Принцип работы печи на отработанном масле

  • автор:

Топливо для печей всегда было, есть и, наверное, будет проблемой. Дрова и уголь, пеллеты и брикеты – все это необходимо покупать. Однако есть вид топлива, который часто можно получить не бесплатно, а иногда даже с приплатой. Это отработка машинного масла.

Что такое отработка и как ее использовать

По сути, это бывшее в эксплуатации моторное масло, смазка двигателя и ходовой части. В процессе работы техники масло, изначально довольно чистый нефтепродукт насыщается шлаками – частицами металла (результат трения и механических повреждений деталей), сажей, солями, смолистыми соединениями. В результате такого насыщения для смазки масло больше не годится, зато оно неплохо горит – что и позволяет использовать продукт в качестве топлива.

Состав отработки сгораем примерно на 85%, и в процессе горения выдает порядка 11 кВт/час тепловой энергии с каждого литра. Таким образом, продукт по своим топливным качествам сравним с дизельным топливом.

Важно: если масло сильно засорено твердыми включениями, перед использованием его желательно фильтровать.

При этом масляная печь на фильтрованной отработке будет работать дольше и лучше, ее придется реже чистить от нагара.

Где стоит использовать самодельную печь на отработке

Поскольку в процессе горения машинное масло, особенно б/у, выделяет не самый приятный запах, да и с точки зрения здоровья не слишком полезно, лучше не использовать печи такого рода в жилых помещениях. Если другого выхода нет, обязателен качественный отвод продуктов сгорания.

Обычно печи монтируют в нежилых помещениях – подсобках, гаражах, сараях, мастерских и так далее – где не требуется постоянное отопление, а лишь прогрев воздуха на относительно короткое время.

Благодаря тому, что даже самые простые конструкции такой «гаражной буржуйки» позволяют регулировать интенсивность горения топлива, можно обеспечить либо экономичный режим его использования и постепенный прогрев помещений, либо усиленный расход с очень быстрым обогревом воздушного объема.

Общие принципы работы печи для гаража или дачи на отработке

Суть процесса проста: поскольку само по себе масло не столько горит, сколько чадит, его нужно нагреть до температуры кипения и поджечь выделяющиеся пары. Соответственно, нужна емкость для подогрева масла, точки подачи воздуха и камера дожигания. Ну и, разумеется, дымоход.

На схеме ниже показан принцип устройства самой простой печи с квадратным топливным баком.

Итак:

  • в топливный бак, он же топка, заливают отработку примерно на ½…2/3 объема. Больше нельзя – либо в процессе закипания масло выплеснется, либо просто не образуется достаточного количества горючих паров;
  • после того, как топливо немного отстоится в баке и даст определенное количество испарений, поджигают содержимое. Это делают с помощью «факела» – горящей лучины, ветоши (лучше тоже промасленной), бумаги. Далее отверстие для заливки закрывают и не открывают больше до момента догорания топлива;
  • при нагреве масло начинает выдавать все больше и больше паров, они поднимаются в зону дожига, смешиваясь по пути с вторичным воздухом. Поскольку нагретые пары гораздо выше по температуре, чем окружающий трубу воздух, кислород втягивается в отверстия очень активно, способствуя повышению температуры горения. Тягу можно регулировать с помощью заслонок, тем самым увеличивая или уменьшая интенсивность горения паров;
  • нагрев окружающего помещения происходит благодаря теплообмену между раскаленной камерой топки, трубы, камеры дожига и воздухом. Чтобы устройство дольше отдавало тепло, ставят заслонку между камерой дожига и дымоходом, уменьшая скорость удаления нагретых и горящих паров.

Для равномерности процесса камеру дожига и топку делают примерно одинакового размера (объема).

Если печь выполнена правильно, пламя имеет бело-голубой цвет. Соответственно, температура горения составляет 1000 градусов Цельсия и выше. Если пламя имеет золотисто-оранжевые, красноватые тона, температура горения явно недостаточна – слабая тяга, малый нагрев отработки, проблемы конструкции в целом. При бело-голубом пламени образующаяся в процессе горения сажа частично сгорает, не доходя до дымохода, что заметно уменьшает необходимую частоту чистки дымовых каналов.

Вне зависимости от того, насколько правильно сконструирована и выполнена конструкция, сажа и копоть в ней будут образовываться обязательно, а на дне емкости для топлива будет скапливаться негорючий осадок. Поэтому необходимо делать печь по максимуму разборной – это заметно облегчит ее чистку.

Особенности устройства дымохода

Длина дымохода в данных печах принимается не менее 4 м. Это необходимо и для создания должной тяги, и для качественного удаления отходов горения. Важно также устройство качественной вентиляции в отапливаемом помещении, поскольку часть продуктов сгорания так или иначе оказываются не в дымоходе, а внутри комнаты.

Диаметр дымовой трубы принимается не менее 100 мм, причем наличие колен, поворотов, сложной формы крайне нежелательно – чистка дымохода необходима гораздо чаще, чем у обычных печей, поскольку топливо дает большое количество сажи.

Оптимальный вариант установки буржуйки – строго под лазом в крыше, через который будет выведена дымовая труба. В этом случае вертикальное положение дымохода обеспечит стабильную тягу и легкую прочистку. Наружную часть трубы обязательно утепляют. Если этого не сделать, на внутренних стенках будет осаживаться конденсат, смешанный с недогоревшей сажей, быстро сужая проход для дыма.

Как сделать печь на отработке: базовые принципы

Вне зависимости от того, какая разновидность печи – с наддувом, капельного типа, с расширительным бачком, дополнительным дожигом газов, водяным контуром – будет выбрана для исполнения, есть общие принципы ее изготовления.

  • Высокая температура горения требует большой толщины стенок конструкции. Для верхней камеры нужен стальной лист не менее 6 мм, для других деталей достаточно 4 мм. Вместо листовой стали можно использовать бочки, баллоны и другие б/у изделия подходящей конфигурации.
  • Как уже говорилось выше, конструкция должна быть разборной. Следовательно, неразъемные соединения неприемлемы, необходимы болтовые скрепления, хомуты и так далее.
  • Изделие достаточно компактное и легкое, обычно вес менее 30 кг (без топлива). Чтобы печь не опрокидывалась, необходимо крепить ее к полу.
  • В результате сильного нагрева возможно повреждение пола, желательно делать печь на ножках. Высота ножек зависит от материала пола – чем более он горюч и чем хуже воспринимает нагрев, тем выше должна быть камера с горящим топливом. При этом ножки следует делать регулируемой высоты и обязательно выверять правильность положения печи при установке уровнем – бак с топливом располагается строго горизонтально.
  • Размеры печи принимаются из соображений удобства монтажа и достаточности теплоотдачи (об этом чуть позже). Обычно габариты вписываются в параллелепипед 75х50х35 см. Высота камер (топливной и дожига) порядка 10…15 см, их ширина 30…40 см. Объем в среднем составляет 10…30 л.
  • Соединяющая камеры труба делается перфорированной. Отношение ее диаметра к длине 1:4 (примерно), размер отверстия 10…16 мм, общая площадь отверстий 10% от общей площади поверхности трубы.

Ниже приведен чертеж простейшей конструкции печи на отработке.

На чертеже не показаны ножки, они изготавливаются по месту. Не показан также дымоход.

Вот так выглядит готовая конструкция в процессе работы.

В видео показан пример работы печи на отработке с выдвижным отсеком для заливки топлива.

Принцип работы печки

Процесс работы печи заключается в пиролизе, при испарении отработанное масло сжигается, благодаря подаче воздуха в топку (камеру сгорания). Из маслобака масло направляется в печь при помощи специальной трубки, где попадая на раскаленное дно, испаряется. В камере сгорания нагнетается воздух крыльчаткой и при высоких показателях температуры сгорает с парами масел.

Преимущества печи данной конструкции:

  1. Финансовая доступность (малозатратное оборудование из подручных материалов, общая стоимость 7000-8000 руб.).
  2. Автономный режим (возможность работы от АКБ 12 В, без доступа к сети).
  3. Не токсично (отсутствует посторонний запах при работе).
  4. Бюджетный расход масла составляет 1-2 л/час.
  5. Вес конструкции составляет около 30 кг.
  6. Безопасность (конструкция защищена от перегрева, корпус не нагревается выше 120 С).

Маслонасос

Печь в течение часа расходует порядка 1-2 л. Из всех доступных запчастей от ВАЗа, можно легко соорудить маслонасос, который обеспечит низкую подачу масла. Стоит обратить внимание на то, что для работы подойдет не только шестеренчатый насос системы смазки двигателя классической модели ВАЗ, но и другие насосы с экономной подачей масла (например: со скутера или мотоцикла). Если нужного насоса не найдется, то решить проблему высокой подачи масла, можно путем установки тройника в подающей трубке. Излишки масла будут выбрасываться через два боковых отверстия обратно в маслобак. Электромотор с редуктором от стеклоподъемника ВАЗ 2108-09, можно использовать в качестве привода маслонасоса.

Потом необходимо соорудить конструкцию для соединения маслонасоса с приводным редуктором. Для этого понадобятся такие материалы:

  • две металлические пластины (толщина 3 мм);
  • труба – ¾ дюйма.

Металлические пластины приварить к концам трубы, длина которой зависит от объема масляного бака. Пластины нужны для крепления площадок насоса и электромотора приводного с редуктором.

В любом строительном маркете можно купить алюминиевые трубки. Из них получится приводный вал для вращения.

Пример расчета размеров печи

Как было сказано выше, расход топлива около 1…2 литра в час. При этом излучаемое тепло – около 11 кВт/час на каждый литр. Таким образом, печь может дать в час 11…22 кВт. Чтобы рассчитать необходимый объем топки с учетом времени горения, принимаем:

  • объем помещения (гаража) – 7х4х2,5=70 м.куб., площадь 28 кв.м.;
  • считаем, что на каждый квадратный метр помещения типа гаража требуется не менее 500 Вт (базовые 100 Вт, вводим коэффициенты для всех наружных стен, не утепленной крыши и фундамента, большого проема входа, металлической конструкции);
  • соответственно, на площадь 28 квадратов требуется 14 кВт энергии в час.

Чуть форсировав минимальной мощности печку (усилив тягу), мы получим требуемую температуру в помещении. Но расход топлива увеличится примерно до 1,5…1,6 л в час. Следовательно, для времени горения не менее 6 часов объем топки должен быть 10 л. Это соответствует 0,001 кубического метра, то есть емкость должна иметь размер, например, 10х10х10 см. В реальности объем топки превышает необходимый объем топлива в 1,5…2 раза, то есть размеры должны быть 20х10х10 см или более, для мини печки это подходит. Обычно принимают с солидным запасом, то есть 50х30х15 см. Это позволяет не доливать топливо каждый раз при розжиге.

Важно: при больших размерах топки появляется необходимость гасить огонь в печи на отработке до того, как топливо полностью прогорит. Процесс тушения показан в видео.

Длина трубы 40 см, соответственно ее диаметр – 10 см. Площадь боковой поверхности цилиндра равна его высоте, умноженной на длину окружности основания (диаметр, умноженный на число π), в нашем случае 40х3,14х10=1256 см.кв. Соответственно, площадь всех отверстий одна десятая от общей – 125,6 см.кв. Учитывая, что площадь одного отверстия при диаметре 10 мм равна πх0,52=3,14х0,25=0,78 кв.см, для такой трубы потребуется 125,6/0,78=160 отверстий.

Обратите внимание! Принятое значение – площадь отверстий 10% от общей площади боковой поверхности трубы – условно! Количество отверстий при изготовлении принимается в том числе из условий прочности изделия и обычно заметно меньше!

Учитывая, что цилиндр в развернутом виде представляет собой прямоугольник 31х40 см, а отверстия следует размещать в шахматном порядке, нам придется сделать 12 вертикальных рядов по 13 или 14 отверстий каждый. Разметить вертикальные ряды просто – поделить любым геометрическим способом верхнюю или нижнюю окружность основания трубы на 12 частей и провести вертикальные линии сверления.

Расстояние между рядами будет 3,3 см. Разметить вертикальные ряды чуть сложнее, поскольку необходимо в каждом втором ряду смещать верхнюю (или нижнюю) точку разметки на половину расстояния между отверстиями. Учитывая, что нам необходимо делать отверстия не на краю трубы, добавляем к планируемому числу отверстий 1 и рассчитываем шаг: для 13 отверстий он составит 40/(13+1)=2,85 см, для 14 – 40/(14+1)=2,6 см.

Важно: при сверлении ось сверла должна быть направлена к оси трубы!

Инструкция по изготовлению печи на отработке с чертежом

За основу примем приведенный ниже чертеж.

Потребуется:

  • сталь листовая 4 мм и 6 мм (размеры листов зависят от выбранных габаритов печи, уточняем по чертежу), труба стальная диаметром 100 мм и длиной 400 мм;
  • болгарка с диском для резки металла;
  • сварочный аппарат;
  • сверла по металлу и дрель;
  • листогибочный станок или другое приспособление, позволяющее сгибать лист в цилиндр;
  • шпильки или болты с резьбой не менее М12, соответствующие гайки и шайбы.

Последовательность действий:

  1. Раскрой деталей. Вырезаем элементы согласно приведенным на чертеже размерам. Для колец используют полосы, ширина которых равна высоте кольца, длина – длине окружности с запасом на сваривание. Например, для кольца с диаметром 352 мм и высотой 60 мм потребуется полоса 60х1105 мм. Запас на сваривание – 1…1,5 см, возможна сварка встык.
  2. В готовых деталях вырезаются отверстия соответствующего размера и формы. Учитываем допуски деталей – лучше примерить размер отверстия «по месту». Отверстия в трубе просверливаются исходя из планируемой интенсивности горения и условия прочности: чем больше отверстий, тем сильнее тяга, но тем менее прочна труба. Обычно сверлят отверстия с шагом 7…10 см.
  3. Собираем вначале два блока – топливную камеру и камеру дожига, потом скрепляем их с трубой. При этом для сохранения возможности разборки не используем сварку, лишь плотно вставляем детали одна в другую! Для подгонки можно подшлифовать или немного подрезать края.
  4. В последнюю очередь приваривают ножки и крепят по месту задвижки и крышки – обязательно на болтовые соединения, чтобы был доступ к емкостям для очистки. Желательно также вварить распорки между топливным баком и камерой дожига. Для распорок можно использовать арматуру или любой подходящий пруток.
  5. Устанавливают дымоход и скрепляют его с конструкцией болтовыми или шпилечными соединениями.

Ниже приведен другой вариант схемы и чертежей печи на отработке своими руками. Здесь использованы также цилиндрические отсеки, но оси цилиндров развернуты параллельно земле.

В этом видео показана сборка такой печи и процесс ее эксплуатации.

Разновидности печей на отработке

Выше уже говорилось о том, что простейшая буржуйка не слишком удобна и эффективна. Поэтому появились различные варианты модификаций, которые мы рассмотрим ниже.

Печь на отработке из старого газового баллона

Здесь тоже потребуется листовой металл 4 мм (примерно 50 кв.см), но более важен другой базовый элемент – отработанный газовый баллон емкостью 50 л, лучше старого советского образца, пропановый. Кислородный тяжелее и массивнее, с ним трудно работать. Кроме этого, нужны:

  • стальная труба диаметром 100 м, длиной 2000 мм;
  • вентиль с резьбой ½ дюйма;
  • стальной уголок с полкой 50 мм, метр или немного больше;
  • хомуты;
  • петли;
  • кусок шланга для подачи топлива;
  • автомобильный тормозной диск. Диаметр подбираем так, чтобы он свободно входил в баллон;
  • еще один баллон (фреоновый) для создания топливного бака.

Последовательность работы:

  1. спускаем остатки газа из баллона, сверлим в дне отверстие и промываем баллон водой;
  2. вырезаем в боковой стенке два проема – большой нижний и меньший верхний. В нижнем будет располагаться топливная камера, в верхнем – камера дожигания. Кстати, если размеры нижнего проема позволяют, помимо отработки можно будет использовать в качестве топлива дрова;
  3. из стального листа делаем дно камеры дожига;
  4. из трубы изготавливаем горелку – место, где летучие газы смешиваются с воздухом и воспламеняются. В горелке сверлятся отверстия (по описанному выше принципу), внутри труба ШЛИФУЕТСЯ, это необходимо для большей эффективности изделия;
  5. готовую горелку вваривают в дно камеры дожига;
  6. из тормозного диска и куска стального листа делаем поддон для отработки. В верхней его части привариваем крышку;
  7. для соединения горелки и крышки поддона лучше использовать муфту – это облегчает обслуживание печи;
  8. выполняем подвод для горючего. Для этого в стенке баллона выполняется отверстие, в которое вваривается труба с резьбовым краем;
  9. на внешнем конце трубы ставится вентиль, к нему подключается шланг. Шланг, в свою очередь, подключается к баллону с топливом;
  10. трубу для дымохода вваривают в верхнюю часть баллона, далее «уводят» плавным переходом вверх, до выхода из помещения.

Фактически на этом работа с самой печью закончена, но лучше дополнительно соорудить теплообменник – это увеличит эффективность.

Один из вариантов теплообменника – наваренные на корпус пластины – показан на фото ниже.

Готовая печь с открытыми дверками (петли были нужны именно для них, на петли крепятся вырезанные в пункте 2 куски баллона).

Печь на отработке с наддувом

Эта конструкция также собрана на основе 50-ти литрового баллона.

Подача воздуха здесь идет от вентилятора (например, от печки автомобиля ВАЗ 2108), что позволяет увеличить тягу в дожигателе и при этом сделать фактически теплообменником всю поверхность баллона.

Процесс работы и розжиг показаны в видео.

Печь на отработке с водяным контуром

Изготовление печи с водяным контуром может быть практически таким же, как и в наиболее простом варианте. Основное отличие – организация отбора тепла в водный теплоноситель. На фото ниже такая возможность реализована обмоткой трубы вокруг корпуса печи. При этом снизу, естественно, подается холодная вода, сверху выходит нагретая.

Более «продвинутый» вариант – печка с «водяной рубашкой». Фактически корпус заключен во второй, полый, внутри которого циркулирует вода. Нагретая жидкость подается в радиаторы отопления.

Правда, фраза «не дымит» от производителя является некоторым преувеличением – это реально только при регулярной чистке дымохода и использовании достаточно качественного, отфильтрованного топлива.

На чертеже устройство выглядит примерно так.

Печь с капельной подачей топлива

Этот тип печи более безопасен, чем те конструкции, в которые топливо заливается одномоментно. Кроме того, в случае постепенной подачи можно свободно регулировать длительность горения.

Обязательным элементом системы является отдельный бак для топлива, отработка из которого подается небольшими порциями – почти каплями – с помощью специального устройства.

На фото ниже показана конструкция, где имеется расположенный выше топливной камеры отдельный бак с маслопроводом. Базой печи является газовый баллон, для регулировки интенсивности подачи отработки используется вентиль. Подробнее устройство печи рассмотрено выше.

Еще один тип изделия – с выдвижным отсеком для топлива и двойным дожигателем.

Она же, реализованная в металле.

Обратите внимание: благодаря наддуву и отсутствию потерь топлива при заливке расход отработки снижается на 20…30%.

В завершение статьи хочется напомнить – печи на отработке могут быть не только самодельными. В качестве альтернативы неплохо подойдут изделия типа «Емеля». Их можно приобрести у компании-производителя, там же скачать инструкции по эксплуатации и сборке.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *