Для людей активно работающих в мастерской или в загородном доме часто возникает потребность нагреть деталь или произвести пайку. Эти задачи позволит решить высокотемпературная газовая горелка, которую можно изготовить своими руками. С её помощью можно производить нагрев деталей для последующей обработки или сварки, закаливать детали, осуществлять , ремонт кровли. Это перечень может быть продолжен.

Все эти задачи могут быть решены с помощью газовой горелки. К таким устройствам относят аппараты, которые обеспечивают смешивание, предварительный подогрев, подачу требуемого объёма газа и кислорода. В ней создаются условия для обеспечения необходимой скорости сгорания полученной смеси и создания необходимой температуры нагрева.

Таких устройств на рынке предлагается большое количество, от специализированных профессиональных (для котлов отопления, и сварочных работ), до универсальных бытовых горелок на пропане.

Газовые горелки, изготовленные в промышленных масштабах, рассматриваются исключительно с точки зрения надёжности и безопасности при эксплуатации. Однако, очень часто по критерию «эффективность — стоимость» газовые горелки промышленного производства не выдерживают никакой критики. Кроме этого, можно приобрести изделие сомнительного качества или изготовленное в дружественном Китае.

Рассмотрев подробно варианты конструкций подобных горелок, напрашивается однозначный вывод. В этих газовых агрегатах нет ничего сложного. Поэтому многие стараются изготовить такой аппарат в домашних условиях. Получается удобная и дешёвая газовая горелка своими руками.

Классификация горелок

Устройство газовой горелки достаточно простое. Современные газовые горелки подразделяются следующим образом:

• Предварительного смешения. Происходит образование газовой смеси непосредственно перед поступлением в выходное отверстие.
• Инжекционные горелки. Воздух, необходимый для горения, самопроизвольно засасывается (как говорят, инжектируется) самой газовой струёй.
• Рекуперативные. Сущность их работы заложена в предварительном подогреве газа и воздуха. Это происходит перед смешиванием. Сам подогрев осуществляет специальное устройство – рекуператор.
• Регенеративные. Предварительный подогрев в горелках этого типа осуществляется в регенераторе.
• Наддувные (газовые горелки с наддувом). В них воздух принудительно нагнетается в топку специальным вентилятором. Это происходит после смешивания горючей смеси.
• Диффузионные. По конструкции это самые простые горелки. Они состоят из обычной трубки с просверленными в ней отверстиями. Через эти отверстия происходит подача газа. Для обеспечения постоянного и надёжного горения, необходимый воздух поступает из окружающей среды.
• Газовые атмосферные горелки для котлов. Принцип их действия очень схож с принципом инжекционных горелок. Основным отличием является то, что обогащение кислородом осуществляется не полностью, а частично.
• Газовые горелки для печи, каминов, систем отопления.

Мощность любой газовой горелки определяется по объёму расходуемого газа за единицу времени. У разных горелок она может отличаться достаточно существенно.

Конструкция горелки

Стандартная самодельная горелка функционирует таким образом. Под давлением по специальному шлангу из баллона подаётся газ. Чаще всего в качестве такого газа используется пропан. Объём подаваемого газа изменяется расположенным на баллоне регулирующим рабочим краном. Поэтому установка дополнительного понижающего редуктора не требуется.

Запорный кран располагается за основным вентилем и крепится на газовом баллоне. Он используется для открывания или закрывания подачи газа. Все остальные регулировки (длину и интенсивность пламени) самой горелки осуществляют с помощью, так называемого, рабочего крана. Подводящий газовый шланг, по которому происходит подача газа, подключен к специальной насадке. Она завершается ниппелем. Он позволяет задавать величину (длину) и интенсивность (скорость) пламени. Ниппель совместно с трубкой помещают в специальный вкладыш (металлический стакан). Именно в нём происходит создание горючей смеси, то есть обогащение пропана кислородом атмосферного воздуха. Созданная горючая смесь под давлением поступает через сопло в область сгорания. Для обеспечения непрерывного процесса горения в сопле конструктивно предусмотрены специальные отверстия. Они выполняют функцию дополнительной вентиляции.

Конструкцию подобных газовых аппаратов разрабатывают с учётом удобства в эксплуатации, профилактики, ремонта. Поэтому они должны быть легкоразборными. Это упрощает процесс обслуживания и ремонта.

На основе такой стандартной схемы можно разработать собственную конструкцию. Она будет состоять из следующих элементов:

• корпуса (обычно его изготавливают из металла);
• редуктора, который крепится на баллон (применяют готовый прибор);
• форсунки (изготавливают самостоятельно);
• регулятор подачи топлива (по выбору);
• головка (форма выбирается исходя из решаемых задач).

Корпус горелки изготавливается в форме стакана. В качестве материала применяют обыкновенную сталь. Такая форма позволяет обеспечить надёжную защиту от возможного задувания рабочего пламени. К корпусу крепят рукоятку. Она может быть выполнена из различного материала. Самое главное, чтобы она обеспечивала удобство при работе. Предыдущий опыт показывает, самая оптимальная длина такой ручки находится в интервале от 70 до 80 сантиметров.

Сверху крепится деревянный держатель. В его корпус помещают шланг подачи газа. Это позволяет придать конструкции определённую прочность. Длина пламени может осуществляться двумя регулировками. С помощью редуктора, расположенного на газовом баллоне, и вентиля, установленного на трубке. Розжиг газовой смеси производится благодаря специальной форсунке.

Изготовление газовой горелки

Приступая к самостоятельному изготовлению устройства, необходимо приготовить инструменты для работы и подобрать требуемый материал. Прежде всего, выбирают материал для ручки. Жёстких требований не существует, поэтому каждый может использовать свою фантазию и возможности. Основными требованиями к ручке являются: её удобство в эксплуатации, чтобы она не перегревалась во время работы. Опыт показывает, что целесообразно использовать готовую рукоятку. Например, ручка от какого-нибудь, вышедшего из строя паяльника, кипятильника или другого бытового прибора.

Для изготовления подводящей трубки используется сталь. Выбирают стальную трубку диаметром не более 1см и толщиной стенки 2,5 мм. Изготовленную рубку вставляют в подготовленную ручку. Там её необходимо надёжно закрепить. Способ крепления выбирается в соответствии со своими возможностями.

Корпус горелки изготавливают из стали. Рассекатель делают из латунного прутка. В корпусе рассекателя сверлят несколько отверстий (обычно более четырёх). Это позволит создать хорошую циркуляцию кислорода на выходе горелки.

После этого рассекатель надёжно закрепляют в корпусе. Следует предусмотреть небольшой зазор для внутреннего фланца. Рекомендуемый зазор должен составлять примерно 5мм. Такой зазор обеспечит необходимое замедление скорости потока газа, который поступает к запальнику. Замедление позволит надёжнее зажигать горелку.

Форсунку изготавливают из металлического прута. Она обеспечит подачу газа к области горения. Её изготавливают следующим образом. Сверлом диаметром в 2мм аккуратно делают глухое отверстие в корпусе форсунки. Затем сверлят отверстие сверлом 4мм. Оно необходимо для создания перемычки. Их аккуратно заклёпывают и шлифуют.

Конец изготовленной трубки соединяют с выходным отверстием редуктора. Для соединения применяют гибкий шланг. Материал подбирают из перечня разрешённых материалов для бытовых газовых систем. Это может быть специальная резина или особый тканевый материал. Для обеспечения надёжности и пожарной безопасности целесообразней использовать сертифицированный материал. Шланг надевают на трубку и закрепляют его стандартным хомутом.

После завершения сборки всего аппарата, требуется выставить оптимальное давление в баллоне. Перед поджигом горелки следует тщательно проверить всю систему подачи газа, смешивания с воздухом на наличие возможных утечек. Если они проявились, их обязательно необходимо устранить. Только после всех проверок можно зажигать горелку. Горелка должна обеспечивать длину горящей струи до 50 мм.

Грамотно самостоятельно собранная горелка прослужит надёжным помощником в делах на длительный срок. Она будет тем средством, которое поможет решать многие бытовые задачи, не прибегая к применению дорогостоящего инструмента.

В домашних условиях очень часто возникает необходимость в горелке. Предназначение такого прибора очень широкое, например, паяльные работы или ремонт кровельного материала. Также в гараже зачастую нужно разогреть деталь для обработки. В слесарных целях газовая горелка используется для нагрева металлических частей с целями последующей закалки. Поэтому многие мастера начали интересоваться, как сделать газовую горелку.

Конструкция газовой горелки

В хозяйственных магазинах продаётся большое количество различных моделей газовых горелок для безопасного использования. Например, популярная конструкция на пропане может быть различных модификаций , даже величиной с обычную ручку для ювелирных работ. Преимущества заводских моделей заключается в высокой степени безопасности и сертификации продукции. Но с другой стороны, конструкция не является сложной, и сделать такой инструмент в домашних условиях не составит большого труда. А поскольку любой товар в магазине стоит недёшево, тем более горелка, её можно и нужно начинающим мастерам научиться делать самостоятельно.

В устройство газовой горелки включаются такие элементы:

• корпус из металла;
• форсунка;
• редуктор;
• регулятор подачи топлива;
• узел для закрепления баллона;
• головка.

Корпус из металла оборудован ещё и специальным стаканом, с помощью которого огонь в горелке не будет задуваться. В конструкцию входит металлическая рукоятка. Как альтернативу можно для неё использовать и другие материалы. Её размеры не должны превышать 100 сантиметров. На рукоятку устанавливается деревянный держатель, а потом натягивается шланг. Также есть и редуктор с вентилем. Им можно регулировать количество сгораемого газа, его длину и соответственно подачу. Подобная конструкция оборудована и форсункой для разжигания газа.

Газовую горелку также называют пропановой. Это свидетельствует о том, что в качестве топлива для неё используется газ пропан или смесь пропана и бутана. Таким веществом наполняется специальная ёмкость или баллон, который располагается сзади горелки.

Многие интересуются, как сделать горелку своими руками. Как видно из списка, конструкция газовой ручной горелки не является сложной, а наоборот, даже очень простой для самостоятельного производства. Она не имеет сложных элементов, на которые нужно тратить много денег и времени. Для её производства потребуется немного времени и трудозатрат. И если в обязательном порядке изучить все схемы и чертежи от профессионалов, а также отнестись ответственно к работе, то выйдет удобное и безопасное приспособление.

На практике человек, который никогда не занимался изготовлением похожих конструкций, уже через полчаса или час понимает, как изготовить самостоятельно горелку, и делает это.

Если говорить о применении такой горелки, то оно бывает разным. Например, существует горелка для котла , бензовоздушная конструкция, самодельная конструкция из конфорки для обогрева бытовым газом и т. п. Горелку даже умудряются делать из зажигалки. Такая конструкция, конечно, не подойдёт для исполнения функций газового резака, но в некоторых целях её можно применять. Также бывают горелки для плавки меди уже со встроенным соплом.

Самостоятельная сборка изделия

Сборка газовой горелки своими руками на пропане - самый интересный и увлекательный этап работы. Для начинающих и неопытных мастеров необходимо изучить его максимально точно для получения качественного изделия. Требуется учитывать все нюансы и советы.

Для начала следует задуматься о самом интересном - рукоятке изделия. Для её создания можно использовать любой материал. Как вариант отлично подойдёт ручка от старого паяльника или другого аппарата. Трубка для подвода должна изготавливаться только из стали. Другие материалы никак не подойдут.

Очень важно на первоначальных этапах обращать внимание на размеры всех элементов конструкции. К примеру, диаметр трубки для подвода не должен быть больше 1 сантиметра, а толщина стали - 2−3 миллиметров. Такой элемент должен фиксироваться на рукоятке с помощью клея или другого вещества для скрепления подобных деталей.

Корпус горелки

Основа горелки - это её корпус. Он изготавливается также из стали, как ни странно. Для таких целей лучше использовать прут из латуни диаметром 2 сантиметра. Для изготовления рассекателя также может понадобиться подобный материал. После этого следует проделать несколько отверстий, для того чтобы внутри изделия свободно циркулировал воздух. Делается это по всем известной причине - огонь не может гореть без кислорода. Как правило, таких дырочек требуется пять или шесть, а их диаметр должен составлять один миллиметр. Они проделываются в самом рассекателе конструкции.

Дальше нужно вмонтировать (пропихнуть) рассекатель в корпус горелки. Для этого понадобится довольно большая сила. На противовес рассекателю, внутренний фланец должен быть установлен с небольшим зазором приблизительно полсантиметра, тем самым будет тормозиться в будущем огромный поток газа, который поступает в запальник.

Форсунка устройства

Для самодельной лампы на пропановом газу также нужно изготовить жиклёр. С помощью такой детали обеспечивается подача топлива. Топливом выступает пропан, который находится в баллоне. Для изготовления следует использовать металлический прут. В нём необходимо сделать глухую дырку. Для этого требуется иметь сверло на 2 миллиметра. Перемычку делать нужно уже 4-миллиметровым сверлом. Такие отверстия необходимо обстукать молотком и пройтись наждачной бумагой.

Дальше на конец трубки монтируется шланг с редуктора. Он должен быть изготовлен из специальной резиновой и тканевой смеси. Закрепление происходит за счёт фиксации шланга хомутом. После надёжного закрепления шланга необходимо правильно выставить давление в баллоне и подать газ в него. С помощью подобных действий воздух из системы полностью выгоняется. Если всё правильно сделать, то длина огня должна быть не менее 40−50 миллиметров.

Самодельная конструкция является очень хорошим инструментом и уникальным средством, которое всегда поможет в хозяйстве молодому мастеру в любых бытовых ситуациях. А поскольку самостоятельно её произвести очень легко, то и популярность такого инструмента растёт с каждым днём.

Какой газ выбрать

Газовая горелка для пайки своими руками изготавливается исключительно на таком топливе, как:

• природный газ;
• пропан;
• бутан;
• пропанобутановые смеси.

Другими словами, на углеводородных смесях с атмосферным воздухом. Если пользоваться топливом, состоящим на 100 процентов из изобутана, то можно получить температуру горения 2000 градусов Цельсия.

Ацетилен - вещество, позволяющее получить температуру до 3000 градусов. Но подобный аппарат на данный момент не является популярным по нескольким причинам: необходимость в постоянном кислороде, высокий уровень опасности, потребность использовать дорогостоящий карбид кальция для работы и другие причины.

Получить водород в домашних условиях более чем реально, а такой аппарат способен давать температуру в 2500 градусов. Но исходные материалы для получения этого вещества тоже очень дорогие (основной смесью для получения является синильная кислота). К тому же они небезопасны. Также минус водорода в том, что он ощутим на запах.

Такое вещество, как метан, не используется в горелках для дома по общепонятным причинам. К тому же газ очень ядовит. Если говорить о выпарах метана, то они при сжигании не дают большого пламени, а средняя температура конструкции составляет 1100 градусов.

Как добиться безопасности

Тем, кто интересуется вопросом, как сделать горелку в домашних условиях, нужно сперва понять все меры безопасности. Для того чтобы самодельная конструкция вышла эффективной в работе, необходимо постоянно следовать чертежам прототипа и вносить туда свои изменения не нужно.

Очень часто возникает ситуация, когда пламя неровно горит и сильно дымится. Для избавления от подобного эффекта следует повернуть корпус на резьбе форсунки на себя. Делать такое нужно до того времени, когда газ будет давать хороший и желаемый оттенок, а также струю огня. Если резьба форсунка очень свободно ходит, её необходимо уплотнить лентой.

Чтобы маленькая газовая мини-горелка или другая конструкция, сделанная своими руками, была безопасной в использовании, её требуется перед первым запуском и в последующем время от времени проверять на герметичность. Особенное внимание нужно обратить на паяльные соединения, места совмещения разъёмов, рукавов и другие важные моменты. После этого необходимо подождать, немного открыв вентель. Ждать следует до того времени, когда пойдёт пламя. Все этапы происходят на автомате, поэтому дополнительных действий предпринимать не нужно. После этого только требуется отрегулировать уровень пламени и можно начинать работу.

Таким образом, горелка - это необходимый инструмент в доме для начинающих и опытных мастеров.

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

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:

1. Горелку ни в коем случае нельзя гасить регулировочным вентилем, подачу топлива прекращают вентилем на баллоне;
2. 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;
3. 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:

1. Свободно-атмосферной.
2. Атмосферно-эжекционной.
3. 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:

1. Однорежимные;
2. Двухрежимные;
3. 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.

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:

1. Вентиль от кислородного баллона – он будет выполнять роль основы форсунки. Можно взять распространенный ВК-74.
2. Для образования узконаправленной струи газа необходимо изготовить колпачок, который будет накручиваться на вентиль. В нем проделывается отверстие и вставляется жиклер (можно от паяльной лампы).
3. 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.
4. 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?

Практически у каждого мужчины возникала необходимость пайки металла в домашних условиях. Сам процесс несложный. Препятствие только в том, что оборудование для этого процесса не всегда есть у домашнего мастера. Газовый баллон есть, а вот специальной горелки для этого нет. Попробуем обойтись без автогена и изготовить для пайки простую горелку. Сразу необходимо отметить, что она не будет давать такой же мощный поток пламени, как ее аналог промышленного производства. Это значит, что производить сварку тяжелых конструкций вам не удастся. А вот паять простые изделия или заниматься ремонтом некрупных металлических конструкций вы вполне сможете.

Газовая горелка для пайки и ремонта небольших металлических конструкций пригодится в любом хозяйстве.

Необходимые материалы и инструменты

Для изготовления горелки вам потребуются:

• латунная трубка;
• латунные заготовки для изготовления рассекателя и форсунки;
• пластины любого жаростойкого материала (можно использовать деревянные бруски);
• тиски;
• электрическая дрель;
• уплотняющая ФУМ-лента (или силикон);
• газовый редуктор;
• соединительные шланги.

Вернуться к оглавлению

Как сделать ручку и форсунку?

Конструкция самодельной газовой горелки и схема подключения к баллону.

Сначала к латунной трубке необходимо приделать ручку. Используют для этого обычно либо ручку от старого паяльника, либо в обычном деревянном бруске просверливают продольное отверстие с диаметром, соответствующим диаметру самой латунной трубки. Далее ручка крепится к трубке с помощью эпоксидной смолы или силикона. Ей придается форма удобная для вас.

Особенно тщательно необходимо подойти к изготовлению форсунки. Желательно, чтобы отверстие форсунки было около 0,1 мм. Просверлить такое отверстие в домашних условиях невозможно, поэтому делается более широкое, и края его зачеканиваются до необходимых размеров. Работа эта очень точная, поэтому потребует от вас много времени. Для надежности выполнения всех действий, заготовку закрепляют в тиски и наносят удары молотком вертикально с небольшой «оттяжкой» к центру.

Вся процедура производится по кругу, чтобы избежать отклонения направления подачи газа в дальнейшем. После чеканки головка форсунки обрабатывается мелкой наждачной бумагой. На обратной стороне форсунки нагоняется резьба для соединения с подводящей трубкой. Часто для соединения форсунки и трубки используется пайка. Отметим, что это далеко не лучший способ соединения: в случае необходимости будет очень сложно произвести ремонт или замену форсунки.

Вернуться к оглавлению

Как улучшить регулировку пламени?

Вообще, описанный вариант изготовления горелки можно считать уже законченным: работать ваш агрегат будет, достаточно лишь соединить все воедино, открыть кран газового баллона и поджечь газ. А вот дальше пойдут одни неудобства, так как регулировать поток газа можно будет только краном газового баллона, причем максимальной мощности пламени вы не добьетесь. Горелка нуждается в дооборудовании краном и рассекателем. Кран можно монтировать как на самой горелке, так и на подводящей трубке. Удобнее, когда он находится в непосредственной близости от ручки (на 2-4 см выше). Кран можно использовать от горелки старого автогена или иной аналог. Его лучше стационарно закрепить на трубке на резьбовое соединение, уплотнив ФУМ-лентой.

Рассекатель изготавливается из латуни. Лучший вариант – это цилиндрическая заготовка с отверстием для подводящей трубки и параллельными ему отверстиями меньшего диаметра. Такая заготовка крепится на трубку таким образом, чтобы ее края выступали на 2-3 мм вперед от края форсунки. Такое маленькое приспособление будет выполнять две функции: защитит пламя от бокового ветра и обеспечит поток кислорода, необходимого для поддержания устойчивого пламени.

Вернуться к оглавлению

Как упростить рассекатель?

Для обустройства рассекателя необязательно изготавливать столь сложную конструкцию. Вполне подойдет и латунная трубка, диаметр которой несколько больше диаметра подводящей трубки. Такой наконечник необходимо закрепить на трубке параллельно ей. Поток воздуха будет обеспечиваться за счет того, что выходящий из форсунки газ будет создавать зону пониженного давления, соответственно поток воздуха самостоятельно устремится в эту область.

Принцип работы будет такой же, как и у обычного туристического примуса. Отличия самоделки от примуса заключается в значительно меньших размерах и в том, что здесь в качестве горючего используется газ, а не бензин. А еще газовая горелка не требует создания избыточного давления внутри емкости с газом, поскольку оно и так присутствует.

Самодельная горелка совсем неприхотлива к составу газа: работает она как на чистом пропане, так и на пропаново-бутановой смеси. Разница будет ощущаться только в скорости прогревания материала в период пайки. Но даже этот момент можно нивелировать за счет регулировки подачи газа.