Горелка на жидком топливе своими руками

При эксплуатации автомобильного и тракторного транспорта образуется значительное количество отработанного масла. Согласно экологическому законодательству, это масло нельзя выливать на землю или в канализацию, а необходимо утилизировать на специальных предприятиях, неся при этом ощутимые для бюджета издержки. Изобретение Роберта Бабингтона позволяет решить эту проблему, используя отработку для отопления помещений или для нагрева технологических установок. Его горелка, будучи несложной по конструкции и доступной для изготовления домашнему мастеру, отличается надежностью и высокой энергоэффективностью.

Что представляет собой горелка Баббингтона

Конструкция горелки Баббингтона на жидком топливе достаточно проста для того, чтобы ее можно было своими руками изготовить в домашней мастерской. Горелка на отработке имеет следующие основные узлы и детали:

• емкость с отработкой;
• топливопровод;
• топливный насос; включенный в разрыв топливопровода;
• полусфера с отверстием малого диаметра;
• воздушная форсунка, выходящая в это отверстие;
• поддон для стекающего топлива.

Схема устройства горелки

Топливопровод оканчивается на некоторой высоте над полусферой, отработка стекает по ней и испаряется, пары вовлекаются в воздушную струю, образуя топливную смесь. Не успевшее испариться топливо попадает в поддон, а из него по системе труб — обратно в топливную емкость.

Несмотря на кажущуюся простоту устройства, для его эффективной и, главное, безопасной работы требуется точно изготовить основные детали и правильно расположить их друг относительно друга. Поэтому лучше скачать готовые чертежи горелки Бабингтона и следовать указанным в них размерам.

Принцип работы

В большинстве известных масляных горелок масляно-воздушную смесь подается через жиклер под давлением. В отличие от них, в системе Бабингтона масло подается насосом малого давления и свободно стекает по поверхности, имеющей форму сферы или близкой к ней. Топливо образует тонкую пленку и испаряется, увлекаемое потоком воздуха, подаваемым под давлением в небольшое (до 0,3 миллиметра) отверстие в центре сферы. Пары масла и воздух перемешиваются, образуя факел топливной смеси. Этот факел поджигается и нагревает то, что следует нагревать — стенки печи или жидкостный теплообменник бойлера.

Часть масла не успевает испариться и сгореть и стекает ниже отверстия, попадая в поддон для сбора топлива. Далее отработка перетекает из поддона в топливный бак и используется повторно.

Для повышения текучести и испаряемости отработки ее подогревают. Подогретая отработка распыляется на капельки меньшего объема, что также повышает качество топливной смеси и общую эффективность устройства.

Как сделать горелку на отработке

Для того чтобы сделать горелку на отработанном масле своими руками, потребуется:

• крестовина для водопроводных труб с внутренней резьбой, диаметром 2 дюйма;
• кусок двухдюймовой трубы с нарезанной внешней резьбой, длиной 15-20 см;
• медная трубка диаметром 10 миллиметров для подачи топлива;
• металлическая трубка для подачи воздуха;
• компрессор 2-4 бар;
• масляный насос;
• фитинги для присоединения топливопровода;
• вентиль для топливной магистрали для регулировки поступления топлива;
• полусфера — латунная мебельная ручка или сферическая гайка.

Детали для сборки горелки на отработке

Насос подойдет от любого легкового автомобиля или мотоцикла, его приводной вал надо будет соединить с электродвигателем. Компрессор лучше всего взять от хододильника- они приспособлены к продолжительной работе.

Трубка вкручивается в одно из отверстий крестовины, в противоположное ввинчивается заглушка с закрепленной на ней полусферой таким образом, чтобы она находилась в центре крестовины. Сзади через заглушку к полусфере подводится трубка подачи воздуха.

В верхнее отверстие крестовины крепят топливопровод, из которого отработка будет капать на полусферу. Нижнее отверстие выводят в поддон для сбора несгоревшего масла. Все основные узлы горелки на отработанном масле, собранной своими руками:

• крестовину в сборе;
• компрессор;
• топливный бак;
• насос;
• блок питания и управления;

закрепляют на раме, сваренной из стального уголка.

Горелка на отработке своими руками

Делаем форсунку горелки на отработке

Форсунка — самый ответственный элемент конструкции горелки для отработки, собранной своими руками. Точность ее изготовления определяет топливную эффективность и безопасность системы. Чем больше отверстие форсунки-тем мощнее получится горелка.

Кроме того, очень важно, чтобы канал поступления воздуха был ровным и гладким — тогда форма факела будет оптимальной. Наилучшим вариантом будет использование готового жиклера с отверстием нужного диаметра, например, от газовой плиты или карбюратора.

Но можно и просверлить отверстие на сверлильном станке. Использование ручной дрели не рекомендуется из-за трудности обеспечения соосности отверстия.

Полусферу можно сделать из мебельной ручки подходящего диаметра или из полусферической гайки. Форсунку надо смонтировать заподлицо с поверхностью полусферы. В самом крайнем случае используют просто выгнутую на правиле полоску металла с приваренным к ней жиклером.

Мощность получившейся горелки можно с известной погрешностью оценить заранее. Горелка с одним отверстием 0,3 мм сможет выдать примерно 16 квт тепловой мощности. Если требуется большая мощность, то лучше не увеличивать диаметр отверстия, а сделать их несколько, на расстоянии не менее 8 мм друг от друга. Практика показала, что из отверстия больше 0,3 мм воздушный поток становится турбулентным, хуже захватывает пары отработки, и тепловая эффективность устройства падает.

История появления горелок на отработанном моторном масле

Горелки на отработке получили массовое распространение в нашей стране во второй половине 20 века. Население искало недорогой способ обогрева помещений.

Использование отработки, которая не стоила практически ничего, было весьма выгодным по сравнению с покупкой угля, дров и даже торфа, не говоря об отоплении газом или электричеством. Из-под рук домашних мастеров выходили более или менее экономичные и безопасные устройства.

Принцип их действия напоминал широко известный керогаз, работавший на керосине. Керосин испарялся, а пары его сжигались в отдельной пиролизной камере.

Главной проблемой таких устройств была сильная копоть и резкий неприятный запах из-за неполного сгорания топлива. Чтобы избежать этого, топливо сначала разлагали на фракции при высокой температуре, а потом дожигали эти фракции по отдельности.

В 1969 году английский изобретатель Роберт Баббингтон получил патент на свою печь, первоначально предназначая ее для работы на солярке. По истечении срока действия патента конструкция стала доступна для повторения, как промышленными предприятиями, так и домашними мастерами. Самодельная горелка на отработанном масле конструкции Баббингтона намного экономичнее и безопаснее других конструкций горелок.

Достоинства и недостатки горелки на жидком топливе

Горелка на отработке конструкции Баббингтона имеет целый ряд преимуществ:

• Простота конструкции, отсутствие подвижных частей.
• Доступность для изготовления в домашних условиях.
• Доступность в Сети хорошо просчитанных и точных чертежей.
• Исключительная дешевизна топлива. Предприятия, владеющие большим парком автомобильной и тракторной техники, смогут существенно сэкономить на отоплении и одновременно на утилизации отработанного масла.
• Высокая энергоэффективность. Другие горелки на отработке тратят заметно больше топлива в расчете на один киловатт тепловой энергии.
• Малые габариты позволяют встраивать горелку в уже существующие системы отопления без их существенных переделок.
• Высокая степень пожарной безопасности.

Кроме указанных достоинств, горелка обладает и рядом недостатков.

• Чувствительность топливного тракта к загрязнениям. Отработку обязательно придется отфильтровать.
• Необходимость электропитания для работы топливного насоса и воздушного компрессора.
• Неприятный запах при работе. Горелку лучше не использовать в помещениях постоянного пребывания людей или сельскохозяйственных животных либо потребуется обеспечить надежный отвод продуктов горения.

Горелка на отработке в быту

В целом достоинства значительно перевешивают недостатки, и горелка Баббингтона приобретает все большую популярность.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Как видно из названия, данная безнапорная горелка предназначена для установки в печах, котлах, при использовании в качестве топлива солярное масло (солярку), керосин или печное топливо. В принципе любую печь можно приспособить под эту горелку, после небольшой переделки.

Суть переделки заключается в том , что замес-то колосниковой решетки в печь устанавливается глухой под (лист металла ) с горелкой и вся тяга в печи происходит через центр горелки для жидкого топлива (см. чертеж установки горелки в печи ниже), без выполнения этого условия горелка работать не будет.

Конструкция безнапорной горелки на жидком топливе.

Ниже приведены чертежи горелки для жидкого топлива.

Рис. 1 Общий вид безнапорной горелки для сжигания жидкого топлива.

Конструктивно горелка состоит из 4 основных деталей , рассмотрим каждую в отдельности.

Рис. 2 Первая деталь гарелки, можно использовать отрезок стальной трубы диаметром 219 мм., а в середину отлично подходит труба диаметром 57 мм.

Рис. 3 Вторая деталь горелки. Если не найдете готовую сетку, придется сверлить отверстия, хотя проблем невозникнет, металл всего 0,7 мм.

Рис. 4 Третья деталь горелки. Обычное металлическое кольцо.

Рис. 5 Четвертая деталь горелки.

По конструкции , думаем проблем возникнуть не должно, она довольно простая. Немного о принципе действия.

Принцип работы горелки для жидкого топлива.

Пары солярового масла воспламеняются и начинают гореть после того, как на выступающую часть испарительного резервуара забросят горящую ветошь или хлопок, пропитанные керосином. При этом происходит испарение паров солярового масла, воспламенение их и усиленный подсос воздуха через мелкие отверстия, высверленные в боковых поверхностях верхнего и нижнего цилиндров.

Регулировка процесса горения осуществляется путем увеличения или уменьшения количества поступающего топлива. Подачу топлива можно регулировать обычным топливным краном. Для точной регулировки хорошо подходит зажим с медицинской капильницы, (регулирует подачу лекарства больному). Подачу топлива необходимо осуществлять , естественно с помощью гибкого бензостойкого шланга.

Немаловажный вопрос -расход топлива. Средний расход топлива данной горелки 0,2-0,4 литра в час.

Немного о мощности данной горелки. При использовании данной горелки в обычном металлическом отопительном котле, в зимний период времени и площади отапливаемого помещения 240 метров квадратных ( в качестве эксперимента),нагрев воды в радиаторах отопления выше 50 градусов горелка осилить не смогла. Но она для этого и не предназначена, а вот для отопления дачных домов, небольших жилых домов вполне пригодна.

Расположение и установка горелки для сжигания жидкого топлива в печи.

Как было сказано выше, вся тяга в печи должна проходить через центр горелки.

Для того что бы этого добиться и переоборудовать печь поджидкое топливо, необходимо за место колосниковой решетки установить сплошной лист металла (на раствор, для исключения подсоса воздуха) с единственным отверстием под центр горелки.

Если печь только строится, то горелка монтируется непосредственно в кладку.

Пример установки печной горелки на жидком топливепредставлен на рисунке 6.

Рис. 6 Пример установки горелки на жидком топливе в топке печи.

Установка горелки в котел вызывает определенные трудности,так как в котле труднее добиться исключения подсоса воздуха, но вполне возможна,используя металл, уложенный на асбестовыйлист, вырезанный по контуру в виде рамки.

При использовании отработанных масел для отопления частного дома возникает вечная проблема – предварительная подготовка горючего, очистка от примесей и воды. Упростить задачу поможет горелка Бабингтона, сжигающая отработку и другое жидкое топливо любого качества. Поскольку ее конструкция и принцип работы вызывает немалый интерес, рассмотрим эти вопросы в данном материале. Заодно расскажем, как сделать «всеядную» масляную горелку своими руками.

Принцип работы горелки Бабингтона

Несколько слов об истории изобретения. Рассматриваемый способ сжигания тяжелых фракций жидкого топлива появился относительно недавно – в середине прошлого века. Если точнее, то изобретатель Роберт С. Бабингтон (R.S. Babington) запатентовал свою горелку на дизельном топливе в 1969 году. Однако, срок действия патента давно истек и теперь ее устройство доступно всем интересующимся.

Изобретение Бабингтона по принципу работы в корне отличается от традиционных масляных горелок, где смесь воздуха и топлива впрыскивается форсункой под давлением:

1. Отработка или дизель подается из бака насосом малой производительности.
2. Топливо капает на рабочую поверхность – сферическую или наклонную. По ней горючее стекает вниз, образуя тонкую пленку.
3. В центре указанной поверхности проделано отверстие малого диаметра (не более 0.3 мм), сквозь которое компрессор нагнетает сжатый воздух.
4. Горелка Бабингтона на отработанном масле работает по следующему принципу: поток сжатого воздуха, выходящего через малое отверстие под давлением, отрывает часть масляной пленки от поверхности.
5. В результате получаем струю топливовоздушной смеси, которая после розжига образует устойчивый факел пламени. Он направляется в топку печи или котла, нагревая стенки камеры либо водяную рубашку. Ниже на рисунке показана схема работы горелочного устройства:

Поскольку часть топлива течет мимо отверстия, организован сток обратно в бак

Здесь хорошо видно, что несгоревшие остатки отработанного масла стекают с полусферы в специальную емкость, а оттуда — обратно в главный бак. Из него топливо поступает на сжигание уже под небольшим давлением, причем предварительно подогревается для разжижения. Как видите, никаких фильтрующих элементов конструкцией не предусмотрено.

Подогрев отработанного масла или дизельного топлива перед сжиганием горелкой Бабингтона очень важен и вот почему:

1. Нагретая отработка разжижается и образует более тонкую пленку на рабочей поверхности, которая хорошо распыляется потоком воздуха. Это способствует более эффективному горению.
2. Чем мельче капельки жидкого топлива, взвешенные в струе, тем легче произвести розжиг котла или печи Бабингтона в ручном/автоматическом режиме.

Справка. Найти и купить готовую горелку Бабингтона в заводском исполнении нереально. Известные производители масляных и дизельных агрегатов, например, KROLL или EURONORD, таковых не производят. Выход один – заказать горелку хорошему мастеру или же сделать ее самому.

Плюсы и минусы горелки Бабингтона

Особенность этого типа горелочных устройств состоит в том, что их позитивные и негативные стороны уравновешивают друг друга. Как вы уже могли догадаться, главное преимущество – использование тяжелых видов жидкого топлива любого качества. Даже при большом количестве примесей в отработанном масле самодельная горелка с воздушным наддувом будет исправно функционировать (в отличие от других печей, сделанных для использования подобного горючего).

Не помеха и наличие в отработке воды или автомобильного антифриза (в разумных пределах), хотя небольшие сбои могут иметь место. Дело в том, что сила поверхностного натяжения воды выше, чем у жидких углеводородов. Соответственно, пленка из отработки легче отрывается от рабочей поверхности под воздействием воздушного наддува в горелке Бабингтона. Если в масле имеется немного воды, то последняя практически не попадает в зону горения, а стекает вниз, в отстойник.

Совет. Злоупотреблять «всеядностью» горелочного устройства все же не стоит. Лучше перед применением отработку прогнать через грубый сетчатый фильтр.

Другой приятный для пользователя факт – большой выбор используемых видов жидкого горючего. Правда, при переходе с одного на другое придется перенастраивать горелку по дозировке топлива и воздуха. Вот перечень этих видов:

• отработанные масла и ГСМ любого происхождения и вязкости – из автомобилей, станков и прочих машин и механизмов;
• солярка и биодизель;
• свежие, старые и перегоревшие растительные масла;
• мазут;
• светлое печное топливо, керосин.

Отработанное масло предварительно нагревается в трубке, опоясывающей корпус горелки

Теперь о недостатках, коих тоже хватает:

1. Масляная горелка Бабингтона — устройство относительно простое. А вот система дозированной подачи и стока горючего выйдет посложнее. В схеме участвует 2 емкости, насос и топливный тракт с регулировкой интенсивности горения. Важно обеспечить качество соединений, иначе масло начнет подтекать.
2. При использовании жидких видов топлива, особенно отработки, в котельной редко бывает чисто. Надо понимать, что грязь и запахи в помещении топочной неизбежны. Недостаток проявляется в процессе настройки горелки Бабингтона для совместной работы с самодельной печью или котлом. Сюда же относится перенастройка оборудования для перехода с отработки на дизельное, мазутное или растительное топливо.
3. Изредка при работе горелки возникают сбои из-за того, что засоряется сопло, точнее, крошечное отверстие для воздуха. Скорее всего, причина кроется на стороне компрессора. К примеру, изношенность поршневой группы приводит к попаданию масла из картера в сопло и может стать причиной сбоев.

Отдельно стоит упомянуть о мерах пожарной безопасности. При выполнении работ, связанных с установкой масляного горелочного устройства, рекомендуется держать под рукой огнетушитель. Последний должен постоянно находиться в помещении котельной.

Как сделать горелку самостоятельно

Чтобы понимать, как сделать горелочное устройство Бабингтона, нужно изучить его конструкцию по чертежам. Таковых на просторах интернета можно отыскать немало, но для изготовления лучше перенять опыт специалистов и взять в работу проверенный прототип. Ниже представлен чертеж горелки, сделанной и испытанной одним из опытных участников одного из специализированных форумов:

Теперь несколько слов о том, из чего можно смастерить агрегат по этому чертежу. Автор в качестве корпуса использовал обычный стальной тройник с резьбами для присоединения труб диаметром 2 дюйма (ДУ50). Вместо тройника сгодится и крестовина такого же размера. Остальные элементы – в соответствии с перечнем:

Любая металлическая деталь с полусферическим концом может выступать форсункой

Полусфера или полый шар для горелки Бабингтона. Вариантов несколько – начиная от дверной ручки из латуни и заканчивая различными сферическими гайками.

Сопло – сгон из металлической трубы с наружной трубной резьбой, длина – 150—200 мм.

Медная трубка диаметром 10 мм для топливного тракта.

Трубка металлическая для организации подачи воздуха. Диаметр – не менее 10 мм.

Фитинги резьбовые, служат для присоединения медной трубки к корпусу.

Также понадобится небольшой насос для перекачки отработанного масла. С этой задачей неплохо справляются агрегаты от автомобиля ВАЗ или мотоцикла, нужно только обеспечить их вращение от электродвигателя. Компрессор подойдет любой маломощный, в том числе от холодильника, поскольку давление в воздушном тракте должно быть небольшим (номинальное — около 2 Бар, максимум – 4 Бар).

Совет. Для дозирования или перекрывания топливной магистрали на ней стоит установить специальный вентиль.

Важная операция – просверлить в импровизированной форсунке калиброванное отверстие очень малого диаметра. Но сначала необходимо подобрать сверло требуемого размера, ведь от величины отверстия будет зависеть мощность будущей самодельной горелки Бабингтона. О расчете мощности будет сказано в следующем разделе, а о том, как самому сделать маленькое отверстие, подробно показано на видео:

Подбор мощности

Фокус в том, что самостоятельно произвести такой расчет по формулам довольно затруднительно. Есть данные, полученные на практике, и они гласят, что разные мастера-умельцы делают одно или несколько отверстий диаметром от 0.1 до 0.3 мм. Есть и более точная информация: если изготовить горелку с 1 отверстием размером 0.25 мм, то получится добиться мощности котла до 15 кВт (в зависимости от вида топлива).

Совет. Не стоит сверлить отверстие слишком большого размера (более 0.3 мм), это приведет к ухудшению распыления и сгорания отработки. Кроме того, устройство будет сложнее разжечь, да и расход жидкого топлива неоправданно увеличится.

Опираясь на эти данные, можно подобрать тепловую мощность агрегата количеством отверстий. Чтобы выйти на 30—35 кВт, придется просверлить не 1 отверстие на 0.25 мм, а два. Причем расстояние между ними нужно выдержать не менее 8 мм, чтобы факелы топливовоздушной смеси не гасили друг друга. По опыту, при работе горелки Бабингтона на отработке через одно отверстие 0.25 мм приблизительный расход масла в максимальном режиме составит до 2 л в час.

Рекомендации по изготовлению

Когда отверстие готово, к шару надо прикрепить трубку подачи воздуха и установить его внутрь тройника. Для герметичного вывода трубки из корпуса придется изготовить резьбовую заглушку. В ней просверливается отверстие, куда и вставляется трубка. Сверху в тройник методом пайки врезается штуцер, а к нему присоединяется медная магистраль топливоподачи. Для подогрева отработанного масла перед сжиганием используем такие способы:

1. В бак, откуда происходит подача отработки на полусферу, встраивается электрический ТЭН с терморегулятором.
2. Трубка, ведущая из бака, делает несколько витков вокруг разогретого сопла, за счет чего проходящее по ней топливо разогревается.

К тройнику сначала прикручивается сопло, а потом на него надевается предварительно согнутая в спираль медная трубка. А уж потом она подключается к штуцеру. Кстати говоря, в сопле следует проделать 2 отверстия диаметром не менее 8 мм для поступления вторичного воздуха. Подробное описание, как изготовить горелку Бабингтона самому, дано в представленном ниже видео:

Нижний выход из тройника предназначается для стекания отработанного масла в бак-отстойник. Его можно расположить прямо под горелкой, но это не эстетично и небезопасно, — пламя слишком близко. Лучше отнести бак в сторону, а для отвода отработки придумать штуцер с резьбовой пробкой и трубкой. Тот, кто силен в области электроники, может приладить к горелке комплект автоматики розжига и безопасности с контроллером.

Электрический розжиг может обеспечиваться одной или двумя автомобильными свечами зажигания, вкрученными в начале сопла. Это даст возможность останавливать и запускать котел в автоматическом режиме, перекрывая и возобновляя подачу отработанного масла и воздуха в горелку. Контроллер может получать сигналы от датчика пламени, температуры воды в котле и уровня топлива в баке и на их основании отключать насос и закрывать клапан топливной магистрали.

О переделке паяльной лампы на отработку

Некоторые домашние мастера, изучив принцип работы горелки Бабингтона, пытаются переделать под сжигание отработанного масла обычную паяльную лампу. Цель – удешевление и упрощение изготовления, ведь процессы в этих двух устройствах якобы схожи. Такое мнение ошибочно, так как паяльная лампа функционирует иначе, нежели описанная здесь самодельная горелка.

В лампе воздух нагнетается в бачок с бензином с одной целью – вытолкнуть его и подать к форсунке. При этом горючее проходит стадию нагрева и испарения. Форсунка подает в зону сжигания уже пары бензина, жидкость там можно наблюдать только на стадии розжига, когда «голова» паяльной лампы еще не прогрелась. Отработанное же масло испарить не удастся и форсунка будет подавать его в виде крупных капель, что не способствует нормальному горению. Да и сечение жиклера быстро засорится от различных примесей.

Вывод прост: переделать паяльную лампу для сжигания тяжелого жидкого топлива не удастся.

Заключение

На данный момент универсальная горелка, работающая по принципу Бабингтона, — это прерогатива мастеров–самодельщиков. Хотя она обладает массой достоинств, известные бренды не торопятся налаживать производство подобных агрегатов. Можно предположить, что причиной тому – пожарная опасность такого изделия и слишком высокая прогнозируемая цена из-за сложной системы подачи топлива с воздухом.