Сжигание отработанного масла. Отработанные нефтепродукты – опасные канцерогены

С каждым годом отработанное масло становится все менее выгодным энергоносителем. Судите сами: сжигая топливо по цене 13 р. (0.20 у. е.) за 1 литр, вы ежемесячно потратите на обогрев 100 м² около 7 тыс. рублей (110 у. е.). Но в гаражах и небольших дачных домиках с периодическим отоплением самодельные масляные печки востребованы по сей день. Наша цель – пояснить доступным языком, как сделать печь на отработке своими руками из газового баллона или стальной трубы. Для ясности предоставим чертежи разных конструкций – капельницы с наддувом и простой масляной буржуйки.

Виды самодельных печек на отработке

Машинное масло, загрязненное примесями, само не воспламеняется. Поэтому принцип работы любой масляной буржуйки основан на термическом разложении топлива – пиролизе. Проще говоря, для получения теплоты отработку нужно нагреть, испарить и сжечь в топке печи, подавая воздух с избытком. Существует 3 вида устройств, где данный принцип реализован различными способами:

1. Простая и самая популярная конструкция прямого горения с дожиганием масляных паров в перфорированной трубе открытого типа (так называемая чудо-печка).
2. Капельная печь на отработанном масле с закрытым дожигателем;
3. Горелка Бабингтона. О том, самостоятельно, подробно описывается в другой нашей публикации.

Примечание. Серьезные мастера, собаку съевшие в вопросах использования жидкого топлива, навострились делать в единичных экземплярах факельные горелки по заводским образцам. Но в силу сложности исполнения подобные конструкции недоступны широкому кругу домашних и гаражных умельцев, поэтому здесь рассматриваться не будут.

Эффективность отопительных буржуек невысока и составляет максимум 70%. Заметим, что указанные в начале статьи затраты на обогрев рассчитаны по показателям заводских теплогенераторов с КПД 85% (для ознакомления с полной картиной и сравнения масла с дровами вы можете ). Соответственно, расход горючего в самодельных отопителях значительно выше – от 0.8 до 1.5 литра в час против 0.7 л у дизельных котлов на 100 м² площади. Учитывайте данный факт, принимаясь за изготовление печи на отработке.

Устройство и недостатки буржуйки открытого типа

Изображенная на фото пиролизная печка представляет собой цилиндрическую или квадратную емкость, на четверть заполняемую отработавшим маслом либо соляркой и снабженную воздушной заслонкой. Сверху приварена труба с отверстиями, сквозь которые за счет дымоходной тяги всасывается вторичный воздух. Еще выше стоит камера дожигания с перегородкой для отбора теплоты продуктов горения.

Справка. Верхнюю камеру буржуйки делать необязательно. Существует более эффективное решение по отбору тепла – изготовить дожигатель с поворотом на 90° и направить его в наклонный дымоход, теплообменник–экономайзер или внутрь обычной дровяной буржуйки.

Принцип действия таков: топливо нужно разжечь с применением легковоспламеняющейся жидкости, после чего начнется испарение отработки и ее первичное горение, вызывающее пиролиз. Горючие газы, попадая в перфорированную трубу, вспыхивают от контакта с кислородным потоком и сжигаются окончательно. Интенсивность пламени в топливнике регулируется воздушной заслонкой.

Данная печка на отработке имеет лишь два преимущества: простота с дешевизной да независимость от электричества. В остальном – сплошные минусы:

• для работы необходима стабильная естественная тяга, без нее агрегат начинает дымить в помещение и затухать;
• вода либо антифриз, попавшие в масло, вызывают мини-взрывы в топливнике, отчего из дожигателя во все стороны брызгают огненные капли и хозяину приходится тушить пожар;
• высокий расход горючего – до 2 л/час при слабой теплоотдаче (львиная доля энергии улетает в трубу);
• неразъемный корпус тяжело чистить от сажи.

Часть этих недостатков можно нивелировать с помощью удачных технических решений, о чем будет сказано далее. В процессе эксплуатации следует придерживаться правил противопожарной безопасности и подготавливать отработанное масло – отстаивать и фильтровать.

Плюсы и минусы капельницы

Кардинальное отличие этой печи заключается в следующем:

• перфорированная труба помещена внутрь стального корпуса из газового баллона или трубы;
• топливо поступает в зону сжигания в виде капель, падающих на дно чаши, размещенной под дожигателем;
• для повышения эффективности агрегат оснащается наддувом воздуха с помощью вентилятора, как показано на схеме.

Примечание. Буржуйка способна работать и от естественной тяги дымохода, но тогда диаметр и число отверстий в дожигателе необходимо увеличить.

Реальный недостаток капельной печки – сложность исполнения для новичка. Дело в том, что целиком полагаться на чужие чертежи и расчеты нельзя, отопитель нужно изготовить и настроить под свои условия эксплуатации и правильно организовать топливоподачу. То есть, потребуются неоднократные доработки.

Второй негативный момент характерен для печек с наддувом. В них струя пламени постоянно бьет в одно место корпуса, отчего последний довольно быстро прогорит, если не сделать его из толстого металла или нержавейки. Зато перечисленные минусы с лихвой перекрываются достоинствами:

1. Агрегат безопасен в эксплуатации, поскольку зона горения полностью закрыта железным корпусом.
2. Приемлемый расход отработанного масла. На практике хорошо настроенная буржуйка с водяным контуром сжигает до 1.5 литра за 1 час для отопления 100 м² площади.
3. Есть возможность обернуть корпус водяной рубашкой и переделать печь на отработке в котел.
4. Топливоподача и мощность агрегата поддается регулировке.
5. Нетребовательность к высоте дымохода и удобство очистки.

Лирическое отступление. Поскольку турбированные масляные отопители работают практически бездымно, то сажа в небольших количествах накапливается только в чаше. Толковый мастер предусмотрит, чтобы она с легкостью вынималась.

Как сварить простую печь

Нет смысла пояснять, как сделать стандартную и самую распространенную конструкцию, изображенную ниже на сборочном чертеже. Во-первых, схема очень понятная, а во-вторых, в информации подобного рода нет недостатка.

Перейдем к более сложному варианту обогревателя с дожигателем, согнутым под 90° (угол поворота можно делать и больше, но не острее). Цель мероприятия проста – организовать отбор тепла у раскаленных дымовых газов, а не сразу выбрасывать их на улицу. Второе отличие – выдвижной ящик с маслом вместо традиционной закрытой емкости, которую неудобно чистить. Конструкция печи с размерами показана на чертеже.

Совет. Размеры труб для топливника и корпуса выбирайте в зависимости от объема обогреваемого помещения. Для обычного гаража 6 х 3 м подойдет профильная труба 80 х 80 х 4 мм, на топливный ящик возьмите размер 60 х 60х 4 мм. Сгодится и круглый металлопрокат, но с ним работать сложнее.

Пошаговая инструкция сборки печи для сжигания отработки выглядит так:

1. Нарежьте заготовки для корпуса, выдвижного ящика и дожигателя. Для последнего трубы нужно резать под углом 45°.
2. В профиле меньшего сечения выпилите болгаркой одну стенку, а по бокам приварите заглушки, чтобы получилась открытая емкость. К передней части, выступающей за борта ящика, приделайте ручку.
3. Сварите конструкцию, как показано на чертеже, просверлите воздушное отверстие сверху топливной камеры и выполните перфорацию вашей изогнутой трубы. Отопитель готов.

Несколько слов о том, как подобрать количество и диаметр отверстий дожигателя. В нашем примере его сечение составляет 80 х 80 = 6400 мм², для расчета нужно взять половину – 3200 мм². Если применить сверло 8 мм, то площадь каждого отверстия составит 50 мм². Делим 3200 на 50 и получаем 64 шт., которые надо просверлить в процессе сборки, при настройке их число вырастет.

Важный момент. Перед запуском отопительного агрегата убедитесь, что общая высота дымохода (считается от масляной камеры до среза трубы на улице) составляет не менее 5 м, в противном случае нарастите его до нужной отметки.

Один из простых способов отбора тепла – подключение печки к горизонтальной трубе длиной 3-4 м, идущей под уклоном вдоль стены помещения. Проследите, чтобы над ней и отопителем не стояли деревянные полки или канистры с горючим. Стены около печки лучше оградить листовым железом.

Теперь остается выполнить розжиг, прогрев и настройку печи. Ваша задача – добиться минимальных выбросов черного дыма на улицу, свидетельствующих о недостатке воздуха для горения. Нужно сверлить по 3-5 дополнительных отверстий в дожигателе и снова проверять работу агрегата, пока выброс не станет максимально прозрачным.

Совет. Не перестарайтесь и не наделайте много сверлений, из-за чего буржуйка станет дымить в помещение. Очень развернуто об изготовлении, настройке и обслуживании рассказывается в видео:

Делаем капельный отопитель

Чаще всего для сборки капельниц мастера-умельцы используют старые кислородные и пропановые баллоны с диаметром 220 и 300 мм соответственно. Первые предпочтительнее из-за мощных толстых стенок, способных долго служить и не прогореть. Также подойдет труба из низкоуглеродистой стали (Ст 3-10) с толщиной стенок от 5 мм.

Совет. Идеальный вариант долговечного корпуса – труба из жаропрочной нержавеющей стали, легированной хромом, молибденом или никелем (например, 15Х1МФ либо 12X18H12T) со стенкой не больше 3 мм. Возможно, такая найдется у вас или у соседа в гараже. Специально покупать ее не нужно – обойдется слишком дорого.

Металлопрокат для остальных деталей подбирайте по чертежу печи с верхней подачей отработки в зону горения. Вентилятор для нагнетания – «улитка» от салонного отопителя ВАЗ 2108 либо его китайский аналог, топливная магистраль – нержавеющая трубка диаметром 8-10 мм.

Технология изготовления такая:

1. Сделайте пламенную чашу из обрезка трубы или возьмите готовую стальную емкость. Она должна выниматься через ревизионный люк, так что не делайте поддон слишком большим.
2. Вырежьте в корпусе проемы для дымоходного патрубка и прочистного люка. В последнем сделайте обрамление и установите дверцу (можно с креплением на болтах).
3. Изготовьте дожигатель. Не торопитесь сверлить все отверстия, указанные на чертеже, выполните сначала 2 нижних ряда. Остальные доделаете в процессе настройки печи.
4. Приварите к дожигателю крышку и воздуховод с фланцем для монтажа вентилятора. Присоедините устройство топливоподачи, как это сделано на фото.
5. Соберите отопительный агрегат и подсоедините его к дымоходу.

Совет. Для большей устойчивости к корпусу не помешает приварить раму из стального профиля или уголка по примеру, изображенному на фото.

Чтобы регулировать мощность нагрева, нужно предусмотреть управление оборотами вентилятора и устройство для дозирования топливоподачи (как правило, применяют автопоилку с разрывом струи). По отзывам мастеров на популярном форуме , где обсуждаются вопросы отопления отработкой, расход горючего в печи можно контролировать визуально. Тенденция такая: если в разрыве струи масло идет каплями, то сгорает меньше 1 литра в час, а когда течет тоненькая струйка – более 1 л/час.

После розжига и прогрева отопителя необходимо настроить оптимальный режим работы. Процедура выполняется по той же схеме, что и с чудо-печкой: нужно добиться максимально прозрачного дыма из трубы путем сверления в дожигателе дополнительных отверстий. Идеальный цвет пламени – синий, нормальный – желтый, а красноватый - неудовлетворительный. В последнем случае наблюдается низкая теплоотдача, высокий расход и образование сажи. Подробности о конструкции и сборке печи смотрите в видеосюжете:

Главный вывод звучит так: если вы являетесь одновременно сварщиком и слесарем, то решите задачу по изготовлению масляной буржуйки без особых затруднений. Повозиться придется лишь с настройкой и организацией подачи отработки в капельнице.

Примечание. Автоматическое пополнение топливной емкости можно организовать и для печки открытого типа. Резервуар с отработанным маслом подключается к камере сгорания трубкой, чтобы они действовали по принципу сообщающихся сосудов.

Как вы поняли, просто сделать печь на солярке и отработке недостаточно, надо еще правильно отобрать у нее максимум тепла, не дать ему вылететь без пользы в дымоход. Практикуются следующие способы:

1. Как уже говорилось выше, можно проложить дымоход под уклоном по всей длине помещения, а потом вывести его на улицу вертикально.
2. Устроить обдув корпуса бытовым вентилятором.
3. Обварить тело буржуйки дополнительными теплосъемными ребрами.
4. Изготовить и поставить на дымоход экономайзер (в народе его называют регистром и бойлером) – теплообменник самоварного типа. Такие применяются в твердотопливных котлах и состоят из нескольких дымогарных труб, омываемых снаружи водой.

Простейший способ снять тепло с нагретого топливника – наварить конвекционные ребра

Важный момент. Обдувать корпус чудо-печки не рекомендуется по понятным причинам. Водяной контур, установленный на дымоход, нужно подключать к системе отопления с принудительной циркуляцией и расширительным баком открытого типа, чтобы уберечься от закипания. При периодической топке трубопроводы заполняются антифризом.

Схема подключения водяного экономайзера к радиаторному отоплению

Последний способ отбора тепла – для опытных мастеров. Превратите простую капельницу в – установите на корпус водяную рубашку толщиной 3-4 см и утеплите снаружи, как об этом рассказывается в последнем видео:

Монтаж, эксплуатация и сервисное обслуживание печи на отработанном масле сопряжены с определенными ограничениями и запретами, направленными на эффективное, а главное, безопасное использование отопительного оборудования на жидком топливе.

Обратите внимание! Все воздушные печи на отработанном масле предназначены для отопления помещений производственного назначения. Использование оборудования не по его прямому назначению строго исключено.

1. Не используйте печи на жидком топливе для отопления жилых помещений, бытовок для строителей, дач и домов и объектов административного назначения.

2. При кажущейся, на первый взгляд, простоте работы и конструкции жидкотопливной печи отопления, она является источником повышенной опасности. Поэтому, при проведении любых работ, связанных с отопителем, необходимо неукоснительно соблюдать требования, указанные в инструкции по эксплуатации.

3. Отопители на жидком топливе работают на отработанном масле, солярке, керосине, печном топливе. Применение других типов топлива исключено. Также запрещается сжигать трансформаторное масло, сильно загрязненное топливо, с механическими примесями, водой, тосолом, лакокрасочными материалами, бензином, растворителями, ацетоном и смазочными материалами.

4. Запрещено эксплуатировать печи на отработанном масле в местах с повышенной влажностью, в запыленных и захламленных помещениях, на открытом воздухе и в местах, где хранятся или размещаются легковоспламеняющиеся жидкости, ядовитые, или химически активные вещества.

5. Если в отапливаемом помещении имеется исключительно вытяжка (наличие мощных вентиляторов, покрасочных камер и т.д.), а нет притока свежего воздуха, то возможен эффект обратной тяги, то есть продукты горения могут попасть в помещение. Поэтому, наличие приточной и вытяжной вентиляции обязательно при использовании отопителей на жидком топливе!

6. Строго запрещено самостоятельно вносить любые изменения в конструкцию или настройки печи на отработанном масле либо ином жидком топливе.

7. Заземление при эксплуатации жидкотопливных печей - обязательно.

9. Не эксплуатируйте неисправный отопитель.

10. Не встраивайте жидкотопливную печь в систему воздушных коробов - они не предназначены для этого. За исключением тех моделей, производитель которых дает разрешение на использование с воздуховодами.

11. Не нужно пытаться сушить одежду или обувь на работающей печи, а также использовать ее в качестве плиты для приготовления пищи.

Советы по транспортировке и хранению.

12. Доставка жидкотопливного отопительного оборудования на объект должна осуществляться в строго вертикальном положении. Остальные варианты исключены.

13. При погрузочных и разгрузочных работах не допускайте резких толчков и ударов - могут выйти из строя навесные узлы отопителя.

14. Во время транспортировки защитите вашу печь на отработанном масле от атмосферных осадков.

15. При приемке отопительного оборудования убедитесь в том, что оно не повреждено. Если обогреватель поврежден, то необходимо дополнительное согласование на его дальнейшую эксплуатацию, исходя из текущих повреждений.

16. Не храните жидкотопливную печь на открытом воздухе, а также в сильно запыленных и загрязненных помещениях.

Монтаж печи на отработанном масле.

17. Монтаж отопителя на жидком топливе и его компонентов должен осуществляться специалистами, имеющими должный опыт и допуск, в соответствии с действующими нормами СНиП и СанПиН, при этом строго соблюдая требования инструкции по эксплуатации, действующими техническими стандартами и нормами, а также правилами пожарной безопасности.

18. Печь на отработанном масле должна быть установлена на абсолютно ровной поверхности. Если поверхность будет иметь неровности или перепады, то распределение отработанного масла на тарелке будет неравномерным, что может привести к некачественному горению.

19. Не запускайте жидкотопливное оборудование без дымохода, или на открытом воздухе.

20. Дымоход должен быть сложен в полном соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации на оборудование.

21. Присоединение дымохода уменьшенного или увеличенного диаметра, а также общей системе дымоходов категорически не рекомендуется.

23. Используйте стабилизатор напряжения при частых скачках напряжения.

Эксплуатация печи на отработанном масле.

24. Розжиг жидкотопливного отопителя на отработке осуществляется исключительно в холодном состоянии. Невыполнение данного условия грозит неконтролируемым воспламенением паров отработанного масла и ожогами. При повторном запуске обязательно дождитесь полного охлаждения аппарата.

26. Нельзя доливать дизельное топливо на раскаленную тарелку, а также после начала горения пламени.

27. Не отключайте печь на отработанном масле от сети во время работы вентилятора. Это может привести как к поломке самого вентилятора, а также перегреву камеры сгорания с ее дальнейшим выходом из строя.

29. КПД печи на отработанном масле зависит от множества факторов, один из которых - своевременная очистка камеры сгорания. Рекомендуем проводить техническое обслуживание камеры сгорания и чаши до ухудшения работы теплоагрегата на жидком топливе. Загрязненные аппараты работают и обогревают гораздо хуже, чем очищенные.

30. Приступая к техническому обслуживанию печи на жидком топливе дождитесь, когда она полностью охладится.

31. При ежедневном обслуживании тарелки, на которой происходило сжигание отработки, мы рекомендуем не бросать раскаленную тарелку в снег, или пытаться “отбить” несгоревшие остатки, стуча тарелкой об асфальт. Все это может привести к преждевременному выходу тарелки из строя.

32. Если в баке для хранения топлива собирается много воды/антифриза, то обязательно удаляйте данные жидкости. Их попадание вместе с отработанным маслом на чашу горения может вызвать неравномерное горение и сильное шипение пламени, что является неправильной и небезопасной работой.

Мы желаем безопасной, долгой и эффективной работы вашей печи на отработанном масле!

Никакая часть этой статьи не может быть воспроизведена в какой-либо форме и какими-либо средствами, будь то электронные или механические, и опубликована в Интернете если на это нет письменного разрешения владельца авторских прав. © ТермоАльянс, 2014.

Идея, которая предполагает использование отработанного масла в роли активного энергоносителя для обогрева, не является новой. Ввиду того, что на отработка имеется в большом количестве, возникла проблема, выраженная в необходимости утилизации. Это в особенности касается станций, которые специализируются на обслуживании грузовых автомобилей. Неудивительно, что стали появляться изделия заводского и кустарного производства, которые позволяют сжигать упомянутую субстанцию, получая тепловую энергию. В качестве одного из данных устройств выступает горелка на отработке.

Конструктивные особенности

Изготовить описанное устройство вполне можно самостоятельно. Обеспечить эффективное сжигание старых масел достаточно непросто, обусловлено это тем, что отработка из любого автосервиса представляет смесь масел разной вязкости с различным количеством примесей. В незначительных дозах там содержится антифриз, дизельное топливо и бензин. Все эти моменты учтены в конструкциях горелок, которые были изготовлены в условиях завода. В них имеются специальные фильтрующие элементы. Если же рассматривать то она не предполагает наличие фильтрования. Это обусловлено тем, что топливо в данной конструкции стекает по сферической поверхности, образуя пленку. В центральной части данной сферы имеется небольшое отверстие, диаметр которого равен 0,1-0,3 миллиметра. Эта часть необходима для подачи под давлением воздушной массы. Подобная горелка на отработке работает по принципу пробивающегося сквозь отверстие воздуха, который отсекает часть масла, стекающего по поверхности. В итоге удается получить факел, который состоит из топливовоздушной смеси, способный к воспламенению.

Отсутствие фильтрования

Объем грязи в масле способен повлиять только лишь на эффективность сжигания, конструкция при этом работает на отработке, не засорясь взвешенными примесями. Именно для этого горелка на отработке не снабжается отверстиями малого диаметра. Отверстие в данном устройстве только одно - сквозь него проходит воздух. Вместо достаточно сложной системы фильтрации горелка предусматривает подачу масла на сферическую поверхность, а излишки стекают вниз, попадая в отстойник.

Обеспечение качественного сжигания масла

Для того чтобы описываемая горелка на отработке работала максимально эффективно, сжигая масло, нужно предварительно прогреть топливо. Это требуется по двум причинам, в качестве первой из них выступает то обстоятельство, что субстанция обретает способность хорошо обволакивать основание сферы. В итоге подача воздуха способствует лучшему распределению, образуя хороший факел аэрозоля. Необходимость подогрева заключается еще и в снижении При использовании нагретого топлива гораздо проще обеспечить розжиг для устройства, а функционирование происходит при максимальном использовании энергии масла, которое выделяет большее количество тепла.

Отличие горелки Бабингтона от паяльной лампы

Довольно часто горелки, которые работают по принципу наддува, сравнивают с паяльной лампой. Их устройства имеют некоторое сходство. Тогда как принцип действия разный. В паяльной а именно бензин, находится в закрытой емкости. Он подвергается воздействию высокого давления воздуха, которое обеспечивается за счет использования ручного насоса. Воздух не подвергается смешиванию с горючим, последнее выталкивается наверх. По пути бензин прогревается, постепенно испаряясь в трубе. После этого он нагнетается в жиклер форсунки. После выхода из него бензин смешивается с воздухом, сгорает и образует достаточно мощный факел. Самодельная горелка на отработке функционирует по обратному принципу. Воздух продувается сквозь форсунку, а не масло. Топливо при этом не испаряется, а подогревается до температуры в 70 градусов, но не более.

Жидкость разгорается не полностью, некоторый объем уходит в отстойник. Самодельная горелка на отработке не может быть изготовлена из паяльной лампы, так как испарить и подать через форсунку масло в зону горения очень сложно. Стоит учесть перед изготовлением такой конструкции, что заправлять описываемый агрегат бензином неэффективно и достаточно опасно.

Технология изготовления

Благодаря простоте и распространённости горелка, предназначенная для котла на отработанном масле, изготавливается специалистами и домашними мастерами в самых разных вариациях. На первом этапе вы должны будете подобрать все необходимые материалы и инструменты, среди них следует выделить металлический тройник, который снабжен внутренней резьбой в 50 миллиметров. Этот элемент понадобится для изготовления корпуса. Пригодится и сгон, который обладает наружной 50-миллиметровой резьбой. Данная составляющая ляжет в основу сопла. Длина может быть выбрана по желанию, однако этот параметр не должен составить цифру меньше 100 миллиметров. Если вами будет изготавливаться испарительная горелка на отработке, то важно запастись еще и коленом, выполненным из металла ДУ-10. Заготовка должна обладать наружной резьбой в количестве 2 штук, которая понадобится для подсоединения топливной магистрали. Подготовьте медную трубку ДУ-10 нужной длины, которая пойдет на топливную магистраль. Длина не должна составить меньше одного метра. Полусфера или стальной шар, который будет свободно входить в тройник, понадобится для рабочей части. Металлическая трубка ДУ-10 будет необходима для подключения воздушного тракта.

Методика проведения работ

Если вами будет выполняться испарительная горелка на отработке, то необходимо будет осуществить одну достаточно точную манипуляцию, которая заключается в проделывании отверстия в центральной части сферы. Его диаметр должен составить предел от 0,1 до 0,4 миллиметра. В качестве оптимального варианта подходит цифра, равная 0,25 миллиметра. Проделать такую работу можно с использованием одного из двух способов. Первый предполагает рассверливание с помощью инструмента нужного диаметра. Если вы решите использовать второй способ, то нужно будет установить готовый 0,25-миллиметровый жиклер.

Важно помнить о том, что отверстия должны располагаться строго в центральной части, тогда как ось должна быть направлена параллельно по отношению к стенкам корпуса, а точнее тройнику. В последнем и будет монтироваться сфера. Отклонение может быть самым минимальным, в противном случае факел будет направлен в сторону, что негативно отразится на стабильном функционировании и чрезмерном расходе топлива. Опытные мастера достаточно часто сталкиваются со сложностью, которая связана с тем, что маленькое отверстие проделать весьма нелегко. Тонкие сверла будут ломаться.

Особенности выполнения отверстия

Если вам нужна горелка на отработке, чертежи до момента изготовления вы можете подготовить самостоятельно. Для того чтобы сделать калиброванное отверстие, нужно в сферическую часть автономной конструкции поставить жиклер необходимого диаметра. Для этого проделывается отверстие, диаметр которого должен оказаться меньше наружного диаметра жиклера. После происходит обработка посредством развертки. На заключительном этапе жиклер запрессовывается внутрь, а после тщательно полируется. При необходимости изготовления горелки внушительной мощности диаметр жиклера должен быть увеличен до предела в 0,5 миллиметра. В качестве альтернативного решения можно просверлить два маленьких отверстия, соблюдая между ними шаг в 7 миллиметров или больше. Как только данная операция будет завершена, горелка на отработке для котла может быть собрана.

Методика проведения работ

Если вы задумались о том, как сделать горелку на отработке, то сбоку сопла необходимо проделать отверстие, которое должно оказаться достаточно широким, чтобы осуществлять легкий розжиг устройства. Спираль нагрева масла не должна быть излишне большой, достаточно будет около 3 витков. Готовые изделия фиксируются на монтажной пластине, а после встраиваются в любой котел, в качестве которого может выступить и самодельный. После завершения работ необходимо присоединить топливную и воздушную магистраль, а затем обеспечивается подача воздуха и масла.

Если изготавливается горелка на отработке из резака, то в качестве наиболее простого метода подачи топлива выступает самотек, для чего емкость с отработанным маслом нужно зафиксировать к стене, расположив таким образом, чтобы элемент находился выше горелочного устройства. От емкости прокладывается трубка. Когда выполняется горелка на отработке из краскопульта, то для перекачки масла в данном случае используется насос. При этом впоследствии могут быть задействованы даже датчики контроля, а также блок управления. Данная технология позволяет получить горелку, которая функционирует в автоматическом режиме. Использование такого устройства является максимально безопасным.

Если вы решили произвести перевод на отработку, то в итоге можно добиться расхода топлива, который не будет превышать 1 литр в час. При этом работу нужно произвести, соблюдая технологию. Диаметр воздушного отверстия при этом должен оказаться равен 0,25 миллиметра. При функционировании черной копоти образовываться не должно, помимо этого, можно будет добиться равномерного горения факела. При необходимости настройки нужно будет переместить сферу назад или вперед. Добиться корректировки можно и методом изменения давления воздуха. С вопросом нагнетания способен справиться любой компрессор, можно использовать даже тот, что был позаимствован от холодильника. Это обусловлено тем, что рабочее давление не превышает 4 бар.

Заключение

Описанная в статье горелка является отличным решением для тех, кто имеет возможность за бесценок или совсем недорого приобретать старое автомобильное масло. При наличии определенных навыков можно встроить данное устройство в камеру сгорания, которая обладает водяной рубашкой и дымоотводом. Это позволит получить эффективный котел на отработанном масле.

К. Калейников

Утилизация отработанных масел (ОМ) - актуальная проблема. Ведь возникают большие расходы по содержанию пунктов сбора, хранения, транспортировки и переработки. С другой стороны отработанные масла являются источником тепловой энергии, пригодной для отопления общественных и производственных помещений, поскольку при их сжигании выделяется до 35 МДж/л тепловой энергии. В данной статье рассматривается способ отопления с использованием теплоты при сжигании отработанных моторных масел в потоке пиролизного газа

На сегодняшний день в мире существует много патентованных способов и оборудования для утилизации низкосортного топлива: SU 1548601, A1, 07.03.1990; RU 2079051, C1, 10.05.1997; RU 2227251, C2, 20.04.2004; US 4291636, 29.09.1981, UA 59465, С2, 15.09.2003. На рынке представлено достаточно эффективных горелок (рис. 1), печей и котлов (рис. 2) длясжигания предварительно фильтрованного ОМ, однако стоимость оборудования высока, в результате часть масла сжигается в неприспособленных котельных и печах.

Рис. 1. Горелка для сжигания отработанного моторного масла

Вопросы экологии

Производители оборудования умалчивают о проблемах защиты окружающей среды в процессе сжигания ОМ: происходит выброс в атмосферу вредных веществ. По мировым требованиям природоохранных стандартов содержание в газовых выбросах вредных веществ должно быть: пыли - не более 10 мг/м 3 , SO 2 - 50, HСl - 10, HF - 1, CO - 50, NO х - 200, диоксинов - 0,1 нг/м 3 . Содержание оксидов тяжелых металлов не должно превышать 3 мг/м 3 , в том числе кадмия, ртути, свинца - 0,1 мг/м 3 .

Анализ современных технологий сжигания ОМ выявляет ряд эколого-экономических недостатков. В частности, при этом в атмосферу выбрасывается высокодисперсная пыль (1-2 кг/м 3 ОМ) и вредные газы. В состав высокодисперсной летучей золы входят минеральные частицы и несгоревшие остатки органических веществ. Газообразные выбросы состоят из: диоксида углерода (СО 2) и водяного пара, соединений тяжелых металлов, продуктов неполного сгорания, а именно полиароматические и галоидсодержащие углеводороды. До 7% от массы сжигаемых отработанных моторных масел составляет зола, загрязненная тяжелыми металлами.

Таким образом, при утилизации ОМ следует учитывать следующие моменты:

• сжигание - это высоко технологичный сложный процесс, требующий многоуровневого очистного оборудования из-за повышенных санитарных норм;
• необходимость предварительного отстаивания после транспортировки, отделения осадка, воды и антифриза;
• большие капитальные и эксплуатационные затраты на котельное оборудование и системы воздухоочистки.

При сжигании 1 т ОМ образуется около 7 тыс. м 3 дымовых газов, в которых содержатся оксиды азота и серы, хлористый водород, полиароматические углеводороды, хлорбензол и тяжелые металлы. Последние сорбируются частицами летучей золы и в среднем содержат: алюминия - 3,1 мг/м 3 ; цинка - 2,7; свинца - 1,6; меди - 0,15; хрома - 1,4.

Методы пиролиза

В последнее время в мировой практике повышенное внимание уделяется термохимическим процессам сжигания, а именно пиролизу, как наиболее совершенному технически и безопасномуэкологически. Этот способ (по сравнению с другими) имеет ряд преимуществ: скорость реакций возрастает экспоненциально с увеличением температуры, в то время как тепловые потери растут линейно, поэтому происходит более интенсивное преобразование исходных составляющих ОМ; наблюдается более полный выход летучих продуктов; количество остатка после окончания процесса уменьшается. Однако есть много недостатков: разрушение высокотоксичных соединений внутри котла не препятствует повторному их синтезу за его пределами, необходима дополнительная очистка газов с помощью сорбционных установок.

По методу пиролиза Torrax (пиролиз со шлакованием) топливо подают сверху в котел, и под влиянием силы тяжести оно последовательно проходит зоны сушки, пиролиза, первичного горения и плавления.

Разложение органической части сырья в зоне пиролиза происходит практически без доступа свободного кислорода благодаря теплу восходящего потока горячих газов из зоны первичного горения и плавления. В нижней части котла происходит горение твердых углеродсодержащих продуктов, именно сюда подается подогретый до температуры 1100 °С воздух. Температура, необходимая для плавления неорганических компонентов, в этой зоне достигает 1650 °С. Образующийся расплав непрерывно выводится из реактора в шлаковую ванну, а газообразные продукты при температуре 430 - 480 °С выводятся из реактора и направляются в камеру сгорания.

В описанном способе введения тепла в котел исключить попадание свободного кислорода в зону пиролиза можно только при сжигании топлива с недостатком кислорода, поэтому получить стабильно высокие температуры, которые обеспечивали бы расплавление всех неорганических компонентов, в таких условиях трудно. В связи с этим не все минеральные компоненты отходов расплавляются. За счет этого дестабилизируется процесс в целом.

Газообразные продукты пиролиза, которые выводятся из котла при температуре 430-480 °С непригодны для непосредственного использования из-за большого количество масел, влаги, других окислителей. Для получения товарного энергетического газа проводят его многоуровневое очистку и, в результате, получают газ, содержащий: водорода - 11,2%; метана - 1,9; других углеводородов - 0,8; оксида углерода - 10,3, диоксида углерода - 10,5; кислорода - 3 и азота - 62,3%. Такой химический состав газа свидетельствует о низком его качестве, что обусловлено высоким содержанием балластных примесей (N 2 , СО 2) и сложных углеводородов, в состав которых входит бензапирен (С 20 Н 12). Поэтому улучшить качество газа и очистить его от вредных химических примесей по данному методу невозможно.

По методу Purox (с подачей кислорода) отходы также подаются в верхнюю часть котла, а в нижнюю его часть вдувается кислород, а не воздух. При взаимодействии кислорода с твердым углеродсодержащим остатком пиролиза получают рабочую температуру в нижней зоне реактора равную 1650 °С. Это обеспечивает плавление неорганических компонентов отходов, а горячие газы, которые получаются в результате горения углеродистого остатка, поднимаясь вверх по высоте реактора, обеспечивают пиролиз отходов и их подсушивание. Из зоны пиролиза газ отсасывается при температуре около 100 °С, с высоким содержанием влаги, масел и других балластных компонентов, то есть газ непригоден для непосредственного использования. После многоуровневой очистки газ содержит: водорода - 24%; оксида углерода - 40; метана - 5,6; других углеводородов - 5,4; диоксида углерода - 24 и азота - 1%.

Рис. 2. Котел, работающий на отработанном масле

Наличие большого количества примесей в газе при выходе из зоны пиролиза обусловлено образованием при температурах 200-300 °С токсичных соединений в смеси с другими летучими веществами. Потому что, поднимаясь вверх навстречу топливу, которое подается сверху, и частично остыв, они выводятся из реактора, без химических превращений, а температурные условия для дальнейшего их разложения отсутствуют. При этом невозможно: обеспечить стабильное плавление неорганических компонентов произвольного химического состава без нарушения технологических основ процесса пиролиза; предотвратить разведение производимого газа маслами, влагой и окислителями; обеспечить обезвреживание образованных в процессе пиролиза токсичных соединений, улучшить качество производимого энергетического газа, а также повысить стабильность протекания процесса и его экологическую безопасность.

Метод «Пироксел» базируется на таких процессах: сушка, пиролиз, сжигание, электрошлаковая обработка, химико-термическое обезвреживание газов. Данная технология имеет ряд преимуществ: высокотемпературная обработка топлива без предварительного фильтрования, практически не остается отходов после переработки, которые необходимо отдельно захоронить. Также есть в этой технологии и недостатки: переработка небольших объемов отходов и большой расход электроэнергии.

Возможно также проводить сжигание распыленной водомасляной эмульсии в закрученном двухфазном потоке пиролизного газа. При этом ОМ вводят в топку в зону пиролиза для разложения органической составляющей. Оптимальная концентрация водной фазы составляет 12-15%. Управляющие параметры процесса горения следующие:

• отношение объема избыточного воздуха к объему водяного пара, который испаряется из эмульсии (коэффициент а);
• внутренние источники тепловой энергии, которые влияют на рабочую температуру реакций, происходящих на границе окислительно-восстановительной зоны.

Для оценки эффективности данного метода проведено математическое моделирование по заданным значениям управляющих параметров и известному элементному составу отработанного масла. Математическая модель строится на основе баланса составляющих ОМ, заданного коэффициента а и уравнений Гиббса для термодинамического равновесия реакций, происходящих в окислительно-восстановительной зоне при фиксированной температуре. Полученные модели позволили выбрать рациональные режимы протекания процессов горения эмульсий с ОМ и определить состав пиролизного газа при заданной температуре процесса.

© 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.

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 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:

1. Технически сложна: используются точные металлические детали, требующие для изготовления станочного парка;
2. На неочищенной отработке сразу выходит из строя, поэтому делать эжекционную горелку на отработке, не обзаведясь фильтровальной топливной станцией, бессмысленно;
3. 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.
4. Требует снабжения управляющей автоматикой, т.к. весьма чувствительна к свойствам и качеству топлива, которые и у очищенной отработки нестабильны;
5. 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.:

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.:

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.

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.