Горелка Бабингтона на отработанном масле

Идея использования отработанного машинного масла в качестве топлива для горелки не нова. В интернете существует множество различных схем по изготовлению такого приспособления. И популярность таких изделий только растет. Оно и понятно, ведь такое устройство будет весьма полезно в быту, отоплении дачного домика или хозяйственного помещения.

К тому же, оно обладает целым рядом плюсов:

Большинство предлагаемых схем просты, и любой человек, обладающий минимумом необходимых навыков и инструментов способен его собрать.
Топливо для этой горелки является весьма доступным. Его можно, в основном найти в автомастерских, где его просто переизбыток. Таким образом, отработанное масло можно получить бесплатно или за минимальную сумму.
Часто возникает вопрос с утилизацией отработанного масла, а такая горелка поможет утилизировать его без вреда окружающей среде.
Это приспособление многофункционально и может использоваться как обычная горелка или система отопления на жидком топливе.
Подобное устройство, как правило, является мобильным, так как имеет небольшой вес и размеры.
Эта горелка универсальна по виду используемого топлива. По сути, она может работать на любом горючем виде топлива, будь то отработанное машинное масло, бензин, керосин или любое другое.

Среди множества схем одна является наиболее интересной в плане простоты, функциональности и неприхотливости. Такой чудо-агрегат называется горелкой Бабингтона. Она названа в честь своего создателя и ее устройство долгое время было недоступно из-за патента. Но время патента истекло и теперь каждый желающий может воплотить схему в жизнь.

Принцип ее работы весьма прост и включает в себя следующие этапы и части:

Заранее разогретое топливо попадает на сферу, растекаясь по ней равномерно, образуя тонкую пленку.
К самой сфере подведен компрессор, нагнетающий воздух. В сфере сделано очень малое отверстие, диаметром 0,1-0,3 мм. Через это отверстие из сферы выходит воздух под давлением. Проходя через топливо, воздух рассеивает его, образуя подобие аэрозоли.
Далее эта струя поджигается и получается горящий факел.
Остальная часть неиспользуемой отработки стекает в отстойник и может использоваться вторично.
Для того, чтобы неиспользованное отработанное масло вновь автоматически поступало на сферу, необходимо к системе подключить насос, который и будет подавать топливо из отстойника.

Предварительный нагрев топлива решает сразу 2 проблемы:

Увеличение текучести. Разогретое отработанное масло растекается лучше по поверхности сферы и при этом распыляется намного проще подаваемым воздухом.
Облегчает процесс поджигания факела. При этом, не только проще выполнить, так сказать, запуск устройства, но и повышается КПД.

Преимуществами такой схемы можно назвать:

Универсальность по использованию топлива. Такая горелка практически не зависит от степени загрязненности жидкого энергоносителя.
Нет необходимости в фильтрации. Благодаря тому, что в системе нет узких проходов, кроме отверстия для воздуха она не нуждается в фильтрации в отличие от заводских аналогов.

Серьезным недостатком такой горелки является то, что даже если она выполнена практически герметично и весь процесс контролируется автоматикой, то все равно помещение будет загрязняться.

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:

Отработка или дизель подается из бака насосом малой производительности.
Топливо капает на рабочую поверхность – сферическую или наклонную. По ней горючее стекает вниз, образуя тонкую пленку.
В центре указанной поверхности проделано отверстие малого диаметра (не более 0.3 мм), сквозь которое компрессор нагнетает сжатый воздух.
Горелка Бабингтона на отработанном масле работает по следующему принципу: поток сжатого воздуха, выходящего через малое отверстие под давлением, отрывает часть масляной пленки от поверхности.
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:

Нагретая отработка разжижается и образует более тонкую пленку на рабочей поверхности, которая хорошо распыляется потоком воздуха. Это способствует более эффективному горению.
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.

Особенности топлива

Отработка топливо не только грязное, но и очень липкое. Одна из задач присадок в моторное масло – обеспечить облипание им тонким слоем трущихся поверхностей, работающих в тяжелых условиях. Поэтому горелки на отработке работают почти исключительно с подогревом топлива, увеличивающим его текучесть: слишком вязкое горючее не смешается как следует с воздухом, не пройдет через сопло форсунки, или не облечет ровным слоем распылительную головку (см. далее).

Поджечь отработку тоже не так-то просто: чтобы это было за моторное масло, горящее в сильно нагретом двигателе? Фактически для быстрого и надежного поджига отработки пригодны только электрическая искра и газовый факел. Есть, правда, одно исключение, см. далее.

И третье – отработка загрязнена не только твердыми частицами, но также водой и/или антифризом, попавшими в нее из системы охлаждения ДВС. Фильтрация топлива – достаточно сложный процесс. Организовывать его имеет смысл, только если отработка на топливо постоянно есть в наличии, напр., в достаточно крупной и загруженной работой автомастерской, а горелка на отработке для нерегулярного использования должна быть нечувствительна не только к твердым загрязениям, но и к обводненности топлива.

Электричество для горелки

Отсюда следует неблагоприятный вывод: энергонезависимых горелок на отработке не бывает. Есть способы сжигания отработки без наддува и подогрева, но такие устройства (см. далее) дают приемлемые технические и экологические показатели только в составе разработанных заодно с ними теплогенерирующих приборов и горелками как таковыми не являются. Поэтому, если у вас электроснабжение ненадежно, а отработки довольно, лучше будет сделать под нее печь или котел.

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:

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.
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.
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.

Выводы и рекомендации по отбору тепла

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.

3 вида дымоходных теплообменников – конвекционный, воздушный и водяной экономайзер

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:

Как уже говорилось выше, можно проложить дымоход под уклоном по всей длине помещения, а потом вывести его на улицу вертикально.
Устроить обдув корпуса бытовым вентилятором.
Обварить тело буржуйки дополнительными теплосъемными ребрами.
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

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.

Характеристики печей

Печь на отработанном масле хороша тем, что может работать на самом низкокачественном и дешевом топливе. В этом плане повезло тем, кто работает мастером по ремонту автомобилей в собственном гараже – занимаясь плановой заменой машинного масла, можно добывать отработку практически в неограниченных количествах. Масляная печь и сама собой отличается своей дешевизной, ведь ее можно собрать из остатков старого железа.

Отработанное масло – это очень дешевый вид топлива, а для автомастерских и совсем бесплатный.

Масляная печка на отработке сжигает топливо максимально безопасным способом. Если поджечь отработанное масло, налитое в какую-нибудь емкость, оно будет чадить и коптить, рождая адские ароматы и заполняя обогреваемые помещения едким и далеко не безопасным дымом. Да и тепла от такого горения будет образовываться очень мало. Печь на отработанном масле, обладая продуманной конструкцией, сжигает топливо так, что оно не образует копоти.

В зависимости от конструкции печи и ее размеров, она может обогревать площадь до 500 кв. м. и даже больше. Расход масла мизерный – он составляет от 0,5 до 5 л/час, в зависимости от мощности агрегата. Температура горения достигает +400-500 градусов. Средняя высота дымохода – от 4 до 5 метров. Печки могут работать как на чистом, так и на загрязненном топливе. Полученное тепло может использоваться в самых разных целях:

Для прямого обогрева помещений за счет образуемого тепла;
Для приготовления пищи (подходят лишь некоторые модели);
Для работы в составе систем водяного отопления.

Таким образом, печь на отработке – это довольно универсальный отопитель, обладающий простым устройством, высокой эффективностью и дешевизной.

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.

Форсунка своими руками

Заготовками детали могут стать металлическая ручка для мебели, полусферическая гайка. Разрешается использовать выгнутую пластину металла с вваренным жиклером.

Форсунка, выходящая в отверстие полусферы, обеспечивает воздушное снабжение горелки. От качества ее изготовления и калибровки отверстия зависит мощность. Ее монтируют заподлицо с полусферой. Рекомендуется использовать промышленные жиклеры (автомобильные; для газового оборудования).

Рекомендуемый диаметр отверстия – 0,3-0,35 мм, он обеспечивает 17-18 кВт тепла. Увеличение размера вызывает турбулентность потока и ухудшение характеристик процесса. Если есть потребность в большем количестве тепла – увеличивают число отверстий, располагая их не ближе 1 см друг от друга.

Также можно изготовить котел на отработке своими руками.

Дополнительные советы

При использовании самодельной горелки обычно предъявляются повышенные требования к соблюдению правил пожарной безопасности. Важно помнить:

Нельзя оставлять работающую форсунку без присмотра.
Запрещается устанавливать оборудование в жилом помещении.
Для обогрева котла теплотрассы обычно делают специальное помещение без огнеопасного покрытия на стенах, потолке и полу.
Чтобы увеличить эффективность работы, обогащают сильнозагрязнённую отработку чистым маслом.
В котельной сооружают надёжную вентиляцию для отвода газов и дыма после сгорания топлива.
Проводят регулярное обслуживание и проверку надёжности оборудования.

При правильном использовании самодельная горелка прослужит много лет. Экономия от применения такого вида обогрева очевидна, ведь отработанное масло уже оплачено, а если бы не самодельная топка, его пришлось бы утилизировать.

Сделав такое несложное устройство, хозяин убивает двух зайцев сразу: экономит на топливе и на утилизации вредной жидкости.

Здесь вы узнаете:

Отработанное машинное масло является отличным топливом, нужно лишь создать оптимальные условия для его сгорания.

Виды

Эти устройства могут отличаться одно от другого по нескольким признакам. Прежде всего, по возможности регулирования мощности. Есть три разновидности:

Одноступенчатые

Это самые простые горелки, тепловая производительность которых, она же мощность, всегда является постоянной.
Количество поступающего тепла регулируется путем периодического включения/отключения горелки.

Преимущество данного устройства заключается в его низкой стоимости.

Недостаток — в том, что все элементы котла, и прежде всего теплообменник, работают с максимальной термической нагрузкой и в условиях резких температурных перепадов. А это негативно сказывается на долговечности теплогенератора.

Двухступенчатые

Такие устройства могут работать в двух режимах: с максимальной производительностью и с половинной. Половинный режим используется как промежуточный для плавного выхода на максимальную мощность либо как основной — при относительно теплой погоде.

Двухступенчатая горелка стоит дороже одноступенчатой, но зато оборудованный ею котел работает в щадящем режиме, а потому служит дольше.

Модулируемые

Самая дорогая разновидность дизельных горелок, которой свойственна возможность плавно регулировать мощность в широких пределах — от 10% до максимума. Такие горелки не отключаются, а работают постоянно — с той производительностью, которая требуется в данный момент. При этом не только снижается термическая нагрузка на теплообменник и топку, но и исключаются температурные перепады.

Дизельная горелка M 302

Вдобавок, уменьшается расход топлива. Ведь схема работы одно- и двухступенчатых горелок предполагает некоторый перегрев теплоносителя, вследствие чего величина теплопотерь возрастает (она пропорциональна разности температур внутри помещения и снаружи).

Если же котел оснащен модулируемой горелкой, никакого перегрева не происходит (температура все время поддерживается на заданной отметке), поэтому теплопотери, а значит и расход топлива, становятся минимальными.

Прочие виды

Также дизельные горелки отличаются по способу подачи первичного воздуха, который используется для приготовления топливно-воздушной смеси. По этому признаку их делят на два типа:

Диффузионные (атмосферные): самые простые горелки, в которых воздух засасывается за счет падения давления в движущемся потоке жидкости. Но при таком способе не всегда удается обеспечить поступление достаточного количества кислорода, поэтому топливо может сгорать не в полном объеме. Последствия — падение КПД установки и образование большого количества сажи.
Наддувные или дутьевые горелки: Снабжены вентилятором, который обеспечивает принудительную подачу воздуха в любом объеме. Стоят несколько дороже, но зато топливо при любых условиях сгорает полностью.

Особо мощные теплогенераторы оснащаются только дутьевыми горелками.

Горелка на отработке: типы, конструкции, чертежи, особенности изготовления