Компактна ракетна піч креслення. Ракетна піч своїми руками креслення та процес виготовлення. Будівельна сировина для спорудження нестандартної печі
Шановні відвідувачі сайту сьогодні ми з вами розглянемо докладну інструкцію з самостійного збирання похідної печі-ракети своїми руками без застосування зварювання. Реактивна піч з'явилася порівняно недавно і була придумана закордоном, але за короткий період часу заручилася в нашій Країні народною любов'ю та повагою, особливо серед туристів, рибалок і мисливців і звичайно ж. за рахунок реактивної тяги створеної конструкцією печі. З її допомогою можна в стислі терміни приготувати їжу, закип'ятити чайник, що в умовах походу дуже важливо.
Конструкція реактивної печі дуже проста - це вертикально розташована труба (вона ж корпус і димохід) і топка, що примикає під кутом, розділена всередині пластиною на дві частини (верх для завантаження дров, низ для доступу повітря до вогнища горіння) таким чином утворюється реактивна тяга, від сюди та гучна назва « «.
Представлена піч зроблена з розрахунком на компактність, тому що в поході дуже важливий кожен грам вантажу та місце у рюкзаку. Для її виготовлення був взятий використаний балон з-під гелію (можна використовувати вогнегасник) у нього спиляна верхня частина, а збоку пропиляно технологічний отвір під установку топки, конструкція повністю розбірна і всі деталі в похідному положенні знаходяться всередині корпусу. Нагадуємо, що при її виготовленні зварювальний апарат не потрібен, що максимально спрощує процес створення.
Давайте розглянемо всі етапи збирання реактивної печі.
Матеріали
- балон з під гелію або використаний вогнегасник
- квадратна труба
- металева перфорована пластина
- болти та гайки
- металевий лист 1-2 мм
Інструменти
- болгарка (УШМ)
- дриль
- плоскогубці
- балончик з термостійкою фарбою
Покрокова інструкція зі створення похідної реактивної печі-ракети.
Для початку розглянемо креслення вітчизняної печі «Робінзон» теж відмінна конструкція, але зварена, а представлена нижче набагато універсальна і по праву вважається похідною піччю.
Насамперед треба знайти використаний балон з-під гелію або старий вогнегасник, стравити залишки вмісту, відкрутити вентиль і промити водою, потім спиляти верхню частину, а так само зробити технологічний отвір в нижній частині під установку топки з квадратної труби. 
З перфорованої пластини робимо колосникові грати. 
Опорні ніжки для топки. 
Збираємо всі деталі у єдине ціле. 
У нижній частині вкручено загострений металевий штир, він необхідний щоб при встановленні печі в робоче положення вона твердо стояла на землі, а цей кіл заглиблюється в землю. У похідному положенні він викручується. 
З листового металу 1-2 мм вирізаємо комфорку. 
Ось до речі штир у похідному положенні. 
Також крім складових від печі, в балон можна покласти невеликий запас сухих дров, що може дуже допомогти в сиру і дощову погоду. Тільки уявіть.. вирушили ви в похід і вас застав сильний дощ, все навколо промокло, сиро і бридко, а ви спокійнісінько дістаєте свою похідну піч-ракету і розводите вогонь, готуйте їжу, кип'ятіть чайник і все у вас чудово 😉 
Додатково було натягнуто трос для фіксації топки. 
Ось така чудова піч вийшла, її перевага в тому, що вона економічна, компактна, розбірна. 
Дана конструкція виконана без застосування зварювання, що максимально спрощує процес складання тим людям, хто не має зварювального апарату або не вміє користуватися зварюванням. Сподіваємось наш матеріал був вам корисний. Також можете переглянути відео печі в дії. Приємного перегляду!
Завжди найпростіші та найзручніші рішення користуються великою популярністю. Особливо коли справа стосується опалювальних споруд. Так ось ракетна піч ідеально підійде для використання в приватному будинку, так як умільці самі зможуть її сконструювати, не сильно спустошуючи гаманець. Тим більше, що принцип печі-ракети дає можливість підлаштуватися під будь-який дизайн будинку. Такий самий принцип використовувався в Кореї та Китаї для обігріву своїх будинків взимку. Плюс у тому, що дров за такого виду опалення витрачається значно менше, ніж у традиційній російській печі.
Робота цієї печі ґрунтується двома базовими принципами:
- Пряме горіння - вільне перетікання паливних газів по пічних каналах без спонукання тягою, що створюється димовою трубою.
- Допалювання димових газів, що виділяються при горінні деревини (піроліз)
Ракетну піч можна топити вторинними матеріалами, обрізками дерев і практично всім, що потенційно горить, так як на виході з печі через високі температури горіння в самій печі виділяється практично тільки вуглекислий газ і водяна пара. Довгий димар забезпечує повне охолодження, внаслідок чого можливі виділення води. При правильній конструкції даної печі паливо повинне горіти лише в нижній частині, поступово осідаючи.
Одночасне використання ракетної печі для приготування їжі та опалення приміщення робить її універсальною.
Реактивна піч або піч-ракета з'явилася внаслідок відхилення від традицій виготовлення обладнання для обігріву приміщення. Її вважають економічним теплогенератором, конструкція якого є елементарною. Тому багато хто замислюється про спорудження реактивної печі своїми руками.
Опис, переваги та недоліки печі-ракети
Теплогенератор для нагрівання повітря в приміщенні називається піччю-ракетою або реактивною піччю, так як при роботі у разі надмірного надходження повітря він видає особливі звуки. Цей шум можна прийняти за рев реактивного двигуна. У звичайному режимі обладнання функціонує з ледь чутним шелестящим звуком.
Ракетна піч служить пристроєм для опалення будинку та приготування їжі. На спалювання однієї партії дров у такому устаткуванні йде близько 6 годин, більше, ніж у стандартній металевій печі. Причина цього - створення теплогенератора з урахуванням печі з верхнім горінням.
Полум'я з реактивної печі може вириватися
До переваг печі-ракети відносять:
- незалежність від енергії палива;
- простота конструкції, що складається з доступних деталей, що з'єднуються за лічені хвилини;
- можливість давати багато тепла, незважаючи на якість палива, що завантажується.
У реактивної печі виявлено деякі недоліки:
- керування вручну, що передбачає постійний контроль роботи обладнання;
- небезпека отримання опіку, адже стіни обладнання стають надзвичайно гарячими;
- недоцільність використання у лазні, оскільки її не вдасться прогріти.
Види
Агрегат, який під час роботи видає ракетний гул, буває:
- переносним (агрегат із металевих труб, відер або газового балона);
Переносні ракетні печі виготовляються промисловістю серійно.
- стаціонарним (створеним із шамотної цегли та металевої тари);
Такий агрегат складніше спорудити, ніж металеву піч
- обладнання для нагрівання повітря з лежанкою.
Лежанка обладнана за задньою стінкою печі
Переносні конструкції виготовляють великими партіями, адже використовуються для походів. Основа цих теплогенераторів – труба, складена з кількох відрізків.Правда, такі конструкції, на відміну від агрегатів на базі шамотної цеглини, не надійні. Стінки з вогнетривких блоків підвищують тепловіддачу реактивної печі. При бажанні до неї можна додати лежанку у вигляді дивану або ліжка, декорованого глиною або тирсою.
Деталі та функціонування реактивного теплогенератора
Елементарна ракетна піч являє собою пристрій із двох фрагментів труби, з'єднаних відведенням під кутом 90 градусів. Топковою камерою в цьому теплогенераторі зазвичай є зона в горизонтальній частині конструкції. Але іноді паливо закладають у вертикальну ділянку апарату, для чого піч-ракету споруджують із двох труб різної довжини, монтованих вертикально та пов'язаних загальним горизонтальним каналом.
Через піч проходить первинне та вторинне повітря
Функціонування реактивної печі засноване на двох діях: безперешкодному проходженні деревних газів по трубі та допалюванні газів, що виробляються при згорянні палива. Тріски і дрова в топку цього теплогенератора підкладають після того, як там загориться легко займистий матеріал на зразок паперу. На відкритий переріз труби ставлять тару з водою чи іншим вмістом. При цьому між конструкцією та встановленою ємністю залишають невеликий простір, необхідний для створення тяги.
Процеси, що протікають усередині стаціонарної реактивної печі, нагадують роботу піролізних опалювальних агрегатів.
Розрахунок параметрів (таблиці)
Об'єм печі слід визначати зі знанням справи, адже саме він впливає на потужність та кількість тепла, яке утворюється опалювальним обладнанням. Розраховуючи габарити реактивного опалювального обладнання використовують показник внутрішнього діаметра барабана D, значення якого може коливатися в межах 300-600 мм. Також потрібно знати площу поперечного перерізу барабана. Для визначення цього показника печі-ракети слід скористатися формулою: S = 3.14*D^2/4.
Основні розміри реактивної печі представлені у таблиці:
| Параметр | Значення |
| Висота барабана Н | Від 1,5D до 2D |
| Висота теплоізоляційної обмазки барабана | 2/3Н |
| Товщина теплоізоляційної обмазки барабана | 1/3D |
| Площа поперечного перерізу первинного димаря | Від 0,045S до 0,065S (оптимально – від 0,05S до 0,06S). Чим вище буде первинний димар - тим краще. |
| Мінімальний зазор між верхнім краєм первинного димоходу та кришкою барабана | 70мм. При меншому значенні аеродинамічний опір зазору для газів, що проходять через нього, виявиться надмірно великим. |
| Довжина та площа жарової труби | Довжина та площа первинного димаря |
| Площа перерізу піддувала | Половина площі перерізу первинного димаря |
| Площа поперечного перерізу зовнішнього димаря | Від 1,5 до 2S |
| Товщина подушки із саману під газоходом із лежанкою | 50-70 мм (за наявності під лежанкою дерев'яних полат - від 25 до 35 мм) |
| Висота обмазування над газоходом із лежанкою | 150мм. Зменшувати не рекомендується, інакше піч накопичуватиме менше тепла. |
| Висота зовнішнього димаря | не менше 4 м |
Особливого значення надається довжині газоходу з лежанкою. Максимально допустимі показники відображені у таблиці:
Об'єм вторинної зольної камери - теж важливий показник, що залежить від об'єму барабана та первинного димоходу.
| D (диметр) | Об `єм | |
| 300 мм | 0,1 х (Vк - Vпд) | Де Vк - об'єм барабана, Vпд – обсяг первинного димаря. |
| 600 мм | 0,05х (Vк - Vпд) | |
Будівельна сировина для спорудження нестандартної печі
Виробництво реактивного опалювального обладнання вимагатиме наявності:
- бочки об'ємом 200 літрів і діаметром 0, 6 метрів, порожнього балона з-під зрідженого газу або відер з жерсті, щоб спорудити барабан печі;
- квадратних або круглих труб зі сталі товщиною 2–3 мм, які потрібні для створення піддувалу, камери згоряння та первинного димоходу;
- шамотного щебеню та пічної глини як теплоізоляційні матеріали;
- саману, що служить зовнішнім обмазувальним шаром;
- шамотної цегли;
- піску із дна річки;
- відрізки листів зі сталі, оцинкованого, або алюмінію для виготовлення кришок і дверей;
- азбесту або картону з базальту, що виконує завдання ущільнювача.
З інструментів при спорудженні печі-ракети знадобиться зварювальний апарат. А якщо планується зробити опалювальне обладнання з цегли, то доведеться взяти:
- кельня;
- розчинна лопатка;
- молоток-кирочку;
- розшивку;
- кувалду гострокутну;
- рівень;
- виска;
- рулетки.
Підготовка до збирання опалювального обладнання
При виборі місця для печі-ракети орієнтуються деякі правила:
- реактивне опалювальне обладнання розміщують лише у приміщенні площею щонайменше 16 м²;
- без статевих дощок під піччю монтаж обладнання буде простіше;
- над конструкцією, що дає тепло, забороняється розташовувати балки з деревини;
- якщо мається на увазі, що димова труба йтиме через стельові перекриття, то опалювальне обладнання ставлять у середині будинку;
- теплогенератор не можна встановлювати поблизу зовнішнього контуру будинку, інакше приміщення втрачатиме нагріте повітря;
- реактивний прилад забороняється розташовувати поруч із стінами та перегородками їх дерев'яних матеріалів.
Щоб у реактивне опалювальне обладнання було зручно підкладати паливо, його розумніше ставити лицьовою стороною навпроти входу. Навколо печі-ракети важливо залишити хоч би метр нічим не зайнятої площі.
У маленькому будинку будівельники радять виділити для печі місце у розі.При цьому топка має бути спрямована в один бік, а лежанка (якщо вона зроблена) – в іншу.
Пекти стоїть на спеціальній платформі, яка захищає від високої температури підлогу
Знайшовши відповідну ділянку для печі-ракети, починають готувати її до будівельних робіт. Якщо на підлогу в будинку укладено дошки, то в місці, де буде встановлене обладнання, їх потрібно буде прибрати. Під розкритою підлогою риють яму, дно якої обов'язково пресують.
До будівельних робіт слід замішати спеціальний розчин. Він складається з піску та глини, з'єднаних у співвідношенні 1:1. Води потрібно стільки, щоб будівельна сировина придбала консистенцію сметани, тобто частину від кількості сухих інгредієнтів.
Поетапна інструкція з виготовлення своїми руками
Якщо заплановано зробити піч-ракету з газового балона, труднощів можна не боятися. Дії створення обладнання з такої будівельної сировини досить прості:
- від балона об'ємом 50 літрів відсікають верхню частину, щоб зробити своєрідний ковпак;
Балон обрізають зверху та знизу
- орієнтуючись на вказівки в кресленні, один з одним зварюють усі деталі виробу, тобто газовий балон, трубу діаметром 10 см (майбутній димар), трубу діаметром 7 см (внутрішній канал) та ще одну трубу з діаметром 15 см (паливник);
Розміри вказані в мм
- простір між двома трубами заповнюють матеріалом, що зберігає тепло, наприклад, піском, який був ретельно прожарений, тобто очищений від органічних речовин;
- для надання конструкції стійкості приварюють ніжки.
Для спорудження ракетної печі з лежанкою, що передбачає використання цегли, потрібно діяти інакше:
- Зону для облаштування паливника поглиблюють, забираючи 10 см ґрунту. Топкову камеру формують із шамотної цегли. По контуру конструкції, що виготовляється, створюють опалубку. Щоб підстава була міцною, рекомендується закладати в неї арматуру або металеві прути;
Платформа затвердіє приблизно за два дні
- Конструкцію заливають рідким бетоном. Потім чекають, коли розчин застигне, і доробляють роботу. Цегла укладає суцільною лінією, створюючи платформу для печі. Після цього формують стінки конструкції, виставляючи кілька рядів цегляних блоків;
- Облаштовують нижній канал конструкції, при цьому одну лінію цегли укладають поперек, щоб перекрити камеру топки. Блоки розставляють, залишаючи вертикальний канал та проріз топки відкритими;
Два сектори печі на цьому етапі будівництва мають бути відкритими
- Знаходять корпус від старого бойлера та зрізають на ньому верхню та нижню кришки. Внизу труби, що вийшла, встановлюють фланець, через який буде проходити горизонтальний теплообмінник. Деталі потрібно з'єднати один з одним суцільним звареним швом;
Робота потребує акуратності
- У бочку вставляють вихідний патрубок, після чого беруть щітку по металу і відшкребають від стінок іржі ємності. Очищену бочку обробляють складом грунтовки, а трохи пізніше - фарбою, стійкою до впливу високої температури;
- Горизонтальний димар за допомогою зварювання з'єднують з бічним відведенням - майбутнім зольником. Для полегшення його чищення монтують герметичний фланець;
- Викладають жарову трубу з вогнетривкої цегли. При цьому всередині конструкції формують канал заввишки і шириною 18 см. Займаючись цією справою, постійно користуються будівельним рівнем, який дозволяє контролювати вертикальність виробу;
Висота труби визначається заздалегідь
- Жарову трубу накривають захисним кожухом, а зазори, що вийшли, закупорюють перлітом. Нижню область вертикального каналу герметизують сирою глиною, функція якої - запобігти пробудженню теплоізоляційного матеріалу на підлогу;
- З бойлера, на якому було зрізано верх і низ, формують паливний бак. До нього обов'язково приварюють ручку;
- Для поліпшення виду конструкцію обробляють саманною замазкою, що складається з тирси і сирої глини. Перший компонент складу служить так само, як і щебінь у бетоні, тобто запобігає розтріскування стін печі. Саманну замазку рекомендується наносити і поверх перлітової засипки;
- Створюють фасад печі, для чого з каменю, цегли, саману та піску викладають пічний контур. Виворітний бік конструкції заповнюють щебенем, а лицьову - саманною сумішшю, що робить поверхню ідеально рівною;
- На раніше створену основу ставлять кожух із металевої бочки. Нижній патрубок ємності направляють у бік лежанки. Низ конструкції обробляють сирою глиною, що забезпечить її герметичність;
- До камери топки підводять канал з гофрованої труби. Він послужить сполучною ланкою між топкою та атмосферою ззовні;
На цьому етапі піч виглядає майже закінчено
- Проводять тестовий розпал печі, дивлячись, як гази виводяться з горизонтального димоходу. Після цього труби теплообмінника з'єднують з нижнім патрубком, встановленим на платформі червоної цегли;
- Пекти доповнюють трубою для виведення диму. Місце з'єднання димоходу та теплогенератора ущільнюють вогнетривкою обмазкою та азбестовим шнуром;
- Використовуючи глину та саман, лежанці надають потрібної форми. Незапечатаною залишають лише горизонтальну ділянку конструкції, яка потім використовуватиметься під час приготування їжі.
Пекти функціонує як ціла система
Удосконалення конструкції
Лежанка з газоходом усередині – це не єдиний варіант модернізації печі-ракети. Конструкцію можна вдосконалити водяною сорочкою, що підключається до опалювальної системи, в якій вода циркулює. Цій частині конструкції бажано надати вигляду змійовика, створеного з мідної труби, що закручується на димарі.
Така конструкція дає ще більше тепла
Інший спосіб покращення реактивної печі пов'язаний з організацією надходження в жарову трубу нагрітого вторинного повітря. Це збільшить ККД теплогенератора, але призведе до відкладення первинної димової труби великої кількості сажі. Тому краще зробити так, щоб кришку барабана за потреби можна було демонтувати.
Тонкощі експлуатації нетрадиційної печі
Ракетну піч топлять за аналогією з теплогенератором верхнього горіння. Виходить, що розпалювання обладнання, що називається ракетою, має здійснюватися за певними правилами:
- головне сировину для топки агрегату потрібно закладати тільки після хорошого прогрівання конструкції, для чого спочатку в піддувальний сектор поміщають і підпалюють тирсу або папір;
- на приглушення шуму, що виходить з печі, обов'язково реагують - кладуть у топку камеру велику партію палива, яке загориться самостійно від розпечених залишків тирси;
- за процесом уважно стежать, тобто після закладки дров повністю відкривають заслінку, а через деякий час, коли обладнання видасть гул, її прикривають для отримання звуку, схожого на шелест;
- при необхідності заслінку прикривають більше і більше, інакше топка буде заповнюватися надлишковим об'ємом повітря, що порушить піроліз усередині жарової труби і призведе до створення сильного гулу.
Оскільки реактивна піч спочатку була створена для використання в польових умовах, її конструкція дуже проста. Це дозволяє впоратися із виготовленням агрегату звичайному домашньому майстрові. Але, незважаючи на легкість, піч-ракету потрібно збирати, врахувавши правильне співвідношення параметрів. В іншому випадку обладнання вийде непродуктивним.
© При використанні матеріалів сайту (цитат, зображень) вказівка джерела є обов'язковою.
Скажімо відразу: ракетна піч – простий та зручний опалювально-варочний пристрій на деревному паливі.з добрими, але не винятковими параметрами. Її популярність пояснюється не лише яскравою назвою, але більше тим, що її може зробити своїми руками і не пічник і навіть не муляр; за потреби – буквально за 15-20 хв. І ще тим, що, вклавши трохи більше праці, можна в будинку отримати прекрасну лежанку, не вдаючись до споруди складною, дорогою і громіздкою або . Причому сам принцип улаштування печі-ракети дає більшу свободу дизайну та прояву творчих здібностей, див. рис.
Але чи не більш примітною є «реактивна піч» величезною кількістю пов'язаних з нею, часом зовсім безглуздих вигадок. Ось, наприклад, кілька вихоплених навмання перлів:
- «Принцип роботи печі такий самий, як у прямоточного реактивного двигуна МІГ-25». Так МІГ-25 та його нащадок МІГ-31 біля прямоточного повітряно-реактивного двигуна (ПВРД), що називається, і в кущиках не сідали. На 25-му та 31-му стоять двоконтурні турбореактивні двигуни (ТРДД), четвірка яких потім тягла Ту-144 і тягне досі інші машини. А будь-яка піч із будь-яким реактивним двигуном (РД) – технічні антиподи, див. нижче.
- "Піч на зворотній реактивній тязі". Це грубка хвостом вперед летить, чи як?
- "А як вона таку трубу продує?" Пекти без наддуву в трубу не дме. Навпаки, димохід із неї тягне, на природній тязі. Чим вища труба, тим краще тягне.
- "Піч-ракета це поєднання голландської ковпакової печі (sic!) з російською лежанкою". По-перше, суперечність у визначенні: голландська піч – канальна, а будь-яка ковпакова – будь-що, крім голландки. По-друге, лежанка російської печі прогрівається зовсім не так, як ракетної.
Примітка: насправді піч-ракету прозвали так тому, що в неправильному режимі топки (про що далі) вона видає гучний гомін. Правильно налаштована ракетна піч шепоче або шелестить.
Ці й подібні до них невідповідності, зрозуміло, збивають з пантелику і заважають зробити ракетну піч як слід. Так що давайте розберемося, що про ракетну печі є правда, і як цією правдою правильно скористатися, щоб ця справді хороша грубка проявила всі свої переваги.
Пекти чи ракета?
Для повної ясності потрібно розібратися, чому піч може бути ракетою, а ракета – піччю.Будь-який РД - це той же ДВС, тільки в ролі поршнів, шатунів з кривошипом і трансмісії виступають самі витікаючі гази. У поршневому ДВС вже в момент згоряння висока температура робочого тіла створює великий тиск, який штовхає поршень, а він рухає всю механіку. Рух поршня активний, робоче тіло штовхає його туди, куди саме прагне розширитися.
При спалюванні палива в камері згоряння РД теплова потенційна енергія робочого тіла тут же перетворюється на кінетичну, як у вантажу, що падає з висоти: оскільки розпеченим газам відкритий вихід у сопло, вони туди і спрямовуються. У РД тиск відіграє підлеглу роль і ніде не перевищує перших десятків атмосфер, цього за будь-якого мислимого перерізу сопла мало, щоб розігнати до 2,5М мигар або вивести на орбіту супутник. За законом збереження імпульсу (кількості руху) літальний апарат з РД у своїй отримує поштовх у зворотний бік (імпульс віддачі), і є реактивна тяга, тобто. потяг від віддачі, реакції. У ТРДД другий контур створює навколо реактивного струменя невидиму повітряну оболонку. Внаслідок цього імпульс віддачі хіба що стягується у бік вектора тяги, тому ТРДД набагато економічніше простого ТРД.
У печі перетворення видів енергії один в одного немає, тому вона не двигун.Піч просто розподіляє потенційну теплову енергію належним чином у просторі та часі. З погляду печі, у ідеального РД ККД = 0%, т.к. він за рахунок палива лише тягне. З точки зору реактивного двигуна, у печі ККД = 0%, вона тільки розсіює тепло і не тягне. Навпаки, якщо тиск у димарі підніметься до або вище атмосферного (а без цього звідки візьметься реактивна тяга чи активне зусилля?), піч як мінімум задимить, а то й отруїть мешканців чи пожежу влаштує. Тяга в димарі без наддуву, тобто. без витрат енергії із боку, забезпечується з допомогою різниці температур з його висоті. Потенційна енергія тут знову ж таки, в жодну іншу не перетворюється.
Примітка: в ракетному РД паливо та окислювач подаються в камеру згоряння з баків, або відразу в неї заправляються, якщо РД на твердому паливі. У турбореактивному двигуні (ТРД) окислювач - атмосферне повітря - нагнітається в камеру згоряння компресором з приводом від турбіни в потоці вихлопних газів, на обертання якої витрачається деяка частка енергії реактивного струменя. У турбогвинтовому двигуні (ТВД) турбіну розраховують так, щоб вона відбирала 80-90% потужності струменя, що передається на повітряний гвинт та компресор. У прямоточному повітряно-реактивному двигуні (ПВРД) подача повітря камеру згоряння забезпечується швидкісним натиском на гіперзвуку. Досвідів у ПВРД проводилося багато, але серійних літаків з ним не було, немає і не передбачається, аж надто ПВРД примхливий і ненадійний.
Кан чи не кан?
Серед міфів про ракетну печі є і не зовсім абсурдні, і навіть у чомусь обґрунтовані. Одна з таких помилок – ототожнення «ракетки» з китайським каном.
Автору довелося ще в дитинстві побувати взимку у Приамур'ї, в районі Благовіщенська. Китайців там по селах і тоді жило багато, драпали хтось кудись від культурної революції Великого Голови Мао та його геть-чисто відморожених хунвейбінів.
Зима тих краях не московська, мороз в –40 звичайна справа. І що вразило і пробудило інтерес до печей взагалі – як обігрівалися канами китайські фанзи. У російські села дрова везуть возами, із труб дим стовпом. І все одно, у хаті з колод не в дитячий обхват до ранку кути зсередини обмерзали. А фанза збудована на зразок дачного будиночка (див. мал.), вікна затягнуті риб'ячим міхуром або зовсім рисовим папером, в кан підкладають пучки тріски або гілочок, але в приміщенні завжди тепло.
Однак тонких теплотехнічних премудростей у кані немає. Це звичайна, тільки маленька, кухонна плита з нижнім виходом у димар, а більшість самого димаря - довгий горизонтальний канал, борів, на якому влаштована лежанка. Димова труба, пожежної безпеки заради - поза будинком.
Ефективність кана визначається перш за все створюваною ним тепловою завісою: лежанка огинає якщо не весь периметр зсередини, крім дверей, то 3 стіни точно. Що зайвий раз підтверджує: конструкція та параметри печі повинні бути пов'язані до такими приміщення, що обігрівається.
Примітка: корейська піч ондоль діє за принципом теплої підлоги - дуже низька лежанка займає майже всю площу кімнати.
По-друге, в саму холоднечу кани топили аргалом - сухим послідом жуйних тварин, свійських і диких. Його теплотворна здатність досить велика, але аргал горить повільно. Фактично, вже вогнище з аргалу – пекти тривалого горіння.
Не в російському звичаї час від часу пхати в піч прутики, і гребували наші мужики готувати їжу на скотарських фекаліях. Але мандрівники минулого аргал як паливо дуже цінували, збирали дорогою і везли із собою запас, старанно оберігаючи від намокання. Н. М. Пржевальський в одному зі своїх листів стверджував, що без аргалу він не зміг би провести свої експедиції Центральною Азією без втрат. А у англійців, що гидували аргалом, на базу поверталося 1/3-1/4 особового складу загонів. Щоправда, набирався він із сипаїв, індійських солдатів на англійській службі, та пандитів – шпигунів, завербованих із місцевого населення. Так чи інакше, але особливість печі-ракети зовсім не в лежанці на борові. Щоб до неї дістатися, доведеться навчитися думати по-американськи: всі першоджерела ракетної печі звідти, а несусвітні домисли породжені тільки й лише непорозумінням.
Як розбиратися з ракетами?
З нашим поглядом на речі вивчати оригінальну техдокументацію печей-ракет потрібно обачно, але зовсім не через дюйми-міліметри, літри-галони та тонкощі американського технічного жаргону. Хоча й вони теж багато важать.
Примітка: хрестоматійний приклад - "Naked conductor runs under the carriage". Літературний переклад – голий кондуктор біжить під вагоном. А в оригінальній статті з "Petroleum Engineer" це означало "Неізольований провід проходить під візком крана".
Пекти-ракету придумали члени товариств виживання– люди зі своєрідним навіть за американськими мірками способом думок. Крім того, вони не були пов'язані будь-якими стандартами та нормами, але, як і всі американці, машинально всі завжди перераховували на гроші з урахуванням власної вигоди; людина з іншим світоглядом в Америці просто не уживеться. А інстинктивна користь неминуче породжує егоцентризм. Добрих справ він аж ніяк не виключає, але не через душевний порив, а з розрахунку на дивіденди. Не в цьому житті, то в тому.
Примітка: наскільки середній житель найбільшої історії імперії всього боїться, можна зрозуміти, лише з ними поспілкувавшись. А соціопсихологи там зі шкіри геть лізуть, переконуючи, що жити, нудячись у страху – нормально і навіть круто. Підоснова зрозуміла: залякана біомаса легко прогнозована і керована.
Без обігріву та приготування, зрозуміло, не виживеш. Навіщо потрібна пекти. До певного часу, до часу виживачі задовольнялися похідними пічками. Але потім, за визнаннями самих американців, у 1985-86 роках. на них справили величезне враження два кінофільми, що вийшли в прокат з невеликим проміжком і тріумфально обійшли всі екрани світу: радянська фантастична пародія на весь рід людської «Кін-дза-дза» та голлівудський «Наступного дня» (The Day After), про глобальну ядерної війни.
Виживачі зрозуміли, що після ядерної зими ніякої екстремальної романтики не буде, а планета Плюк буде в галактиці Кін-дза-дза. Насолоджуватися новоявленим плюканам доведеться «ка-це» в малій кількості, поганими, дорогими і важко доступними. Так, раптом хто не дивився «Кін-дза-дза» – як по-плюканськи сірник, мірило багатства, престижу і могутності. Потрібно було вигадувати свою піч, жодна з тих, що існують на післяядерний плюк, не розрахована.
Американці дуже часто наділені гострим розумом, але глибокий зустрічається як рідкісний виняток. Цілком нормальний і з IQ вище за середній громадянин США може щиро не розуміти, як це до іншого не доходить те, що він сам уже «наздогнав» і як це ще комусь може не подобатися те, що його самого влаштовує.
Якщо вже американець зрозумів суть ідеї, то він доводить виріб по ній до можливої досконалості - а раптом покупець знайдеться, сиру залізину не продаси. Але техдокументація, на вигляд красива та акуратна, може бути складена по суті вкрай недбало, а то й навмисне спотворена. А що тут такого, то моє ноу-хау. Може, продам комусь. Плюк чи буде, чи ні, а поки що ноу-хау грошей коштує. В Америці таке ставлення до справи вважається цілком чесним і гідним, зате там клінічний алкоголік на роботі стопар нізащо не пропустить і кілька болтів додому на господарство не втягне. На тому загалом вся Америка і стоїть.
А російська широта душі – теж палиця з двома кінцями. Наш майстер найчастіше просто за ескізом відразу розуміє, як ця штука працює, але в дрібницях виявляється недбалий і до вихідців надмірно довірливий: як це, щоб братан-умілець свого ж обманював. Якщо чогось немає, ну і не потрібно значить. Начебто ясно, як там все крутиться - вже і руки сверблять. А там, можливо, поки справа дійде до молотка, зубила та супутньої словесності, ще рахувати і рахувати. Та ще важливі моменти можуть бути опущені, завуальовані або свідомо неправильні.
Примітка: автора цієї статті знайомий американець запитав якось – а як це ми, справді тупі, обрали президентом дуже розумного Рейгана? А ви, справді розумні, терпите у Кремлі слинявого маразматика з фарбованими бровами? Щоправда, тоді в Америці нікому і в поганому сні не здалося б, що в наступному столітті в Овальному кабінеті оселиться чорношкірий громадянин з мусульманським ім'ям, а його перша леді скопає біля Білого дому город і вирощуватиме там ріпу. Times is changing, як співав колись Боб Ділан зовсім з іншого приводу…
Джерела непорозумінь
Є у техніці така штука – закон квадрата-куба. При зміні розмірів чогось площа його поверхні змінюється по квадрату, а об'єм – по кубу. Найчастіше це, що змінити загальні розміри вироби за принципом геометричного подоби, тобто. просто витримуючи пропорції, не можна. Що стосується печей на твердому паливі закон квадрата-куба дійсний подвійно, т.к. паливо теж йому підпорядковується: тепло воно виділяє з поверхні, яке запас міститься в обсязі.
Примітка: наслідок із закону квадрата-куба – будь-яка конкретна конструкція печі має певну допустиму вилку її розмірів та потужності, у межах якої забезпечуються задані параметри.
Чому, наприклад не можна зробити завбільшки з холодильник і потужністю десь так кіловат на 50-60? Тому що буржуйка, щоб вона хоч якось гріла, має бути сама всередині нагріта не менше ніж до 400-450 градусів. А щоб прогріти до такої температури обсяг холодильника при заданій тепловіддачі, дров чи вугілля потрібно стільки, скільки в нього не поміститься. Від міні-буржуйки користі теж не буде: тепло піде через зовнішню поверхню печі, що виросла щодо її обсягу, а паливо його більше, ніж може, не віддасть.
На піч-ракету закон квадрата-куба діє втричі, т.к. вона «вилізана» американською професійно. З нашим кондачком від неї краще триматися подалі. Ось, наприклад, тут на рис. американська розробка, яку, судячи з її затребуваності, багато наших умільців беруть за прототип.
З тим, що тут не вказано точно сорт вогнетривкої глини (fire clay) наші ще розберуться. Але, якщо чесно, хто звернув увагу, що, судячи з відсутності зовнішнього димаря та наявності отворів транспортування (carrying pipe), ця піч мобільна з відкритою топкою? А головне – на те, що на її барабан пішло 20-галонне барило діаметром 17 дюймів (431 мм з дрібницею)?
Судячи з конструкцій з рунету – ніхто взагалі. Беруть цю штукенцію і підганяють за принципом геометричної подоби під вітчизняну бочку 200-л діаметром 590 мм назовні. Влаштувати піддувало багато хто здогадується, але бункер залишають відкритим.Чи не вказані точно пропорції вермікуліту з перлітом для футерування райзера та формування тіла печі (core)? Футеровку робимо однорідною, хоча з подальшого буде ясно, що вона повинна складатися з ізолюючої та акумулюючої частин. В результаті - пекти реве, паливо їсть тільки сухе, і багато, а ще до кінця сезону заростає всередині гару.
Як народилася піч-ракета?
Отже, вже без фантастики з футурологією виживачам знадобилася піч для обігріву будинку, що працює з високим ККД на низькоякісному випадковому деревному паливі: волога тріска, гілки-прутики, кір. Яке, крім того, потрібно довантажувати, не зупиняючи печі. І просушити в дровнику, швидше за все, не буде можливості. Тепловіддача після протопки потрібна щонайменше 6 годину, щоб висипатися; пригоріти уві сні на Плюку анітрохи не краще, ніж в Америці. Додаткові умови: у конструкції печі не повинно бути складних металовиробів, неметалічних матеріалів та вузлів, що вимагають виготовлення виробничого обладнання, а сама піч повинна бути доступна для будівництва некваліфікованим працівником без застосування електроінструменту та складних технологій. Зрозуміло, жодних наддувів, електроніки та інших енергозалежностей.
Від кана одразу взяли лежанку, але як бути з паливом? Для ковпакової печі воно потрібне високоякісне. Печі тривалого горіння працюють хоч на тирсі, але тільки сухих, і не допускають зупинки з довантаженням. Їх все ж таки взяли за основу, дуже приваблював високий ККД, що досягається простими способами. Але у спробах змусити «довгі грубки» працювати на поганому паливі з'ясувалося ще одну обставину.
Що таке газ?
Висока ефективність досягається багато в чому за рахунок допалювання піролізних газів. Піроліз - термічне розкладання твердого палива на леткі горючі речовини. Як виявилося (а виживачі мають свої дослідницькі центри з висококласними фахівцями), піроліз деревного палива, особливо вологого, досить довго триває у газовій фазі, тобто. піролізним газам, що тільки що виділилися з дерева, потрібно ще досить багато тепла, щоб утворилася суміш, здатна догоріти повністю. Цю суміш назвали деревним газом, woodgas.
Примітка: у рунеті woodgas породив ще плутанину, т.к. в американському просторіччі gas може означати будь-яке паливо, порівн. напр. gas station - автозаправна станція, заправка. При перекладі першоджерел не знаючи американського технічного, виходило, що woodgas - просто паливо деревне.
До того дерева ніхто не побачив: у звичайних печах він утворюється відразу в топці, за рахунок надлишку енергії полум'яного горіння. Конструктори печей тривалого горіння прийшли до того, що первинне повітря потрібно підігрівати, а гази, що відходять, затримувати в значному обсязі над великою масою палива, просто методом проб і помилок, так що деревний газ і вони переглянули.
Не так виявилося при топці пучками гілочок: тут первинні піролізні гази тяга одразу тягла в димар. Дерев'яний газ міг би утворитися в ньому на деякій відстані від топки, але первинна суміш на той час остигала, піроліз припинявся, а важкі радикали з газу осідали на стінки димаря нагаром. Що швидко затягував канал повністю; з цим явищем добре знайомі любителі, що будують печі-ракети навмання. Але дослідники-виживачі зрештою зрозуміли, в чому річ, і все-таки зробили потрібну піч.
Who are you, the Rocket Stove?
Є в техніці негласне правило: якщо здається, що створити пристрій за заданими вимогами неможливо, то шануй, розумник, шкільні підручники. Тобто звернися до основ. У цьому випадку – до основ термодинаміки. Виживачі хворим на самолюбство не страждають, вони до основ і звернулися. І знайшли головний принцип роботи своєї печі, який не має аналогів в інших: повільне адіабатичне допалювання піролізних газів у слабкому потоці.У печах тривалого горіння допалювання рівноважне ізотермічне, що вимагає великого буферного об'єму, схильного до закону квадрата-куба, і запасу енергії в ньому. У піролізних газах у дожигателі розширюються майже по адіабаті, але практично у вільний обсяг. А тепер – вчимося мислити американською.
Як працює піч-ракета?
Схема кінцевого плоду праць виживачів представлена лівої частини рис. Паливо завантажується вертикально в бункер (Fuel Magazine) і горить, поступово осідаючи вниз. Повітря до зони горіння надходить через піддувало (Air Intake). Піддувало має забезпечити надлишок повітря, щоб його вистачило на допалювання. Але не надмірне, щоб холодне повітря не остудило первинну суміш. При вертикальному завантаженні палива та глухій кришці бункера регулятором, втім, не дуже ефективним, виступає саме полум'я: надто розгорівшись, воно відтісняє повітря.
Далі починаються речі вже нетривіальні. Нам потрібно прогріти, і з гарним ККД, велику піч. Закон квадрата-куба не пускає: мізерне тепло одразу розсіється настільки, що і піроліз не дійде до кінця, і термоградієнта зсередини не вистачить на тепловіддачу в приміщення; все висвисить у трубу. Закон цей шкідливий, у лоба його не прошибеш. Гаразд, подивимося в основах, чи там немає чого, що йому не підвладно.
Аякже, є. Той самий адіабатичний процес, тобто. термодинамічний без теплообміну із навколишнім середовищем. Немає теплообміну – квадрати відпочивають, і куби можна звести хоч у наперстки, хоч до хмарочоса.
Уявімо повністю ізольований від усього обсяг газу. Припустимо, у ньому виділяється енергія. Тоді температура та тиск почнуть зростати, доки не припиниться енерговиділення, і застигнуть на новому рівні. Прекрасно, паливо ми спалили повністю, гарячі димові гази можна випускати в теплообмінник чи теплоакумулятор. Але як це зробити без технічних складнощів? А головне – як, не порушуючи адіабат, подавати повітря для допалювання?
А ми зробимо адіабатичний процес нерівноважним. Як? Нехай первинні гази відразу від вогнища горіння йдуть у трубу, покриту високоякісною ізоляцією з малою власною теплоємністю (Insulation). Назвемо цю трубу для себе жаровий або тунелем горіння (Burn Tunnel), але не підпишемо (ноу-хау! Не наздоганяєш – грошей давай за креслення-консультації! Без теорії, зрозуміло. Хто ж основний капітал уроздріб розпродає.) На схемі, щоб не звинуватили у «непрозорості», позначимо полум'ям.
По довжині жарової труби показник адіабати змінюється (це і є нерівноважний процес): температура спочатку трохи впаде (утворюється газ), потім різко зросте, газ догорить. Можна випускати його в накопичувач, але ж ми забули – а що гази по жаровій трубі потягне? Наддув означає енергозалежність, і точної адіабати нічого очікувати, а щось у суміші з изобарой, тобто. впаде ККД.
Тоді подовжимо трубу вдвічі, зберігши ізоляцію, щоб тепло дарма не пішло. «Холосту» половину загнемо вгору, зробивши на ній ізоляцію послабше; як зберегти тепло, що просочується через неї, подумаємо трохи пізніше. У вертикальній трубі з'явиться різниця температур по висоті, отже – тяга. І хороша: сила тяги залежить від різниці температур, а при середній у жаровій трубі близько 1000 градусів досягти різниці в 100 на висоті близько 1 м нескладно. Отже, поки ми зробили маленьку економічну грубку-буржуйку, тепер треба подумати, як її тепло використати.
Так, тут не заважає додатково підшифруватись. Якщо назвати вертикальну частину жарової труби первинним або внутрішнім димарем (Primary or Internal Vent), то і про основну ідею здогадаються, не ми ж на світі найрозумніші. Ну… назвемо первинний димар найзагальнішим технічним терміном для вертикальних трубопроводів із висхідним струмом – райзером (riser). Чисто американською: правильно і незрозуміло.
Тепер згадаємо про тепловіддачу після протопки. Тобто. нам потрібен дешевий, завжди доступний та дуже ємний теплоакумулятор. Винаходити тут нічого, саман (Thermal Mass) ще первісні вигадали. Але він не вогнестійкий, понад 250 градусів не тримає, а у нас на гирлі райзера близько 900.
Перетворити високопотенційне тепло на середньопотенційне без втрат нескладно: потрібно дати газу можливість розширитися в ізольованому обсязі. Але якщо залишити розширення адіабатичним, то обсяг знадобиться занадто великий. А значить – матеріало- та трудомісткий.
Довелося знову йти на уклін до основ: відразу після виходу з райзера гази нехай розширюються за постійного тиску, ізобарично. Для цього необхідне відведення тепла назовні, близько 5-10% теплової потужності, але воно не пропаде і навіть виявиться корисним для швидкого прогрівання приміщення при ранковій топці. А далі по ходу газів – остигання ізохоричне (у постійному обсязі); таким чином практично все тепло піде в акумулятор.
Як це зробити технічно? Накриємо райзер тонкостінним залізним барабаном (Steel Drum), він же припинить тепловтрати з райзера. «Друм» виходить зависокий (райзер сильно стирчить вгору), але не біда: ми його на 2/3 висоти обмажемо тим же саманом. Приєднуємо лежанку з герметичним димарем (Airtight Duct), зовнішній димар (Exhaust Vent), і піч майже готова.
Примітка: райзер і барабан, що накриває його, на вигляд схожі на пічний ковпак над витягнутим вгору хайлом. Але термодинаміка тут, як бачимо, зовсім інша. Намагатися покращити ковпакову піч, надбудовуючи хайло, марно – тільки зайвий матеріал та робота підуть, а грубка краще не стане.
Залишилося вирішити проблему прочищення каналу у лежанці. Китайцям для цього доводиться кан іноді ламати і мурувати заново, але ми ж не в I ст. до н.е. живемо, коли кан вигадали. Ми влаштуємо відразу після барабана вторинний зольник (Secondary Airtight Ash Pit) з герметичними прочищаючими дверцятами. Внаслідок різкого розширення та охолодження в ньому димових газів все в них, що не догоріло, тут же конденсується та осідає. Чистота зовнішнього димаря гарантується цим на роки.
Примітка: вторинне прочищення доведеться відкривати раз-два на рік, так що з петлями-засувками можна не морочитися. Зробимо просто кришку із металевого листа на гвинтах із прокладкою з мінерального картону.
Мала ракета
Наступним завданням конструкторів було створити на тому самому принципі малу піч безперервного горіння для приготування їжі в теплу пору року. У опалювальний сезон для куховарства придатна покришка барабана (Optional Cooking Surface) великої печі, вона нагрівається приблизно до 400 градусів. Мала піч-ракета мала бути переносною, зате її можна було зробити з відкритою топкою, т.к. коли тепло, можна готувати і на відкритому повітрі або під навісом.
Ось тут конструктори помстилися закону квадрата-куба, змусивши його працювати на себе: поєднали паливний бункер із піддувалом див. на рис. на початку розділу праворуч. У великій печі так робити не можна, точне регулювання режиму печі в міру осідання палива (див. далі) виявиться неможливим.
Тут же обсяг первинного повітря (Primary Air), що надходить, виявляється невеликий щодо площі тепловиділення і повітря вже не може остудити первинну суміш до припинення піролізу. Його подача регулюється щілиною у кришці бункера (Cover Lid). Бункер, похилий під 45 градусів, оптимізує авторегулювання потужності печі під стандартні кулінарні процедури, але зробити його складніше.
Вторинне повітря для допалювання деревного газу в малій печі надходить через додаткові отвори в гирлі райзера або просто підтікає під конфорку, якщо на ній стоїть варильний посуд. Якщо мінімальна піч розміру, близького до граничного (близько 450 мм в діаметрі), то для повного допалювання може знадобитися надставка-обічайка, Optional Secondary Woodgas Frame).
Примітка: подавати вторинне повітря до гирла райзера великої печі через отвори в барабані (що підвищило б ККД печі) не можна. Хоча тиск у всьому газодимовому тракті і нижчий за атмосферний, як і належить у печі, через сильні завихрення димові гази викидатимуться до приміщення. Тут позначається шкідлива печі їх кінетична енергія; це, мабуть, єдине, що ріднить піч-ракету з реактивним двигуном.
Мала піч-ракета здійснила революцію у класі похідних печей, особливо туристських. Печка-щіпочниця (пічка Бонда на Заході) допоможе зварити юшку або перечекати буран в одно-двомісному наметі, але групу, застигнуту у весняному поході запізнілою негожею, не врятує. А мала ракетна піч трохи більше, її можна швидко зробити ніде з нічого, але здатна розвинути потужність до 7-8 кВт. Втім, про печі-ракети з чого попало ми поговоримо далі.
Також мала ракетна піч породила безліч удосконалень. Напр., Габріель Апостол забезпечив її окремим піддувалом та широким бункером. Вийшла пічка, придатна для пристрою компактної і потужної водогрійки, див. відео нижче. Велику піч-ракету теж модифікували, про це ми розповімо трохи наприкінці, а поки зупинимося на істотніших речах.
Відео: водогрійка на основі ракетної печі конструкції Габріеля Апостола
Як топити ракету?
У ракетної печі з печами тривалого горіння є загальна властивість: запускати їх потрібно лише на теплу трубу.Для малої це несуттєво, але велика на холодний димар тільки дарма спалить паливо. Тому великій ракетній печі перед завантаженням штатного палива в бункер після тривалої перерви в топці та розпалюванням необхідний розгін – протоплення папером, соломою, сухою стружкою тощо, їх поміщають у відкрите піддувало. Про закінчення розгону судять щодо зміни тону гулу печі або його затихання. Тоді можна завантажувати паливо в бункер, а його розпалювання станеться самим собою від розгінного палива.
Пекти-ракета, на жаль, не відноситься до печей, що повністю самоналаштовуються під якість палива та зовнішні умови. На початку горіння штатного палива дверцята піддували або кришку бункера у малій печі відкривають повністю. Коли піч сильно загуде, прикривають її «до шепоту». Далі в процесі топки необхідно поступово прикривати доступ повітря, орієнтуючись на звук печі. Раптом повітряна заслінка зачинилася на 3-5 хв - нічого страшного, якщо її відкрити, піч знову розгориться.
Навіщо такі складнощі? У процесі прогоряння палива приплив повітря до зони горіння посилюється. Коли повітря занадто багато, піч розривається, але не радійте: тепер надмірне повітря охолоджує первинну газову суміш, а звук посилюється тому, що стійкий вихор у райзері збивається в безладну грудку. Піроліз у газовій фазі переривається, ніяких деревних газів не утворюється, піч споживає надто багато палива, а в райзері осідає нагар із сажі, зцементованої бітумінозними частинками. Це, по-перше, пожежонебезпечно, але до пожежі справа, швидше за все, не дійде, канал райзера досить швидко заросте нагаром повністю. А як його чистити, якщо у вас шина барабана незнімна?
У великій печі мимовільна зміна режиму відбувається стрибком, коли верх паличок опуститься до нижнього обрізу бункера, а в малій – поступово, у міру осідання паливної маси. Оскільки при куховарстві на печі досвідчена господиня надовго від неї не відходить, конструктори і вважали за можливе задля компактності поєднати в ній бункер з піддувалом.
З великою піччю такий фокус не пройде: високий райзер тягне дуже сильно, і повітряна щілина потрібна настільки тонка (адже її потрібно ще й регулювати), що домогтися стабільного режиму печі неможливо. З окремим піддувалом простіше: округлу в розрізі масу палива повітря легше обтікати з боків, полум'я, що надто розгорілося, туди його і віджимає. Піч виходить до певної міри саморегулівною; правда, в дуже невеликих межах, так що маніпулювати піддувальними дверцятами все одно час від часу доводиться.
Примітка: робити бункер великої печі для простоти без щільної кришки, як часто творять, не можна. Через нерегульований додатковий приплив повітря крізь паливну масу домогтися стабільного режиму роботи печі навряд чи виявиться можливим.
Матеріали, розміри та пропорції, футерування
Тепер подивимося, якою має бути саморобна піч-ракета з доступних нам матеріалів. Тут теж потрібна оглядка: не все, що в Америці під рукою, у нас теж навпаки.
З чого?
Для великої печі з лежанкою більш-менш достовірні дані є для виробів з барабаном з 55-галлонної бочки діаметром 24 дюйми. 55 галонів це 208 з дрібницею літрів, а 24 дюйми - майже точно 607 мм, так що наша 200-літрівка цілком підійде без додаткового перерахунку. Зберігаючи параметри печі, діаметр барабана вдається зменшити вдвічі, до 300 мм, що дозволяє зробити його з 400-450 мм жерстяних відер або побутового газового балона.
На піддувало, бункер, топку та райзер підуть труби різного розміру, див. нижче, круглі або профільні. Так можна буде зробити ізолюючу футеровку топкової частини із суміші рівних часток пічної глини та шамотного щебеню, не вдаючись до цегляної кладки; про футерування райзера поговоримо докладніше нижче. Горіння в печі-ракеті слабке, тому термохімія газів щадна та товщина стали всіх металевих частин, крім газопроводу у лежанці – від 2 мм; останній можна зробити з тонкостінного металогофра, тут димові гази вже повністю видихнулися і з хімії, і за температурою.
Для зовнішньої обмазки найкращий теплоакумулятор – саман. При дотриманні наведених нижче розмірів тепловіддача ракетної печі в самані після топки може досягати 12 годин і більше. Інші деталі (дверцята, кришки) – металеві з оцинковки, алюмінію тощо, з герметизуючими прокладками з мінерального картону. Звичайна пічна фурнітура підходить мало, забезпечити її герметичність важко, а щілина піч-ракета працювати як слід не буде.
Примітка: піч-ракету бажано забезпечити юшкою у зовнішній димарі. Хоча газова юшка у високому райзері замикає загальний димар наглухо, сильний вітер зовні може передчасно витягнути тепло з лежанки.
Розміри та пропорції
Базові розрахункові величини, до яких прив'язуються інші - діаметр барабана D і площа його поперечного перерізу по всередині S. Все інше, виходячи з розміру готівкової залози, визначається так:
- Висота барабана H – 1,5-2D.
- Висота обмазування барабана – 2/3H; Обріз обмазки дизайну заради можна робити косим криволінійним, тоді 2/3H потрібно витримати в середньому.
- Товщина обмазування барабана – 1/3D.
- Площа поперечного перерізу райзера - 45-65% від S; краще триматись у межах 5-6% від S.
- Висота райзера – що більше, то краще, але зазор між його обрізом і покришкою барабана може бути щонайменше 70 мм; його мінімальна величина визначається в'язкістю димових газів.
- Довжина жарової труби дорівнює висоті райзера.
- Площа перерізу жарової труби (вогнепроводу) – дорівнює такої райзера. Вогнепровід краще зробити із квадратної профтруби, так режим печі буде стабільнішим.
- Площа перетину піддувала – 0,5 від її ж топки та райзера. Більш стабільний режим печі та його плавне регулювання дасть прямокутна профтруба зі сторонами 2:1, укладена плашмя.
- Об'єм вторинного зольника – від 5% вихідного об'єму барабана (без урахування обсягу райзера) для печі з бочки до 10% його для печі з балона. Інтерполяція для проміжних розмірів барабана – лінійна.
- Площа перерізу зовнішнього димаря – 1,5-2s, де s – площа поперечного перерізу райзера.
- Товщина саманної подушки під зовнішнім димарем – 50-70 мм; якщо канал круглий, вважається від його нижньої точки. Якщо лежанка на дерев'яних полатях, подушку під димарем можна зменшити вдвічі.
- Висота обмазування лежанки над зовнішнім димарем – від 0,25D для барабана 600 мм до 0,5D для 300-мм. Можна менше, але тоді тепловіддача після протоплення буде коротшою.
- Висота зовнішньої димової труби – від 4 м-коду.
- Допустима довжина газоходу в лежанці – див. розд.
Гранична теплова потужність печі-ракети із бочки становить приблизно 25 кВт, печі із газового балона – близько 15 кВт. Регулювання потужності – лише розмір завантаження палива. Подачею повітря пекти вводиться в режим, і нічого більше!
Примітка: у початкових печах виживальників перетин райзера бралося в 10-15% S для зовсім мокре паливо. Потім там же, в Америці, з'явилися печі-ракети з лежанкою для бунгало, розраховані на повітряно-сухе паливо та економічніші. Вони перетин райзера зменшено до рекомендованих і тут 5-6% S.
Футерівка райзера
Від теплоізоляції райзера багато в чому залежить економічність ракетної печі. Але американські футерувальні матеріали нам, на жаль, недоступні. За запасами високоякісних вогнетривів США не мають собі рівних, вони вважаються стратегічною сировиною і навіть перевіреним союзникам продаються з оглядкою.
З наших доступних матеріалів з теплотехніки їх можна замінити легкою шамотною цеглою марки ШЛ і звичайним самокопаним річковим піском з великою домішкою глинозему, правильно укладеним, див. нижче. Однак ці матеріали пористі, в печі вони швидко просочаться нагаром. Тоді піч зареве при будь-якій подачі повітря, що з усім витікає. Тому нам потрібно оточувати футерування райзера металевою обічайкою, а торець футерування обов'язково замазувати пічною глиною.
Схеми футерування для 3-х видів печей показані на рис. Суть тут у тому, що при зменшенні розмірів барабана частка його безпосередньої тепловіддачі через днище та нефутеровану частину зростає за законом квадрата-куба. Тому за збереження потрібного термоградієнта в райзері потужність футеровки можна зменшувати. Це дозволяє відповідно збільшити відносний переріз кільцевого опуску димових газів у барабані.
Навіщо? По-перше, знижуються вимоги до зовнішнього димаря, т.к. зовнішня тяга тепер краще тягне. А якщо тягне краще, то й допустима довжина борова в лежанці падає повільніше, ніж розміри печі. У результаті, якщо піч з бочки прогріває лежанку з боровом довжиною до 6 м, то вдвічі менша з балона – 4 м.
Як футерувати піском?
Якщо футерування райзера шамотне, то залишкові порожнини просто засипають будівельним піском. Річковий самокопаний для футеровки цілком з піску ретельно готувати не потрібно, достатньо вибрати велике сміття. Але насипають його пошарово, у 5-7 шарів. Кожен шар утрамбовують і оббризкують до утворення кірки. Потім усе засипання сушать тиждень, замазують верхній обріз глиною, як уже сказано, і продовжують будівництво печі.
Ракета з балона
Зі сказаного вище відомо, що вигідніше робити піч-ракету: менше роботи, менше непривабливих частин на виду, а лежанку прогріває майже таку ж. Теплова завіса або тепла підлога у сибірський мороз обігріють потужністю 10-12 кВт приміщення у 50 кв. м і більше, так що і тут балонна ракета виявляється вигіднішою, більшу з бочки рідко коли доведеться запускати на повну потужність із максимальним ККД.
Умільці, мабуть, це теж зрозуміли; принаймні деякі. Наприклад, тут на рис. - креслення балонної печі-ракети. Праворуч – оригінал; автор, схоже, розумно розбирався в початкових розробках і взагалі вийшло в нього все правильно. Зліва – необхідні вдосконалення з урахуванням використання повітряно-сухого палива та прогрівання лежанки.
Плідна ідея – окрема подача підігрітого вторинного повітря. Пекти буде економічніше і жарову трубу можна зробити коротше. Площа перерізу його повітроводу – близько 10% від перерізу райзера. Пекти працює завжди при повністю відкритій вторинці. Спочатку режим виставляють засувкою первинки; точно регулюють кришкою бункера. Наприкінці топки піч зареве, але тут це не так страшно, для прочищення райзера автором конструкції передбачена кришка барабана, що знімається. Вона, зрозуміло, має бути з ущільненням.
Ракети з чого попало
Баночні
Туристи, мисливці та рибалки (багато з них – члени товариств виживання) швидко пристосували малу ракетну піч під похідну з порожніх бляшанок. Звести вплив квадрата-куба до мінімуму вдалося, застосувавши горизонтальну подачу палива, див. схему праворуч. Щоправда, ціною деякої незручності: палички у міру прогорання потрібно підштовхувати усередину. Проте режим печі став триматися залізно. Яким чином? За рахунок автоматичного перерозподілу потоків повітря через піддувало і над/крізь паливо. Потужність баночної ракетної печі лежить у межах 0,5-5 кВт залежно від розмірів печі та регулюється приблизно втричі величиною завантаження палива. Основні пропорції також прості:
- Діаметр камери згоряння (combustion chamber) – 60-120 мм.
- Висота камери згоряння – 3-5 її діаметрів.
- Перетин піддувала – 0,5 від його камери згоряння.
- Товщина шару теплоізоляції – не менша за величину діаметра камери згоряння.
Пропорції ці вельми приблизні: зміна їх удвічі не заважає печі працювати, а ККД у поході не така вже й важлива. Якщо ізоляція зі змоченого супіску, як описано вище, стики деталей можна просто промазувати глиною (ліва поз. на мал. нижче). Тоді піч після 1-2 топок набуде міцності, що дозволяє транспортувати її без особливих пересторог. Але взагалі-то ізоляція піде кожна з підручних негорючих матеріалів, слід. дві поз. Конфорка будь-якої конструкції повинна забезпечувати вільний приплив повітря, 3-я поз. Зварена зі сталевого листа піч-ракета (права поз.) з піщаною ізоляцією вдвічі легше і економічніше буржуйки тієї ж потужності.
Цегляні
Про великі стаціонарні ракетні печі поширюватися не будемо: у них вся вихідна термодинаміка вроздріб йде, і вони позбавлені однієї з головних переваг первісної печі - простоти споруди. Ми розповімо трохи про ракетні печі з цегли, глини або уламків каменю, які можна зробити за 5-20 хв, коли під рукою немає бляшанок.
Ось, наприклад (див. ролик нижче), цілком повноцінна за термодинамікою піч-ракета з 16 цегли, покладених на суху. Озвучення англійське, але там і без слів все зрозуміло. Подібну до неї можна скласти з уламків цегли (див. рис.), бруківок, виліпити з глини. На один раз вистачить пічки, зліпленої з жирної землі. Економічність у всіх у них не дуже, висота камери згоряння замала, але на плов або терміново обігрітися вистачить.
Відео: піч-ракета з 16 цегли (eng)
Новий матеріал
З вітчизняних розробок заслуговує на увагу піч-ракета Широкова-Храмцова (див. рис. справа). Автори, не переймаючись виживанням у плюку, застосували сучасний матеріал – жаростійкий бетон, підігнавши до нього всю термодинаміку. Компоненти жаробетону не дешеві, для замісу потрібна бетонозмішувач. Але його теплопровідність набагато нижча, ніж у більшості інших вогнетривів. Нова ракетна піч стала працювати стабільніше, і з'явилася можливість частину тепла випустити назовні у вигляді ІЧ-випромінювання через жароміцне скло. Вийшла ракетна піч – камін.
Чи літають ракети у лазні?
А чи не підійде піч-ракета для лазні? Начебто б на покришці барабана кам'янку влаштувати можна. Або проточну замість лежанки.
На жаль, ракетна піч для лазні не годиться.. Щоб отримати легку пару, повинна відразу прогріти тепловим (ІЧ) випромінюванням стіни, і відразу, або трохи згодом – повітря, конвекцією. Для цього піч має бути компактним джерелом ІЧ та осередком конвекції. Конвекція від ракетної печі розподілена, а ІЧ вона дає взагалі мало, сам принцип її устрою виключає суттєві втрати на випромінювання.
На закінчення: пічникам-ракетникам
У вдалих конструкціях ракетних печей поки що більше інтуїції, ніж точного розрахунку. А тому – удачі і вам! - Піч-ракета благодатна нива для умільців з творчою жилкою.
Зміст
Переносні та стаціонарні ракетні печі (реактивні) зарекомендували себе як практичні, енергоефективні пристрої. Свою назву опалювально-варильні агрегати отримали через характерний рев, що нагадує звук реактивного двигуна – він лунає при попаданні в топку надмірної кількості повітря. Функціонуючи у стандартному робочому режимі, піч не порушує акустичний комфорт у приміщенні.
Саморобні ракетні печі
Особливості реактивної печі
Перша піч даного типу створювалася для використання у польових умовах – необхідний був агрегат для швидкого приготування їжі та опалення, причому розрахований на експлуатацію в умовах дефіциту палива. Розробникам вдалося знайти рішення, яке дозволило виготовити компактну твердопаливну піч із високим ККД.
Подальші модифікації агрегату привели до винаходу стаціонарної пічки з лежанкою, що підігрівається. На відміну від звичної російської печі, ракетні печі не громіздкі та простіше у самостійному виготовленні. Теплогенератор здатний опрацювати на одній закладці палива близько 6 годин, при цьому стаціонарна конструкція, для спорудження якої використовується саманна штукатурка, ще протягом півдоби після прогоряння дров віддає тепло, що накопичилося.
Стаціонарна конструкція ракетної печі з лежанкою зберігає тепло близько 6-ї години на одній закладці Переваги конструкції
Реактивна піч має зростаючий попит, оскільки це енергонезалежне джерело тепла, яке:
- простий у монтажі – примітивний варіант ракетної пічки збирається із підручних матеріалів за півгодини;
- ефективно працює навіть на паливі з низькою теплотворною здатністю – сирих дровах, тонких гілках, трісках, корі тощо;
- забезпечує опалення та дозволяє готувати їжу;
- повністю спалює паливо з допалюванням деревного газу, що знижує до мінімуму ризик проникнення в приміщення чадного газу.
Конструкція печі дає можливість використовувати її в будинку не боячись завдати шкоди продуманому інтер'єру - корпус стаціонарного агрегату практично повністю можна заховати в привабливу «оболонку», яка виконуватиме функцію теплоакумулятора.
Щоб зрозуміти, як досягається непоганий ККД під час роботи на низькоякісному паливі, необхідно розібратися в принципах дії реактивної печі.
Тверде органічне паливо в ході термічного розкладання виділяє газоподібні речовини, які також розкладаються і в результаті перетворюються на газ (суміш горючих та інертних газів), який згоряє з високою тепловіддачею.
У звичайній твердопаливній печі теплоефективність деревного газу практично не використовується, оскільки газоподібна проміжна фаза йде з димом у трубу, де остигає і осідає на стінках у вигляді нагару, який є важкими вуглеводневими сполуками. Чим вище вологість твердого палива, тим менше утворюється деревного газу і тим більше кіптяви на стінках димової труби. Відповідно, тим гірше гріє грубка.
Пекти ракетного типу відрізняється від звичайних твердопаливних агрегатів тим, що її конструкція дозволяє забезпечити умови, за яких значна частина проміжних газів не випаровується, а перетворюється на деревний і допалюється. Це досягається за рахунок горизонтального теплоізольованого каналу, де гази переміщуються повільніше, ніж у вертикальній трубі, а термоізолятор запобігає охолодженню і перетворенню на нагар. У результаті навіть із сирого палива витягується значно більше теплової енергії порівняно зі спалюванням у звичайній печі.
У складних моделях реактивних опалювальних агрегатів принцип дії печі тривалого горіння, де передбачено допалювання піролізних газів, поєднано з конструктивними особливостями класичних цегляних печей, в яких нагріте повітря і газ циркулюють внутрішніми каналами. При цьому така ракета не потребує організації додаткового піддуву – тягу в ній створює димар, і чим він вищий, тим інтенсивніше висхідний потік.
Незважаючи на те, що ракетні печі здатні вичавити максимум теплової енергії з низькоякісного палива, оптимальні показники ККД демонструють при використанні сухих дров.
Складності та недоліки
До недоліків можна віднести:
- ручне керування піччю – паливо доводиться регулярно підкладати (час прогорання закладки залежить від конфігурації обігрівача);
- деякі елементи конструкції нагріваються до високих температур та загрожують опіком при випадковому контакті зі шкірою;
- ракету не раціонально використовувати як банну печу, оскільки приміщення вона прогріває довго.
Конструкція реактивної пічки виглядає дуже простою, але на винахід такого агрегату пішло чимало часу, оскільки запорукою ефективної роботи є точний розрахунок, щоб режим горіння палива оптимально співвідносився з силою тяги і т.д.
Важливо! Ракетні печі – теплотехнічна система, яка потребує тонкого балансування. Недотримання розмірів конструкції або похибки в складанні, неправильний режим роботи агрегату обертаються тим, що грубка реве при роботі через нестабільний газовий вихор в димарі, вимагає більше пального при низькій тепловіддачі і швидко заростає кіптявою.
Реактивну піч було винайдено у США, і тонкощі її побудови не розголошуються – загальнодоступні лише підкориговані креслення, спираючись на які складно спорудити по-справжньому ефективний обігрівач.
Пекти-лежанка в домашній обстановці Моделі для вуличного та похідного використання
Для підігріву води та приготування їжі підійдуть реактивні печі найпростішої модифікації, виготовлені з металевої труби або цегли. Їх легко роблять своїми руками для господарських потреб.
Для виготовлення металевої варильної вуличної печі достатньо двох труб, з'єднаних коліном під прямим кутом. До конструкції приварюються ніжки з арматурних стрижнів та підставка під посуд (щоб між дном ємності та зрізом труби був зазор для виходу диму).
Вулична ракетна пічка з труб Таку конструкцію удосконалюють, вставивши в горизонтальну трубу ще одне коліно з трубою, висота якої повинна бути меншою від димохідної частини – вона виконуватиме функцію вертикального паливника.
Ще більш функціональна модифікація – похідна пічка з труби прямокутного перерізу з привареним під кутом топливником (він служить зольником). Таку пекти ракету своїми руками по кресленнях виготовити досить легко.
Похідна ракетна піч Робінзон з підставками для посуду Для виготовлення найпростішої вуличної реактивної пічки з цегли потрібно 5 хвилин часу, 20 цілих цеглин і ще дві половинки. Плюс металева підставка під посуд.
Креслення печі Робінзон з підставкою для посуду Таку піч спочатку потрібно вивести на робочий режим - прогріти трубу, спалюючи папір і тріски, оскільки в холодній трубі газ застоюється, заважаючи паливу добре розгорітися. Коли труба прогріється, при розпалюванні дров з'явиться потужна тяга.
Реактивна пічка з цегли Увага! Реактивна піч з горизонтальним топливником має істотний недолік - потрібно постійно підсувати дрова, що згоряють. Похилий або вертикальний бункер завантаження, по стінках якого дрова з'їжджають вниз під власною вагою, робить агрегат зручніше у використанні.
Обігрівачі печі для приміщень
Для опалення теплиці, гаража або майстерні можна використовувати реактивні агрегати, які легко і швидко монтуються своїми руками.
Аналог примітивної печі із металевої труби зводиться із цегли на земляній підлозі або спеціально підготовленому фундаменті. Ракетна піч із цегли монтується з повнотілої керамічної або шамотної цегли з використанням жаростійкого розчину.
Стаціонарна піч із цегли на земляній підлозі Більш ефективний варіант опалювальної ракетної печі виготовляється з використанням металевої бочки, яка служить кожухом та дозволяє утеплити райзер (внутрішню трубу, яка виконує функцію камери згоряння та димоходу). Як утеплювач використовується зола, просіяний пісок, суміш піску з шамотною глиною. Термоізоляція допомагає створити умови для ефективного вироблення деревного газу, а чим більше його виділиться з палива, тим вищою є теплова віддача печі на дровах. Крім того, цей термоізоляційний матеріал (його потрібно добре ущільнити при укладанні) відіграє роль теплоакумулятора, що може кілька годин після прогоряння дров гріти повітря в приміщенні.
Пекти Ракета з 21 цегли Удосконалені обігрівачі
Реактивна пічка з вільним виходом газу не підходить для використання як опалювальна, тому її доповнюють каналами для відведення диму та теплообмінником. Креслення ракетної печі різних конструкцій допомагають наочно побачити різницю.
Принцип роботи вдосконаленого агрегату наступний:
- щоб у вертикальному каналі підтримувалася висока температура, що сприяє виробленню деревного газу, її термоізолюють вогнестійким матеріалом, причому зверху встановлюють кожух (з бочки або труби більшого діаметру) з герметично закритим верхом;
- топкову камеру постачають дверцятами, у нижній частині передбачають спеціальний канал для подачі вторинного повітря – цей піддув потрібний для допалу деревного газу (у простих моделях повітря надходить тільки через топку без дверцят);
- за рахунок установки димовідвідної труби в нижній частині кожуха, нагріте повітря не йде прямо в атмосферу, а циркулює каналами всередині корпусу печі, активно віддаючи тепло;
- димові гази з найвищою температурою потрапляють у верхню частину корпусу, безпосередньо під плоску кришку, що дає можливість використовувати її як варильну панель, а потік, що вже остигнув, спрямовується в димохідну трубу;
- ККД печі підвищується за рахунок підсмоктування вторинного повітря для спалювання піролізних газів, причому інтенсивність його подачі регулюється самою системою, оскільки залежить від того, наскільки швидко остигають димові гази у верхній частині корпусу.
До вдосконалених опалювальних агрегатів реактивного типу відноситься ракетна піч тривалого горіння, яку можна виготовити з газового балона, а також пічка з водяною сорочкою.
Реактивний опалювальний агрегат із пропанового балона
Ракетна піч із газового балона – це проста у виготовленні дров'яна пічка, яка економічно витрачає паливо, ефективно прогріває приміщення.
Для її збирання використовується:
- порожній балон з-під пропану (корпус агрегату);
- труба сталева діаметром 100 мм (для облаштування димоходу та вертикального каналу);
- труба сталева профільна 150х150 мм (виготовляється паливник та завантажувальний бункер);
- сталь листова завтовшки 3 мм.
Виготовлення печі із газового балона вимагає використання зварювального апарату. Якщо ви плануєте зібрати таку піч ракету своїми руками, креслення допоможуть точно дотриматися оптимальних розмірів всіх елементів конструкції.
Схема перебігу процесів у ракетній печі На попередньому етапі робіт слід підготувати газовий балон – вивернути вентиль, наповнити ємність догори водою, щоб гарантовано видалити з ємності пари газу, які можуть вибухнути від іскри. Потім верхню частину відрізають швом. У нижній частині циліндра, що вийшов, прорізають отвір під димар, а в днищі - під камеру згоряння з приєднаним топливником. Вертикальний канал виводиться через отвір у днищі, з нижньої сторони приварюється конструкція з профільної труби згідно креслення ракети.
Увага! Кришку з листового металу слід зробити знімною та передбачити негорючий ущільнювач (азбестовий шнур) для надійної герметизації. Плоску кришку використовують як варильну поверхню.
Якщо монтується піч ракета з газового балона своїми силами, слід уважно поставитися до якості зварних швів і перевірити їх герметичність - в піч, що працює, не повинен безконтрольно надходити повітря. Якщо все гаразд, можна встановити димар.
Важливо! Верх димової труби потрібно підняти на висоту 4 метри щодо рівня паливника, щоб забезпечити необхідну інтенсивність тяги.
Така піч для дому регулюється потужністю обсягом завантаження палива. Реактивна пічка вводиться в режим подачі повітря через камеру топки, це регулюється кришкою бункера. Далі в агрегат постійно подається вторинне повітря. Дана пічка для опалення в завершенні топкового процесу зареває, оскільки перекрити подачу вторинного повітря не можна, і на внутрішніх стінках вертикального каналу осідає нагар. Кришку кожуха роблять знімною, щоб можна було періодично видаляти його.
Котельний агрегат
Котел тривалого горіння можна отримати, якщо змонтувати водяний контур на димарі пічки, виготовленої з газового балона або інших матеріалів, але за тією ж схемою, вказаною вище. Однак нагрівання води в контурі такого агрегату відбуватиметься неефективно, оскільки основна частина теплової енергії віддається у повітря приміщення та ємностям на варильній поверхні.
Ефективний варіант ракетної печі із металевої бочки За бажання створити ракетний котел для водяного опалення з високим ККД, доведеться пожертвувати варильною функцією. Пекти ракета своїми руками по кресленню, представленому нижче, може бути змонтована в короткі терміни.
Для цього потрібно:
- шамотна цегла та вогнетривка склад кладки (для монтажу основи печі з топливником);
- сталева труба діаметром 70 мм (для вертикального каналу);
- сталева бочка (для кожуха);
- вогнетривкий утеплювач;
- листова сталь товщиною 3 мм та металева бочка (або труба) меншого діаметру, ніж кожух (для облаштування водяної сорочки та димових каналів для нагрівання водяного контуру);
- труба сталева діаметром 100 мм для димоходу;
- ємність, труби та сполучні патрубки для облаштування теплоакумулятора.
Ракетна піч з водяним контуром характеризується тим, що теплоізоляція вертикального каналу забезпечує оптимальний режим спалювання піролізних газів, при цьому все нагріте повітря потрапляє в змійовик з водяною сорочкою і віддає там основну частину теплової енергії, нагріваючи теплоносій.
Ракетна пічка з водяним контуром Теплоакумулятор продовжить подавати нагрітий теплоносій у опалювальний контур навіть після остигання печі. Місткість з водою забезпечують товстим шаром утеплювача.
Опалювальний агрегат із лежанкою
Ракетна піч з лежанкою - пристрій, який здатний створити комфортну обстановку в одному приміщенні. Такий агрегат неможливо використовувати для опалення кількох кімнат, не кажучи вже про весь будинок.
Облаштування такого агрегату тривалого горіння своїми руками вимагає точних розрахунків – від розмірів корпусу печі залежить її потужність та максимально допустима довжина бору, на якому влаштовується лежанка. Також важливо правильно підібрати переріз труб для монтажу конструкції. Помилки обернуться тим, що реактивна піч у короткі терміни наглухо заросте нагаром або голосно ревтиме під час роботи через завихрення газових потоків.
Конструкція печі з лежанкою Розміри та пропорції конструкції
Щоб побудувати пекти ракету своїми руками, креслення необхідно підготувати докладні, із зазначенням розмірів всіх елементів. На етапі підготовки проекту ведуть розрахунки, з базових величин, яких прив'язуються й інші.
Базові розрахункові величини, це:
- D – діаметр барабана (корпусу печі);
- S – площа внутрішнього поперечного перерізу барабана.
Розрахунки параметрів конструкції ведуться з урахуванням того, що:
- Висота барабана (Н) становить від 1,5 до 2 D.
- Обмазку барабана виконують на 2/3 Н (якщо обріз планується виконати фігурним, то 2/3 висоти має становити середній показник).
- Товщина шару обмазки на барабані – 1/3 D.
- Площа внутрішнього поперечного перерізу вертикального каналу (райзера) – 4,5-6,5% S, оптимальне значення – в діапазоні 5-6%.
- Висота вертикального каналу – максимальна, наскільки дозволяє конструкція печі, але проміжок між верхнім краєм райзера і кришкою барабана повинен становити не менше 70 мм для нормальної циркуляції димових газів.
- Довжина труби жарової (вогнепроводу) повинна дорівнювати висоті вертикального каналу.
- Площа перерізу вогнепроводу – дорівнює відповідному показнику райзера. Причому для вогнепроводу рекомендується використовувати профільну трубу квадратного перерізу, у цьому випадку піч працює стабільніше.
- Площа перетину піддувала - від площі перерізу топки і райзера. Для стабільності та плавного регулювання режиму печі використовується профільна труба прямокутного перерізу зі співвідношенням сторін 2:1, яку укладають плашмя.
- Об'єм вторинного зольника залежить від об'єму барабана за вирахуванням об'єму райзера. Для печі з бочки – 5%, для печі з газового балона – 10%. Для ємностей проміжного обсягу розраховується згідно з лінійною інтерполяцією.
- Площа перерізу зовнішнього димаря становить 1,5-2 S.
- Самана подушка під зовнішнім димарем повинна бути товщиною 50-70 мм - якщо канал виконаний з круглої труби, відлік ведеться від нижньої точки. Товщину подушки під димарем зменшують удвічі, якщо лежанка монтується на дерев'яні рушниці.
- Товщина обмазувального шару лежанки над димарем становить 0,25 D, якщо барабан з бочки 600 мм, і 0,5 D, якщо барабан з балона 300 мм. Якщо зменшити обмазувальний шар, конструкція швидше остигатиме після протопки.
- Висота димаря зовнішньої труби повинна становити від 4 метрів.
- Довжина газоходу від якої залежить довжина лежанки: для печі з бочки - до 6 м, для печі з балона - до 4 м.
Ракетна піч тривалого горіння, виготовлена з бочки діаметром 600 мм, досягає потужності близько 25 кВт, а ракета для опалення, виконана з балона 300 мм, - до 15 кВт. Регулювати потужність можна тільки за рахунок обсягу закладки палива, повітряного регулювання така піч не має, оскільки додатковий потік порушує режим печі та провокує викид газів у приміщення. Зміною положення дверцят піддувала регулюється не потужність, а режим роботи печі.
Особливості футерування
Якість теплоізоляції райзера впливає на економічність опалювального агрегату. У наших краях для футерування доступна легка шамотна цегла ШЛ і річковий пісок з домішкою глинозему. У футерування слід передбачити зовнішній металевий кожух, інакше матеріали швидко вберуть нагар і піч при роботі ревитиме. Торець футерування щільно замазують пічною глиною.
Правильне виконання футерування При використанні підтесаної шамотної цегли, порожнини, що залишилися, заповнюють піском. Якщо для футерування використовується тільки пісок, його просівають від великого сміття і засипають шарами – кожен приблизно на 1/7 висоти труби. Кожен шар щільно трамбують і збризкують водою, щоб утворилася кірка. Засипку необхідно просушити протягом тижня, а потім замазати торець шаром пічної глини. Потім триває будівництво ракетної печі своїми руками по кресленнях.
Варіанти опалювальних агрегатів
Облаштування ракетної печі з газового балона можна виконати і у разі створення обігрівача з лежанкою. Конструкція дещо відрізняється від тієї, що була розглянута вище.
Зміни стосуються:
- довжини жарової труби;
- наявність теплоізоляції вертикального каналу;
- приєднання горизонтального, а не вертикального зовнішнього димоходу.
Схема ракетної печі Зверніть увагу! Розширена частина зовнішнього димоходу – це зольник, до якого має бути доступ для очищення – металеві дверцята, ущільнені негорючим матеріалом.
За рахунок того, що димар можна виконати довгим і вигнутим, пічці легко надати оригінальну форму.
Варіант виготовлення печі-лежанки з оригінальною формою Саманна обмазка, що виконує функцію теплоакумулятора, виготовляється із суміші жирної глини з піском та різаною соломою.
Принципи запуску печі
Важливо! Реактивні печі безперервного горіння запускають виключно «на теплу трубу».
Перед тим, як завантажити штатне паливо, виконують розпалювання папером, стружкою, соломою та іншими сухими легкими матеріалами, які укладають у відкрите піддувало. Коли вертикальний канал досить прогріється, шум печі стихає або змінює тон. Це сигнал до того, що можна закладати основне паливо, воно розгориться від розгінного.
Реактивна піч сама не відрегулюється, тому кришку бункера малої печі або дверцят піддувала стаціонарного агрегату слід тримати відкритою, поки штатне паливо не розгориться і піч не загуде. Дверцята прикривають, домагаючись зниження звуку до «шепоту». Коли звук печі знову посилиться, дверцята знову прикривають трохи щільніше. Якщо дверцята зачинилися, то піднявши її можна дати паливу нормально розгорітися.
Ракетна піч мобільна – зручний похідний варіант, невибагливий до палива та економічний. Стаціонарні агрегати, залежно від конструкції та розмірів, знаходять своє застосування для обігріву житлових та допоміжних приміщень.
