В поисках теплоты
«1200 градусов по Цельсию? Разве этого мало? Стекло начинает плавиться примерно при шестистах градусах!» — скажут самые отважные и знающие, и будут правы. Но в деле лэмпворка важна не только температура, но и характеристики самого пламени: его обьем или так называемый туннель, распределение температур в факеле и газовый состав факела, который определяет окислительное пламя или восстановительное.
Стекло течет лениво и медленно, если его не греть как следует. Кроме того, греть его нужно равномерно, иначе бусина может получиться неровной или не глянцевой. Впрочем, медлительности течения стекла есть оправдание — создание бусины дело неспешное. А вот равномерный прогрев в достаточном обьеме пламени нужной температуры и правильный, с точки зрения относительного обьема окислительной и восстановительной зоны, состав факела — условия обязательные. Поэтому, ищем горелки с высокой температурой горения, выше 1200 градусов и с длинным и обьемным факелом, продукты горения в котором разогреты сильно, вследствии чего пламя имеет большую горячую область окислительного пламени.
В воздухе содержится не слишком много кислорода, который и поддерживает горение, всего 20 процентов по обьему. Все остальное — азот,аргон, углекислота, и прочие газы. Так вот именно они столь инертны, что не вступая в процесс горения не дают разогреться пламени сильнее, попросту пролетая мимо и отбирая тепло. Поэтому атмосферные горелки не столь уж и горячи. И, при прочих равных, более горячей будет горелка, в которой происходит наиболее полное сгорание топлива, что достигается стехиометрическим (оптимальным), или близким к нему соотношением газ/воздух (атмосферный кислород).
Соотношение газ/атмосферный кислород зависит преимущественно от конструкции горелки, ну и немного от того, насколько сильно открыт кран подачи газа (Не забываем про эффект Вентури из первой части статьи). Проблему несовершенства конструкции решить можно, сделав все качественней и точнее, но кардинально поднять температуру горения можно лишь используя другое топливо, не просто пропан.
Практическое решение вопроса — использовать горелки на МАПП газе.
МАПП — это смесь жидких газов, метилацетилена, пропадиена и пропана. МАПП имеет большую удельную теплоту сгорания (Дж/кг) в сравнении с пропаном и большую температуру горения, которая может достигать 2927 градусов по Цельсию.
Давление газа в баллонах МАПП существенно выше, в сравнении с туристическими баллончиками пропана, порядка 9-10 атмосфер против 3 атмосфер пропана. Соответственно, при низких температурах, когда пропановый баллончик уже перестанет давать сколь-нибудь внятное давление, баллон МАПП газа будет работать.
Масса газа в полностью заправленном баллоне 400-450 граммов, в зависимости от производителя.
Баллон МАПП газа, общий вид. К дну баллона приварен ударопоглощающий деформирующийся колпак-основание.
Баллон МАПП газа, вид сверху.
- Резбовое крепление, фитинг типа CGA600.
- Полиэтиленовая направляющая, резиновое уплотнительное кольцо и клапан Шреддера для выхода газа.
- Предохранительный клапан, для аварийного сброса давления (на всякий случай)
Направляющая и уплотнительное кольцо.
Клапан Шреддера
Моделей атмосферных горелок под МАПП газ имеется много. Среди них есть горелки общего назначения, которые имеют длительное время непрерывной работы и горелки специального назначения, предназначенные для пайки меди и латуни твердыми припоями с высокими температурами плавления (760-950 градусов Цельсия), у которых время непрерывной работы ограничено 15-20 минутами. У них нет пассивного охлаждения сопла и их конструкция имеет существенный недостаток — сопло разогревается очень сильно, так как горение частично происходит внутри него. Пламя горелок общего назначения гораздо более спокойное, равномерное и имеет относительно большие зоны ламинарного (безвихревого) течения, в то время как специальные паяльные горелки обладают турбулентным (вихревым) пламенем. За счет вихревого движения газовоздушной смеси происходит засасывание воздуха в большем обьеме, что приводит к более полному сгоранию газа, и соответственно, к большему тепловыделению. Но туннель, то есть область спокойного обьемного пламени отсутствует, горелка греет как бы точечно.
Горелки с вихревым пламенем не подходят для лэмпворк абсолютно — и слишком мало время непрерывной работы, и пламя короткое.
Вихревая горелка фирмы Bernzomatic. Обратите внимание на длинное и узкое сопло, в котором установлены элементы, вызывающие вихревое течение газовоздушной струи.
Я использую горелку общего назначения фирмы Bernzomatic , о которой и пойдет далее речь.
Горелка Bernzomatic для МАПП газа.
- Рассекатель пламени с воздушным радиатором.
- Трубка -эжектор (см. 1 часть статьи).
- Основа горелки, в ней жиклер, регулировочный кран, сокет CGA600 для крепления на баллон.
- Игла и шток регулировочного крана с рукояткой(маховиком).
- Уплотнительная прокладка в сокет.
- Самое интересное в горелке — редукционный дроселирующий клапан для поддержания постоянного давления газа в горелке, он вкручивается внутрь сокета. Когда горелка привинчена к баллону, этот клапан, нажимая на шток клапана Шреддера в баллоне, открывает газ.
Жиклер горелки крупным планом. Диаметр отверстия менее 0,1 мм.
Каналы внутри рассекателя пламени.
Рассекатель пламени, вид изнутри.
Рассекатель пламени, вид спереди.
Редукционный клапан.
Медный фильтр внутри клапана.
Входное отверстие клапана.
Горелка прикручивается к баллону, открывается кран, зажигается пламя.
Пламя горелки Bernzomatic. Работа рассекателя пламени.
Пламя горелки Bernzomatic, окрашенное ионами натрия при плавке стекла. Обратите внимание на длину и равномерность температурных зон. Полная длина факела 13-14 см.
Навивка бусины в пламени горелки Bernzomatic.
Результат
Эти горелки применяются некоторыми лэмпворкерами при работе вне мастерской (при проведении выездных мастер-классов).
Длительность работы на одном, изначально полном, баллоне от 6 до 2 часов, в зависимости от расхода газа.
Использовать такую горелку для работы уже вполне возможно. Температуру она даёт высокую, до 2000 градусов по Цельсию и, вследствие определенных конструктивных особенностей, формирует пламя с достаточно широким и длинным туннелем.
Достоинства горелки:
- На ней уже можно получить вполне приличный результат.
- Невысокая стоимость (2500-1500 рублей, в зависимости от магазина) вкупе с очень высоким качеством изготовления.
- Простота использования, мобильность.
Недостатки:
- Относительно недешёвый газ. Один баллон стоит от 450 до 750 рублей. Китайские, как на фото сверху как раз 450-500 рублей.
- Вполне реальная возможность все-таки пожечь некоторые капризные стекла до разводов восстановленного пигмента.
- И, все же, еще недостаточная для натриевых стекол (типа бутылочных и оконных), температура.
Продолжение следует...