Чертеж ракетной печи из газового баллона. Ракетная печь: чертежи. Ракетная печь своими руками. Выбирая подходящий проект, учитывайте такие факторы

Что же это за такое чудо: ракетная печь? Ракетная печь, печь-ракета и даже реактивная печь, как она только не называется, однако никакого отношения к ракетам и реактивным двигателям не имеет. Такое название она получила, очевидно, из-за характерного "ракетного" звука, который возникает при сбое режима и излишнем поступлении воздуха через поддувало в топку. Во всяком случае разработчики назвали её именно так: rocket stove, что можно перевести, как ракета-печь.

Принцип ракетной печи

Впервые разработана конструкция была в Америке и изначально предназначалась для использования в полевых условиях. Основная идея заключается в том, чтобы при максимальной простоте устройства получить печь с высоким КПД. Для этого были применены два простых и в сущности известных приёма. Первый – это более полное разложение газов с их дожигом за счёт относительно продолжительного задержания в нагретом состоянии. Второй – это максимальное извлечение тепла от сгоревших газов.

1. Растопка печи начинается с её предварительного прогрева. Для этого лучше всего использовать любые легкогорючие материалы: щепу, стружку или бумагу. Нагревательную закладку рекомендуют сжигать в зольнике.
2. Одновременно поджигается основная закладка дров. Поддувало при этом полностью открыто.
3. По мере розжига тяга увеличивается и в топку начинает поступать очень много воздуха. Появляется характерный рёв.
4. Здесь следует прикрыть заслонку поддувала до появления ровного тихого звука. Если ракетный рёв появляется снова, регулировку следует повторить.

Топка имеет хорошую теплоизоляцию, поэтому быстро нагревается и начинается пиролиз дров – разложение твёрдых дров на газ под действием высокой температуры. Часть пиролизных газов разлагается до древесных газов и сгорает. Однако некоторая часть разлагается недостаточно для горения. В обычных печах эти полуразложившиеся продукты пиролиза вылетают в дымоход в виде дыма и частично оседают в виде сажи. Таким образом, любой дым – это недосгоревшие дрова, которые не только увеличивают затраты на отопление, но ещё и засоряют дымоход.

Отсюда можно сделать вывод, что у печи, служащей для обогрева, основная задача – это как можно более полно сжечь топливо, решая две, хоть и второстепенные, но не менее важные, задачи. Во-первых, забрать как можно больше тепла у сгоревшего древесного газа и, во-вторых, аккумулировав его, распределять в отапливаемом помещении как можно более длительное время.

Основное достоинство ракетной печи заключается в том, что она великолепно решает все эти задачами.

После поджига основной закладки дров топка прогревается практически одновременно с горизонтальны и вертикальным каналом - так называемым туннелем горения - Burn Tunnel. Для этого туннель горения, или как его ещё называют, жаровая труба, так же, как и топка, изолирован материалом, который обладает не только теплоизоляционными свойствами, но и малой теплоёмкостью. Температура в жаровой трубе повышается до 900°C и при нормальных условиях в верхней части может достичь 1000°C.

В таких условиях газы попадают в верхнюю часть колпака и нагревают верхнюю её часть до 400°C. Далее, опускаясь вниз и охладевая до 250°C, газы нагревают колпак и его обмазку, выполняющую роль теплоаккумулятора. При этом обмазка выполнена из самана: смеси глины и соломы – недорогого и доступного материала.

После предварительного охлаждения в верхней зоне колпака газ попадает во вторичный зольник. Здесь заканчивается дожиг древесных газов и выпадение остатков пироза, которые по каким-то причинам оказались недостаточно разложены для сгорания. Далее газ относительно медленно движется в горизонтальном дымовом канале, где он отдаёт свои последние остатки тепла, нагревая обмазку лежанки, которая также выполнена из самана.

Основные преимущества и недостатки ракетных печей

Преимущества:

1. Высокая производительность, позволяющая экономить до 90% древесины по сравнению с обычной металлической печью, как заявляют их владельцы. Достигается такая экономия благодаря дожигу пиролизных газов и сажи.
2. Некритичность к топливу. Подойдут любые древесные дрова, щепа, кора, отходы пиломатериалов. Не имеет значения и их влажность.
3. Простота и универсальность конструкции. Собрать такую печь сможет любой желающий из глины, кирпича, камня или плитки.
4. Нет необходимости слишком часто подкладывать дрова. Дрова по мере сгорания сами продвигаются вниз и попадают в камеру сгорания.
5. Удобная лежанка. Лежанки есть у разных печей, но например, у русской печи она расположена высоко.

Недостатки:

1. необходимость контроля горения и постоянная ручная регулировка поддува воздуха.
2. наличие горячей части, из-за которой можно обжечься. Хотя с другой стороны её можно использовать для приготовления пищи. Температура колпака около 400°C.

Ракетная печь своими руками. Чертежи

Ракетная плита имеет теплоизолированную образную камеру сгорания, что заставляет огонь двигаться сначала по горизонтали, а затем в камеру под углом 90 градусов, что вызывает сильную турбулентность. Попав в верхнюю часть камеры-колпака, горячие газы, разогретые до температуры 1000°C, отдают большую часть тепла и опускаются вниз, где попадают во вспомогательный зольник, а там при температуре около 250°C происходит их окончательный пиролиз вместе с дожигом пиролизных (древесных) газов. Затем в горизонтальном канале продукты горения отдают остатки своего тепла и поступают в дымовую трубу.

Несмотря на простоту и доступность конструкции, для нормальной работы печи в запланированном режиме при её устройстве необходимо соблюдать размеры и учитывать все рекомендации.

Инженеры и исследователи выработали наилучшее соотношение размеров для того, чтобы все процессы проходили наиболее оптимально. Вот их рекомендации:

1. Высота колпака H должна быть от 1,5 до 2D.
2. Глиняная обмазка колпака должна иметь следующие характеристики: высота = 2/3H, толщина = 1/3D.
3. Площадь сечения горизонтальной и вертикальной части жаровой трубы – 5-6% от площади сечения колпака (S).
4. Зазора между верхним обрезом жаровой трубы и крышкой колпака не менее 7 см.
5. Длины горизонтального и вертикального участка жаровой трубы должны быть равны. Площади их поперечных сечений также одинаковые.
6. Поддувала должно иметь площадь сечения 50% от площади жаровой трубы.
7. Объем зольника рекомендуется не менее 5% от объема колпака.
8. Толщину утепляющей подушки из самана, которую делают под внешним дымоходом, выбирают в пределах от 50 до 70 мм.
9. Толщина лежанки рекомендована 0,25D при D = 600 мм и 0,5D при D= 300 мм.
10. Высота внешней дымовой трубы не менее 4 метров, площадь поперечного сечения 9 -12% от площади колпака.
11. Длина дымового канала в лежанке вычисляется также от диаметра колпака. При диаметре 60 см (стандартная 200 литровая бочка) - длинна лежанки может быть до 6 метров. Если же колпак имеет диаметр 30 см (диаметр газового баллона), тогда длинна лежанки не более 4 метров.
12. Жаровой канал рекомендуется изготовить из прямоугольной трубы, в соотношение сторон 1:2, с её укладкой плашмя. Это обеспечит более стабильную работу всей печи.

Этот необычный вид отопительных систем не знаком рядовым застройщикам. Многие профессиональные печники также никогда не сталкивались с подобными конструкциями. Это не удивительно, поскольку идея ракетной печи сравнительно недавно пришла к нам из Америки и сегодня энтузиасты пытаются донести ее до массового сознания граждан.

Благодаря простоте и дешевизне конструкции, тепловому комфорту и высокому КПД ракетные печи заслуживают написания отдельной статьи, которую мы и решили им посвятить.

Как работает печь-ракета?

Несмотря на громкое космическое название, данная отопительная конструкция не имеет ничего общего с ракетными системами. Единственный внешний эффект, придающий некоторое сходство – струя пламени, которая вырывается из вертикальной трубы у походного варианта ракетной печки.

Работа этого очага основана на двух базовых принципах:

1. Прямом горении — свободном перетекании топливных газов по печным каналам без побуждения тягой, создаваемой дымовой трубой.
2. Дожигании дымовых газов, выделяющихся при горении древесины (пиролизе).

Самая простая реактивная печь работает по принципу прямого горения. Добиться термического разложения древесины (пиролиза) ее конструкция не позволяет. Для этого необходимо выполнить мощную теплоаккумулирующую обмазку внешнего кожуха и качественную термоизоляцию внутренней трубы.

Несмотря на это переносные ракетные печи хорошо выполняют свои функции. От них не требуют большой мощности. Генерируемого тепла вполне хватает для готовки пищи и обогрева в палатке.

Конструкции ракетных печей

Начинать знакомство с любой конструкцией следует с самых простых ее вариантов. Поэтому мы приводим схему работы мобильной ракетной печки (рис.1). На нем хорошо видно, что топливник и камера сгорания объединены в одном отрезке стальной трубы, загнутой вверх.

Для укладки дров в нижней части трубы вваривается пластина, под которой находится отверстие для воздуха. Усилить теплоотдачу в зоне приготовления пищи помогает зола, играющая роль теплоизолятора. Ее засыпают в нижнюю часть внешнего кожуха.

Вторичная камера (кожух) может быть изготовлена из металлической бочки, ведра или старого газового баллона.

Кроме металла, простейшую печь-ракету можно соорудить из нескольких десятков кирпичей даже без использования раствора. Из них выкладывают топливник и вертикальную камеру. На ее стенки ставят посуду так, чтобы под дном оставался зазор для выхода дымовых газов (рис.2).

Обязательное условие хорошей работы такой конструкции – «теплая труба», как говорят печники. На практике это означает, что перед закладкой дров ракетную печь нужно прогреть в течение нескольких минут, сжигая в ней щепки и бумагу. После того, как труба прогрета, дрова сложены в топливник и подожжены, в печном канале возникает мощный восходящий поток горячих газов.

Закладка топлива в простых конструкциях ракетных печей горизонтальная. Это не очень удобно, поскольку вынуждает периодически задвигать дрова в топливник по мере их выгорания. Поэтому в стационарных системах применяют вертикальную закладку, а воздух подают снизу через специальное поддувало (рис.3).

Выгорая, дрова сами опускаются в печь, избавляя владельца от ручной подачи.

Основные размеры

Наглядное представление о конфигурации стационарной ракетной печи длительного горения дает чертеж №1.

Тот, кто хочет построить стационарную ракетную печь, не отвлекаясь на упрощенные модификации, должен знать ее основные размеры. Все габариты данной конструкции привязываются к диаметру (D) колпака (барабана), накрывающего вертикальную часть жаровой трубы (райзер). Второй размер, необходимый для расчетов — площадь поперечного сечения (S) колпака.

Исходя из двух указанных величин, рассчитывают остальные габариты печной конструкции:

1. Высота колпака H составляет от 1,5 до 2D.
2. Высота его глиняной обмазки – 2/3H.
3. Толщина обмазки – 1/3D.
4. Площадь сечения жаровой трубы – 5-6% от площади колпака (S).
5. Размер зазора между крышкой колпака и верхним обрезом жаровой трубы не должен быть меньше 7 см.
6. Длина горизонтального участка жаровой трубы должна быть равна высоте вертикального. Площади их поперечных сечений одинаковые.
7. Площадь поддувала должна составлять 50% от площади сечения жаровой трубы. Для обеспечения стабильного режима работы печи специалисты рекомендуют делать жаровой канал из прямоугольной металлической трубы с соотношением сторон 1:2. Ее укладывают плашмя.
8. Объем зольника на выходе из печи во внешний горизонтальный дымовой канал должен быть не менее 5% от объема колпака (барабана).
9. Внешний дымоход должен иметь площадь поперечного сечения от 1,5 до 2S.
10. Толщину утепляющей подушки из самана, которую делают под внешним дымоходом, выбирают в пределах от 50 до 70 мм.
11. Толщину саманной обмазки лежанки выбирают равной 0,25D (для барабана диаметром 600 мм) и 0,5D для колпака диаметром 300 мм.
12. Внешняя дымовая труба должна иметь высоту не менее 4 метров.
13. Длина газохода в лежанке зависит от диаметра колпака. Если он сделан из 200-литровой бочки (диаметр 60 см), то можно делать лежанку длиной до 6 метров. Если же колпак изготовлен из газового баллона (диаметр 30 см), то лежанка не должна быть длиннее 4 метров.

Строя стационарную ракетную печь, нужно уделить особое внимание качеству футеровки вертикального участка жаровой трубы (райзера). Для этого можно использовать огнеупорный кирпич марки ШЛ (шамот легкий) или мытый речной песок. Для защиты футеровки от дымовых газов ее выполняют в металлической оболочке, используя для этого старые ведра или лист оцинковки.

Засыпка из песка выполняется послойно. Каждый слой уплотняют и слегка обрызгивают водой. Сделав 5-6 слоев, им дают неделю для просушки. Термозащиту из шамота сделать проще, но пространство между внешней оболочкой и кирпичом также придется засыпать песком, чтобы не было пустых полостей (рис.4).

Рисунок №4 схемы футеровки жаровых каналов ракетных печей

После высыхания засыпки, верхний обрез футеровки обмазывают глиной и только после этого продолжают монтаж реактивной печи-ракеты.

Преимущества и недостатки ракетных печей

Важное достоинство правильно построенной конструкции – всеядность. Такую печь можно топить любым видом твердого топлива и древесных отходов. Причем, влажность древесины особой роли здесь не играет. Если же кто-то утверждает, что такая печка может работать только на хорошо высушенных дровах, то это значит, что при ее строительстве были допущены грубые ошибки.

Тепловая отдача ракетной печи, основой которой является барабан из бочки, весьма внушительная и достигает 18 кВт. Печка из газового баллона способна развить тепловую мощность до 10 кВт. Этого вполне достаточно для отопления комнаты площадью 16-20 м2. Отметим также, что регулировка мощности ракетных печей производится только за счет изменения объема загружаемого топлива. Подачей воздуха изменить теплоотдачу невозможно. Регулировку поддувалом используют только для ввода печи в рабочий режим.

Поскольку количества тепла, генерируемого ракетной печью весьма велико, то не грех использовать его для таких бытовых нужд, как подогрев пищи (на крышке барабана). А вот использовать такой очаг для нагрева воды, используемой в системе радиаторного отопления нельзя. Любое внедрение в печную конструкцию змеевиков и регистров негативно сказывается на ее работе, ухудшая или останавливая процесс пиролиза.

Полезный совет: перед тем, как приступить к возведению стационарной реактивной печи, изготовьте упрощенную походную конструкцию из металла или глины. Так вы отработаете основные приемы сборки и получите полезный опыт.

К минусам ракетных печей можно отнести невозможность их применения в банях и гаражах. Их конструкция рассчитана на аккумулирование энергии и длительный обогрев. Поэтому она не может дать много тепла в короткий промежуток времени, как это необходимо в парилке. Для гаражей, в которых хранятся горючесмазочные материалы, печь с открытым пламенем тоже не лучший вариант.

Собираем ракетную печь своими руками

Проще всего собирается походно-садовый вариант реактивной печи. Для этого вам не придется закупать кладочные материалы и готовить саман для обмазки.

Несколько металлических ведер, стальная труба из нержавейки для жарового канала и мелкий щебень для засыпки – вот и все нужно для того, чтобы сделать ракетную печь своими руками.

Первый шаг – вырезание ножницами по металлу отверстия в нижнем ведре для пропуска жаровой трубы. Его нужно сделать на такой высоте, чтобы под трубой осталось место для щебеночной засыпки.

Второй шаг – установка в нижнее ведро жаровой трубы, состоящей из двух колен: короткого загрузочного и длинного для выхода газов.

Третий шаг – вырезание отверстия в днище верхнего ведра, которое надевается на нижнее. Оголовок жарочной трубы вставляют в него так, чтобы его срез был на 3-4 см выше днища.

Четвертый – засыпка мелкой щебенки в нижнее ведро на половину его высоты. Она нужна для аккумулирования тепла и термоизоляции жарового канала.

Последний шаг – изготовление подставки для посуды. Ее можно сварить из круглой арматуры диаметром 8-10 мм.

Более сложный, но при этом долговечный, мощный и эстетичный вариант ракетной печки требует использования газового баллона и толстой стальной трубы прямоугольного сечения.

Схема сборки при этом не меняется. Отвод газов здесь организован сбоку, а не вверху. Для приготовления пищи у баллона отрезают верхнюю часть с вентилем и на ее место вваривают плоскую круглую пластину толщиной 4-5 мм.

К сожалению, у нас в стране о печи-ракете почти никто не знает. Между тем, подобная конструкция крайне полезна в ряде случаев ввиду практически полного отсутствия сажи при работе и высокой температуры горения.

Сегодня речь пойдет о том, как изготавливается печь ракета своими руками.

Горячие газы вместо дымохода попадают в специальный колпак, где они догорают (отсюда и отсутствие сажи). Температура при этом еще больше повышается, а давление, напротив, снижается. Цикл постоянно повторяется и вскоре печь выходит на режим горения с максимальной тягой (сила последней зависит от конструктивных особенностей и качества монтажа).

Температура в колпаке может достигать 1200ᵒС, вследствие чего все отходы сгорают почти без остатка, а выхлоп состоит преимущественно из углекислого газа и водяного пара.

Обратите внимание! Благодаря этому дымоход можно прокладывать под полом или через какую-нибудь нагревательную конструкцию (лежанку, например, или скамейку). Более того, горячий колпак можно использовать для нагрева воды, приготовления пищи, сушения фруктов и т. д.

К преимуществам можно отнести:

• высокий КПД;
• отсутствие сажи;
• высокую температуру;
• возможность использования в качестве топлива шишек, сырых веток, сухих растительных стеблей – при температуре в 1200ᵒ горит почти все;
• низкий расход топлива – примерно в четыре раза ниже, чем в стандартной конструкции.

Виды ракетных печей

Существует несколько типов ракетных (или реактивных, как их еще называют) печей.

1. Портативные конструкции из жестяных емкостей (банок из-под краски, ведер и проч.). Отличные помощники на стройплощадке или в походе, которые можно изготовить всего за несколько часов.
2. Печи из огнеупорного кирпича и металлических бочек, предназначающиеся для прогрева теплоемких масс. Отличаются горизонтальным дымоходом, установленным под землей, и наружным стояком для обеспечения тяги.
3. Полностью кирпичные конструкции используются для воздушного нагрева пола. Состоят сразу из нескольких дымоходных труб.

Обратите внимание! Ввиду сложности выполнения третьего варианта в данной статье будут рассмотрены только первые два.

В данном случае работа традиционно начинается с подготовки всего необходимого.

Этап 1. Материалы и оборудование

Для строительства потребуется:

Этап 2. Подготовка

Шаг 1. В полу вырывается котлован (по возможности) глубиной примерно в 30-50 см. Это необходимо для того, чтобы уровень горизонтального дымохода сильно не поднимался.

Шаг 2. Стальная бочка послужит колпаком для печи. Вначале бочка обжигается и очищается от сажи металлической щеткой, после чего окрашивается огнеупорной краской.

Обратите внимание! Краска наносится лишь после того, как будет установлен фланец для вывода дымохода.

Этап 3. Фундамент

Шаг 1. Готовится опалубка для будущего основания.

Шаг 2. В том месте, где будет топка, в грунт углубляются несколько кирпичей.

Шаг 3. На дно укладывается стальная арматура.

Шаг 4. Вокруг нижней точки топочной камеры по уровню укладываются кирпичи.

Шаг 5. Основание заливается бетонным раствором.

Этап 4. Кладка

После высыхания раствора можно приступать к кладке ракетной печи.

Обратите внимание! Для этого нужно использовать только огнеупорную глину.

Шаг 1. На первом ярусе кладка поднимается вверх, остается лишь отверстие для топочной камеры.

Шаг 2. На втором уровне формируется нижний канал печи.

Шаг 3. На третьем канал перекрывается кладкой таким образом, чтобы получилось два отверстия – для топочной камеры и вертикального канала.

Обратите внимание! Кирпичи после кладки можно не отесывать – их все равно придется скрыть саманом и керамзитом.

Шаг 4. Подготовка к кладке вертикального канала. Помимо самой бочки, для этого потребуется старый водогрей примерно на 150 л.

В бочку встраивается фланец для подключения дымохода. Здесь же желательно установить тройник для чистки дымохода.

Шаг 5. Методом «сапожка» кладется восходящая часть конструкции. Внутреннее сечение этой части должно составлять примерно 18 см.

Шаг 6. На восходящую часть надевается обрезок водогрея, а пустоты между стенками заполняются перлитом. Верхняя часть перлита заделывается шамотной глиной.

Шаг 7. Основание печи обкладывается мешками, заполненными песком, основание кожуха обмазывается глиной. Пустоты между мешками и корпусом засыпаются керамзитом, после чего основание отделывается все той же глиной.

Шаг 8. Подсоединяется дымоход, на восходящую часть надевается перевернутая стальная бочка.

Шаг 9. Проводится пробный запуск печи, после чего бочка окрашивается огнестойкой краской.

Этап 5. Обкладка дымохода

Шаг 1. Дымоход обкладывается мешками с песком и засыпается керамзитом.

Шаг 2. Конструкции придается соответствующая форма с помощью шамотной глины.

Обратите внимание! Ракетная печь при работе нуждается в большом количестве кислорода, поэтому рекомендуется провести воздуховод с улицы.

Остается лишь установить старое барбекю в горловину топки и закрыть его крышкой. Швы заделываются глиной. Все, кирпичная печь-ракета готова к эксплуатации.

В данной конструкции, как и в описанной выше, принцип работы заключается в изолировании огня и направлении тепловой энергии в нужное место.

Этап 1. Подготовка всего необходимого

Для приготовления портативной ракетной печи потребуются:

• две жестяные емкости разного диаметра;
• пара уголков;
• стальные хомуты ø10 см;
• труба из нержавеющей стали для дымоотвода;
• мелкофракционный щебень;
• болгарка;
• ножницы по металлу.

  

  

  

  

  Во втором ведре — нижней части печи ракеты прорезаем отверстие для трубы

  

  

  

  

  

  

  

  Из проволоки сгибаем конфорку для посуды

  

Этап 2. Сборка конструкции

Шаг 1. Из меньшего ведра изготавливается крышка для конструкции. Для этого в нем проделывается отверстие под дымоход (крышка при этом не снимается). «Лепестки» при этом лучше загибать внутрь – так труба будет надежнее фиксироваться.

Нижняя половина ведра срезается болгаркой.

Шаг 2. В нижней части другой емкости прорезается отверстие для подключения топливника. Жесть нарезается ножницами на «лепестки» и загибается внутрь.

Шаг 3. Прямоток собирается из трубы и пары уголков. Затем труба вставляется в ведро и соединяется там с «лепестками» с помощью стального хомута. Все, прямоток ракетной печи готов.

Шаг 4. Пространство между прямотоком и стенками ведра засыпается мелкофракционным щебнем. Последний будет выполнять в конструкции сразу две функции – термоизоляции и термоаккумуляции.

Шаг 5. Второе ведро (крышка) надевается на реактивную печь.

Шаг 6. Из стальной проволоки сгибается конфорка для посуды.

Обратите внимание! Вместо конфорки можно установить три кирпича.

Шаг 7. Остается лишь окрасить конструкцию термостойкой краской (желательно серой или черной). Для растапливания будет использоваться выходной патрубок прямотока.

Правила эксплуатации ракетных печей

Печи-ракеты, равно как и другие конструкции длительного горения, нуждаются в запуске на теплую трубу. И если для второго варианта печи это не столь важно, то для первого холодный дымоход приведет только к напрасному сожжению топлива. По этой причине конструкция нуждается в предварительном разогреве – протопке опилками, бумагой и проч.

Также стоит заметить, что реактивная печь неспособна самонастраиваться, поэтому поначалу поддувало полностью открывается, а прикрывается лишь после того, как конструкция начнет сильно гудеть. В дальнейшем доступ кислорода постепенно снижается.

О ракетной печи в бане

Реактивная дровяная печь с лежаком

Многих, наверное, заинтересовал вопрос – можно ли использовать реактивную печь в бане? Казалось бы, можно, ведь на покрышке достаточно легко оборудовать каменку.

В действительности подобная конструкция для бани не годится. Для легкого пара вначале нужно прогреть стены, а уже потом, спустя некоторое время, воздух. Для последнего печь должна быть очагом конвекции и теплового излучения (ИК). В этом и заключается проблема – в ракетной печи конвекция четко распределена, а потери на тепловые излучения конструкцией не предусмотрены вовсе.

Выводы

Как бы то ни было, а сегодня в изготовлении печей-ракет больше интуиции, чем реальных точных расчетов, следовательно, это практически безграничное поле для творчества.

Предлагаем также ознакомиться с видеоинструкцией по изготовлению ракетной печи.

Видео – Реактивная печь своими руками

Скажем сразу: ракетная печь – простое и удобное отопительно-варочное устройство на древесном топливе с хорошими, но не исключительными параметрами. Ее популярность объясняется не только броским названием, но более тем, что ее может сделать своими руками и не печник и даже не каменщик; при необходимости – буквально за 15-20 мин.

И еще тем, что, вложив немного больше труда, можно в доме получить прекрасную лежанку, не прибегая к постройке сложной, дорогой и громоздкой русской или колпаковой печи. Причем сам принцип устройства печи-ракеты дает большую свободу дизайну и проявлению творческих способностей.

Ракетная печь - устройство на древесном топливе

Но едва ли не более примечательна «реактивная печь» огромным количеством связанных с ней, временами совершенно несуразных выдумок. Вот, к примеру, несколько выхваченных наугад перлов:

• «Принцип работы печи такой же, как у прямоточного реактивного двигателя МИГ-25». Да МИГ-25 и его потомок МИГ-31 возле прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД), что называется, и в кустиках не присаживались. На 25-м и 31-м стоят двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД), четверка которых потом тянула Ту-144 и тянет до сих пор другие машины. А любая печь с любым реактивным двигателем (РД) – технические антиподы, см. ниже.
• «Печь на обратной реактивной тяге». Это печка хвостом вперед летит, или как?
• «А как она такую трубу продует?» Печь без наддува в трубу не дует. Наоборот, дымоход из нее тянет, на естественной тяге. Чем выше труба, тем лучше тянет.
• «Печь-ракета это сочетание голландской колпаковой печи (sic!) с русской лежанкой». Во-первых, противоречие в определении: голландская печь – канальная, а любая колпаковая – что угодно, кроме голландки. Во-вторых, лежанка русской печи прогревается совсем не так, как ракетной.

Примечание: на самом деле печь-ракету прозвали так потому, что в неправильном режиме топки (о чем далее) она издает громкий свистящий гул. Правильно настроенная ракетная печь шепчет или шелестит.

Эти и подобные им несообразности, понятно, сбивают с толку и мешают сделать ракетную печь как следует. Так что давайте-ка разберемся, что о ракетной печи есть правда, и как этой правдой правильно воспользоваться, чтобы эта действительно хорошая печка проявила все свои достоинства.

Печь или ракета?

Для полной ясности нужно еще разобраться, почему печь не может быть ракетой, а ракета – печью. Любой РД – это тот же ДВС, только в роли поршней, шатунов с кривошипом и трансмиссии выступают сами истекающие газы. В поршневом ДВС уже в момент сгорания высокая температура рабочего тела создает большое давление, которое толкает поршень, а он уж движет всю механику. Движение поршня активное, рабочее тело толкает его туда, куда и само стремится расшириться.

При сжигании топлива в камере сгорания РД тепловая потенциальная энергия рабочего тела тут же преобразуется в кинетическую, как у падающего с высоты груза: поскольку раскаленным газам открыт выход в сопло, они туда и устремляются. В РД давление играет подчиненную роль и нигде не превышает первых десятков атмосфер, этого при любом мыслимом сечении сопла мало, чтобы разогнать до 2,5М мигарь или вывести на орбиту спутник. По закону сохранения импульса (количества движения) летательный аппарат с РД при этом получает толчок в обратную сторону (импульс отдачи), это и есть реактивная тяга, т.е. тяга от отдачи, реакции. В ТРДД второй контур создает вокруг реактивной струи невидимую воздушную оболочку. Вследствие этого импульс отдачи как бы стягивается в направлении вектора тяги, поэтому ТРДД намного экономичнее простого ТРД.

В печи преобразования видов энергии друг в друга нет, потому она и не двигатель.Печка просто распределяет потенциальную тепловую энергию должным образом в пространстве и времени. С точки зрения печи, у идеального РД КПД = 0%, т.к. он за счет топлива только тянет. С точки зрения реактивного движка, у печи КПД = 0%, она только рассеивает тепло и ничуть не тянет. Наоборот, если давление в дымоходе поднимется до или выше атмосферного (а без этого откуда возьмется реактивная тяга или активное усилие?), печь как минимум задымит, а то и отравит жильцов или пожар устроит. Тяга в дымоходе без наддува, т.е. без затрат энергии со стороны, обеспечивается за счет разности температур по его высоте. Потенциальная энергия тут опять же, ни в какую другую не преобразовывается.

Примечание: в ракетном РД топливо и окислитель подаются в камеру сгорания из баков, или сразу в нее заправляются, если РД на твердом топливе. В турбореактивном двигателе (ТРД) окислитель – атмосферный воздух – нагнетается в камеру сгорания компрессором с приводом от турбины в потоке выхлопных газов, на вращение которой расходуется некоторая доля энергии реактивной струи. В турбовинтовом двигателе (ТВД) турбину рассчитывают так, чтобы она отбирала 80-90% мощности струи, которая передается на воздушный винт и компрессор. В прямоточном воздушно-реактивном двигателе (ПВРД) подача воздуха в камеру сгорания обеспечивается скоростным напором на гиперзвуке. Опытов в ПВРД проводилось много, но серийных самолетов с ним не было, нет и не предвидится, уж больно ПВРД капризен и ненадежен.

Кан или не кан?

Среди мифов о ракетной печи есть и не совсем абсурдные, и даже в чем-то обоснованные. Одно из таких заблуждений – отождествление «ракетки» с китайским каном.

Автору довелось еще в детстве побывать зимой в Приамурье, в районе Благовещенска. Китайцев там по селам и тогда жило много, драпали кто куда от культурной революции Великого Председателя Мао и его напрочь отмороженных хунвэйбинов.

Зима в тех краях не московская, мороз в –40 обычное дело. И что поразило, и пробудило интерес к печам вообще – как обогревались канами китайские фанзы. В русские деревни дрова везут возами, из труб дым столбом. И все равно, в избе из бревнышек не в детский обхват к утру углы изнутри обмерзали. А фанза выстроена вроде дачного домика (см. рис.), окна затянуты рыбьим пузырем или вовсе рисовой бумагой, в кан подкладывают пучочки щепок или веточек, но в помещении всегда тепло.

Однако тонких теплотехнических премудростей в кане нет. Это обычная, только маленькая, кухонная плита с нижним выходом в дымоход, а большая часть самого дымохода – длинный горизонтальный канал, боров, на котором устроена лежанка. Дымовая труба, пожарной безопасности ради – вне здания.

Эффективность кана определяется прежде всего создаваемой им тепловой завесой: лежанка огибает если не весь периметр изнутри, кроме двери, то 3 стены уж точно. Что лишний раз подтверждает: конструкция и параметры печи должны быть увязаны к таковыми обогреваемого помещения.

Примечание: корейская печь ондоль действует по принципу теплого пола – очень низкая лежанка занимает почти всю площадь комнаты.

Во-вторых, в самую стужу каны топили аргалом – высохшим пометом жвачных животных, домашних и диких. Его теплотворная способность довольно велика, но горит аргал медленно. Фактически, уже костерок из аргала – печь длительного горения.

Не в русском обычае то и дело совать в печь прутики, и гнушались наши мужики готовить еду на скотских фекалиях. Но путешественники прошлого аргал как топливо весьма ценили, собирали по пути и везли с собой запас, старательно оберегая от намокания. Н. М. Пржевальский в одном из своих писем утверждал, что без аргала он не смог бы провести свои экспедиции по Центральной Азии без потерь. А у брезговавших аргалом англичан на базу возвращалось 1/3-1/4 личного состава отрядов. Правда, набирался он из сипаев, индийских солдат на английской службе, и пандитов – шпионов, завербованных из местного населения. Так или иначе, но изюминка печи-ракеты вовсе не в лежанке на борове. Чтобы до нее добраться, придется научиться думать по-американски: все первоисточники по ракетной печи оттуда, а несусветные домыслы порождены только и только недопониманием.

Как разбираться с ракетами?

С нашим взглядом на вещи изучать оригинальную техдокументацию печей-ракет нужно осмотрительно, но вовсе не из-за дюймов-миллиметров, литров-галлонов и тонкостей американского технического жаргона. Хотя и они тоже много значат.

Примечание: хрестоматийный пример – «Naked conductor runs under the carriage». Литературный перевод – голый кондуктор бежит под вагоном. А в оригинальной статье из «Petroleum Engineer» это значило «Неизолированный провод проходит под тележкой крана».

Печь-ракету придумали члены обществ выживания – люди со своеобразным даже по американским меркам образом мыслей. Кроме того, они не были связаны какими-либо стандартами и нормами, но, как и все американцы, машинально все всегда пересчитывали на деньги с учетом собственной выгоды; человек с иным мировоззрением в Америке просто не уживется. А инстинктивная корысть неминуемо порождает эгоцентризм. Добрых дел он отнюдь не исключает, но не по душевному порыву, а из расчета на дивиденды. Не в этой жизни, так в той.

Примечание: насколько средний житель величайшей в истории империи всего боится, можно понять, только достаточно долго с ними пообщавшись. А социопсихологи там из кожи вон лезут, убеждая, что жить, томясь в страхе – нормально и даже круто. Подоплека понятна: запуганная биомасса легко прогнозируема и управляема.

Без обогрева и готовки, понятно, не выживешь. Для чего нужна печь. До поры, до времени выживатели довольствовались походными печками. Но затем, по признаниям самих американцев, в 1985-86 гг. на них произвели огромное впечатление два кинофильма, вышедшие в прокат с небольшим промежутком и триумфально обошедшие все экраны мира: советская фантастическая пародия на весь род людской «Кин-дза-дза» и голливудский «На следующий день» (The Day After), о глобальной ядерной войне.

Выживатели поняли, что после ядерной зимы никакой экстремальной романтики не будет, а будет планета Плюк в галактике Кин-дза-дза. Довольствоваться новоявленным плюканам придется «ка-це» в малом количестве, плохими, дорогими и трудно доступными. Да, вдруг кто не смотрел «Кин-дза-дза» – ка-це по-плюкански спичка, мерило богатства, престижа и могущества. Нужно было придумывать свою печь, ни одна из существующих на послеядерный плюк не рассчитана.

Американцы очень часто наделены острым умом, но глубокий встречается как редчайшее исключение. Вполне нормальный и с IQ повыше среднего гражданин США может искренне не понимать, как это до другого не доходит то, что он сам уже «догнал» и как это кому-то еще может не нравиться то, что его самого устраивает.

Если уж американец уразумел суть идеи, то он доводит изделие по ней до возможного совершенства – а вдруг покупатель найдется, сырую-то железину не продашь. Но техдокументация, на вид красивая и аккуратная, может быть составлена по сути крайне небрежно, а то и умышленно искажена. А что тут такого, это мое ноу-хау. Может, продам кому. Плюк то ли будет, то ли нет, а пока ноу-хау денег стоит. В Америке такое отношение к делу считается вполне честным и достойным, зато там клинический алкоголик на работе стопарь ни за что не пропустит и пары болтиков домой на хозяйство не утянет. На том, в общем-то, вся Америка и стоит.

А русская широта души – тоже палка о двух концах. Наш мастер чаще всего просто по эскизу сразу понимает, как эта штука работает, но в мелочах оказывается небрежен и к исходникам чрезмерно доверчив: как это, чтобы братан-умелец своего же обманывал. Если чего нет, ну и не нужно значит. Вроде ясно, как там все крутится – уже и руки чешутся. А там, может быть, пока дело дойдет до молотка, зубила и сопутствующей словесности, еще считать и считать. Да еще важные моменты могут быть опущены, завуалированы или заведомо неверны.

Примечание: автора данной статьи знакомый американец спросил однажды – а как это мы, действительно тупые, выбрали президентом очень умного Рейгана? А вы, действительно умные, терпите в Кремле слюнявого маразматика с крашеными бровями? Правда, тогда в Америке никому и в дурном сне не привиделось бы, что в следующем столетии в Овальном кабинете водворится чернокожий гражданин с мусульманским именем, а его первая леди вскопает возле Белого дома огород и станет там выращивать репу. Times is changing, как пел когда-то Боб Дилан совсем по другому поводу…

Источники недоразумений

Есть в технике такая штука – закон квадрата-куба. Попросту, при изменении размеров чего-то площадь его поверхности меняется по квадрату, а объем – по кубу. Чаще всего это значит, что изменить общие размеры изделия по принципу геометрического подобия, т.е. просто выдерживая пропорции, нельзя. Применительно к печам на твердом топливе закон квадрата-куба действителен вдвойне, т.к. топливо тоже ему подчиняется: тепло оно выделяет с поверхности, а его запас содержится в объеме.

Примечание: следствие из закона квадрата-куба – любая конкретная конструкция печи имеет некую допустимую вилку ее размеров и мощности, в пределах которой обеспечиваются заданные параметры.

Почему, к примеру нельзя сделать буржуйку размером с холодильник и мощностью где-то этак киловатт на 50-60? Потому, что буржуйка, чтобы она хоть как-то грела, должна быть сама внутри нагрета не менее чем до 400-450 градусов. А чтобы прогреть до такой температуры объем холодильника при заданной теплоотдаче, дров или угля нужно столько, сколько в него не поместится. От мини-буржуйки толку тоже не будет: тепло уйдет через внешнюю поверхность печи, выросшую относительно ее объема, а топливо его больше, чем может, не отдаст.

На печь-ракету закон квадрата-куба действует втройне, т.к. она «вылизана» по-американски профессионально. С нашенским кондачком от нее лучше держаться подальше. Вот, к примеру, здесь на рис. американская разработка, которую, судя по ее востребованности, многие наши умельцы берут за прототип.

Оригинальный чертеж мобильной печи-ракеты

С тем, что здесь не указаны точно сорт огнеупорной глины (fire clay) наши-то еще разберутся. Но, если честно, кто обратил внимание, что, судя по отсутствию внешнего дымохода и наличию транспортировочных отверстий (carrying pipe), эта печь мобильная с открытой топкой? А главное – на то, что на ее барабан пошел 20-галлонный бочонок диаметром в 17 дюймов (431 мм с мелочью)?

Судя по конструкциям из рунета – никто вообще. Берут сию штукенцию и подгоняют по принципу геометрического подобия под отечественную 200-л бочку диаметром 590 мм по наружи. Устроить поддувало многие догадываются, но бункер оставляют открытым.Не указаны точно пропорции вермикулита с перлитом для футеровки райзера и формования тела печи (core)? Футеровку делаем однородной, хотя из дальнейшего будет ясно, что она должна состоять из изолирующей и аккумулирующей частей. В результате – печь ревет, топливо ест только сухое, и много, а еще до конца сезона зарастает внутри гарью.

Как родилась печь-ракета?

Итак, уже без фантастики с футурологией, выживателям понадобилась печь для обогрева дома, работающая с высоким КПД на низкокачественном случайном древесном топливе: влажной щепе, ветках-прутиках, корье. Которое, кроме того, нужно будет догружать, не останавливая печи. И просушить в дровнике скорее всего не будет возможности. Теплоотдача после протопки нужна не менее 6 час, чтобы высыпаться; угореть во сне на Плюке ничуть не лучше, чем в Америке. Дополнительные условия: в конструкции печи не должно быть сложных металлоизделий, неметаллических материалов и узлов, требующих для изготовления производственного оборудования, а сама печь должна быть доступна для постройки неквалифицированным работником без применения электроинструмента и сложных технологий. Разумеется, никаких наддувов, электроники и прочих энергозависимостей.

От кана сразу взяли лежанку, но как быть с топливом? Для колпаковой печи оно требуется высококачественное. Печи длительного горения работают хоть на опилках, но только сухих, и не допускают останова с догрузкой. Их все же взяли за основу, очень привлекал высокий КПД, достигаемый простыми способами. Но в попытках заставить «длинные печки» работать на плохом топливе выяснилось еще одно обстоятельство.

Что такое древесный газ?

Высокая эффективность печей длительного горения достигается во многом за счет дожигания пиролизных газов. Пиролиз – термическое разложение твердого топлива на летучие горючие вещества. Как оказалось (а у выживателей есть свои исследовательские центры с высококлассными специалистами), пиролиз древесного топлива, особенно влажного, достаточно долго продолжается в газовой фазе, т.е. только что выделившимся из дерева пиролизным газам требуется еще довольно много тепла, чтобы образовалась смесь, способная догореть полностью. Эту смесь назвали древесным газом, woodgas.

Примечание: в рунете woodgas породил еще путаницу, т.к. в американском просторечии gas может означать любое топливо, ср. напр. gas station – автозаправочная станция, заправка. При переводе первоисточников не зная американского технического, получалось, что woodgas – просто древесное топливо.

До того древесного газа никто не увидел: в обычных печах он образуется сразу в топке, за счет избытка энергии пламенного горения. Конструкторы печей длительного горения пришли к тому, что первичный воздух нужно подогревать, а отходящие газы задерживать в значительном объеме над большой массой топлива, просто методом проб и ошибок, так что древесный газ и они проглядели.

Не так оказалось при топке пучками веточек: здесь первичные пиролизные газы тяга сразу тащила в дымоход. Древесный газ мог бы образоваться в нем на некотором удалении от топки, но первичная смесь к тому времени остывала, пиролиз прекращался, а тяжелые радикалы из газа оседали на стенки дымохода нагаром. Который быстро затягивал канал полностью; с этим явлением хорошо знакомы любители, строящие печи-ракеты наобум. Но исследователи-выживатели в конце концов поняли, в чем дело, и все-таки сделали нужную печь.

Who are you, the Rocket Stove?

Есть в технике негласное правило: если кажется, что создать устройство по заданным требованиям невозможно, то почитай, умник, школьные учебники. Т.е., обратись к основам. В данном случае – к основам термодинамики. Выживатели больным самолюбием не страдают, они к основам и обратились. И нашли главный принцип работы своей печи, не имеющий аналогов в других: медленное адиабатическое дожигание пиролизных газов в слабом потоке. В печах длительного горения дожигание равновесное изотермическое, требующее большого буферного объема, подверженного закону квадрата-куба, и запаса энергии в нем. В пиролизных газы в дожигателе расширяются почти по адиабате, но практически в свободный объем. А теперь – учимся мыслить по-американски.

Как работает печь-ракета?

Схема конечного плода трудов выживателей представлена на левой части рис. Топливо загружается вертикально в бункер (Fuel Magazine) и горит, постепенно оседая вниз. Воздух в зону горения поступает через поддувало (Air Intake). Поддувало должно обеспечить избыток воздуха, чтобы его хватило на дожигание. Но не чрезмерный, чтобы холодный воздух не остудил первичную смесь. При вертикальной загрузке топлива и глухой крышке бункера регулятором, впрочем, не весьма эффективным, выступает само пламя: слишком разгоревшись, оно оттесняет воздух.

Устройство ракетных печей

Далее начинаются вещи уже нетривиальные. Нам нужно прогреть, и с хорошим КПД, большую печь. Закон квадрата-куба не пускает: мизерное тепло сразу рассеется настолько, что и пиролиз не дойдет до конца, и термоградиента изнутри наружу не хватит на теплоотдачу в помещение; все высвистит в трубу. Закон этот вредный, в лоб его не прошибешь. Ладно, посмотрим в основах, нет ли там чего, что ему не подвластно.

А как же, есть. Тот самый адиабатический процесс, т.е. термодинамический без теплообмена с окружающей средой. Нет теплообмена – квадраты отдыхают, и кубы можно свести хоть в наперстку, хоть к небоскребу.

Представим себе полностью изолированный от всего объем газа. Допустим, в нем выделяется энергия. Тогда температура и давление начнут расти, пока не прекратится энерговыделение, и застынут на новом уровне. Прекрасно, топливо мы сожгли полностью, горячие дымовые газы можно выпускать в теплообменник или теплоаккумулятор. Но как это сделать без технических сложностей? А главное – как, не нарушая адиабаты, подавать воздух для дожигания?

А мы сделаем адиабатический процесс неравновесным. Как? Пусть первичные газы сразу от очага горения уходят в трубу, покрытую высококачественной изоляцией с малой собственной теплоемкостью (Insulation). Назовем эту трубу для себя жаровой или туннелем горения (Burn Tunnel), но не подпишем (ноу-хау! Не догоняешь – денег давай за чертежи-консультации! Без теории, разумеется. Кто же основной капитал в розницу распродает.) На схеме, чтобы не обвинили в «непрозрачности», обозначим пламенем.

По длине жаровой трубы показатель адиабаты меняется (это и есть неравновесный процесс): температура сначала немного упадет (образуется древесный газ), затем резко возрастет, газ догорит. Можно выпускать его в накопитель, но мы ведь забыли – а что газы по жаровой трубе потянет? Наддув означает энергозависимость, и точной адиабаты не будет, а что-то в смеси с изобарой, т.е. упадет КПД.

Тогда удлиним трубу вдвое, сохранив изоляцию, чтобы тепло зря не ушло. «Холостую» половину загнем вверх, сделав на ней изоляцию послабее; как сохранить просачивающееся через нее тепло, подумаем чуть позже. В вертикальной трубе появится разность температур по высоте, а, значит – тяга. И хорошая: сила тяги зависит от разности температур, а при средней в жаровой трубе около 1000 градусов добиться разницы в 100 на высоте около 1 м несложно. Итак, пока мы сделали маленькую экономичную печку-буржуйку, теперь нужно подумать, как ее тепло использовать.

Да, тут не мешает дополнительно подшифроваться. Если назвать вертикальную часть жаровой трубы первичным или внутренним дымоходом (Primary or Internal Vent), то и об основной идее догадаются, не мы же на свете самые умные. Ну… назовем первичный дымоход самым общим техническим термином для вертикальных трубопроводов с восходящим током – райзером (riser). Чисто по-американски: правильно и непонятно.

Теперь вспомним о теплоотдаче после протопки. Т.е. нам нужен дешевый, всегда доступный и очень емкий теплоаккумулятор. Изобретать тут нечего, саман (Thermal Mass) еще первобытные придумали. Но он не огнестоек, более 250 градусов не держит, а у нас на устье райзера около 900.

Преобразовать высокопотенциальное тепло в среднепотенциальное без потерь несложно: нужно дать газу возможность расшириться в изолированном объеме. Но, если оставить расширение адиабатическим, то объем понадобится слишком большой. А значит – материало- и трудоемкий.

Пришлось опять идти на поклон к основам: сразу по выходе из райзера газы пусть расширяются при постоянном давлении, изобарически. Для этого необходим отвод тепла наружу, порядка 5-10% тепловой мощности, но оно не пропадет и даже окажется полезным для быстрого прогрева помещения при утренней топке. А дальше по ходу газов – остывание изохорическое (в постоянном объеме); таким образом практически все тепло уйдет в аккумулятор.

Как это сделать технически? Накроем райзер тонкостенным железным барабаном (Steel Drum), он же пресечет теплопотери из райзера. «Друм» получается высоковат (райзер сильно торчит вверх), но не беда: мы его на 2/3 высоты обмажем тем же саманом. Присоединяем лежанку с герметичным дымоходом (Airtight Duct), наружный дымоход (Exhaust Vent), и печь почти готова.

Примечание: райзер и накрывающий его барабан с виду похожи на печной колпак над вытянутым вверх хайлом. Но термодинамика здесь, как видим, совсем другая. Пытаться улучшить колпаковую печь, надстраивая хайло, бесполезно – только лишний материал и работа уйдут, а печка лучше не станет.

Осталось решить проблему прочистки канала в лежанке. Китайцам для этого приходится кан время от времени ломать и муровать заново, но мы же не в I в. до н.э. живем, когда кан придумали. Мы устроим сразу после барабана вторичный зольник (Secondary Airtight Ash Pit) c герметичной прочистной дверцей. Вследствие резкого расширения и охлаждения в нем дымовых газов все в них, что не догорело, тут же конденсируется и оседает. Чистота внешнего дымохода гарантируется этим на годы.

Примечание: вторичную прочистку придется открывать раз-два в год, так что с петлями-задвижками можно не морочиться. Сделаем просто крышку из металлического листа на винтах с прокладкой из минерального картона.

Малая ракета

Следующей задачей конструкторов было создать на том же принципе малую печь непрерывного горения для приготовления пищи в теплое время года. В отопительный сезон для стряпни пригодна покрышка барабана (Optional Cooking Surface) большой печи, она нагревается примерно до 400 градусов. Малая печь-ракета должна была быть переносной, но зато ее допустимо было сделать с открытой топкой, т.к. когда тепло, готовить можно и на открытом воздухе или под навесом.

Вот тут конструкторы отомстили закону квадрата-куба, заставив его работать на себя: совместили топливный бункер с поддувалом см. на рис. в начале раздела справа. В большой печи так делать нельзя, точная регулировка режима печи по мере оседания топлива (см. далее) окажется невозможной.

Здесь же объем поступающего первичного воздуха (Primary Air) оказывается невелик относительно площади тепловыделения и воздух уже не может остудить первичную смесь до прекращения пиролиза. Его подача регулируется щелью в крышке бункера (Cover Lid). Бункер, наклонный под 45 градусов, оптимизирует авторегулировку мощности печи под стандартные кулинарные процедуры, но сделать его сложнее.

Вторичный воздух для дожигания древесного газа в малой печи поступает через дополнительные отверстия в устье райзера или просто подтекает под конфорку, если на ней стоит варочная посудина. Если малая печь размера, близкого к предельному (около 450 мм в диаметре), то для полного дожигания может понадобиться надставка-обечайка, Optional Secondary Woodgas Frame).

Примечание: подавать вторичный воздух к устью райзера большой печи через отверстия в барабане (что повысило бы КПД печи) нельзя. Хотя давление во всем газодымовом тракте и ниже атмосферного, как и положено в печи, из-за сильных завихрений дымовые газы будут выбрасываться в помещение. Тут сказывается вредная для печи их кинетическая энергия; это, пожалуй, единственное, что роднит печь-ракету с реактивным двигателем.

Малая печь-ракета произвела революцию в классе походных печей, особенно туристких. Печка-щепочница (печка Бонда на Западе) поможет сварить похлебку или переждать буран в одно-двухместной палатке, но группу, застигнутую в весеннем походе запоздалым ненастьем, не спасет. А малая ракетная печь лишь немного больше, ее можно быстро сделать нигде из ничего, но способна развить мощность до 7-8 кВт. Впрочем, о печах-ракетах из чего попало мы поговорим далее.

Также малая ракетная печь породила множество усовершенствований. Напр., Габриэль Апостол снабдил ее отдельным поддувалом и широким бункером. Получилась печка, пригодная для устройства компактной и довольно мощной водогрейки, см. видео ниже. Большую печь-ракету тоже модифицировали, об этом мы расскажем немного в конце, а пока остановимся на вещах более существенных.

Видео: водогрейка на основе ракетной печи конструкции Габриэля Апостола

Как топить ракету?

У ракетной печи с печами длительного горения есть общее свойство: запускать их нужно только на теплую трубу. Для малой это несущественно, но большая на холодный дымоход только зря сожжет топливо. Поэтому большой ракетной печи перед загрузкой штатного топлива в бункер после длительного перерыва в топке и растопкой необходим разгон – протопка бумагой, соломой, сухой стружкой и т.п., их помещают в открытое поддувало. Об окончании разгона судят по изменению тона гула печи или его затиханию. Тогда можно загружать топливо в бункер, а его розжиг произойдет сам собой от разгонного топлива.

Печь-ракета, к сожалению, не относится к печам, полностью самонастраивающимся под качество топлива и внешние условия. В начале горения штатного топлива дверцу поддувала или крышку бункера в малой печи открывают полностью. Когда печь сильно загудит, прикрывают ее «до шепота». Далее в процессе топки необходимо постепенно прикрывать доступ воздуха, ориентируясь по звуку печи. Вдруг воздушная заслонка захлопнулась на 3-5 мин – ничего страшного, если ее открыть, печь снова разгорится.

Зачем такие сложности? В процессе прогорания топлива приток воздуха в зону горения усиливается. Когда воздуха слишком много, печь взрёвывает, но не радуйтесь: теперь избыточный воздух охлаждает первичную газовую смесь, а звук усиливается оттого, что устойчивый вихрь в райзере сбивается в беспорядочный комок. Пиролиз в газовой фазе прерывается, никаких древесных газов не образуется, печь потребляет слишком много топлива, а в райзере оседает нагар из сажи, сцементированной битуминозными частицами. Это, во-первых, пожароопасно, но до пожара дело скорее всего не дойдет, канал райзера довольно быстро зарастет нагаром полностью. А как его чистить, если у вас покрышка барабана несъемная?

В большой печи самопроизвольная смена режима происходит скачком, когда верх палочек опустится до нижнего обреза бункера, а в малой – постепенно, по мере оседания топливной массы. Поскольку при стряпне на печи опытная хозяйка надолго от нее не отходит, конструкторы и сочли возможным ради компактности совместить в ней бункер с поддувалом.

С большой печью такой фокус не пройдет: высокий райзер тянет очень сильно, и воздушная щель нужна настолько тонкая (а ведь ее нужно еще и регулировать), что добиться стабильного режима печи невозможно. С отдельным поддувалом проще: округлую в разрезе массу топлива воздуху легче обтекать с боков, слишком разгоревшееся пламя туда его и отжимает. Печка получается до некоторой степени саморегулирующейся; правда, в очень небольших пределах, так что манипулировать поддувальной дверцей все равно время от времени приходится.

Примечание: делать бункер большой печи ради простоты без плотной крышки, как часто творят, нельзя. Из-за нерегулируемого дополнительного притока воздуха сквозь топливную массу добиться стабильного режима работы печи вряд ли окажется возможным.

Материалы, размеры и пропорции, футеровка

Теперь посмотрим, какой должна быть самодельная печь-ракета из доступных нам материалов. Тут тоже нужна оглядка: не все, что в Америке под рукой, у нас тоже, и наоборот.

Из чего?

Для большой печи с лежанкой более-менее достоверные опытные данные есть для изделий с барабаном из 55-галлонной бочки диаметром 24 дюйма. 55 галлонов это 208 с мелочью литров, а 24 дюйма – почти точно 607 мм, так что наша 200-литровка вполне подойдет без дополнительного пересчета. Сохраняя параметры печи, диаметр барабана удается уменьшить вдвое, до 300 мм, что позволяет сделать его из 400-450 мм жестяных ведер или бытового газового баллона.

На поддувало, бункер, топку и райзер пойдут трубы разного размера, см. ниже, круглые или профильные. Так можно будет сделать изолирующую футеровку топочной части из смеси равных долей печной глины и шамотного щебня, не прибегая к кирпичной кладке; о футеровке райзера поговорим подробнее ниже. Горение в печи-ракете слабое, поэтому термохимия газов щадящая и толщина стали всех металлических частей, кроме газопровода в лежанке – от 2 мм; последний можно сделать из тонкостенного металлогофра, здесь дымовые газы уже полностью выдохлись и по химии и по температуре.

Для внешней обмазки лучший теплоаккумулятор – саман. При соблюдении указанных ниже размеров теплоотдача ракетной печи в самане после топки может достигать 12 час и более. Остальные детали (дверцы, крышки) – металлические из оцинковки, алюминия и т.п., с герметизирующими прокладками из минерального картона. Обычная печная фурнитура подходит мало, обеспечить ее герметичность трудно, а щелястая печь-ракета работать как следует не будет.

Примечание: печь-ракету желательно снабдить вьюшкой во внешней дымовой трубе. Хотя газовая вьюшка в высоком райзере запирает общий дымовой тракт наглухо, сильный ветер снаружи может преждевременно вытянуть тепло из лежанки.

Размеры и пропорции

Базовые расчетные величины, к которым привязываются остальные – диаметр барабана D и площадь его поперечного сечения по внутри S. Все прочее, исходя из размера наличной железины, определяется следующим образом:

1. Высота барабана H – 1,5-2D.
2. Высота обмазки барабана – 2/3H; обрез обмазки дизайна ради можно делать косым криволинейным, тогда 2/3H нужно выдержать в среднем.
3. Толщина обмазки барабана – 1/3D.
4. Площадь поперечного сечения райзера – 4,5-6,5% от S; лучше держаться в пределах 5-6% от S.
5. Высота райзера – чем больше, тем лучше, но зазор между его обрезом и покрышкой барабана должен быть не менее 70 мм; его минимальная величина определяется вязкостью дымовых газов.
6. Длина жаровой трубы – равна высоте райзера.
7. Площадь сечения жаровой трубы (огнепровода) – равна таковой райзера. Огнепровод лучше сделать из квадратной профтрубы, так режим печи будет стабильнее.
8. Площадь сечения поддувала – 0,5 от ее же топки и райзера. Более стабильный режим печи и его плавную регулировку даст прямоугольная профтруба со сторонами 2:1, уложенная плашмя.
9. Объем вторичного зольника – от 5% исходного объема барабана (без учета объема райзера) для печи из бочки до 10% его же для печи из баллона. Интерполяция для промежуточных размеров барабана – линейная.
10. Площадь сечения внешнего дымохода – 1,5-2S.
11. Толщина саманной подушки под внешним дымоходом – 50-70 мм; если канал круглый, считается от нижней его точки. Если лежанка на деревянных полатях, подушку под дымоходом можно уменьшить вдвое.
12. Высота обмазки лежанки над внешним дымоходом – от 0,25D для барабана в 600 мм до 0,5D для 300-мм. Можно меньше, но тогда теплоотдача после протопки будет короче.
13. Высота внешней дымовой трубы – от 4 м.
14. Допустимая длина газохода в лежанке – см. след. разд.

Предельная тепловая мощность печи-ракеты из бочки составляет примерно 25 кВт, печи из газового баллона – около 15 кВт. Регулировка мощности – только размером загрузки топлива. Подачей воздуха печь вводится в режим, и ничего более!

Примечание: в первоначальных печах выживальщиков сечение райзера бралось в 10-15% S в расчете на совсем мокрое топливо. Потом там же, в Америке, появились печи-ракеты с лежанкой для бунгало, рассчитанные на воздушно-сухое топливо и более экономичные. В них сечение райзера уменьшено до рекомендуемых и здесь 5-6% S.

Футеровка райзера

От теплоизоляции райзера во многом зависит экономичность ракетной печи. Но американские футеровочные материалы нам, увы, недоступны. По запасам высококачественных огнеупоров США не имеют себе равных, там они считаются стратегическим сырьем и даже проверенным союзникам продаются с оглядкой.

Из наших доступных материалов по теплотехнике их можно заменить легким шамотным кирпичом марки ШЛ и обычным самокопаным речным песком с большой примесью глинозема, правильно уложенным, см. ниже. Однако материалы эти пористые, в печи они быстро пропитаются нагаром. Тогда печь заревет при любой подаче воздуха, со всем вытекающим. Поэтому нам нужно окружать футеровку райзера металлической обечайкой, а торец футеровки обязательно замазывать печной глиной.

Схемы футеровки для 3-х видов печей показаны на рис. Суть здесь в том, что при уменьшении размеров барабана доля его непосредственной теплоотдачи через днище и нефутерованную часть возрастает по закону квадрата-куба. Поэтому при сохранении нужного термоградиента в райзере мощность футеровки можно уменьшать. Это дает возможность соответственно увеличить относительное сечение кольцевого опуска дымовых газов в барабане.

Схемы футеровки райзера в ракетных печах

Зачем? Во-первых, снижаются требования к внешнему дымоходу, т.к. внешняя тяга теперь лучше тянет. А раз тянет лучше, то и допустимая длина борова в лежанке падает медленнее, чем размеры печи. В итоге, если печь из бочки прогревает лежанку с боровом длиной до 6 м, то вдвое меньшая из баллона – 4 м.

Как футеровать песком?

Если футеровка райзера шамотная, то остаточные полости просто засыпают строительным песком. Речной самокопаный для футеровки целиком из песка тщательно готовить не нужно, достаточно выбрать крупный мусор. Но насыпают его послойно, в 5-7 слоев. Каждый слой утрамбовывают и обрызгивают до образования корки. Затем всю засыпку сушат неделю, замазывают верхний обрез глиной, как уже сказано, и продолжают постройку печи.

Ракета из баллона

Из вышесказанного понятно, что выгоднее делать печь-ракету из газового баллона: меньше работы, меньше неприглядных частей на виду, а лежанку прогревает почти такую же. Тепловая завеса или теплый пол в сибирский мороз обогреют мощностью 10-12 кВт помещение в 50 кв. м и более, так что и здесь баллонная ракета оказывается выгоднее, большую из бочки редко когда придется запускать на полную мощность с максимальным КПД.

Умельцы, видимо, это тоже поняли; по крайней мере некоторые. К примеру, здесь на рис. – чертежи баллонной печи-ракеты. Справа – оригинал; автор, похоже, с умом разбирался в изначальных разработках и в общем получилось у него все правильно. Слева – необходимые усовершенствования с учетом использования воздушно-сухого топлива и прогрева лежанки.

Чертежи печи-ракеты из газового баллона

Плодотворная идея – отдельный подача подогретого вторичного воздуха. Печь будет экономичнее и жаровую трубу можно сделать короче. Площадь сечения его воздуховода – около 10% от сечения райзера. Печь работает всегда при полностью открытой вторичке. Вначале режим выставляют задвижкой первички; точно регулируют крышкой бункера. В конце топки печь взревет, но здесь это не так страшно, для прочистки райзера автором конструкции предусмотрена съемная крышка барабана. Она, понятное дело, должна быть с уплотнением.

Ракеты из чего попало

Баночные

Схема ракетной печи из банок

Туристы, охотники и рыболовы (многие из них – члены обществ выживания) скоро приспособили малую ракетную печь под походную из пустых жестянок. Свести влияние квадрата-куба к минимуму удалось, применив горизонтальную подачу топлива, см. схему справа. Правда, ценой некоторого неудобства: палочки по мере прогорания нужно подталкивать внутрь. Зато режим печи стал держаться железно. Каким образом? За счет автоматического перераспределения потоков воздуха через поддувало и над/сквозь топливо. Мощность баночной ракетной печи лежит в пределах 0,5-5 кВт в зависимости от размеров печи и регулируется примерно втрое величиной загрузки топлива. Основные пропорции также просты:

• Диаметр камеры сгорания (combustion chamber) – 60-120 мм.
• Высота камеры сгорания – 3-5 ее диаметров.
• Сечение поддувала – 0,5 от его же камеры сгорания.
• Толщина слоя теплоизоляции – не менее величины диаметра камеры сгорания.

Пропорции эти весьма приблизительные: изменение их вдвое не мешает печи работать, а КПД в походе не столь уж важен. Если изоляция из смоченной супеси, как описано выше, стыки деталей можно просто промазывать глиной (левая поз. на рис. ниже). Тогда печка после 1-2 топок приобретет прочность, позволяющую транспортировать ее без особых предосторожностей. Но вообще-то изоляция пойдет любая из подручных негорючих материалов, след. две поз. Конфорка любой конструкции должна обеспечивать свободный приток воздуха, 3-я поз. Сварная из стального листа печь-ракета (правая поз.) с песчаной изоляцией вдвое легче и экономичнее буржуйки той же мощности.

Компактные ракетные печи

Кирпичные

Печь-ракета из обломков кирпича

О больших стационарных ракетных печах распространяться не будем: в них вся исходная термодинамика враздрызг идет, и они лишены одного из главных достоинств изначальной печи – простоты постройки. Мы расскажем немного о ракетных печах из кирпича, глины или обломков камня, которые можно сделать за 5-20 мин, когда под рукой нет жестянок.

Вот, к примеру (см. ролик ниже), вполне полноценная по термодинамике печь-ракета из 16 кирпичей, уложенных на сухую. Озвучка английская, но там и без слов все понятно. Подобную ей можно сложить из обломков кирпича (см. рис.), булыжников, вылепить из глины. На 1 раз хватит печки, слепленной из жирной земли. Экономичность у всех у них не ахти, высота камеры сгорания маловата, но на плов или срочно обогреться хватит.

Видео: печь-ракета из 16 кирпичей (eng)

Новый материал

Схема печи Широкова-Храмцова

Из отечественных разработок заслуживает внимания печь-ракета Широкова-Храмцова (см. рис. справа). Авторы, не заботясь о выживании в плюке, применили современный материал – жаростойкий бетон, подогнав к нему всю термодинамику. Компоненты жаробетона не дешевы, для замеса нужна бетономешалка. Но его теплопроводность много ниже, чем у большинства прочих огнеупоров. Новая ракетная печь стала работать стабильнее, и появилась возможность часть тепла выпустить наружу в виде ИК-излучения через жаропрочное стекло. Получилась ракетная печь – камин.

Летают ли ракеты в бане?

А не подойдет ли печь-ракета для бани? Вроде бы на покрышке барабана каменку устроить можно. Или проточную вместо лежанки.

К сожалению, ракетная печь для бани не годится. Чтобы получить легкий пар, банная печь должна сразу прогреть тепловым (ИК) излучением стены, и тут же, или чуть погодя – воздух, конвекцией. Для этого печь должна быть компактным источником ИК и очагом конвекции. Конвекция от ракетной печи распределенная, а ИК она дает вообще мало, сам принцип ее устройства исключает существенные потери на излучение.

В заключение: печникам-ракетчикам

В удачных конструкциях ракетных печей пока больше интуиции, чем точного расчета. А посему – удачи и вам! – печь-ракета благодатное поприще для умельцев с творческой жилкой.опубликовано

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое сознание - мы вместе изменяем мир! © econet

Ракетная печь своими руками чертежи которой наверняка хотело бы иметь в своем архиве большинство домашних мастеров, может быть изготовлена, в принципе, даже в течение одного дня, так как ее конструкция совсем несложна. Если есть навыки работы с инструментами, чтения чертежей, припасены необходимые материалы, то сделать несложную печку подобного типа не составит особого труда. Нужно отметить, что ее можно изготовить из самых разных материалов, которые найдутся под рукой, но многое будет зависеть от того, где печь планируется к установке. Печь-ракета имеет несколько отличающийся от других отопительных приборов принцип работы, и может быть как стационарной, так и переносной.

Стационарные печи-ракеты устанавливают внутри дома вдоль стен или на отведенной для приготовления пищи площадке во дворе дома. Если печь установлена внутри помещения, то она способна отопить комнату, площадью до 50 кв. м.

Переносные варианты ракетной печи обычно имеют совсем небольшой размер и легко умещаются в багажнике автомобиля. Поэтому при выездах, например, на пикник или на дачу такая печурка поможет и воду вскипятить, и обед приготовить. Причем расход топлива в печи-ракете совсем невелик, в качестве его можно использовать даже сухие ветки, лучины или пучки травы.

Принцип работы печки ракетного типа

Несмотря на простоту устройства печи-ракеты, в ее конструкции используется два принципа работы, которые разработчики позаимствовали у других типов печей, работающих на твердом топливе. Итак, для ее эффективной работы взяты следующие принципы:

• Принцип свободной циркуляции выделенных из топлива газов по созданным печным каналам, без принудительного создания тяги дымохода.
• Принцип дожигания пиролизных газов, выделенных при горении топлива в режиме недостаточной подачи кислорода.

В самых простых конструкциях ракетных печей, которые используются только для приготовления пищи, может действовать только первый принцип работы, так как в них достаточно затруднительно создать необходимые условия для течения пиролиза и организации дожига газов.

Чтобы разобраться в конструкциях и понять, как они работают, нужно рассмотреть поочередно некоторые из них.

Простейшая конструкция ракетной печки

Для начала стоит рассмотреть самое простое устройство ракетной печи прямого горения. Как правило, такие приборы используются только для нагрева воды или для приготовления пищи, и исключительно на открытом воздухе. Как видно из представленного ниже рисунка – это два отрезка трубы, соединенные отводом под прямым углом.

Топкой для такой конструкции печи служит горизонтальная часть трубы, в нее и закладывается топливо. Нередко топка имеет вертикальную загрузку - в этом случае для изготовления простейшей печки используется три элемента - это две трубы разной высоты, установленные вертикально и соединенные снизу общим горизонтальным каналом. Более низкая труба и будет служить в качестве топки. Для изготовления стационарного варианта простейшей по схеме конструкции часто используется кирпич , устанавливаемый на жаростойкий раствор.

Для достижения более высокой эффективности печь усовершенствовалась, и у нее появлялись дополнительные элементы, например, трубу стали устанавливать в корпус, который усиливает нагрев конструкции.

1 – внешний металлический корпус печи.

2 – труба – топочная камера.

3 – канал, образованный перемычкой под топливной камерой и предназначенный для свободного прохода воздуха в область горения.

4 – пространство между трубой (райзером) и корпусом, плотно заполненное теплоизолирующим составом, например, золой.

Протапливание печи происходит следующим образом. В топку сначала закладывается легкий горючий материал, например, бумага, а когда она разгорится, в огонь подбрасываются щепки или другое основное топливо. В результате процесса интенсивного горения образуются раскаленные газы, поднимающиеся по вертикальному каналу трубы и уходящие наружу. На открытое сечение трубы и устанавливают емкость для кипячения воды или приготовления пищи.

Важным условием для интенсивности горения топлива является создание зазора между трубой и установленной емкостью. Если же ее отверстие будет перекрыто полностью, то горение внутри конструкции прекратится, так как будет отсутствовать тяга, которая обеспечивает подачу воздуха области горения и поднимает нагретые газы вверх. Чтобы с этим не возникало проблем, на верхнем обрезе трубы устанавливается съемная или стационарная подставка для емкости.

На данной схеме представлена несложная конструкция, на загрузочный проем которой установлена дверца. А для создания тяги предусмотрен специальный канал, который образует нижняя стенка топочной камеры и приваренная на расстоянии 7-10 мм от нее пластина. Даже при полном закрытии дверцы топки подача воздуха не прекратится. В этой схеме уже начинает срабатывать и второй принцип – без активного доступа кислорода к горящим дровам может начаться процесс пиролиза, а непрерывная подача «вторичного» воздуха будет способствовать дожигу выделившихся газов. Но для полноценно процесса все же не хватает еще одного важного условия – качественной термоизоляции камеры вторичного дожига , так как для процесса сгорания газов необходимы определенные температурные условия.

1 – воздушный канал в топочной камере, через который осуществляется поддув при закрытой дверце топки;

2- зона самого активного теплообмена;

3 – восходящий поток раскаленных газов.

Видео: вариант простейшей рактеной печи из старого баллона

Усовершенствованная конструкция ракетной печи

Конструкция, предназначенная и для приготовления пищи, и для обогрева помещения, оснащается не только топочной дверцей и вторым корпусом, который служит хорошим внешним теплообменником, но и верхней варочной поверхностью. Такая ракетная печка уже может устанавливаться внутри помещений дома, а дымоходная труба от нее выводится на улицу. После проведения подобной модернизации печи, ее эффективность существенно вырастает, так как прибор приобретает немало полезных свойств:

• За счет второго наружного корпуса и утеплительных жаростойких материалов, которые термоизолируют основную трубу печи (райзер), герметичного закрытия верхней части конструкции, нагретый воздух сохраняет высокую температуру на значительно дольше.

• В нижней части корпуса стал монтироваться канал для подачи вторичного воздуха, с успехом осуществляющий необходимый поддув, для которого в простейшей конструкции использовалась открытая топка.
• Дымоотводная труба в закрытой конструкции расположена не сверху, как в простой ракетной печи, а в нижней задней части корпуса. Благодаря этому, нагретый воздух не уходит напрямую в дымоход, а получает возможность для циркуляции по внутренним каналам прибора, нагревая, прежде всего, варочную панель, и далее расходясь внутри корпуса, обеспечивая и его нагрев. В свою очередь внешний корпус отдает тепло окружающему его воздуху.

На данной схеме хорошо виден весь процесс работы печи: в топливном бункере (поз. 1) происходит предварительное горение топлива (поз. 2) в режиме недостаточности подачи воздуха «А» – это регулируется заслонкой (поз. 3). Образовавшиеся горячие пиролизные газы поступают в конец горизонтального огневого канала (поз. 5), где и происходит их дожигание. Это процесс проходит благодаря хорошей термоизоляции и осуществлению непрерывной подачи «вторичного» воздуха «Б» по специально предусмотренному каналу (поз.4).

Далее, горячий воздух устремляется во внутреннюю трубу конструкции, называемую райзером (поз. 7), поднимается по ней под «потолок» корпуса, являющегося варочной плитой (поз. 10), обеспечивая ее высокотемпературный нагрев. Затем газовый поток проходит по пространству между райзером и внешним корпусом-барабаном (поз. 6), обеспечивая нагрев корпуса для дальнейшего теплообмена с воздухом в помещении. Затем газы опускаются вниз и только после этого уходят в дымоходную трубу (поз. 11).

Чтобы добиться максимальной теплоотдачи от топлива и обеспечить необходимые условия для полного сжигания пиролизных газов, важное значение имеет поддержание максимально высокой и стабильной температуры в канале райзера (поз. 7) Для этого трубу райзера заключают в еще одну трубу большего диаметра – обечайку (поз. 8), а пространство между ними плотно забивают жаростойким минеральным составом (поз. 9), который послужит в качестве термоизоляции (своеобразной футеровки). Для этих целей может, к примеру, применяться смесь печной кладочной глины с шамотным песком (в пропорции 1:1). Некоторые мастера предпочитают это пространство попросту очень плотно заполнить просеянным песком.

Повышение эффективности отбора тепла в печках-ракетах

Чтобы увеличить КПД печи-ракеты, были разработаны и другие конструкции с более эффективным отбором тепла, как для использования прибора в условиях улицы, так и для внутреннего применения – для отопления помещений или нагрева воды.

Печь-плита

Для приготовления пищи или заготовок на зиму изготавливаются печи, устроенные по описанному выше принципу, но имеющие расширенную варочную поверхность, которая позволяет установить сразу несколько емкостей.

В этой модели ракетной печи вертикальная труба с вмонтированной в нее топкой с вертикальной загрузкой, имеющей дверцу, располагается под варочной поверхностью. Поэтому, горячий воздух нагревает ее напрямую, а чтобы вся панель была горячей, нагретые газы, собираясь под панелью, направляются в горизонтальный канал, проходящий под всей ее поверхностью и соединенный с вертикальным отрезком дымовой трубы.

Дополнительно конструкция оснащена ножками, что придает ей устойчивость и надежность. Нужно отметить, что, когда такая печь не применяется по прямому назначению, ее вполне можно использовать в качестве обычного садового столика.

Кроме этой уличной модели, для внутреннего применения были разработаны несколько типов конструкций, позволяющих эффективно отапливать помещения или нагревать воду.

Печь-ракета с водяным контуром

Печь-ракета с водяным контуром состоит из следующих элементов:

• Печь устанавливается на прочную бетонную основу, во избежание перекосов и деформации конструкций.
• Нижняя часть конструкции, включающая в себя топочное отделение (поз.2) и жаровой канал, выкладывается из шамотного кирпича (поз. 1). Топка имеет вертикальную загрузку. Внизу обустроена пазуха-зольник (поз. 3) с боковой дверцей для регулярной очистки печи от скопившейся золы.

• Вертикальный канал (райзер) (поз.4) изготавливается из стальной трубы, которая одевается в толстый слой термоизоляции (поз. 5) и наружный металлический корпус.
• Сверху наружного корпуса герметично закрепляется узел теплообменника с водяной рубашкой в стенках (поз. 6) и горизонтальными пластинами, создающими своеобразный лабиринт (поз. 7) для обеспечения максимальной площади и времени теплообмена.

Предпринимаются попытки установки в этом месте и водяного регистра. Однако, как показывает практика, такой подход нецелесообразен – температуры здесь счет дожига пиролизных газов – очень высокие, и трубный регистр имеет все шансы быстро прогореть.

• Горячий воздух, проходя через теплообменник, огибая металлические пластины, нагревает весь массивный блок, а металл отдает тепло воде, циркулирующей по водяной рубашке.
• Далее, остывший поток газов уходит в дымоходную трубу (поз. 8).
• Циркуляция воды происходит через теплоаккумулятор (поз. 9), который вполне может быть изготовлен из старого бойлера или другой закрытой емкости с клапанами для подключения холодной и забора горячей воды. Не исключен вариант подсоединения и радиатора отопления, хотя, по правде говоря, такая печь вряд ли себя оправдает в подобной роли.
• Горячая вода из теплоаккумулирующего резервуара по подключенной к нему трубе (поз. 10) может быть направлена к точкам водозабора для бытовых нужд.

Такая ракетная печь отлично подойдет для установки на даче или в частном доме, где есть возможность подключить включить подобный теплоаккумулирующий бак в систему автономного водоснабжения. Печь поможет значительно снизить расходы на подогрев воды и на отопление, так как для данной модели не потребуется большого количества твердого топлива или подключения ее к каким-то дополнительным источникам энергии.

Ракетная печь с лежанкой

Другой способ эффективного использования печи-ракеты – это обустройство достаточно массивной конструкции с отапливаемой лежанкой. Нужно отметить, что такая лежанка может иметь форму кровати или дивана, с успехом заменяя эти предметы мебели, так как, уложив на ее поверхность матрас, можно с комфортом устроиться на дневной или ночной отдых. Лежанка может быть выполнена из кирпичной кладки или камней и глиняной массы.

Конструкция этого варианта печи-ракеты состоит из следующих узлов и элементов:

• Закрывающаяся крышкой топка с вертикальной загрузкой топлива с камерой поступления вторичного воздуха, расположенной в ее нижней части.
• Топка переходит в горизонтально расположенный огневой канал, в конце которого происходит дожигание пиролизного газа.
• Раскаленный газовый поток поднимается по вертикальному каналу (райзеру) к герметично закрытому «потолку» корпуса, где отдает часть тепловой энергии горизонтальной плите – варочной поверхности. Затем под давлением более горячих газов, идущих следом, расходится в теплообменные каналы, отдавая тепло поверхностям барабана, и опускается вниз.
• В нижней части печи располагается вход в трубные горизонтальные каналы, пролегающие под всей поверхностью лежанки. Причем, в этом пространстве может быть уложен один, два или более витков гофрированной трубы, в виде змеевика, по которым циркулирует горячий воздух, нагревая лежанку. Этот теплообменный трубопровод подключается в конце к дымоходной трубе, выведенной через стену дома наружу.

• Следует заметить, что в случае изготовления лежанки из кирпича, каналы могут быть выложены также из этого материала, без применения металлических горфротруб.
• Нагретые печь и лежанка, отдавая тепло в помещение, сами по себе станут служить своеобразной «батареей», способной отапливать площадь до 50 м?.

Металлический барабан печи может быть изготовлен из бочки, газового баллона или других прочных емкостей, а также сложен из кирпича. Обычно материал выбирается самими мастерами по мере финансовой возможности и удобства работы.

Ракетная печь с лежанкой из кирпича выглядит более аккуратно, и установить ее несколько проще, чем глиняный вариант, но затраты на материалы будут примерно одинаковыми.

Видео: еще одно оригинальное решение повышения эффективности обогрева ракетной печи

Складываем из кирпича ракетную печь с лежанкой

Что необходимо для работы?

Предлагаемое к исполнению отопительное сооружение из кирпича разработано по принципу ракетной печи. Размер конструкции при стандартных параметрах кирпича (250?120?65 мм) будет составлять 2540 ?1030?1620 мм.

Следует отметить, что конструкция как бы разделена на три части:

• Сама печь – ее размер составляет 505?1620?580 мм;
• Топочное отделение – 390?250?400 мм;
• Лежанка 1905?755?620 мм + 120 мм подголовник.

Для кладки печи потребуются следующие материалы:

• Красный кирпич – 435 шт.;
• Поддувальная дверца 140?140 мм – 1 шт.;
• Прочистная дверца 140?140 мм – 1 шт.;
• Топочная дверца желательна (250?120 мм - 1 шт.), иначе есть риск возникновения задымления помещения.
• Варочная плита 505?580 мм – 1 шт.;
• Задняя металлическая панель-полка 370?365 мм – 1 шт.;
• Асбестовый лист толщиной 2,5?3 мм для создания прокладки между металлическими элементами и кирпичом.
• Дымоходная труба, диаметром в 150 мм, с отводом на 90?.
• глина и песок для раствора или же готовая жаростойкая смесь. Здесь нужно отметить, что на 100 кирпичей, уложенных плашмя, при ширине шва в 5 мм, потребуется 20 литров раствора.

Конструкция этой печи-ракеты с вертикальной загрузкой – достаточно проста, безотказна и эффективна в работе, но только в том случае, если ее кладка будет произведена качественно, в полном соответствии с порядовкой.

При отсутствии опыта в работе каменщика и печника, но большом желании самостоятельно установить такой отопительный прибор, стоит подстраховаться, и для начала сложить конструкцию «насухо», без раствора. Этот процесс поможет разобраться с расположением кирпича в каждом из рядов.

Кроме этого, чтобы швы были одинаковой ширины, рекомендовано приготовить для кладки калибровочные деревянные или пластиковые рейки, которые будут укладываться на предыдущий ряд перед кладкой следующего. После схватывания раствора их несложно будет извлечь.

Под кладку такой печи необходимо иметь ровную и прочную основу. Несмотря на то, что, конструкция достаточно компактна, и ее вес не настолько велик, как, например, у русской печи, для ее установки не подойдет пол, настеленный из тонких досок. В том случае, когда пол хоть и деревянный, но очень прочный, перед началом кладки под будущую печь нужно обязательно настелить и закрепить жаростойкий материал, например, асбест толщиной в 5 мм.

Порядовка кирпичной печи-ракеты с лежанкой:

Иллюстрация	Краткое описание выполняемой операции
	Первый ряд выкладывается сплошным, и кирпич должен лежать в точном соответствии с показанным на схеме рисунком – это придаст всей основе прочность. Для кладки потребуется 62 красных кирпича. На схеме хорошо видно соединение всех трех отделов печи. Углы на боковых кирпичах фасада топки срезаются или скругляются – так конструкция будет выглядеть аккуратно.
	Второй ряд. На этом этапе работе закладываются внутренние дымоотводные каналы, через которые будут проходить нагретые в топке газы, отдавая тепло кирпичам лежанки. Каналы соединяются с топочной камерой, которая также начинает формироваться в этом ряду. Первый кирпич стенки, разделяющей два канала под лежанкой, срезается наискосок - этот «закуток» будет собирать не сгоревшие продукты горения, а прочистная дверца, установленная напротив скоса, позволит без труда его очистить. Для кладки ряда потребуется 44 кирпича.
	На втором же ряду монтируются дверцы поддувальной и очистной камер, которые необходимы для периодического приведения в порядок зольной камеры и внутренних горизонтальных каналов. Дверцы закрепляются с помощью проволоки, которая закручивается на ушках чугунных элементов, а затем закладывается в швы кладки.
	Третий ряд. Он практически полностью повторяет конфигурацию второго ряда, но, безусловно, с учетом укладки вперевязку, и поэтому для него также потребуется 44 кирпича.
	Четвертый ряд. На этом этапе перекрываются каналы, проходящие внутри лежанки, сплошным слоем кирпича. Оставляется отверстие топки, и формируется канал, который будет отапливать варочную плиту и отводящий продукты горения в дымоходную трубу. Кроме этого, сверху перекрывается поворотный горизонтальный канал, отводящий нагретый воздух под лежанку. Для кладки ряда нужно подготовить 59 кирпичей.
	Пятый ряд. Следующий этап - это перекрытие лежанки вторым перекрестным слоем кирпича. Также продолжают выводиться дымоотводные каналы и топка. Для ряда подготавливаются 60 кирпичей.
	Шестой ряд. Выкладывается первый ряд подголовника лежанки, и начинает подниматься часть печи, на которой будет установлена варочная плита. В ней по-прежнему выводятся дымоотводные каналы. Для ряда нужно 17 кирпичей.
	Седьмой ряд. Завершается кладка подголовника, для чего используются срезанные наискосок кирпичи. Поднимается второй ряд основы под варочную панель. Для кладки потребуется 18 кирпичей.
	Восьмой ряд. Производится кладка конструкции печи с тремя каналами. Потребуется 14 кирпичей.
	Девятый и десятый ряды схожи с предыдущим, восьмым, выкладываются по той же схеме, поочередно, вперевязку. На каждый из рядов используется по 14 кирпичей.
	11-й ряд. Продолжение кладки по схеме. На этот ряд уйдет 13 кирпичей.
	12-й ряд. На этом этапе формируется отверстие для установки дымоходной трубы. Отверстие, подводимое под плиту, снабжается срезанным наискосок кирпичом для более плавного перетекания нагретого воздуха в соседний канал, ведущий в нижние горизонтальные каналы, расположенные в лежанке. На ряд использовано 11 кирпичей.
	13-й ряд. Формируется основа под плиту, и происходит объединение центрального и бокового канала. Именно по нему горячий воздух будет поступать под плиту, а затем перетекать в вертикальный канал, ведущий под лежанку. Укладывается 10 кирпичей.
	13-й ряд. На этом же ряду готовится основа под укладку варочной плиты. Для этого по периметру пространства, в котором были объединены два вертикальных канала, настилается жаростойкий материал - асбест.
	13-й ряд. Затем, на асбестовую прокладку укладывается цельная металлическая плита. В данном случае, не рекомендовано устанавливать варочную панель с открывающимися конфорками, так как при их открытии дым может попадать в помещение.
	14-й ряд. Перекрывается устроенное отверстие для дымоходной трубы и поднимается стенка, отделяющая варочная плиту от зоны лежанки. Для ряда используется всего 5 кирпичей.
	15-й ряд. Для этого ряда, поднимающего стенку, также потребуется 5 кирпичей.
	15-й ряд. На этом же ряду, в продолжение задней стенки, рядом с варочной панелью закрепляется металлическая полка, которая может использоваться в качестве разделочной доски. Она закрепляется на кронштейны.
	15-й ряд. На картинке-схеме хорошо смоделировано, как может быть использована варочная плита. В данном случае, кастрюля поставлена именно на тот участок плиты, который будет прогреваться в первую очередь, так как под ним будет проходить горячий поток воздуха.
	После завершения всех описанных в порядовке работ, в отверстие, с задней части печи, вмуровывается дымоотводная труба, которая выводится на улицу.
	С задней стороны конструкция выглядит тоже вполне аккуратно, поэтому ее можно установить как около стены, так и посередине комнаты. Такая печь отлично подойдет для отопления в дачном домике. Если же печь и дымоходную трубу декорировать отделочными материалами, то строение может стать оригинальными дополнением, причем очень функциональным, для любого частного дома. Как можно увидеть, уголок, образовавшийся под разделочной полкой, очень удобен для просушки и хранения дров.
	Чтобы полностью рассмотреть конструкцию, нужно видеть и ее проекцию с торцевой стороны.
	А на последнем рисунке хорошо показано, что должно получиться в результате проделанной работы, если посмотреть на печь со стороны лежанки.

В заключение, хотелось бы особо отметить, что конструкцию ракетной печи можно назвать одной из самых простых и доступных для самостоятельного изготовления, по сравнению с другими отопительными приборами. Поэтому, если поставлена подобная цель - обзавестись в доме печью, но опыта в подобной работе явно недостаточно, то лучше всего выбрать именно этот вариант, так как, возводя его, трудно ошибиться в конфигурации его внутренних каналов.

← Вернуться