Хотите узнать, как сделать горелку своими руками в домашних условиях? Предлагаю сразу 2 инструкции: сборку обычной горелки для укладки кровельных материалов и изготовление высокотемпературного резака. Изготовив инструменты по предложенным схемам, вы сможете разогреть кровельный битум, плавить олово и резать легкоплавкие металлы.
Все, что нужно знать о газовых горелках
- Газовая горелка (ацетиленовая или пропановая) – это инструмент, с помощью которого можно получить пламя с изменяемыми температурой пламени и размером факела;
- Обычная пропановая горелка – это форсунка с регулятором, подключенная к подаче газа под давлением;
- Ацетиленовая горелка – это резак, для работы которого применяется газокислородная смесь.
Применяя в качестве топлива газ под давлением, получить высокую температуру не удастся. Но, если смешать пропан с кислородом, температура пламени увеличивается в разы.
На рисунке показаны горелки двух типов:
- Инжекторные - кислород за счет более высокого давления подсасывает газ и направляет к смесителю;
- Безынжекторные - кислород и газ подаются раздельно, но с одинаковым давлением.
Безынжекторные резаки конструктивно проще инжекторных горелок. Но инжекторные резаки, из-за высокого давления топливной смеси, используются при сварке и при резке металлов.
Есть еще инфракрасная газовая горелка, но она относится не к режущим инструментам, а к обогревателям. Нагревательный элемент для равномерного распределения тепла располагается излучателем к верху и трансформирует тепловую энергию в инфракрасное излучение. Регулировка температуры и интенсивности обогрева осуществляется настроечным вентилем.
Собираем за 10 минут горелку для укладки рубероида
Для сборки понадобится:
- Форсунка и кран со старой газовой плиты (и ту, и другую деталь можно купить на строительном рынке. Цена копеечная);
- Газовый баллон (можно обойтись походным баллоном с объемом 10-20 литров);
- Соединительный шланг с накидными хомутами.
| Иллюстрация | Описание этапа |
 | Соединяем форсунку с краном . Подсоединяем кран через патрубок к форсунке. |
 | Соединяем газовый баллон с горелкой шлангом . Соединения обязательно стягиваем накидными хомутами. |
 | Пробный запуск . При закрытом кране на горелке, открываем подачу с баллона. Подносим зажжённую спичку к соплу и открываем кран подачи газа. |
 | Регулировка факела . Поток пламени регулируем, поворачивая кран: против часовой стрелки – больше, по часовой стрелке – меньше. |
Самодельная газовая горелка по эффективности и безопасности применения не хуже покупного инструмента. Уверен, что инструмент, собранный по предложенной инструкции, будет вам полезен.
Сборка портативного резака для домашней мастерской
Этот компактный инструмент, несмотря на небольшую мощность, дает пламя с температурой до +1000°С. Чтобы сделать газовую горелку в домашних условиях, нам понадобятся следующие материалы:
- Насосная игла для накачивания мячей;
- Тонкая игла от одноразового шприца;
- Пластиковая бутылка объемом 1,5-2 литра;
- Два комплекта капельниц с зажимами;
- Медная проволока диаметром 0,5 мм;
- Флюс и принадлежности для пайки;
- Ниппель от велосипедной или автомобильной камеры;
- Термоклей и пистолет.
На монтажной схеме показана горелка портативного безинжекторного резака. Дальше расскажу, как своими руками сделать инструмент по предложенной схеме.
| Иллюстрация | Описание этапа |
 | Делаем отверстие в игле . Отступив от конца иглы 10 мм, делаем поперечный надрез треугольным напильником, так, чтобы образовалось небольшое отверстие. |
 | Выгибаем иглу
. Иглу от шприца, с помощью плоскогубцев, выгибаем под углом 135°.
|
 | Стачиваем острый край иглы
. Выгнутую иглу стачиваем о напильник или об точильный камень, так, чтобы не осталось острия. Длина участка иглы от сгиба до сточенного торца должна равняться длине от конца толстой иглы до проделанного в ней отверстия. |
 | Соединяем иглы в один узел . Тонкую согнутую иглу проталкиваема в отверстие. В итоге, конец тонкой иглы должен выпирать из толстой иглы не более, чем на 1 мм. |
 | Намотка медной проволоки . Участок, где тонкая игла входит через боковое отверстие в толстую иглу, проматываем медной проволокой. Витки обмотки делаем как можно плотнее друг к другу. |
 | Обработка флюсом . Сделанную намотку обрабатываем флюсом перед пайкой. Не используйте канифоль, так как при работе с флюсом, пайка липнет лучше. |
 | Пайка . Пропаиваем оловянным припоем проволочную намотку. Прогреваем витки паяльником, чтобы припой прошел к игле. В итоге, пропаянный участок соединения игл должен быть полностью герметичным. |
 | Подключаем собранный смеситель . К ранее собранному узлу подсоединяем 2 трубки капельницы. Одна трубка подключается к тонкой, а другая к толстой игле. На трубки капельницы, рядом с смесителем, одеваем зажимы, по одному на каждую трубку. |
 | Закрепляем зажимы
. Зажимы склеиваем друг с другом термоклеем, так, чтобы регулировочные ролики располагались с внешней стороны.
|
 | Герметизация соединений . Проклеиваем термоклеем участок пайки и участки присоединения капельниц. Таким образом, мы обеспечим герметичность всех соединений. |
 | Продеваем трубку капельницы через пластиковую крышку . В пробке баллончика для заправки зажигалок сверлится отверстие по диаметру трубки капельницы. В отверстие продевается трубка. |
 | Подключаем трубку
. В трубку плотно вставляется одна из насадок, которая поставляется вместе с газовым баллончиком. Вытягиваем трубку капельницы через пробку. Делаем это так, чтобы насадка, закреплённая на трубке, уперлась в обратную сторону пробки. |
 | Наносим герметик . Герметизируем и укрепляем соединение термоклеем. Теперь, если одеть пробку на баллон, насадка надавит на штуцер и начнётся подача газа. |
 | Устанавливаем патрубок для подачи сжатого воздуха
. В дне пластиковой бутылки объёмом 1,5-2 литра фиксируем металлический патрубок с обратным клапаном. В качестве патрубка можно использовать ниппель со старой велосипедной или автомобильной камеры. |
 | Устанавливаем соединитель для горелки . К пробке бутылки крепим соединительный патрубок для подключения капельницы от горелки. |
Горелка, ресивер и соединительные шланги готовы, осталось подключить все элементы воедино.
Трубку от крышки газового баллончика подключаем к толстой игле. Трубку от бутылки-ресивера подключаем к тонкой игле.
Присоединяем насос к ниппелю ресивера и накачиваем 2-3 атмосферы. Если на насосе нет манометра, качаем по ощущениям. Надеваем крышку с трубкой на газовый баллон.
Горелка своими руками собрана и готова к применению. Как ею пользоваться?
- Ослабляем зажим на подачу газа;
- Поджигаем газ с конца иглы;
- Понемногу ослабляя зажим с воздухом, получаем такое же пламя, как на фото.
Заключение
Теперь вы знаете, как сделать горелку своими руками. Остались вопросы по предложенным инструкциям? Расскажите в комментариях о том, что было непонятно – пояснения гарантирую. Кстати, не забудьте посмотреть видео в этой статье, уверен, вам будет интересно.
Модификация отопительного оборудования, а попросту говоря – его улучшение, необходимо для повышения эффективности работы. Обслуживание твердотопливных котлов, постоянный контроль за уровнем дров или угля в топке иногда толкает владельцев на решение нестандартных задач. Если появилась возможность подключения дома к газовой магистрали, но нет желания покупать новый специальный котел – начинают придумывать самодельные устройства нагрева воды отопительного оборудования.
Необходимо сразу оговориться, что любые изделия кустарного производства, предназначенные для систем отопления, должны пройти ряд проверок, а именно:
- Получение сертификата качества.
- Разрешительные документы от госгортехнадзора.
- Проверка конструкции на соответствие параметрам качества и эксплуатации.
Для сбора этой документации потребуется много времени и сил. Поэтому намного выгоднее приобрести заводскую газовую горелку для котла. Но если желание собрать и испытать изделие собственного производства велик, можно сделать газовую горелку своими руками.
Принцип работы газовой горелки
Существует несколько типов горелок, которые могут отличаться конструкцией и принципом работы. Для котлов отопления чаще всего устанавливают следующие виды:
- Атмосферные – с открытой камерой сгорания.
- С принудительной подачей воздуха – с закрытой камерой.
Для самостоятельного изготовления подойдет 1-й тип горелки, так как она намного проще конструктивно и может быть сделана из подручных материалов.
Работа газовой горелки основывается на смешении плотного потока природного газа и атмосферного воздуха. Наглядно принцип работы показан на рисунке:
Для изготовления понадобятся:
- Вентиль от кислородного баллона — он будет выполнять роль основы форсунки. Можно взять распространенный ВК-74.
- Для образования узконаправленной струи газа необходимо изготовить колпачок, который будет накручиваться на вентиль. В нем проделывается отверстие и вставляется жиклер (можно от паяльной лампы).
- Инжектор делают из стальной трубы, толщиной до 2 мм. Его длина приблизительно равна 100 мм. Крепление делается сваренным способом с помощью стальной проволоки. При этом следует соблюдать определенное расстояние между колпаком и соплом для поступления воздуха в зону горения.
- Для активации пламени можно установить пьезоэлемент, либо воспламенять с помощью спички или горящей бумаги.
Газовая атмосферная горелка готова. Далее изготавливается основа, на которую она будет крепиться для монтажа в камеру горения котла. При этом следует учитывать, что отверстие не должно закрываться полностью – через него будет поступать воздух для поддержания процесса горения.
Но можно ли ею пользоваться с тем же комфортом и безопасностью, как и заводской? Чтобы выяснить это, рассмотрим все недостатки конструкции:
- Отсутствие обязательных датчиков. Самым важным из них является контроль пламени. Если по какой-то причине огонь погаснет, а газ будет дальше поступать в сопло – может произойти самовозгорание. Так же необходим датчик контроля тяги в котле, который контролирует приток воздуха.
- Температурный датчик. Он указывает граничные температурные режимы, несоблюдение которых может привести к быстрому выходу из строя не только горелки, но и котла.
- Для настройки работы горелки под давлением газа из центральной магистрали нужен соответствующий опыт и специальное оборудование.
- Отсутствие механизма регулирования давления газа, поступающего в горелку. При перепаде давлении в газовом трубопроводе изменяется мощность пламени, что опять же приводит к возможным поломкам и дефектам.
Но не только конструкция горелки может пострадать от вышеперечисленных факторов – это касается и самого котла. Каждая модель отопительного оборудования рассчитана под определенные условия эксплуатации. Если производитель указывает, что данный может быть адаптирован под работу газовой горелки с принудительной подачей воздуха с параметрами мощности до 30 кВт и с установкой дополнительного вентилятора для создания тяги — значит другие условия могут привести к его поломке.
При желании сделать самодельную горелку для конкретного котла нужно взвесить все «за» и «против». Стоит ли рисковать дорогим оборудованием, своей безопасностью и своих близких?
Учитывая вышесказанное, автор категорически не рекомендует самостоятельное изготовление и эксплуатацию газовой горелки.
Многие домашние мастера знают, что такое газовая горелка. Благодаря ей, можно выполнять сварку, наплавку и другие виды обработки изделий из металла, нагревать их и соединять. Принцип работы такого прибора в смешивании горючего газа и кислорода. В результате можно получить стабильное пламя, имеющее огромную температуру, которое тяжело потушить. Такие горелки могут быть универсальными или предназначенными для определенных работ. Тот факт, что пламя устойчивое, позволяет применять этот агрегат на воздухе даже в ветреных условиях. Ее можно как купить, так и сделать в домашних условиях. Если вы не из тех, кто ищет легких путей, предлагаем вам разобраться, как правильно сделать газовую горелку для пайки своими руками.
Материалы и инструменты для работы
Чтобы сделать обычную горелку, вам понадобятся следующие детали и инструменты:
- болгарка;
- молоток;
- наждачная бумага;
- латунные заготовки для форсунки и рассекателя;
- тонкая трубка из латуни Ø15 мм;
- бруски из дерева;
- тиски;
- ФУМ-лента или уплотнитель из силикона;
- соединительные шланги;
- регулировочный вентиль.
Изготовление ручки и форсунки
Возьмите латунную трубку и приделайте к ней ручку. Если у вас есть ручка от старой горелки, можно использовать ее – это будет гораздо удобнее. Если таковой нет, можно взять деревянный брусок. Чтобы рукоять удобно лежала в руке, ее можно обработать. В нем нужно просверлить отверстие под латунную трубку. Их диаметр должен совпадать. После чего трубка засовывается в брус и закрепляется там при помощи силикона или эпоксидной смолы.
Для удобства выполнения работ латунную трубку нужно изогнуть выше ручки под углом 45˚.
Следующий этап – изготовление форсунки. Это трудоемкий и долгий процесс. К нему нужно подходить с большей ответственностью. Желательный размер отверстия форсунки составляет 0,1 мм. Понятно, что самостоятельно без специального оборудования достичь такого размера будет очень трудно, поэтому нужно просверлить отверстие немного шире, и подогнать края до нужного размера. Все нужно делать аккуратно, чтобы отверстие было ровное и не направляло пламя в разные стороны. Сделав отверстие, зафиксируйте заготовку в тисках. Затем аккуратно молотком наносите удары по будущей форсунке. Делать это нужно вертикально, с «оттяжкой» к центру заготовки. Постепенно деталь нужно прокручивать, обеспечивая идеальное отверстие без уклона.
Выполнив чеканку детали, головку форсунки нужно зашкурить ее наждачной бумаги с мелкой зернистостью. На заднюю часть детали следует нанести резьбу, чтобы соединить ее с трубкой. Более простой метод соединения – пайка форсунки к трубе. Но следует отметить, что в таком случае ремонт каких-либо деталей выполнить будет очень сложно.
В принципе это всё, теперь вы можете подсоединить к трубке баллон с газом, поджечь его и агрегат готов к работе. Но, теперь возникают некие трудности, которые препятствуют нормальной работе и приносят неудобства. Получается, что регулировать газовый поток можно только открывая и закрывая кран на газовом баллоне. В таком случае добиться требуемой силы пламени будет очень тяжело. Что же делать?
Работы по улучшению регулировки пламени
Чтобы обеспечить нормальную работу нашей горелки, необходимо оборудовать ее рассекателем и краном. Подходящее место для монтирования крана возле ручки, выше на 2–4 см. Но его можно устанавливать и на подводящей трубке. Подойдет кран от горелки отслужившего свой срок автогена или его другой аналог. Он стационарно закрепляется на трубке резьбовым соединением. Для уплотнения соединения используйте ФУМ-ленту.
Рассекатель будет установлен на трубу с форсункой. Его тоже нужно сделать из латуни Ø 15 мм. Наиболее оптимальный вариант – цилиндрическая деталь с отверстием для трубки с форсункой. Если таковой нет, сделайте следующее:
- Возьмите латунную трубу Ø 35 мм и отрежьте кусок 100–150 мм.
- Отступив от конца, маркером наметьте 3–5 точек ровно отдаленных друг от друга.
- Просверлите в ней отверстия 8–10 мм сверлом и болгаркой сделайте к ним ровные пропилы.
- Теперь можно подогнуть все к центру и приварить к трубке горелки.
Чтобы правильно закрепить рассекатель, его нужно разместить так, чтобы форсунка выступала на 2–3 мм от места соединения. Благодаря такому приспособлению можно добиться двух целей: защитить пламя от сильного ветра и обеспечить ему поток кислорода, который необходим для более устойчивого и сильного пламени.
Все места сварки можно сгладить при помощи болгарки. Тогда ваша самодельная горелка будет выглядеть более солидно. На этом все. Теперь остается только подвести газ и использовать горелку по назначению.
Изготовление мини-горелки
Если вам нужно работать с мелкими деталями или платами, то такая большая горелка вам совсем не подойдет. В таком случае можно изготовить небольшую горелку из подручных средств, которая будет выдавать температуру до 1000ºC. Вам понадобятся:
- Обычная капельница – 2 шт.
- Игла для накачивания мячей.
- Игла для медицинского шприца.
- Паяльник.
- Напильник.
- Медная проволока.
- Плоскогубцы.
- Шлифовальный камень.
- Флюс для пайки.
- Термопистолет.
Вооружившись всеми инструментами, можно приступать к работе. Для удобства разделим процесс на такие этапы:
Через толстую трубку будет проходить газ, а через тонкую (медицинскую) сжатый воздух. Изменять давление газа и сжатого воздуха можно благодаря регуляторам капельницы. Такая маленькая горелка будет полезна для использования в домашних условиях.
Газовая горелка – полезный инструмент в умелых руках. Для того чтобы иметь ее, необязательно идти в магазин и тратить деньги на покупку. Все можно сделать самостоятельно. Главное, подготовить все материалы и инструменты, а также исследовать технологию по изготовлению горелки. Перед тем как приступать к работе, рекомендуем ознакомиться с устройством инструмента и принципом его работы. Тогда вам будет гораздо легче выполнить все самостоятельно.
Видео
Посмотрите видео о том, как сделать горелку из подручных материалов:
Видео об изготовлении миниатюрной газовой горелки:
Самодельная газовая горелка - это устройство, которое имеет целый ряд преимуществ по сравнению с остальными ее аналогами, работающими на бензине и иных видах топлива. Основные преимущества газовых горелок заключаются в следующем: они просты в применении, не издают вредных и неприятных запахов во время использования и не коптят, как, например, бензиновые. К тому же очень компактна, а значит, использовать ее можно практически в любых отраслях хозяйства. В чем же ее особенности и как ее сделать своими руками?
Устройство газовой горелки
Конструкция данного инструмента предполагает наличие следующих основных деталей:
- Редуктора.
- Форсунки.
- Регулятора подачи топлива (в данном случае газа).
- Головки.
- Узла, куда закрепляется
На чем она работает?
Что касается топлива, то газовая горелка зачастую работает на пропане (либо смеси «пропан-бутан»). Им заполняется отдельная емкость (баллон), который, как мы уже отметили выше, крепится на специальный узел.
Сложно ли сделать ее своими руками?
Стоит отметить, что в своей конструкции данный аппарат не имеет каких-либо сложных элементов и деталей. Поэтому делается своими руками очень быстро (как показывает практика, на работу уходит не более 30-40 минут времени), и разобраться в ее конструкции сможет даже начинающий мастер. В случае с бензиновыми устройствами дела будут обстоять не так позитивно.
Область применения и элементы конструкции
Используется она в основном для нагрева и просушки материалов, для резки металлических изделий, в том числе труб, и обжига старой краски. В конструкцию горелки включаются металлический корпус (в него входит также специальный стакан, который не дает ветру задуть пламя), форсунка (для розжига топлива), рукоятка, которая крепится к корпусу (кстати, ее длина должна быть не более 100 сантиметров), держатель (устанавливается на рукоятку и изготавливается из дерева либо жаропрочного пластика), а также газовый шланг. Кроме этого, здесь присутствует редуктор и подводящая трубка с вентилем. Последний регулирует уровень подачи газа и, соответственно, длину пламени тоже.
Как делается мини-газовая горелка своими руками?
Начать можно с самого простого - с рукоятки. Ее можно сделать из дерева, а лучше всего взять готовую от какого-либо перегоревшего паяльника. Подводящую трубку следует изготовить из стали. Особе внимание обращайте на размеры. Оптимальный диаметр трубки должен быть примерно 1 сантиметр. При этом толщина не более 2-2.5 миллиметров. Данную трубку необходимо вставить в ручку и зафиксировать. Сделать это можно при помощи обычного клея.
Корпус
Его мы делаем тоже из стали, а именно из латунного прутка шириной в 2 сантиметра. Из него также можно изготовить и рассекатель. Далее необходимо проделать несколько отверстий. Это нужно для того, чтобы обеспечить нормальную подачу кислорода. В противном случае при малейшем сквозняке пламя горелки потухнет или газ с форсунки попросту не зажжется. Сколько нужно делать отверстий? Их в общем количестве 4, каждое из которых имеет диаметр в 1 миллиметр. Эти отверстия нужно сделать в стержне рассекателя. Кроме этого, просверлите 2 радикальные дыры по 5 миллиметров непосредственно в корпусе. Все это будет способствовать нормальному горению топлива в устройстве, что положительно скажется на скорости и качестве выполняемых работ.
Как дальше делается самодельная газовая горелка? Далее вам необходимо будет запрессовать рассекатель в корпус. При этом внутренний фланец следует устанавливать с небольшим зазором (не менее 0.6 миллиметра). Эта щель будет служить для торможения потока газа, подводящегося к отверстию запальника.
Как сделать форсунку?
Она будет вытачиваться из металлического прутка. Для того чтобы сделать отверстие в форсунке, вам нужно будет применить 2-милиметровое сверло и проделать им глухое отверстие. При этом расстояние до выхода должно составлять не менее полутора миллиметров. Для перемычки примеряем сверло диаметром в 4 мм. Проделанное отверстие зачеканивается молотком, затем подтачивается торец устройства наждачной бумагой. Обрабатывать его нужно до того момента, когда на резьбовой наконечник трубки можно будет навернуть форсунку.
Теперь на конец трубки надевается шланг (он идет от баллона), выполненный из специального резино-тканевого материала. Закрепляется он обычным хомутом при помощи крестовой или минусовой отвертки. Когда выставится рабочее давление, произведите подачу газа и внесите форсунку в пламя газовой конфорки. Делать это нужно только после того, как вещество полностью вытеснило воздух из шланга. Верхнюю часть детали следует подвергнуть шлифовке. Обрабатывать ее нужно до тех пор, пока длина факела горелки не будет составлять порядка 50 миллиметров.
Как собрать все эти элементы воедино?
Корпус вместе с рассекателем следует навернуть на наружную резьбу форсунки. При этом газовая горелка, своими руками изготовленная с учетом всех рекомендаций, должна подавать ровное пламя. Важно следить за тем, чтобы во время сгорания топливо не издавало копоти.
Что делать, если горелка дымит и подает неровное пламя? В таком случае нужно постепенно поворачивать корпус на резьбе форсунки. Делать это необходимо до тех пор, пока газ не будет давать такой характерный дым. Если очень свободное, уплотните его Все, на данном этапе газовая горелка своими руками успешно сконструирована. Теперь можно смело пользоваться ею в хозяйстве.
Несколько слов о порядке работы с инструментом
Чтобы газовая горелка, своими руками сделанная, была безопасной в использовании, перед первым запуском обязательно проверьте ее детали на герметичность, а именно паяльные соединения, места совмещения разъемов и рукавов. После этого откройте вентиль на пол-оборота и подождите, пока устройство не подаст пламя. Здесь процесс розжига происходит автоматически, поэтому дополнительно никаких действий предпринимать не следует. Теперь отрегулируйте уровень и длину подаваемого пламени (делается это при помощи редуктора или того же вентиля) и приступайте к работе.
Итак, мы выяснили, как изготавливается газовая горелка своими руками, узнали ее конструкцию и правила пользования этим устройством.
Цель настоящей статьи – рассказать, как делается газовая горелка своими руками. Газовые горелки в малом предпринимательстве, индивидуальном техническом творчестве и в быту применяются весьма широко для спаечных, слесарно-кузнечных, кровельных, ювелирных работ, для запуска на газе отопительных приборов и получения для различных нужд пламени с температурой свыше 1500 градусов.
В технологическом аспекте газовое пламя хорошо тем, что обладает высокой восстановительной способностью (очищает поверхность металла от загрязнений и восстанавливает его окисел в чистый металл), не проявляя сколько-нибудь заметно иной химической активности.
В теплотехническом – газ высокоэнергоемкое относительно недорогое и чистое топливо; 1 ГДж газового тепла обходится, как правило, дешевле, чем от любого другого энергоносителя, а закоксовывание газовых отопительных приборов и осаждение в них сажи минимальны или отсутствуют.
Но вместе с тем, повторим прописную истину: с газом не шутят. Газовая горелка не так уж сложна, но как добиться ее экономичности и безопасности – об этом и пойдет далее разговор. С примерами правильного технического исполнения и рекомендациями по изготовлению самостоятельно.
Выбираем газ
Своими руками изготавливается исключительно газовая горелка на пропане, бутане или пропан-бутановой смеси, т.е. на газообразных насыщенных углеводородах, и атмосферном воздухе. При использовании 100% изобутана (см. далее) возможно достижение температуры пламени до 2000 градусов.
Ацетилен позволяет получить температуру пламени до 3000 градусов, но ввиду его опасности, дороговизны карбида кальция и необходимости в чистом кислороде как окислителе практически вышел из употребления и в сварочных работах. Получить чистый водород в домашних условиях возможно; водородное пламя от горелки с наддувом (см. далее) дает температуру до 2500 градусов. Но сырье для получения водорода дорого и небезопасно (один из компонентов – сильная кислота), но главное – водород не ощутим на запах и вкус, добавлять к нему меркаптановую отдушку нет смысла, т.к. водород на порядок скорее распространяется, а примесь его к воздуху всего в 4% уже дает взрывоопасный гремучий газ, причем воспламенение его может произойти просто на свету.
Метан не используется в бытовых газовых горелках по сходным причинам; кроме того, он сильно ядовит. Что касается паров ЛВЖ, пиролизных газов и биогаза, то при сжигании в газовых горелках они дают не весьма чистое пламя с температурой ниже 1100 градусов. ЛВЖ средней и ниже средней летучести (от бензина до мазута) сжигаются в специальных жидкостных горелках, напр., в горелках для дизтоплива; спирты – в маломощных пламенных приборах, а эфиры вообще не жгут – малоэнергичны, но очень опасны.
Как добиться безопасности
Чтобы сделать газовую горелку безопасную в работе и не пожирающую зря топливо, золотым правилом следует взять: никакого масштабирования и вообще изменений чертежей прототипа!
Тут дело в т. наз. числе Рейнольдса Re, показывающем взаимосвязь между скоростью потока, плотностью, вязкостью текущей среды и характерным размером области, в которой она движется, напр. диаметром поперечного сечения трубы. По Re можно судить о наличии турбулентности в потоке и ее характере. Если, к примеру, труба не круглая и оба характерных ее размера больше некоторого критического значения, то появятся вихри 2-го и более высоких порядков. Физически выделенных стенок «трубы» может и не быть, напр., в морских течениях, но многие их «фокусы» объясняются именно переходом Re через критические значения.
Примечание: на всякий случай, для справки – для газов значение числа Рейнольдса, при котором ламинарный поток переходит в турбулентный, есть Re>2000 (в системе СИ).
Далеко не все самодельные газовые горелки точно рассчитываются согласно законов газовой динамики. Но, если произвольно изменить размеры деталей удачной конструкции, то Re топлива или подсасываемого воздуха может скакнуть за пределы, которых оно придерживалось в авторском изделии, и горелка станет в лучшем случае коптящей и прожорливой, а, вполне возможно, и опасной.
Диаметр инжектора
Определяющим параметром для качества газовой горелки является диаметр сечения ее топливного инжектора (газового сопла, форсунки, жиклера – синонимы). Для горелок на пропан-бутане на обычную температуру (1000-1300 градусов) его можно ориентировочно принять таким:
- На тепловую мощность до 100 Вт – 0,15-0,2 мм.
- На мощность 100-300 Вт – 0,25-0,35 мм.
- На мощность 300-500 Вт – 0,35-0,45 мм.
- На мощность 500-1000 Вт – 0,45-0,6 мм.
- На мощность 1-3 кВт – 0,6-0,7 мм.
- На мощность 3-7 кВт – 0,7-0,9 мм.
- На мощность 7-10 кВт – 0,9-1,1 мм.
В высокотемпературных горелках инжекторы делают более узкими, 0,06-0,15 мм. Отличным материалом для инжектора послужит отрезок иглы для медицинского шприца или капельницы; из них можно подобрать сопло на любой из указанных диаметров. Иглы для надувания мячей хуже, они не жаропрочны. Их используют более как воздуховоды в микрогорелках с наддувом, см. далее. В обойму (капсюль) инжектора его запаивают твердым припоем или вклеивают жаропрочным клеем (холодной сваркой).
Мощность
Делать газовую горелку на мощность свыше 10 кВт ни в коем случае не следует. Почему? Допустим, КПД горелки 95%; для любительской конструкции это очень хороший показатель. Если мощность горелки 1 кВт, то на саморазогрев горелки уйдет 50 Вт. О 50 Вт паяльник можно обжечься, но аварией он не грозит. А вот если сделать горелку на 20 кВт, то лишним будет 1 кВт, это уже оставленные без присмотра утюг или электроплитка. Опасность усугубляется тем, что ее проявление, как и числа Рейнольдса, пороговое – или просто горячо, или вспыхивает, плавится, взрывается. Поэтому чертежи самодельной горелки более чем на 7-8 кВт лучше и не искать.
Примечание: промышленные газовые горелки выпускаются на мощность до многих МВт, но достигается это точной профилировкой газового ствола, в домашних условиях невыполнимой; один из примеров см. далее.
Арматура
Третий фактор, определяющий безопасность горелки – состав ее арматуры и порядок пользования ею. В общем схема такова:
- Горелку ни в коем случае нельзя гасить регулировочным вентилем, подачу топлива прекращают вентилем на баллоне;
- Для горелок мощностью до 500-700 Вт и высокотемпературных (с узким инжектором, исключающим переход Re газового потока за критическое значение), питаемых пропаном либо изобутаном от баллона до 5 л при наружной температуре до 30 градусов, допустимо совмещать регулировочный и запорный вентили в одном – штатном на баллоне;
- В горелках на мощность более чем 3 кВт (с широким инжектором), или запитанных от баллона более чем на 5 л, вероятность «проскока» Re за 2000 весьма велика. Поэтому в таких горелках между запорным и регулировочным вентилями обязательно нужен и редуктор, поддерживающий в подающем газопроводе давление в определенных пределах.
Какую делать?
Газовые горелки малой мощности для быта и мелкого частного производства по эксплуатационным показателям классифицируются след. образом:
- Высокотемпературные – для точных спаечно-сварочных, ювелирных и стеклодувных работ. КПД не важен, нужно добиться максимальной для данного топлива температуры пламени.
- Технологические – для слесарных и кузнечных работ. Температура пламени весьма желательна не ниже 1200 градусов, и с соблюдением этого условия горелка доводится до максимальной экономичности.
- Отопительные и кровельные – добиваются наилучшего КПД. Температура пламени, как правило, до 1100 градусов или ниже.
Касательно способа сжигания топлива газовая горелка может быть выполнена по одной из след. схем:
- Свободно-атмосферной.
- Атмосферно-эжекционной.
- С наддувом.
Атмосферные
В свободно-атмосферных горелках газ сгорает в свободном пространстве; приток воздуха обеспечивается свободной конвекцией. Такие горелки неэкономичны, пламя рыжее, коптящее, пляшущее и бьющееся. Интерес, представляют, во-первых, потому, что избыточной подачей газа или недостаточной воздуха любую другую горелку можно перевести в свободно-атмосферный режим. Именно в нем горелки поджигают – на минимуме подачи топлива и еще меньшем притоке воздуха. Во-вторых, свободный приток вторичного воздуха может быть очень полезен в т. наз. полутораконтурных горелках для отопления, т.к. намного упрощает их конструкцию не в ущерб безопасности, см. далее.
Эжекционные
В эжекционных горелках не менее 40% необходимого для сгорания топлива воздуха подсасывается газовым потоком от инжектора. Эжекционные горелки конструктивно просты и позволяют получить пламя с температурой до 1500 градусов при КПД свыше 95%, поэтому используются наиболее широко, однако не могут быть выполнены модулируемыми, см. ниже. По использованию воздуха эжекционные горелки делятся на:
- Одноконтурные – весь нужный воздух засасывается сразу. С должным образом профилированным газовым каналом на мощности более 10 кВт показывают КПД свыше 99%. Своими руками не повторяемы.
- Двухконтурные – ок. 50% воздуха засасывается инжектором, остальное – в камеру сгорания и/или дожигатель. Позволяют получить либо пламя в 1300-1500 градусов, либо КПЛ свыше 95% и пламя до 1200 градусов. Используются любым образом из указанных выше. Конструктивно достаточно сложны, но своими силами повторяемы.
- Полутораконтурные, часто называемые также двухконтурными – первичный воздух подсасывается потоком из инжектора, а вторичный свободно поступает в ограниченный объем (напр., топку печи), в котором и догорает топливо. Только однорежимные (см. ниже), но конструктивно просты, поэтому широко используются для временного запуска отопительных печей и котлов на газе.
С наддувом
В горелках с наддувом весь воздух, и первичный, и вторичный, подается в зону сгорания топлива принудительно. Простейшая микрогорелка с наддувом для настольных спаечных, ювелирных и стекольных работ может быть сделана самостоятельно (см. далее), но изготовление отопительной горелки с наддувом требует солидной производственной базы. Зато именно горелки с наддувом позволяют реализовать все возможности управления режимом горения; согласно условиям использования они делятся на:
- Однорежимные;
- Двухрежимные;
- Модулируемые.
Управление горением
В однорежимных горелках режим сгорания топлива либо определяется раз навсегда конструктивно (напр., в промышленных горелках для отжиговых печей), либо устанавливается вручную, для чего горелку нужно или погасить, или прервать технологический цикл с ее применением. Двухрежимные горелки работают, как правило, на полной или половинной мощности. Переход с режима в режим осуществляется по ходу работы либо пользования. Двухрежимными делают отопительные (зима – весна/осень) либо кровельные горелки.
В модулируемых горелках подача топлива и воздуха плавно и непрерывно регулируется автоматикой, отрабатывающей по комплексу критически важных исходных параметров. Напр., для отопительной горелки – по соотношению температур в помещении, наружной и теплоносителя в обратке. Выходной параметр возможен один (минимальный расход газа, наибольшая температура пламени) или их может быть тоже несколько, напр., при температуре пламени у верхнего предела минимизируется расход топлива, а при ее падении оптимизируется для данного техпроцесса температура.
Примеры конструкций
Разбираясь в конструкциях газовых горелок, пойдем по пути увеличения мощности, это позволит лучше понять материал. И с самого начала познакомимся с таким важным обстоятельством, как наддув.
Мини от баллончика
Как устроена однорежимная мини газовая горелка для настольной работы с питанием от баллончика для заправки зажигалок, хорошо известно: это 2 иглы, вставленные друг в друга, поз. А на рис.:
Наддув – от аквариумного компрессора. Поскольку без сопротивления распылителя под водой он дает заметно пульсирующий поток, нужен ресивер из 5 л баклаги. Газировка в таких не выпускается, так что пробку ресивера нужно будет дополнительно загерметизировать сырой резиной, силиконом или просто пластилином. Если взять компрессор для аквариума на 600 л и более, а топливом – 100% изобутан (такие баллончики дороже обычных), можно получить пламя свыше 1500 градусов.
Камни преткновения при повторении данной конструкции, во-первых, регулировка подачи газа. С воздухом проблем нет – его подачу устанавливают штатным регулятором компрессора. Но регулировка газа перегибанием шланга очень груба, а регулятор от капельницы быстро выходит из строя, он же вместе с ней одноразовый. Во-вторых, сопряжение горелки с баллончиком – чтобы его клапан открылся, нужно надавить на заправочный штуцер
Поможет решить проблемы первое, узел, показанный на поз. Б; делают его из той же пары игл. Сначала нужно подобрать отрезок трубочки для втулки, с небольшим усилием налезающий на штуцер баллончика, а затем, также с небольшим усилием, затолкать его в канюлю иглы; ее, возможно, придется немного рассверлить. Но втулка не должна болтаться ни на штуцере, ни в канюле по отдельности.
Затем делаем обойму для баллончика с регулировочным винтом (поз. В), вставляем баллончик, надеваем на штуцер регулятор по поз. Б, и заворачиваем винт до получения нужной подачи газа. Регулировка очень точная, буквально микроскопическая.
Паяльные горелки
Проще всего сделать паяльную горелку прим. на 0,5-1 кВт, если у вас есть в наличии любой газовый вентиль: кислородный серии ВК, от старого автогена (ацетиленовый ствол заглушается) и т.п. Один из вариантов конструкции паяльной горелки на основе газового вентиля показан на рис.
Его особенность – минимальное количество точеных деталей, да и те можно подобрать готовые, и достаточно широкие возможности регулировки пламени перемещением насадки 11. Материал деталей 7-12 – достаточно жаростойкая сталь; в данном случае подойдет относительно недорогая Ст45, т.к. температура пламени из-за полного отсутствия профилировки газового канала и эжекторных окон (которых как таковых и нет) не превысит 800-900 градусов. Также, вследствие того, что эта горелка одноконтурная, она довольно-таки прожорлива.
Двухконтурные
Двухконтурная газовая горелка для пайки намного экономичнее и позволяет получить пламя до 1200-1300 градусов. Примеры конструкций такого рода с запиткой от 5 л баллона даны на рис.
Горелка слева – на мощность ок. 1 кВт, поэтому состоит всего из 3-х деталей, не считая газового ствола и ручки, так что отдельного вентиля на регулировку пламени не требуется. При желании можно сделать сменные капсюли инжектора на меньшие мощности; расход топлива на малых мощностях при этом весьма заметно упадет. Простота конструкции в данном случае достигнута благодаря использованию схемы с неполным разделением воздушных контуров: весь воздух засасывается через отверстия в корпусе, но часть его увлекается горящей газовой струей через отверстие диаметром 12 мм в дожигатель.
Неполное разделение воздушных контуров не позволяет выйти на мощность свыше 1,2-1,3 кВт: Re в камере сгорания скачет «выше крыши», отчего начинается горение хлопками вплоть до взрыва, если попытаться наладить пламя, поддав газку. Поэтому, не имея опыта, инжектор в это горелку лучше ставить 0,3-0,4 мм.
Горелка с полным разделением воздушных контуров, чертежи которой даны справа на рис., развивает мощность до нескольких кВт. Поэтому в ее арматуре необходим, кроме запорного на баллоне, и регулировочный вентиль. Совместно со скользящим первичным эжектором он позволяет в достаточно широких пределах регулировать температуру пламени, выдерживая минимальный на данной мощности его расход. Практически, выставив вентилем пламя желаемой силы, перемещают первичный эжектор, пока на пойдет узкая голубая струя (очень горячая) или широкая желтоватая (не такая горячая).
Для горна и кузницы
Двухконтурная горелка с полным разделением контуров пригодна и для кузнечных работ. Напр., как за 10-15 мин соорудить из подручных материалов горн для только что описанной, см. видео:
Видео: газовый горн за 10 минут
Слесарно-кузнечная газовая горелка специально для горна также может быть построена по полной двухконтурной схеме, см. след. ролик.
Видео: газовая горелка для горна своими руками
И, наконец, мини газовая горелка может греть и маленький настольный горн; как их вместе сделать самому, см.:
Видео: мини-горн своими руками в домашних условиях
Для тонкой работы
Здесь на рис. даны чертежи газовой горелки со встроенным регулировочным вентилем для особо точных и ответственных работ. Ее особенность – массивная камера сгорания с охлаждающим оребрением. Благодаря этому, во-первых, уменьшаются термические деформации деталей горелки. Во-вторых, случайные скачки подачи газа и воздуха практически не влияют на температуру в камере сгорания. В результате установленное пламя долгое время держится очень стабильно.
Высокотемпературная
Наконец, рассмотрим горелку, предназначенную для получения пламени максимально высокой температуры – на 100% изобутане без наддува это горелка дает пламя с температурой более 1500 градусов – листовую сталь режет, плавит в мини-тигле любые ювелирные сплавы и размягчает любое силикатное стекло, кроме кварцевого. Неплохой инжектор для этой горелки получается из иглы от инсулинового шприца.
Отопительные
Если вы планируете раз навсегда перевести свою старую печку или котел с дров-угля на газ, то у вас нет иного выхода, как приобрести модулируемую горелку с наддувом, поз. 1 на рис. В противном случае любая экономия на самоделке скоро будет съедена перерасходом топлива.
В случае, когда для обогрева требуется мощность более 12-15 кВт и вдобавок есть человек, готовый и способный взять на себя обязанности истопника, регулирующего подачу газа сообразно наружной температуре, более дешевым вариантом будет двухконтурная атмосферная горелка для котла, схема устройства которой дана на поз. 2. Хорошо в данном качестве зарекомендовали себя т. наз. саратовские горелки, поз. 3; они выпускаются на широкий диапазон мощностей, давно и успешно применяются в теплотехнике.
Если же вам нужно продержаться на газе некоторое время, напр., до конца отопительного сезона, и затеять затем реконструкцию системы отопления, или запустить на газе, напр., дачную либо банную печку, то для этого своими руками может быть изготовлена полутораконтурная газовая горелка для печи. Схема ее устройства и работы дана на поз. 4. Непременное условие – топка отопительного прибора должна быть с поддувалом: если пускать вторичный воздух в зазор между зевом топки и корпусом горелки, расход топлива существенно возрастет. Чертеж полутораконтурной газовой горелки для печи мощностью до 10-12 кВт дан на поз. 5; продолговатые отверстия для забора первичного воздуха должны находиться снаружи!
Кровельные
Газовая горелка для кровельных работ с современными наплавляемыми материалами (кровельная лампа) обязательно выполняется двухрежимной: на половинной мощности прогревают подстилающую поверхность, а на полной наплавляют покрытие после разворачивания рулона. Промедление здесь недопустимо, поэтому тратить время на переналадку горелки (что возможно только после ее остывания) нельзя.
Устройство кровельной газовой горелки промышленного производства показано слева на рис. Она двухконтурная по схеме с неполным разделением контуров. В данном случае такое решение допустимо, т.к. горелка работает на полной мощности ок. 20% времени технологического цикла и эксплуатируется подготовленным персоналом вне помещения.
Самый сложный узел кровельной лампы, вряд ли повторимый в домашних условиях – клапан переключения мощности. Однако без него возможно обойтись ценой небольшого увеличения расхода топлива. Если вы – мастер-универсал и кровельными работами занимаетесь эпизодически, то снижение рентабельности из-за этого не будет заметно.
Технически данное решение реализуемо в горелке со связанными парами воздушных контуров, см. справа на рис. Переход с режима на режим осуществляется либо установкой/снятием корпуса внутренних контуров, либо просто перемещением лампы по высоте, т.к. режим работы такой горелки сильно зависит от противодавления на выхлопе. Для прогрева подстилающей поверхности лампу относят от нее подальше, тогда из сопла пойдет мощный широкий поток не чрезмерно горячих газов. А для наплавки лампу подводят ближе: по кровельному материалу растечется широкий «блин» пламени.
В заключение
В этой статье рассмотрены лишь отдельные примеры газовых горелок. Общее число их конструкций только на «домашний» диапазон мощностей до 15-20 кВт исчисляется сотнями, если не тысячами. Но будем надеяться, что и вам пригодится какая-то из описанных здесь.
Обсуждение темы "Газовая горелка"
