В случае использования отработанного масла для отопления частного дома возникает извечная проблема предварительной обработки топлива, удаления примесей и воды. Горелка Бабингтона, которая сжигает отработанное масло и другое жидкое топливо любого качества, может облегчить эту задачу. Поскольку его устройство и принцип работы вызывают большой интерес, рассмотрим эти вопросы в данной статье. Заодно мы расскажем, как сделать «всеядную» масляную горелку своими руками.
Принцип работы горелки Бабингтона
Несколько слов об истории изобретения. Рассматриваемый способ сжигания тяжелых фракций топлива появился сравнительно недавно — в середине прошлого века. В частности, изобретатель Роберт С. Бабингтон (Р.С. Бабингтон) запатентовал свою масляную горелку в 1969 году. Однако срок действия патента давно истек, и теперь устройство доступно всем желающим.
Изобретение Бабингтона существенно отличается от традиционных масляных горелок, в которых топливно-воздушная смесь впрыскивается через форсунку под давлением:
- Выхлопной газ или дизельное топливо подается из бака насосом малой производительности.
- Топливо капает на рабочую поверхность, будь она сферической или наклонной. Топливо стекает по нему, образуя тонкий слой.
- В центре этой поверхности просверливается небольшое отверстие диаметром не более 0,3 мм, через которое компрессор нагнетает сжатый воздух.
- Принцип работы горелки на отработанном масле Бабингтона заключается в следующем: струя сжатого воздуха, выходящая через небольшое отверстие под давлением, удаляет часть масляной пленки с поверхности.
- Это создает поток топливовоздушной смеси, который при воспламенении создает стабильное пламя. Он направляется внутрь топки или котла и нагревает стенки камеры или водяной рубашки. На рисунке ниже представлена схема работы горелки:
По мере протекания части топлива через отверстие организуется слив обратно в бак.
Здесь хорошо видно, что несгоревшее остаточное масло перетекает из полусферы в специальный резервуар, а оттуда обратно в основной резервуар. Оттуда топливо забирается для сгорания при низком давлении и предварительно нагревается до сжижения. Как видите, фильтрующих элементов в структуре нет.
Предварительный нагрев отработанного масла или дизельного топлива перед сжиганием в горелке Бабингтона очень важен, и вот почему:
- Нагретое отработанное масло конденсируется и образует более тонкий слой на рабочей поверхности, который хорошо распыляется потоком воздуха. Это способствует более эффективному сгоранию.
- Чем мельче капли жидкого топлива находятся в потоке, тем легче вручную / автоматически зажечь чайник или плиту Бабингтона.
Ссылка. Найти и купить сборную горелку Бабингтона нереально. Известные производители масляных и дизельных агрегатов, такие как KROLL или EURONORD, их не производят. Выход один — доверить конфорку хорошему мастеру или сделать ее самому.
Плюсы и минусы горелки Бабингтона
Особенность горелочных устройств этого типа в том, что их положительные и отрицательные стороны уравновешивают друг друга. Как вы уже догадались, главное преимущество — это возможность использовать тяжелое жидкое топливо любого качества. Самодельная воздушная горелка будет работать должным образом даже с большим количеством загрязняющих веществ в отработанном масле (в отличие от других плит, сделанных для аналогичного топлива).
Наличие воды или антифриза (в разумных пределах) в отработанном масле не является помехой, хотя возможны незначительные неисправности. Дело в том, что сила поверхностного натяжения воды больше, чем у жидких углеводородов. Следовательно, пленка отработанного масла легче отделяется от рабочей поверхности струей воздуха в горелке Бабингтона. Если в масле присутствует небольшое количество воды, она почти никогда не попадает в зону горения, а вместо этого стекает в масляный поддон.
Кончик. Не стоит перебарщивать с всеядностью конфорки. Перед использованием выхлопные газы лучше пропустить через плотный фильтр.
Еще одно преимущество для пользователя — большой выбор жидкого топлива, которое можно использовать. Однако при переходе с одной на другую горелку придется перенастроить с точки зрения дозирования топлива и воздуха. Ниже приводится список этих типов:
- Отработанные масла и смазки любого происхождения и вязкости — от автомобилей, машин и других устройств;
- дизельное топливо и биодизель
- Свежее, старое и пригоревшее растительное масло
- топочный мазут
- Лёгкое жидкое топливо, парафин.
Отработанное масло предварительно нагревается в трубке, окружающей корпус горелки.
Теперь о недостатках, которых тоже немало:
- Жидкотопливная горелка Бабингтона — относительно простое устройство. Однако система учета притока и оттока топлива будет более сложной. Схема включает 2 бака, насос и топливопровод с регулируемой интенсивностью горения. Важно обеспечить надлежащее качество соединений, иначе масло вытечет.
- При использовании жидкого топлива, особенно отработанного масла, котельная редко бывает чистой. Помните, что грязь и запахи в помещении, где находится плита, неизбежны. Недостатком является то, что горелка Бабингтона приспособлена для использования с импровизированной плитой или чайником. Это также включает реконфигурацию оборудования для преобразования его с отработанного масла на дизельное топливо, топочный мазут или растительное масло.
- В некоторых случаях горелка может выйти из строя из-за засорения сопла, а точнее небольшого отверстия для воздуха. Скорее всего, причина в компрессоре. Например, изношенная поршневая группа приводит к утечке масла из картера в форсунку и может вызвать неисправности.
Особое внимание следует уделить противопожарной защите. При работе с масляной горелкой рекомендуется иметь под рукой огнетушитель. В котельной всегда должен находиться огнетушитель.
Как сделать горелку самостоятельно
Чтобы понять, как сделать горелку Бабингтона, необходимо изучить ее конструкцию по чертежам. Многие из них можно найти в Интернете, но для производства лучше использовать опыт специалистов и взять проверенный прототип в действии. Ниже представлен чертеж горелки, сделанный и испытанный одним из опытных участников одного из специализированных форумов:
Теперь несколько слов о том, что можно сделать из машины по этому чертежу. В качестве корпуса он использовал обычный стальной тройник с резьбой для соединения труб диаметром 2 дюйма (DN50). Вместо тройника можно использовать перекладину того же размера. Остальные элементы такие, как в списке:
-
Любая металлическая деталь с полусферическим наконечником может выступать в роли сопла.
Полушарие или полый шар для фонарика Бабингтона. Есть несколько вариантов, от латунной ручки до различных сферических гаек.
Вам также понадобится небольшой насос для циркуляции отработанного масла. С этой задачей хорошо справляются агрегаты от автомобиля или мотоцикла ВАЗ, необходимо только обеспечить их вращение от электродвигателя. Компрессор подходит для любой малой мощности, в том числе от холодильника, так как давление в воздуховоде должно быть небольшим (номинальное — около 2 бар, максимальное — 4 бара).
Кончик. Для дозирования или перекрытия топливопровода на нем стоит установить специальный клапан.
Важная операция — просверлить калиброванное отверстие очень маленького диаметра в импровизированной насадке. Но для начала нужно выбрать сверло необходимого размера, так как от размера отверстия будет зависеть мощность вашей будущей домашней горелки Babington. Расчет мощности будет объяснен в следующем разделе, а как самому проделать маленькую дырочку подробно показано на видео:
Подбор мощности
Хитрость в том, что самостоятельно произвести эти расчеты по формулам довольно сложно. Есть данные, полученные на практике, и делается вывод, что разные мастера проделывают одно или несколько отверстий диаметром от 0,1 до 0,3 мм. Есть и более точная информация: при изготовлении горелки с одним отверстием 0,25 мм мощность котла до 15 кВт (в зависимости от топлива).
Кончик. Не делайте отверстие слишком большим (более 0,3 мм), так как это ухудшит распыление и сгорание. Зажигать устройство также будет сложнее, а расход жидкого топлива без надобности возрастет.
Исходя из этих данных, тепловая мощность устройства может быть выбрана через количество отверстий. Для достижения мощности 30-35 кВт потребуется просверлить не 1 отверстие 0,25 мм, а 2 отверстия. И расстояние между ними должно быть не менее 8 мм, чтобы вспышки топливовоздушной смеси не сливались между собой. Опыт показал, что при эксплуатации горелки Бабингтона на отработанном масле через одно отверстие диаметром 0,25 мм примерный расход масла на максимальном режиме составляет до 2 литров в час.
Рекомендации по изготовлению
Когда отверстие будет готово, прикрепите к шару воздушный шланг и установите его внутри тройника. Для того чтобы изолировать трубу от корпуса, необходимо сделать резьбовую заглушку. В нем просверливается отверстие и вставляется трубка. В верхней части тройника врезается паяльный ниппель, к которому подключается медный провод подачи топлива. Для того, чтобы нагреть отработанное масло перед сжиганием, используются следующие методы:
- В бак встроен электронагревательный элемент с термостатом, из которого отработанное масло подается в полусферу.
- Выходящая из бака труба делает несколько витков вокруг нагретого сопла, которое нагревает топливо, протекающее через него.
Сначала к тройнику прикручивается насадка, а затем на нее надевается предварительно гнутая медная труба. А потом он подключается к насадке. Кстати, в сопле для подачи вторичного воздуха нужно сделать 2 отверстия диаметром не менее 8 мм. Подробное описание того, как сделать горелку Бабингтона своими руками, можно найти в следующем видео:
Нижний выход тройника служит для слива отработанного масла в уловитель. Его можно разместить прямо под горелкой, но это не эстетично и не безопасно — пламя слишком близко. Лучше отложить бак в сторону и иметь штуцер с резьбовой пробкой и трубку для слива отработанного масла. Подключить к горелке комплект розжига и предохранителя с регулятором может любой, кто разбирается в электронике.
Электрозажигание может быть обеспечено одной или двумя автомобильными свечами зажигания, вкрученными в форсунку. Это позволит котлу автоматически останавливаться и запускаться, отключая и возобновляя подачу отработанного масла и воздуха к горелке. Контроллер может получать сигналы от датчика пламени, температуры воды в котле и уровня топлива в баке и на их основе отключать насос и закрывать вентиль топливопровода.
О переделке паяльной лампы на отработку
Некоторые энтузиасты DIY, узнав о работе горелки Бабингтона, попытались переделать обычную воздуходувку для сжигания отработанного масла. Дело в том, чтобы сделать его дешевле и проще, потому что процессы в этих двух устройствах якобы похожи. Это мнение неверно, поскольку вентилятор работает иначе, чем самодельная горелка, описанная здесь.
В лампе воздух нагнетается в бензобак с одной целью — вытолкнуть его наружу и подать в форсунку. Это заставляет топливо проходить стадию нагрева и испарения. Форсунка подает пары бензина в зону горения, жидкость там видна только в фазе розжига, когда «голова» горелки еще не прогрета. Отработанное масло не испарится, и инжектор будет подавать его в виде больших капель, которые не способствуют нормальному сгоранию. А секция форсунки быстро забьется разным мусором.
Вывод простой: переоборудовать дутьевую горелку для сжигания мазута невозможно.
Заключение
На данный момент универсальная горелка, работающая по принципу Бабингтона, — прерогатива автопаддеров.Хотя в этом есть масса преимуществ, известные бренды не спешат запускать производство подобных устройств.Можно предположить, что причиной этого является пожарная опасность такого продукта и слишком высокая ожидаемая цена из-за сложной воздушно-топливной системы.
