Испаритель масла своими руками

Как сделать горелку Бабингтона

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.

Источник

Капельная печь: виды, схемы, изготовление самостоятельно, нюансы

Автор: Колесников Юрий Фёдорович, инженер-теплоэнергетик*

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

Горелка или печь?

Самодельная капельная печь на отработке

Проблема утилизации отработанного моторного, трансмиссионного и гидравлического масла (отработки) в мировом масштабе еще далека от решения. Один из способов использовать отработку – сжечь ее, получив даровое тепло. Однако отработка – энергоемкое, но грязное и нестабильное по свойствам топливо. В горелках, позволяющих сжигать отработку полностью, применяется наддув, очистка, обезвоживание и подогрев топлива, что делает их энергозависимыми, технически сложными и требующими квалифицированного обслуживания. Мастера-любители уже довольно долго делают печи на отработке с безнапорными горелками: в них масло тихо горит непосредственно в расходном баке, испаряясь, а пары поступают в камеру сгорания (дожигатель), где смешиваются с вторичным воздухом и сгорают. За годы эксплуатации печи на отработке с безнапорными горелками показали себя достаточно экономичными, но еще более опасными; доходит до взрывов. Капельная печь правильной конструкции пожаробезопасна: свидетельства тому прошедшие соотв. сертификацию промышленные образцы; только из отечественных на рынке присутствуют ЖАР-25 стандарт/автомат, полуавтоматические НТ 602-605, НТ 612, ВН-Ж-90-П/Н, Тепламос Т-603 (Теплон) и др. Вместе с тем капельная печь конструктивно проста и может быть выполнена полностью энергонезависимой. Поэтому умельцы сейчас занялись капельными печами весьма плотно и создают конструкции порой весьма замысловатые (см. рис. справа). Однако хорошую капельную печь возможно сделать гораздо проще, а по эффективности сжигания неочищенной обводненной отработки она может вплотную подойти к такому хитрому устройству, как горелка Бабингтона.

Почему отработка?

Капельная подача топлива широко используется в теплотехнике, если требуется тепловая мощность прим. до 15 кВт. Принцип действия капельной печи прост: жидкое топливо капает в нагретый испаритель, в который подается первичный воздух. Каждая капля испаряется и частично сгорает тут же, поддерживая температуру испарителя. Остальные пары топлива поступают в камеру сгорания с притоком вторичного воздуха, где и сгорают полностью. Таким образом, в капельных печах осуществляется 2-х ступенчатое сжигание топлива. В отличие от печей с безнапорными горелками, где топливо греет до испарения только само себя, в капельных часть тепла от сгорания каждой капли расходуется на подогрев довольно массивного испарителя, что и определяет их меньшую экономичность. Но и способы минимизировать этот недостаток существуют, см. далее.

Предельная мощность капельной печи во многом определяется свойствами топлива: если, чтобы получить заданное количество тепла, топливо нужно пускать струйкой, печь становится пожаро- и взрывоопасной. Отработка в этом отношении хороша тем, что ее вязкость и поверхностное натяжение велики, т.е. капли отработки возможно получить частые и крупные. Существенно хуже по данным параметрам дизтопливо, хотя печку на отработке и дизеле сделать все же можно, см. далее. На легком жидком топливе капельные печи не делают – опасно. Мазут и нефтешлам слишком ценны как топливо, а источники тяжелых топлив промышленных масштабов стабильны, чтобы сжигать их как попало.

Схемы капельных печей

Разновидностей промышленных устройств для капельного сжигания жидкого топлива известно довольно много, и регулярно появляются новые патенты. Но домашнему мастеру и/или владельцу автомобиля в не отапливаемом гараже сразу так рыться в них не стоит: сложно, энергозависимо, дорого.

Капельная печь, доступная для изготовления любителями, может быть построена по одной из след. схем (см. рис.):

1. С фитильной горелкой (испаритель заполнен пористым наполнителем);
2. С «мокрой» чашей;
3. С жаровой (пламенной) чашей-испарителем и нижней подачей топлива;
4. То же, с верхней подачей топлива.

Схемы устройства капельных печей на отработке

С фитилем

Под капельную с фитильной горелкой можно приспособить любую печку-буржуйку, т.к. испаряются не сами падающие капли топлива, а его запас в горячем пористом наполнителе. Для запуска в испаритель наливают немного топлива, поджигают, а когда наполнитель разогреется (что видно по выкипанию остатков растопки и появлению чистого пламени взамен чадящего), пускают капель. Мощность капельных печей с фитильным испарителем не превышает 6-8 кВт, иначе слишком частые капли остужают наполнитель и печку приходится запускать заново. Если же печь оставлена без присмотра, то от избыточной капели испаритель переполнится и наружу потечет топливо; возможно, горящее. Это серьезный недостаток капельных печей с фитильным испарителем. Другой – они не обладает свойством саморегулирования; капель для отработки из разных партий нужно каждый раз выставлять вручную.

Наполнитель

КПД капельно-фитильной печки во многом определяется, во-первых, наполнителем горелки. Идеальный вариант – обломки костей животных, они задерживают в себе всю грязь из топлива. Благодаря самодельной печке с костным наполнителем горелки стала возможной совершенно невероятная история.

Во время известной антарктической экспедиции Роберта Скотта ее северная партия оказалась накануне антарктической зимы отрезанной от базы. У ее участников кончалось продовольствие, спички, топливо. Не было теплой одежды и соли. Люди вырыли в снегу пещеру и соорудили печку-жирник из большой консервной банки, но работала она плохо – почти не грела и потребляла много тюленьего жира (ворвани). Тогда один из них, простой матрос, имя которого заслуживает упоминания – Гарри Дикасон – и придумал наполнять испаритель тюленьими костями. Северная партия в полном составе (6 человек) пережила зиму, а весной, пешком, таща на себе сани, проделав почти 600 км, вернулась на базу, где их все считали давно погибшими. Об этом один из участников северной партии Реймонд Пристли написал книгу «Антарктическая одиссея» (Raymond Priestly, “Antarctical Adventures”». Имейте в виду, вдруг окажетесь в экстремальной ситуации.

Похожими свойствами обладает наполнитель из крошки шамотного кирпича. Не шамотного мертеля, а именно мелко битого кирпича. С ним капельно-фитильная печь развивает свои предельные 8 кВт, т.к. теплоемкость шамота велика. Битый красный рабочий в меру отожженный кирпич несколько хуже, т.к. менее порист, а пережженный кирпич-железняк и клинкерный не годятся. Но любой наполнитель испарительной фитильной горелки довольно быстро отравляется грязью из топлива, и менять его нужно регулярно.

Корпус

Конфигурация корпуса капельно-фитильной печи сильно влияет не ее КПД: такая печка из буржуйки будет весьма прожорливой. Здесь идеальный вариант – промышленный газовый баллон, напр., кислородный; под высоким сильно выпуклым сводом пары топлива успешно догорают, прежде чем выйти в дымоход. Капельная печь из промышленного газового баллона хорошо подойдет для гаража благодаря своей компактности. Выход в дымоход (диаметр 100 мм; высота от 4 м) делают на уровне прим. 2/3 высоты баллона. Под горелкой оставляют 120-150 мм. На уровне 60-80 мм ниже ее днища в баллоне по кругу насверливают 12-16 отверстий диаметром 10 мм для доступа воздуха, это вместо поддувала (топочная дверца должна закрываться плотно). В днище баллона делают резьбовое отверстие под пробку для слива конденсата.

Примечание: чаша и система подачи топлива – такие же, как у прочих капельных печей, см. далее.

С мокрой чашей

Для успешной работы капельной печи с «мокрой» чашей в ее испарителе должна гореть лужица масла. В сущности, получается маленькая печка с безнапорной горелкой, подпитываемая по капле, дающая пары в большой дожигатель. Однако КПД ее хуже, т.к. часть вторичного воздуха (увлекаемого пламенем в чаше), проскакивает в дымоход, увлекая за собой пары масла. Верхний тут дымоход или боковой, в данном случае значения не имеет. Кроме того, первичный воздух омывает чашу-испаритель, охлаждая ее.

Достоинство данной печи – некоторая способность к саморегулированию. Если пламя в чаше слишком разгорится, то оно же уменьшит поток вторичного воздуха в дожигатель. Поскольку тихое горение масла в чаше требует воздуха немного, уменьшится приток первичного и пламя сникнет. Но пределы саморегулирования небольшие, и при переходе на отработку из другой партии капельницу (см. далее) нужно перенастраивать.

Самодельная капельная печь с контуром воздушного отопления с принудительной циркуляцией

Другое достоинство данной печи – возможность встроить в нее горизонтальный воздушный теплообменник. Печка, с наддувом контура воздушного отопления от маломощного вентилятора, превращается в калорифер (см. рис. справа). Вертикальный энергонезависимый теплообменник с естественной циркуляцией, к сожалению, ставить нельзя: он собьет процесс дожигания, и печь скоро зарастет нагаром (закоксуется).

И, наконец, оптимальные размеры и форму для печи данного типа на 8-10 кВт имеет бытовой газовый баллон на 50 л. Вследствие указанных достоинств капельные печи с «мокрой» чашей благодаря простоте конструкции в последнее время популярны.

Примечание: невысокая предельная мощность печей с фитильной и мокрой чашей объясняется и тем, что масло в них может испариться еще в питающей трубке, конец которой расположен близко к пламени. Пары улетучатся в дожигатель и сгорят, на подогрев чаши ничего не останется, и печь погаснет.

С пламенной чашей

Наиболее экономична и безопасна печь на отработке капельного типа с пламенной чашей. Особенности ее устройства и работы таковы:

• Воздух подается сверху по воздухопроводу В, проходящему вертикально сквозь камеру сгорания К.
• Вторичный воздух (хотя физически он в данном случае первичный) сразу отбирается парами топлива на дожигание.
• Первичный воздух (физически – вторичный) поступает непосредственно в пламя топлива в испарителе, минуя чашу.
• Пары топлива поступают в камеру сгорания через кольцевые зазоры в диафрагме Д.
• Возможна подача топлива сверху по питательной трубке, расположенной коаксиально в воздуховоде, что исключает преждевременное испарение топлива.

Благодаря этим особенностям капельные печи, во-первых, саморегулирующиеся: слишком разгорелся испаритель – больше паров ушло на дожигание – меньше попало воздуха в чашу – печь вернулась в режим. Во-вторых, менее чувствительна к свойствам топлива: попалось масло более текучее – капель пошла чаще – испаритель разгорелся – см. выше. Попалось масло обводненное – пары масла, как более тяжелые, оттеснили водяные на периферию – пары воды ушли в периферийный зазор и в дымоход, не нарушая процесса горения. Заправили бак вместо масла дизелем – пары топлива ушли на дожигание через оба зазора – камера сгорания съела больше вторичного воздуха – пламя в испарителе притихло – печь вернулась в режим. И третье – печь с пламенной чашей и верхней подачей топлива способна развить максимальную для данного класса устройств мощность до 15-16 кВт благодаря воздушному охлаждению питающего топливопровода.

Топливо снизу

Капельная печь на отработке с пламенной чашей и нижней подачей топлива конструктивно проще и, в отличие от печей с фитильной и мокрой чашами, способна развить мощность до 10-12 кВт благодаря более широким пределам саморегулирования. Испарительной чашей может служить и просто под печи, если она установлена на несгораемом полу или на ножках; в том и другом случае на прокладке из асбеста или базальтового картона толщиной от 20 мм.

Сборочный чертеж капельной печи с пламенной чашей и нижней подачей топлива, размеры и деталировка к нему даны на рис. Материал – трубы разных диаметров. Чаша – под печи. Особенность данной конструкции – некритичность к общим размерам. При повышении высоты перфорированной части воздуховода от 350 до 500 мм мощность печи растет от 6 до 9 кВт. Дальнейшее повышение высоты корпуса печи увеличивает ее КПД без повышения мощности. Маслобак – тоже из трубы 90 мм. Топливо из него в капельницу подается по боковому патрубку, а нижний предназначен для слива накапливающегося шлама.

Чертежи капельной печи на отработке с пламенной чашей и нижней подачей топлива

Топливо сверху

Верхняя подача топлива в капельную печь с пламенной чашей позволяет реализовать в ней максимально возможные мощность и КПД. Причина – наибольший для капельных печей диапазон саморегулирования данной конструкции дает возможность организовать пропорциональную подачу вторичного воздуха: отверстия в воздуховоде сверлятся горизонтальными рядами, а их количество в ряду и, возможно, диаметр уменьшаются по высоте. Для обеспечения высокого КПД печи на самом малом ходу нижний ряд отверстий иногда заменяется вертикальными прорезями. Таким образом организуется приток воздуха в камеру сгорания, в точности равный потребности в нем горящих паров топлива на разных режимах работы печи.

Чертежи капельной печи на отработке, в которой реализованы указанные принципы, даны на рис. Это одна и та же печка, только по-разному изображенная. Исключая дымоход и дно чаши: вариант справа рассчитан на наддув от вентилятора на 40-60 Вт. КПД этой печи будет всего на 3-4% меньше, чем у горелки Бабингтона, если ее (печь) снабдить воздушной рубашкой с естественной циркуляцией, превратив таким образом в печь-калорифер. Воздух в рубашке, нагреваясь, не будет расходиться в стороны, а создаст теплоизоляцию, улучшающую условия сжигания паров топлива. Толщина воздушного слоя в рубашке – 100-120 мм.

Чертежи капельной печи на отработке повышеной мощности и с повышенным КПД

Из баллонов

Бытовой газовый 50 л баллон вполне пригоден также для корпуса капельной печи на отработке с пламенной чашей. Более того, его большая относительная ширина и выпуклый свод дают возможность в некоторых случаях отказаться от диафрагмы, требующей лишнего металла, работы и усложняющей обслуживание печи. Правда, разогнать капельную печь из баллона более чем до 11-12 кВт не получится, но, поскольку любые печи на отработке пригодны для отопления лишь нежилых помещений, это не так уж существенно.

Чертежи капельной печи из баллона с пламенной чашей и верхней подачей топлива для воздушного топления даны слева на рис. ниже. Обратите внимание: отверстия в воздуховоде узкие; их всего 3 ряда, расположенных далеко друг от друга по высоте. В широком баллоне горящие газы поднимаются медленнее, чем в трубе и поэтому перемешиваются с воздухом лучше, но еще недостаточно хорошо. Из отверстий в воздуховоде бьют сильные струйки воздуха, дополнительно перемешивающие газы. В нижнем ряду отверстия частые, струйки воздуха из них образуют нечто вроде виртуальной диафрагмы, работающей так же, как стальная в печах из труб.

Чертежи капельных печей на отработке из бытового газового баллона

Справа на рис. – чертеж капельной печи с водяной рубашкой из бытового газового баллона на отработке. Вода сильно охлаждает камеру сгорания, не давая как следует догореть парам топлива. Поэтому здесь весь вторичный воздух «выплескивается» весь сразу в зону наибольшей их концентрации, образуя в то же время растянутую по высоте виртуальную диафрагму из множества струек воздуха пошире и послабее. Собственно, получается уже не виртуальная диафрагма, а виртуальный поршень переменного диаметра. Стоит это небольшого снижения КПД печи сравнительно с предыдущей, но пристроить к капельной печи водяную рубашку, не убив ее КПД до безобразно малого, вообще-то дело очень сложное.

Капельный котел

На след. рис. даны для примера чертежи капельного водяного котла отопления из того же баллона на отработке, пригодного для СО с принудительной циркуляцией теплоносителя (в пред. случае она может быть только естественной термосифонной). Как видим, здесь применен весь комплекс мер повышения КПД капельной печи, плюс теплоизоляция базальтовой ватой чаши и рубашки. Изоляцию, в свою очередь, нужно тщательно изолировать от паров топлива, иначе котел быстро выйдет из строя. Источники отработки нестабильны, конструкция котла сложна и поэтому данный образец не получил сколько-нибудь широкого распространения.

Чертежи капельного котла водяного отопления на отработке

Подача топлива

Мастера-любители часто делают питание капельных печей топливом одноступенчатым: маслобак, шаровой вентиль, питающая трубка. Во-первых, это опасно: вентиль для удобства и той же безопасности запуска печи нужно ставить поближе к ней. Питающая трубка при нижней подаче топлива довольно сильно греется. Если по трубе нагрев пройдет за вентиль, до которого в трубке сплошной столб топлива, это грозит бедой. Во-вторых, топливное питание печи получается нестабильным: по мере прогрева трубки капель учащается, т.к. масло разжижается. Если польется струйкой, то это снова же опасно.

Капельная подача масла в печь на отработке должна быть организована по 2-ступенчатой схеме: основной (накопительный) маслобак – вентиль – расходная капельница – расходный резервуар (бачок) – свободный сток из него не ниже 60 мм от дна (для дополнительного отстоя шлама) – рабочая капельница. Подачу топлива открывают, когда растопка в чаше (см. ниже) зажжена. Пока масло в бачок накапает до уровня стока, можно не спеша отрегулировать его подачу, а потом оно закапает в чашу капля в каплю.

Схема безопасного питания капельной печи из расходного бачка с предохранительным клапаном и капилляром

Данная система, однако, не вполне безопасна. Если второпях, по незнанию или просто стремясь поскорее согреться с мороза слишком сильно открыть вентиль, расходник сразу наполнится, в печь хлынет топливо, а она выбросит язык огня и пойдет плеваться горящими брызгами. Правильно будет построить систему капельной подачи масла в печь с предохранительным поплавковым клапаном и дозирующим капилляром (см. рис. справа).

Поскольку разные металлы смачиваются отработкой по-разному, и свойства ее существенно меняются от партии в партии, длину капилляра нужно будет подобрать: масло подают под гравитационным напором 120-150 мм (из подвешенной емкости) при комнатной температуре, а капилляр подбирают так, чтобы капало почаще, но с ясно различимыми на глаз каплями. От такого же питателя может быть задействована капельная печь на солярке, но капилляр нужно будет взять с просветом 0,6-1 мм и длиной в 2,5-3 раза большей, чем для отработки. Недостаток у такой схемы подачи топлива в капельную печь один: отработка – грязное топливо, и капилляр придется периодически прочищать.

Примечание: если не полениться и сделать расходный бачок со сменными капиллярами для разных масел и солярки, печь станет многотопливной.

Запуск печи

Выше уже сказано неявно, что запускать капельную печь нужно медленно и плавно. Обычно для этого используют факел из спицы с кусочком поролона или тряпочкой: пускают капель, подставляют факел. Когда промокнет, ждут, пока в чашу не накапает лужица, поджигают факел, а им масло.

Есть способ запуска капельной печи куда удобнее и безопаснее: ком туалетной бумаги, пропитанный тем же маслом. Его кладут в чашу, поджигают и не спеша регулируют капель, не заботясь более о растопке. Туалетная бумага почти чистая целлюлоза, она сгорает без остатка. Этим способом давно уж греются туристы в палатках: рулон вставляют в печку-щепочницу, поливают полстопарем спирта (который тоже сгорает без остатка), или целым ее, родимой, и поджигают сверху. Тепла выделяется много, а ничтожное количество пушистой золы можно просто выдуть. В печи она вылетит в трубу.

Печь + горелка

В заключение напомним еще об одном способе достаточно эффективного капельного сжигания отработки. Это – водно-масляная горелка. Когда-то такими широко пользовались строители и дорожники для разогрева битумных котлов, но ныне он практически вышел из употребления потому что водно-масляная горелка сама по себе плоха: прожорлива, много коптит. Однако, если ее пристроить к топочной дверце любой печи (воздух поступает через поддувало), то в горячем топочном пространстве пары масла отлично догорят и водно-масляная капельная печь покажет весьма неплохой КПД.

Устройство водо-масляной горелки несложно: в раскаленную чашу, над которой идет поток воздуха, капают одновременно топливо и вода. Капли воды взрываются, как на раскаленной сковородке, и разбрызгивают масло в туман. Пары топлива потоком воздуха (печная тяга или наддув) через раструб идут в топку печи, где и сгорают. Сложность в данном случае в необходимости настройки 2-х капелей, топливной и водяной, но конструктивно водно-масляная горелка проще любой из описанных выше печей, кроме фитильной. Зато ее КПД в комплексе с печкой-буржуйкой не хуже, чем у печей с пламенной чашей. Как своими руками сделать водно-масляную горелку для печи, см. напоследок видео:

Источник