Bruciatore a nebulizzazione
La crescente necessità di parti meccaniche in metallo per le nostre creazioni ci ha condotti a ricercare nel campo del "DIY metal casting" (fusione di metalli non-industriale). Allo scopo abbiamo creato nel tempo alcuni modelli di fornace e di bruciatori alimentati a GPL, un gas dall'insufficiente potere calorifico. Una importante svolta è stata la creazione di un bruciatore in grado di nebulizzare liquidi ad elevato potere calorifico (come la benzina e gli olii esausti) rendendoli facilmente infiammabili.
Il bruciatore a nebulizzazione è una tecnologia ausiliaria del progetto Fornace fusione metalli.
Costruzione
Il modello è composto da elementi di uso comune che possono essere acquistati in un negozio di ferramenta ben fornito:
- una vite M15 lunga 5 o 6 cm in ferro zincato.
- un dado cieco M15 (possibilmente in acciaio inox).
- un capillare in ottone del diametro di 1.9mm.
- un tubo in ottone di diametro 6mm.
La parte più complessa è rappresentata dalle lavorazioni da fare sui pezzi, che possono essere difficoltose, sopratutto se eseguite con mezzi non appropriati.
Per prima cosa si pratica un foro lungo tutto il filetto della vite (la camicia esterna) e largo quanto più possibile, in questo caso il foro ha un diametro di 8mm. Si dovrebbe ottenere che la testa della vite sia ancora integra, questa va allora forata del diametro del capillare (o poco più) in modo che il foro risulti concentrico alla vite e che raggiunga il fondo del foro più largo (da qui verrà inserito il capillare). Infine un foro del diametro del tubo in ottone perpendicolare all'asse della vite permetterà l'afflusso di aria. È importante che questo foro sia quanto più vicino possibile alla testa della vite, in modo tale da non ingombrare la corsa del dado. A questo punto si salda a stagno il capillare nella sua sede in modo tale che spunti di mezzo centimetro circa dalla fine della vite e di 20cm dalla testa. Si salda anche il tubo più grande e si pratica un foro largo poco più del capillare al centro della calotta del dado cieco (qui 2mm). È sufficiente avvitare il dado sulla vite e fare alcune prove per avere un bruciatore a nebulizzazione operativo.
Tutte le dimensioni e i materiali possono essere variati in modo tale da adattarsi alle proprie esigenze ed ai propri mezzi: nessuno dei valori è critico, ma è sufficiente seguire le poche proporzioni essenziali sopra citate.
Principio di funzionamento
Il funzionamento del bruciatore è molto simile a quello di un comune nebulizzatore pneumatico concentrico.
Un flusso di aria ad elevata pressione e bassa velocità viene spinto da un compressore nella camera esterna, la quale ha un diametro di un centimetro circa. Raggiunto il foro di uscita presente sulla calotta l'aria è costretta in una sezione cinque volte inferiore (il foro è di 2mm di diametro) e per effetto Venturi subisce una accelerazione notevole generando una depressione nella zona terminale del capillare. Questa depressione tende a succhiare il combustibile presente nel capillare che fuoriesce e viene ridotto in minuscole particelle dai moti turbolenti del fluido trasportatore.
Grazie alla calotta mobile è possibile traslare il punto di massima depressione variando la forma e la velocità della fiamma in modo tale da ottenere le massime prestazioni con qualsiasi combustibile. Inoltre la forma semisferica ed il materiale poco termoconduttivo della calotta la rendono un efficace scudo contro il calore irradiato dalla fornace impedendo il surriscaldamento delle parti saldate a stagno.
Il bruciatore è in grado di nebulizzare qualsiasi liquido combustibile sufficientemente poco viscoso, come la benzina, il petrolio lampante e il biodiesel, non può bruciare direttamente liquidi viscosi come l'olio esausto e gli idrocarburi pesanti.
Il bruciatore in azione
Il bruciatore entra in azione per la prima volta accoppiato con una piccola fornace in gesso scagliola costruita per arroventare il metallo con una fiamma a butano. È evidente anche dalle immagini come la fornace abbia sofferto (una volta spenta si è polverizzata) ma ciò non le ha impedito di fondere una piccola quantità di alluminio (scarti di lavorazione del tornio) che è poi stato colato in un secchio di sabbia. Il test è stato condotto usando petrolio lampante come combustibile.
Dopo l'acquisto di materiali refrattari adeguati (malta refrattaria resistente a 1200°C per forni) è stata costruita la prima versione definitiva della Fornace fusione metalli che ha dato grosse soddisfazioni e che utilizziamo per colare pezzi meccanici.
