Как сделать горелку на отработанном масле своими руками?
В мире стоит серьезная проблема уничтожения машинного масла, которое уже отработало свое. В то же время его энергоемкость очень значительна и получение дешевого тепла от сгорания отработки в быту представляется вполне возможным. Правда, в качестве источника обогрева помещений для жилья горелка на отработанном масле не пойдет, но отапливать с ее помощью гараж, мастерскую или технические помещения можно без проблем.
Требования к самодельным горелкам
Для правильной работы самодельной горелки на отработанном масле необходимо соблюсти ряд требований. Для лучшей теплоотдачи отработка должна быть разогрета и в распыленном состоянии. Остальные требования, предъявляемые к самоделкам:
- незначительное расходование электроэнергии;
- простота в сборке и использовании;
- высокоэффективная работа самодельного устройства;
- горелка должна отлично работать даже на топливе, которое низкого качества или загрязнено большим количеством присадок.
Самодельные горелки используются в самых различных целях, зачастую их вставляют в печи, использующие жидкое топливо или универсальные котлы.
Главное, изготовить форсунку, которая будет способна дать мощную струю пламени.
Что понадобится?
Самая простая горелка была создана и запатентована в 1979 году англичанином Робертом Бабингтоном. Конструкция нашей горелки предусматривает использование следующих материалов:
- железный лист;
- ведро из оцинкованной стали;
- масляный насос от автомобиля;
- электрический двигатель для масляного насоса с регулятором оборотов;
- болт М10;
- комплекты датчиков на тепло и свет;
- трубка из меди;
- воздушный электромагнитный клапан.
Также нам будут необходимы такие инструменты, как дрель электрическая, паяльник, ножовка по металлу, болгарка, различных размеров ключи, плоскогубцы и аппарат для сварки.
Вот и все нужные материалы для создания горелки своими руками. В этом есть большой плюс: аппарат, который вы сделаете, обойдется гораздо дешевле промышленных аналогов, будет отвечать вашим потребностям и стоить, в сравнении с промышленными моделями, сущие гроши.
Изготовление
Самодельное устройство на отработанном топливе легко создать исходя из следующих типов:
- инжекционная с наддувом;
- распылительно-инжекторная;
- топливно-воздушная свободного объемного горения (горелка-чаша).
Рассмотрим все преимущества и разберем недочеты каждой из систем для выбора наилучшего аппарата на отработке, созданного своими руками.
Инжекционная горелка с поддувом
Горелка перерабатывает топливо целиком, выбрасывая минимум побочных продуктов. Температура сгорания здесь выше 1200 градусов, с небольшим расходом отработки.
Мощность устройства – 1,5-100 кВт. Регулируется во всем рабочем диапазоне. Основная сфера применения – обогрев технологических помещений.
К недостаткам устройства можно отнести следующее:
- сложно выполнить в техническом плане из-за точности металлических деталей;
- без фильтрации на отработке не функционирует, необходима топливная станция с установленным фильтром;
- самая энергозависимая горелка: она сама расходует приблизительно 20 Вт на 1 кВт мощности получаемого тепла;
- обязательна установка с автоматикой, так как горелка требует очищенную отработку;
- чаще всего нуждается в ремонте из-за поломок при эксплуатации, которые легко устраняются.
Уникальность вторичного использования масла заключена в том, что нужно очень много кислорода для сжигания. В связи с этой особенностью в инжекционных аппаратах наддувом высасывают масло и распрыскивают его, а воздушная струя для поджигания подается в факел. При этой схеме вполне возможно использовать электричество с мощностью до 100 Вт для наддува. В целом идея выглядит так: некоторая часть электричества с потенциалом, нужным для наддува с жидким маслом, используется на нагрев вторичного топлива, и аппарат трудится на нем же.
Схема аппарата горелки и чертеж форсунки к ней довольно известны, но мы все же приведем чертежи. Устройство устанавливают на глухом фланце в проход топки печи или котла, а вторая струя воздуха в пламя подается с помощью поддувала. В аппарате есть еще несколько хитростей.
Турбулизатор потока воздуха, иначе называемый завихрителем
Наддув обеспечивается с помощью вентилятора-улитки, посредством редуктора, пневматической системы или компрессора (бытового или промышленного типа). От использования различных методов наддува изменяются конструктивные особенности завихрителя. Компрессорное устройство, мощный вентилятор-улитка или пневматическая система приведут к очень сильной и быстрой струе воздуха.
В такой ситуации завихритель выглядит как кольцевая диафрагма вокруг сопла и имеет широкие слабоизогнутые наружу лопасти-пластины.
Псевдоламинарный поток кислорода из диафрагмы высасывает масло из форсунки и обеспечивает его оптимальный розжиг, а горящий топливный туман, находящийся в 3-5 сантиметрах от диафрагмы, подхватывается сильной струей воздуха, распыляется до мельчайших капелек и целиком сгорает.
В случае хорошей воздушной струи, турбулизатор состоит из большого количества узких и сильно загнутых внутрь пластин, совмещенных с диафрагмой. С краю необходимо оставить кольцевой зазор в 0,5-1,5 см. Несильная, но отлично завихренная струя эффективно вытягивает и распыляет отработку, а кольцевая струя из зазора не позволяет воздуху разойтись в стороны до тех пор, пока масло не выгорит в пламени.
Розжиг факела
Выполняется двумя способами: от двух электродов и по однопроводной схеме.
- Двумя электродами. Для розжига жидкотопливных котельных установок используются эмиттеры. Длина между усами электродов должна составлять 3-8 мм, а длина от голых металлических частей эмиттеров до ближних металлических частей устройства необходима в три раза большая. При розжиге форсунки усы эмиттеров располагаются в топливном тумане и зажигают его от искры, которая проходит между ними. Для розжига от двух разрядников нужен спецтрансформатор зажигания с двухслойной оплеткой на 6-8 кВ. Его выводы присоединяются к эмиттерам посредством подсоединения провода в плотной, толщиной от 2 мм, термоизоляции из фторопласта.
- По однопроводной схеме. При розжиге аппарата на отработке зажим корпуса трансформатора подсоединяют к каркасу горелки и распылителю различными проводами. Искра представляет собой разряд импульсов, и реакция электроцепи на реактивность увеличивается во много раз.
Автоматика
Оборудование на отработке, рабочий график которого регулируется с помощью дистанционного управления, по стоимости выходит недешевым. Но без автоматических микросхем создавать аппарат на отработке бессмысленно: при фиксации потенциала и заливке отработкой из одной и той же емкости для создания стабильно работающего факела нужно сделать одновременно нагрев масла и наддув струи воздуха.
Распылительно-инжекторная горелка
Этот тип горелки совсем безразличен к тому, насколько загрязнено масло, если в нем имеется процентов 30-40 чего-либо сгорающего. В плане технологического исполнения горелку Бабингтона легко можно смастерить самостоятельно из имеющихся бросовых материалов, особенно при наличии сверлильного станка.
Масштаб тепловой мощности составляет примерно 3-20 кВт. Модуляция устройства составляет примерно 30% мощности на максимуме.
Возможна работа без электрического подогрева масла: так энергопотребление горелки составит до 300 ватт.
При подогреве масла с помощью электрического теплового элемента в баке-накопителе энергетическое потребление горелки составит до 100 Вт. Без управления автоматикой есть большая вероятность проблем с работоспособностью горелки при изменении партии масла без изменений в настройках оборудования. Мастера считают, что главный плюс горелки Бабингтона состоит в том, что с наддувом может совладать даже компрессор от старой нерабочей модели холодильника.
Впрочем, недочетов так же достаточно.
- Отработка не выгорает целиком. Коэффициент полезного действия по маслу у простой модели горелки составляет примерно 80%.
- Устройство выбрасывает большое количество паров отработки, что ограничивает время нахождения людей в отапливаемом помещении.
- Пламя горелки не сильно горячее, нагрев идет до 900-1000 градусов, поэтому с ее помощью можно плавить только некоторые черные металлы, остальные есть вероятность просто испортить.
Действие аппарата действительно нехитрое: отработанное масло капельно попадает на форсунку-сферу. Выдутое потоком кислорода из сопла в распылителе масло преобразуется во взвесь, которая затем загорается.
Топливо непрерывно попадает на сопло из-за своей текучести. Лишнее масло утекает в сборную емкость, из которой, предварительно подогрев топливо, питательным насосом перегоняется снова в бак-расходник. Мощность, получаемая от использования единственного сопла, лимитирована предельным числом текучести топлива. Потому, если от устройства необходима мощность в пределах 5-7 кВт, то можно заменить сложную полносферическую головку частью поверхности сферы.
Полносферическая головка идеальна тем, что позволяет экономнее расходовать отработку, а с частично сферической головкой значительная часть пригорает и ее невозможно становится использовать. Воздуха для распыла нужно совсем немного, но он должен быть под значительным давлением. Оптимальным решением станет установка компрессора от нерабочего холодильника, но до него необходимо установить воздушный фильтр от автомобиля, в противном варианте вакуумный насос перестанет работать. Также необходим ресивер, потому что поток эфира от данного компрессора пойдет с сильной пульсацией.
Топливно-воздушная или испарительная горелка
Аппарат легко делается из имеющихся под рукой материалов и не требует применения технологического оборудования. Мощность составляет примерно 5-15 кВт. Отработка без перенастройки идет любая: не только вторичное, но и любые масла растительного или минерального происхождения, мазут.
В чашу аппарата впрыскивается топливно-воздушная смесь. Для этого нужен небольшой наддув, можно использовать вентилятор на 20 Вт.
Чаша перед этим прогревается пламенем от газа или капельным маслом, зажигаемым от калильной свечи. Последний метод проще, но в начальные 3-5 минут выброса нагара в атмосферную среду будет довольно много.
Рекомендации
Работа любого аппарата сопряжена с риском возгорания, потому нужно придерживаться следующих рекомендаций:
- модернизировав горелку, всегда следите за тем, как она работает, не допускайте перегрева;
- в помещении необходим заряженный и работающий огнетушитель;
- держите емкости с отработанным маслом и другим топливом как можно дальше от аппарата;
- не пытайтесь создать с помощью горелки отопление помещений, предназначенных для жилья, ведь даже если получится избавиться от выбросов продуктов горения масла, все равно наличие примесей в воздухе будет выше допустимого.
Любому мастеру будет интересно создать свою горелку, особенно если у него есть возможность приобретать отработку. Увлекает не только сам процесс, но и сфера применения: отопление гаража, мастерской или даже зимней теплицы. Как видите, вариантов множество.
Как сделать горелку на отработанном масле своими руками смотрите далее.
Простая горелка на отработанном масле своими руками
Termoportal.ru — первый профессиональный форум, посвященный оборудованию для отопления помещений, которое использует в качестве топлива отработанное масло. У нас вы получите советы по подбору, установке, монтажу и эксплуатации. Найдете чертежи и получите ответы о том, как самостоятельно изготовить котлы, печи и горелки на отработанном масле. И много другой полезной информации по тематике форума. Присоединяйтесь к нашему дружному сообществу любителей и профессионалов сжигания отработанных масел!
(С) Copyright: Termoportal.ru 2007-2024
- Russian (RU)
- Условия и правила Xeno Gamers is lurking in your source, powering your sites 😀
-
- Обратная связь
- Помощь
- Главная
- RSS
Горелки на отработке своими руками
Termoportal.ru — первый профессиональный форум, посвященный оборудованию для отопления помещений, которое использует в качестве топлива отработанное масло. У нас вы получите советы по подбору, установке, монтажу и эксплуатации. Найдете чертежи и получите ответы о том, как самостоятельно изготовить котлы, печи и горелки на отработанном масле. И много другой полезной информации по тематике форума. Присоединяйтесь к нашему дружному сообществу любителей и профессионалов сжигания отработанных масел!
(С) Copyright: Termoportal.ru 2007-2024
- Russian (RU)
- Условия и правила Xeno Gamers is lurking in your source, powering your sites 😀
-
- Обратная связь
- Помощь
- Главная
- RSS
Горелка на отработке: типы, конструкции, чертежи, особенности изготовления
136,667 просмотров, 0 дискуссий
Автор: Колесников Юрий Фёдорович, инженер-теплоэнергетик*
© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.
Утилизация отработанного моторного масла (отработки) достаточно серьезная проблема во всем мире. Вместе с тем энергетический потенциал отработки высок; сжигая ее, можно получить много тепла, несравненно более дешевого, чем от любого другого энергоносителя. Вопросом, как делается горелка на отработке своими руками, интересуются не только профессионально связанные с автохозяйством – запас отработки поможет сэкономить значительную сумму и на отоплении подсобных помещений в частном домовладении. Для отопления жилых помещений отработка совершенно непригодна из-за содержащихся в ней изначальных присадок в моторное масло и попавших в него в процессе эксплуатации примесей. Однако отработка – весьма специфичное горючее, и любая иная горелка для жидкого топлива на нем не заработает. В этой статье рассматривается, горелки каких типов «едят» отработку и что нужно учесть при их изготовлении.
Горелки на отработке
Особенности топлива
Отработка топливо не только грязное, но и очень липкое. Одна из задач присадок в моторное масло – обеспечить облипание им тонким слоем трущихся поверхностей, работающих в тяжелых условиях. Поэтому горелки на отработке работают почти исключительно с подогревом топлива, увеличивающим его текучесть: слишком вязкое горючее не смешается как следует с воздухом, не пройдет через сопло форсунки, или не облечет ровным слоем распылительную головку (см. далее).
Поджечь отработку тоже не так-то просто: чтобы это было за моторное масло, горящее в сильно нагретом двигателе? Фактически для быстрого и надежного поджига отработки пригодны только электрическая искра и газовый факел. Есть, правда, одно исключение, см. далее.
И третье – отработка загрязнена не только твердыми частицами, но также водой и/или антифризом, попавшими в нее из системы охлаждения ДВС. Фильтрация топлива – достаточно сложный процесс. Организовывать его имеет смысл, только если отработка на топливо постоянно есть в наличии, напр., в достаточно крупной и загруженной работой автомастерской, а горелка на отработке для нерегулярного использования должна быть нечувствительна не только к твердым загрязениям, но и к обводненности топлива.
Электричество для горелки
Отсюда следует неблагоприятный вывод: энергонезависимых горелок на отработке не бывает. Есть способы сжигания отработки без наддува и подогрева, но такие устройства (см. далее) дают приемлемые технические и экологические показатели только в составе разработанных заодно с ними теплогенерирующих приборов и горелками как таковыми не являются. Поэтому, если у вас электроснабжение ненадежно, а отработки довольно, лучше будет сделать под нее печь или котел.
Какую делать?
Исходя из перечисленных особенностей, самодельная горелка на отработанном масле может быть выполнена по одной из след. систем:
- Эжекционной с наддувом.
- Распылительной инжекторной (горелка Бабингтона).
- Топливо-воздушной свободного объемного горения (чашечная испарительная горелка).
Сравнительные достоинства и недостатки
Эжекционная
Эжекционная горелка обеспечивает полное сгорание топлива и минимально возможное количество побочных продуктов в отходящих газах. Пламя горячее, свыше 1200 градусов, расход топлива минимален для данного класса устройств (см. также в конце). Мощность домодельных – 1,5-100 кВт. Регулировка мощности (модуляция) горелки возможна во всем указанном диапазоне. Без ограничений применима в технологических целях, а в исключительных случаях применима для временного отопления жилых помещений, если топочная дверца штатной отопительной печи или котла выходит в нежилое помещение – в прихожую, чулан, топочную и т.п.
Примечание: кухня и баня считаются жилыми помещениями.
Недостатки эжекционной горелки на отработке также существенны:
- Технически сложна: используются точные металлические детали, требующие для изготовления станочного парка;
- На неочищенной отработке сразу выходит из строя, поэтому делать эжекционную горелку на отработке, не обзаведясь фильтровальной топливной станцией, бессмысленно;
- Наиболее энергозависима – собственное удельное электропотребление составляет ок. 20 Вт на 1 кВт тепловой мощности в диапазоне последней 5-40 кВт. Ниже и выше этих значений собственное удельное электропотребление увеличивается.
- Требует снабжения управляющей автоматикой, т.к. весьма чувствительна к свойствам и качеству топлива, которые и у очищенной отработки нестабильны;
- Более других типов горелок на отработке склонна к устранимым отказам в работе.
Используются эжекционные горелки для сжигания отработки преимущественно для отопления больших помещений или обеспечения технологических процессов в условиях, когда топливо для них постоянно имеется в наличии.
Инжекторная
Инжекторная горелка совершенно нечувствительна к степени загрязненности топлива, лишь бы в нем осталось 30-40% чего-то горючего. Технически проще предыдущей – горелку Бабингтона можно сделать дома из подручных материалов (см. далее), если есть настольный сверлильный станок. Диапазон мощностей в любительском исполнении – прим. 3-20 кВт. Модуляция горелки возможна начиная прим. от 30% максимальной мощности. Можно добиться модуляции от 10% максимума, то техническая сложность изготовления возрастает при этом в разы, а склонность к отказам увеличивается. Может работать без электроподогрева топлива; в таком случае собственное энергопотребление до 300 Вт независимо от тепловой мощности; в подавляющем большинстве случаев – до 100 Вт. Если же топливо греется ТЭНом в накопительном баке, то собственное энергопотребление как в пред. случае. Без управляющей автоматики склонна к отказам при смене партии топлива без перенастройки горелки.
Для самодельщиков важное преимущество горелки Бабингтона в том, что ее наддув способен обеспечить компрессов от старого поломанного холодильника, см. далее. Однако и недостатков у горелки Бабингтона хватает:
- Топливо не сгорает полностью. КПД по топливу простейшей горелки Бабингтона (см. далее) ок. 80% Довести степень сжигания топлива до 95-97% возможно, но тогда ее техническая сложность возрастает до сравнимой с эжекционной. Правда, токарно-фрезерных станков для изготовления все равно не потребуется, а собственное энергопотребление горелки не увеличивается;
- Как следствие из пред. п., горелка Бабингтона источает в воздух много паров топлива, что делает ее абсолютно непригодной для жилых помещений и ограниченно пригодной для помещений с временно находящимися там людьми и/или предметами, чувствительными к замасливанию. Однако гнать пламя горелки Бабингтона в трубу (см. далее) можно, что значительно уменьшает указанные недостатки;
- Пламя тоже грязное и не очень горячее, до 900-1000 градусов. Поэтому инжекционая горелка на отработке ограниченно применима для термических технологических процессов с черными металлами, а цветные и тем более драгоценные испортит.
Самодельные горелки Бабингтона чаще всего и применяются для временного отопления подсобных помещений или в простых технологических процессах, напр., для разогрева обычной конструкционной стали под гнутье.
Испарительная
Топливо-воздушная горелка на отработке может быть изготовлена из подручного хлама без использования сложных технологических операций. Мощность – ок. 5-15 кВт. Топливо без перенастройки жрет любое тяжелое: помимо отработки другое минеральное и растительное масло, мазут, нефтешлам. Отказывает только при неправильном пользовании. Побочных продуктов сгорания топлива источает больше предыдущей, поэтому применима либо для временного запуска отопительных приборов с хорошим дымоходом в нежилых помещениях, либо на открытом воздухе. В технологических целях применима весьма ограниченно, т.к. дает столб горячих газов с температурой менее 600 градусов. Наиболее доступный для изготовления начинающими умельцами тип горелки на отработке.
Схемы и конструкции
Эжекционная
Еще одна особенность отработки как топлива заключается в том, что подать весь необходимый для ее сжигания воздух под наддувом очень сложно, его требуется много. Поэтому наддувом в горелках такого типа преимущественно вытягивают топливо из сопла эжектора и распыляют его, а воздух для дожигания подсасывается непосредственно в факел пламени. Такая схема дает возможность обойтись для наддува электрической мощностью до 100 Вт, а остальное расходуется на подогрев топлива ТЭНом. В общем идея такова: часть электрической мощности (с существенной прибавкой, кстати), необходимой для наддува с топливом более текучим, используем на подогрев отработки, и обычная в общем эжекционная горелка на ней работает.
Схема устройства эжекционной горелки на отработке и чертежи форсунки для нее
Хорошо известная схема устройства эжекционной горелки на отработке и чертежи ее сердца – форсунки на прим. 3-30 кВт даны на рис. Устанавливается такая горелка на глухом фланце в топочный проем печи/котла, а вторичный воздух в факел подсасывается через поддувало. Однако, кроме форсунки, в данной конструкции имеются еще тонкие моменты.
Турбулизатор
Первый из них – турбулизатор воздушного потока (завихритель в схеме на рис. выше). Наддув эжекторной горелки на отработке может быть обеспечен встроенным вентилятором-улиткой либо, через редуктор, пневмосистемой предприятия или промышленным (возможно, бытовым аналогичной конструкции) поршневым компрессором. На мощность горелки где-то 3-15 кВт возможен также наддув от холодильного компрессора от 250 Вт электрических.
В зависимости от способа наддува меняется конструкция турбулизатора. Компрессор или разводка сжатого воздуха для привода пневмоинструмента дают, при необходимых для эжекции топлива условиях в воздушной рубашке горелки, слишком мощный и быстрый поток воздуха. То же возможно со слишком мощной улиткой, напр., взятой из старого хлама. В таком случае турбулизатор должен являться кольцевой диафрагмой вокруг сопла с широкими слабо изогнутыми наружными лопастями, поз. 1 и 2 на рис. Псевдо-ламинарная струя воздуха из диафрагмы вытянет топливо из форсунки и обеспечит его стабильный поджиг (см. ниже), а в 3-5 см от диафрагмы горящий масляный туман будет подхвачен мощным вихрем, распылен до испарения и полностью сожжен.
Конструкция турбулизатора (завихрителя) эжекционной горелки на отработке в зависимости от способа наддува
Если же воздушный поток оптимален (встроенная улитка по расчету) или слабоват (компрессор от холодильника), то турбулизатор из многих узких более изогнутых внутренних лопастей совмещается с диафрагмой, а по краю турбулизатора оставляют кольцевой зазор в 0,5-1,5 см. Диафрагма-завихритель оказывает меньшее сопротивление воздушному потоку, слабый, но сразу хорошо закрученный вихрь эффективно высасывает и распыляет топливо, а кольцевой поток из зазора не дает вихрю расползаться в стороны, пока топливо не испарится в факеле.
Примечание: целесообразность того или другого турбулизатора для конкретной горелки определяется опытом – поджиг топлива должен быть стабилен, а срывов пламени не должно быть во всем диапазоне регулировки мощность горелки. Начинать нужно с диафрагмы с внешними лопастями, подгибая их больше и больше. Не выходит – надо переходить на диафрагму-турбулизатор с внутренними лопастями.
Зажигание
Вторая тонкость – поджиг факела. Автосвеча с удаленной «лапкой» (корпусной ламелью) мало подходит, т.к. рассчитана на поджиг паров легкого топлива короткой искрой, а не тумана тяжелого длинной.
Способ зажигания топлива эжекционной горелки на отработке двумя электродами
Зажигать факел горелки на отработке нужно электродами для зажигания котлов на жидком топливе, см. рис. Расстояние между разрядниками (носиками, остриями) электродов требуется 3-8 мм (для горелок на 3-30 кВт), а расстояние от оголенных металлических частей электродов до ближайших металлических деталей конструкции должно быть как минимум втрое больше. Включая форсунку: в момент зажигания разрядники должны находиться в извергаемом соплом масляном тумане и поджигать его искрой между собой. Зажигание искрой от разрядника на форсунку даст слабый нестабильный факел, который легко сорвется от колебаний наддува или подачи топлива.
Для зажигания двумя разрядниками необходим специальный трансформатор зажигания с изолированной вторичной обмоткой на 6-8 кВ. Ее выводы соединяются с электродами зажигания проводами в толстой, от 2 мм, термостойкой изоляции из силикона или тефлона (фторопласта). Лучше – в последней: при нагреве до 150 градусов пробивная стойкость фторопласта-4 остается ок. 80 кВ на 1 мм, а силикона будет не выше 20 кВ/мм. Такой огромный запас электрической прочности необходим ввиду сильного загрязнения проводов в процессе эксплуатации.
Спецтрансформатор зажигания стоит дорого, т.к. выпускаются такие для котлов от 20 кВт. Если мощность горелки до 15 кВт (и для описываемой далее горелки Бабингтона), можно применить однопроводную схему поджига от автомобильной катушки зажигания искрой от электрода на форсунку; имеется в виду наличие только одного высоковольтного провода. Условие – ручной вывод на режим: горелку зажигают на минимальной мощности и вручную выводят на штатную, следя, чтобы факел не забился в судорогах и не сорвался.
Для зажигания горелки на отработке по однопроводной схеме корпусную клемму трансформатора соединяют с корпусом горелки и форсункой разными обратными проводами. Искра не постоянный ток, а импульсный разряд, и электрическая цепь становится чувствительной к наличию в ней реактивности. Электрическая реактивность массивного корпуса горелки больше, чем форсунки, что уже облегчает искре выбор в пользу сопла. Если же дополнительно включить в корпусный обратный провод небольшую индуктивность (см. рис.), то и однопроводное зажигание станет вполне стабильным.
Схема зажигания горелки на отработке одним электродом
Об автоматике
Горелки на отработке, режим работы которых задается с пульта (напр., известные NORTEC) стоят очень дорого, но без автоматики городить самодельную эжекционную горелку на отработке нет смысла: даже при фиксированной мощности и заправке топливом из одной партии нужно для получения стабильного пламени регулировать одновременно подогрев топлива и подачу воздуха. Поэтому самодельные эжекционные горелки на отработке (исключая образцы, лишь бы повозиться с ними) делаются полуавтоматическими с установкой мощности вручную и применением относительно недорогой автоматики от котлов отопления, см. напр. видео
Видео: горелка на отработке с автоматикой
Горелка Бабингтона
Сам Роберт Бабингтон, запатентовавший свою горелку в 1979 г., признавался, что, отчаявшись придумать форсунку, не засоряющуюся от отработки, вспомнил об одном из законов Мэрфи, гласящем: «Если железина ну вот все равно никак не хочет работать, попробуй сделать в ней все наоборот». Бабингтон попробовал продувать воздух сквозь тонкий слой масла – получилось. Пошел туман, а уж как его сжечь, дело известное.
Такое техническое решение оказалось возможным благодаря тому, что масло реологическая жидкость. Попросту – сверхтекучая. Сверхтекуч не только экзотический гелий II. Реологических жидкостей хватает и вокруг нас. Кто забывал на столе открытую банку с подсолнечным маслом, сразу поймет.
Устройство горелки Бабингтона и камеры сгорания (дожигателя) для нее
Конструкция горелки Бабингтона показана слева на рис., а справа – устройство камеры сгорания (дожигателя) для нее. Здесь уже виден недостаток данной горелки: чтобы сжечь отработку более чем на 95%, требуется 3-х ступенчатая подача воздуха (кроме как для распыления), причем частично с подогревом. Хотя наддува все равно не требуется.
Действует горелка Бабингтона довольно просто: топливо капает на распылительную головку со сферической поверхностью, что обеспечивает равномерное его растекание. Капает с избытком, чтобы воздуху всегда было что сдуть. Выброшенное воздушной струей из сопла в головке масло образует туман, который поджигается. Топливная пленка постоянно наползает на сопло благодаря реологическим свойствам масла. Избыток топлива стекает в сборник, откуда питательным насосом подается через подогреватель обратно в расходный бак (питатель). Часто вместо поплавка, включающего насос, питатель снабжается стоком избытка в баке прямо в сборник; питательный насос в таком случае работает непрерывно. Однако и в горелке Бабингтона достаточно конструктивных нюансов.
Нужна ли полная сфера?
Мощность, снимаемая с одного сопла горелки Бабингтона, ограничена конечной величиной текучести масла. Поэтому головки мощных горелок Бабингтона буквально истыканы порами. Если от горелки требуется не более 5-7 кВт, вместо технологически сложной полносферической головки возможно применить часть сферической поверхности.
Конструкция горелки Бабингтона с головкой в виде части сферы
Устройство горелки Бабингтона с частично сферической распылительной головкой показано на рис; (ак такую сделать, во всех подробностях и с фото описано здесь: diyworkplace.ru/14-diy-oil-burner.html). Помимо доступности материалов, на этой горелке хорошо учиться настраивать подачу топлива: чуть больше дал, масло затекает за лепесток головки, воняет, подгорает, забивает распылительную камеру.
Сфера все же лучше
Сферическая головка в горелке Бабингтона лучше еще и тем, что экономит топливо: в горелке с частично сферической головкой добрая доля обратки пригорает до невозможности использования. В конце концов оказывается, что в баке еще четверть и более, а горелка не запускается.
Как сделать распылительную головку горелки Бабингтона из недорогих материалов совсем иного назначения, имеющихся в широкой продаже, показано на рис.:
Как сделать распылительную головку горелки Бабингтона из подручных материалов
Заглушка от карниза штор хороша тем, что ее срезанная поверхность плоская и ровная. Просверлить в такой заготовке головки отверстие сопла не составит труда на обычном сверлильном станке. Если оно уйдет от полюса сферы в пределах 1-2 мм, это ничего. Главное – оси сопла и сферы будут параллельны и факел будет бить ровно. Можно даже увеличить мощность горелки, просверлив вокруг полюса сферы 3-4 отверстия не ближе 6 мм друг от друга треугольником или квадратом. Осталось решить – как сверлить?
Как сверлом 0,6 проделать отверстие 0,25
Допустимые пределы диаметра сопла горелки Бабингтона 0,1-0,5 мм. С узкого сопла снимается меньшая максимальная мощность, но расширяется диапазон ее регулировки, которая осуществляется изменением давления воздуха на распыление. Последнее для сопла 0,1 мм может меняться в пределах 0,5-5 атм, для сопла 0,25 мм – 1-3 атм, а давление перед соплом 0,5 мм нужно держать в пределах 2(+/-)0,2 атм, иначе пламя или срывается, или гаснет. Величину диаметра сопла 0,25 мм еще Бабингтон признал оптимальной; более узкие сопла забиваются пылью из воздуха, что требует как минимум 2-ступенной его очистки.
Но как просверлить отверстие диаметром 0,25 мм? Сверла такие далеко не везде купишь, а станок нужен повышенной точности, иначе сверло сразу ломается.
Выход из положения – сделать сопло из части иглы от медицинского шприца. Диаметры канала игл шприцов на 0,2-1 куб. см. находятся как раз в оптимальных пределах, а их наружный диаметр 0,4-0,6 мм. Сверла такие есть в широкой продаже, а заправлять их можно в обычную настольную сверлилку. Изготовление сопла горелки Бабингтона из медицинской иглы производится след. образом:
- Вырезаем из иглы кусок длиной на 2-3 мм больше толщины стенки головки.
- Прочищаем тонкой жесткой проволокой от опилок и заусенцев.
- Сверлом чуть больше наружного диаметра иглы сверлим в головке пионерный канал. Если сверлом 0,6 засверлить канал под иглу 0,4 по наружи, ничего страшного.
- Сверлом диаметром на 0,15-0,2 мм больше пионерного зенкуем отверстие с обеих сторон. Фаску нужно снять крошечную, поэтому зенкуем вручную, обмотав хвостовик сверла изолентой и поворачивая его пальцами.
- Вставляем отрезок иглы в пионерное отверстие.
- Двумя острыми шильями или, лучше, слесарными чертилками, разворачиваем концы отрезка иглы. Разворачивать из нужно одновременно, слегка надавливая и проворачивая инструменты в противоположные стороны.
- Раструб внутри оставляем как есть, он ничему не мешает.
- Наружный излишек снимаем наждачным камнем не грубее №360.
- Еще раз прочищаем канал сопла, продуваем – головка готова.
А если головка уже готова?
Очень даже возможный вариант. Если на головку взять готовую форсунку для дизтоплива; подойдет дефектная из хлама или по дешевке. Любителей смущает, что выпускаются они на мощность от 20 кВт, но в данном случае бояться нечего, т.к. в форсунку пойдет не соляра, а воздух. Зато ее рабочая поверхность точно полусферическая, зеркально гладкая, с воротником, не дающим маслу затекать куда не надо и пригорать. Сопло, правда, будет от 0,7 мм, но его можно сузить, как описано выше. Как из дизельной форсунки сделать головку горелки Бабингтона, пригодной для долговременного интенсивного использования, да еще и с автоматикой от водогрейного котла, см. сюжет
Видео: горелка Бабингтона с автоматикой
Компрессор для распыления
Воздуха на распыление в горелке Бабингтона нужно немного, но под приличным давлением. Лучше всего для этой цели подойдет компрессор от старого холодильника, только перед ним надо поставить автомобильный воздухофильтр, иначе вакуумный насос быстро выйдет из строя. Нужен также ресивер, т.к. струю такой компрессор даст сильно пульсирующую.
Как приспособить компрессор от холодильника для воздушного питания горелки Бабингтона на отработке
Большое достоинство такой системы – возможность автоматизации зажигания горелки без электроники. Используем для этого предохранительный клапан (см. рис.), т.к. холодильный компрессор нагоняет давление больше 5 атм. Клапан возьмем самый плохой, тарельчатый с плоским седлом (тарелку и седло нужно будет притереть друг к другу с абразивом №600 или тоньше и промыть спиртом). У таких клапанов большой гистерезис (отношение давлений открывания и закрывания), но в данном случае нам того и нужно. Мы еще и усилим гистерезис клапана, надев на его шток грузик. Когда компрессор накачает ресивер до давления первоначального срабатывания, клапан резко «пшикнет», подпрыгнет вверх и на 1-2 с замкнет микровыключатель, подающий питание на трансформатор зажигания. Пойдет расход масла на горение, увеличится расход воздуха (холодную масляную пленку продуть труднее), и клапан станет подрабатывать, не доставая до микрика. Регулировочной гайкой удобно менять давление воздуха для изменения мощности горелки.
Смазка компрессора
В холодильнике компрессор смазывается хладоагентом, т.к. выкачивает из испарителя не чистый пар, а фреоновый туман. Вдруго компрессор зачавкал, это значит, что хладоагента слишком много и в системе он циркулирует в капельно-жидком состоянии. Если заставить холодильный компрессор качать воздух, он без смазки скоро испортится.
Смазывать компрессор от холодильника можно веретенкой или другим машинным маслом для точной механики. Сначала нужно сделать дозатор смазки, из бачка на 50-100 мл, иглы от обычного шприца на 2-10 кубиков, трубки от аппарата для переливания крови и пары зажимов от него же. Верхним перекрывают подачу смазки, а нижним регулируют ее величину.
Настройку дозатора производят в свободном пространстве. Нужно добиться, чтобы капля смазочного масла накапливалась на острие иглы, направленной точно вниз, в течение 2-4 мин, и еще столько же висела, пока не оторвется. Тогда иглу перпендикулярно вводят в подающий воздуховод компрессора так, чтобы ее скос находился посередине просвета и был ориентирован по потоку. Если иглу повернуть скосом вбок или против воздуха, масло не пойдет.
Система готова к использованию, но в процессе работы нужно будет еще за ней последить. Вдруг спустя некоторое время после запуска горелки характер горения изменится, это значит, что масла в компрессор идет много и он гонит его излишек с воздухом. Если до этого проходит не менее 10 мин, а пламя остается, только начинает пульсировать или коптить, поправить дело можно, немного повернув иглу, не более чем на 45 градусов. Не помогает или симптомы появляются раньше – нужно перенастраивать дозатор смазки на большее время накопления капли.
Пламя – в трубу!
С горелкой на отработке можно проделать любопытный опыт, результаты которого видны на след. рис.:
Использование горелки на отработке для обогрева помещений
Пропустив пламя горелки сквозь всего 1 м широкой трубы, увидим его уже не таким бешеным и сильно остывшим (поз. 1), а от трубы вверх заметен будет мощный поток нагретого воздуха. Если взять трубу диаметром от 200 мм и длиной от 3 м (поз. 2), то температура газов на ее выходе упадет менее чем до 100 градусов. Выставим устье трубы наружу – масляная вонь в помещении перестанет ощущаться, хотя газоанализатор и покажет превышение примесями жилищной нормы. Осталось герметически присоединить устье трубы к дымоходу, и получим систему отопления с КПД более 80%.
Испарительные
Отработку можно сжечь вовсе без наддува и подогрева, пуская по каплям в раскаленную чашу. Но такие устройства, как сказано выше, более-менее прилично работают только в составе котла или печи на отработке, так что горелками в собственном смысле не являются и рассматриваются в других публикациях.
Испарительные топливо-воздушные (чашечные) горелки на отработке
В чашу испарительной горелки на отработке подается топливо-воздушная смесь, т.е. необходим небольшой наддув (вентилятор от 20 Вт). Чаша предварительно нагревается или газовым факелом (поз. 1 на рис.), или подаваемым по каплям (пока без наддува) штатным топливом, поджигаемым калильной свечой (поз. 2). Последнее проще, но первые 3-5 мин копоти будет много. Когда пламя от очередной капли очистится и начнет взвиваться с шумом, свечу выключают и пускают воздух. В чаше появятся синие язычки (поз. 3 и 4), свидетельствующие о полном сгорании масла, но примеси к нему перейдут при этом в химически более агрессивную форму и уйдут в воздух, поэтому пользоваться испарительными горелками на отработке нужно осторожно, см. выше. К размерам деталей испарительная горелка не критична; основа – водопроводные трубы 1/2″ и 2”.
Примечание: для временного запуска на отработке, напр., гаражной буржуйки, удобнее будет испарительная горелка, действующая по тому же принципу, но в которую топливо-воздушная смесь подается сбоку по касательной, см. видео ниже:
Видео: испарительная горелка на отработке для печи
Подведем итоги
Итак, горелка на отработке устройство достаточно сложное, дома на столе такую не сделаешь. Тем не менее, решая, быть или не быть горелке на отработке из ваших рук, учтите еще одно существенное обстоятельство. А именно, удельный расход топлива на обогрев отработкой наименьший: ок. 100 мл на 1 кВт тепловой мощности в час. Лучшие дизельные и мазутные горелки расходуют от 130 мл*кВт/час, а керосиновые и бензиновые от 160 мл*кВт/час. Стоимость отопления от тех, других и третьих сравнивать не приходится, т.к. отработка уже отработала свою цену в моторе.