Устройство газовой горелки, запуск и регулировка пламени, рекомендации по разборке и хранению

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.

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.

Рекомендуем: Как поставить прибор учета тепловой энергии в квартире многоквартирного дома

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.

Чертеж газовой горелки

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.

Как добиться безопасности

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.

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.

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.

Критерии выбора

Для того чтобы не разочароваться от покупки минигорелки, перед тем как выбрать нужно знать отдельные нюансы работы. Для турпоходов подойдут недорогие обычные горелки без наддува. С этим справятся самые дешевые китайские устройства, которые поломать или потерять не жалко, их достаточно в торговой сети в Москве и других городах России.

Для домашнего ремонта не рекомендуется покупать приборы из дешевой серии. Полупрофессиональные агрегаты хоть и более дорогостоящие, но обладают более совершенной конструкцией и не имеют недостатков дешевых моделей в виде, оплавления пластикового наконечника или плохо функционирующего пьезорозжига. Еще один недостаток дешевых горелок — отсутствие клапана регулировки факела, без которого тонкие виды работ выполнить не возможно. Для тонкой задачи нужно эргономическое устройство с балансировочными возможностями, поскольку горелка часто включается и выключается, что должно выполняться свободной рукой.

Газовую горелку выбирают по мощности конструкции, толщине и материалам обработки. Устройство до 700 Вт справится с обжигом крашеного покрытия или соединения кабелей. Элементы из цветных металлов и стали до 5.0 мм лучше нагреваются пламенем от 1100 Вт. Устройства в 4 кВт применяют для работы со стальными элементами до 15.0 мм.

Кровельная газовая горелка

Настройка пламени газовой горелки

Чтобы правильно настроить горелку газового котла, в первую очередь нужно соблюдать инструкцию по эксплуатации газового прибора. Далее мы поговорим о том, как правильно запустить и отрегулировать газовую горелку, а в каких случаях необходимо отрегулировать пламя. Но сначала о главном.

Особенности настройки горелки котла

Регулировать пламя горелки рекомендуется с помощью газоанализатора. Он показывает информацию о количестве воздуха, смешанного с газом, то есть об уровне кислорода, участвующего в процессе, и количестве CO.

Как правило, содержание CO не должно превышать 50 частей на миллион, а концентрация кислорода должна составлять от 3 до 5%. Если он ниже, то очень вероятно, что газ не успеет сгореть, в результате чего накопится много сажи, уровень СО2 будет выше нормы, а КПД оборудования снизится.

Если воздуха больше нормы, температура домашней горелки газового котла будет слишком высокой, а это может привести к трагическим последствиям, вплоть до взрыва оборудования.Убедитесь, что пламя газовой горелки синее, чтобы обеспечить максимальную производительность прибора. Если он желтый или сине-оранжевый, значит, нужно отрегулировать, иначе газ не сгорит полностью и останется много сажи. Это, в свою очередь, приведет к повреждению устройства

Пламя в газовой горелке должно быть синим. Если вы обнаружите, что цвет имеет оранжевый оттенок, попробуйте уменьшить количество газа. Уменьшайте, пока цвет не станет синим (голубым). Этот цвет свидетельствует об оптимальном функционировании газового прибора. Главное – не уменьшать подачу топлива до того момента, когда пламя станет практически бесцветным. В этом случае он очень быстро вылезет.

Настройка пусковой подачи газа требуется только при розжиге и не влияет на работоспособность устройства. Но при необходимости его можно отрегулировать. Для начала нужно уменьшить начальную подачу топлива. Уменьшайте, пока горелка не перестанет зажигаться. Впоследствии можно поворачивать ручку до восстановления зажигания. Подробнее о настройке пламени домашней газовой горелки смотрите в видео в конце этой статьи.

Также рекомендуем ознакомиться с тонкостями настройки газового котла.

Когда необходима регулировка пламени?

Газовая горелка атмосферного типа, работающая без встроенного вентилятора, чаще всего выходит из строя, а турбо – гораздо реже. При длительном использовании устройства его компоненты могут сломаться или перестать работать на полную мощность.Напольный газовый котел занимает полезную площадь вашего помещения, поэтому такие системы отопления подходят для частных домов. Чаще всего для таких устройств отводится специальное помещение – котельная, в которой установлен котел. Настенные котлы экономят место, поэтому их желательно устанавливать в квартирах или домах с небольшой площадью

Например, газовый котел может иметь снижение КПД или может наблюдаться уменьшение пламени.

А это может произойти по следующим причинам:

Установлена горелка большей мощности для оборудования, рассчитанного на меньшую мощность горелки. В этом случае недостаточно места для правильного сгорания топлива, топливо горит неравномерно, что приводит к тому, что на деталях оборудования быстро скапливается нагар.
Многие отложения нагара в дымоходе могут отрицательно сказаться на тяге газового котла. По этой причине последующий отвод продуктов сгорания очень слабый, воздуха поступает мало и пламя желтеет.
Наличие дефектов горелки – одна из причин снижения КПД котла, но в этом случае регулировка пламени не поможет не решить проблему.
Перепады давления при подаче газа также могут способствовать образованию сажи и нагара, что значительно снизит производительность оборудования.

Все эти причины могут повлиять на температуру пламени в газовой горелке, и в этом случае потребуется ремонт.Настенные отопительные котлы и газовые водонагреватели чаще всего устанавливают в многоквартирных домах. Но ему также может потребоваться отрегулировать пламя горелки

С инжектором или без: как это работает?

Существует два вида газовых горелок. Рассмотрим подробно каждый из них.

Горелки без инжектора

Устройство инжекторной и безинжекторной горелки.

Эти газовые горелки работают на высоком давлении, имеют относительно простую конструкцию и чрезвычайно эффективны в использовании.

Вот в каком алгоритме происходит их функционирование:

Поступление необходимого кислорода из воздуха происходит через специальные резиновые щели и вентиль, после чего поступает в смеситель.
Функция смесителя – деление общего потока на мелкие струи, которые поступают в сопло. Таким же образом поток поступает в специальный вентиль.
Смешивание газа с кислородом происходит с помощью циркуляции, чтобы быть на выходе максимально однородной.
Мундштук на наконечнике обычно выполнен из долговечного металла – к примеру, меди. Смесь, нагретая до очень высокой температуры, выходит именно через него. Температура на выходе будет даже выше, чем температура плавления металлов.

Технические требования к данным устройствам простые и конкретные: газовый поток должен быть равномерным и иметь конкретную скорость, которую можно контролировать и которая будет очень точной.

Дополнительное требование относится к смеси: она должна полностью сгорать. Скорость газового потока должна быть достаточной для того, чтобы пламя не перебрасывалось на верхнюю часть прибора, что весьма и весьма опасно из-за высокого риска взрыва.

С другой стороны, скорость горячего газового потока не должна быть слишком высокой вследствие риска отрыва пламени от мундштука с его последующим затуханием.

Как высчитать оптимальную скорость выхода газового потока?

Нужно учитывать несколько факторов:

состав горючей смеси;
диаметр внутренней стенки сопла;
техническое устройство мундштука.

Средняя скорость находится в пределах 70 – 150 м/сек.

Горелки с инжектором

В качестве горючих газов используются метан, кислород или ацетилен, которые закачиваются в смеситель с помощью инжектора. Это и есть технологическая особенность инжекторного семейства сварочных горелок.

Вот как работает конструкция с инжектором:

Горючий газ закачивается в смесительную камеру инжектором.
Кислород поступает из баллона туда же.
После поступления в смеситель газ смешивается с кислородом воздуха.
Полученная смесь поступает по трубе в мундштук.
Давление газа из мундштука должно быть, как минимум 3,5 атмосферы.

У инжекторных моделей есть существенный технологический недостаток, о котором нужно постоянно помнить: смесь горючего газа с кислородом непостоянная, она все время меняет свой состав. Вследствие этого пламя такой газовой горелки по определению не может быть ровным и стабильным.

Используются такие газовые горелки очень широко, несмотря на низкое давление и довольно сложную конструкцию. В них встроена система охлаждения, так как из-за низкого давления сопло с мундштуком нагреваются очень сильно. Поэтому важнейшим моментом является контроль перегрева камеры, чтобы она не взорвалась.

Сколько стоит автоматика котла

Стоимость варьируется от нескольких тысяч рублей, до половины стоимости котла. На цену влияет несколько факторов:

Страна производитель.
Тип автоматики.
Комплектация.

Отечественная автоматика в полной комплектации, включающей горелочное устройство, запальник и мультиблок управления, обойдется приблизительно в 5-6 тыс. руб. За эту сумму, можно приобрести комплект АПОК – 1, Искра, Вакула и т.п.

Итальянская автоматика управления на базе микропроцессора, будет стоить, начиная от 10 тыс. руб. и выше. Стоимость мультиблока, приблизительно на 1-2 тыс. руб. выше, чем у отечественного аналога.

Технология работы газовой горелки для пайки

Такие аппараты как горелки, которые активно используются во время пайки, являются полезным инструментом, который используется для регулировки смешивания горючих газов, содержащихся в баллоне и кислорода. Главная цель такого инструмента (самодельной либо покупной) это получение во время выполнения работ стабильного, сильного пламени, нужной мощности.

Горелки делятся на два типа. Они бывают универсальными или профессиональными (специального назначения). При выполнении наплавки, при пайке, сварке, а также при обработке металлов (например, меди либо алюминия), применяется так называемый газопламенный способ, который предусматривает использование устройств с определенным назначением.

Главным преимуществом, которым обладают горелки, является то, что они способны практически в любую погоду, при сильном ветре, обеспечивать поддерживание стабильного сильного пламени. Особенно актуально их использование в тех случаях, когда возникает острая необходимость в проведении работ по пайке изделий на сильном ветру. Газовые горелки состоят из следующих элементов:

форсунки;
узла (к нему прикрепляются баллоны, в которых содержится газ);
регулятора подачи газа;
головки;
редуктора.

Стоит отметить, что такое устройство может состоять из нескольких специальных, дополнительных элементов. Например, популярные производители дополнительно оснащают свои модели специальным зажигательным элементом, который называется пьезоподжиг. Также часто встречаются модели, которые оснащены специальными переходниками, системой защиты от ветра, специальными наконечниками.

В зависимости от параметров толщины, а также формы металлов, которые подвергаются обработке (медь, алюминий, латунь) используются разные виды горелок. Также такие приспособления для пайки могут отличаться между собой типом используемого во время работы газа.

Перед использованием газовой горелки ее сначала нужно проверить на наличие всевозможных неисправностей. Также перед проведением работ рекомендуется предварительно проверить разъемные, паяльные соединительные элементы устройства на предмет их герметичности. Кроме того, перед использованием прибор нужно провести диагностику на предмет герметичности соединения рукавов.

После выполнения диагностики можно устанавливать параметры рабочего давления газа, в зависимости от типа выполняемых работ (выполнения пайки труб сделанных из меди либо радиаторов изготовленных из алюминия). Затем следует на пол оборота приоткрутить вентиль, а потом зажечь горючую смесь. На следующем этапе необходимо отрегулировать уровень интенсивности исходящего пламени. Для этого используется вентиль либо редуктор.

Классификация газовых горелок

Эти устройства на рынке представлены в нескольких широких и разнообразных линейках. Принцип работы у всех одинаковый, тем не менее каждая из моделей отличается рядом дополнительных технических характеристик.

Вот как подразделяются газовые горелки по своим функциональным критериям:

Инжекторные горелки характеризуются особой подачей кислорода к месту возникновения пламени.
Жидкостные модели, работающие не на газе, а на парах керосина или бензина.
Универсальные приборы, которые годятся и для сварки, и для резки металла.
Специализированные модели, выполненные для одной конкретной операции.
Многопламенные горелки со специальными потоками пламени.
Устройства с ручным или машинным управлением.
Горелки с разной мощностью: малого, среднего и высокого уровня.

2 Работа прибора

Выбор того или иного прибора зависит от вида используемого топлива. Принцип работы газовой горелки заключается в том, чтобы смешать горючее вещество с воздухом и подать полученную смесь в камеру сгорания. Затем обеспечивается поддержка прохождения процесса горения.

На этом стоит остановиться более подробно. Если говорить о том, как работает газовая горелка, то этот процесс можно разделить на следующие этапы:

1. Подготовительный. Отдельные элементы будущей смеси готовятся к работе. Само горючее и воздух приобретают в этот момент скорость, направление движения и температуру.
2. Соединение. Воздух и нужное количество топлива соединяются друг с другом.
3. Горение. При сгорании топлива происходит реакция окисления его элементов. Загорается оно с помощью сопла, находящегося в трубке.

В приборах часто присутствуют дополнительные элементы конструкции, которые позволяют выполнить работу более безопасно и автоматизировать ее. Например, благодаря встроенной автоматике в случае неисправности устройство может самостоятельно отключиться. Есть и розжиг в виде электричества или пьезоэлемента. В газовых горелках присутствуют также дополнения, обеспечивающие безопасность и автоматизацию работы устройства.

Рекомендуется проводить подготовительные работы перед розжигом во время планового обслуживания газового котла. Обязательно нужна предварительная проверка прибора. В основном это выполняется перед наступлением отопительного сезона.

Принцип работы газовой горелки промышленного типа такой же, как и у бытовой, однако первая выдерживает более высокое давление. Также она может быть оснащена дополнительными фильтрами, которые отсеивают мелкую пыль и смолы. Это повышает эффективность оборудования и его экономичность.

Устройство газовой горелки, особенности запуска и настройки пламени + нюансы разборки и хранения

Изготовление газовой горелки