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沃克氢氧机水焊机技术讲解5:脉冲谐振高效电解电源技术
来源: 沃克氢氧机水焊机研究中心  时间: 2017/6/11 17:16:44

脉冲谐振高效电解电源技术


     我们说氢氧机由五大主要模块组成:1.电解槽系统,2.防回火系统,3.电源系统  4.控制与操作系统 5.火焰枪及相关附件。其中电源系统是决定氢氧机稳定性及效率高低的核心部件。

     常规的氢氧机电源是采用恒流的开关电源或电镀电源,其输出的是直流电,电压大小和电流大小一般来说恒定的。那么这种电源对于电镀来讲,无疑是非常好的,因为电镀讲究的是表面镀层稳定。但水电解产生氢氧气体的要求可不一样,它要求的是快速高效地产生氢氧气体,而不是慢慢地产生。

      要明白这个沃克能源的脉冲谐振电解原理道理,首先要明白水是怎么变成氢气和氧气的。

      沃克能源氢氧机水焊机:水分解原理图

      因此,H2O变成OH-和H+,其中OH-移动到阳极,产生了氧气,而H+移动到阴极,产生了氢气。很显然,我们要高效地将H2O变成氢阳离和氢氧阴离子,才有可能快速地产生氢气和氧气。  

      那么,H2O变成是怎么变成氢阳离子和氢氧阴离子的呢。请看下面这张沃克能源氢氧机工厂制作的水分子分解成氢气和氧气的微观过程示意图。

沃克能源氢氧机水焊机:电解水生产氢氧气体微观过程图

     沃克氢氧机研究中心的专家为你讲解上述各图:

    P1水分子结构图:该图展示了水是由一个氧原子和二个氢原子组成的,两个氧原子与氢原子形成一定的夹角,这个角度是104度。

    P2未通电时水分子状态图:水由无数个水分子组成,根据科学研究究,在高倍显微镜下,每个水分子是杂乱地无章,即有些氧原子对着上方,有些在下方,有些在左方,有些在右方,各种各样的角度,完全是无序的状态。

    P3通直流电(DC)后水分子状态图:将电源的正负电极插入水中后,正极通过正电,负极通负电,水分子的氧原子全部对着正极,氢原子全部对着负极。水分子受电场影响处于一个有序的状态。        

    P4继续通电后,水分子的状态图: 水分子的氢氧键受电场影响,将氢原子向负极拉,氧原子向阳极拉,可见氢氧键被拉长了。

    P5氢氧键拉开,产生离子并移动: 水分子的氢氧键被拉长到一定程度后,氢氧键的吸引力少于电场产生的拉力,因此,有一个氢原子被拉开,形成了氢离子(阳离子)和氢氧根离子(阴离子),其中氢阳离子向阴极移动,氢氧阴离子向阳极移动。

     P6氢氧气体产生:当氢阳离子移动到阴极表面时,从阴极得到电子,生成氢气,4H++4e=2H2。当氢氧阴离子移动到阳极,释放电子,得到了水和氧气。 4OH-  - 4e =2H2O +O2 。 

     上述六张图,解释了氢氧气体是如何产生的,那么如何快速产生氢氧气体呢?当然这跟电极的催化特性以及电解质的浓度及温度以及其他很多未知的因素相关,但沃克能源氢氧机专家发现其中有一个最关键的因素是如何快速地将氢氧键拉开,这是提升氢氧气产生速度的最重要的一环。

     氢氧键具有一种化学结合力,电场阴极对氢原子有一种电场吸引力,这两个力的方向是相反的。 我们举个例子,用我们的左右手去拉一个橡皮筋吧。左手代表电场引力,右手代表氢氧键的结合力,那个这个橡皮筋就好比是水分子的氢氧键。如果我们慢慢拉,必须拉到一定的程度后才能将橡皮筋拉断,这当然需要很长的时间。但如果我们突然发力向两边拉,那么意味着橡皮筋是不是突然拉断了呢,这个时间是不是就缩短 呢。

     沃克能源发现了这个现象后惊喜不已,立马研究可生产瞬间拉断氢氧化学键的电源。

     首先我们来看一下上面大图中的P7图。

     P7图展示了传统的氢氧机电源的电流波形(左)以及沃克能源的脉冲递增电流波形(右),传统的电流波形是恒流的,任何时候其电流都一样,沃克能源的电源波形中电流强度是递增的,递增到最大电流后,又从初始电流开绍,周而复始。这就是脉冲递增波形。下图是沃克谐振电源及控制系统,与传统的电解电源相比,效率提升10%。

     沃克氢氧机厂家的脉冲谐振电流及脉冲谐振控制系统


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