz) + 1/2 O2 (gáz) + ΔG 56,620 Kcal/mól Mint már korábban említettük, ΔG a Gibbs függvény (lásd a 14b. ábrát) A Kcal átalakítása Joule-ba a következő egyenlet alapján történik: 1 Kcal = 4,1868 J. ΔG = 56,620 Kcal * 4,1868 J = 236,954 J/mól H2O (folyadék) (ahol 1 mól = 18 gms). ΔG az a szabadenergia, ami a H2O-ból történő H2 és 1/2 O2 előállításához szükséges. A számítások egyszerűsítéséhez az 1 cm3 H2O-ból előállított H2 és 1/2 O2 gázok termeléséhez szükséges energiát is meghatároztuk. V = 22,400 cm3 gáz van 1 mól H2Oban Ezért: ΔG / V = 236,954 J / 22,400 cm3 = 10,5783 J/cm3 1 cm3 H2O gáz folyékony vízből történő felszabadításához, ahol H2 = 0,666 térfogatrész és 1/2 O2 = 0,333 térfogatrész, a szükséges elektromos energiát a következőképpen tudjuk meghatározni. Mivel P = 1 Ws = 1 Joule, és

V = 1,0 cm3 gáz = 10,5783 Joule, így: P * V = 1 J 10,5783 J = 10,5783 J = 10,5783 Ws Mivel a 30 percig tartó kísérlethez 100 mW (0,1 W) teljesítményt használtunk fel, az ideális (100 %-os hatásfokú) gáztermelés: 0,1 Ws * 60 sec 30 min = 180,00 Joule (30 perc alatt) A teljes gáztermelés ideális 100 %-os hatásfoknál: 180,00 J / 10,5783 J/cm3 = 17,01 cm3 H2O (gáz) A 17,01 cm3 H2O gázban lévő hidrogén mennyisége: 17,01 cm3 H2O(g)*0,666 H2(g) = 11,329 cm3 H2 (g) 17,01 cm3 H2O(g)*0,333 1/2 O2(g) = 5,681 cm3 1/2 O2 (g) A mért tényleges gáztermelés a következő volt: Mért átlag = 10,80 cm3 H2 (g) Mért átlag = 5,40 cm3 1/2 O2 (g) Teljes átlag = 16,20 cm3 H2O(g) Az elektrolízis hatásfoka tehát a következő: η = H2mért / H2ideális = 10,80 / 11,329 = 95,5 % 6. rész - Energia kibocsátás A hő vagy elektromosság formájában történő teljes energia kibocsátás az exergonikus reakció során: H2(g) + 1/2 O2(g) => H2O(pára) - ΔH = 68.315

Kcal/mól (ΔH = 286,021 J/mól) 1 cm3 H2O (folyadék) teljes energiája: 1 cm3 ΔH = 286,021 J/mól / 22,4 cm3/mól = 12,7687 J/cm3 H2O (folyadék) Ebből következik, hogy: H2 = 12,7687 * 0,666 = 8,509 J/0,66 cm3 H2 O2 = 12,7687 * 0,333 = 4,259 J/0,33 cm3 1/2 O2 A gázokból nyert energia: 16,20 cm3 H2O (g) * 12,7687 J/cm3 H2O = 206,8544 J. A teljes energiaátvitelt tehát a következőképpen írhatjuk le: Exergonikus / Endergonikus = η = -ΔH / +ΔH = 206,8544 J / 180,000 J = 1,14919 = 114,92 % A bemeneti és kimeneti energiák egyenlege ezek szerint a következő: n = (-ΔH) - (+ΔG) = 206,8544 J - 180 = + 26,8544 J Az adott találmánynál a gázt egyből felhasználjuk, így nincs szükség a folyadékosításra, tárolásra és szállításra, ezért az nagyon jó hatásfokon állít elő hidrogén és oxigéngázokat a mindenütt könnyen fellelhető vízből. A bevezetőt Thomas C. Kramer itt olvasható írásából, a szabadalmat pedig innét vettem A csöves

elektrolizáló megépítésével kapcsolatban itt találsz egy-két hasznos segítséget. Csöves elektrolizáló készülék Az elektródák, mint pl. Puharich szabadalmában is láttuk nem csak sík, hanem hengeres alakúak is lehetnek. Az itt következő leírás azt részletezi, milyennek is kell lennie egy jó hatásfokú csöves elektrolizálónak. Itt csak az elektródák elkészítését fordítottam le gondolatébresztőnek, de Te olyanra készítheted az egész elektrolizálót, amilyennek szeretnéd. Mivel az autó motorja határozza meg a hidrogén és oxigéngázok szükséges mennyiségét, mely változó, ezért azt javaslom, hogy olyan nagyra méretezd az elektrolizálót, amilyen nagyra csak gyakorlatilag teheted. A 4,5"-os (114 mm) maximális külső átmérőjű PVC cső már adott. Az általam javasolt minimális hossz 10" (254 mm) A maximális hossz a motortérben lévő helytől függ, de a strukturális integritás miatt korlátozzad max.

18"-ra (457 mm). Gondosan elemezd a motorteret, hogy biztosan legyen elegendő hely az elektrolizálónak. Ha nincs hely, akkor csökkentsd az elektrolizáló méretét - de ne legyen kisebb 10"-nál (254 mm) - esetleg helyezd el a csomagtartóban, vagy a műszerfal alatt, de attól olyan messze, amennyire csak lehetséges. Az elektródák Az elektrolizáló magasságának meghatározása után szerezzél be egy 3,5"-os (89 mm) külső átmérőjű saválló acélcsövet, melynek a falvastagsága 0,04" (1 mm) és 0,063" (1,6 mm ) között van, a hossza pedig 5"-lal (127 mm) rövidebb, mint az elektrolizáló. Az elektródák javasolt anyaga T-304-es saválló acél. Ez a cső fogja alkotni a külső elektródát. A következő lépés a belső elektróda méreteinek meghatározása, melyhez a külső elektróda külső átmérőjét vesszük alapul. Az elektródacsövek közti távolság 0,045" (1,1 mm). Ez a résméret biztosítja a legoptimálisabb

gáztermelést A külső elektróda vastagságát szorozd meg kettővel és a kapott eredményt jelöld A-val. Ha például a falvastagság 0,05" (1,25 mm), akkor A 0,100" (2,5 mm) lesz. Adjál 0,090"-t (2,2 mm) az A értékhez (az elektródák közötti távolság kétszeresét) és az így kapott eredményt jelöld B-vel. Ha tehát A értéke 0,100" (2,5 mm), akkor B értéke 0,190" (4,8 mm) lesz. A B értékét vond ki 3,50"-ből (89 mm) és az eredményt jelöld C-vel. Ha B értéke 0,190" (4,8 mm) volt, akkor C értéke 3,31" (84,2 mm) lesz. A belső cső átmérője tehát a C értékeként kapott 3,31" (84,2 mm) kell legyen. Ha ilyen átmérőjű saválló csövet nem sikerül beszerezned, akkor a hozzá legközelebbi értéket válaszd. Az 1.táblázatba beírhatod a külső cső átmérőjét és annak falvastagságát valamint a csövek közötti távolságot és az kiszámolja a belső cső szükséges külső átmérőjét a

következő egyenlet alapján: B Cs K = K Cs K - ( 2 * ( Vastagság + Rés ) ) ahol: • • • • B Cs K: Belső cső külső átmérője K Cs K: Külső cső külső átmérője Rés: Csövek közötti rés Vastagság: Külső cső falvastagsága Külső cső külső átmérője mm Külső cső falvastagsága mm Csövek közötti rés Belső cső külső átmérője NaN mm mm 1.táblázat Az elektrolizáló belső csőátmérőjének kiszámítása A 2.táblázatba beírhatod a belső cső külső átmérőjét és a külső cső falvastagságát valamint a csövek közötti távolságot és az kiszámolja a külső cső szükséges külső átmérőjét a következő egyenlet alapján: K Cs K = B Cs K + ( 2 * ( Vastagság + Rés ) ) Belső cső külső átmérője mm Külső cső falvastagsága mm Csövek közötti rés Külső cső külső átmérője NaN mm mm 2.táblázat Az elektrolizáló külső csőátmérőjének kiszámítása A 3.táblázatba beírhatod

a külső cső külső átmérőjét és annak falvastagságát valamint a belső cső külső átmérőjét és az kiszámolja a csövek közötti rés méretét a következő egyenlet alapján: Rés = ( K Cs K - ( 2 * Vastagság ) - B Cs K ) / 2 Külső cső külső átmérője mm Külső cső falvastagsága mm Belső cső külső átmérője Csövek közötti rés mm 3.táblázat Az elektrolizáló csövei közti rés kiszámítása NaN mm Az 1.ábrán megadott módon fúrjál 8 db 1/4"-os (6 mm) átmérőjű lyukakat a külső és a belső elektróda alsó felébe, melyek egymástól 45°-ra vannak elhelyezve. A lyukak középpontját a cső szélétől 11/32"-ra (8,7 mm) helyezd. Dugjál a csövekbe egy megfelelő átmérőjű farúdat, hogy az ellen tartson fúrás közben. A lyukakat sorjázd le a fúrás végeztével. A rozsdamentes acél fúrásához a legjobb, ha szénacélból készült a fúró feje. Fúrás közben egy kis olajat is öntsél rá

kenésnek. Inkább lassabban fúrjál, nehogy túlmelegedjen a fúró. 1.ábra Az elektródák alján lyukakat kell fúrni Ismét csak az 1.ábrán látottak alapján fúrjál 1/8"-os (3 mm) átmérőjű lyukakat az 1/4"osak mellé Ezek középpontjai az elektróda szélétől 3/32"-ra (2,3 mm) legyenek, az egymástól mért távolságuk pedig 3/8"-os (9,5 mm). A fúrás befejeztével gondosan tisztítsd le az olajat az elektródákról. A 3/32" (2,3 mm) átmérőjű hegesztő pálcából vágjál le két darab 3" (76 mm) hosszúságú darabot és reszelővel simítsd el a végeit. Az egyik pálcát hegeszd a belső elektróda belső falához, a másikat pedig a külső elektróda külső falához úgy, hogy azok párhuzamosak legyenek az elektródák hosszával. A hegesztés után reszeld le a varratokat és gondosan tisztítsd le az elektródákat, mosd le meleg vízzel majd töröld szárazra őket. Az elektrolizáló elkészítésének nagyon

részletes leírását angol nyelven innét töltheted le. Kapcsolódó kísérletek: • Csöves elektrolizáló Laci csöves elektrolizáló készüléke Laci csöves elektrolizálóval készített kísérleteit láthatod ezen az oldalon. A következő képeket küldte el: 1.ábra Az elektrolizáló teteje a nyomásmérővel (alulnézet) 2.ábra Az elektrolizáló teteje a nyomásmérővel (felülnézet) 3.ábra Az elektróda csövek 4.ábra Az elektrolizáló tetejéhez lettek erősítve az elektródacsövek 5.ábra A belső elektróda cső fém mosogatóval lett kitömve 6.ábra A kész elektrolizáló Laci három kísérletet végzett, ezekről videofilmeket is készített és az alattuk látható szövegeket mellékelte hozzájuk. Az első kísérlet eredményei: "304-es varratos rozsdamentes csövek 40cm hosszúak, átmérő: 28x1,5 és 21,3x1,5 (1,7mm a légrés a két cső között) 20"-os vízszűrőház rozsdamentes: • • • csavarok

acélhuzal csőbilincs mosogató a vízben való áramvezetéshez. sima csapvíz az elektrolit. 12 V 7,2 Ah zselés aksi. Simán rákötve az aksira, 5A mellet 16 perc alatt termelt 1 liter durranógázt." A második kísérlet eredményei: "2%-os NaOH-os csapvíz 32 cm-es csőszakasz 15A 2,5 perc alatt fél liter durranógázt termelt, ezalatt a csatlakozók túlforrósodtak és kezdett megolvadni a vízszűrőház." A harmadik kísérletet eredményei: "Kipróbáltam sima csapvizet impulzussal 1 imp. 3 impulzusnyi szünet (tehát a kitöltési tényező 25%-os) 2,4 A; 20kHz; 15 perc alatt kb. 2dl gáz Nem győztem kivárni az 1 litert." A kísérletek eredményeinek táblázatos összefoglalása: Kísérlet 1. 2. 3. Áram 5,00 A 15,0 A 2,40 A 100 ml 1:36 perc 0:30 perc 7:30 perc Gáz/perc 62,5 ml/perc 200 ml/perc 13,7 ml/perc Egységnyi gáz Hatásfok 12,50 ml/perc/amper 18,7 % 13,33 ml/perc/amper 19,9 % 5,71 ml/perc/amper 8,5 % BingoFuel

elektrolizáló készülék Erről az elektrolizáló készülékről már korábban szót ejtettünk, itt azonban részletesen is megismerkedhetsz a működésével és azzal, hogyan építhetsz Te is ilyen készüléket. Az itt olvasható anyagot Thomas C Kramer és J.L Naudin munkáinak az elegyítésével hoztam létre Mindenekelőtt egy kis elmélet. Helyezzünk el egymáshoz közel két elektródát és vezessünk rájuk nagyfeszültséget vagy nagy áramot. Ez egy elektromos ívet fog eredményezni az elektródák között. Ha mindezt egy vízzel teli tartályban tesszük, akkor a vízben keletkezik ez az ív, mely annyi energiát közöl a vízmolekulákkal, hogy azok lebomlanak az őket alkotó hidrogénra és oxigénra. Ez a folyamat azonban nem csak ionizálja a vízmolekulákat az ív közelében, hanem még nagyon magas, körülbelül 5000 °C-os hőmérsékletet is létrehoz. Ez a hőmérséklet megközelíti a nap felszínén mérhető hőmérsékletet, így nem

véletlen, hogy ebben a plazmamezőben a molekulák szétesnek és új formációkat vagy gázokat hoznak létre, sőt, még új elemeket is. Ezt a folyamatot nevezzük "hideg fúziónak", a plazmareaktort pedig "hideg fúziós reaktornak", ha azt arra a célra használjuk, hogy az elemeket átalakítsuk. Így lehet létrehozni például aranyat az ólomból, ehhez csak az elektródák közé kell helyezni egy semleges ólomlapot. Ezt már kísérletekkel is igazolták, bár az így keletkezett arany radioaktív sugarakat bocsát ki. De térjünk vissza a vízautóhoz. Ez a magas hőmérsékletű plazma hidrogén- és oxigéngázokat termel, ha pedig szén is jelen van a reakciónál (például ha az elektródák szénből vannak), akkor szén-monoxid, szén-dioxid és más szénalapú gázok keletkeznek (metán, etán, etilén és acetilén). A következő táblázatban a keletkezett szintetikus gázok mennyiségi elemzése látható, melyet a NASA munkatársai

végeztek el: Keletkezett gáz Hidrogén Szén-dioxid Etilén Etán Acetilén Oxigén Nitrogén Metán Mennyiség 46.483 % 9.329 % 0.049 % 0.005 % 0.616 % 1.164 % 3.818 % 0.181 % Szén-monoxid Összesen 38.370 % 100.015 % 1.Táblázat A szénalapú elektródák használatánál viszont olyan probléma merül fel, hogy azok fokozatosan elfogynak, mivel részt vesznek a reakciókban, így egy idő után az elektródák közötti távolság olyan nagyra nő, hogy az elektromos ív nem tud kialakulni. Ez viszont az elektrolizáló leállását eredményezi. A probléma egyik megoldása az lenne, ha az elektródák távolságát folyamatosan tudnánk szabályozni. Ezt a módszert választotta egy Taiwani feltaláló, aki szénelektródák egy kötegét adagolja folyamatosan, így biztosítva az állandó elektródatávolságot. Jelenleg néhány kutató azzal kísérletezik, hogy tiszta szenet tesz az elektrolizáló vizébe, ezáltal csökkentve az elektróda elhasználódását. Ha

viszont nem szénelektródákat használunk, akkor olyan fémet kellene alkalmazni, ami nem olvadna meg ezen a nagyon magas hőmérsékleten, mely akár 5000 °C is lehet. Ilyen fém viszont nincs. A volfrám olvadáspontja 3410 °C, forráspontja pedig 5930 °C (lásd a Négyjegyű függvénytáblázatokban). A másik dolog, amire oda kell figyelnünk, az a keletkezett gázok hőmérséklete, mivel a forró gázok a motor túlzott felmelegedéséhez vezethetnek. Ha plazmareaktorral akarjuk előállítani az autónk meghajtásához szükséges szintetikus gázokat, akkor gondoskodnunk kell a reaktorban lévő víz folyamatos keringetéséről is. Manapság sok elnevezése van ennek a szintetikus gáznak, például: Aquafuel™, Aqualene™, Magnegas™, TrueFuel™, Carbo-hydrogen™ stb. Most pedig nézzük meg J.L Naudin BingoFuel reaktorát J.L Naudin BingoFuel reaktora A BingoFuel reaktor közönséges csapvízzel van feltöltve és alacsony feszültségen üzemel. Magas

hőmérsékletű (3000 - 4000 °C-os) plazma keletkezik a víz alatt a szénelektródák közötti elektromos ív következtében. A BingoFuel reaktor által termelt szintetikus gáz oxigén vagy levegő hozzáadásával nagyon tisztán ég el. Az égéstermék széndioxid és vízpára, úgyhogy ez nagyon kevés szennyező anyagot termel, ha termel egyáltalán. (Erről a véleményemet lásd itt) Ennek a bioanyagnak a gázosítási folyamata 125 - 150 %-os többletenergiát termel. Amikor viszont a rendszer teljes energetikáját figyelembe vesszük, beleértve az ultraviola sugárzást, hőveszteséget stb., akkor a 200 - 400 %-os többletenergia értéket is elérhetjük Az itt következő készülék Hillary Eldridge 1898 április 26.-án bejegyzett szabadalma alapján készült, melynek szabadalmi száma: US603,058. A BingoFuel reaktort csapvízzel töltjük fel és alacsony feszültségen ( körülbelül 30 V-on ) üzemeltetjük A BingoFuel reaktor gyújtási állapotai

Az itt látható filmben a BingoFuel reaktort láthatjuk működés közben. A videó megtekintéséhez kattints ide A következő részben Naudin elmagyarázza, hogyan készíthetünk mi is ilyen reaktort. A BingoFuel reaktor megépítése A BingoFuel reaktor v1.1 olyan alkatrészekből áll, melyeket könnyen be lehet szerezni bármilyen víz- és gázszerelvényeket árusító szaküzletben. Semmilyen illesztésre vagy speciális szerszámra sincs szükség. A fő elem egy egyszerű vízszűrő a hozzá tartozó vízkőoldó betéttel. (Lásd a következő ábrán) A vízszűrő méreteit a következő ábra mutatja. 1.lépés Szereld ki a fúvókát (a piros gombot) a vízszűrő tetejéből 2. lépés Helyezd a 20x27-es rézkupakot (anyasapkát) a bemenetre és a 20x27-es anyaanya illesztőt a kimenetre, ahogy azt a következő ábra mutatja 3. lépés Fúrjál egy kis lyukat a 20x27-es anyasapkába és egy csatlakozó segítségével erősíts rá egy szilikon

csövet, majd az anyakupakot csavard rá a készülék tetején lévő kimenetre. 4. lépés A vízkőoldó tartályból távolítsd el a műanyag rácsot és a kristályokat A következő ábrán a plazmareaktor-tartály megépítéséhez szükséges alkatrészeket láthatod. Megjegyzés: Több eres, 1,5 mm2 átmérőjű szilikon szigetelésű vezetékeket használj a bennük folyó nagy áramerősség okozta túlmelegedés elkerülésére! A szükséges szénrudakat bármilyen 4.5 V-os zsebtelepből megkaphatod 5. lépés Szereld össze az alkatrészeket a következő ábra szerint 6. lépés Fúrjál egy 6 mm átmérőjű lyukat a műanyag tartály aljától 25 mm-re, majd erősítsd oda a plazmagyújtót egy 6x25 mm-es csavarral és anyával, ahogy a következő ábrán is láthatod. 7. lépés Helyezd az Ionizáló tartályt az átlátszó víztartályba majd töltsd fel az ionizálót közönséges csapvízzel. 8. lépés Gyurmával tömd be a vezetékek

melletti rést A BingoFuel reaktor készen áll a tesztelésre. (A tesztelés módját itt már ismertettük) A következő lépés a BingoFuel reaktor gyakorlati hasznosítása. Naudin egy 5 LE-s benzinmotoros generátor táplálására használta a reaktorban keletkezett szintetikus gázt. Egy 5 LE-s benzinmotoros generátor táplálása a BingoFuel reaktorral 2003 április 15.-én egy 5 LE-s (160 cm3-es) négyütemű belsőégésű motor (Honda GC160) által meghajtott elektromos generátorral sikeresen letesztelte J.L Naudin a BingoFuel reaktorát. Az 5 LE-s belsőégésű motort teljes egészében a BingoFuel reaktor által termelt szintetikus gáz hajtotta meg. Az üzemanyagtartály le lett szerelve. .akárcsak a légszűrő A szintetikus gáz kimeneti csöve közvetlenül a porlasztó bemenetére lett vezetve. Az itt következő videofilm az 5 LE-s belsőégésű motor BingoFuel reaktorral történő meghajtását mutatja be. A videó megtekintéséhez kattints ide

Naudin a következő számításokat végezte el. Mivel a BingoFuel reaktor által termelt szintetikus gáz önmagában nem képes elégni, ezért azt levegővel kell elkevernünk. Naudin 5:1 arányban adagolta a levegőt (tehát 1 egység gázhoz 5 egység levegőt adott), így a kapott keverék mennyisége a reaktor által termelt gáz 6-szorosa lett. Ezt mutatja a következő táblázat. Szintetikus gáz 180 liter / óra Keverék 1080 liter / óra Egy érdekes összehasonlítás: A BingoFuel reaktor 80 A áramot vesz fel. Ugyanekkora áram mellett egy hagyományos elektrolizáló készülék 20°C-on 36 liter / óra hidrogént generál. A BingoFuel reaktor által generált szintetikus gáznak 46 %-a hidrogén, tehát az óránként előállított hidrogén mennyisége 83 liter. Ez 25-szer több, mint a hagyományos elektrolízis esetében. Az angol nyelvű leírást J. L Naudin kísérleteiről itt nézheted meg, Thomas C Kramer írását pedig itt. A következőkben azt

nézzük meg, hogy vajon lehet-e a BingoFuel reaktor által felvett teljesítményt valamilyen módon csökkenteni. A reaktorban felhasznált teljesítmény csökkentésének lehetősége Naudin BingoFuel reaktorának meghajtására egy hegesztő transzformátort használt, melyről 30 V váltakozó feszültség mellett 80 A áramot vett fel. Ez 2400 Watt, ami túl sok ahhoz, hogy egy autóban hosszútávon használhassuk. A kérdés az, hogy lehet-e valamilyen módon csökkenteni ezt a bemeneti teljesítményt úgy, hogy közben a fejlődő gázok mennyisége ne csökkenjen? A választ Kanarev professzor kísérleteiben találjuk meg. Kanarev a plazmareaktorában nem egyenfeszültséget használt és nem is szinuszos váltakozófeszültséget, hanem impulzusokat, s emellett is nagy mennyiségű szintetikus gázt tudott előállítani. Ennek az a magyarázata, hogy mikor a két elektróda között az elektromos ív hatására kialakul egy plazmamező, akkor egy bizonyos ideig várni

kell, míg a keletkezett gázok eltávoznak onnét és helyükre ismét vízmolekulák kerülhetnek. Ha ezalatt az idő alatt is energiát juttatunk az elektródákra, akkor az csak felesleges energiapocsékolás, hiszen még nincsenek ott vízmolekulák, amiket alkotórészeire lehetne bontani. A teljes kísérletet (lásd itt) nem fordítom le, mivel annak menete teljesen megegyezik a következő oldalon olvasható kísérlet menetével, itt csak egy-két lényegesebb momentumot említek meg. A kísérletben Kanarev professzor a hőelőállítás szempontjából vizsgálta a folyamatot, de ez lényegében nem változtatja meg a számunkra lényeges teljesítményviszonyokat. A kísérlet során Kanarev 304.3 V-ot és 3418 A-t használt Az alkalmazott impulzusok formáját, melyet a következő ábrán szemlélhetünk meg, háromszög alakúra átlagolta, így számítva ki az impulzus teljesítményét. Az impulzusok ideje t = 0.14 ms Az impulzusok periódusideje T = 7.25 ms Az

impulzusok frekvenciája f = 1000 / 7.25 = 1379 Hz Az impulzusok közötti rés S = 7.25 / 014 = 5178 Az impulzusok kitöltése Z = 0.5 / 5178 = 001 = 1 % Az impulzusok átlagfeszültsége Uátl = 304.3 * 0.01 = 304 V Az impulzusok átlagárama Iátl = 0.01 * 34.18 = 0,34 A Mint látjuk, az átlagáram 0,34 A, az átlagfeszültség pedig 3.04 V Ez 1,03 W teljesítmény (Pátl = Uátl * Iátl = 3.04 * 0,34 = 1,03 W), szemben a feltételezett 10400 Wattal (304.3 V-ot * 34.18 A = 10400 W) Érdemes lenne kipróbálni ugyanezt J.LNaudin BingoFuel reaktorával is Ha az impulzusok kitöltési tényezője Z = 0.01 lenne, vagyis 1 %, akkor az átlagfeszültség Uátl = 30 * 0.01 = 03 V lenne, az átlagáram pedig Iátl = 001 * 80 = 0,8 A. Ebből következően a reaktor ténylegesen felvett teljesítménye Pátl = Uátl * Iátl = 0.3 * 0,8 = 0,24 W lenne. Ezt hasonlítsuk össze az eredeti 2400 Wattal (30 V * 80 A). A különbség hatalmas, 10000-szer kevesebb energiát kellene csak

befektetni, s ugyanannyi szintetikus gázt kapnánk ! Jól hangzik, igaz? De ha 10 %-os kitöltési tényezőt veszünk, akkor is csak 24 W lenne az elektrolizáló által felvett teljesítmény. Még ez is nagyon jó hatásfokot biztosítana és az autó generátorát egyáltalán nem terhelné le. Az itt javasolt módszer Naudin BingoFuel reaktorával kapcsolatban csak elméleti, de Kanarev professzor kísérleteiből indultam ki, úgyhogy szerintem érdemes lenne mindezt a gyakorlatban is kipróbálni! De. Megjegyzés: De mint az az 1.táblázatból is kitűnik, a szintetikus gáz nagyon kevés szabad oxigént tartalmaz (1.164 %), ezért nem hajlamos az öngyulladásra A víz lebontásakor azonban nagy mennyiségű oxigénnek is fel kell szabadulnia. De akkor az hová tűnik? Nos, a legnagyobb része a szénnel lép reakcióba szén-monoxidot alkotva. A szén-monoxid viszont mérgező, mivel belélegezve az megköti a vérben lévő oxigént, így alkotva széndioxidot. A

hidrogén elégetése során, akárcsak a szén-monoxid szén-dioxiddá alakulásakor további oxigént veszünk fel a környezetünkből, ami nem célunk. A mi célunk nem csak az, hogy ingyen üzemanyagunk legyen, hanem az is, hogy ezen ingyen üzemanyag használata közben védjük a környezetünket és segítsünk a Földnek az ökológiai egyensúly visszaállításában. Ezért nem javaslom a plazmareaktor által előállított szintetikus gáz használatát üzemanyagként. Az egyik Olvasó, Norbert a következő gondolatokat fűzte a témához: "Tibor, írod, hogy a folyamatos nagy áram helyett nagyáramú impulzusokat kellene használni, ami nagyban lecsökkentené a teljesítményt, szerintem ez eddig rendben van és megvalósítható. De mi lenne, ha a szén helyett mégis valami nagy olvadáspontú fémet használnánk? Persze tudom, hogy az megolvadna, de ha ezeket az impulzusokat "elosztanánk" mondjuk 5-6 elektródára, és így mindegyiken csak egy kis

ideig menne át nagy áram felváltva, így lehet, hogy nem tudna megolvadni. Ez akkor jutott eszembe, amikor megnéztem Gróf Spanyol Zoltán filmjét, amelyikben a hidrogénes pisztolyt működteti, és ott egy 6-7 eres kábelt dug bele a "dobozba". Esetleg elképzelhető, hogy valami hasonló a működési elv. Egyébként láttam már dokumentumfilmet is, amiben villámokhoz hasonló jelenséget állítanak elő nagy árammal (laboratóriumban), és érdekes, hogy ott is csak rövid ideig tart, és mégsem olvad meg az elektróda." A víz alacsonyáramú elektrolízise Kanarev professzor (ejtsd kánárjov) Krasznodárból egy olyan elektrolizálót dolgozott ki, melynek segítségével egy köbméter hidrogént mindössze 0.4 kWh energia segítségével állíthatunk elő. Ez 1000%-os hatásfok-növekedést eredményez. Létezik egy természetes módszer a víz hidrogénra és oxigénra bontására. Ez a fotoszintézis, melynek során a hidrogénatomok kiválnak

a vízmolekulákból és az összekötő kapocs szerepét töltik be a szerves molekulákban, miközben az oxigén a levegőbe távozik. Felmerül a kérdés: Lehetséges-e a fotoszintézis során létrejövő vízbontást modellezni? A válasz erre a kérdésre egy egyszerű sejtszerkezetet modellező készülék, melyben az elektrolízis 1.5 - 20 V közötti feszültségen és 002 A áram mellett játszódik le A cella elektródái acélból készültek, ez segít elkerülni azt a jelenséget, ami a galvanikus cellák esetében lép fel. A cella elektródái közötti potenciál közel 0.1 V az elektrolízis kezdetén Miközben az oldat elektromosan töltődik, a potenciálkülönbség növekszik. A töltés pozitív pólusa mindig a felső elektródán, a negatív pólusa pedig az alsó elektródán jelenik meg. Ha az egyenáram helyett impulzusokat használunk, a gázfejlődés megnövekszik. Mivel a kísérleti modell kis mennyiségű gázt termel, ezért a legjobb módszer a

gázok mennyiségének a meghatározására az, ha az oldat tömegének az elektrolízis során fellépő változásait megmérjük majd abból kiszámítjuk a fejlődött hidrogén- és oxigéngázok mennyiségét. Ismert tény, hogy egy gramm atom egyenlő az anyag atomtömegével, egy gramm molekula pedig az anyag molekulatömegével. Például az egy gramm vízmolekulában lévő hidrogénmolekula molekulatömege egyenlő 2 grammal, az oxigénatom atomtömege pedig 16 grammal. Tehát a vízmolekula molekulatömege 18 gramm Mivel a vízmolekulában lévő hidrogén tömege 2 * 100 / 18 = 11,11%, az oxigén tömege pedig 16 * 100 / 18 = 88,89%, így ez a hidrogén - oxigén arány van jelen 1 liter vízben is. Ez azt jelenti, hogy 1000 gramm vízben 111,11 gramm hidrogén és 888,89 gramm oxigén van. 1 liter hidrogén súlya 0,09 gramm, 1 liter oxigéné pedig 1,47 gramm. Ez azt jelenti, hogy egy liter vízből 111,11 / 0,09 = 1234,44 liter hidrogént és 888,89 / 1,47 = 604,69

liter oxigént kaphatunk. Ebből következik, hogy 1 gramm víz 1,23 liter hidrogént tartalmaz Jelenleg 1000 liter hidrogén előállításához 4 kWh, 1 literhez pedig 4 Wh energia szükséges. Mivel egy gramm vízből 1,234 liter hidrogént kapunk, így a hidrogén egy gramm vízből történő előállításához 1,234 * 4 = 4,94 Wh energia szükséges. A kísérlet eredményei A kísérlet eredményeit a következő ábrákon szemlélhetjük meg. 2. ábra A 2. ábrán a 200 Hz-es feszültség oszcillográfja látható Az impulzusok nem láthatók, mivel az amplitúdójuk nagyon kicsi. A mérések azt mutatják, hogy az oszcilloszkópon látható feszültség 11,5 V, a voltmérőn pedig 11,4 V-ot mértünk. 3. ábra A 3. ábrán az elektrolizáló készülék elektródáin látható feszültség oszcillográfja látható 1 másodperccel azután, hogy az elektrolizáló készülékről lekapcsoltuk a tápfeszültséget. 4. ábra A 4. ábrán az elektrolizáló készülék

elektródáin látható feszültség oszcillográfja látható 3 másodperccel azután, hogy az elektrolizáló készülékről lekapcsoltuk a tápfeszültséget. A 3. és 4 ábrán látható oszcillográfok azt mutatják, hogy az elektrolizáló készülékről a tápfeszültséget lekapcsolva annak kisülése figyelhető meg. Azonban azt is megfigyelhetjük, hogy a feszültség fokozatosan csökken ugyan, de nem lesz egyenlő nullával. Ez arra utal, hogy: az elektrolizáló készülék az energiának nem csak felhalmozója, hanem forrása is. 5. ábra Az 5. ábrán az elektrolizáló készülék elektródáin látható feszültség oszcillográfja látható az elektródák rövidre zárásakor. 6. ábra A 6. ábrán az elektrolizáló készülék elektródáin látható feszültség oszcillográfja látható 1 másodperccel azután, hogy az elektródáknál megszüntettük a rövidzárat. 7. ábra A 7. ábrán az elektrolizáló készülék elektródáin látható

feszültség oszcillográfja látható 3 másodperccel azután, hogy az elektródáknál megszüntettük a rövidzárat. Mint látjuk, lekapcsolva a tápfeszültséget az elektrolizáló készülékről annak potenciálja kezdetben a tápfeszültség potenciáljához közeli értéken maradt. (3ábra) Szeretnénk különösen kihangsúlyozni, hogy az elektromos feltöltődés folyamata alatt az áram néhányszorosa volt a 0,02 A-es normál üzemi értéknek. 3 másodperccel azután, hogy az elektrolizáló készülékről lekapcsoltuk a tápfeszültséget (4.ábra) az elektródákon mérhető feszültség 11,4 V-ról körülbelül 8 V-ra csökkent Az elektródák rövidre zárásának pillanatában (5.ábra) az elektrolizáló készülék bemenetén mérhető feszültség egyenlő nullával. Egy másodperccel a rövidzár megszűntetése után (6.ábra) az elektrolizáló készülék bemenetén mérhető potenciál visszaállt körülbelül 5 V-ra, majd 3 másodperc múlva ez az

érték lecsökkent 2 V-ra (7.ábra) Az oszcillográfon azért nem láthatóak az impulzusok, mert az amplitúdójuk nagyon kicsi. (2.ábra) Ha megnöveljük az oszcilloszkóp érzékenységét, akkor az impulzusokat is megláthatjuk, melyek így néznek ki: (8. és 9 ábra) 8. ábra 9. ábra A feszültség oszcillográfjainak elemzése A statisztikai számításokat felhasználva (11 adatot használtunk) megtaláljuk az impulzusok feszültségének átlag amplitúdóját. Uátl = [(0,20+0,24+0,12+0,10+0,30+0,18+0,16+0,12+0,30+ 0,24+0,30)/11] * 10 = 2,05 V Az impulzusok periódusideje T = (24 * 2) / 10 = 4,8 msec Az impulzusok hosszúsága t = (2 * 1,45 ) / 10 = 0,29 msec Az impulzusok frekvenciája f = ( 1 / 0,001 * 4,8 ) = 208,3 Hz Az impulzusok közötti rés S = 4,8 / 0,29 = 16,55 Az impulzusok kitöltése Z = 0,5 / 16,55 = 0,0302 Az oszcilloszkóp alapján az impulzusok átlagfeszültsége U = 2,05 * 0,0302 = 0,062 V. Eközben a voltmérő 11,4 V-ot mutatott. Ezért van

alapunk feltételezni azt, hogy az alacsonyáramú elektrolizáló készülék egyidejűleg az elektromosság gyűjtője és forrása is. Először feltöltődik, majd elkezd kisülni az elektrolitban lejátszódó folyamatok következtében. A generált elektromos energia mennyisége nem elegendő ahhoz, hogy az elektrolízis folyamatát fenntartsa, így az fokozatosan kisül. Ha viszont az energiaveszteséget kompenzáló feszültségimpulzusokkal újratöltjük az elektrolizáló készüléket, akkor annak - mint kondenzátornak - a töltése állandó marad, az elektrolízis folyamata pedig stabilan folytatódik. Az elektrolizáló készülék potenciálvesztésének kompenzálásához szükséges feszültség értékét a 8. és 9 ábrán láthatjuk Az ott látható értékeket kell felhasználni annak kiszámítására, hogy mennyi energia szükséges a víz hidrogénra és oxigénra történő bontásához az alacsonyáramú elektrolizáló készülékben. A voltmérő és

az oszcilloszkóp adatai alapján az alacsonyáramú elektrolizáló készülék laboratóriumi modelljénél a tápegység teljesítménye P = I * U = 0.02 * 11,4 = 0.228 W Az oszcilloszkópos elemzés azonban azt mutatta, hogy ez a teljesítmény csak az elektrolízis elindításához szükséges. Az elindítás után, mikor már fel van töltődve az elektrolizáló, az utántöltéshez szükséges teljesítmény P = I * U = 0.02 * 0,062 = 0.0012 W, vagyis 190-szer kevesebb az elektrolízis elindításához szükséges teljesítménynél (tekintsd meg az 1.táblázatot) Az elektrolizáló készülék bemenetén mérhető állandó feszültség arra utal, hogy az elektrolízishez szükséges energia kiszámításához nem a voltmérő értékeit kell figyelembe venni, hanem az oszcilloszkópét, mely az utántöltési impulzusokat is regisztrálja (8. és 9 ábra). 10. ábra 11. ábra A 10. és 11 ábrán az áram oszcillográfjait láthatjuk, mikor az elektrolizáló készülék

tápegysége 200 Hz-es impulzusokat generált. Az áram oszcillográfjainak elemzése A statisztikai számításokat felhasználva (10 adat és 0,1 Ohmos belsőellenállás esetén) megtaláljuk az impulzusok áramának átlag amplitúdóját. Iátl = { [ (9,0+7,0+2,0+11,5+6,0+8,5+3,5+9,0+2,5+6,5) / 10] * 10 } / 0,1= 655 mA = 0,655 A. Az elektrolizáló áramkörében folyó átlagos áramerősség az oszcilloszkóp alapján Iátl = 0,655 * 0,0302 = 0,01978 A = 0,02 A. Az ampermérő szintén 0,02 A-t mutatott Az alacsonyáramú elektrolízis folyamatának mérési eredményei Leírás 1 - A tápfeszültségre kapcsolt elektrolizáló munkájának ideje 6 ciklus alatt (t) 2 - A voltmérő értéke (V) 2 - Az oszcilloszkóp értéke (V) 3 - Az ampermérő értéke (A) 3 - Az oszcilloszkóp értéke (A) 4 - Energiafelhasználás a voltmérő és ampermérő alapján (P = V * I * t / 60) 4 - Energiafelhasználás az oszcilloszkóp alapján (P = V * I t / 60) 5 - A

tápfeszültségről lekapcsolt elektrolizáló munkájának ideje 6 ciklus alatt (t) 6 - Az oldat tömegének változása (m) 7 - Az elpárolgott víz tömege (m) 8 - A gázállapotba átalakult víz tömege (m = m - m) 9 - Az egy gramm gázzá alakult víz energiafelhasználása a voltmérő és ampermérő alapján (E = P / m) 9 - Az egy gramm gázzá alakult víz energiafelhasználása az oszcilloszkóp alapján (E = P / m) 10 - A jelenleg létező elektrolízis során az egy gramm gázzá alakult víz energiafelhasználása (E) 11 - Az energiafelhasználás csökkenése a voltmérő és ampermérő alapján ( K = E / P ) 11 - Az energiafelhasználás csökkenése az oszcilloszkóp alapján ( K = E / P ) 12 - A képződött hidrogén mennyisége (M = 0,54 * 1,23 0,09) 13 - A képződött hidrogén energiatartalma (W = 0,06 * 142 / 3,6) 14 - A víz elektrolízisének hatásfoka a voltmérő és ampermérő alapján (W * 100 / P) 14 - A víz elektrolízisének hatásfoka a

voltmérő és ampermérő alapján (W * 100 / P) Érték 6x10=60,0 min 11,4 V 0,062 V 0,020 A 0,01978 A 0,228 Wh 0,00124 Wh 6x50=300,0 min 0,60 g 0,06 g 0,54 g 0,420 Wh / g 0,0023 Wh / g 4,94 Wh / g 11,76-szoros 2147,8-szoros 0,06 g 2,36 Wh 1035,1 % 190322,6 % 1. Táblázat Az eredmény kiértékelése Mint látjuk, a voltmérő a feltöltött elektrolizáló készülék - mint kondenzátor feszültségét mutatja, mely fokozatosan kisül, az oszcilloszkóp által mutatott feszültségimpulzusok pedig az utántöltés energiáját, ami az elektrolizáló tulajdonképpeni energiafelhasználása a tápegységről. Ebből az következik, hogy az alacsonyáramú elektrolizáló készülék által felhasznált energia kiszámításánál nem a voltmérő által mutatott feszültséget kell felhasználni, hanem az oszcilloszkóp adatait. Ennek eredményeként az alacsonyáramú elektrolizálás során a hidrogén vízből történő előállításához felhasznált energia nem

12-szeresére, hanem majdnem 2000-szeresére csökken. A kis áram (0,02 A) és a kis feszültség (0,062 V) arra enged következtetni, hogy az alacsonyáramú elektrolizáló készülékben végbemenő folyamat megegyezik a fotoszintézis során tapasztalható jelenséggel. Ezt erősíti meg az elektrolizáló készülék vízében az elektromos tápfeszültség lekapcsolását követő néhány órában megfigyelhető intenzív gázbuborék fejlődés is. Az orosznyelvű eredeti szöveget itt, az angolnyelvű fordítást pedig itt olvashatod el. Ezt a magyar fordítást az orosznyelvű eredeti dokumentum alapján végeztem el, mivel ott több információ volt leírva, mint az angolnyelvű fordításban. Kíváncsi voltam arra, hogy mennyi hidrogént termel Kanarev professzor elektrolizálója. Az 1.táblázatból kitűnik, hogy 300 perc alatt 0,54 g víz alakult át gázzá Mivel 1 gramm víz 1,23 liter hidrogént tartalmaz, így 0,54 g vízből 0,54 * 1,23 = 0,6642 liter

hidrogént kapunk. Ez 0,6642/300 = 0,002214 liter/perc = 2,214 ml/perc Nos, igen Ezt még nem használhatjuk az autónk meghajtására, de a kísérlet célja nem is ez volt, hanem annak bizonyítása, hogy az elektrolízis által felhasznált energiaszükségletet jelentős mértékben le lehet csökkenteni, ezáltal több energiát nyerhetünk ki a hidrogéngáz elégetésekor, mint amennyit a hidrogén előállítására felhasználtunk. Ez viszont látszólag ellentmond az energia-megmaradás törvényének, valójában azonban ezt az elvet nem sértjük meg. Erről kicsit bővebben itt írtam. De hogyan tudnánk Kanarev módszerét a vízautónkban felhasználni? Mint a cikkből kiderült, két fázisban működik ez az alacsonyáramú elektrolizáló készülék. • • Első fázis: Az elektrolizáló elektromos feltöltése Második fázis: Alacsonyáramú folyamatos elektrolízis Nézzük meg mind a két fázist részletesebben. Első fázis: Az elektrolizáló

elektromos feltöltése • • • • A feltöltés pár másodpercnyi ideig tart A feltöltést egyenárammal végezzük A feltöltés árama többszöröse (0.6 A) az elektrolízis során használt átlagáramnak (0,01978 A) A feltöltés feszültsége is többszöröse (1.5 - 2 V) az elektrolízis során használt átlagfeszültségnek (0,062 V) Második fázis: Alacsonyáramú folyamatos elektrolízis • • • • • Az elektrolízis folyamatosan működik Az elektrolízis árama impulzusszerű, az impulzusok kitöltési tényezője 0,0302 (3%), frekvenciája pedig 208,3 Hz Az impulzusok áram amplitúdója 655 mA, az átlagáram pedig 19,78 mA Az impulzusok feszültség amplitúdója 2,05 V, az átlagfeszültség pedig 0,062 V A percenkénti hidrogéntermelés 2,214 ml/perc H2 gáz. A Kanarev féle elektrolizáló készüléknél 17-szer kisebb átlagáramot használunk, mint azt Faraday törvénye alapján elvárhatnánk. Ezt a következő számítás bizonyítja

Faraday törvénye szerint 1 A/perc árammal 6,2728 cm3/perc hidrogéngázt tudunk előállítani (lásd itt), tehát 0,01978 A áram mellett a fejlődő hidrogéngáz mennyisége maximum (100%-os hatásfokú elektrolizálóval) 6,2728 * 0,01978 = 0,124 cm3/perc lehetne. Ennek ellenére Kanarov elektrolizálója 2,214 ml/perc hidrogéngázt termelt. Ez 2,214 / 0,124 = 1785szörös gáztöbbletet jelent Az átlagfeszültség is 23-szor kevesebb (1.43 / 0,062), mint ahogy azt az elektrolízisnél tanultuk. Úgy gondolom, hogy ennek a nagyon jó hatásfoknak a "titka" éppen a nagyon kis kitöltési tényezőjű tűimpulzusok használatában rejlik. Gondoljunk csak bele, mi történik, mikor beverünk egy szeget a falba: rövid idejű, de nagyon intenzív energiaimpulzusokat használunk. Ha ugyanezt az energiát elosztjuk az időben egyenlő mértékben, vagyis egyenletesen nyomjuk a szeget a kalapáccsal, akkor a munka ugyanakkora lesz, de a szeg nem fog a falba fúródni. Ezt

az impulzusadási módszert Mi is kihasználhatjuk. Tételezzük fel, hogy van egy 1 Aes áramforrásunk Ha ezzel az 1 A-ral próbáljuk meg lebontani a vizet, akkor 6,2728 ml hidrogéngáz termelődik egy perc alatt. Most sűrítsük össze ezt az energiát az időben: az eddigi 100 %-os kitöltés helyett vegyünk 1 %-os kitöltést. Ahhoz, hogy ugyanakkora legyen az energia, ezalatt az 1%-nyi idő alatt 100 A-t kell keresztül vezetni az elektrolizálón, a fennmaradó 99 %-nyi időben pedig nem vezetünk rá áramot. Az áram átlagértéke ekkor is 1 A marad, de az időben összesűrített energia egészen más hatást vált ki a vízmolekulákra: hirtelen széttépi azokat. A brutális erő hatására sokkal több molekulát szakíthatunk szét, mint ha ugyanezt az energiát apránként, egyenletesen adagolnánk. A módszer lényege abban rejlik, hogy 1 A-t veszünk fel az áramforrásból, de ennek az energiának a hatása 100-szorosára növekszik. Az ehhez szükséges

kapcsolást a következőképpen képzelem el: Van egy kondenzátorunk, amit a 99 %-nyi üresjárati időben töltenénk fel 1 A-ral - ez τ1 időállandó használatát tételezi fel - a kondenzátor kisütését pedig a fennmaradó 1 %-nyi időben τ2 időállandóval sütnénk ki. Ekkor 100 A-es tűimpulzust juttatnánk az elektrolizáló elektródáira, az áramforrás terhelése viszont továbbra is 1 A maradna. 12. ábra A nagyáramú tűimpulzus generátor működési elve τ1 = R1 * C τ2 = R2 * C A K kapcsoló a C kondenzátor I1 árammal történő töltése alatt nyitva van, az elektrolizálóra így ekkor nem jut áram. Mikor a kapcsolót bekapcsoljuk, akkor az I2 áram a feltöltött kondenzátorból és az I1 áram az áramforrásból az elektrolizáló elektródáira jut. I1 = U / R1 I2 = U / R2 Az U feszültség mindig állandó, mivel a töltés az U feszültséggel történik, s mikor a kondenzátort elkezdjük kisütni, akkor már a kondenzátor feszültsége is

eléri az U értéket. U az áramforrás (akkumulátor) feszültségével egyenlő. A számítások megkezdéséhez ki kell választanunk a kapcsolási frekvenciát. A példánkban ez legyen f = 200 Hz, amiből a periódusidőt kiszámolhatjuk: T = 1 / f = 1 / 200 = 0,005 sec = 5 milisec. 1 %-os kitöltési tényezőt véve alapul: τ1 = T * 0,99 = 0,005 0,01 = 0,00495 sec. τ2 = T * 0,01 = 0,005 0,01 = 0,00005 sec. Ha az U feszültséget 12 V-nak, az I1 áramot 1 A-nek, az I2-t pedig 99 A-nak vesszük, akkor: R1 = U / I1 = 12 / 1 = 12 Ω R2 = U / I2 = 12 / 99 = 0,1212 Ω C = τ1 / R1 = 0,00495 / 12 = 0,0004125 F = 412,5 μF Ellenőrzésként számoljuk még ki a τ2 és R2 értékekkel is a kapacitás értékét: C = τ2 / R2 = 0,00005 / 0,1212 = 0,0004125 F = 412,5 μF Ha az még kérdéses számodra, hogy lesz-e elegendő töltés a kondenzátor lemezein, mely 99 A áramot tud biztosítani a számunkra szükséges 0,00005 sec ideig, akkor vizsgáld meg a következő

számításokat: C = Q / U Ebből Q-t kifejezve: Q = C * U Az áramot tehát a következőképpen határozhatjuk meg: I = Q / t = C * U / t = 0,0004125 12 / 0,00005 = 99 A Az I2 áramot azért vettük 99 A-nak, mivel ehhez még hozzá kell adni az áramforrás 1 Aját is. Ez nem lesz több 1 A-nál, mivel az R1 ellenállás nem engedi, hogy több áram folyjon, a D dióda pedig megakadályozza, hogy a kondenzátor árama kisülés közben az R1 ellenálláson is keresztülfolyjon. Az R2 ellenállás természetesen nem egy közönséges ellenállás, hanem az elektrolizáló készülék belső ellenállása. Ezt az ellenállást az elektrolizáló vizébe kevert megfelelő mennyiségű elektrolittal, pl. asztali sóval vagy KOH-val tudjuk beállítani A kapcsoló szerepét valamilyen nagyáramú kapcsolótranzisztor látja el. Az is valószínű, hogy Kanarev elektrolizálójához hasonlóan először nekünk is fel kell töltenünk az elektrolizálót pár másodpercnyi nagy

értékű egyenárammal, s csak utána kezdhetjük az impulzusokkal bombázni a vizet. Az elv egyszerű, próbáld megépíteni Te is és mondd el nekünk az eredményeidet. Az itt olvasott témához kapcsolódó kísérletek: • • • Lemezes elektrolizáló Elektrolízis Impulzusokkal 1 Elektrolízis Impulzusokkal 2 Kísérletek az elektrolízissel Az előző oldalakon leírt elméleti ismeretek annyit érnek, amennyit meg tudunk valósítani belőlük. Ezért kezdtem bele néhány barátommal egy kísérletsorozatba Az itt olvasható leírás elég részletes és aprólékos ahhoz, hogy szükség esetén Te is meg tudd ismételni és hogy tanulhass a mi tapasztalatainkból. A kísérletsorozat célja az volt, hogy megtaláljuk azt az optimális kialakítást, amelynél a lehető legkisebb áram és legkevesebb elektródaszám esetén a maximális gáztermelést érhetjük el. Az elektronikát Starek Robi készítette el teljesen ingyen, amiért nagyon hálás vagyok neki.

Szerintem Neked is tudna segíteni, ha az elektronikával gondban lennél A dolog érdekessége az, hogy Robival személyesen nem is találkoztam, csak levélben és telefonon. Megbeszéltük a részleteket s Ő elkészítette az elektronikát Mikor meg arra került volna a sor, hogy elküldje a készüléket, mondta, hogy teljesen ingyen gondolta, még a postaköltséget is fizette. Ezen nagyon kellemesen meglepődtem és ez is egy újabb bizonyítéka volt annak, hogy nem csak pénzért lehet dolgokat megkapni. Már sokan vagyunk, akik egy olyan világban szeretnénk élni, ahol az emberek nem azért adnak valamit, hogy valamilyen ellenszolgáltatást kapjanak cserébe, hanem csak az adás öröméért. Amióta belefogtam a Fénykapu szerkesztésébe, ezt egyre többször tapasztalom Sok segítséget és támogatást kapok Tőletek, Kedves Olvasók, amit ezúton is szeretnék megköszönni. Hogy a Robi példája mellett egy másikat is említsek, a Fénykapu tárolásához

szükséges tárhelyet és a domain nevet egy másik Olvasó, Taki adta, szintén teljesen ingyen, saját felajánlásból. Sok levél érkezik, amiben csak annyit mondanak, hogy tetszik nekik a Fénykapu, mások elmesélik az élményeiket, álmaikat, segítenek az egyes helyesírási hibák kijavításában. Minden levélnek nagyon örülök De térjünk vissza a kísérletekhez. Az elektrolizálót két barátommal együtt raktuk össze, sőt, az egyikőjük felajánlotta a garázsát is, tehát a kísérletekhez szükséges helyiség is megoldott volt. Ezután már csak annyi volt a dolgunk, hogy elvégezzük az összes szükséges mérést és levonjuk a konzekvenciákat. Ebben a kísérletsorozatban a hagyományos elektrolízissel kapcsolatban szerettünk volna gyakorlati ismereteket szerezni. Semmi különlegességet nem tartalmaz ez az elektrolizáló rendszer, csak magát az elektrolizáló készüléket és egy vezérlő elektronikát, ami változtatható szélességű 12

V-os négyszögimpulzusokat állított elő max. 80 A-es áramerősséggel. A mérések elvégzéséhez egy gázmennyiség mérőt és nyomásmérőt, valamint oszcilloszkópot, multimétert, frekvenciamérőt és egy stoppert használtunk. Az elektronika. 1.ábra A vezérlő elektronika kapcsolási rajza 2.ábra A kész kapcsolás fényképe Mint a kapcsolási rajzból kitűnik, az impulzusok előállításához ugyanazt a kapcsolást használtuk, mint amit itt már láthattál. Annyi kis eltérés van, hogy az LM741-es IC kimenete és a nem invertáló bemente közötti 20 kΩ-os trimer potmétert kihagytuk, azaz egyszerűen összekötöttük a 6.-ik és 2-ik lábát, mivel ennek nem volt hatása a kimeneti impulzus kitöltésére. A teljesítményerősítő fokozat azonban meg lett változtatva úgy, hogy ez a kapcsolás meg tudjon hajtani akár egy 80 amperes elektrolizálót is. Az áramkör frekvenciatartományát a négy darab kondenzátorral és a 2 kΩ-os potméterrel

szabályozhatjuk. A frekvencia stabilitását a 7812-es feszültségstabilizátor segítségével értük el. A frekvenciák értékeit a következő egyenlet szerint számolhatjuk ki: f = 1 / ( 2.2 * C R ) ahol: f : Az oszcillátor frekvenciája (Hz) C : Kapacitás (F) R : Ellenállás (Ω) Az ellenállás minimális értéke 1000 Ω, maximális értéke pedig 3000 Ω. A frekvencia ezzel fordítottan arányos, tehát az adott sávban a minimális frekvenciát a maximális ellenállás esetén érhetjük el és viszont. A következő táblázatban a számolt és mért értéktartományokat láthatod. Bekapcsolva 100,0 nF 33,0 nF Fmin 1515 Hz 4591 Hz Fmax 4545 Hz 13774 Hz Fmin mért 1290 Hz 3800 Hz Fmax mért 2480 Hz 7310 Hz 10,0 nF 15152 Hz 45455 Hz 12800 Hz 24300 Hz 3,3 nF 45914 Hz 137741 Hz 38500 Hz 73600 Hz 1.táblázat A jelgenerátor számolt és mért frekvenciatartományai Az 1.táblázatból egyértelműen kitűnik, hogy az alkatrészek szórása miatt a

mért frekvenciahatárok jelentősen eltértek a számolt értékektől. Ez azonban nem befolyásolta jelentősen a méréseket, mivel például a víz rezonanciafrekvenciája (42,5 kHz) bent volt abban a sávban, amit a jelgenerátor elő tudott állítani. (De erről majd később szólok részletesebben.) A következő ábrán a CD4069-es IC 6. lábán megjelenő négyszögimpulzust láthatod Az itt következő ábrán és a többi felvételen is a képek kicsit elmosódottak, mivel a fényképezőgép zoomolójával nem tudtuk teljesen élesre fókuszálni ezeket a közeli felvételeket. Ennek ellenére még viszonylag jól láthatóak a nekünk szükséges részletek 3.ábra A jelgenerátor négyszögimpulzusai (a CD4069-es IC 6 lábán) Az LM741-es műveleti erősítő 6. lábán megjelenő feszültség értékét a 100 kΩ-os potméterrel 0,1V és 8,7V között lehet szabályozni, ami az impulzusok szélességét 44,4% és 83,3% között szabályozza. A legkeskenyebb impulzusok

4a.ábra (az NE555-ös IC 3 lábán) 4b.ábra (az IRFP064N FET g lábán) A legkeskenyebb impulzusok szélessége 8 µs volt, az impulzusok periódusideje pedig 18 µs (55,5 kHz). Ebből kiszámolhatjuk, hogy a minimális kitöltési tényező: Kitöltés Min = ( 8 * 100 ) / 18 = 44,4 %. A legszélesebb impulzusok 5a.ábra (az NE555-ös IC 3 lábán) 5b.ábra (az IRFP064N FET g lábán) A legszélesebb impulzusok szélessége 15 µs volt, az impulzusok periódusideje pedig 18 µs (55,5 kHz). Ebből kiszámolhatjuk, hogy a maximális kitöltési tényező: Kitöltés Max = ( 15 * 100 ) / 18 = 83,3 %. A maximális kitöltési tényező értékét finoman tudjuk hangolni az NE555-ös IC 7. lábához csatlakozó 2 kΩ-os potméterrel. Ha túl nagyra állítjuk az ellenállást, akkor viszont a bemeneti frekvenciát elosztjuk kettővel vagy akár néggyel is. Erre figyelj az áramkör beállításánál. A minimális kitöltési tényezőt sajnos nem lehetett kisebbre venni,

pedig erre mindenképpen szükség van a gyakorlatban, hogy az 1000-res és 5000-res fordulatszámok között tudjuk szabályozni a motort. Ezt az NE555-ös IC-hez kapcsolt kondenzátor értékének beállításával tudjuk elérni. Mint majd a későbbiekben látni fogjuk, a termelt gáz mennyisége arányosan változott az impulzusok szélességével. Az időzítő 3. lábán megjelenő impulzusok jelalakjait a 4a és 5aábrákon láthatod Ezeket a jeleket felerősítjük a két darab IR2121-es FET meghajtó IC-kkel. Ezeknek az IC-knek az a különlegességük, hogy rövidzár védelmet biztosítanak, vagyis ha a kimenő FETeken túl nagy áram folyik (kb. 100A), akkor a 20 db párhuzamosan kötött 0,1 Ω-os ellenálláson akkora feszültség esik, hogy az bekapcsolja a védelmet. A 0,1 Ω-os ellenállások legalább 1 W-osak legyenek, mivel nagy áramok folynak keresztül rajtuk. A 4b és 5b.ábrákon láthatod azt a jelalakot, ami a meghajtó FET-ek bemenetére érkezik Az

elektrolizáló készülék bementére kapcsolt jelalakot nem tudtuk az oszcilloszkóppal megállítani, állandóan futott, ami arra utalt, hogy a víz rezonanciafrekvenciája folyton változott. Ezt egyébként a frekvenciamérőn is láthatjuk Amikor viszont egy pillanatra be tudtuk fogni a jelet, akkor láthattuk, hogy az impulzusok felfutó élei lekerekedtek úgy, mint amikor egy kondenzátort töltünk fel. A lefutó élek nem változtak jelentősen Az alkalmazott hűtőbordák mérete 7 cm * 6,5 cm 1 cm = 45,5 cm3. Ez a méret 12-15 A-ig megfelelő hűtést biztosít. Nagyobb áramok esetén arányosan kell növelni a hűtőbordák térfogatát, tehát például 80 A esetén a bordák 243 cm3-esek kell legyenek (mindegyik külön-külön, bár közösíteni is lehet őket, persze akkor meg kell duplázni a méretét, azaz 486 cm3-esnek kell lennie). Az alkatrészek adatlapjai: • • • • • • 7812 adatlapja CD4069 adatlapja LM741 adatlapja NE555 adatlapja IR2121

adatlapja IRFP064N adatlapja Elektrolizáló készülék Az elektrolizáló készülék alkatrészeit a következő ábrán szemlélheted meg. 6.ábra Az elektrolizáló készülék alkatrészei A tároló edény szerepét egy mélyhűtőbe való műanyag tároló edény látta el. Ez -30 és +90 °C között használható. A fejlődő gázok egy egyutas szelepen keresztül távoznak a tartályból egy gumicsövön keresztül. 7.ábra Az egyutas szelepek (csak egyet használtunk fel) és annak rögzítő anyái A gázkivezető csövet egy bilinccsel erősítettük a szelephez. Az elektródákhoz a vezetékeket gyorskapoccsal rögzítettük és egy csokihoz vezettük ki, ahol aztán már tetszőleges módon kapcsolhattuk össze a lemezeket sorosan és párhuzamosan. 8.ábra Az elektródalemezek (8 db összesen) 9.ábra A szorító bilincsek (csak egyet használtunk) és a csoki Az elektródákat egy központi tengelyre erősítettük, amit egy vastag tipliből készült

szigetelő műanyag csővel vontunk be. 10.ábra az elektródák tartócsavarja (csak egy) és szigetelő csöve Az elektródák vezetékeit egy menetes csövön keresztül vezettük ki a tetőn keresztül. Minden csatlakozó alkatrész xiloplaszt-tal lett bekenve, hogy a gáz sehol se szökhessen meg. 11.ábra A kész elektrolizáló (a tartály nélkül) Az elektródákat először horganyzott vaslemezből készítettük el, gondolván, hogy ez alatt a kísérletsor alatt nem fog velük semmi sem történni. Nos, ha csak a vízben álltak volna a lemezek, akkor biztosan nem is, de az elektrolízis során már az első pár másodperc után valamilyen sárgás-barnás anyag kezdett megjelenni a vízben. Először azt gondoltuk, hogy a víz nem tiszta vagy hogy a lemezek felülete lehet olajos, ezért alaposan letisztítottuk a lemezeket. Sajnos nem csak ez volt a gond Az elektródalemezek léptek reakcióba a vízzel az elektromos áram hatására, s a reakció által kivált

anyagok belekerültek a vízbe. Ez azt eredményezte, hogy már pár perces elektrolízis után is valamilyen barnás-zöldes habos anyag alakult ki a víz felszínén, de legalább két-három centiméter vastagságban, ami aztán az elektródalemezek közé kerülve megváltoztatta a víz ellenállását. Ezt a változást az árammérő egyértelműen mutatta. De a változás nem lineáris volt, hanem először lecsökkent 3 amperről 2 amperra, majd ismét elkezdett emelkedni egészen 5,5 amperig, mindezt folyamatos elektrolizálás mellett körülbelül 15 perces időintervallumban. Ezt azzal lehet magyarázni, hogy az elektródák felületéről kiváló anyag először akadályozta az elektronok áramlását, majd kicsivel később valamilyen más anyag vált ki, ami viszont megnövelte a víz vezetőképességét. De mivel a gáztermelés nem növekedett, ez a feleslegesen nagy áram jelentősen lerontotta az elektrolízis hatásfokát. A következő ábrán jól látszik, hogy

már egy-két perces elektrolízis hatására is az anódon megjelenő oxigén nagyon gyorsan elkezdte korrodálni a lemezek széleit és a csatlakozókat. Minden második réz csatlakozó (vagyis az anód, ahol az oxigén vált ki) kékes színű lett a rézoxidtól. Ezért nagyon fontos, hogy a csatlakozásokat is befedjük valamivel, például festékkel vagy lakkal. 12.ábra A lemezek és a csatlakozók nagyon hamar el kezdtek rozsdásodni 12a.ábra A horganyzott lemezek három napos használat után már teljesen elrozsdásodtak 12b.ábra Saválló lemezek ugyanannyi használat után A helyes megoldás tehát saválló lemezek használata. Ezt tettük mi is A kísérletekhez szükséges saválló lemezeket egyik ismerősöm adta, így erre se kellett költeni. A saválló lemezek használata esetén azonban ismét megjelent az a sárgás-barnás massza, ami aztán eltömte az elektródák közötti réseket. Végül rájöttünk, hogy a problémát a vízben feloldott

asztali só jódtartalma okozhatta. A só megnövelte a víz vezetőképességét, tehát ugyanannyi cella esetén több áram folyhatott át a cellákon, így több gáz is keletkezett, de nem annyiszor több, mint amennyit az áramnövekedéstől elvárhattunk volna. Ezt valószínűleg az okozhatta (részben), hogy a nagyobb elektromos áramot a sóból kiváló jód ionok okozták, amik viszont nem növelték a víz lebontását. Végül is a só elhagyása mellett döntöttünk, helyette NaOH-t használtunk, amit a Fénykapu egyik olvasója, Laci adott, aki az egyik nap meglátogatott és megmutatta saját eredményeit. Erről azonban majd még később bővebben írok. A NaOH használata azt eredményezte, hogy a víz tiszta maradt az elektrolízis során és a saválló lemezek is tiszták, rozsdamentesek maradtak. Az igazi mérések tulajdonképpen csak ezután kezdődhettek, mivel így már a teljes elektrolízis során viszonylag állandó volt az áram és a

különböző kísérletek előtt nem kellett szétszedni a lemezeket, hogy megtisztítsuk őket és vizet se kellett cserélni minden alkalommal. Tehát az elektrolízis folyamata stabilizálódott Ekkorra azonban már csak 3 napom maradt a szabadságomból arra, hogy elvégezzem a betervezett kísérleteket, de ez a három nap is sok hasznos és érdekes információt nyújtott, ami további kísérletek forrása lehet számodra. Mérések A kísérletek során a következő mérőeszközöket használtuk: • • • • • • oszcilloszkópot multimétert frekvenciamérőt gázmennyiség-mérőt nyomásmérőt stopperórát A gázmennyiség mérését a Naudin féle módszerrel oldottuk meg: egy félliteres üdítős palackot és egy fagylaltos edényt alkalmaztunk. A gázmennyiség mérése 13a.ábra A mérés kezdete 13b.ábra A mérés vége Mint a 13a. és 13bábrákból láthatod, 100 ml-nyi gáz kiszorításakor a vízszint láthatóan lecsökkent. A nyomásmérő

egy viszonylag "érzékeny" példány volt, de még így is túl kicsi volt a nyomás ahhoz, hogy 100 ml-nyi gáztermelést hatékonyan kimutasson. Akkor láttunk nyomást rajta, mikor elszorítottuk a gázkivezető csövet. Az áramot digitális multiméterrel mértük. Erről itt olvashatsz bővebben Árammérési célra nem alkalmas az itt bemutatott elektronikánál a kimenő FET-ek s lábára kötött 20 db ellenállás, mivel azok párhuzamosan vannak kötve a FET driver ICvel, s az ott folyó áramok eltorzítják a mérés eredményét. Ezt a gyakorlatban is tapasztaltuk, mivel a próbamérés során az árammérő 1,3 A-t mutatott, míg az ellenállásokon mért feszültség alapján számolt áram 74 A volt. Ez hatalmas eltérés Tehát mindenképpen olyan ellenállást használj, ami nincs párhuzamosan kötve semmivel. Kísérletek A kísérleteket nem mindig abban a sorrendben lettek elvégezve, ahogy itt olvashatod őket, de mivel így logikusak, ezért

itt ebben a sorrendben szerepelnek. Ahol nincs külön jelölve, ott a cellák elektródáinak a távolsága 1 mm, az elektródák függőlegesek, az impulzusok kitöltési tényezője 83,3%, a frekvenciája 43,2 kHz, az elektrolit hőmérséklete pedig 25 °C. 1.kísérlet A kísérlet célja annak megállapítása, hogy a csapvíz és az esővíz hogyan vezetik az áramot, és ez a tulajdonságuk hogyan változik, ha sót rakunk a vízbe. 8 sorbakötött cellát (azaz kilenc elektródalemezt) használtunk minden esetben. A sózott víz esetében egy liter vízbe egy kiskanálnyi só lett öntve. Mint azt már korábban említettük (lásd itt), Faraday törvénye szerint 1 A/perc egyenárammal 10,45375 ml/perc gázt tudunk előállítani. Ennek alapján számoltam ki az elektrolízis hatásfokát. Az itt feltüntetett áramok azt a stabilizált értéket mutatják, amit az elektrolízis elindítása után 3-5 másodperccel kaptunk. Az induláskor azonban a táblázatban

feltűntetett áramoknál 50-100 mA-ral nagyobb áramot mérhetünk. Ez annak tudható be, hogy a cellák olyanok, mint a kondenzátorok. A kondenzátorok a bekapcsolás pillanatában rövidzárként működnek, majd a töltődés során egyre növekszik az ellenállásuk, végül eléri a végtelent. Mivel az elektrolizáló cellákban víz a "szigetelő", annak a magas vezetőképessége miatt a bekapcsolás pillanatában nem nulla az ellenállása, a feltöltődés után pedig nem végtelen. Ennek ellenére ez a töltődési effektus megfigyelhető Víz Csapvíz Csapvíz Esővíz Esővíz Sózott Nem Igen Nem Igen Áram 0,08 A 1,35 A 0,03 A 1,05 A Mért gáz 10 ml/6 perc 100 ml/6 perc 10 ml/4 perc 100 ml/9 perc Egységnyi gáz Hatásfok 20,83 ml/perc/amper 31,1 % 12,34 ml/perc/amper 18,4 % 83,33 ml/perc/amper 124,6 % 10,58 ml/perc/amper 15,8 % 2.táblázat A víz minőségének hatása az elektrolízisre Mint a táblázatból is kitűnik, a legjobb hatásfokot a

tiszta esővízzel értük el. Ennek az a magyarázata, hogy az esővízben jóval kevesebb az ásványi anyag, mint a közönséges csapvízben, így az áram szinte összes elektronja csak a vízmolekulákkal lép kapcsolatba. Ez ugyan kisebb vezetőképességet eredményez a vízben, ami azt jelenti, hogy több cellát kell alkalmaznunk, hogy elérjük a szükséges gázmennyiséget, de az elektrolizáló hatásfoka jelentősen javul. Az esővíz tisztasága megközelíti a desztillált vízét, ez nagyon jól látszik a hatásfokból is. A további kísérleteknél a sót és a csapvizet elhagytuk és csak esővíz és NaOH keverékét használtuk. 2.kísérlet A kísérlet célja annak megállapítása, hogy az elektródalemezek közötti távolság hogyan befolyásolja az áramerősséget és a keletkezett gázok mennyiségét. A 2 mm-es elektródák közötti távolságot egy tömítő gyűrűvel oldottuk meg, melyet az elektródákat tartó csavarra húztunk. Az 1 mm-es

távolság esetében azonban ez már nem volt járható út, mivel nem voltak a lemezek tökéletesen síkok, így valamelyik sarkuk vagy a szélük hozzáért a másik lemezhez. Ezért az 1 mm-es távot úgy biztosítottuk, hogy 4 db 2mm*2mm-es méretű és 1 mm szélességű műanyag lemezkéket ragasztottunk az egyik lemez négy sarkához. Ahol erre szükség volt, ott az élekhez közel is ragasztottunk egy-egy kis távtartót. Mivel az is cél volt, hogy bármikor szétszedhessük a lemezeket, ezért csak az egyik lemezre ragasztottuk fel a távtartókat. Egy liter esővízhez 180 ml 15%-os NaOH oldatot adtunk. A mért gáz minden esetben 100 ml volt. Távolság 2 mm 1 mm Áram 4,00 A 4,75 A 100 ml 2:40 perc 2:00 perc Gáz/perc 37,5 ml/perc 50,0 ml/perc Egységnyi gáz Hatásfok 9,37 ml/perc/amper 14,0 % 10,52 ml/perc/amper 15,7 % 3.táblázat Az elektródák távolságának hatása az elektrolízisre Mint a 3.táblázat mutatja, a kisebb elektródatávolság nagyobb áramot,

több gázt és jobb hatásfokot eredményezett. A továbbiakban minden kísérletet 1 mm-es elektródatávolságokkal végeztünk. 3.kísérlet A kísérlet célja annak megállapítása, hogy milyen hatása van a polaritás megváltoztatásának az elektrolízis hatásfokára. Egy liter esővízhez 180 ml 15%-os NaOH oldatot adtunk. A mért gáz minden esetben 100 ml volt. Polaritás +- Áram 4,80 A 100 ml 2:05 perc Gáz/perc 48,0 ml/perc Egységnyi gáz Hatásfok 10,00 ml/perc/amper 14,9 % -+ 4,75 A 2:00 perc 50,0 ml/perc 10,52 ml/perc/amper 15,7 % 4.táblázat A polaritás hatása az elektrolízisre Mint a 4.táblázat mutatja, a polaritásnak szintén van hatása az elektrolízis hatásfokára Itt csak egy elektródapár esetében vizsgáltuk a polaritás hatását és 0,8 %-os hatásfokkülönbséget tapasztaltunk. A 9kísérletben azonban látni fogjuk, hogy nagyon fontos, hogyan kapcsolunk össze több elektródát és hogy milyen a polaritás. Mikor

ellenállásmérővel próbáltam meghatározni a víz ellenállását, azt tapasztaltam, hogy az állandóan változik, méghozzá a mérőtüskék egyik irányba történő kapcsolása esetén fokozatosan növekedett, a tüskék megcserélésével pedig fokozatosan csökkent az ellenállás. Ez is azt mutatta, hogy a víz az elektródalemezekkel együtt a kondenzátorra jellemző tulajdonságokkal rendelkezik. 4.kísérlet A kísérlet célja annak megállapítása, hogy az elektródalemezek helyzete hogyan befolyásolja az áramerősséget és a keletkezett gázok mennyiségét. Ennél a kísérletnél 2*4 db cellát használtunk a következő kapcsolásban: 14.ábra 2 db 4-es cellasor párhuzamosan összekapcsolva Egy liter esővízhez 100 ml 15%-os NaOH oldatot adtunk. A mért gáz minden esetben 100 ml volt. Helyzet Vízsz. Függől. Áram 2,46 A 1,98 A 100 ml 2:00 perc 1:30 perc Gáz/perc 50,0 ml/perc 66,6 ml/perc Egységnyi gáz Hatásfok 10,52 ml/perc/amper 15,7 % 25,25

ml/perc/amper 37,7 % 5.táblázat Az elektródák helyzetének hatása az elektrolízisre Mint az 5.táblázat mutatja, a függőleges helyzetben a gázok könnyebben elhagyják az elektródák felületét, ami viszont 2,4-szer jobb hatásfokot biztosít. Nagyon jelentős a különbség. Ebben a kísérletben már több mint egy cellát használtunk. Az optimális cellaszámot azonban a következő 5.kísérletben állapítjuk majd meg, az optimális cellakapcsolásokat pedig a 9.kísérletben 5.kísérlet A kísérlet célja annak megállapítása, hogy melyik az az optimális cellaszám, amit sorbakapcsolva a maximális gáztermelést érhetjük el minimális áramerősség mellett. Egy liter esővízhez 180 ml 15%-os NaOH oldatot adtunk. A mért gáz minden esetben 100 ml volt. Sor 1 cella 2 cella 3 cella 4 cella 5 cella 6 cella 8 cella Áram 4,75 A 3,36 A 2,10 A 1,74 A 1,30 A 0,92 A 0,66 A 100 ml 2:00 perc 1:35 perc 2:00 perc 2:00 perc 2:45 perc 4:00 perc 8:00 perc

Gáz/perc 50,0 ml/perc 63,1 ml/perc 50,0 ml/perc 50,0 ml/perc 36,4 ml/perc 25,0 ml/perc 12,5 ml/perc Egységnyi gáz Hatásfok 10,52 ml/perc/amper 15,7 % 18,79 ml/perc/amper 28,1 % 23,81 ml/perc/amper 35,6 % 28,73 ml/perc/amper 42,9 % 27,97 ml/perc/amper 41,8 % 27,17 ml/perc/amper 40,6 % 18,93 ml/perc/amper 28,3 % 6.táblázat A sorbakapcsolt elektródák hatása az elektrolízisre 15.ábra A 6táblázat grafikus ábrázolása Mint a 6.táblázat mutatja, a cellák sorbakapcsolása javítja az elektrolízis hatásfokát, de csak egy darabig. Az optimális sorbakötött cellák száma tehát 4 A későbbiekben már ezt a kombinációt használjuk mindenütt. Azt is megfigyelhettük, hogy a cellaszám növekedésével a fejlődő gázbuborékok mérete egyre csökkent. Egy cella esetén a buborékok átmérője 2-4 mm volt, míg 4 sorbakapcsolt cellánál csak 0,5-1 mm. A buborékok mérete viszont egyenes arányban állt a víz szennyeződésével. Minél nagyobbak voltak a

buborékok, az elektrolit annál sárgább, annál habosabb lett. Négy cella esetén azonban ezt a szennyeződést már szinte észre se lehetett venni. Az áram ingadozása is csökkent a sorbakapcsolt cellák számának növekedésével. Míg egy cella esetén az áramingadozás 300 mA (6,3%) volt, addig négy cellánál már csak 20 mA (1,0 %). 6.kísérlet A kísérlet célja annak megállapítása, hogy milyen töménységű elektrolitban fejlődik maximális gázmennyiség minimális áramerősség mellett. Négy sorbakapcsolt cellát (azaz 5 db elektródalemezt) használtunk. Az elektrolit töménységét úgy változtattuk, hogy egy liter esővízhez adott mennyiségű 15%-os NaOH oldatot adtunk. Az adagolást 5 ml-es injekciós tűvel végeztük a pontos mérések érdekében. A mért gáz minden esetben 100 ml volt NaOH 0 ml 80 ml 90 ml 100 ml 110 ml 120 ml 130 ml 180 ml Áram 0,02 A 0,63 A 0,75 A 0,87 A 1,04 A 1,18 A 1,34 A 1,73 A 100 ml 120 perc 4:15 perc 4:00 perc

3:25 perc 2:55 perc 3:00 perc 2:45 perc 2:00 perc Gáz/perc 0,8 ml/perc 23,5 ml/perc 25,0 ml/perc 29,3 ml/perc 34,3 ml/perc 33,3 ml/perc 36,4 ml/perc 50,0 ml/perc Egységnyi gáz Hatásfok 41,66 ml/perc/amper 62,3 % 37,34 ml/perc/amper 55,8 % 33,33 ml/perc/amper 49,8 % 33,64 ml/perc/amper 50,3 % 32,96 ml/perc/amper 49,3 % 28,24 ml/perc/amper 42,2 % 27,13 ml/perc/amper 40,6 % 28,73 ml/perc/amper 42,9 % 7.táblázat Az elektrolit töménységének hatása az elektrolízisre Megjegyzés: A tiszta esővíznél nem vártuk ki a 120 percet, hanem csak addig vártunk, amíg 10 ml gáz fejlődött. Ez 12 percet vett igénybe, amit aztán megszoroztunk még 10zel, így jött ki a 120 perc Mint a 7.táblázat mutatja, az elektrolit töménységének növekedésével egyre romlott az elektrolízis hatásfoka, de a gáz egyre gyorsabban fejlődött. Az optimális érték 100-110 ml NaOH oldat esetében látható, amikor már viszonylag gyorsan termelődnek a gázok, de az áramfelhasználás

még nem annyira jelentős. Mivel azonban 110 ml NaOH esetében a percenkénti gáztermelés nagyobb, így ezt a koncentrációt alkalmaztuk a további kísérleteknél is. Érdemes egy kicsit elidőzni ennél a kísérletnél. Azt láthatjuk, hogy a NaOH adagolásával nem mindig arányosan változik a víz vezetőképessége. Azt is megfigyelhetjük, hogy a vezetőképességgel sem arányosan változik a gáztermelés és az is látszik, hogy az elektrolízis hatásfoka csökken a vezetőképesség növekedésével, de ez a folyamat sem lineáris. Azt az első látásra meglepő tényt, hogy a víz vezetőképességével az elektrolízis hatásfoka romlik, azzal lehet magyarázni, hogy nagyobb vezetőképesség esetén nő a gáztermelés, ezek a gázbuborékok viszont szigetelőként szerepelnek a két elektróda között, míg nem sikerül felemelkedniük a víz fölé. Ez viszont rontja a hatásfokot Az ideális vezetőképességet aszerint választhatjuk meg, hogy még ne legyen

alacsony az elektrolízis hatásfoka, még ne tartson túl sokáig egységnyi gáz előállítása, még ne legyen túl sok az elektródalemezek száma és még ne legyen túl sok a NaOH, amit a boltban kell megvenni. Ezen feltételek szemelőt tartásával lett kiválasztva a 110 ml 15 %-os NaOH egy liter vízben. 7.kísérlet A kísérlet célja annak megállapítása, hogy milyen frekvencián fejlődik maximális gázmennyiség minimális áramerősség mellett. Négy sorbakapcsolt cellát (azaz 5 db elektródalemezt) használtunk. Egy liter esővízhez 110 ml 15%-os NaOH oldatot adtunk. A mért gáz minden esetben 100 ml volt Frekv. Áram 1,2 kHz 1,64 A 2,4 kHz 1,58 A 3,7 kHz 1,62 A 7,1 kHz 1,62 A 12,3 kHz 1,50 A 18,0 kHz 1,42 A 23,5 kHz 1,35 A 38,5 kHz 1,15 A 42,5 kHz 1,12 A 46,3 kHz 1,12 A 55,5 kHz 1,10 A 65,5 kHz 1,06 A 73,6 kHz 1,07 A 100 ml 3:45 perc 4:00 perc 3:30 perc 3:20 perc 3:15 perc 3:05 perc 3:05 perc 2:55 perc 2:40 perc 2:45 perc 2:45 perc 2:45 perc 2:35 perc

Gáz/perc 26,6 ml/perc 25,0 ml/perc 28,6 ml/perc 30,0 ml/perc 30,8 ml/perc 32,4 ml/perc 32,4 ml/perc 34,3 ml/perc 37,5 ml/perc 36,4 ml/perc 36,4 ml/perc 36,4 ml/perc 38,7 ml/perc Egységnyi gáz Hatásfok 16,26 ml/perc/amper 24,3 % 15,82 ml/perc/amper 23,6 % 17,63 ml/perc/amper 26,4 % 18,51 ml/perc/amper 27,7 % 20,51 ml/perc/amper 30,7 % 22,83 ml/perc/amper 34,1 % 24,02 ml/perc/amper 35,9 % 29,81 ml/perc/amper 44,6 % 33,48 ml/perc/amper 50,0 % 32,46 ml/perc/amper 48,5 % 33,05 ml/perc/amper 49,4 % 34,31 ml/perc/amper 51,3 % 36,17 ml/perc/amper 54,1 % 8.táblázat Az impulzusok frekvenciájának hatása az elektrolízisre 16.ábra A 8táblázat grafikus ábrázolása Mint a 8.táblázat mutatja, az elektrolízis hatásfoka a frekvencia növekedésével folyamatosan javult. 42,5 kHz-en, vagyis a tiszta víz rezonanciafrekvenciáján láthatunk egy kis csúcsot, de az ideiglenes hanyatlást újabb emelkedés követtette, sőt 73,6 kHz-en már meg is haladta a hatásfok a 42,5 kHz-en

mért 50 %-os értéket. Az a tény, hogy a hatásfok a víz rezonanciafrekvenciájától eltérő frekvenciákon magasabb volt, mint magán a rezonanciafrekvencián azzal magyarázható, hogy itt egy elektrolitról van szó, nem pedig tiszta vízről. Sajnos a jelgenerátor csak 73,6 kHz-ig tudott impulzusokat előállítani, de mint a 16.ábrán is látszik, valószínűleg még növelhetjük a hatásfokot a frekvencia további növelésével. Amennyiben van rá lehetőséged, úgy végezd el Te is ezt a kísérletet magasabb frekvenciákon és oszd meg a Fénykapu olvasóival az eredményeidet. Egy másik érdekesség, amit itt meg kell említenünk, az az, hogy a 8.táblázatban feltüntetett frekvenciaértékek az NE555-ös IC 3.lábán lettek mérve De megmértük a frekvenciát az IRFP064N FET g lábán (vagyis a bemenetén) is és az elektrolizáló készülék bemenetén is, azaz a FET d lábán és azt tapasztaltuk, hogy ezek a frekvenciák eltérnek egymástól. Az

elektrolizáló bemenetén már csak átlagfrekvenciát tudtunk mérni, mivel ott állandóan változott a frekvencia, hol kisebb, hol nagyobb lett, attól függően, hogy a vízmolekulák éppen milyen frekvenciára hangolódtak rá. A frekvenciamérő másodpercenként vett mintát és minden egyes alkalommal hol kisebb, hol nagyobb értéket mutatott, de ez az ingadozás viszonylag "stabil" volt. Mérőpontok: • • • Frekv.1 : NE555-ös IC 3lábán Frekv.2 : IRFP064N FET g lábán (a FET bemenetén) Frekv.3 : IRFP064N FET d lábán (a FET kimenetén) Frekv.1 1,2 kHz 2,4 kHz 3,7 kHz 7,1 kHz 12,3 kHz 18,0 kHz 23,5 kHz 38,5 kHz 42,5 kHz 46,3 kHz 55,5 kHz 65,5 kHz 73,6 kHz Frekv.2 1,1 kHz 2,1 kHz 3,2 kHz 6,1 kHz 10,3 kHz 15,1 kHz 19,7 kHz 31,3 kHz 35,6 kHz 38,3 kHz 31,4 kHz 28,3 kHz 34,8 kHz Frekv.3 1,4 kHz 2,7 kHz 3,9 kHz 6,7 kHz 11,5 kHz 17,0 kHz 22,6 kHz 37,2 kHz 35,5 kHz 39,3 kHz 49,6 kHz 56,2 kHz 64,3 kHz Gáz/perc 26,6 ml/perc 25,0 ml/perc 28,6 ml/perc 30,0

ml/perc 30,8 ml/perc 32,4 ml/perc 32,4 ml/perc 34,3 ml/perc 37,5 ml/perc 36,4 ml/perc 36,4 ml/perc 36,4 ml/perc 38,7 ml/perc Egységnyi gáz Hatásfok 16,26 ml/perc/amper 24,3 % 15,82 ml/perc/amper 23,6 % 17,63 ml/perc/amper 26,4 % 18,51 ml/perc/amper 27,7 % 20,51 ml/perc/amper 30,7 % 22,83 ml/perc/amper 34,1 % 24,02 ml/perc/amper 35,9 % 29,81 ml/perc/amper 44,6 % 33,48 ml/perc/amper 50,0 % 32,46 ml/perc/amper 48,5 % 33,05 ml/perc/amper 49,4 % 34,31 ml/perc/amper 51,3 % 36,17 ml/perc/amper 54,1 % 9.táblázat Az impulzusok frekvenciája különböző mérőpontokon Mint a 9.táblázat mutatja, az elektrolizáló bemenetén mért frekvencia, akárcsak a meghajtó FET-ek bemenetén mért érték néhány esetben jelentősen eltér a jelgenerátor frekvenciájától. Ennek az az oka, hogy az elektrolit nem közönséges ohmos ellenállás, hanem reaktív elem, mely a feltételektől függően (töménység, hőmérséklet, frekvencia stb.) nagyon is egyedien reagál az egyes

frekvenciaértékekre 8.kísérlet A kísérlet célja annak megállapítása, hogy adott frekvencián az impulzusok kitöltési tényezője arányosan változtatja-e a fejlődő gázok mennyiségét. Négy sorbakapcsolt cellát (azaz 5 db elektródalemezt) használtunk. Egy liter esővízhez 110 ml 15%-os NaOH oldatot adtunk. A mért gáz minden esetben 100 ml volt A frekvencia 56,2 kHz. Kitöltés 44,4 % Áram 0,52 A 100 ml 5:05 perc Gáz/perc 19,7 ml/perc Egységnyi gáz Hatásfok 37,83 ml/perc/amper 56,6 % 83,3 % 1,10 A 2:45 perc 36,4 ml/perc 33,05 ml/perc/amper 49,4 % 10.táblázat Az impulzusok kitöltési tényezőjének hatása az elektrolízisre Ha a 36,4 ml/perc gázmennyiség 83,3 %-os kitöltési tényező mellett volt tapasztalható, akkor 44,4 %-nál az elméletileg elvárt fejlődő gázmennyiség: elméleti gáz = ( 44,4 * 36,4 ) / 83,3 = 19,42 ml/perc. Ez az elméleti 19,42 ml/perc érték viszonylag közel van a mért 19,7 ml/perc-hez. Ebből azt a

következtetést vonhatjuk le, hogy az impulzus-kitöltési tényező és a fejlődő gázok között szoros és egyenesen arányos kapcsolat van. Egy másik megfigyelés, hogy a gázfejlődés mennyisége azonnal változott, ahogy a kitöltési tényezőt változtattuk és az elektrolízis indulásakor azonnal beindult a gáztermelés, az áram lekapcsolásakor pedig az azonnal megszűnt. Mindez azt is jelenti, hogy az autónk sebességét gyorsan tudjuk majd szabályozni. Az is igaz viszont, hogy a fejlődő gázmennyiség változása nem vonja maga után a gáztérben uralkodó nyomás azonnali változását, ha viszont figyelembe vesszük, hogy mindig csak annyi gázt állítunk elő, amit azonnal fel is használunk, akkor viszont meg van rá az esély, hogy az impulzusszélesség megváltoztatását 1-2 tized másodperc alatt követi a motor fordulatszámának a változása is. Ezt biztosan azonban csak akkor tudhatjuk meg, ha már hozzákapcsoltuk az elektrolizálót az autóhoz.

Még egy érdekes dolog. Mint láttuk, a hatásfok jobb volt a kisebb impulzusszélességnél, mint a nagyobbnál. Ezt valószínűleg az elméleti áramfelvételtől kisebb áramnak köszönhetjük: elméleti áram = ( 44,4 * 1,10 ) / 83,3 = 0,58 A. szemben a mért 0,52A-ral. A 0,58A és a 0,52A között a különbség 10,5 %, ami elég jelentős. Ahhoz, hogy ezt pontosabban meg tudjuk határozni, nagyobb áramok és következésképpen több cella kellene, de ez igencsak arra emlékeztet, amit Kanarev professzor állít, vagyis hogy ha feltöltjük az elektrolizálót, akkor már csak kis impulzusok szükségesek ennek a töltésnek a fenntartására (lásd itt). Lehet, hogy azért kellett 60 mA-ral, azaz 10,5 %-kal kevesebb áram, mert az energiakülönbözetet maga az elektrolizáló adta ingyenenergia formájában? Sajnos az adott kapcsolás csak minimum 44,4%-os kitöltési tényezőt tudott előállítani. Érdekes volna viszont elvégezni egy méréssorozatot, melyben 1%-tól

99%-ig változtatnánk a kitöltési tényezőt és a hatásfokot kiszámolnánk minden mérés után. Lehet, hogy azt kapnánk, hogy mondjuk 10 és 50%-os kitöltési tényező mellett akár 1520%-kal is le tudnánk csökkenteni az áramfogyasztást, vagy talán még ennél is jobban. Ha van kedved és lehetőséged hozzá, akkor arra kérnélek, hogy végezd el ezt a méréssorozatot és közöld a Fénykapu olvasóival az eredményeket. 9.kísérlet A kísérlet célja annak megállapítása, hogy milyen módon kapcsolhatunk össze két vagy több cellasort a maximális gáztermelés és minimális áramfogyasztás érdekében. 17.ábra A 11 táblázat kísérleteinek kapcsolásai Egyszer négy, kétszer négy majd pedig négyszer négy közvetlenül sorbakapcsolt cellát használtunk. Egy liter esővízhez 130 ml 15%-os NaOH oldatot adtunk A mért gáz minden esetben 100 ml volt. A frekvencia 56,2 kHz Kapcs. Áram 1*4 cella 1,34 A 2*4 cella 2,92 A 4*4 cella 3,77 A 100 ml 2:45

perc 1:16 perc 3:25 perc Gáz/perc 36,4 ml/perc 78,9 ml/perc 29,3 ml/perc Egységnyi gáz Hatásfok 27,13 ml/perc/amper 40,6 % 27,04 ml/perc/amper 40,4 % 7,76 ml/perc/amper 11,6 % 11.táblázat A cellák különböző számú összekapcsolásának hatása az elektrolízisre A 11.táblázat eredményei nem túl vigasztalóak Az 1*4 cellás és 24 cellás kapcsolás még nagyjából azt tükrözi, amit vártunk, tehát az áramfogyasztás és vele együtt a gáztermelés megduplázódott, bár nem pontosan, mivel a 2 db négycellás sor nem volt teljesen egyforma, a lemezek közti távolságban bizonyos kis eltérések voltak. A 4*4 cellasornál azonban az eredmény egyáltalán nem az volt, amit vártunk. Ahelyett, hogy megnégyszereződött volna a gáztermelés, még kisebb is lett, mint az 1*4 cella esetén, az áramfelhasználás viszont megnőtt, ami rendkívül lerontotta a hatásfokot. Először arra gondoltunk, hogy talán több cellasor összekapcsolása esetén növelni

kell az elektrolit NaOH tartalmát. Ezt mutatja be a 12 táblázat Négyszer négy közvetlenül sorbakapcsolt cellát (azaz 17 db elektródalemezt) használtunk. A mért gáz minden esetben 100 ml volt A frekvencia 56,2 kHz NaOH 130 ml 140 ml 150 ml Áram 3,77 A 3,92 A 3,98 A 100 ml 3:25 perc 1:45 perc 1:10 perc Gáz/perc 29,3 ml/perc 57,1 ml/perc 85,7 ml/perc Egységnyi gáz Hatásfok 7,76 ml/perc/amper 11,6 % 14,57 ml/perc/amper 21,8 % 21,53 ml/perc/amper 32,2 % 160 ml 170 ml 180 ml 4,11 A 4,20 A 4,31 A 1:20 perc 1:10 perc 1:10 perc 75,0 ml/perc 85,7 ml/perc 85,7 ml/perc 18,25 ml/perc/amper 20,41 ml/perc/amper 19,88 ml/perc/amper 27,3 % 30,5 % 29,7 % 12.táblázat Az elektrolit NaOH tartalmának növelése az elektrolízis hatásfokára Mint a 12.táblázat mutatja, az elektrolit NaOH tartalma csak részleges segítséget hozott, de a legjobb gáztermelés is, melyet 150 ml NaOH esetén tapasztaltunk, csak a fele volt a vártnak. Utána hiába növeltük a

koncentrációt, az csak a hatásfokot rontotta De akkor mi lehetett a baj? Szerintünk az egyes cellasorok között folyó áramok - lévén, hogy az elektrolit különböző szakaszain egymással ellentétes irányba folytak - egymás ellen dolgoztak. A megoldásnak tehát az látszott, hogy minden cellasort külön edénybe kell tenni, így azok elektromosan elszigetelve lesznek egymástól. Ez viszont nagyon megnehezítette volna az autó meghajtásához szükséges gázmennyiség előállítását. Aztán este jött az Isteni szikra. Mi lenne, ha csak az elektródasorokat szigetelnénk el egymástól? Így is tettünk. Levágtunk egy akkora műanyag lemezt, ami a két szomszédos elektródát jól eltakarta egymástól, de alul a víz, felül pedig a gáz közösített volt. Ezt mutatja be a következő ábra. 18.ábra A cellasorok elválasztása szigetelő lemezzel A V1, V2, V3 és V4 a vezetékeket jelölik. Ami az egészben érdekes, az az, hogy ezeknek a vezetékeknek a

különböző kombinációkban történő összekapcsolása és a polaritás megváltoztatása jelentős különbségeket produkál a gáztermelésben és az áramfelvételben. A következő táblázatban ezeket a kombinációkat láthatod. A V13+ például azt jelenti, hogy a V1 és V3 lábakat a pozitív kapocsra, a V2 és V4 lábakat pedig a negatívra kapcsoltuk. Kétszer négy sorbakapcsolt cellát (azaz 2 * 5 db elektródalemezt) használtunk, köztük egy darab szigetelő műanyag lemezt. Egy liter esővízhez 110 ml 15%-os NaOH oldatot adtunk. A mért gáz minden esetben 100 ml volt A frekvencia 56,2 kHz Kombin. V13- Áram 1,65 A 100 ml 2:30 perc Gáz/perc 40,0 ml/perc Egységnyi gáz Hatásfok 24,24 ml/perc/amper 36,2 % V23V23+ V13+ 2,03 A 1,71 A 2,20 A 1:25 perc 1:40 perc 1:15 perc 70,6 ml/perc 60,0 ml/perc 80,0 ml/perc 34,77 ml/perc/amper 35,08 ml/perc/amper 36,36 ml/perc/amper 52,0 % 52,4 % 54,4 % 13.táblázat A szigetelőlemezzel elválasztott cellasorok

különböző kombinációi és azok hatása az elektrolízis hatásfokára Mint a 13.táblázat mutatja, a legjobb hatásfokot akkor értük el, mikor a V1 és V3 lábakat a pozitív kapocsra, a V2 és V4 lábakat pedig a negatívra kapcsoltuk. A V13+ kombináció egyébként pontosan azt az eredményt adta, amit elvártunk, tehát az áram is és a percenkénti gáztermelés is pontosan megduplázódott. Ha összehasonlítjuk a 10.táblázat második sorával, akkor ez a duplázódás pontosan látszik, a hatásfok pedig még javult is. Azt is érdemes megfigyelni, hogy a legrosszabb eredményt viszont akkor értük el, mikor ebben a kombinációban felcseréltük a pólusokat (V13-). Ez azt jelenti, hogy amikor összekapcsoljuk párhuzamosan a megfelelő számú cellasort, akkor próbáljuk ki mind a kétféle polaritással is a gáztermelést, és a jobb eredményként kapott polaritást használjuk. 10.kísérlet A kísérlet célja annak megállapítása, hogy milyen hatása van

az elektrolit hőmérsékletének a gáztermelésre és az áramfogyasztásra. Ezt a kísérletet már csak nagyon "kutyafuttában" tudtuk elvégezni, mivel már késő délután volt és még a bőröndömet össze se pakoltam. Annyira volt idő, hogy felmelegítettünk egy liter 110 ml NaOH-t tartalmazó elektrolitot olyan 70 °C-ra és megmértük a gáztermelést. Kétszer négy sorbakapcsolt cellát (azaz 2 * 5 db elektródalemezt) használtunk, köztük egy darab szigetelő műanyag lemezt. Egy liter esővízhez 110 ml 15%-os NaOH oldatot adtunk. A mért gáz minden esetben 100 ml volt A frekvencia 56,2 kHz, a kapcsolás V13+ kombinációjú. Hőmérs. 25°C 70°C Áram 2,20 A 2,56 A 100 ml 1:15 perc 1:20 perc Gáz/perc 80,0 ml/perc 75,0 ml/perc Egységnyi gáz Hatásfok 36,36 ml/perc/amper 54,4 % 29,29 ml/perc/amper 43,8 % 14.táblázat A hőmérséklet hatása az elektrolízis hatásfokára A 14.táblázat eredménye meglepő A hőmérséklet növekedésével az

áram ugyan megnőtt, ami várható is volt a vízmolekulák magasabb energiaszintre történő ugrásának a következtében, a gáztermelés viszont csökkent és több időre volt szükség 100 ml-nyi gázfejlődéshez. Ez ahhoz hasonlít, amit a 6kísérletnél is tapasztaltunk, vagyis az elektrolit NaOH tartalmának növekedésével a vezetőképesség ugyan megnőtt, de az elektrolízis hatásfoka lecsökkent. Azonban ahhoz, hogy egyértelmű következtetéseket vonhassunk le a hőmérséklet elektrolízisre gyakorolt hatásáról, arra van szükség, hogy mondjuk 10°C-onként megnöveljük az elektrolit hőmérsékletét és mindegyik esetben megmérjük az áramfelvételt és a gáztermelést. Ha van kedved és lehetőséged hozzá, akkor arra kérnélek, hogy végezd el ezt a méréssorozatot és közöld a Fénykapu olvasóival az eredményeket. Még egy megjegyzés: Az elektrolízis megkezdésekor az elektrolit hőmérséklete 20°C körül volt. 10-15 méréssor, azaz

1000-1500 ml gázfejlesztés után viszont már felmelegedett olyan 25-30°C-ra. Az elektrolit áramoltatásával viszont a hőmérsékletet valószínűleg állandó értéken tarthatjuk. De ezt is a gyakorlat mutatja majd meg Összegzés A fenti 10 kísérletből a következő következtetéseket vonhatjuk le: • • • • • • • • • • • • • az elektródákat mindenképpen saválló lemezből kell készíteni az ideális elektródatávolság 1 mm (vagy még kisebb, bár ezt már nehéz a gyakorlatban kivitelezni) az elektrolit, mint dipólus különbözőképpen reagál, ha megcseréljük az elektródák polaritását az elektródák függőleges elhelyezése sokkal jobb hatásfokot biztosít, mint a vízszintes elhelyezés az ideális áram/gáztermelés arányt négy sorbakötött cella esetén érhetjük el az elektrolit ideális töménységét úgy érjük el, hogy 1 liter esővízhez 110 ml 15 %os NaOH oldatot adunk az impulzusok ideális frekvenciája 73

kHz felett található, de a víz 42,5 kHz-es rezonanciafrekvenciáján is találtunk egy csúcsot az elektrolit rezonanciafrekvenciája állandóan változott bizonyos határértékek között az impulzus kitöltési tényezőjével egyenesen arányos a gázfejlődés az impulzus kitöltési tényezőjének csökkenésével nő az elektrolízis hatásfoka több 4-es cellasor összekapcsolásánál az ideális kapcsolás V13+ a hőmérséklet növekedése rontja a hatásfokot az elektrolit ha gyengén is, de szennyeződik az elektrolízis során, ezért mindenképpen meg kell oldani az elektrolit folyamatos áramoltatását és közben a szűrését 19.ábra Az elektrolizáló műküdés közben A 19.ábrán a buborékképződést szerettük volna bemutatni, de a felvétel nem igazán sikerült. Mindenesetre látható a vízszint, halványan az 5-5 elektródalemez valamint a köztük lévő szigetelő lemez. Áramgenerátor A kísérletekből kitűnik, hogy a szükséges

gázmennyiség előállításához viszonylag nagy áramerősségre van szükségünk. De honnét "szerezzük" ezt be? A legegyszerűbb megoldás, ha az autóba beszerelünk még egy generátort. Ennek a gyakorlati megvalósításáról megkérdeztem egy autószerelő ismerősömet, aki elmondta, hogy ez teljességgel kivitelezhető, olyannyira, hogy ő már régebben csinált is ilyent. Azt mondta, csak arra kell ügyelnünk, hogy a generátor tartóvasait a motorházra hegesszük, ne a vázra, mivel együtt kell mozognia a motorral. Azt is elmondta, hogy valamilyen oknál fogva a CO hegesztővel jobb a motorblokkot hegeszteni, mint a villamos-hegesztővel. Arra a kérdésemre, hogy hogyan jobb felrakni a kiegészítő generátort, a már meglévő generátor szíjához vagy külön szíjmeghajtással, azt felelte, hogy tulajdonképpen mindegy, mind a kettő megoldható, akár külön szíjjal, amihez lehet kapni kettős szíjtárcsát, akár a meglévő szíjra, de

mégiscsak jobb, ha külön szíjat használunk, mert akkor szabadabban lehet állítani például a szíjfeszességet. De elsősorban azt kell megnézni, hogy az adott autónál mekkora szabad hely van és aszerint melyik kialakítás az előnyösebb. Mint elmondta, a generátorok ára autótípusoktól és teljesítménytől függően 10000 Ft és 30000 Ft körül van, de az autóbontókban kaphatunk már 5-6000 Ft-ért is. Szerintem ez nem is olyan vészes! Mekkora maximális áramot ad le egy generátor? Ez típustól függően változik, 40 és 90 A körüli áramot tudnak leadni, de ezt csak a maximális, általában 5000/perces fordulatszámon. Ha kiválasztunk egy 90 amperes generátort (pl a Seat Ibizának van ilyen), akkor 4000/perces fordulatszámon a generátor árama ( 90 / 5000 ) * 4000 = 72 A. Ezt a kiegészítő áramgenerátort azonban ne kössük párhuzamosan az autónk beépített generátorával. Az egyik Olvasó, Gyula a következőket írta erről: "Két

generátort ne kössetek párhuzamosan, hacsak nem teljesen egyformák, ugyanis a bennük lévő feszszabályozó más értékre szabályoz. Sokszor két típus teljesen egyforma kívülről, de a beépített feszszabályozó csak külsőleg azonos. Ezt onnan tudom, hogy generátor felújítással foglalkozom, jól ismerem ezeket a szerkezeteket. Vannak helyzetek, hogy 14,6 V-ra szabályoz a feszszabályozó és előfordul, hogy a másik generátor, ami ikertestvére lehetne az előzőnek, csak 14,2-re. A feszszabályozó "part number"-e is eltérő. így előfordulhat, hogy olyan fölösleges kiegyenlítő áramok indulnak meg, ami a rendszer hatásfokát csökkenti, esetleg egyéb baj is lehet belőle. Szerintem az elektrolizálóhoz használjunk egy függetlenül működő generátort." Elektródalemezek Az elektródalemezeket - mint már korábban említettük - saválló lemezből kell készíteni. Elmentem egy színesfém szaküzletbe, ahol elmondták, hogy a

lemezek ára a súlyuktól függ. Mindenféle lemezt 2 m *1 m-es lapokban árulnak, így egy 0,5 mm vastagságú 2 m *1 m-es lemez kb. 9000 Ft-ba kerül Csak maximum félbevágják a lemezeket, ennél kisebb darabokat nem árulnak. Azt javasolták, hogy ha kisebb lemezre van szükségem, akkor érdeklődjek a MÉH-nél. A lemez feldarabolása természetesen nem kézi lemezvágó ollóval történik, mert azzal egyrészt nem tudnánk egyenletesen vágni, másrészt pedig nagyon gyűrné a levágott darabokat. Ezt tapasztalatból mondom A karos olló már jobb megoldás, de a nagyméretű darabokat még ott is nehéz, ha nem lehetetlen gyűrődés nélkül feldarabolni. A legjobb megoldás, ha hidraulikus ollót használunk. Ha van olyan ismerősöd, aki ilyen géppel dolgozik, akkor azt kérd meg, hogy segítsen, mert ha hivatalosan próbálkozol, akkor az nagyon drága dolog. Az elektródalemezek mérete az általunk használt 7 cm * 7 cm-es mérettől eltérhet, de akkor

arányosan számold ki a méreteket. A mi esetünkben egy cellasoron 1,1 A áram folyt keresztül, tehát az egy négyzetcentiméterre jutó áramerősség 1,1 / 49 = 0,0224 A = 22,4 mA. Ha feltételezzük, hogy az áramerősség az elektródafelülettel egyenesen arányos, és a hivatalos adatok alapján így van, akkor már könnyen kiszámolhatod a lemezek szükséges méretét. A NaOH oldat elkészítése Mint azt a 6.kísérletnél megállapítottuk, az elektrolit ideális koncentrációja 110 ml 15%os NaOH oldat 1 liter esővízhez De hogyan lehet ezt előállítani? A 15%-os NaOH oldat azt jelenti, hogy egy liter vízbe 150 g NaOH-t öntöttünk. Ezek szerint 110 ml 15%-os NaOH oldatban ( 110 * 150 ) / 1000 = 16,5 g NaOH van. Mi ezt a 110 ml-es oldatot hozzáöntöttük még 1 liter vízhez, így 1110 ml lett az elektrolit mennyisége, melyben 16,5 g NaOH volt. Ebből már könnyen megkaphatjuk, hogy egy liter elektrolithoz ( 1000 * 16,5 ) / 1110 = 14,86 g NaOH-t kell adnunk,

ami 1,486 %-os töménységet jelent. A legolcsóbban 25 kg-os kiszerelésben vehetünk nátrium-hidroxidot a Kisgazda boltokban, melynek ára 4500 Ft körül van (Kisebb kiszerelésben is vehetsz például vegyszerboltokban, de ott 1-2 kg kb. 1000 Ft-ért kapható) Az a legegyszerűbb, ha bekészítjük az autónk víztartályába az elektrolitot. Esővíz Az első kísérletet kivéve mindenhol csak esővizet használtunk. Természetesen használhatsz csapvizet is, de annak a vezetőképessége a helytől függően változik, így nem tudnánk pontosan megismételni a kísérleteket. Az esővíz tisztaságban a desztillált vízhez közelít, ezért a paraméterei viszonylag állandóak az ország különböző helyein. Amennyiben csapvizet akarsz használni, akkor kísérletezd ki, hogy mennyi NaOH-t kell adnod az esővíznél mért áramok elérésére. (Kevesebb NaOH-ra lesz szükséged!) A csapvíznél még arra is figyelned kell, hogy az országban néhány helyen igen magas a

vízkőtartalma, ami egy idő után lerakódik a csövekre, az elektrolizálóra, az elektródákra és a hengerben, a szelepeknél és a kipufogó rendszernél. Ezért inkább az esővizet ajánlom, de ha gondolod, készíthetsz desztillált vizet is a csapvízből oly módon, hogy a vizet felforralod, a keletkezett vízpárát pedig lecsapatod egy hideg üveglapon, ahonnét belecsepegteted egy másik edénybe. Elektrolízis impulzusokkal 2 Az itt ismertetett impulzusos elektrolízissel végzett kísérleteinket tovább folytattuk és még jobb eredmé-nyeket értünk el. Ezekről a kísérletekről olvashatsz ezen az oldalon. A kísérleteket Zsolti és én, Tibor ketten végeztük. Az elektrolizáló tartály megegyezett az előző kísérleteknél használttal, a mérésekhez használt kétcsatornás oszcilloszkópot pedig az egyik Olvasótól, Lacitól kaptuk kölcsön. 1. ábra Az elektrolizáló tartály és a műszerek Mivel az előző kísérletek befejeztével nem

öntöttük ki a tartályból az elektrolit oldatot, ezért az oldatból kivált a benne lévő NaOH fehér kristály formájában. Az érdekesség az volt, hogy a kristályok az elektródákra kapcsolt rézvezetékek és az őket szigetelő piroskék színű műanyag szigetelő közötti nagyon kicsi "résen" keresztül távozott a szabadba, ahol kristálykupac formájában gyűlt össze. Ez az elektrolit viszont oxidálta a rézvezetékeket is, így nem tudtuk őket már használni. Az egyszerűség kedvéért csak egy vezetékpárt cseréltünk le, így a kísérletek nagy részén csak négy darab párhuzamosan kapcsolt elektróda lemezzel dolgoztunk. A 100*150 mm-es elektródalemezek rozsdamentes acélból készültek, a távolság közöttük 1 mm volt. Ezt mutatja a következő ábra. 2. ábra Az elektrolizáló felépítése Az elektronika ismertetése 3. ábra Az elektronika kapcsolási rajza Az impulzusok előállítására szolgáló elektronikát az

előző kísérlethez képest egy kissé átalakítottuk: • • • • Az első különbség az volt, hogy két számláló helyett csak egyet tartalmazott a kapcsolás. Ezáltal ugyan nem lehetett olyan keskeny impulzusokat előállítani, mint az előző megoldásnál, viszont egyszerűsödött az áramkör. A másik különbség az volt, hogy csak egy darab végfokozatot használtunk. A harmadik különbség az, hogy az elektrolizálóval párhuzamosan kötöttünk öt darab nagyáramú diódát (B10010) a negatív irányú tűimpulzusok levágására. A negyedik különbség az, hogy a CD4011-es IC kimenete nem közvetlenül kapcsolódik az IR2121 meghajtó IC bemenetére, hanem három darab NEM kapun keresztül. Erre azért volt szükség, mert az elektronika átépítése során többször is tönkrement a CD4011-es NAND kapukat tartalmazó IC, míg végül rájöttünk, hogy a kimenetéről túl nagy áramot akar levenni az IR2121, így növelni kellett a • kimeneti

áramot. A három darab NEM kapu az órajeleket előállító CD4069-es IC három szabad kapuja, így nem kellett egy újabb IC-t felhasználnunk. Az ötödik eltérés volt a leglényegesebb, azaz az elektrolizálót nem közvetlenül a +12 V-ra kapcsoltuk, hanem egy ellenálláson (R1) és egy diódán (D1) keresztül jutott a tápfesz az elektrolizáló készülékre. A dióda utáni résznél az elektrolizálóval egy kondenzátort (C1) kötöttünk párhuzamosan. Ennek az átalakításnak az volt a célja, hogy az impulzusokhoz szükséges nagy áramokat ne közvetlenül a tápforrásból vegye az elektrolizáló, hanem a jóval kisebb áramokkal előre feltöltött kondenzátorból. Erről bővebben itt olvashatsz Az R1 ellenállás, a D1 dióda és a C1 kondenzátor értékei a következő tényezőktől függnek: • • • a töltési/kisütési áramtól a kitöltési tényezőtől és az órajel frekvenciájától Jelen kísérleteknél az órajel frekvenciája 120 000

Hz volt. A kitöltési tényező függvényében azonban ez leosztódott kettővel, néggyel stb. Átlagos kitöltési tényezőnek 12,5 %-ot vettünk. τ = R1 * C1 Az R1 ellenállás értékét a töltőáram határozza meg, ami viszont a kitöltési tényező függvénye. Az első kísérleteknél kisebb áramokkal szerettük volna vizsgálni a kitöltési tényező függvényében változó vízbontási hatásfokot, ezért kb. 2 A-re korlátoztuk a töltőáramot úgy, hogy 6 db 33 Ω / 5 W-os ellenállást kötöttünk párhuzamosan. Ekkor a maximálisan megengedett töltőáram: Itölt = Utáp / R1 = 12 V / 5,5 Ω = 2,2 A 120 000 Hz-nél a periódusidő t0 = 1 / fg = 1 / 120000 = 8,33 μs. Átlagos kitöltési tényezőnek 12,5 %-ot vettünk, ezért a töltési idő 7/8-a a periódusidőnek, azaz a C1 kondenzátor feltöltési ideje: τtölt = t0 * 7 / 8 = 8,33 μs 7 / 8 = 7,29 μs Ennek alapján meghatározhatjuk a C1 kondenzátor értékét is: C1 = τtölt / R1 = 7,29 * 10-6 s

/ 5,5 Ω = 1,32 μF. Mivel 4,7 μF-os kondenzátor volt kéznél, ezért ezt használtuk a C1-nek. A D1 diódánál az volt a lényeg, hogy az R1 ellenálláson átfolyó áramokat (jelen esetben 2,2 A-t) nyitóirányban gondtalanul átengedje, ezért egy 10 A-es diódát használtunk. (B10010) Ezzel az elektronikával 3,33 %-os kitöltési tényezőjű impulzusokat is előállíthatunk, a legszélesebb impulzus pedig 50 %-os. A kitöltési tényezőt a K0-K3 kapcsolók segítségével tudjuk diszkréten (lépésekben) beállítani. Az osztó IC-nél legalább egy kapcsolónak be kell lennie kapcsolva. Ha egy sincsen bekapcsolva, akkor nem számol az osztó és csak egy állandó magas szintű jel jelenik meg a kimenetén. A következő táblázat abban segít, hogy a különböző kapcsolóállások és órajel frekvenciák mellett megkapd a kitöltési tényezőt és a jel illetve a szünet idejét. Órajel: Imp. frekvenciája Infinity Hz Hz K0 Periódus idő 0 μs K1

Kitöltés Infinity % K2 K3 Szünet NaN μs Jel NaN μs 1. táblázat A kapcsolóállások és az órajel hatása a kitöltési tényezőre és a jel hosszára A megépített elektronikát a 4. ábrán láthatod 4. ábra A megépített elektronika A 4. ábrát figyelve több IC-t látunk, mint amennyi a kapcsolási rajzon szerepel Ennek oka az, hogy a kísérlet során tönkrement IC-ket nem forrasztottuk ki, részben pedig nem használtuk a működő áramkörök egy részét. Az 1-es panelon a fehér négyszög alakú alkatrészek a 33 Ω / 5 W-os ellenállások. Azért nem csak hat darabot látsz, mert előre beforrasztottunk többet is, hogy ha esetleg az áramokat növelni kellene, akkor csak összeforrasztjuk a csatlakozási pontoknál és már folytathatjuk is a kísérleteket. Még egy érdekesség. Az itt bemutatott kísérleteinknél is használt, István által kölcsönadott 5 V / 120 A-es tápegységgel terveztük a kísérletek elvégzését, azonban két

napig egy érthetetlen problémával álltunk szemben: A jelek eljutottak az IR2121 meghajtó IC bemenetére, de onnét már nem ment tovább a jel a FET meghajtására. Kipróbáltuk másik IC-vel és másik FET-tel is, de az eredmény ugyanaz volt. Végül az IR2121 adatlapját átnézve kiderült, hogy a legalacsonyabb tápfeszültségnek is el kell érnie a 12 V körüli értéket. Ezzel az információval felvértezve és magasabb tápfeszültséget használva már működött a FET driver és végre nekiláthattunk a kísérleteknek. Kísérletek az elektrolízissel Az ismertetésre kerülő kísérletekben tiszta csapvizet illetve Trisót használtunk elektrolitként. A feszültséget és az áramot voltmérővel és oszcilloszkóppal egyaránt mértük. Az áramok oszcilloszkópos méréséhez 20 db párhuzamosan kötött 0,1 Ω-os ellenállást használtunk, melynek eredő értéke 0,005 Ω volt. Viszont a mérőműszerhez csatlakozó vezetékek ellenállását is figyelembe

kellett venni, így a feszültség és árammérés alapján meghatározott tényleges sönt ellenállás 0,011 Ω, azaz 11 mΩ volt. A termelt gáz mennyiségét az itt leírtak szerint mértük. A kísérletek mindegyikénél 12 V-os autóakkumulátort használtunk a táplálásra. A pontos kitöltési tényező meghatározása Mivel a kitöltési tényezők nem pontosan a számított értékek voltak, ezért a következő sorokban bemutatjuk a tényleges kitöltési tényezők meghatározásának módját. Az órajel impulzusait a következő ábrán láthatod. 5. ábra Az órajel impulzusai Mint az 5. ábrán jól láthatjuk, az órajel kitöltési tényezője nem pontosan 50 %, mivel a jel ideje valamivel kevesebb, mint a teljes periódus idejének a fele. Az órajel frekvenciája fg = 120 000 Hz, ebből a periódusidő T = 1 / fg = 1 / 120 000 = 8,33 μs. Az 5 ábrán is valamelyest látható - bár a szkóp jobb beállításával még pontosabban lemérhettük - hogy az

impulzus ideje timp = 3,6 μs, a periódusidő fele viszont 4,16 μs. A kitöltési tényező ezek szerint: k = timp * 100 / T = 3,6 μs 100 / 8,33 μs = 43,21 % Ezt kerekítsük 43 %-ra. A következő ábrákon a CD4011-es IC 3. lábán megjelenő különböző kitöltési tényezőjű impulzusok láthatók. ~50 %-os kitöltés ~25 %-os kitöltés ~12 %-os kitöltés ~6 %-os kitöltés ~3 %-os kitöltés 6. ábra A CD4011-es IC 3 lábán megjelenő különböző kitöltési tényezőjű impulzusok Mivel mindegyik kitöltésnél ugyanaz az órajel impulzusideje, azaz 3,6 μsec, a frekvencia pedig az órajel frekvenciájának egész számú leosztása, ezért könnyen meghatározhatjuk a tényleges kitöltési tényezőket. Ezt mutatja a következő táblázat Osztó 1 2 4 8 15 Frekvencia Periódus idő 120 000 Hz 60 000 Hz 30 000 Hz 15 000 Hz 8 000 Hz 8,33 μs 16,66 μs 33,33 μs 66,66 μs 125,00 μs Elméleti kitöltés 50,00 % 25,00 % 12,50 % 6,25 % 3,33 % Gyakorlati

kitöltés (k) 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % 2. táblázat A tényleges kitöltési tényezők a K0-K3 kapcsolók különböző állapotaiban A kísérleteket ezekkel a pontosan meghatározott kitöltési tényezőjű impulzusokkal végeztük el és a számításoknál is a gyakorlati kitöltéssel (k) számoltunk. 1. kísérlet A kísérlet célja az volt, hogy összehasonlítsuk a vízbontón mért feszültség és áram alakját a Dcs dióda nélkül és azzal együtt. Mint feljebb már említettük, a Dcs dióda öt darab párhuzamosan kapcsolt 10 A-es diódából állt. A következő ábrán a feszültségek alakjának a változásait figyelhetjük meg a Dcs rákapcsolásakor. Dcs dióda nélkül Dcs diódával 7. ábra A vízbontón mért feszültség alakja A 7. ábrán a kitöltési tényező 21,5 % Jól látszik hogy a Dcs dióda nélkül az impulzus ideje hosszabb és egy -9 V-hoz közeli negatív irányú tűimpulzus is megjelenik, ami egy lecsengő

rezgést generál. A Dcs dióda bekötésekor ez a negatív tűimpulzus megszűnik, csak 0 V körüli lefelé mutató tüske marad, amit egy rövid idejű egyenfeszültség követ, majd a Dcs dióda nélkül megjelenő lecsengő rezgés vége jelenik meg. A rezgések lecsengésekor az impulzus megszűnésekor kialakuló rövid idejű egyenfeszültségnél nagyobb értékű feszültségszint mérhető. Azt is érdemes megfigyelni, hogy a Dcs dióda jelenlétekor kb 20 %-kal csökken az impulzus szélessége. Az áram alakja a Dcs dióda jelenlétével úgy változott, hogy a negatív irányú tűimpulzusok amplitúdója kb. 30 %-kal csökkent, de nem szűnt meg Ez azzal magyarázható, hogy az általunk használt dióda nem volt elég gyors. 8. ábra Az áram alakja a Dcs diódával Ha jobban megnézzük a 8. ábrát, akkor látjuk, hogy az áram alakja tulajdonképpen két lecsengő rezgést mutat. Az első rezgés az impulzus bekapcsolásakor keletkezik, a második pedig a

kikapcsolásakor. A bekapcsolási rezgés első impulzusának amplitúdója jóval kisebb, mint a kikapcsoláskor keletkezett első impulzusé. Mi a számításaink során csak az első lecsengéssel foglalkozunk, hiszen abba fektettünk energiát. A kérdés az, hogy miért lecsengő rezgést látunk az impulzus bekapcsolásakor, miért nem olyan szabályos alakzatot, mint ahogy azt az itt bemutatott méréseknél láttuk? Igazán ezen a kísérlet végzésekor nem gondolkoztunk el, csak később. A 3 és 4 kísérletnél még szólunk majd arról, hogy a víz vezetőképességének növelésével nem nött a FET-en átfolyó áram, csak egy bizonyos értékig. Csak később jöttünk rá, hogy valószínűleg valami gond van a FET-tel. A Dcs dióda nélkül is a 8 ábrán látható alakzathoz hasonló hullámformát láttunk. Megjegyzés: Annak ellenére, hogy a FET nem működött hibátlanul, az itt közölt mérések és számítások helyesek, mivel a mért áramok folytak

keresztül a vízbontón, a mért feszültségek estek a vízbontón és a mért gázmennyiség keletkezett a vízbontóban. A számításaink ezekre a mért eredményekre alapulnak! 2. kísérlet A kísérlet célja az volt, hogy kevés Trisót szórva a csapvízbe, lemérjük a vízbontás hatásfokát különböző kitöltési tényezők mellett. Az elmélet azt sugallta, hogy a kitöltési tényező csökkentésével növekednie kell a hatásfoknak. Ezt szerettük volna kísérletekkel is igazolni. A következő ábrán a vízbontón mért feszültségértékeket láthatjuk különböző kitöltési tényezők mellett. 43 %-os kitöltés 21,5 %-os kitöltés 10,75 %-os kitöltés 5,37 %-os kitöltés 2,88 %-os kitöltés 8. ábra A vízbontón mért feszültségek értékei különböző kitöltési tényezőknél Az effektív feszültség értékét az itt ismertetett módon határozzuk meg a következő képlettel: Ueff = 0,63 * (Uimp - U=) k / 100 Impulzus

kitöltése (k) 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % Uimp U= Umért Ueff 8,0 V 6,5 V 6,0 V 5,5 V 5,0 V 6,5 V 4,5 V 4,0 V 3,0 V 2,5 V 6,64 V 5,40 V 4,34 V 3,55 V 3,02 V 0,406 V 0,271 V 0,135 V 0,085 V 0,045 V 3. táblázat Az elektrolizáló kapcsain mért feszültségértékek A 3. táblázatból látható, hogy a kitöltési tényező arányában változott az Ueff feszültség értéke. Azt is megfigyelhetjük, hogy az Umért értéke is változik, bár nem arányosan Ez a változás azzal magyarázható, hogy a kisebb kitöltésű impulzusok esetében a vízbontó kapcsain mérhető egyenfeszültség - azaz a bontó saját feszültsége - is csökken. Az áram értékének a meghatározására a fent említett vízbontóval sorba kapcsolt 0,011 Ωos söntön mért feszültség szolgált. 43 %-os kitöltés 21,5 %-os kitöltés 10,75 %-os kitöltés 5,37 %-os kitöltés 2,88 %-os kitöltés 9. ábra A 0,011 Ω-os söntön mért áramok értékei különböző

kitöltési tényezőknél Az áram alakjának meghatározása eltér valamelyest az itt bemutatottól. Az 1 kísérletnél már szóltunk arról, hogy a FET nem működött hibátlanul, így az impulzus bekapcsolásakor az impulzus idejénél rövidebb ideig tartó áramtüske jelent meg, ami az elektrolit oldatban egy lecsengő rezgést generált. Az oszcilloszkóp megfelelő beállításával azt láthattuk, hogy ennek az áramimpulzusnak az ideje az impulzus idejének a hatod részét tette ki. Ez a szám állandó volt a kitöltési tényezőtől függetlenül, mivel minden egyes impulzus ideje 3,6 μs volt. Az effektív áram meghatározására használt képletben ezt úgy vettük figyelembe, hogy 6-tal elosztottuk az eredményt. Ieff = [0,37 * Ics k / 100] / 6 Impulzus kitöltése (k) 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % Ics Imért Ieff 20 A 20 A 20 A 20 A 20 A 1,08 A 0,54 A 0,33 A 0,19 A 0,11 A 0,530 A 0,265 A 0,132 A 0,066 A 0,035 A 4. táblázat A söntön

mért áramok A digitális multiméterrel mért áram (Imért) értéke nem arányosan változik a kitöltési tényező alapján, mivel a kisebb kitöltésnél nagyobb áram jelenik meg a vártnál. Ez a torzítás a műszer mintavételezési elvéből adódik. Itt ki kell hangsúlyoznunk, hogy a multiméterrel mért feszültség és áramértékek elég messze voltak a valódi értékektől. Az igazán pontos értékeket az oszcilloszkópos adatok kiértékelése során kaptuk meg. A 4. táblázatban jól látható, hogy a kitöltési tényező csökkenésével az impulzus bekapcsolásakor megjelenő áramcsúcsok állandó értéken maradtak, bár a 9. ábrából ez nem tűnik ki. A szkóp paramétereinek a változtatásával azonban ez jól nyomon követhető volt. A teljesítményt az áram és a feszültség szorzataként kapjuk meg. Mivel a multiméteren és a szkópon kapott értékek különböztek, ezért mind a két mérési módszernél kiszámoltuk a felvett

teljesítményt. Ezt mutatja a következő táblázat Impulzus kitöltése 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % Umért Imért Ueff Ieff Pmért Peff 6,64 V 5,40 V 4,34 V 3,55 V 3,02 V 1,08 A 0,54 A 0,33 A 0,19 A 0,11 A 0,406 V 0,271 V 0,135 V 0,085 V 0,045 V 0,530 A 0,265 A 0,132 A 0,066 A 0,035 A 7,1712 W 2,9160 W 1,4322 W 0,6745 W 0,3322 W 0,2152 W 0,0718 W 0,0178 W 0,0056 W 0,0016 W 5. táblázat A számított teljesítmény felvételek A hatásfok meghatározásához ismernünk kell a percenkénti gáztermelést is, amit úgy határoztunk meg, hogy lemértük, mennyi idő alatt termelődik 20 ml gáz, majd a mérési eredmények alapján kiszámoltuk a percenkénti gáztermelést. Az így kapott értéket elosztottuk a felhasznált teljesítménnyel (a multiméterrel mért és a szkóp alapján számított effektív teljesítményekkel.) Mivel tudjuk, hogy 1 W villamos energiával Faraday törvénye alapján 7,11 ml/perc gáz termelődik, ezért a hatásfokot úgy

kaptuk meg, hogy a Gáz/W/p értéket elosztottuk 7,11al. Erről bővebben itt olvashatsz A következő táblázatokban a multiméterrel mért és a szkópról leolvasott értékek alapján kiszámított hatásfokokat láthatod. Impulzus kitöltése 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % Gáz/perc 17,91 ml/p 9,23 ml/p 6,15 ml/p 3,71 ml/p 2,01 ml/p Pmért 7,1712 W 2,9160 W 1,4322 W 0,6745 W 0,3322 W Gáz/W/perc 2,49 ml/W/p 3,17 ml/W/p 4,29 ml/W/p 5,50 ml/W/p 6,05 ml/W/p ηmért 35,02 % 44,58 % 60,33 % 77,35 % 85,09 % 6. táblázat A multiméter alapján számított hatásfokok Impulzus kitöltése 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % Gáz/perc 17,91 ml/p 9,23 ml/p 6,15 ml/p 3,71 ml/p 2,01 ml/p Peff 0,2152 W 0,0718 W 0,0178 W 0,0056 W 0,0016 W Gáz/W/perc 83,22 ml/W/p 128,55 ml/W/p 345,50 ml/W/p 662,50 ml/W/p 1256,25 ml/W/p ηeff 1170,5 % 1808,0 % 4859,3 % 9317,8 % 17668,7 % 7. táblázat Az oszcilloszkóp alapján számított hatásfokok Összehasonlítva a 6. és 7

táblázatot jól látszik, hogy a hatásfokok között óriási a különbség. A következő ábrán a vízbontás hatásfokát láthatjuk a kitöltési tényező függvényében. 10. ábra A vízbontás hatásfoka a kitöltési tényező függvényében Kiértékelés: A 10. ábra alapján egyértelműen kitűnik, hogy az itt feltételezett elképzelésünk miszerint a kitöltési tényező csökkentésével exponenciálisan növekszik a vízbontás hatásfoka - helyesnek bizonyult! Érdemes megfigyelni, hogy a multiméterrel mért értékek szerint is növekszik a vízbontás hatásfoka a kitöltési tényező csökkentésével. Azonban azt is észre kell vennünk, hogy Kanarev kísérleteiben a 3 % körüli kitöltésnél jóval nagyobb hatásfok volt mérhető. Ez vajon annak tudható be, hogy ott a víz vezetőképessége jóval kisebb volt a mi kísérleteinknél meglévőhöz képest? Ezek szerint a hatásfok rohamosan romlik, ha a víz vezetőképességét növeljük?

Erre kerestük a választ a következő kísérletekben. 3. kísérlet A kísérlet célja az volt, hogy a víz vezetőképességét növelve megvizsgáljuk, hogy az milyen módon befolyásolja a hatásfokot. A vízbe először egy kevés trisót öntöttünk, de az nem okozott jelentős áramnövekedést. Utána folyamatosan növeltük a trisó mennyiségét, de még a teljes fél kilós csomag tartalmát beleöntve se tudtuk egy adott szintnél - azaz kb. 1,6 A-nál - feljebb vinni a FETeken keresztülfolyó, multiméterrel mért áramerősséget Az sem segített, hogy kihagytuk az R1 áramkorlátozó ellenállást és a +12 V-ot a vízbontó egyik sarkára kapcsoltuk közvetlenül. (A másikhoz a FET csatlakozott) Ekkor közvetlenül rákapcsoltuk az akkumulátort a vízbontó elektródáira és kb. 70 A-t mértünk Csak úgy pezsgett a víz a nagy mennyiségben termelődött gáztól. Ekkor győződtünk meg arról, hogy a FET nem működik hibátlanul. Ennek ellenére

elvégeztük a méréseket A következő ábrán a vízbontón mért feszültségértékeket láthatjuk különböző kitöltési tényezők mellett. 43 %-os kitöltés 21,5 %-os kitöltés 10,75 %-os kitöltés 5,37 %-os kitöltés 2,88 %-os kitöltés 11. ábra A vízbontón mért feszültségek értékei különböző kitöltési tényezőknél Az effektív feszültség értékét az itt ismertetett módon határozzuk meg a következő képlettel: Ueff = 0,63 * (Uimp - U=) k / 100 Impulzus kitöltése (k) 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % Uimp U= Umért Ueff 6,5 V 6,0 V 5,0 V 5,0 V 5,0 V 4,5 V 3,5 V 3,0 V 5,18 V 4,65 V 3,74 V 3,10 V 0,406 V 0,203 V 0,102 V 0,067 V 2,88 % 5,0 V 2,5 V 2,68 V 0,045 V 8. táblázat Az elektrolizáló kapcsain mért feszültségértékek A 11. ábrából és a 8 táblázatból látható, hogy a 2 kísérletnél kapott eredményekhez képest az egyenáramú szint (U=) valamelyest csökkent. Ez azzal magyarázható, hogy a jobb

vezetőképesség miatt a vízbontó saját töltése gyorsabban tudott kisülni. Ennek ellenére az effektív feszültségértékek (Ueff) szinte azonosak voltak a 2. kísérletnél kapott eredményekkel. (lásd a 3 táblázatot) Az áram értékének a meghatározására a vízbontóval sorba kapcsolt 0,011 Ω-os söntön mért feszültség szolgált. 43 %-os kitöltés 21,5 %-os kitöltés 10,75 %-os kitöltés 5,37 %-os kitöltés 2,88 %-os kitöltés 12. ábra A 0,011Ω-os söntön mért áramok értékei különböző kitöltési tényezőknél Az áram értékét a 2. kísérletben leírt módon határoztuk meg Ieff = [0,37 * Ics k / 100] / 6 Impulzus kitöltése (k) 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % Ics Imért Ieff 60 A 60 A 60 A 60 A 60 A 1,63 A 1,04 A 0,60 A 0,34 A 0,19 A 1,591 A 0,795 A 0,398 A 0,198 A 0,106 A 9. táblázat A söntön mért áramok A felvett teljesítmények értékeit mutatja a következő táblázat. Impulzus kitöltése 43,00 %

21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % Umért Imért Ueff Ieff Pmért Peff 5,18 V 4,65 V 3,74 V 3,10 V 2,68 V 1,63 A 1,04 A 0,60 A 0,34 A 0,19 A 0,406 V 0,203 V 0,102 V 0,067 V 0,045 V 1,591 A 0,795 A 0,398 A 0,198 A 0,106 A 8,4434 W 4,8360 W 2,2440 W 1,0540 W 0,5092 W 0,6459 W 0,1614 W 0,0406 W 0,0132 W 0,0048 W 10. táblázat A számított teljesítmény felvételek A következő táblázatokban a multiméterrel mért és a szkópról leolvasott értékek alapján kiszámított hatásfokokat láthatod. Impulzus kitöltése 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % Gáz/perc 24,49 ml/p 11,88 ml/p 7,69 ml/p 4,83 ml/p 2,83 ml/p Pmért 8,4434 W 4,8360 W 2,2440 W 1,0540 W 0,5092 W Gáz/W/perc 2,90 ml/W/p 2,46 ml/W/p 3,43 ml/W/p 4,58 ml/W/p 5,56 ml/W/p ηmért 40,78 % 34,59 % 48,24 % 64,41 % 78,19 % 11. táblázat A multiméter alapján számított hatásfokok Impulzus kitöltése 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % Gáz/perc 24,49 ml/p 11,88 ml/p 7,69 ml/p 4,83 ml/p 2,83 ml/p

Peff 0,6459 W 0,1614 W 0,0406 W 0,0132 W 0,0048 W Gáz/W/perc 37,91 ml/W/p 73,61 ml/W/p 189,41 ml/W/p 365,91 ml/W/p 589,58 ml/W/p ηeff 533,2 % 1035,3 % 2663,9 % 5146,4 % 8292,3 % 12. táblázat Az oszcilloszkóp alapján számított hatásfokok A következő ábrán a vízbontás hatásfokát láthatjuk a kitöltési tényező függvényében. A kék vonal a 2. kísérlet adatait tartalmazza, a rózsaszín pedig a 3 kísérletét 13. ábra A vízbontás hatásfoka a kitöltési tényező függvényében Kiértékelés: Mint látjuk, a hatásfok körülbelül a felére esett, mikor az áramimpulzusok csúcsértéke háromszor nagyobb lett. Ez nem túl örömteli hír, mivel ez azt sugallja, hogy az áramerősség növelésével csökken a hatásfok. Következzék egy gyors számolás a 2. és 3 kísérletek eredményei alapján annak meghatározására, hogy elméletileg körülbelül milyen hatásfokot érhetünk el 2000 A-es áramcsúcsoknál 2,88 %-os kitöltési tényezőt

feltételezve. Ha Ics = 20 A, akkor η = 17668 % Ha Ics = 60 A, akkor η = 8292 % Ha Ics = 2000 A, akkor η = 17668 / (100 * 2/3) = 265 % Mint látjuk, elméletileg nagyon leesik a hatásfok az áramerősség erőteljes növekedése esetén. Ezt kompenzálandó viszont csökkenthetjük a kitöltési tényezőt A 2. és 3 kísérletek alapján azt is láthatjuk, hogy a kitöltési tényező felezésével a hatásfok megduplázódik. A Horváth féle szabadalomban használt 0,6 %-os kitöltéshez a 0,72 % áll a legközelebb, amit a 2,88 % néggyel való osztásával kapunk. Ekkor a hatásfok megnégyszereződik, azaz η = 265 % * 4 = 1060 %. Ez az 1060 %-os hatásfok azt jelenti, hogy 1 W villamos energia felhasználásával kb. 75 ml/perc durranógázt tudunk előállítani. Az itt bemutatott kísérleteknél kapott eredményekre alapozva tudjuk, hogy egy 650 cm3-es motor körülbelül 12 liter gázt fogyaszt percenként, aminek az előállításához szükséges teljesítmény: P

= 12 000 ml/perc / 75ml/perc/W = 160 W. Egy 1300 cm3-es motor gázszükségletét ennek a duplájával, azaz 320 W villamos energia befektetésével tudjuk előállítani. Ez nagyon jól hangzik, bár ez az eredmény még jobb kell legyen a valóságban, mivel a Horváth féle vízbontó kb. 90 W-ot fogyasztott, de azt se folyamatosan, hanem időszakosan. Ez a tény azt sugallja, hogy az áramerősség növekedésével a hatásfokcsökkenés nem lineáris, hanem egy exponenciálisan lecsengő jelleget mutat, azaz a fentebb számolt 2000 A esetén is legalább 4000 %-os hatásfokot tudunk elérni. Természetesen ezek csak elméleti fejtegetések, a tényleges hatásfokot a nagy áramoknál csak kísérletekkel lehet pontosan meghatározni! 4. kísérlet A kísérlet célja az volt, hogy az eddigi kísérletekben használt 4 db sorba kötött elektródalemez számot lecsökkentsük kettőre, így vizsgálva a hatásfokot. Az elképzelésünk az volt, hogy ha az elektródalemezek

között az impulzusok szüneteiben mérhető egyenfeszültség (U=) csak egy elektróda páron esik, akkor a vízbontás hatásfoka növekszik, hiszen ekkor a vízbontáshoz szükséges minimális 1,47 V állandóan jelen van, még az impulzusok szüneteiben is. A vízben lévő trisó mennyisége megegyezett a 3. kísérletben használttal A következő ábrán a vízbontón mért feszültségértékeket láthatjuk különböző kitöltési tényezők mellett. 43 %-os kitöltés 21,5 %-os kitöltés 10,75 %-os kitöltés 5,37 %-os kitöltés 2,88 %-os kitöltés 14. ábra A vízbontón mért feszültségek értékei különböző kitöltési tényezőknél Az effektív feszültség értékét az itt ismertetett módon határozzuk meg a következő képlettel: Ueff = 0,63 * (Uimp - U=) k / 100 Impulzus kitöltése (k) 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % Uimp U= Umért Ueff 7,0 V 7,0 V 7,0 V 7,0 V 7,0 V 3,5 V 3,0 V 3,0 V 2,5 V 2,5 V 3,65 V 3,07 V 2,66 V 2,40 V 2,26

V 0,948 V 0,474 V 0,237 V 0,152 V 0,081 V 13. táblázat Az elektrolizáló kapcsain mért feszültségértékek Az áram értékének a meghatározására a fent említett vízbontóval sorba kapcsolt 0,011 Ωos söntön mért feszültség szolgált. 43 %-os kitöltés 21,5 %-os kitöltés 10,75 %-os kitöltés 5,37 %-os kitöltés 2,88 %-os kitöltés 15. ábra A 0,011 Ω-os söntön mért áramok értékei különböző kitöltési tényezőknél Az áram értékét a 2. kísérletben leírt módon határoztuk meg Ieff = [0,37 * Ics k / 100] / 6 Impulzus kitöltése (k) 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % Ics Imért Ieff 70 A 70 A 70 A 70 A 70 A 2,80 A 1,48 A 0,80 A 0,41 A 0,22 A 1,86 A 0,93 A 0,46 A 0,23 A 0,12 A 14. táblázat A söntön mért áramok A felvett teljesítmények értékeit mutatja a következő táblázat. Impulzus kitöltése 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % Umért Imért Ueff Ieff Pmért Peff 3,65 V 3,07 V 2,66 V 2,40 V 2,26 V

2,80 A 1,48 A 0,80 A 0,41 A 0,22 A 0,948 V 0,474 V 0,237 V 0,152 V 0,081 V 1,86 A 0,93 A 0,46 A 0,23 A 0,12 A 10,2200 W 4,5436 W 2,1280 W 0,9840 W 0,4972 W 1,7633 W 0,4408 W 0,1090 W 0,0349 W 0,0097 W 15. táblázat A számított teljesítmény felvételek A következő táblázatokban a multiméterrel mért és a szkópról leolvasott értékek alapján kiszámított hatásfokokat láthatod. Impulzus kitöltése 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % Gáz/perc 37,21 ml/p 18,18 ml/p 11,21 ml/p 5,94 ml/p 3,91 ml/p Pmért 10,2200 W 4,5436 W 2,1280 W 0,9840 W 0,4972 W Gáz/W/perc 3,64 ml/W/p 4,00 ml/W/p 5,26 ml/W/p 6,03 ml/W/p 7,86 ml/W/p 16. táblázat A multiméter alapján számított hatásfokok ηmért 51,19 % 56,26 % 73,98 % 84,81 % 110,54 % Impulzus kitöltése 43,00 % 21,50 % 10,75 % 5,37 % 2,88 % Gáz/perc 37,21 ml/p 18,18 ml/p 11,21 ml/p 5,94 ml/p 3,91 ml/p Peff 1,7633 W 0,4408 W 0,1090 W 0,0349 W 0,0097 W Gáz/W/perc 21,10 ml/W/p 41,24 ml/W/p 102,84 ml/W/p

170,20 ml/W/p 403,09 ml/W/p ηeff 296,8 % 580,0 % 1446,4 % 2393,8 % 5669,3 % 17. táblázat Az oszcilloszkóp alapján számított hatásfokok A következő ábrán a vízbontás hatásfokát láthatjuk a kitöltési tényező függvényében. A kék vonal a 2. kísérlet adatait tartalmazza, a rózsaszín a 3 kísérletét, a sárga pedig a 4 kísérletét. 16. ábra A vízbontás hatásfoka a kitöltési tényező függvényében Kiértékelés: Az eredmény megegyezett az itt végzett kísérleteinkkel, azaz a sorba kapcsolt elektróda lemezek számának növelésével egy bizonyos pontig nő a hatásfok. A négy lemezes elektrolizáló hatásfoka majdnem a duplája a kétlemezes elektrolizáló hatásfokának. Ez azért meglepő, mert két lemez használatával az impulzusok közötti szünetekben még a legkisebb kitöltésnél (2,88 %) is meghaladja az egy cellára eső feszültség az 1,47 V-os feszültséget, ami az elektrolízis beindításához szükséges. Ha azonban

közelebbről megvizsgáljuk a feszültségeket és az áramokat, azt tapasztaljuk, hogy az áram értéke nem nőtt jelentősen, mindössze: [(70 A * 100) / 60 A] - 100 = 16,6 %-ot. Az elektrolízis során termelt gáz viszont az áramerősség függvénye Ha nő az áramerősség, akkor növekednie kell a gáztermelésnek is. Vizsgáljuk meg a gáztermelés változását: [(3,91 * 100) / 2,83) - 100 = 38,2 %. Mint látjuk, a gáztermelés változása a duplája az áramerősség változásnak. Ez pontosan az, amit elvártunk ettől a kísérlettől! De akkor miért csökken mégis a hatásfok? A válasz a befektetett feszültségekben keresendő. Ha összehasonlítjuk a 8 és a 13 táblázatokat, akkor láthatjuk, hogy a befektetett feszültség a duplájára nőtt a 4. kísérletben, ugyanazon tápfeszültség mellett. Viszont ezt a feszültségnövekedést nem az egyenáramú összetevő növekedése okozta, mivel az közel állandó maradt, (ezt az állandóságot egyébként

korábban már itt is megfigyeltük), hanem a feszültség impulzus amplitúdója és az egyenáramú összetevő közötti különbség (Uimp - U=) növekedése. Tudjuk azt, hogy az 1,47 V-os minimális feszültség feletti feszültségek csak hővé alakulnak, ezért az elektrolízis hatásfokát csökkentik. Ebből az következik, hogy a mindenkor rendelkezésünkre álló tápfeszültség dönti el, hogy hány sorba kötött elektródalemezt célszerű használnunk. Mivel mi az autókban található rendszerint 12 Vos akkumulátort használjuk, ezért célszerű öt lemezt sorba kapcsolni a lehető legjobb hatásfok elérésére, így a cellákon eső feszültség közel 3 V lesz. Végezzünk el még egy elemzést. Határozzuk meg, hogy az egyes kísérletekben a különböző kitöltési tényezőknél mekkora volt az amperenkénti gáztermelés. Ezt láthatjuk a következő táblázatban. Kís. 2 3 4 43 % 33,79 ml/p/A 15,39 ml/p/A 20,01 ml/p/A 21,5 % 34,83 ml/p/A 14,94 ml/p/A

19,55 ml/p/A 10,75 % 46,59 ml/p/A 19,32 ml/p/A 24,37 ml/p/A 5,37 % 56,21 ml/p/A 24,39 ml/p/A 25,83 ml/p/A 2,88 % 57,43 ml/p/A 26,70 ml/p/A 32,58 ml/p/A 18. táblázat Az amperenkénti gáztermelés a kitöltési tényező függvényében a különböző kísérleteknél A következő ábrán a 18. táblázat grafikus ábrázolása látható A kék vonal a 2 kísérlet adatait tartalmazza, a rózsaszín a 3. kísérletét, a sárga pedig a 4 kísérletét 17. ábra A 18 táblázat grafikus ábrázolása Érdekes, hogy ebben a számítási módozatban, mikor a feszültség értékét nem vettük figyelembe, a két lemezes elektrolizáló hatásfoka ugyanakkora vezetőképességű elektrolit oldatban jobb volt, mint a négylemezes megoldásnál! Ez alátámasztja a pár sorral feljebb ismertetett feltételezésünket, miszerint a hatásfok a kétlemezes vízbontónál látszólag azért romlott, mert a feszültség impulzus amplitúdója és az egyenáramú összetevő közötti

különbség (Uimp - U=) növekedett. Azt is érdemes megfigyelni, hogy a 43 %-os és a 21,5 %-os kitöltési tényezők között a hatásfok közel állandó, utána viszont - a kitöltési tényező csökkentésével - az fokozatosan növekszik. További lehetséges kísérletek Az ezen az oldalon ismertetett négy kísérlet nagyon sok hasznos információt adott a továbblépéshez. Egyértelműen pozitívumnak számít az, hogy a kitöltési tényező csökkentésével a hatásfok exponenciálisan növekszik! Eddig ez csak elméleti fejtegetésként volt nagyon valószínű, azonban a kísérleteink ezt egyértelműen bizonyították is! Az egyetlen fennmaradó kérdés most már csak az, hogy hogyan válltozik ez a kitűnő hatásfok az áramcsúcsok növekedésével? Nagyon fontos lenne, hogy minél többen megismételjétek a kísérleteinket, hogy láthassuk, az itt bemutatott kísérleti eredmények könnyen reprodukálhatóak. Ha van hozzá kedved, ismételd meg a

kísérleteket, kiegészítve a további lehetséges kísérletekkel - és természetesen a saját ötleteiddel - és MINDENKÉPPEN küldd el nekünk az eredményeidet! Meyer elektrolizálója Sanley A. Meyer nagyfeszültséget használva bontotta le a vizet hidrogénra és oxigénra. Az általa alkalmazott módszer nagyon jó hatásfokot biztosított, a víz lebontására használt energiának a több százszorosát tudta kinyerni a hidrogén elégetésekor. A Meyer féle szabadalmat magyar nyelvre lefordítva itt megtalálhatod, ezért ezen az oldalon inkább Meyer kevésbé ismert írásaiból szemezgettem. "A fizika törvényei "adott" feltételeken alapuló bizonyított függvények. Változtassuk meg a feltételek egyikét és a törvényt nem lehet tovább alkalmazni. Egy "új" törvény születik a fizikai világ tudatában Miért? Mert az atomok intelligenciával rendelkeznek. Stanley A. Meyer" 1. ábra Stanley A Meyer a vízautójával A

történelem során az emberiség sokféle módon használta a vizet a Földön az életének megkönnyítésére. Miért ne lehetne most a vizet üzemanyagként használni, mely hajtaná az autónkat, fűtené a házunkat, repítené az embereket s lökné előre az űrhajóinkat a galaxisunk határain túlra. A Biblia próféciái megjövendölték ezt Egy gallon (3,785 liter) víz atomi energiája 2,5 millió hordó (397,5 millió liter) olaj atomi energiájával egyezik meg. A víz nyilvánvalóan ingyen van, nagy bőségben lelhető fel és újrahasznosítható. Meyer vízautója a következőképpen néz ki: 2. ábra Meyer vízautója Az itt következő film Meyer vízautóját mutatja be. 3. ábra Az elektrolizáló készülék működés közben Ezen a második filmen megnézheted magát az elektrolizálót működés közben. A filmben szerepel három adat: • • • Az elektrolízis által felhasznált áram nem több 0,5 A-nál Az elektrolízis során

előállított hidrogéngáz pár százszor több energiával rendelkezik, mint amennyi energia a víz lebontására lett felhasználva Az alkalmazott rezonanciafrekvencia 20 kHz A filmeket innét töltöttem le. Az elektromos feszültség használata a vízmolekulák stimulálására Működési paraméterek Pulzáló transzformátor A pulzáló transzformátor (A/G) megnöveli a feszültség amplitúdóját vagy potenciálját a pulzálás közben. A primertekercs elektromosan szigetelve van a szekunder tekercstől Ez alkotja a feszültségnövelő áramkört (AA). 4. ábra A feszültségnövelő áramkör (AA) A feszültség amplitúdója vagy potenciálja azáltal növekedik, hogy a szekunder tekercs (A) menetszáma meghaladja a primer tekercs (G) menetszámát. Az elektromosan szigetelt test (J) meggátolja az elektronok áramlását a bemeneti áramkör "föld"-jére. Blokkoló dióda A blokkoló dióda (B) megakadályozza a szekunder tekercs (A) elektromos

rövidzárát az impulzusok szüneteiben, mivel a dióda csak egy irányba vezeti az áramot. LC kör A gerjesztő területtel (E1/E2) sorbakötött fojtótekercs (C) egy induktivitásból és kapacitásból álló LC kört alkot, mivel a gerjesztő terület (E1/E2) kondenzátorként viselkedik a pulzáló impulzusok hatására, mint azt a 4. ábrán és az 5 ábrán is láthatjuk 5. ábra Az LC kör A közönséges víz a dielektromos tulajdonsága miatt (mely 25 °C-on kb. 80) az elektromos lemezek (E1/E2) között kondenzátort (ER) formál. Ezáltal a víz a feszültségnövelő áramkör részévé válik, mintegy "ellenállás"-t alkotva az elektromos "test" és a pulzáló frekvencia pozitív potenciálja között. Ez az ellenállás akadályozza az elektronok áramlását a pulzáló áramkörben. (lásd az 4 ábrán) A fojtótekercs (C) moduláló tekerccsé válik, ami az adott töltő frekvencián a kapacitást (E1/E2) egy magasabb

feszültségszintre emeli az alkalmazott bemeneti feszültség határain belül. A fojtótekercs (C) és a kapacitás (ER) tulajdonságai határozzák meg, hogy milyen frekvencián lép fel a rezonancia jelensége. A rezonancia frekvencia értékét növelhetjük vagy csökkenthetjük az induktivitás és/vagy a kapacitás értékeinek megváltoztatásával. A kialakult rezonanciafrekvencia értéke természetesen nem függ a feszültség amplitúdójától, mint azt a 6. ábra és a 7 ábra is mutatja 6. ábra A lépéses töltés 7. ábra Az impulzusok "csomagokat" alkotnak Az LC kör impedanciáját az induktivitás (C) értéke, a kapacitás értéke (ER) és a feszültség impulzusainak frekvenciája határozza meg. A sorba kapcsolt tekercs és kondenzátor impedanciája Z a következő egyenlettel határozható meg: Z = X c - Xl ahol: 1 Xc = ------------2 * π f C és Xl = 2 * π f L A sorba kapcsolt LC kör rezonancia frekvenciája (f0) a következőképpen

határozható meg: 1 f0 = -----------------2 * π ( L C ) A soros LC kör feszültsége Ohm törvénye szerint: Ut = I * Z LC feszültség A rezonanciához közeli frekvencián az alkatrészeken mérhető feszültség magasabb, mint alkalmazott feszültség (H), a rezonancia frekvencián pedig a tekercsen és a kondenzátoron mérhető Ut feszültség értéke elméletileg végtelen. A tekercsen (C) mérhető feszültség: U t * Xl Ul = --------X l - Xc A kondenzátoron (ER) mérhető feszültség: U t * Xc Uc = --------X l - Xc A rezonancia során a bejövő egypólusú impulzus-sorozat (H) (lásd a 4. ábrán és a 8 ábrán) egy lépéses töltést hoz létre a gerjesztő területen (ER). (lásd a 6 ábrát és a 7 ábrát.) A feszültség intenzitása nulláról indul és magas pozitív feszültséget ér el egy fokozatosan növekvő függvény szerint. Amikor a feszültség impulzusok megszűnnek, a potenciál nullához közeli értékre esik, majd az újabb impulzusok

hatására a feszültségnövekedés folyamata újból elkezdődik. 8. ábra A kapuzott egypólusú impulzusok feszültség-amplitúdója dinamikusan szabályozza a termelődő hidrogéngáz mennyiségét A feszültség értéke a gerjesztő területen (ER) meghaladhatja a 20000 V-ot is az (AA) áramkörben. Ezt az értéket a bemeneti impulzus-sorozat (H) értéke befolyásolja RLC kör A tekercs (C) vezetéke bizonyos ellenállással (Rl) rendelkezik, mely akadályozza az egyenáram folyását. Z = [ Rl2 + (Xl - Xc)2 ] Kettős RLC hálózat Az ellentétes polaritású feszültségzónához (E2) kapcsolódó, a fojtótekercshez (C) hasonló változtatható induktivitású tekercs (D) tovább akadályozza az elektronok áramlását a feszültségnövelő áramkörben. A változtatható érintkező kefe segítségével tovább lehet finomítani a rezonanciát. A (D) tekercs a (C) fojtótekerccsel egyetemben elektromosan kiegyenlíti az ellentétes feszültség elektromos

potenciálját az (E1/E2) feszültségzónában. VLC ellenállás Mivel a szekunder tekercs (A) szintén ellenállással rendelkező vezetékből (R1) van tekercselve, ezért az áramkör teljes ellenállása: Z = R l + Z2 + Z3 + Re ahol: • Re - a közönséges víz dielektromos állandója (Szerintem Meyer itt a víz ellenállását akarta mondani) Ohm törvényét alkalmazva: U = I * R vagyis: P = U * I Ebből következik, hogy a teljesítmény (P) egyenes arányban áll a feszültséggel (U) és az árammal (I). A feszültség dinamikája Potenciális energia A feszültség "elektromos nyomás" vagyis "elektromos erő", melyet potenciálnak is nevezünk. Minél nagyobb a potenciál, annál nagyobb az "elektromos vonzóerő" vagy "elektromos taszítóerő" az adott áramkörben. A feszültség potenciálja "nem változó" energetikai állapot, míg az elektronok áramlása szabályozható. Megjegyzés: Itt Meyer

egyértelműen feszültséggenerátorra gondolt, mivel csak akkor kapjuk meg az iménti feltételt, vagyis bármilyen kis ellenállású fogyasztó használatakor is állandó marad a feszültségforrás feszültsége. A feszültség által végzett munka Egy elektromos áramkörben a töltéssel rendelkező részecskék elektromos vonzást vagy taszítást fejtenek ki egymásra. Ennek a vonzásnak vagy taszításnak a nagysága az alkalmazott feszültségtől függ. Ezt az elektromos erőt "feszültség mező"-nek is nevezik és pozitív vagy negatív elektromos töltéssel rendelkezik. Az ionok vagy részecskék az elektromos áramkörben töltéssel rendelkeznek Azok az ionok vagy részecskék, melyeknek azonos a töltésük, taszítják, míg az ellentétes töltésűek vonzzák egymást. (lásd a 9 ábrát) 9. ábra Az elektromos mező hatása egy elektromosan töltött részecskére Továbbá, az elektromos töltéssel rendelkező ionok vagy részecskék az

ellentétes töltésű elektromos mező irányába gyorsuló mozgást végezve jutnak el. Newton második törvénye kimondja, hogy: F a = --m ahol: • • • a - a töltött ion vagy részecske gyorsulása F - az eredő erő m - az ion vagy részecske tömege Az eredő erő az "elektromos vonzóerő" két ellentétes töltésű részecske között, melyet Culomb törvénye alapján meghatározhatunk: q * q F = ------R * R Két töltés között a potenciálkülönbséget azzal a munkával jellemezzük, mely a két töltés egyesítéséhez szükséges. Ezt a következőképpen határozhatjuk meg: q F = ---eR ahol: • • • • U - két töltés közötti potenciálkülönbség q - a töltés R - a töltések közötti távolság e - a közeg dielektromos állandója A feszültség stimuláció atomi szintű kapcsolatai Egy atomban kétféle elektromos töltéssel rendelkező tömeg van. Az atommag körül keringő elektronok negatív (-) töltésűek, míg az

atommagban lévő protonok pozitív (+) töltésűek. Elektromosan semleges állapotban a negatívan töltött elektronok száma megegyezik a pozitívan töltött protonok számával. Amikor egy vagy több elektron kiszakad az atomból, az atom össz elektromos töltése pozitív lesz, ezért ezt az atomot pozitív ionnak nevezzük. Amikor pedig egy vagy több elektron kapcsolódik egy semleges atomhoz, annak eredő töltése negatív lesz, ezért ezt az atomot negatív ionnak nevezzük. 10. ábra A vízmolekula elektromos töltései Az elektromos áramkör (4. ábra) feszültség-potenciálja az ellentétes polaritás okozta vonzóerőnek köszönhetően egy vagy több elektron kiszakítását eredményezheti a semleges atomokból, amint ez a 11. ábrán és a 12 ábrán is látható 11. ábra A hidrogén "darabolása" Az elektromos vonzerő (qq) kovalens kötést hoz létre az ellentétes töltésű atomok között. Mikor az oxigénatom összekapcsolódik két

hidrogénatommal, akkor átveszi tőlük az elektronokat és vízmolekula keletkezik. (lásd aa a 10 ábrán) Az oxigénatom elektromosan negatív töltésű lesz, mivel most már 10 negatívan töltött elektronja és csak 8 pozitívan töltött protonja van. A hidrogénatom az egyetlen pozitív töltésű protonjával pozitív töltésű lesz, hiszen a negatív töltésű elektront (aa) megosztja az oxigénatommal. A két pozitívan töltött hidrogénatom (++) töltése egyenlő a negatívan töltött oxigénatom (--) töltésével, ezáltal a vízmolekula elektromosan semleges töltésű. Tehát csak a vízmolekulát alkotó atomok rendelkeznek elektromos töltéssel. A vízmolekula bontása feszültséggel A gerjesztett területen (ER) pulzáló feszültség a vízmolekulákat alkotórészeire bontja, miközben a feszültségnövelő áramkör (AA) megakadályozza az elektronok áramlását. Az atomok körül keringő elektronok a szétválás pillanatát követően azonnal a

pozitív töltésű lemezhez húzódnak. (lásd a 12ábrát) 12. ábra Az elektromos polarizáció A pozitív töltésű elektromos mező (E1) nem csak a negatív töltésű oxigénatomot vonzza, hanem a vízmolekula negatív töltésű elektronjait is. Ugyanakkor a negatív töltésű elektromos mező (E2) a pozitív töltésű hidrogénatomokat vonzza. Mivel a negatív töltésű elektronok kilépnek a vízmolekulából, ez egyúttal a kovalens kötés (qq) megszűnéséhez is vezet. Az elektronhiánnyal rendelkező szabad atomok elkapják a szabadon áramló elektronokat, mikor a pulzáló feszültségimpulzusokat kikapcsoljuk. A felszabadított és elektromosan semlegesített atomok elhagyják a vizet hidrogén- és oxigéngáz formájában. Ezért nevezzük a feszültségstimulált vízbontást "Elektromosan Polarizált Folyamat"-nak. Ha még tovább növeljük a feszültségszintet, akkor a felszabadított atomok ionizált állapotba kerülnek. Minden egyes atom

elektromosan töltött lesz, melyek a negatívan töltött elektronokkal egyetemben eltérülnek, ezáltal egy másik fizikai törvény - a részecske ütközés - is érvénybe lép az elektromosan töltött vízfürdőben. Az elektromosan töltött részecskéknek a feszültség által eltérített oda-vissza történő rezgő mozgását "Rezonáló Tevékenység"-nek nevezzük. Ezt mutatja be a 13 ábra 13. ábra Az elektromos feszültségzónák a rezonáló üregben A pulzáló feszültség amplitúdójának változtatásával és a frekvencia behangolásával nagyon kis áramerősség mellett tudjuk előállítani a szükséges mennyiségű hidrogént. Lézeres Kölcsönhatás A fénykibocsátó diódák (Light-Emitting Diodes = LED) csoportja (lásd a 14. ábrán) a látható tartomány egy szűk sávjában bocsát ki fényenergiát a feszültségstimulált vízfürdőbe. 14. ábra LED-ek csoportja 15. ábra A foton energiája rezonanciát kelt 16. ábra

"Lézer-befecskendezéses" rezonáló üreg Megjegyzés: Meyer lézerről beszél, amit a LED diódák bocsátanak ki. Ez természetesen nem pontos fogalmazás, hiszen a lézer nem más, mint a természetes állapotban több irányba szétszóródó fénysugarak "párhuzamosítása", azaz pl. különböző szögben elhelyezett tükrök segítségével a fénysugarak egyező irányba vezetése. A LED-eknél ez nem áll fenn, mivel a LED-ek által kibocsátott fénysugarak ugyanúgy szétszóródnak, mint bármilyen más hagyományos fényforrás esetén. Mivel azonban Meyer a "lézer" szót használta, ezért a fordításban is ezt a szót látod. Ha viszont gondolatban a "lézer" szót felcseréled a "fény" szóra, akkor máris minden a helyére kerül. A lézerről bővebben itt és itt (2.rész) olvashatsz Az elnyelt lézerenergia (elektromágneses energia) hatására sok atom veszíti el az elektronjait, miközben nagy energiával

látja el a felszabadított, gyúlékony gázionokat. A lézer vagy fény intenzitása egyenesen arányos a LED-en átfolyó áram nagyságával: Uin - Uled Rs = ---------Iled ahol: • • • • Rs - a LED-del sorbakapcsolt ellenállás értéke (Ω) Uin - bemeneti feszültség (általában 5V) Iled - az egy LED-en átfolyó áram (általában 20 mA) Uled- a Led-en eső feszültség (általában 1,7 V) A párhuzamosan kötött LED-ek teljesítményfelvétele Ohm törvénye szerint: P = Ucc * It ahol: • • • P - a LED-ek eredő teljesítményfelvétele (W) Ucc - az alkalmazott feszültség (általában 5V) It - A LED-eken keresztülfolyó eredő áram (A) A lézer vagy fény intenzitása az impulzus frekvenciájának (1 Hz - 65 Hz) függvénye: Le = Ion2 * T1 [ ----------- ] T1 + T2 ahol: • • • • Le - a fény intenzitása (W) Ion - a bekapcsolt állapotban folyó áram (A) T1 - a bekapcsolt állapot ideje (sec) T2 - a kikapcsolt állapot ideje (sec) Az

elektromosan polarizált folyamat során történő "lézer-befecskendezés" és a fényenergia intenzitásának vezérlése a gyúlékony gázokat egy magasabb energetikai szintre emeli, mely gyorsítja a gáztermelést és növeli a gázok égése során a hőmérsékletet. Elektron kinyerési folyamat Az elnyelt lézerenergia eltéríti az elektronokat a gázatomok atommagjától az impulzus kikapcsolt állapotában. A visszatérő pozitív feszültség-impulzus (k) a negatív töltésű (qq) szabad elektronokat a pozitív feszültségzónába (E3) vonzza. Ezalatt a pulzáló negatív elektromos feszültség (E4) a pozitívan töltött (qq) atommagot vonzza. A pozitív feszültségű mező (E3) és a negatív feszültségű mező (E4) egyidejűleg kapcsolódnak ki/be ugyanazokkal az impulzusokkal vezérelve. 17. ábra Az elektron kinyerő áramkör (BB) Az elektron kinyerő áramkör (BB) a 17. ábrán elvonja, elkapja és felhasználja a gázatomokból

felszabadított elektronokat, mely gázatomok ezáltal "Kritikus Állapot"-ba jutnak, azaz magas energiatartalmú, elektronhiánnyal rendelkező gyúlékony gázzá válnak. Az R4, R6 és R7 ellenállásértékek, az Rg gázállandó, valamint az elektromosan szigetelt "föld/test" (W) meggátolja az elektronok áramlását a rezonancia frekvencián működő impulzus bekapcsolt állapotában. A gázok a kritikus állapotban vannak tartva azáltal, hogy a mozgó atomok között nem valósulhat meg az elektroncsere. A felszabadult negatív töltésű elektronok hő formájában használódnak el, mikor az áramelnyelő készülék (S) (például egy villanyégő) pozitívan van töltve a pulzálás során. A lézer által aktivált gázionok taszítják a szabad elektronokat. Az elektronkinyerőt "Hidrogéngáz pisztoly"-nak hívják és a rezonáló üreg tetején helyezkedik el. A teljes forrást angol nyelven itt nézheted meg. A vezérlő

elektronika megtervezése Meyer konkrét kapcsolási rajzot nem hagyott hátra, de amiket leírt, abból mi is tudunk tervezni egyet. A következő adatokkal rendelkezünk: • • • • • • • • Az impulzusok frekvenciája 20 kHz körül van. A Watercar levelező listán az egyik srác azonban azt mondta, hogy Ő reprodukálta Meyer elektrolizálóját és azt tapasztalta, hogy 42,5 kHz-en volt a maximális a gáztermelés. Ugyanakkor Meyer a szabadalmában azt is írja, hogy a fojtótekercs következtében az impulzusok lecsengése után, vagyis amikor az 50 %-os kitöltés szünete kezdődik (ez nem az impulzuscsomag szünete) újabb impulzus alakul ki, ezért a frekvencia megduplázódik. Az impulzusok kitöltési tényezője 50 %-os (A primer oldalon). Az impulzusok csomagokban kell hogy érkezzenek, azaz vannak aktív és vannak passzív állapotok. Az aktív állapot során történik a vízmolekulák szétszakítása az őket alkotó atomokra, melyek felfelé

emelkednek s elhagyják a vizet. Az impulzuscsomag kikapcsolt állapotában távoznak a szabad elektronok és a gázok a vízből. A 4. ábrán látható kapcsolásban az impulzustranszformátor egy közönséges torroid transzformátor. A primer oldalon a menetek száma 200, a szekunder oldalon pedig 600. Ez háromszoros feszültségnövekedést eredményez, a szabadalomban azonban több mint ötszörös feszültségnövelésről van szó. Ez azért lehetséges, mert a fojtótekercs is indukál impulzusokat a primer oldali impulzusok kikapcsolt állapotában. A primer oldalon a feszültség amplitúdója 26 V, ebből következően a szekunder oldalon kb. 130 V feszültséget mérhetünk A rezonancia során létrejövő feszültségnövelés következtében ebből kb. 1000 V lesz, mint ahogy ezt a szabadalomból olvashatjuk. A fentebb lefordított szövegben ugyanakkor 20000 V feszültséget említ Meyer a rezonanciafrekvencián. Ez abból adódhat, hogy itt (lásd a 17. ábrán ) a

primer oldali feszültség már nem 26 V, hanem 110 V. A primerkörben folyó áram erőssége max. 0,5 A Arról azonban nem volt szó, hogy ez az impulzusok áram-amplitúdója, vagy az átlagáram. Szerintem ez az átlagáram. A fejlődő gáz mennyiségét az impulzusok amplitúdójának segítségével szabályozhatjuk. Mindezek alapján lett megszerkesztve a következő kapcsolási rajz. 18. ábra A Meyer féle elektrolizálóhoz tervezett kapcsolás Az elektronika aktív alkatrészeinek az adatlapjai a következők: • • • • • • • • • • • • CD4584 - Schmitt-triggerek (vagy helyette a HCF4069 - logikai Inverter) CD4081 - Két-bemenetű logikai ÉS kapuk CD4001 - Két-bemenetű logikai NEM kapuk CD4013 - D típusú flip-flop CD4516 - Beállítható fel/le számláló CD4585 - 4 bites komparátor BS170 - Kisteljesítményű térvezérlésű tranzisztor LM358 - műveleti erősítő BSS110 - Kisteljesítményű térvezérlésű tranzisztor BC547C - NPN

Tranzisztor 2N3715 - Teljesítményerősítő tranzisztor 2N3055 ST - Teljesítményerősítő tranzisztor Az impulzuscsomagok előállítása Mivel a rezonanciafrekvencia az elektródalemezek alkotta kondenzátor kapacitásától is függ, s mivel ennek a kapacitásnak az értéke a víz változó dielektromos "állandó"-jának függvényében változik, ezért olyan áramkört kell használnunk, aminek a frekvenciáját folyamatosan utána tudjuk hangolni. Ehhez a legjobb megoldás mikrokontroller vagy mikroprocesszor használata. Először azonban az a célunk, hogy az elektrolízis jelenségét tanulmányozzuk, így az impulzuscsomagokat egy digitális IC-kből álló elektronika segítségével állítjuk elő. Az impulzuscsomag generátor eredeti kapcsolási rajzát innét vettem. A 18. ábrán látható kapcsolási rajz különböző hosszúságú és frekvenciájú impulzuscsomagokat állít elő. • • • • Az impulzusok frekvenciáját a P1 potméterrel

állíthatjuk be 5 - 20 kHz közötti értékekre. (Ha a CD4584-es Schmitt-trigger IC 1 lábához kapcsolódó 2,2 nF-os kondenzátor értékét csökkentjük, akkor ez a frekvenciasáv feljebb húzódik.) Az impulzusok közötti szünet hosszúságát a P2 potméterrel állíthatjuk be 0,2 - 2 msec közötti értékekre. Az egy csomagon belüli impulzusok számát az S1 - S4 kapcsolókkal határozhatjuk meg 0 és 14 között a kettes számrendszer alapján. Az eredményből azonban egyet mindig ki kell vonni. Ha pl az S4 és az S1 van bekapcsolva, akkor (S4+S1)-1=(1+8)-1=8 impulzust kapunk. Az impulzuscsomagok közötti szünet ideje az impulzusok idejének egész számú többszöröse. A CD4081 IC 3. lábán jelenik meg a formált és kapuzott impulzuscsomag, mely a következőképpen néz ki. 19. ábra A CD4081 IC 3 lábán megjelenő impulzuscsomag alakja A 19. ábra azt az esetet mutatja, mikor egy impulzuscsomagban 5 impulzus jelenik meg, tehát az S2 és S3 kapcsolók vannak

bekapcsolva: (S2+S3)-1 = (4+2)-1 = 5. Az impulzuscsomag előállításához használt IC-k táplálását nem a +12 V-os tápról, hanem a 7810-es feszültség-stabilizátor IC kimenetén megjelenő nagyon stabil +10 V-ról biztosítjuk. Ezzel azt érjük el, hogy a jelgenerátor frekvenciája állandó marad még akkor is, ha a tápfeszültség értéke ingadozik. A teljesítményerősítő fokozat táplálását viszont már a 12 V-os tápegységről oldjuk meg. Ez lehetővé teszi, hogy a stabilizátor IC-n csak viszonylag kis áramok folyjanak át, így azt nem kell hűteni. Az impulzusok alakjának fűrészfogúvá alakítása A jobb hatásfok érdekében a négyszög alakú impulzusokat át kell alakítanunk fűrészfog alakúvá. Ezt az LM358-as műveleti erősítővel, valamint a BSS110 és BS170 tranzisztorokkal tehetjük meg. A BSS110 FET kimenetén a 20 ábrán látható jelalakot kapjuk. 20. ábra A BSS110 FET kimenetén megjelenő fűrészfog alakú impulzuscsomag A

fűrészfog generátornál is található egy P3 jelű potméter. Ennek feladata a műveleti erősítőre jutó feszültség amplitúdójának beállítása. Mivel ez határozza meg a minimális bemeneti feszültséget és ezáltal a minimális gáztermelést, ezért ezzel az alapjárathoz szükséges gáztermelést tudjuk beállítani. A fűrészfog generátor eredeti kapcsolási rajzát itt láthatod. Az egyik Olvasó, István javaslatára azonban ezt kicsit módosítottuk úgy, hogy a kimeneten valóban fűrészfog alakú jelet kaphassunk. Az R? ellenállás értéke 500 kΩ-tól 1 MΩ-ig terjedhet A fűrészfog alakú impulzuscsomag azért biztosít jobb hatásfokot, mivel az elektródalemezek alkotta kondenzátor feltöltődése így gazdaságosabb. Ha megnézzük a 7.ábrát, akkor láthatjuk, hogy bár az első impulzusok amplitúdója elég nagy, ennek ellenére a "kondenzátor" ennek csak egy kis részével töltődik fel. A következő impulzusnál már egy kicsit

többel és így tovább. Ha viszont mi állandóan ugyanakkora amplitúdójú impulzusokat juttatunk az elektródalemezekre, akkor az a töltődés elején csak energiaveszteséget okoz. Ezért előnyös a fűrészfog alakú impulzusok alkalmazása, mivel így mindig csak annyi energiát közlünk a kondenzátorral, amennyit az fel is tud venni. Az impulzusok teljesítményének erősítése A BSS110 FET kimenetén megjelenő fűrészfog alakú impulzuscsomag teljesítménye még nem elegendő ahhoz, hogy az meghajtsa a Tr1 transzformátort, ezért közbe kell iktatni egy teljesítményerősítőt. A teljesítményerősítő első eleme egy műveleti erősítőből áll, amit az LM358-as IC-vel oldottunk meg. Mivel egy tokban két műveleti erősítő is van, ezért a fűrészfog generátornál használt LM358-as IC tokjában lévő második műveleti erősítőt használhatjuk. A negatív visszacsatolás ágában lévő 10 kΩ-os P4 potméterrel szabályozhatjuk a kimeneti

feszültséget, ezáltal pedig a fejlődő gáz mennyiségét. A teljesítményerősítő fokozat másodok eleme az áramerősítő. Erre a célra két tranzisztorból (2N3715 és 2N3055 ST) álló úgynevezett darlington-kapcsolást használhatunk. Ez nagy bemeneti ellenállást, nagy áramerősítést és kicsi kimeneti ellenállást ad, s mindezt a lehető legkevesebb alkatrész felhasználásával. A 2N3055 tranzisztor emitterére kapcsolt 4 db 15 Ω-os ellenállás védi a tranzisztort a túl nagy áramoktól. Az eredő ellenállás 3,75 Ω lesz, ami a tranzisztoron átfolyó áramot lekorlátozza Imax = Ut / Rt = 12 / 3,73 = 3,2 A-ra. Mivel a kimeneti tranzisztor folyamatosan át tud engedni 15 A-t, így az nem fog tönkremenni akkor sem, ha a transzformátor kapcsait véletlenül rövidre zárjuk. A 4 db 15 Ω-os ellenállásnak legalább 11 W-osnak kell lennie, hogy ne égjen el a maximális áramok esetén se. (Pmax = Ut*Ut/R = 1212/15 = 9,6 W). Amennyiben több áramra van

szükségünk, akkor még egy-két 15 Ω-os ellenállást párhuzamosan kapcsolhatunk az itt bemutatott 4 db ellenállással. Úgy számolhatunk, hogy minden egyes ellenállás Ir = Ut / R = 12 / 15 = 0,8 A-ral növeli a maximális kimeneti áramot. Arra azonban figyeljünk, hogy a maximális áram ne haladja meg a 10 A-t. A kimeneti tranzisztorokat hűtőbordával kell ellátni. Mivel a darlington-kapcsolás mindkét tranzisztorának (2N3715 és 2N3055 ST) a kollektora a tokkal galvanikusan érintkezik, s mivel azokat össze is lehet kötni, ezért a két tranzisztort közös hűtőbordára is tehetjük. A transzformátor méretezése A megfelelő teljesítményre felerősített impulzusok feszültségét a Tr1 transzformátor segítségével tudjuk megemelni a kívánt értékre. A 2N3055-ös teljesítményerősítő tranzisztor kimenetén, 12 V-os tápfeszültségnél maximum 8-10 V-ot kapunk. Ekkor a transzformátor primer tekercsén átfolyó áram maximális amplitúdója 3,2 A,

tehát a maximális teljesítmény Pmax = 10 V * 3,2 A = 32 W. Ez a teljesítmény csak időnként lép fel, valamint mivel a transzformátorokat 50 Hz-es frekvenciára méretezik s mivel azt is tudjuk, hogy a frekvencia növekedésével az ugyanakkora teljesítményű trafók méretei csökkennek, ezért biztosak lehetünk abban, hogy a transzformátorunk nem fog se melegedni, se telítődni, ha az 25 W-ra van méretezve. Határozzuk meg a transzformátor kimeneti feszültségét. Meyer a szabadalmában említi, hogy 26 V-os bemeneti feszültség mellett 130 V kimeneti feszültséget kapott. Ez 130 / 26 = 5-szörös feszültségnövelés. Mi használhatunk ennél nagyobb feszültséget, hiszen minél magasabb a feszültség, annál több gáz fejlődik és a gázokban rejlő energia szintje is növekszik, mint erről már fentebb olvashattunk. Olyan transzformátort válasszunk, melynek kimeneti feszültsége 5-8 V körül van. Minél kisebb, annál jobb Ezt az eredetileg

kimenetnek, azaz szekunder tekercsnek szánt oldalt fogjuk mi bemenetként használni, az eredeti 220 V-os bemenet pedig most a kimenet lesz. Ha tehát a trafó névleges kimeneti feszültsége 5 V, akkor a menetszám áttétel Ná = 220 V / 5 V = 44, a mi esetünkben tehát, mikor az impulzuscsomag maximális amplitúdója 10 V, a kimeneten 10 V * 44 = 440 V amplitúdójú jeleket kapunk. Ha pedig a trafó névleges kimeneti feszültsége 8 V, akkor az előbbi példához hasonlóan számolva már csak 10 V * 220 V / 8 V = 275 V amplitúdójú jeleket kapunk. Ezért jobb az, ha olyan gyári készítésű transzformátort veszünk, aminek lehetőleg kicsi a kimeneti feszültsége. A másik megoldás az, hogy Te magad tervezed meg és tekercseled a transzformátort. Ehhez itt találsz segítséget. A tekercsek és a kondenzátor méreteinek kiszámítása A számításokat az elektródalemezek alkotta kondenzátor kapacitásának meghatározásával kezdjük. Ha sík lemezekből állnak

az elektródák, akkor a kapacitás értékét a következő egyenlettel kaphatjuk meg: C sík = ε0 * εr A / d ahol: • • • • • C-sík - az sík elektródák és a víz alkotta "kondenzátor" kapacitása (F) ε0 - a vákuum permittivitása (8,854187 E-12 A*sec/Vm) εr - a víz relatív permittivitása. Ez hőmérsékletfüggő (25 °C-on kb 80) A - a lemez felülete (m2) d - a lemezek közötti távolság (m) Ha pl. a lemez felülete 100 cm2 (= 0,01 m2), a lemezek közötti távolság pedig 1,5 mm (0,0015 m), akkor a kapacitás értéke: C sík = 8,854 E-12 * 80 0,01 / 0,0015 = 4,72 E-9 F C sík = 4,72 nF Ha az elektródák henger alakúak (csöves elektródák), akkor a kapacitás értékét a következő egyenlettel kaphatjuk meg: C henger = 2 * Pi ε0 εr l / ln(R2 / R1) ahol: • • • • • • C-henger - a henger alakú elektródák és a víz alkotta "kondenzátor" kapacitása (F) ε0 - a vákuum permittivitása (8,854187 E-12

A*sec/Vm) εr - a víz relatív permittivitása. (25 °C-on kb 80) R1 - a belső cső külső sugara (m) R2 - a külső cső belső sugara (m) l - a csövek magassága (m) (l >> R2) Ha pl. a belső cső külső sugara 3 cm (0,03 m), a külső cső belső sugara 4 cm (0,04 m), a csövek magassága pedig 20 cm (0,2 m), akkor a kapacitás értéke: C henger = 6,28 * 8,854 E-12 80 0,2 / ln( 0,04/0,03) C henger = 3,09 E-9 F = 3,09 nF A továbbiakban csak a síklemezes kondenzátorokkal foglalkozunk. Az elektródalemezek méretével arányos a termelt gáz mennyisége, ezért célszerű a lemezek felületét megnövelni. Ennek azonban gátat szab az, hogy az elektrolizálót el kell helyeznünk az autóban, s ott lehetőleg kis helyet kell elfoglalnia. Ezért több párhuzamos elektródapárt alkalmazhatunk. Ezeket az elektróda párokat sorba is és párhuzamosan is köthetjük, ugyanakkor a kapcsolás módjától függ a lemezek közötti feszültség értéke és az eredő

kapacitás. Ha pl azt szeretnénk, hogy a kapacitás ugyanakkora maradjon, mint egy lemezpár esetén, de a felületet a négyszeresére kívánjuk növelni, akkor két-két elektródalemez párt sorba kötünk, majd ezeket párhuzamosan. Ezt mutatja be a 21 ábra 21. ábra Négy elektródapár kapcsolása A C1 és C2 eredő ellenállása: Ce12 = 1 / ( 1/C1 + 1/C2 ) A C3 és C4 eredő ellenállása: Ce34 = 1 / (1/C3 + 1/C4 ) A teljes eredő ellenállás pedig: Ce = Ce12 + Ce34 Ce = 1 / ( 1/C1 + 1/C2 ) + 1 / ( 1/C3 + 1/C4 ) Mivel a kondenzátorok kapacitásai egyenlők, ezért C1 = C2 = C3 = C4 = C. Az eredő ellenállás ezek szerint: Ce = 1 / ( 1/C + 1/C ) + 1 / ( 1/C + 1/C ) Ce = 1 / ( 2 / C ) + 1 / ( 2 / C ) Ce = C/2 + C/2 = C Tehát ebben a kapcsolásban az eredő kapacitás nem változott, a vízzel érintkező felületet viszont a négyszeresére növeltük. Azonban arról se szabad megfeledkeznünk, hogy ekkor a feszültséget is a duplájára kell növelnünk, így érve

el azt, hogy ugyanakkora feszültség essen minden egyes elektróda páron, mint amekkora egy elektróda párnál esett. Tovább is növelhetjük a felületet még több elektródapár alkalmazásával. Ha azt szeretnénk, hogy az eredő kapacitás (Ce) ne változzon, akkor arra van szükség, hogy ugyanannyi elektródapárt kössünk sorba, amennyi sort párhuzamosan. Pl 2 * 2 sorba, 3 3 sorba és így tovább. Erre azonban nincs feltétlenül szükség, a cél inkább az, hogy az eredő kapacitást minél kisebb értéken tartsuk, miközben a feszültséget nem kell jelentősen megnövelnünk. Azért jó az eredő kapacitást kis értéken tartani, mert akkor a rezonanciafrekvencia értékének eléréséhez szükséges induktivitás értéke viszonylag nagy lehet. A következő lépés a tekercs induktivitásának meghatározása. Mivel tudjuk azt, hogy soros rezgőkör rezonanciafrekvenciája: f = 1 / ( 2 * Pi ( L * C ) ) ezért ebből ki tudjuk fejezni L-et: L = 1 / ( 4 *

Pi^2 f^2 C ) Ha azt szeretnénk, hogy a rezonanciafrekvencia 42,5 kHz (42500 Hz) legyen, a kapacitás értéke pedig az előbbi példában kapott 4,72 nF (4,72 E-9 F), akkor L értéke: L = 1 / ( 4 * 3,14^2 42500^2 4,72 E-9 )= 0,00297 H L = 2,97 mH Ez az az eredő induktivitás, amire szükségünk van a rezonanciafrekvencia eléréséhez. Mivel azonban a soros rezgőkör két teljesen egyforma tekercset tartalmaz (L1 és L2), ezért egy-egy tekercs induktivitása a fentebb kiszámolt induktivitásnak csak a fele. (18 ábra) Tehát: L1 = L2 = L / 2 = 2,97 mH / 2 = 1,48 mH Az a legegyszerűbb megoldás, ha a fojtótekercseket nem magunk készítjük el, hanem készen vesszük valamelyik elektrotechnikai szaküzletben. A következő lépés a tekercs és a kondenzátor reaktív ellenállásainak a meghatározása. A tekercs ellenállását (induktív reaktanciáját) a következő képlettel határozhatjuk meg: Xl = 2 * Pi f L = 6,28 42500 0,00297 Xl = 793,01934 Ω A

kondenzátor ellenállását (kapacitív reaktanciáját) pedig ezzel a képlettel határozhatjuk meg: Xc = 1 / ( 2 * Pi f C ) Xc = 1 / ( 6,28 * 42500 4,72 E-9 ) Xc = 793,01934 Ω A rezonancia feltétele az, hogy Xc egyenlő legyen Xl-lel, ami a mi esetünkben pontosan fennáll: Z = Xc - Xl = 793,01934 - 793,01934 = 0 Ω Az alkatrészeket a gyakorlatban azonban nem lehet hajszálpontosan behangolni, ezért az áramkörben mindenképpen jelentkezik valamekkora impedancia (Z), s ez fogja meghatározni a tekercsen és a kondenzátoron eső feszültség értékét. A következő dinamikus táblázat a kapacitás és az induktivitás értékeinek meghatározásában segít. A rezonanciafrekvenciát és az elektródalemezek magasságát (M), szélességét (Sz), és az egymástól való távolságát (d) megadva megkapod az elektródapár kapacitását és az egyes tekercsek induktivitását. A víz dielektromos állandóját 80-nak vesszük. Ez a táblázat csak egy elektróda

párra érvényes Amennyiben több elektróda párt kötsz párhuzamosan és/vagy sorosan, akkor az eredő kapacitás értékét már magadnak kell kiszámolnod! Rez.Frekv Hz M mm Sz mm d mm Kapacitás Induktivitás NaN nF NaN mH Transzformátorok tervezése Néha szükség lehet arra is, hogy Te magad tervezzél meg egy transzformátort. Ehhez szeretnék ezen az oldalon segítséget nyújtani. Többféle céllal használhatunk transzformátorokat, pl. a hálózati feszültség csökken-tésére, invertereknél a feszültség növelésére, ellenállás illesztésre, mérőműszerek méréshatárának kiterjesztésére (áram- és feszültségváltók) stb. Ezen az oldalon mi főleg a hagyományos feszültség növelésre - csökkentésre fordítjuk a figyelmünket. Mielőtt elkezdenénk a számításokat, a következő kiinduló adatokat kell meghatároznunk: • • • • Up - a primer oldali (vagy bemenő) feszültség (V) Us - a szekunder oldali (vagy kimenő)

feszültség. Itt a terhelt állapotban szükséges feszültség értendő. (V) Pt - a transzformátor teljesítménye (VA) f - az üzemi frekvencia, vagy ha egy adott frekvenciasávban kell működnie a trafónak, akkor az alsó határfrekvencia (Hz) Ahhoz, hogy az itt bemutatott számítások egyértelművé váljanak, konkrét adatokkal is számolni fogunk: Ezek legyenek a következők: • • • • Up = 220 V Us = 15 V Pt = 100 VA f = 20 000 Hz A vasmag típusának kiválasztása A legelső lépés a vasmag kiválasztása. Itt a vasmag anyaga, mérete és alakja a fontos számunkra. Az anyag és a forma kiválasztásánál elsősorban a kívánt hatásfok a mérvadó. Amennyiben nagyobb teljesítményeket kell átvinni, úgy a toroid vasmag az előnyösebb, mivel annak hatásfoka megközelíti a 95 %-ot. A hagyományos lemezes transzformátorok hatásfoka csak 75-85 % között van. A hatásfok a mágneses fluxus akadályoztatása miatt olyan alacsony az E-I alakú

vasmagoknál. Ezt a következő ábrán is láthatod 1. ábra A mágneses erővonalak haladása az EI alakú és a toroid alakú vasmagoknál A vasmag anyagának kiválasztásakor azt kell figyelembe vennünk, hogy milyen frekvencián fog üzemelni a transzformátorunk. Az alacsony frekvenciákon elegendő a lágyvas lemezekből készült mag, de a magasabb frekvenciákon már ferritből készült magra van szükségünk az átviteli karakterisztika linearitásának megtartása érdekében. A vasmag mérete az átviendő teljesítmény függvénye. Minél nagyobb a teljesítmény, annál nagyobb méretű vasmagra van szükségünk. Ennek az az oka, hogy a vasmag közvetíti a mágneses fluxust a két tekercs között, de a vasmag túl nagy fluxus esetén telítődik. A telítődés azt jelenti, hogy hiába növekszik tovább az áram a primer oldalon, az nem fog nagyobb mágneses mező változást előidézni a vasmagban, így a szekunder tekercs árama sem növekszik. Megfelelő

vasmag esetén viszont ez a telítődés nem jelentkezik. Erről bővebben itt olvashatsz Adott induktivitás esetén a lágyvas magok nagyobb menetszámot igényelnek az alacsony permeabilitásuk miatt, mint az azonos méretű ferrit magok, így a lágyvas mag nagyobb teljesítményt tud átereszteni, hiszen a fluxussűrűség az alkalmazott feszültség esetén alacsonyabb lesz. A ferrit magnál a fluxussűrűség növekedésének megakadályozására a feszültséget csökkenteni kell. Bármelyik típusú mag használható transzformátorként, de mind a kettőnél kompromisszumokat kell kötnünk. A ferrit magnál kevesebb menetszámra van szükség, nagyobb a menetenkénti impedancia és a primer és szekunder tekercsek közötti csatolási tényező (k) nagyobb lesz. A lágyvas magnál nagyobb menetszámra van szükség, kisebb a menetenkénti impedancia és a primer és szekunder tekercsek közötti csatolási tényező (k) kisebb lesz, de ebben az esetben nagyobb

teljesítményt tudunk átvinni. Az adott mag maximális, gaussban megadott fluxussűrűségének (Bmax) meghatározásához a következő tényezőket kell figyelembe vennünk: • • • • • • Az alkalmazott effektív feszültséget (U) A mágneses mező útjának cm2-ben megadott keresztmetszetét (Ae) A menetszámot (N) A jel MHz-ben megadott frekvenciáját (f) Az amperben megadott egyenáram értéket (Idc) [ha a jel tartalmaz egyenáramú összetevőt] A mag fajlagos induktivitását (Al) A következő képletet mind az egyen, mind pedig a váltakozó áramokra használhatjuk: Bmax = (U*100)/(4,44fNAe) + (NIdcAl)/(10Ae) Ha a jel szinusz alakú, akkor 4,44-et, ha pedig négyszög alakú, akkor 4,0-t használjunk az egyenletben. Ha a jel nem tartalmaz egyenáramú összetevőt, akkor a "+" jel után található kifejezést (N*IdcAl)/(10Ae) elhagyhatjuk. A fenti képlet segít meghatározni a mag maximálisan megengedett fluxus sűrűségét a különböző

frekvenciákon. Az egyenletben az alkalmazott frekvenciasáv legalacsonyabb értékével és a legmagasabb effektív feszültséggel kell számolnunk. Néhány mérnök a csúcsfeszültséget veszi figyelembe az effektív érték helyett, így biztosítva azt, hogy még véletlenül se telítődjön a mag. A különböző magoknak különböző a maximálisan megengedett fluxussűrűsége. A fluxussűrűség vagy mágneses indukció (B) hivatalos SI mértékegysége a "Gauss", a gyakorlatban azonban elterjedtebb a Tesla használata: 1 Tesla = 10 000 Gauss Ennek megfelelően az adott vasmagra jellemző maximális mágneses indukció értékét amikor még nem lép fel a telítődés - Teslában adják meg. Példaképpen itt láthatod néhány vasmag anyagának max. megengedett fluxussűrűségét: • • • Sima, szilícium: 1,2 T Hiperszil: 1,6 T SMPS-ferrit: 0,3 T Mivel könnyebb nekünk is Teslában számolnunk, ezért osszuk el az eredményt még 10 000-rel. Az is

könnyítést jelent, ha a frekvenciát nem MHz-ben, hanem csak Hz-ben adjuk meg, ezért az eredményt szorozzuk meg még egymillióval. Ekkor a képlet így módosul: Bmax = (U*10000)/(4,44fNAe) A vasmag szükséges keresztmetszetének meghatározása A továbbiakban csak a toroid vasmagokkal fogunk foglalkozni azok előnyösebb tulajdonságai miatt, de ennek az oldalnak az alján található transzformátor tervező program természetesen más vasmagokra is használható. 2. ábra Toroid vasmag a tekerccsel A vasmag keresztmetszetét a gyakorlatban a következő megközelítő képlettel határozhatjuk meg: Ae = (P/(4 * f)) ahol: • • • Ae - a vasmag keresztmetszete (cm2) P - a transzformátor csúcsteljesítménye (mVA) f - az üzemi frekvencia, vagy ha egy adott frekvenciasávban kell működnie a trafónak, akkor az alsó határfrekvencia (Hz) Tehát ha tudjuk, hogy mekkora az átvinni kívánt teljesítmény és az üzemi frekvencia, akkor meg tudjuk határozni a

vasmag keresztmetszetét. Vegyük a példában megadott adatokat: Ae = (P/(4 * f)) Ae = (100000 mVA / (4 * 20000 Hz)) Ae = 1,12 cm2 Ebből már meg tudjuk határozni a vasmag méreteit. A toroid mag megközelítőleg négyszög keresztmetszetű. Mivel az adatlapon a magasságot (h) valamint a belső (2a) és külső (2b) átmérőket adják meg, így a keresztmetszetet a következő képlettel számolhatjuk ki: Ae = (b - a) * h A vasmag külső (b) és belső (a) sugarainak a meghatározásakor azt is figyelembe kell vennünk, hogy elférjenek a magon a vezetékek. Válasszuk ki egy vasmagot, például az FT-114A-77-et, aminek a terhelhetősége 140 W 20 kHz-en. Ennek a méretei a következők: a = 19 mm, b = 29 mm, h = 13,8 mm Ebből a vasmag keresztmetszete: Ae = (2,9 - 1,9) * 1,38 = 1,38 cm2 Ez nagyon közel van az általunk kiszámolt keresztmetszethez, azaz az 1,57 cm2-hez. Ellenőrzésként határozzuk meg a fentebb ismertetett képletek szerint a maximális

terhelhetőségét ennek a kiválasztott vasmagnak. A maximálisan megengedett teljesítmény: Pmax cs = Ae2 * 4 f = 1,382 4 20000 = 152 352 mW = 152 W Az FT-114A-77 vasmag adatlapján azt olvashatjuk, hogy 140 W a maximálisan megengedett teljesítmény 20 kHz-en. Ez is azt bizonyítja, hogy a képlet biztonságosan meghatározza a szükséges keresztmetszetet. A menetszám meghatározása A fentebb ismertetett képletet átalakítva kifejezhetjük a menetszámot: Np = (Up * 10000)/(4,44 Bmax Ae f) Mi azonban inkább egy másik módszerrel határozzuk meg a menetszámokat. Induljunk ki abból, hogy mekkora induktív reaktanciával kell rendelkeznie a tekercseknek, hogy az adott áramerősség folyjon rajtuk keresztül az üzemi (vagy alsó) frekvencián. Kezdjük a primer tekerccsel. Xp = Up2 / Pt Azt is tudjuk, hogy az induktív reaktancia a tekercs induktivitásának függvényében a következő képlettel határozható meg: Xp = 2 * π f Lp A tekercs induktivitása

viszont a vasmag fajlagos induktivitásának és a menetszámnak a függvénye: Lp = Al * Np2 Ebből fejezzük ki a menetszámot: Np = (Lp / Al) Np = (Xp / (2 * π f Al)) Np = (Up2 / (Pt * 2 π f Al)) Az általunk kiválasztott vasmag fajlagos induktivitása: Al = 2340 nH, így az értékeket behelyettesítve megkapjuk a primer tekercs menetszámát: Np = (2202 / (100 * 2 3,14 20000 2340 10-9)) Np = 40,58 menet Ezt kerekítsük 41 menetre. A szekunder tekercs menetszámát hasonló módon kapjuk meg: Ns = (Us2 / (Pt * 2 π f Al)) Ns = (152 / (100 * 2 3,14 20000 2340 10-9)) Ns = 2,76 menet Ezt kerekítsük 3 menetre. Ellenőrizzük le, hogy nem fog-e telítődni a vasmagunk az adott menetszám és effektív feszültség mellett: B = (Up*10000)/(4,44fNAe) B = (220*10000)/(4,4420000411,38) B = 0,437 Tesla Mivel a ferrit magok megengedett maximális fluxussűrűsége 0,2 - 0,4 T között van, ezért itt már fennáll a telítődés veszélye. Ha nem akarjuk

lecserélni a vasmagot egy másikra, akkor pl. a frekvenciát növelhetjük, ez viszont maga után vonja a menetszám megváltozását is. Ha pl a frekvenciát megnöveljük 50 kHz-re, akkor a primer tekercs menetszáma lecsökken 26 menetre, a szekunder tekercs menetszáma pedig 2-re. Ekkor a maximálisan fellépő fluxussűrűség 0,276 Tesla. Ez már a megengedett tartományban van A huzalátmérők meghatározása A huzalátmérő meghatározásánál az a cél, hogy a lehető legkisebb veszteség lépjen fel a tekercsekben, amihez a lehető legkisebb ellenállással kell rendelkeznie a vezetékeknek. Viszont az is cél, hogy a méretek minimálisak maradjanak. Először a tekercsekben folyó maximális áramokat kell meghatároznunk. I = P / U A primer oldalon a feszültség 220 V, a transzformátor teljesítménye pedig 100 VA. Ebből meghatározhatjuk a primer tekercs maximális áramát: Ip = P / Up = 100 / 220 = 0,45 A A szekunder tekercs maximális árama pedig: Is = P /

Us = 100 / 15 = 6,7 A A valóságban a szekunder tekercs maximális árama ennél kisebb lesz a transzformátorok veszteségei miatt, de a vezetékek méretezésénél ezzel az értékkel számolhatunk. Itt ismét egy gyakorlati képletet fogunk használni. A primer tekercs vezetékének minimális átmérője: Dp = 1,13 * (Ip / 2,5) = 1,13 * (0,45/2,5) = 0,466 mm Ezt kerekítsük 0,5 mm-re. A szekunder tekercs vezetékének minimális átmérője pedig: Ds = 1,13 * (Is / 2,5) = 1,13 * (6,7/2,5) = 1,79 mm Ezt kerekítsük 1,8 mm-re. A tekercsek méretének ellenőrzése A számításokkal meg is vagyunk, de van még egy - a gyakorlatban fontos - tényező, ez pedig a tekercsek valódi méretei. Ha nem jól számoltunk, akkor a tekercsek nem fognak elférni a vasmagon. Kellemetlen volna, ha ez az utolsó meneteknél derülne ki Ezért ki kell számolnunk a tekercsek által fizikailag elfoglalt tér méretét, majd azt össze kell vetni a vasmag méreteivel. A gyakorlatban nem

képletekkel számolnak a szakemberek, hanem táblázatokat használnak. Ezért nem akadtam olyan képletekre, amikkel itt dolgozhatnánk, tehát magunknak kell a képleteket megszerkeszteni. Próbáljuk meg egy "egyszerű" képlet segítségével meghatározni a minimálisan szükséges sorok számát. Mint látjuk, itt egy számtani sorozattal van dolgunk Megkíméllek a levezetéstől, csak a végeredményt írom fel. np = {k-(2*N1) + [(k-(2*N1))2 - (8k(-M))] } / 2k ahol: • • • • np - a primer tekercs sorainak száma k - az egyes sorok közötti menetek különbsége (N2-N1). Ez negatív szám, s mindig -2*π = -6,28 N1 - az első sor meneteinek száma (2*π(a - (Dp/2)) / Dp) M - a tekercs teljes menetszáma (a mi példánkban 26 menet) Behelyettesítve a számokat a primer tekercs sorainak száma: np = 0,12 Ezt felfelé kerekítve 1 sort kapunk. A szekunder tekercs sorainak számát ugyanezzel a képlettel számoljuk ki, annyi a különbség, hogy: ns =

{k-(2*N2) + • • • • [(k-(2*N1))2 - (8k(-M2))] } / 2k az első sor kerületénél nem a vasmag belső átmérőjével számolunk, hanem a primer tekercs legszélső sorának a külső szélével. a1 = ( a-(np*Dp))-(Ds/2) = 19(10,6)-(1,9/2) = 17,45 mm. A szekunder tekercs vezetékének átmérője Ds = 1,8 + 0,1 = 1,9 mm N2 - az első sor meneteinek száma (2*π(a1 - (Ds/2)) / Ds) M2 - a teljes menetszám (a mi példánkban 2 menet) Ezek alapján a szekunder tekercs sorainak száma: ns = 0,03 ezt kerekítsük 1-re. Ebből már látjuk, hogy a tekercsek vastagsága: h = (Dp * np) + (Ds ns) + (3 hszig) A hszig a tekercsek közötti szigetelő anyag vastagsága mm-ben. Azért kell beszoroznunk 3-mal, mert először a vasmagot szigeteljük le, majd a primer tekercset, végül pedig a szekunder tekercset. h = (0,6 * 1) + (1,9 1) + (3 1) = 5,5 mm Mivel a vasmag belső sugara 19 mm, ezért az 5,5 mm-es tekercs és szigetelő vastagság bőven elfér. A cél az, hogy

legalább 10 mm átmérőjű lyuk maradjon Ehhez képest a mi esetünkben 2*(19 - 5,5) = 27 mm átmérőjű lyuk marad, tehát fizikailag kivitelezhető a transzformátorunk. A vezetékek hosszának kiszámítása Végezetül számoljuk ki, hogy milyen hosszú vezetékekre van szükségünk a tekercsekhez. Kezdjük ismét a primer tekerccsel. Az első sorban egy menet hosszát a következő képlettel tudjuk kiszámolni: hmenet1 = 2 *(h + (2Dp) + (b-a) + (2hszig)) ahol: • • • • • h - a vasmag magassága (a mi példánkban 13.8 mm) b - a vasmag külső átmérője (a mi példánkban 29 mm) a - a vasmag belső átmérője (a mi példánkban 19 mm) Dp - a primer tekercs átmérője (a mi példánkban 0,6 mm) hszig - a vasmagon lévő szigetelő anyag vastagsága (1 mm) tehát: hmenet1 = 2 *(13,8 + (20,6) + (29-19) + (21)) hmenet1 = 54 mm Ha a tekercs több mint egy sorból áll, akkor a következő sorban az egy menetre jutó vezetékhossz megnövekszik az első sorhoz

képest 4*Dp-vel. hmenet2 = hmenet1 + (4*Dp) tehát: hmenet2 = 54 + (4*0,6) hmenet2 = 56,4 mm Viszont a következő sorban már 7-tel (azaz 6,28-dal) kevesebb menet fér el, ezért a következő sortba feltekerhető vezeték hosszát már a hmenet2*N2 képlettel számolhatjuk ki. Végül össze kell adni az egyes sorokban feltekert vezetékek hosszát, majd az eredményhez a biztonság kedvéért még egy-két métert hozzáteszünk. A szekunder tekercs hosszát a primer tekercshez hasonlóan tudjuk meghatározni. Egyéb vasmagok Eddig csak a toroid vasmaggal foglalkoztunk, de ezen kívül még vannak más típusú vasmagok is, mint pl. E mag, EI mag, I mag, Fazékmag stb Ezekről láthatunk párat mutatóban a következő képeken: 4. ábra E-magok 5. ábra Fazék- és orsó-magok 6. ábra Toroid magok Transzformátor számoló program Az itt következő dinamikus táblázat segítségével Te is könnyen megtervezheted a neked szükséges transzformátort. A

következő bemeneti adatokat kell megadnod: • • • • • • f - az üzemi frekvencia, vagy ha egy adott frekvenciasávban kell működnie a trafónak, akkor az alsó határfrekvencia (Hz) Up - a primer oldali (vagy bemenő) feszültség (V) Us - a szekunder oldali (vagy kimenő) feszültség. Itt a terheletlen állapotban mérhető feszültség értendő. (V) Pt - a transzformátor teljesítménye (VA) Al - a vasmag fajlagos induktivitása (nH) a, b, c, d - a kiválasztott vasmag méretei (mm) Megjegyzés: Az EI, E és I magoknál, ha a keresztmetszet nem négyszög alakú, hanem kör, akkor a "c" értékét 0-nak kell megadni. Ekkor a kör átmérőjét a "b" értéke határozza meg. f Up Hz Us V Vasmag alakja: Pt V a VA b c d mm mm mm mm Vasmag anayaga: Vasmag típusa: Al nH Adatlap: Nincs megadva Számold ki az értékeket 1. táblázat A transzformátor adatainak kiszámítása A tekercselés A tekercselést a primer tekerccsel kezdjük,

majd megfelelő szigetelés után arra jön rá a szekunder tekercs. A kivezetéseket Mipolán szigetelőcsőben hozd ki Mérd meg a szigetelési ellenállást a primer és a szekunder tekercsek között. Ennek legalább 2 MΩnak kell lennie Utána mérd le a szekunder feszültségeket Ha minden jónak tűnik, akkor Araldittal vagy más kétkomponensű műgyantával kend be jól az egészet, hogy ne zümmögjön a trafód. Fontos, hogy a tekercsek ne csak a vasmag egy részén legyenek elhelyezve, hanem körben, az egész vasmag mentén. Ez csökkenti a transzformátorban fellépő veszteségeket. A kézi tekercselés nagyon fárasztó munka, ezért a transzformátort gyártó üzemekben ezt tekercselő gépekkel végzik. 7. ábra A toroid transzformátor gépi tekercselése Amennyiben úgy döntesz, hogy inkább megrendeled a számodra szükséges transzformátort, akkor erre pl. itt van lehetőséged A számításokhoz az adatokat innét vettem. A Horváth féle vízbontó -

1976 Horváth István magyar származású feltaláló is kidolgo-zott egy vízbontási elvet, mely olyan jó hatásfokú volt, hogy a 4000 cm3-es autóját könnyűszerrel, kis energia-befektetéssel tudta vele üzemeltetni. Ezen az oldalon a 3,980,053 számú Horváth féle szabadalommal ismerkedhetsz meg. A szabadalomban akadtak kisebbnagyobb elírások, pl az egyik részen az anód helyett dióda volt írva, de ezeket a fordítás során értelemszerűen javítottam. A szándékos elírásokról a szabadalom végén, a "Megjegyzések" rész alatt találsz utalásokat. Üzemanyag ellátó rendszer belsőégésű motorokhoz A találmány háttere Ez a találmány a belsőégésű motorokhoz, pontosabban azok üzemanyag-ellátó rendszeréhez kapcsolódik oly módon, hogy a belsőégésű motorokat hidrogén és oxigén gáz keverékkel látja el, mely gázokat a mindenkori szükségletnek megfelelő mennyiségben a víz elektrolízisével állítja elő. Az

elektrolízis során az anód és a katód között feszültségkülönbséget hozunk létre és a vízbe, mint elektromos vezetőbe elektromos áramot vezetünk. Sokféle sóoldatot vagy hidroxidot használhatunk elektrolitként a vízben, melyek célja ionok létrehozása. A továbbiakban az "elektrolit " fogalma alatt azt az anyagot értjük, ami feloldódva a vízben ionokat hoz létre, a kapott oldatra pedig "elektrolit oldat"-ként fogunk hivatkozni. Faraday Elektrolízis Törvénye kimondja, hogy minden elektrolízis során bizonyos mennyiségű anyag szabadul fel az anód és a katód mentén. Ezt írja le a következő egyenlet: m = z * q ahol: • • • m - a felszabadult anyag tömege (g) z - az anyag elektrokémiai ekvivalense q - az elektrolit oldaton átáramló töltés (C) Faraday törvényének fontos következménye, hogy az elektrolit lebomlása csak az áram függvénye, a feszültségtől viszont független. A hagyományos elektrolízis

során, mikor I amper áramerősségű töltés t másodpercig folyik az elektrolit oldatban, akkor q = I * t és a lebontott anyag mennyisége csak az I áramerősségtől függ, a feszültségtől viszont nem, ha az a feszültség meghaladta az elektrolízis beindításához szükséges minimális értéket. Az elektrolízisek többségénél ez a minimális feszültség nagyon alacsony érték. Jelen találmány lehetővé teszi, hogy a hidrogénből és oxigénből álló üzemanyagot olyan mennyiségben állítsuk elő a víz elektrolízise során, hogy az közbülső tárolók nélkül közvetlenül betáplálható legyen a belsőégésű motorba. Ezt egy feljavított elektrolízis segítségével érjük el. A találmány összegzése A találmányban leírt készülék pulzáló áramot használ az elektrolízis során, melyet az elektrolit oldatba vezetünk. Az áramimpulzusok amplitúdója igen nagy, míg a feszültségimpulzusok amplitúdója viszonylag alacsony. Ez

olyan nagy mennyiségű anyagot választ ki az elektrolit oldatból, hogy azt közvetlenül a belsőégésű motorba vezethetjük. A jelen találmányban használt pulzáló áramot előállító készülék nem váltakozó áramot (AC) állít elő, hanem olyan pulzáló áramot, melynek kitöltési tényezője kisebb 50 %-nál. Jelen találmány az elektrolízis során előállított hidrogén és oxigén keverését és a belsőégésű motorba juttatását is tárgyalja. Az üzemanyag ellátó készülék a következő részekből áll: • • • • • egy edényből, mely az elektrolit oldatot tartalmazza egy anódból és egy katódból, melyek az elektrolit oldattal érintkeznek egy elektromos ellátó rendszerből, mely előállítja és a fentebb említett anódra és katódra vezeti a pulzáló áramot, ezáltal állítva elő a hidrogéngázt a katódon és oxigéngázt az anódon egy gázgyűjtő és továbbító rendszerből, mely fogadja a keletkezett hidrogént és

oxigént, majd továbbítja azt a motor szívócsonkjához egy víztartályból, mely az elektrolízis során lebontott vizet pótolja az elektrolizálóba A készülék felépítésének és működésének ismertetése Az 1. ábrán egy olyan együttes látható (31), mely áll a motorházból (32), melyben a belsőégésű motor (33) a radiátor (34) mögé van felerősítve. 1. ábra A motorház A motor (33) teljesen hétköznapi, ez lehet akár egy V8-as motor is! Az 1. ábrán fel van tüntetve a hagyományos radiátor (34), hűtőventillátor (35), annak szíjhajtása (36) és a generátor (37). A találmánynak megfelelően a motor nem a szokásos kőolajszármazékokkal üzemel, hanem egy külön beszerelt hidrogén és oxigéngáz keveréket előállító elektrolizáló készülékből táplálkozik. Az üzemanyag-ellátó rendszer főbb egységei az elektrolizáló cella (41) és a gázkeverő és továbbító egység (38). A víz a vízellátó rendszeren (39)

keresztül jut be az elektrolizáló cellába (41), mely tartalmaz egy - az elektrolit oldat által összekötött - anódot és katódot. Az elektronika által előállított nagyáramú impulzusok az anódon és a katódon keresztül jutnak be az elektrolit oldatba. Az elektronika (40) külön házba van szerelve, mely a motorház (42) egyik oldalára van erősítve. Az autó akkumulátora (30) a motorház másik oldalához van erősítve. Mielőtt az üzemanyag-ellátó rendszert leírnánk, ismerkedjünk meg az elektronikával! A kapcsolási rajz a 2. ábrán látható 2. ábra Az impulzus-előállító elektronika kapcsolási rajza A rajzon a (44), (45) és (46) jelű csatlakozók az autó akkumulátorának (30) a pozitív sarkához, míg a (47) jelű az akkumulátor negatív sarkához kapcsolódik. A kapcsoló (48) az autó beépített, saját gyújtáskapcsolója, melynek bekapcsolásával a relé (51) tekercse (49) áram alá kerül. A relé (51) érintkezője (52) a (45)

jelű csatlakozón keresztül 12 V-ot juttat az áramkörre (53). Az (53) jelű ág az áramkör pozitív kapcsára, míg az (54) jelű ág a testre csatlakozik. A gyújtáskapcsoló (48) bekapcsolásával a másik relé (56) behúzó tekercsére (55) is áramot vezetünk, a tekercs (55) másik fele az autó testéhez csatlakozik. Majd később fogjuk tárgyalni, hogy a relé (56) egy olyan szelepet nyit meg, mely a hidrogén és oxigén gázokat vezeti a motorba. Az (51) relé szerepe az, hogy a kapcsolás (53) jelű ágát közvetlenül az autó akkumulátor pozitív kapcsához csatlakoztassa, kihagyva a gyújtáskapcsolót és a többi vezetéket. Az áramkör impulzus-előállító része a Q1 tranzisztorból és az R1, R2, R3 ellenállásokból, valamint a C2 és C3 kondenzátorokból áll. Ez az áramköri blokk állítja elő az impulzusokat, melyek a Q2 jelű NPN típusú szilícium teljesítmény tranzisztorra jutnak, ahonnét a C4 csatoló kondenzátoron keresztül a

felerősített impulzusok a T1 tirisztorra kerülnek. Az R1 ellenállás és a C2 kondenzátor az (57) ágon sorba vannak kötve egy relével (58). A relé (58) behúzó tekercse (59) az (53) és a (61) ágakat kapcsolja az (54) testre egy alapállapotban bekapcsolt nyomásvezérelt kapcsolón keresztül. A nyomásvezérlő ágban (63) elhelyezkedő nyomáskapcsoló (62) az elektrolizáló cella (41) feletti gáztérben van elhelyezve. Ennek a kapcsolónak (62) az a feladata, hogy ha a gáztérben a nyomás elér egy bizonyos értéket, akkor az leállítja az impulzusokat. A relé (58) azt biztosítja, hogy mikor a gyújtáskapcsoló (48) le van kapcsolva, akkor a C2 kondenzátor ne kapcsolódjon a testre (54), még akkor se, ha a nyomáskapcsoló (62) be is van kapcsolva. Azonban az (58)-as relé fő feladata az, hogy egy nagyon rövid idejű késleltetéssel csatlakoztassa a C2 kondenzátort a testre (54) az áramkör bekapcsolásakor. Ez késleltetni fogja a T1-es tirisztorra jutó

impulzusok kialakulását addig, amíg a később ismertetendő transzformátor-áramkörökben nem alakulnak ki a szükséges elektromos feltételek. Az (58)-as relé hermetikusan szigetelt és megfelelő dobozban helyezkedik el, így el tudja viselni a változó környezeti feltételeket és a rázkódást is. Mikor a C2 kondenzátor a testre (54) kapcsolódik, a Q1 tranzisztor, mint oszcillátor a (64)-es ágra pozitív impulzusokat fog adni. Az impulzusok frekvenciáját az R1:C1 értékei, míg az impulzusok amplitúdóját az R2:R3 ellenállások aránya határozza meg. Ezek az impulzusok feltöltik a C3 kondenzátort. A C1-es elektrolit kondenzátor közvetlenül a tápfeszültség pozitív pólusa és a test közé van helyezve, hogy kiszűrje a zajokat. Az R1 ellenállás és a C2 kondenzátor úgy lettek megadva, hogy fűrészfog alakú impulzusokat formáljanak, amit aztán a Q1 tranzisztor bemenetére vezetünk. Az impulzus alakja azért fűrészfog, mert az a tapasztalat,

hogy ez biztosítja a legjobb hatást az áramkörben. Azonban azt is ki kell hangsúlyoznunk, hogy más impulzusformák, mint pl. négyszögjel is használhatók A C3 kondenzátor az R4 ellenálláson keresztül sül ki, miközben a Q2 tranzisztort vezérli. A testre kötött R4 ellenállás lekorlátozza a Q2 tranzisztor bázisáramát. A Q2 tranzisztor, a C3 kondenzátor és az R4 ellenállás alkotta áramkör egy éles csúcsban végződő pozitív impulzussá alakítja a bemenő jelet. A Q2 tranzisztor kollektora az R6 ellenálláson keresztül kapcsolódik a pozitív tápfeszültségre, míg az emitter az R5 ellenálláson keresztül a testre. Az R5 és R6 ellenállások határozzák meg a C4 kondenzátorra vezetett áram erősségét. A C4 kondenzátor a testre kötött R7 ellenálláson keresztül sül ki, ez a kisülés biztosítja a T1 tirisztor vezérlő jelét. Az R7 ellenállás további szerepe az, hogy védje a T1 tirisztort a túl nagy áramlökések ellen. A T1

tirisztor Gate-jére vezetett jel nagyon éles csúcsokban végződő impulzus, melynek frekvenciája megegyezik a Q1 tranzisztor által formált fűrészfog alakú vezérlőjelek frekvenciájával. Kívánatos, hogy ez a frekvencia 10 000 impulzus/perc legyen (10 000/perc = 166,6/sec = 166,6 Hz). A Q2 tranzisztor az illesztő szerepét tölti be a Q1 tranzisztor és a T1 tirisztor között, megakadályozva azt, hogy a tirisztor Gate-jéről a Q1 tranzisztor működését gátló áramok szivárogjanak vissza. A T1 tirisztornál alkalmazott magas feszültségek és a Q2 tranzisztornál alkalmazott nagy áramok miatt ezeket hűtőbordára kell szerelni. A T1 tirisztor katódja a (65)-ös ágon keresztül kapcsolódik a testhez (54), míg az anód a (66)-os ágon keresztül a TR1 transzformátor szekunder tekercsének (67) a középleágazásához. A (67)-es szekunder tekercs két vége a D1 és D2 diódákon keresztül a testre csatlakozik. Ez biztosítja a TR1 transzformátor

kimenetén megjelenő jel teljes hullámú egyenirányítását. A TR1 transzformátornak három primer tekercse (71), (72) és (73) és a szekunder tekercs (67) egyaránt a vasmag (74) köré vannak tekercselve. Ez a transzformátor közönséges EI ferrit vasmagból készülhet. A szekunder tekercset közvetlenül a vasmagra húzott szigetelő gyűrűre, míg a (71) és (73) primer tekercseket bifilárisan a szekunder tekercsre tekerhetjük. A (72) primer tekercset ezután tekercselhetjük a (71) és (73) tekercsek fölé A (71) és (73) primer tekercsek egyik vége a (75)-ös ágon keresztül kapcsolódik a pozitív tápfeszültséghez, míg a másik végük a (79)-es és (81)-es ágakon a Q3 és Q4 tranzisztorok kollektoraira kapcsolódik. A Q3 és Q4 tranzisztorok emitterei állandóan a testre vannak kapcsolva a (82)-es ágon keresztül. A (79)-es és (81)-es ágak között elhelyezett C6 kondenzátor olyan szűrőként működik, amely megakadályozza a kollektorok közötti

potenciálkülönbséget. A (72)-es primer tekercs két vége a (83)-as és (84)-es ágakon a Q3 és Q4 tranzisztorok bázisára csatlakozik. Ennek a tekercsnek a (85)-ös középleágazása az R9 ellenálláson keresztül a pozitív tápfeszültségre, míg az R10 ellenálláson keresztül a testre kapcsolódik. Mikor bekapcsoljuk a tápfeszültséget, a Q3 és Q4 tranzisztorok zárva vannak, így nem fog áram folyni a (71) és (73) primer tekercseken. Azonban a pozitív tápfeszültség az R9 ellenálláson keresztül egy indító jelet fog generálni a Q3 és Q4 tranzisztoroknak, aminek hatására gyors impulzusok alakulnak ki a (71) és (73) primer tekercsekben. Az R9 és R10 ellenállásokból álló feszültségosztón keresztül megjelenő impulzus amplitúdója akkora, hogy egyszerre csak az egyik tranzisztort tudja megnyitni. Következésképpen így csak vagy a (71), vagy a (73) primer tekercsben kezd el folyni az áram. A tranzisztor megnyitott állapotban tartásához

szükséges jel amplitúdója sokkal kisebb lehet, mint a megnyitáshoz szükséges jel amplitúdója, ezért mikor az egyik tranzisztor vezetővé válik, akkor a középen megcsapolt (72)-es tekercsben megjelenő impulzus elegendő energiával fog rendelkezni ahhoz, hogy megnyissa az eddig zárva lévő másik tranzisztort. Mikor ez a második tranzisztor vezetővé válik, akkor az áram a másik (71) vagy (73) primer tekercsben is el kezd folyni. Mivel mind a két tranzisztor emittere le van földelve, ezért a második tranzisztor pozitív kimeneti impulzusa lezárja az első tranzisztort. Mikor a második tranzisztor kollektor árama leesik, a középen megcsapolt (72)-es tekercsben megjelenő újabb impulzus megnyitja ismét az első tranzisztort. Ez a folyamat ciklikusan ismétlődik mindaddig, míg a tápfeszültséget le nem kapcsoljuk. A (71) és (73) primer tekercsekben folyó áramimpulzusok frekvenciája magas, ez a frekvencia konstans, nem függ a tápfeszültség

értékétől. A (71) és (73) primer tekercsekben folyó áramimpulzusok a TR1 transzformátor (67)-es szekunder tekercsében ugyanilyen frekvenciájú, de jóval nagyobb feszültségű impulzusokat generálnak. A C5 áteresztő kondenzátor és a vele párhuzamosan kötött R8 áthidaló ellenállás a (86)os ágon keresztül a TR1 transzformátor szekunder tekercsére csatlakozik, ez biztosítja a TR1 transzformátor kimenetének csatlakoztatását a TR2 transzformátor bemenetére. Amikor a T1 tirisztor vezetővé válik, akkor a teljesen feltöltött C5 kondenzátor töltése a TR2 transzformátoron keresztül sül ki. Ezzel egyidőben a TR1 transzformátor kimenete a rövidzár következtében felfüggeszti a működését mindaddig, míg a T1 tirisztor be nem zár. Ezután a C5 kondenzátor ismét elkezd töltődni, s ez a töltés a T1 tirisztor legközelebbi nyitásakor sül ki ismét. Tehát a T1 tirisztor zárt állapotában a (71) és (73) primer tekercsekben folyó gyors

áramimpulzusok - melyeket a Q3 és Q4 tranzisztorok alkotta rezgőkör állít elő - a TR1 transzformátor kimenetén egy viszonylag magas feszültséget hoznak létre, ami feltölti a C5 kondenzátort és ez a töltés hirtelen sül ki a T1 tirisztor bekapcsolásakor. Egy 12 V-os autó akkumulátort használva a (87)-es ágban könnyedén biztosítható 22 A és 300 V. A korábban említett (58)-as relé biztosítja a C2 kondenzátor testre kötésének késleltetését. Ez a késleltetés - még ha nagyon rövid idejű is - elegendő ahhoz, hogy a Q3 és Q4 tranzisztorok alkotta rezgőkör elkezdjen rezegni. Ezáltal a TR1 transzformátoron keresztül a C5 kondenzátor fel tud töltődni még azelőtt, hogy a T1 tirisztor vezetővé válna. A TR2 egy lefelé léptető transzformátor, mely nagyon magas amplitúdójú áramimpulzusokat hoz létre alacsony feszültségen. Ez a transzformátor az elektrolizáló cella (41) anódjával van összeépítve és egy primer (88) valamint

egy szekunder (89) tekercsből áll, melyek a (91)-es mag köré vannak tekercselve. A (89)-es szekunder tekercs vastag vezetékből van tekercselve, hogy veszteségek és melegedés nélkül át tudja engedni az indukált nagyon magas áramot. A szekunder tekercs (89) végei közvetlenül kapcsolódnak az elektrolizáló cella (41) anódjához (42) és katódjához (43) a fentebb leírt módon. Ennél a kapcsolásnál a TR1 transzformátor kimenetén 22 A és 300 V amplitúdójú 10 000 / perc (= 166,6 Hz) gyakoriságú impulzusok jelennek meg, melyek kitöltési tényezője 0,006 (= 0,6 %). Ezt könnyen el lehet érni egy 12 V 40 A-es egyenáramú tápegységgel és a 2. ábrán bemutatott áramkörrel, mely a következő alkatrészekből áll: Jel R1 R2 R3 R4 Érték 2,7 kΩ 220 Ω 100 Ω 22 kΩ Teljesítmény 0,5 W 0,5 W 0,5 W 0,5 W Tűrés 2% 2% 2% 2% R5 R6 R7 R8 R9 R10 100 Ω 220 Ω 1 kΩ 10 MΩ 100 Ω 5,6 Ω 0,5 W 0,5 W 0,5 W 1W 5W 1W 2% 2% 2% 5% 10 % 5% 1. táblázat

A 2ábrán látható kapcsolás ellenállásai Jel C1 C2 C3 C4 C5 C6 Érték Feszültség 16 V 2200 μF 100 V 2,2 μF 100 V 2,2 μF 100 V 1 μF 1000 V 1 μF 160 V 0,002 μF Típus elektrolit papír 5S10A - Tűrés 10 % 10 % 10 % 10 % - 2. táblázat A 2ábrán látható kapcsolás kondenzátorai Jel Q1 Q2 Q3 Q4 T1 D1 D2 Típus 2N2647 2N3055 2N3055 2N3055 BTW30-800 A14P A14P Megnevezés PN unipoláris tranzisztor NPN szilícium teljesítmény tranzisztor NPN szilícium teljesítmény tranzisztor NPN szilícium teljesítmény tranzisztor RM tirisztor Dióda Dióda 3. táblázat A 2ábrán látható kapcsolás félvezetői Jel L1 Típus Indikátor Megnevezés Indikátor lámpa SV1 Elektromágnes Elektromágnes RL1 PS1 PW5LS P658A-10051 Hermetikusan szigetelt relé Nyomásvezérelt mikrokapcsoló TR1 36/22-341 EI ferrit vasmagos transzformátor 4. táblázat A 2ábrán látható kapcsolás egyéb elemei A 4322-021-30390 típusú csévetestre tekert primer és

szekunder tekercsek menetszámaránya 18:1, azaz: Tekercs Primer (71) Primer (73) Primer (72) Szekunder (69) Menetszám 9 menet 9 menet 4 menet 380 menet 5. táblázat A TR1 tekercs adatai Az áramkör bekötését a 3-13. ábrák mutatják 3. ábra Az elektronika "dobozolása" - oldalnézet 4. ábra Az elektronika "dobozolása" - felülnézet 5. ábra A 3ábra metszete az 5-5 vonal mentén Az elektronika alkatrészei a dobozon belülre és a dobozra vannak szerelve, kivéve a C5 kondenzátort és a Q3 és Q4 tranzisztorokat. Az 5 ábrán látható, milyen a Q2 tranzisztor és a TR1 transzformátor tekercseinek (112) az elhelyezkedése. A Q2 tranzisztorról jelentős mennyiségű hőt kell elvezetni, ezért ezt egy direkt erre a célra tervezett hűtőbordán (113) kell elhelyezni, melyet az áramköri lapot (108) is rögzítő csavarral (114) és anyával (115) rögzítünk. 6. ábra Az 5ábra metszete a 6-6 vonal mentén 7. ábra Az 5ábra metszete

a 7-7 vonal mentén 8. ábra A tranzisztorok hűtőbordájának térbeli nézete Ez az 5 és a 7 ábrán már fel volt tűntetve Egyértelműen látható a 7. és a 8 ábrán, hogy a hűtőborda (113) áll egy gyémánt alakú sima lapból (116) és belőle egyirányba kiálló rudacskákból (117). A lapon van egy pár mélyített furat (118) a rögzítő csavaroknak és egy másik pár a Q2 tranzisztor lábainak (119). Elektromos szigetelésként a (118) és (119) lyukak műanyag szigetelő csövecskékkel (122) vannak ellátva, a tranzisztor és a hűtőborda között pedig rétegelt hőálló műanyag lapocska (123) található. 9. ábra A transzformátor tekercsei Ez szintén a házon belül van felerősítve A TR1 transzformátor (112) (lásd a 9. ábrát) tekercsei és a vasmag egy műanyag védőburokban (124) helyezkednek el, a burok alján pedig egy műanyag lemez (125) található. A lemezt (125) egy szorító csavar (126) erősíti a házhoz A lemezen lyukak vannak,

amin keresztül a tekercsek vezetékeit (127) tudjuk kivezetni és egyszerűen hozzáforrasztani a másik oldalon található áramköri laphoz (108). A jobb érthetőség kedvéért az áramköri lapra (108) forrasztott alkatrészeket nem tűntettük fel a 9. ábrán Ezek szabványos, kisméretű alkatrészek és tetszés szerint lehet elhelyezni őket az áramköri lapra. A C5 kondenzátor a dobozon (101) belülre van felerősítve, mint ahogy ez az 5. ábrán látható. 10. ábra A 4ábra metszete a 10-10 vonal mentén A Q3 és a Q4 tranzisztorok a doboz (101) előlapjára vannak erősítve a 10. ábra alapján úgy, hogy a fémdoboz szolgál hűtőbordaként. 11. ábra Az 5ábra metszete a 11-11 vonal mentén A nyomásvezérelt kapcsoló (52) a doboz (101) egyik sarkához belülről van rögzítve úgy, hogy a nyomásérzékelő részéhez a doboz tetején csatlakozik a gázcső (63). (lásd a 11 ábrát) 12. ábra A ház aljára erősített csatlakozó blokk

keresztmetszete A nyomtatott áramköri lapot (108) és rajta kívül elhelyezkedő alkatrészeket összekötő vezetékeket egy csatlakozó blokk (150) segítségével kötjük össze. (12 ábra) Az elektrolizáló cella (41) és a TR2 transzformátor fizikai felépítését a 13-29. ábrák mutatják. 13. ábra Az üzemanyag-ellátó készülék részét képező elektrolizáló cella oldalnézetből 14. ábra A 13ábra metszete a 14-14 vonal mentén Az elektrolizáló cella (41) egy henger alakú külső házból (171), valamint egy felső (173) és egy alsó (174) zárólapból áll. Az alsó zárólap (174) egy domború fedőből (175) és egy elektromosan szigetelő tárcsából (176) áll, melyeket a házhoz (171) csavarok (177) rögzítenek. A felső zárólap (173) két egymáson lévő lemezből (178, 179) áll, melyeket a házhoz (172) szintén csavarok (181) rögzítenek. 15. ábra A 14ábra metszete a 15-15 vonal mentén Az anód (42) cső alakú. Ez

függőlegesen helyezkedik el a külső házon belül, alul és felül egy-egy szigetelővel (182, 183) rögzítve a házhoz. Ezek a szigetelők (182, 183) egy zárt teret formálnak, amiben az anódon (42) kívül a TR2 transzformátor is el van helyezve. Az anód a transzformátor tárolója. Ez a "tároló" az imént említett módon alulról és felülről le van zárva a szigetelőkkel és belülről transzformátor olajjal van feltöltve. Az Ogyűrű tömítések (190) feladata ennek a tárolónak a vízhatlan elzárása, így a transzformátor olaj nem tud kiszivárogni az anód belsejéből. A transzformátor vasmagja (91) lemezes lágyvasból készült és négyszög keresztmetszetű rudat formál. A vasmag függőlegesen nyúlik el a szigetelők (184, 186) között A primer tekercs (88) közvetlenül a vasmagra húzott henger alakú orsóra (401), míg a szekunder tekercs (89) a primer tekercs fölé húzott második henger alakú orsóra (402) van csévélve. Az

anód belsejében maradt köztes részeket a transzformátor olaj tölti ki. A katód (43) hosszirányban résekkel ellátott cső, mely a periférikusan elhelyezkedő falba (183) van beültetve, ezáltal megoldottá válik a katód körüli rész szigetelése. A katód nyolc darab egymástól egyenlő távolságra elhelyezkedő réssel (191) rendelkezik, úgyhogy tulajdonképpen ez nyolc darab egymással megegyező katód csíkból (192) áll, melyek csak a katód alsó és felső részén vannak összekapcsolva. A rések szigetelőanyaggal (183) vannak kitöltve. Mind az anód, mind pedig a katód nikkel lappal ellátott lágyvasból készült. Az anód külső felébe nyolc darab sugárirányú horony (193) van esztergálva, melyek alul szélesek, kifelé haladva pedig egy élben (194) csúcsosodnak. A nyolc anód él (194) sugárirányba van rendezve a katód csíkokkal (192) és az anód külső felületének a kerülete megegyezik a katód csíkok belső felületén mért

össz. szélességgel Ez azt jelenti, hogy a különböző kialakítások ellenére az anód és a katód egyenlő hasznos felülettel rendelkezik. Ez az egyenlő felület nem elérhető az általánosan használt henger alakú anód/katód kialakításnál. Jól látható a 27.ábrán, hogy az anód (42) felső végére egy gyűrűs gallér (200) van helyezve, melynek külső felülete az anód hornyolt külső felületével egyező módon van kialakítva. Ez a gallér elektromosan szigetelő anyagból pl teflonból készülhet Az alsó felén egy csapocska (205) található, mely az anódnál kialakított furatba (210) illeszkedik. Ez biztosítja azt, hogy az anód és a gallér hornyai egy vonalban lesznek. Az anód és a katód közötti gyűrű alakú tér (195) szolgál az elektrolit oldat tartályaként. Az első alkalommal ezt a teret 75 %-ig kell feltölteni 25 %-os töménységű - desztillált vízből és KOH-ból álló - elektrolit oldattal. Az elektrolízis folyamata

közben az oxigén és hidrogén gázok a tér felső részén gyűlnek össze. Az elektrolit oldat szintjének állandó értéken tartásához időközönként vizet kell adni hozzá. A szigetelő gallér (200) a tartály felső részénél, ahol a hidrogén és oxigén gázok gyülemlenek össze, pajzsként védi a katódot az anód és a katód között kialakuló esetleges elektromos ívektől. 16. ábra A 14ábra metszete a 16-16 vonal mentén 17. ábra A 13ábra metszete a 17-17 vonal mentén 18. ábra A 13ábra metszete a 18-18 vonal mentén 19. ábra A gázszelep metszete a 13ábrán látható a 19-19 vonal mentén 20. ábra Az elektrolizáló cella membránjának perspektivikus nézete 21. ábra A membrán keresztmetszete Az elektrolit tartály (195) fel van osztva egy henger alakú, nejlonból szőtt hálós membránnal (196). Mint a 20 és 21 ábrán látható, a membrán kerete (197) alsó és felső gyűrűkből (198, 199) áll, melyeket kis acél csíkok

(201) kötnek össze. A nejlon hálót (408) egyszerűen csak ráhajthatjuk az alsó és felső szigetelőkre (182, 183), ezáltal a membrán elektromosan szigetelve lesz a cella összes többi alkatrészétől. A háló (408) olyan kis méretű lyukakat tartalmaz, hogy azok nem engednek át 0,004 inch-nél (0,1 mm-nél) nagyobb átmérőjű buborékokat, így ez a membrán megakadályozza a hidrogén és oxigén gázok keveredését, de közben átengedi az elektromos áramot az elektródák között. 22. ábra Az elektrolizáló cellában lévő gázok áramlásának perspektivikus nézete 23. ábra A 14ábra egy részének kinagyított metszete 24. ábra A 16ábra metszete a 24-24 vonal mentén 25. ábra A 24 ábrán látható vízbemeneti szelep perspektivikus nézete A friss vizet a tartály (195) külső részén, a felső zárólemezbe (178) szerelt fúvókán (211) adagoljuk. Az elektrolit oldat a tartály (195) külső feléből a hálós membránon (408) keresztül

jut a belső részbe. (lásd a 24 és 25 ábrákat) A fúvóka (211) bemeneti része (212) az elektrolit beömlő szelepéhez (213) csatlakozik, melyet a folyadékszint érzékelő (214) vezérel. A szelep (213) a felső zárólapba (179) szerelt perselyben (215) helyezkedik el. A szeleptű (216) a folyadékszint érzékelő (214) felső tányérján (217) nyugszik, így mikor az elektrolit oldat szintje lesüllyed, akkor a szeleptű mellett beáramolhat annyi víz, ami a folyadékszintet ismét a kívánt értékre emeli. A vízszint úgy van beállítva, hogy az elektrolit oldat tartálya (195) csak kb. 75 %-ig teljen meg folyadékkal, ezáltal a megmaradt 25 %-nyi térben helyet biztosítunk a fejlődő gázoknak is. Amint az elektrolízis folyamata beindul, a katódon hidrogéngáz, az anódon pedig oxigéngáz keletkezik. Ezek a gázok buborék formájában felfelé áramolnak a tartály (195) felső, szabadon hagyott részébe, ahol a membrán segítségével egymástól

elválasztva maradnak. Itt meg kell jegyeznünk, hogy az elektrolizáló tartályba a víz a tartály külső feléről jut be, onnét, ahol az oxigén gázok találhatóak, így nincs esélye a hidrogéngázoknak arra, hogy elillanjanak. 26. ábra A 16ábra metszete a 26-26 vonal mentén A felső zárólapok (178, 179) egymással érintkező felületeinél gyűrű alakú hornyok (221, 222) vannak kiképezve. (lásd a 26 ábrát) A külső járat (222) a tartály hidrogénes részével nyolc helyen csatlakozik (223) az alsó zárólapon (179) keresztül. A hidrogén a csatlakozókon (223) keresztül felfelé áramlik a külső járatba (222), majd innét még feljebb egy egyutas szelepen (224) keresztül a gázgyűjtőbe (225). (lásd a 19 ábrát) A műanyag házas gázgyűjtő (226) a felső zárólaphoz (178) van csavarozva és gondosan tömítve van (227). A ház alsó része (114) vízzel van feltöltve A csap (229) üreges (lásd a 18. ábrát) és az alsó vége egy kapuval

(228) rendelkezik, mely a beömlő víz szűrését végzi. 27. ábra A katód és a katód felső részén található gallér "robbantott" és részlegesen törött nézete 28. ábra A 15 ábrán látható alkatrészek egy részének kinagyított keresztmetszete 29. ábra A szelepfedél perspektivikus nézete A hidrogént a tartályból (225) rozsdamentes acélból készült kampós csövön (241) vezetjük el (lásd a 17. ábrát) A cső (241) egy járathoz (409) csatlakozik, mely egy átmeneten (250) keresztül a hidrogént bejuttatja egy függőleges csőbe (244). Ez a függőleges cső (244) háromszög keresztmetszetű, melyen keresztül a hidrogén bejut a keverő tartályba (38). Az oxigén az elektrolizáló tartályból (195) a belső gyűrűs vájaton (221) keresztül távozik. A vájatba (221) az oxigén nyolc nyíláson (245) keresztül jut be. A járatból (221) az oxigén egy egyutas szelepen (246) keresztül kerül a műanyag házas gyűjtőbe (260).

Az elrendezése a hidrogénnél ismertetettekhez hasonló, ezért ezt itt nem részletezzük még egyszer. Az oxigént szintén a gázkeverő tartályba (38) vezetjük A nyomásérzékelő kapcsoló (62) bevezető csöve (63) a felső zárólaphoz (178) a hidrogén kivezetésnél (222) csatlakozik. Amikor a nyomás a megengedett érték fölé emelkedik, akkor a kapcsoló (62) lekapcsolja a C2 kondenzátort a testről (54). Ez megszűnteti a jelgenerátor impulzusait, így a T1 tirisztor nem süti ki a C5 kondenzátort. A TR1 transzformátor ennek ellenére továbbra is működik és tölti a C5 kondenzátort, de mivel a T1 tirisztor azt nem süti ki, így C5 egy idő után csak feltöltve várakozik, míg a nyomás a járatban (222) nem csökken le egy adott szint alá. A nyomásvezérelt kapcsoló (62) ily módon szabályozza a gáztermelést. A gázelvezető szelepek rugóinak (224, 226) olyan erőseknek kell lenniük, hogy a hidrogén és oxigén gázokat az elektrolízis során

fejlődő 2:1 arányban engedjék át. A gáztartályoknál (225, 260) biztonsági óvintézkedést kell tenni. Ha hirtelen egy ellentétes irányú nyomás alakulna ki a csövekben, akkor ez csak a tartályok műanyag házait (226, 247) roppantaná szét, de ez a nyomás nem jutna el az elektrolizáló celláig. A nyomáskapcsoló (62) ezt követően leállítaná a további gáztermelést. A transzformátor anódhoz és katódhoz kapcsolódó szekunder tekercsének (89) a csatlakozói a 14. ábrán kerültek bemutatásra A vezeték (89) egyik vége (252) az anód belső felén lévő vak lyukban végződik, ahol egy fej nélküli csavarral (253) van rögzítve. Ezt a csavart (253) az anód gallárja alatt speciálisan kiképzett lyukba csavarjuk be. Az elkeskenyedő nejlon csatlakozó (254) a csavar (253) felett helyezkedik el, mely meggátolja az anód belsejében lévő transzformátorolaj kifolyását. A tekercs (89) másik vége (255) lefelé egy bronz bélésen (256)

keresztül csatlakozik az alsó szigetelőhöz (183), ahonnét vízszintesen lép ki az alsó szigetelő tárcsa (176) és a szigetelő (183) között. Jól látható a 23. ábrán, hogy a bronz bélés (256) egy karimával (257) rendelkezik, az alsó felén pedig egy anyával van rögzítve, így stabilan rögzíti a vezetéket. A tömítések (259, 261) a felső karima (257) felett és az anya (258) alatt találhatóak. A vezeték (255) vízszintes irányban történő kilépésénél a vezetéket biztonságosan el kell szigetelni az anódtól. A dobozon kívül a vezeték (255) a katód csatlakozó csavarjához (262) csatlakozik. Ez a csatlakozó csavar (262) fejjel van ellátva, mely úgy van kialakítva, hogy illeszkedjen a katód hengeres ívű falához és nikkellel van bevonva, hogy ellenálljon az elektrolit oldat kémiai reakcióinak. A csavar szára a katódon és a szigetelő (183) külső falán keresztül húzódik és egy légszigetelt béléssel van ellátva, ezen

kívül egy O-gyűrű tömítés (269) akadályozza meg az elektrolit oldat szivárgását. A transzformátor primer tekercsének (88) két vége szalagos vezetőkhöz (273, 274) kapcsolódik, melyek a felső szigetelő (183) közepe felé hajlanak. A vezetők (273, 274) felső végei csatlakozó tüskéket formálva a felső szigetelőben (183) elhelyezett csatlakozó aljzatokhoz (275) kapcsolódnak. A csatlakozó aljzat (275) felső vége le van takarva egy fedővel (276), melyen keresztül az áramkörből jövő vezetékek (278, 279) csatlakoznak a primer tekercs két végéhez. A 14. ábrán bemutatott transzformátor csatlakozások megfelelnek a 2 ábrán ismertetett áramkör csatlakozásaival, azaz a szekunder tekercs (89) kivezetései közvetlenül az anódra és a katódra kapcsolódnak. A TR2 egy feszültségcsökkentő transzformátor, így 22 A-es és 300 V-os bemeneti impulzusokat és 10:1 menetszám arányt feltételezve a kimeneten - melyet az anódra és a katódra

kötünk - az impulzusok árama 200 A, a feszültsége pedig 3 V lesz. Ez a 3 V-os feszültség jóval az elektrolízis beindulásához szükséges érték felett van, a nagyon magas áramérték pedig rengeteg gáz termelését eredményezi. A hatalmas áramok okozta gyors energia-kisülés hőkibocsájtással jár együtt. Ez az energia azonban nem veszik el véglegesen, mivel az elektrolit oldat melegítése növeli az ionok mozgékonyságát, mely végső soron az elektrolízis folyamatát segíti. Az elektrolizáló cella (41) anódjának és katódjának a kialakítása nagyon fontos szerepet játszik az elektrolízisnél. Az anód kifelé csúcsosodó külső felülete az áram koncentrációját idézi elő, ami több gáz termeléséhez vezet. Az itt ismertetett kialakításnál az anód felszíne megnyúlt, így az anód és katód egyenlő felülettel rendelkeznek, mely végső soron minimalizálja az elektromos veszteségeket. Az is kívánatos, hogy az anód és a

katód gázzal érintkező felülete egyenetlen legyen. Ezt pl homokkal történő csiszolással érhetjük el. Az egyenetlen felület elősegíti a gázbuborékok elszakadását az elektródák felületéről és megakadályozza a feszültségvesztés kialakulását. A második transzformátor elhelyezkedése, valamint a központi anód és a körülötte elhelyezkedő katód kialakítása szintén nagyon fontos. Az anód, mely mágneses anyagból van kialakítva, a TR2 transzformátor mágneses terének a vezetőjeként is funkcionál. Ez egy erős mágneses teret hoz létre az anód és a katód között is. Azt tapasztaltuk, hogy ez a mágneses mező szintén növeli az oldat ionjainak a mozgékonyságát, mely így növeli az elektrolízis hatékonyságát. A TR2 transzformátor által generált hőt az anód átvezeti az elektrolit oldathoz, mely a fentebb már ismertetett módon növeli az ionok mozgékonyságát és ezáltal az elektrolízis hatékonyságát. Az elektrolizáló

készülék falára (171) szerelt hűtőventillátor (180) a felesleges hő elvezetését segíti elő. A transzformátor anódban történő elhelyezése azért is előnyös, mert így a szekunder tekercsek (89) kivezetéseit a lehető legrövidebb és nagyon jól szigetelt vezetékkel köthetjük össze az anóddal és a katóddal. Mint feljebb említettük, az elektrolizáló cella (41) által generált hidrogén és oxigén gázok a gázkeverő tartályba (38) jutnak. A 28 és 29 ábrákon részletesen bemutatott szelepek (283, 284) egy belső szeleptestet (291) tartalmaznak, melynek van egy fedő része (292) és egy gyűrű alakú záró része (293). Ez utóbbi tartja a gyűrűs szelepülést (294) A szelepek (283, 284) normál üzemben egyszerű egyutas szelepekként funkcionálnak. Azonban mikor igen nagy gáznyomás alakul ki az elektrolizáló cellában, akkor ezek a szelepek a gázfelesleget a keverő és szállító egységen (38) keresztül a környező levegőbe engedik.

Azt a nyomásértéket, ami felett a szelepek (283, 284) a gázfelesleget a szabadba engedik, egy pecekkel (288) lehet beállítani. A gázkeverő és továbbító egység (38) felépítését a 30. - 41 ábrák szemléltetik 30. ábra A gázkeverő és továbbító egység a légszűrővel együtt A gázkeverő és továbbító egység (38) áll egy felső részből (301), mely a légszűrőt (302) fogatja fel, egy középső részből (303), mely az elektrolizáló cellához (41) hat db. csavarral (304) van odaerősítve, és az ezt követő alsó részekből (305, 300), melyek a motor szívócsonkjához vannak rögzítve 4 db. csavarral (306) 31. ábra A gázkeverő és továbbító egység függőleges keresztmetszete a légszűrő nélkül 32. ábra A 31ábra metszete a 32-32 vonal mentén 33. ábra A gázkeverő és továbbító egység szelepének és fúvókájának perspektivikus nézete 34. ábra A 31ábra metszete a 34-34 vonal mentén A középső rész

(303) és az elektrolizáló cella edénye közötti felfogatás tömítéssel (307) van ellátva. Ez a felfogatás veszi közre a keverőtartályba (308) vezető hidrogén és oxigén szállító szelepeket (283, 284). (lásd a 34 ábrát) A gázok ebben a tartályban már elkeveredhetnek, majd az eredményül kapott hidrogén és oxigéngáz keverék a középső részen (303) belül egy kis átmérőjű vízszintes járaton (309) át egy körszelephez (311) jutnak. A körszelep (311) kúposan elkeskenyedő alakú és a hasonlóan elkeskenyedő szelepházban egy rúgóval (312) van kitámasztva. (lásd a 38 ábrát) A körszelep (311) az átmérője mentén rendelkezik egy furattal (315) és forgatható, ezáltal szabályozható a következő járatba (309) jutó gáz mennyisége. Majd később kiderül, hogy a körszelep furatának a járathoz (309) képesti helyzete a motor sebességét határozza meg. Ez a járat (309) egy nagyobb átmérőjű függőleges járatba (316)

torkollik, ahonnét a keverék egy mágnes szelepből (310) és befecskendezőből álló együttesbe (317) jut. (lásd a 32. ábrát) Ez az együttes (317) egy fő testből (321) áll, mely fedővel (322) van betakarva, ezáltal egy gáztartályt (324) képez, ahonnét a gáz a befecskendező fúvókákon (318) keresztül két függőleges torokba (319) jut. (lásd a 31 ábrát) 35. ábra Az elektromágnes keresztmetszeti képe Az elektromágnesnek (56) van egy külső szigetelő háza (366), melyhez két karima (367) van erősítve. A házban található a rézvezetőből álló tekercs (55), mely a központi lágyvasból készült testre (371) húzott műanyag csévetestre (369) van feltekercselve. (lásd a 35. ábrát) 36. ábra A 32ábra metszete a 36-36 vonal mentén A gázkeverő és továbbító egység (38) felső része (301) cső alakú, bár az egyik oldala úgy van kialakítva, hogy jól illeszkedhessen az elektromágnes házának (366) külső alakjához. (lásd a

36. ábrát) Az elektromágnes két kivezetése (377) az elektronikához szigetelt vezetékek segítségével csatlakozik (nincs feltűntetve), melyet a gázkeverő és továbbító egység (38) légszűrőjén keresztül vezethetünk el. Mikor az elektromágnesbe (56) áramot vezetünk, akkor a szelep (326) kinyílik. Az elektromágnes függőleges elhelyezésével tudjuk szabályozni a gázkeverő és továbbító egységen (38) keresztüláramló keverék maximális mennyiségét. Az elektrolizáló cella (41) 2:1 arányú hidrogén-oxigén keveréket állít elő, ami önmagában is biztosítja a tökéletes égést. Ezt a keveréket azonban a hagyományos belsőégésű motorokhoz adagoljuk, ahol a normál működéshez szükséges hidrogén és oxigén mennyisége kevesebb, mint a hagyományos benzin-levegő arány. Ez azt jelenti, hogy ha csak az ezeknél a motoroknál megszokott teljesítmény eléréséhez szükséges hidrogén-oxigén gáz keveréket adagolnánk az

égéstérbe, akkor ott vákuum keletkezne. Ennek a vákuumnak az elkerülése érdekében a keveréket levegővel hígítjuk. Ezt a levegőt a gázkeverő és továbbító egység (38) felső részére (301) szerelt légszűrőn (302) keresztül juttatjuk a szívó torokba (319). 37. ábra A gázkeverő és továbbító egység hátsó felső része 38. ábra A 34ábra metszete a 38-38 vonal mentén 39. ábra A gázkeverő és továbbító egység alsó részének oldalnézete a 30ábra 39-39 vonala mentén 40. ábra A 32ábra metszete a 40-40 vonal mentén A felső rész (301) egy középső járattal (328) is rendelkezik, ezen keresztül áramlik be a levegő a kettős torokba (319). A levegő mennyiségét a járat (328) közé, egy forgatható tengelyre (333) szerelt csapószeleppel (332) szabályozzuk. A csapószelep úgy van kialakítva, hogy az elektromágnes háza (366) köré illeszkedjen. A tengely (333) végig nyúlik a (301)-es részen és annak a külső felén

egy szabályozó csavar (336) és rézsútosan egy rugó (337) van hozzáerősítve. A rugó (337) a csappantyút (332) a csavar (336) által beállított pozícióban tartja. Ebben a pozícióban a csappantyú szinte teljesen elzárja a járatot (328), így csak kis mennyiségű levegőt enged a keverékbe. Bár a csappantyú (332) normális körülmények között csak a (38)-as egységbe beáramló levegő mennyiségét szabályozza, emellett azonban túlnyomást kiengedő szelepként is funkcionál, legyen ez a túlnyomás akár az elektrolizáló készülék által generált túlzott mennyiségű gáz, akár a szívócsonknál a visszaégés miatt megjelenő nyomás miatti. Mind a két esetben a csappantyúra (332) kifejtett gáznyomás a csappantyút elfordítja, ezáltal megnyitja a járatot (328) és lehetővé teszi, hogy a felesleges gáz a légszűrőn keresztül távozzon. A 32 ábrán látható, hogy a csappantyú tengelye (333) el van tolva a járat (328) tengelyéhez

képest úgy, hogy a belső nyomás elfordíthassa a csappantyút az egyik irányba. Ez pontosan az ellentéte a hagyományos benzines porlasztók levegő szelepének A légszűrő egység (302) egy, a felső részhez (301) illeszkedő gyűrű alakú alsó lapból (341) és egy boltozatos szűrő elemből (342) áll. Ezt az egységet egy drótból, csapszegből (345) és rögzítő anyából álló együttes tartja az adott helyzetben. 41. ábra A gázkeverő és továbbító egység alsó része A gázkeverő és továbbító egységhez (38) csavarokkal (347) felerősített (305)-ös rész (lásd a 31. ábrát) tartalmazza a motor sebességét szabályozó torokszelepet Ez - a kettős torok folytatását képező - két függőleges furattal (348, 349) rendelkezik, melyek a (303)as résznél kezdődnek és a közös tengelyre (353) szerelt csappantyúkkal (351, 352) folytatódnak. A tengely (353) mindkét vége kinyúlik a házból (305) A tengely egyik vége egy tartórész által

(355) van rögzítve, amelyen keresztül - a hagyományos porlasztókhoz hasonlóan - a gázkarhoz (356) és egy nyomaték csökkentő egységhez (357) csatlakozik. A rugó (358) tengelyre (353) gyakorolt hatása tartja zárva a csappantyúkat a beállító csavar (359) által meghatározott erővel. A tengely (353) másik végére egy kar (362) van erősítve, melynek külső széle egy rúddal (407) csatlakozik a (311)-es szelephez. Ez a rúd csatlakozás úgy van kialakítva, hogy a (311)-es szelep állandóan egy adott mennyiségű gázkeveréket enged a motorba, ezáltal szabályozva annak sebességét. A (311)-es szelep kezdő pozícióját a karon (406) lévő két csatlakozó furat (405) közötti választással és a rúd (407) meghajlításával állíthatjuk be. A gázkeverő és továbbító egység (38) alsó részén (300) két furat (364, 365) van, melyek a kettős torok meghosszabbításai. Ezeken keresztül jut el a hidrogén, oxigén és levegő keveréke a

hengerek szívócsonkjához. Mivel ez száraz üzemanyag, egy kis mennyiségű porlasztott olajat is adunk hozzá a (403)-as nyíláson keresztül, ezáltal valósítva meg a hengerek felülről történő kenését. A (403)-as nyílás a porlasztott olajat a (404)-es csövön keresztül kapja, mely a motor felső feléhez van rögzítve. Ez lefelé üríti a porlasztott olajat a két furat (364, 365) között. A porlasztott olajcseppek kicsapódnak a felső részen, majd a két furatban jelentkező szívóhatás következtében a gázokkal együtt a motorba kerülnek. Az itt bemutatott gázkeverő és továbbító egységben (38) az elektromágneses szelep kétállású "ki/be" szelepként működik, így mikor a gyújtáskapcsoló ki van kapcsolva, akkor a motorba nem jut gáz. Ez megelőzi a hengerekben a gázok véletlenszerű begyulladását. Ez a szelep arra is szolgál, hogy megőrizze az elektrolizáló cellában maradt gázokat, így a motor legközelebbi

indításakor azonnal rendelkezésre áll a szükséges gázmennyiség. A C5 kondenzátor értéke határozza meg a töltési és kisütési idők arányát. A Q1 tranzisztor frekvenciáját úgy kell megválasztani, hogy a kisütési idő ne legyen túl hosszú, ezáltal védve a transzformátor tekercseket, különösen a TR2 transzformátor szekunder tekercsét, a túlmelegedéstől. A kísérleteink azt mutatták, hogy a túlmelegedés problémája kb. 5 000 impulzus / perc (= 83,3 Hz) alatti frekvenciákon kezd jelentkezni, mivel ekkor a rendszer már egyenáramú rendszerként viselkedik. A 40 000 impulzus / perc (= 666,6 Hz) frekvencia felett viszont csökkenni kezd a hatásfok. A közel optimális frekvencia 10 000 impulzus / perc (= 166,6 Hz). A fűrészfog alakú bemenő jeleknél és az élesen felfutó kimenő jeleknél 10 000 impulzus / perc frekvencián 0,006 (= 0,6 %)-os kitöltési tényezőt kaptunk. Ez az impulzusforma megakadályozza a túlmelegedést A 0,1-es (= 10

%)-os kitöltési tényező négyszöghullámot eredményez, mely szintén megfelelő lenne, de az órajel generátornak feleslegesen nagy hőterhelést kellene elviselnie. A bemutatott kapcsolással elérhető legkisebb kitöltési tényező 0,005 (= 0,5 %). A szabadalmat angol nyelven itt találod. Megjegyzések: 1. A szabadalomból kitűnik, hogy a TR1 transzformátor kimenetén 300 V-os pulzáló feszültség jelenik meg, ezzel töltjük a C5 kondenzátort, amit aztán nagyon rövid idő alatt kisütünk. A kisütési áram amplitúdója 22 A Azt is tudjuk, hogy a kitöltési tényező 0,6 % 166,6 Hz-es kisütési gyakoriság esetén. A 166,6 Hz-es jel periódusideje: T = 1 / f = 1 / 166,6 Hz = 0,006 s = 6 ms Az impulzus ideje a 6 ms-nak a 0,6 %-a: timp = 0,6 * 6 / 100 = 0,036 ms Ebből kiszámolhatjuk a C5 kondenzátor töltésére fordított időt is: ttölt = T - timp = 6 - 0,036 = 5,964 ms Ezekből az adatokból már meghatározhatjuk, hogy a TR1 transzformátor által

biztosított töltőáram, mely egyben az impulzus áramának effektív értéke is, a következő: Itöltő = Iimp*timp/T = 22 A 0,036 ms/6 ms = 0,132 A Ha megnézzük a TR1 transzformátor szekunder tekercsére kapcsolt A14P diódák adatlapját, azt láthatjuk, hogy a nyitóirányú áramuk nem haladhatja meg a 2,5 A-t, a rövid idejű tűimpulzusok értéke pedig az 50 A-t. Ezen adatok szerint az általunk kiszámolt 0,132 A-es töltőáram és a 22 A-es tűimpulzusok értéke helyes, nem tesznek kárt a diódában. 2. A másik kérdés a TR1 transzformátor kimeneti feszültsége A szabadalom 300 Vot ír Ez természetesen effektív feszültségértéket jelent, aminek a csúcsértéke: Usc = 300 * 2 = 424,3 V A TR1 transzformátor két primer tekercsére (71 és 73) jutó jel (lásd a 2. ábrát) a következőképpen néz ki: 42. ábra A TR1 transzformátor két primer tekercsére (71 és 73) jutó jel alakja Mind az Up1c, mind pedig az Up2c értéke 12 V. Mivel azonban a

tekercsek bifilárisan vannak tekercselve, ezért a szekunder tekercsen azok ellenkező polaritású feszültségeket generálnak. Ezt mutatja a következő ábra: 43. ábra A TR1 transzformátor szekunder tekercsének (67) két szélső pontja között megjelenő feszültség alakja A primer oldalon betáplált négyszögjelek a transzformátor induktivitása miatt válnak közel szinusz alakúvá a szekunder oldalon. Az Usc értéke a szabadalomban megadott 18:1 menetszám arányok szerint: Usc = 18 * Up1c = 18 12 V = 216 V A -Usc értéke ezzel megegyező, de ellenkező polaritású, azaz -216 V. Mikor ezeket a feszültségeket egyenirányítjuk, akkor a következő jelalakot kapjuk a TR1 transzformátor középleágazásánál (66): 44. ábra A TR1 transzformátor középleágazásánál (66) mérhető feszültség alakja Itt Usc értéke a feljebb kiszámolt 216 V, az effektív feszültség pedig: Ueff = 216 V / 2 = 152,7 V Ez az a feszültség, melyet kék vonallal

jelöltünk a 44. ábrán Viszont ez pontosan a fele a szabadalomban megadott 300 V-os effektív feszültségnek. Ezek szerint a helyes menetszám arány 2*18:1 = 36:1. Ha megnézzük az 5. táblázatban megadott menetszámokat, akkor azt láthatjuk, hogy a primer tekercsek 9-9 menetből, míg a szekunder tekercs 380 menetből áll. Ezek szerint a tényleges menetszám arány: NTR1 = Ns:Np = 380:9 = 42:1 Ez már közelebb van az általunk kiszámolt 36:1 menetszám arányhoz. Valószínűleg az esetleges 12 V-nál kisebb bemeneti feszültségek kompenzálása végett nagyobb a tényleges menetszám arány, hiszen ekkor még 10 V-os Upc feszültségnél is megkapjuk a 300 V-os átlagfeszültséget. Viszont azt is észre kell vennünk, hogy a szabadalomban említett 380 menet csak a szekunder tekercs középleágazásáig érvényes, tehát valójában a szekunder tekercs 2 * 380 menetet tartalmaz! Erről nincs szó a szabadalomban. 3. A harmadik kérdés az elektrolizáló berendezés

tényleges teljesítmény felvétele A primer oldalon a szükséges áram a tényleges menetszám arányok (42:1) szerint: Ip1 = (Itöltő/2)*42 = (0,132 A / 2) 42 = 2,772 A A töltőáramot azért kell elosztani kettővel, mert azt a két primer tekercs fele-fele arányban biztosítja. Az Ip2 áram megegyezik Ip1-gyel, szintén 2,772 A A két primer tekercsen átfolyó együttes áramerősség tehát: Ip = Ip1 + Ip2 = 2,772 A + 2,772 A = 5,544 A Vegyük azonban figyelembe a transzformátoron és a két tranzisztoron (Q3 és Q4) fellépő veszteségeket (kb. 25 %), így az autó akkumulátorából ténylegesen felvett áram: Ifogyasztás = Ip / 0,75 = 5,544 A / 0,75 = 7,4 A A bemeneti feszültség 12 V, így könnyen kiszámolhatjuk az akkumulátorból felvett teljesítményt: Pfogyasztás = Ifogyasztás * Ube = 7,4 A 12 V = 88,8 W Ezt kerekítsük 90 W-ra. Bámulatosan kevés! A szabadalomban azt írja Horváth István, hogy a rendszer táplálásához elegendő egy 40 A-t és

12 V-ot leadni képes tápegység. Ez kicsit félreérthető, mert úgy tűnik, hogy ennyi a rendszer teljesítményfelvétele. Ha azonban megnézzük az 1 ábrát, ott csak egyetlen generátor (37) és egyetlen akkumulátor (30) van feltűntetve! Nincs szó arról, hogy külön generátort kell beépíteni az elektrolizáló tápellátására! Magyarán a már meglévő generátorra és akkumulátorra támaszkodhatunk, amit a pár sorral feljebb kiszámolt 90 W-os teljesítményfelvétel is igazol. Ezen kívül, ha megnézzük a Q3 és Q4 tranzisztorok adatlapját (lásd itt: 2N3055), akkor ott is egyértelműen látjuk, hogy a maximálisan megengedett folyamatos kollektor áram nem haladhatja meg a 15 A-t. 40 A-es fogyasztásnál az egy tranzisztorra jutó áram már 20 A lenne, amitől egy idő után az tönkremenne. Van azonban egy másik érdekes momentuma is ennek az elektrolizáló rendszernek, nevezetesen az, hogy a fejlődő gáz mennyiségét az órajel ki-be

kapcsolgatásával szabályozza egy nyomásvezérelt kapcsolón keresztül. Az itt bemutatott készülékkel meg lehet hajtani akár egy 4000 cm3-es motort is, de még ott is időnként ki kell kapcsolni az elektrolizálót, nehogy túlnyomás keletkezzen a tartályban. Ha mi ugyanezzel a berendezéssel csak mondjuk egy 1300 cm3-es motort szeretnénk táplálni, akkor a feljebb említett 90 W-nak csak a harmadát fogyasztjuk el átlagosan, azaz kb. 30 W-ot! 4. A TR1 transzformátor vezetékeinek átmérője nincs megadva, bár ezt mi is könnyen ki tudjuk számolni. Korábban már meghatároztuk, hogy a primer tekercsekben (71, 73) 2,775 A folyik, a veszteségek miatt azonban számoljunk 3,2 A-rel, így a primer tekercsek (71, 72, 73) vezetékeinek minimális átmérője: Dp = 1,13* (Ip/2,5) = 1,13 * (3,2/2,5) = 1,28 mm Ezt kerekítsük 1,3 mm-re. A szekunder tekercs vezetékének minimális átmérője pedig: Ds = 1,13* (Is/2,5) = 1,13 * (0,132/2,5) = 0,26 mm Ezt

kerekítsük 0,3 mm-re. 5. Az ötödik kérdés az, hogy mi a szerepe annak, hogy először feltranszformáljuk a feszültséget 12 V-ról 300 V-ra, majd az ezzel a feszültséggel feltöltött C5 kondenzátor kisütési feszültségét letranszformáljuk 3 V-ra. Két lehetséges válasz is van. Az elsőt az egyik Olvasó, Robi adta, mikor erről beszélgettünk "A kondenzátorban tárolt energia a töltőfeszültség négyzetével arányos, míg a kapacitással csak egyenes arányban áll": Wc = 0,5 * U2 C Nézzük meg, hogy elegendő energiát tudunk-e tárolni a kondenzátor lemezein! Pc = U * I = U Q / t = U2 C / t A kondenzátor kapacitása C5 = 1 μF = 10-6 F (lásd a 2. táblázatot), a feszültség U = 300 V, a kisütési idő pedig t = 0,036 ms = 3,6 * 10-5 s. Ezeket az értékeket behelyettesítve azt kapjuk, hogy a kondenzátorban tárolt villamos energia kisütésekor kapott teljesítmény: Pc = (3002 * 10-6) / (3,6 10-5) = 2500 W Ha a 300 V helyett csak 12

V-ra töltenénk fel a kondenzátort, akkor a leadható teljesítmény mindössze 4 W lenne. Hatalmas a különbség! Az alacsonyabb feszültségeken tehát nagyobb kapacitású kondenzátorok kellenek. Csak érdekességképpen számoljuk ki, mekkora kapacitásra lenne szükségünk 12 V-os feszültség mellett, ha ugyanezt a 2500 W-os teljesítményt szeretnénk elérni: C = Pc * t / U2 = 2500 3,6 10-5 / 122 C = 0,000625 F = 625 μF Ez a 625 μF-os kapacitás még nem olyan nagy érték, bár lehet, hogy a 70-es évek vége felé, mikor Horváth István a vízbontóval kísérletezett, ez még igencsak nagy kapacitásnak számított és csak nagy méretekben volt kapható. Természetesen ma ez már nem jelent gondot. A másik lehetséges választ a feszültség fel- illetve letranszformálására egy másik Olvasó, Attila adta meg, aki elmondta, hogy: "Abban az időben még nem voltak olyan nagyteljesítményű FET tranzisztorok, amik használhatóak lettek volna. A

kapcsolásban bemutatott T1 tirisztor veszteségei viszont a feszültség növekedésével csökkennek". Ehhez fűzött hozzá még egy gondolatot Otakó: "Szerintem van még egy rendkívül fontos oka a tirisztor használatának. A tirisztor az egyetlen olyan eszköz, ami önmagát lezárja, ha a katód árama egy bizonyos szint alá esik és nincs vezérlő jele. Ez ebben az esetben azért jó, mert ha kisült a C5 kondenzátorunk, akkor már nincs szükség arra, hogy a TR2 primerére kapcsolódjon, mert akkor egy rezgőkört képez és a TR2 vasmagjában leépülő mágneses tér által a primerben feszültséget indukál, ami lecsengő rezgést hoz létre. Emiatt az elektrolizáló cellában megfordul az áram irány és a cella polaritást vált. Ezért is kell minél kisebb ellenállású elektrolit a cellába, mert ez a polaritás váltás mindenképpen egy fél periódusra be is következik, csak az nem mindegy, hogy ez a félhullám aránytalanul kicsi lesz-e a

valódi "munka ütemhez" képest vagy sem." Igen, mind a két elképzelésnek van alapja, persze az sincs kizárva, hogy esetleg valami más oka is van ennek a látszólag körülményes fel-le transzformálgatásnak. Ezt csak kísérletekkel lehet pontosan eldönteni! 6. A következő kérdés a TR2 transzformátor paraméterei A szabadalomból hiányoznak a TR2 transzformátor adatai, de ez nyilván nem véletlen, mivel ez összefügg egy másik szándékos hibával is. A szabadalom vége felé azt olvashatjuk, hogy a TR2 transzformátor menetszám aránya 10:1-hez, így a bemeneten jelentkező 22 A-ből a kimeneten 200 A-t kapunk. (A veszteségek miatt nem 220 A-t.) Ez még nem is lenne gond, de azt is írja, hogy a bemeneti 300 V-ból 3 V lesz. Ez viszont már 100:1 menetszám arányt tételez fel Tudjuk azt, hogy az elektrolízis folyamatának beindításához 25 °C-on 1,47 V feszültség elegendő és hogy az efeletti feszültségek már nem játszanak szerepet a

termelődő gázok mennyiségében, mivel ez a plusz energia hővé alakul. Ezért nagyon valószínű, hogy a 100:1 menetszám arány a helyes és akkor a TR2 szekunder tekercsén már nem 200 A, hanem 2000 A jelenik meg. Hatalmas a különbség, igaz? Ez volt a legnagyobb rejtett hiba a szabadalomban. Határozzuk meg a TR2 transzformátor tekercseinek adatait. A primer tekercs vezetékének minimális átmérője: Dp = 1,13* (Ip/2,5) = 1,13* (22/2,5) = 3,35 mm Ezt kerekítsük 3,5 mm-re. A szekunder tekercs vezetékének minimális átmérője pedig: Ds = 1,13* (Is/2,5) = 1,13 (2000/2,5) = 31,96 mm Ezt kerekítsük 32 mm-re. Mivel ez nagyon vastag vezeték, ezért használhatunk több kisebb átmérőjű vezetéket is, melyeket egymás mellett tekercselünk fel, majd a vezetékköteg két végét összeforrasztjuk, ill. együttesen erősítjük a katódhoz és az anódhoz. Következő lépésként határozzuk meg a vasmag méretét. Mint a szabadalomból tudjuk, a vasmag egy

négyzet keresztmetszetű, lágyvas lemezekből összerakott rúd (lásd a 15 .ábrát) Egyenlő oldalakat (l) feltételezve a keresztmetszet : A = l2 = 10 * (P/f) A TR2 transzformátoron átvezetett csúcsteljesítmény ugyan nagyon magas (Pc = 22 A * 300 V = 6600 W), de a vasmag méretezésénél az effektív teljesítményt kell figyelembe vennünk, amit ráhagyással vehetünk a feljebb már meghatározott 90 W-nak. Ezek szerint a vasmag keresztmetszete: A = 10 * (90/166,6)= 7,35 cm2 Ebből a vasmag oldalainak hossza: l = A = 7,35 = 2,7 ≅ 3 cm A szekunder tekercs menetszámát a következő képlettel számolhatjuk ki: Ns = (Us * 10000)/(4,44 B A f) Ns = (3 * 10000)/(4,44 1,2 7,35 166,6) Ns = 4,59 Ezt kerekítsük 5-re. Mivel azt is tudjuk, hogy a menetszám arány 100:1, így könnyen meghatározhatjuk a primer tekercs menetszámát is: Np = Ns * 100 = 5 100 = 500 Határozzuk meg, hogy mekkora lesz a TR2 transzformátor külső átmérője, miután

felcsévéltük a tekercseket és leszigeteltük. A szabadalomban a négyzet keresztmetszetű vasmagra egy henger alakú szigetelő cső van húzva. A 3 cm oldalhosszúság mellet a vasmag diagonális hossza, mely egyben a szigetelő cső belső átmérője is: Dszb = 3 * 2 = 4,25 cm A feljebb már kiszámolt 3,5 mm-es primer tekercs vezetékátmérőt és 200 mm vasmag magasságot véve alapul egy sorban elfér: np1 = 200 / 3,5 = 57 menet Összesen tehát 500 menet / 57 menet = 8,8 ≅ 9 sorban fér el a primer tekercs. Erre húzunk ismét egy szigetelő csövet, amire a szekunder tekercset csévéljük. Az 5 menet egy sorban elfér. A szekunder tekercset ismét egy szigetelő csővel zárjuk A szigetelő csövek falvastagságának 1 mm-t véve a transzformátor legkülső átmérője a következő lesz: DTR2 = Dszb + 2*(1 + (Ss Ds) + 1 + (Sp Dp) + 1) DTR2 = 4,25 + 2 * (1 + (9 3,5) + 1 + (1 32) + 1) DTR2 = 137,25 mm 7. Az egyik Olvasó, Vferi hívta fel a figyelmet a TR2

transzformátor nyílt vasmagja és az autók gyújtó trafójának nyílt vasmagos kialakítása közötti párhuzamra. A gyújtó trafó vasmagja azért nem zárt, hogy a kialakuló impulzusok meredek felfutásúak legyenek. A mi esetünkben ez szintén cél, hiszen az áramimpulzusnak nagyon meredek felfutásúnak kell lennie, hogy a rövid impulzusidő alatt még elérhesse a maximális értékét. 8. A TR2 transzformátor kimenetén megjelenő 2000 A-es áramimpulzusok elérésére látszólag nagyon sok KOH-t kellene a vízbe önteni. De! Ha megnézed a kísérleteinket, pl. a 8 és a 13 ábrákat, akkor ott jól látszik, hogy mekkora áramok folytak az elektrolizálóban. Ez olyan töménység mellett volt tapasztalható, amikor egyenáramból csak kb. 5 A tudott átfolyni az elektroliton Pár adat összehasonlításként: Egyenáram: 5 A Az impulzus hatására: 12 A A negatív tűimpulzusnál: 120 A Az elektrolizáló cella rossz hatásfokú kondenzátorként viselkedik.

A kondenzátor ellenállása az impulzus megjelenésének pillanatában elméletileg 0 Ω. A gyakorlatban viszont az áramkörben lévő egyéb ellenállások miatt ez nem nulla, hanem valamilyen nagyon kis értéket vesz fel. A kísérleteinkben az a 0,4 μs ideig tartó 120 A-es tűimpulzus azért jöhetett létre, mert az elektrolizálónak (ami ebben az esetben az áramforrás szerepét töltötte be), nagyon kicsi volt a belső ellenállása. Tehát egy dolog az egyenáram értéke, és megint más a rövid idejű tűimpulzusok áramának az értéke. 9. Pár szó az anód kialakításáról Az anód külső felülete nyolc élt tartalmaz az áramsűrűség megnövelésére (lásd a 15. ábrát) A szabadalomban bemutatott kialakítás első ránézésre nehezen legyártható, ezért talán egyszerűbb volna, ha ehelyett az anód külső felületét nyolcszögletűre munkálnánk, mint azt a következő ábrán láthatjuk: 45. ábra Az anód külső felületének javasolt

egyszerűbb kialakítása Valójában azonban ha valamit maratni kell, akkor már olyan mindegy, hogy az sima nyolcszög vagy valamilyen más felület. Erről Tibi a következőket írta: "A nyolcszögű hasáb oldalait (hacsak nem a sufniban egy kézi vasfűrésszel akarjuk megcsinálni) legcélszerűbb marással elkészíteni. Akkor meg már teljesen mindegy, hogy egy sík felületet eredményező hengermaróval dolgozunk, vagy egy R sugarú profilmaróval. Tekintettel arra, hogy magam is gépész vagyok - elég sok tapasztalattal - meg kell mondjam, hogy Horváth megoldása az, amit sokkal könnyebb megcsinálni. " Azt is észre kell vennünk, hogy az anód jobboldali része nem zárt, a folytonossága megszakad. Csak egy kis falvastagságú csődarab köti össze a megszakadt folytonosságot. Efelett két darab olyan anyag van (218), aminek a kialakítása látszólag folytonossá teszi az anód külső felületét. Erről a kialakításról azonban nincs szó a

szabadalomban, de biztos, hogy fontos szerepe van. Esetleg ez összefüggésben állhat az alkalmazott frekvenciával, valamint az elektródák alkotta kondenzátor és a TR2 szekundere alkotta soros rezgőkör kialakításával? 10. Az anód külső felületének és a katód belső felületének a mérete a szabadalom szerint meg kell hogy egyezzen. A nyolcszög alakú anód belső felének sugarát és a cső magasságát ismerve meghatározhatjuk annak külső felületét a következő képlettel (a levezetéstől most megkíméllek): Aa = 16 * h (rab + fvmin) sin(22,5°)/sin(67,5°) ahol: o o o o Aa - az anód külső felülete (mm2) h - az anód cső magassága (mm) rab - az anód belső sugara (mm) fvmin - az anód legkeskenyebb részén mérhető falvastagság Már kiszámoltuk a 6. pontnál, hogy a TR2 transzformátor tekercseinek legkülső átmérője 137,25 mm. Ezt kerekítsük 140 mm-re, amiből megkapjuk, hogy az anód belső sugara rab = 70 mm. Az anód

legkeskenyebb részén mérhető falvastagság legyen fvmin = 1 mm. Azt is meghatároztuk, hogy a TR2 transzformátor vasmagjának a hossza 200 mm. Ugyanennyinek vehetjük az anód magasságát is: h = 200 mm. Ezen adatok alapján az anód külső felülete: Aa = 16 * 200 (70 + 1) sin(22,5°) / sin(67,5°) Aa = 94109,32 mm2 = 941,09 cm2 Az anód élénél mért sugár a következő képlettel számolható: raé = (rab + fvmin) / sin(67,5°) raé = (70 + 1) / sin(67,5°) = 76,85 mm Ezt kerekítsük 77 mm-re. A katód belső felületének meg kell egyeznie az anód külső felületével. Vegyük az elektródák közötti távolságot 2 mm-nek. Ekkor a katód felülete, ha folyamatos csőből lenne: Ak1 = 2 * Π raé h = 2 Π (raé + e t) h Ak1 = 2 * 3,14 (77 + 2) 200 = 99224 mm2 Az így kapott felület természetesen nagyobb, mint az anód külső felülete. Ezért kell csíkokra vágnunk a katódot, a csíkok közötti részt pedig szigetelőanyaggal kitölteni. A két

elektróda felülete közötti különbség: Ke = Ak1 - Aa = 99224 mm2 - 94109 mm2 = 5115 mm2 Ezt nyolc részre osztva megkapjuk, hogy egy szigetelő csíknak mekkora a felülete: Aszig = Ke / 8 = 5115 / 8 = 639,375 mm2 Ha ezt még elosztjuk a magassággal, akkor megkapjuk egy szigetelő rész ívhosszát: iszig = Aszig / h = 639,375 mm2 / 200 mm = 3,2 mm A katód egy csíkjának az ívhossza ezek szerint: ik = Aa / (8 * h) = 94109 mm2 / (8 200 mm) = 58,8 mm Mivel ez már elég nagy ívet jelent, ezért ezt célszerű úgy kialakítani, hogy veszünk egy 79 mm belső sugarú rozsdamentes acél csövet és azt feldaraboljuk 9 db-ra úgy, hogy 8 db-nak az ívhossza egyenként 59 mm lesz, a 9. darab pedig a maradék, azt el is dobhatjuk. A következő ábrán a feljebb kiszámolt adatok vannak feltűntetve: 46 . ábra A fentebb kiszámolt paraméterek 11. Amennyiben az anód ugyanolyan csillagalakú kialakítását választod, mint ahogy az a szabadalomban van, akkor

segítségképpen a következő képletekkel számolhatsz (a levezetéstől most is megkíméllek): i = (π / 90) * Ri arctan(a / (Ri - m)) A fenti képletben szereplő jeleket a következő ábra mutatja. 47. ábra Az anód egy ívének kiszámításához felhasznált adatok magyarázata Az "a" értékét a következő formula segítségével határozhatjuk meg: a = 2 * Raé sin(22,5°) Behelyettesítve tehát a következő egyenletet kapjuk: i = (π/90)*Riarctan((2Raésin(22,5°))/(Ri-m)) A jobb érthetőség kedvéért vegyünk egy példát, melyben a már kiszámolt TR2 transzformátor méreteiből indulunk ki. Tudjuk azt, hogy a TR2 transzformátor külső sugara 70 mm, az anód legkeskenyebb részén mért falvastagság legyen 2 mm, az ív magassága 3 mm, így: Raé = Rtr2 + fvmin + m = 70 + 2 + 3 = 75 mm Az Ri ív sugarát elsősorban a profilmaratáshoz használt kés sugara határozza meg. Vegyünk a profilkés sugarának 20 mm-t. Ekkor az ív hossza: i =

(3,14/90)*20arctan((275sin(22,5°))/(20-3)) i = 51,29 mm Az anód magassága megegyezik a TR2 vasmagjának a magasságával, azaz 200 mm, így az anód teljes felülete: Aa = 8 * i h = 8 51,29 200 = 82064 mm2 A katód belső felülete ezzel megegyezik, tehát egy csík ívhossza szintén 51,29 mm, a magassága is 200 mm, viszont a sugara eltér valamelyest. Ha az anód éle és a katódcsík belső felülete között a távolságot 5 mm-nek vesszük, akkor a katódcsík sugara: Rk = Raé + 5 = 75 + 5 = 80 mm Az itt ismertetett elektrolizálóval kapcsolatos kísérletek: • • • Horváth féle elektrolizáló 1 Horváth féle elektrolizáló 2 Horváth féle elektrolizáló 3 Amennyiben kedvet kaptál a Horváth féle vízbontó megépítéséhez, arra szeretnélek kérni, hogy az eredményeidet oszd meg velünk is. Horváth István nyomában Bálint és Laci a Horváth féle elektrolizálóval kezdtek el kísérletezni. Az eddigi eredményeiket foglalta össze Bálint

az alábbi sorokban. Már több mint négy éve foglalkozok intenzívebben a szabadenergia kérdésével. Valamikor még kissrác koromban eltökéltem hogy én megcsinálok egy örökmozgót. Aztán elkezdtem nőni és elhagytam a belső hangok figyelését, csajozás, bulik stb Valahogy mégis műszerész pályára kerültem (véletlen). Megint elkezdtek jönni a belső hangok érzések. Tanulmányaim során a tanáraimat fárasztgattam a kérdéseimmel. De hála Istennek nagyon fáradhatatlan tanárokról révén szó nem vették el a kedvemet. Gyakorlaton mindig igyekeztem az elsők között befejezni a napi feladataimat, hogy utána saját kis elektronikáimat összerakhassam és műszerparkkal mérhessem az eredményeket. Időközben találkoztam egy emberrel, aki gyökeresen megváltoztatta az elképzelésemet a világról. Nagyon sokat tanultam tőle és a mai napig is tanulok Elmentem K Györgyhöz a Horváth féle vízautó leírásáért. Nagyon belelkesedtem és

számtalan kísérletet elvégeztem, láttam videón a Meyer Úr kísérletét is. Azt gyakorlaton meg is próbáltam leutánozni, kisebb sikerrel. Erre a tanárom azt mondta: "Eddig tudtam segíteni, ezután a saját utadon kell járjál!" Mert azt a dogmát tanítják az iskolákban, hogy váltó árammal nem tudsz vizet bontani! De nem iskolában élünk! (még szerencse!) Több kísérletet végeztünk a Horváth vízbontóra is barátommal és a nagybátyámmal. Az elv az biztosan jó! Vegyél egy trafót I maggal, legyen nagy szórása, az jó! 1. ábra Mágneses tér felerősítése vasmaggal (a tekercs árama mindkét esetben egyenlő) Mint láthatjuk, a mágneses terek a vasmagon kívül párhuzamosan futnak a vasmag hosszanti tengelyével. Itt meg is említeném a másik fontos dolgot: az Indukció törvényt: "Ha a mágneses fluxus megváltozik, a mágneses fluxus környezetében villamos tér keletkezik. Ezt a természeti törvényt nehéz pontosan

megmagyarázni. A megváltozó mágneses tér körül villamos tér indukálódik (lásd a 2. ábrát) Az indukálás az ilyen tér létrehozásának szakkifelyezése. Ha az indukált villamos térben vezeték van, a két vége között feszültség mérhető. A villamos tér a vezetékben lévő töltéshordozókra erőt fejt ki A szabad töltéshordozók követik az erő irányát, töltéshordozó-szétválasztás jön létre. (lásd a 3 ábrát) A vezetékben feszültség indukálódik" 2. ábra A változó mágneses tér körüli térben villamos mező indukálódik 3. ábra Töltéshordozó-szétválasztás villamos térben A szövegben elhangzik , hogy a vezetékben a szabad töltéshordozók követik az erő irányát! A vezeték két vége a mi esetünkben az anód és a katód. A szabad töltéshordozók pedig az oxigén és a hidrogén. Tehát a víz molekulákat rendezni tudjuk elektromágneses tér segítségével, pontosabban a villamos térrel, ami

indukálódik! Ez azt jelenti, hogy a veszteséges I alakú vasmagunk nem is olyan veszteséges! Mert szerepet játszik a molekulák egy irányba állításánál. Azt is tudjuk, hogy a hagyományos vízbontásnál a hatásfokunk kb. 30% Ez abból adódik, hogy az anódra és a katódra adott áram kb. 70%-a a vízmolekulák rendezésére használódik el. Mennyire egyszerű lenne a dolgunk, ha a molekulák már egy irányban állnának. Ezt csináljuk a Horváthnál a TR2-es trafóval! JAVÍTJUK A HATÁSFOKOT! Nem véletlenül csinálta Horváth Úr a sok feleslegesnek látszó dolgot a bontójában! Kutatásom során kiderült, hogy Horváth Úr villamos mérnök volt. Tovább egyenlőre nem jutottam, mert az egyetlen ember, akivel felvettem a kapcsolatot, megpróbált. hogy is mondjam? Finoman megpróbált lebeszélni a kutatásaim folytatásáról. Csak elárulom nektek, hogy ez az ember látta személyesen Horváth Úr munkáját és beszélt vele személyesen is és mennyekig

emelte Őt a cikkében! (Cs. Endréről van szó) Most már viszont így állunk! Cikkét eljuttatom Tibor barátomnak és Ti is elolvashatjátok! (érdemes!) Kísérleteink során nem adatott meg a jó minőségű anyagokkal való dolgozás lehetősége. Kedves barátom készítgette az elektronikát a TR2-es trafóhoz, Nagybátyám pedig az edényeket készítgette lelkesen, én meg noszogattam őket! (a legfontosabb része az enyém volt) Megcsinálta barátom az elektronikát a TR2-es trafónak ami szuperált is rendesen. 11 cmes PVC csőbe fért bele a trafó és 10 cm hosszú volt A vasmagja 50 mm * 50 mm 100 mm. A primer menetszám 600, átmérő: 2 mm lakkozott rézhuzal A szekunder menetszám: 2,5, átmérő: 2 mm * 3 mm fazondrót és ebből párhuzamosan két drót volt összefogva. Egészen jó kis mágneses teret lehet vele létrehozni A gond csak ott volt, hogy nem volt soronként szigetelve a primer oldal. Kihangolta a barátom az elektronikával a trafót soros

rezonanciára és a primer oldalon több KV-os impulzusokat nem bírta pár percnél tovább a lakkszigetelés. Nagy örömömet leltem benne, mikor a mágnessel a kezemben 1,5 m távolságból éreztem a TR2 mágneses erőterét. Mert az azt jelentette, hogy lesz itt graft! Na de áthúzott a trafó szigetelése Elszállt az elektronika és új trafó is kellett. Közben elkészültek a bontó tartályok is Az egyik a Horváth-éhoz hasonló, csak lemezekből lett összehegesztve, a másik pedig teljesen máshogy nézett ki. Csak köcsögnek nevezem a továbbiakban a nagyobb bontót Kb. 50 cm magas és 30 cm átmérőjű a köcsög, bakelit teteje és az alja A tetejében külön nyomásmérő van a hidrogénnek és az oxigénnek. És ott találhatóak meg a kivezető nyílások és a víz bevezető nyílás is. Az oldalán közlekedő edény elven a vízszintet tudjuk figyelni és az anód-katód bevezető menetes szárak kiszigetelve. Az alján pedig az előzőekben említett TR2-es

trafó drótjainak a nyílása és gumilábak találhatóak. A trafó és elektronika híján hegesztő trafóról küldtük a graftot! A köcsögöt ki szerettük volna próbálni nyomás alatt is. Siker koronázta fáradozásunkat! Bekapcsolás után a nyomásmérők kb. 2-3 másodperc alatt elérték a 3 bart Azt mondanom sem kell, hogy a kivezető nyílások egy túlnyomás csővel voltak összekötve a buborékoztatóval, amelyből a lánghegesztő keverőszárán pisztolyon keresztül távozhatott a hidrogén és az oxigén. Meg is nyitottam a keverőnek a hidrogén oldalát az oxigént pedig a szabadba engedtük. Gyorsan elvégeztük a hidrogén tesztet. Pohárba kezdtem engedni a gázt és a pohárban mikor már nem durrant a gáz akkor csak tiszta hidrogén jött a csőből. Ezután bátorkodtam meggyújtani a gázt. Meglepetésemre teljesen színtelenül égett, addig nem láttam ilyet. Onnan tudtam, hogy ég, hogy a lángon keresztül nézve megváltoztak a mögötte lévő

tárgyak formái. A láng kb 50 cm hosszú lehetett, tűhegyes végződéssel A nyomásmérő folyamatosan a 3 bart mutatta. Ki-be kapcsolgattuk a szerkentyűnket A tapasztalatunk az volt, hogy a nyomás hihetetlen sebességgel leesett 0 bar közelébe, és a buborékoztatóba olyankor a hidrogén oldalon víz került. Azt a következtetést vontuk le, hogy a hidrogén hihetetlenül gyorsan átdiffundál a bakelit fedélen. A kis játszadozásunknak az lett a vége, hogy szétdurrantottuk a köcsögöt. Látványos emelkedésbe kezdett az asztalon lévő köcsög az aljától a többi része, nem kis ijedségünkre hárman négy fele szaladtunk és utána vissza a hegesztő trafót kikapcsolni. Az igen erős lúg beterítette a barátom pincéjét, úszott minden. Hát itt akkoriban le is álltunk a további vízbontós kísérletről, mert jobb lehetőségek kecsegtették magukat, amibe még víz sem kell. Tovább folytattuk a kísérletezést azon a téren kisebb sikerekkel. De

sok herce-hurca volt körülötte Majd esetleg máskor írok róla most nem szeretnék róla mesélni. A kísérleteimet idén tavasszal kezdtem tovább folytatni a vízbontás terén, mikor sok szabadidőm lett bent a vállaltnál. Különböző méréseket végeztem a víznek a viselkedésével kapcsolatban. Csináltam olyan méréseket mint amilyeneket a Tibor barátom nemrégiben kitett ide a weboldalára. Nekem nem egészen olyan jeleim lettek mint neki, de tapasztaltam a lecsengést én is, csak DC-ben eltolva, azaz nekem nem voltak negatív csúcsaim. A srác, aki mellettem ült, hülyét kapott tőlem, még azt is mondta, hogy okosabbnak hitt és tudom, hogy hol kell mérni a jelalakot. Aztán mondtam neki, csak nyugodtan mérjen Ő is! Mért is és kissé zavarban volt. Még a bontó lemezeimet is kicserélte egy kondira és akkor tapasztalta azt, amit tanult a fősuliban, hogy a kondi feltöltődik A víz kissé másképp működik! Igen, ezért kísérletezünk

fáradhatatlanul, hogy megismerjük a természetét és a természettel összhangban vegyük ki a vízben rejlő energiát! A tapasztalatok szerzése során úgy döntöttünk, hogy nekiállunk az eredeti Horváth-nak kombinálva a saját tapasztalatainkkal, méréseinkkel a készüléket. 4. ábra A Horváth féle vízbontó cellájának metszete A képen jól látható a csillag forma. Erre azért lehet szükség, mert a külső és a belső felületek nem egyeznek meg, illetve itt koncentrálódik élben az energia úgy, mint az alagút dióda esetében. A saját tapasztalatom az a készülékkel kapcsolatban, hogy mindenhol keletkezik buborék a bontás során de az éleknél hatványozottan megnő a buborékok mennyisége, ott fehéredik el a víz. Az elektronikával vagyok jelenleg megáldva, mint már említettem soros rezonanciánál hatalmas a mágneses tér. Megugrik a primer oldalon a feszültség a generátor feszültsége fölé, kb. 2 KV-ot mértem a bemeneti 100

V-hoz képest Azért kb mert freki és bemeneti fesz függő. Ez azzal is jár, hogy a trafó induktív ellenállásán megnő az áram Ohm törvény! Ennek a vonzata pedig az, hogy a trafó körüli térerő is megugrik, mert ha adott ellenálláson adott menetszámon megnő az áram, akkor a térerő is megnő. Térerő függ a menetszámtól és az áramtól. Mértékegysége Tesla Saját magamat dobtam át a palánkon, mikor egyoldalas jelekkel akartam soros rezonanciát csinálni! Ez ugyanis képtelenség, csak azért voltam dühös, mert erre egy hetem ment rá. Mikor beszélgettem róla műszerészekkel, villamosmérnökkel, akkor Ők sem értették, miért nincsen kívánt eredményem. Az elektronikám amit összeraktam jól működött minden pontján mértem és kényemre kedvemre állíthattam a kívánt jelet. Amiben különbözött az erősítőmtől az, hogy az erősítő váltó + - jelekkel látta el a trafót és a kondit. Azért írtam le ezt a kis történetet, hogy

Ti, akik kísérleteztek, nehogy ugyan ebbe a hibába essetek! (Rossz kísérlet is jó kísérlet! ) Ja, és a Horváth elektronika alapból nem működik! De csak nézzétek át Ti is! 5. ábra A Horváth féle elektronika egy részlete A C5 töltődik a TR1-en keresztül és a Tirisztoron keresztül sül ki. A TR2 pedig egy darab drót szerepét tölti be! Ha nem hiszitek mérjetek rá szkóppal! Pedig nagyon jó a rajz meg minden, magyarázás, stb Az én általam összehozott elektronika ilyen hibáktól már mentes volt, csak a soros rezonancia járhatatlan út abban a formában, ahogyan nekünk könnyű lenne tőle a helyzetünk. További megoldásokon gondolkodok, amelyek lehetnek: • • • Kipróbálni rezonanciával és a váltót közvetlenül rákötni a bontóra, a csúcsok lehetséges, hogy alagútdiódaként viselkednének. Illetve mágnessel eltolom a DC szintet, ami még ennél a rendszernél számításba jöhet. Simán feltöltök kondit nagyfeszre és

rásütöm a TR2-re. Itt a frekivel kellene játszadozni hátha sikerül a körjóságot megnövelni és így jobb hatásfokra szert tenni. Jelenleg más ötletem nincsen. Eddig jutottam a Horváth István féle vízbontóval, remélem hamarosan előre tudok lépni benne és tudok valami bíztatót mondani nektek! Ha valaki előbb megcsinálná mint én, akkor arra kérem avasson be a részletekbe! Kísérletek a Horváth féle vízbontóval 2 A Horváth féle vízbontóval végzett kísérleteket Laci, aki az eddigi eredményeit osztja meg a következő sorokban. Az eddigi kísérletek eredményei: Az 1. ábrán látható a komplett kapcsolás 1. ábra A komplett kapcsolás (Tr2 a szekunder tekercs nélkül látható) Az inverter trafója (Tr1) úgy lett megtekercseltetve, hogy • • primer - 2 * 9 menet (71-73), 2 4 menet (72) és 2 2 menet (72). Úgy terveztem, hogy a kísérlet dönti majd el, hogy a (72)-es tekercs változatok közül melyik jobb. szekunder - 2 *

190 menet (67) és 2 380 menet (67) Már a 2 * 190 menet is 1100 V-ot ad a C5 kondin, amikor csak a 10 MΩ-os ellenállás a terhelés, ha pedig rá van kapcsolva a Tr2-es trafó, akkor 870 V-ot. 2. ábra Az inverter és a Tr2 (a szekunder tekercs nélkül) Eddig 3 tirisztor lett zárlatos a bekapcsoláskor, most BTW69-1200 van rajta (1200 V 50 A). 3. ábra A tirisztor vezérlő elektronikája A tirisztor vezérlő elektronikája nem a Horváth féle szabadalom szerinti, hanem az itt bemutatott impulzusos elektrolizáló impulzuselőállító részét építettem én is meg. Eleinte az volt a gond, hogy mikor beindítottam az invertert, utána pedig a tirisztoros vezérlést, akkor a tirisztor kinyitott és úgy maradt. Nem zárt le, ezáltal leállt az inverter A 4 db vezérlő IC is elszállt akkor, amikor még nem volt előtte a 7812-es stabilizátor IC. Az inverter frekvenciája 10 kHz, ha a 2 * 4 menetes primer kört használom, ekkor az áramfelvétel 1,4 A. Ha pedig

a 2 * 2-es primer kört használom, akkor a freki 4 kHz és az áramfelvétel 3,2 A. Nagyon sok sikertelen kísérlet után végre egy mérföldkőhöz érkeztem, sikerült beindítani az elektronikát. Ahogy a fényképeken is látható, az oszcillátor órajelét 21300 Hz-re állítva és az első 3 kapcsolót bekapcsolva 0,69 %-os kitöltési tényezőjű 166 Hz frekvenciájú tűimpulzusokat kaptam. 4. ábra A tirisztor gate-jén látható 166 Hz-es, 0,6 %-os kitöltési tényezőjű 6 V-os amplitúdójú jel Az inverternél a 2 * 2 menetes visszacsatolásra kötöttem a tranyókat és így működik. Most 910 V-ot mérek, mikor beindul az inverter, és 3,2 A -t vesz fel a 12 V-os aksiról. Mikor rákapcsolom a tirisztoros egységet, akkor 175 V-ra esik a feszültség és érdekes módon az áramfelvétel 1,6 A lesz. A Tr2 trafó primer tekercse 840 menet 1 mm-es CuZ huzalból, a szekunder tekercs egyenlőre 7 menet egy szigetelt villanyvezetékből. Itt 1,7 V körüli

egyenfeszültséget mérek a digitális műszerrel, mutatós műszerrel csak a váltakozó állásban jelez 0,5 V körül. A Tr2 vasmagja trafó lemezekből készült, méretei: 255 mm * 45 mm 50 mm. 5. ábra Tr2 a primer és szekunder tekercsekkel Egyik alkatrész sem melegszik. Továbblépésként azt gondolom, hogy a Tr2 menetszámát csökkentem, hogy nagyobb legyen az áramfelvétel és ezáltal a teljesítmény. Várom az ötleteket. Kísérletek a Horváth féle vízbontóval 3 A Horváth féle vízbontóval végzett kísérleteket Farkas és Krisztián. Farkas készítette az elektronikát, míg Krisztián az elektródákat. A kísérleteik eredményeit olvashatjátok a következő sorokban. Az áramkör kapcsolási rajza a következőképpen nézett ki: 1. ábra Az elektronika kapcsolási rajza Egyszerű, de a célnak megfelel. Először is keríteni kellett egy tirisztort, ami bírja a strapát. Ez egy orosz tirisztor, és egy telefonközpont