Реактивная печка своими руками. Какой бывает ракетная печь? Принцип действия и особенности

Такое простое отопительное устройство, как ракетная печь, известно далеко не каждому человеку. Между тем ей мало равных по простоте и эффективности. Нельзя сказать, что она обладает наилучшими характеристиками, но и недостатков у нее мало. Существует множество разновидностей данных печей, отличающихся конструкцией и назначением. Мы рассмотрим их более подробно в рамках нашего обзора.

Устройство и принцип работы

Ракетные печи практически не имеют ничего общего с устройством ракетных двигателей или реактивных турбин. Напротив, они предельно просты конструкционно, в отличие от вышеуказанных устройств. Сходство заметно разве что в тихо шумящем пламени и высокой температуре сгорания – все это наблюдается после выхода печки на рабочий режим.

Рассмотрим устройство ракетных печей – они состоят из следующих элементов:

Топка – вертикальный или горизонтальный участок, в котором горят дрова;
Камера сгорания (она же жаровая труба, райзер) – здесь происходит процесс сгорания топлива с выделением большого количества тепла;
Поддувало – необходимо для корректной работы печки и запуска процесса сжигания пиролизных газов;
Теплоизоляция – окутывает вертикальную часть, образуя вместе с корпусом барабан;
Лежанка – используется по прямому назначению;
Дымоход – отводит продукты сгорания в атмосферу, создавая тягу;
Подставка под посуду – обеспечивает беспрепятственный уход жара.

В зависимости от вида ракетной печи, те или иные элементы могут отсутствовать.

Наибольшей эффективностью и удобством обладают ракетные печи с вертикальными топками (бункерами для топлива) и поддувалами – сюда помещаются большие объемы горючего, что обеспечивает длительное горение.

Самой важной частью ракетной печи является вертикальный барабан. Именно в нем наблюдается самая высокая температура, так как сюда вырываются языки пламени. Для того чтобы он начал работать, его необходимо тщательного прогреть. Без этого процесс горения будет слабым. Для прогрева в топку помещают бумагу, картон, мелкую щепу или тонкие ветки. Как только система прогреется, пламя в барабане начнет сгорать с гудением, что является признаком выхода на рабочий режим.

Ракетная (реактивная) печь без поддувала сжигает дрова прямым способом. Она более проста, но менее эффективна. Модель с поддувалом подает вторичный воздух к основанию райзера, что вызывает интенсивное сгорание горючих пиролизных газов. За счет этого повышается эффективность агрегата.

Топки в ракетных печах располагаются горизонтально или вертикально (под каким-либо углом). Горизонтальные топки не очень удобны, так как дрова в них приходится пододвигать к зоне горения вручную, самостоятельно. Вертикальные топочные камеры более удобны – загружаем в них горючее и занимаемся своими делами. По мере сгорания поленья будут проваливаться вниз, самостоятельно продвигаясь к зоне горения.

Разновидности ракетных печей

В этом разделе мы рассмотрим самые распространенные виды ракетных печей, использующихся в походных и стационарных условиях.

Простые печи из металла

Самая простая реактивная печка на дровах изготавливается из Г-образного отрезка металлической трубы большого диаметра. Горизонтальная часть короткая, она представляет собой топку. Камера сгорания располагается в вертикальной части трубы, здесь активно горят дрова. В горизонтальный участок нередко вваривается небольшая металлическая пластина, образующая поддувало. После прогрева ракетная печь выходит на рабочий режим, из ее вертикального участка (жаровой трубы) вырывается пламя.

Такие ракетные печи используются для приготовления еды в походных или уличных условиях – за счет маленькой площади они отличаются небольшим тепловыделением, а подавляющая часть тепловой энергии уходит через жаровую трубу. На эту трубу ставятся чайники, сковороды и кастрюли, чтобы бушующее пламя обеспечивало их прогрев. Для поддержания тяги в верхней части трубы располагаются подставки, на которые и ставится посуда – продукты сгорания смогут беспрепятственно выходить наружу.

Для того чтобы металлическая ракетная печь из Г-образного отрезка трубы получилась более эффективной, ее оснащают металлическим кожухом из старой бочки. В нижней части бочки виднеется поддувало, а из верхней выглядывает жаровая труба. При необходимости, внутренний объем засыпается утеплителем, например, золой – она не горит и хорошо удерживает тепло.

Наибольшим удобством отличаются металлические ракетные печи с вертикальными топками, расположенными под углом к жаровой трубе. Нередко топочные отверстия закрываются крышками, забор воздуха в этом случае осуществляется через поддувало. Иногда топка делается по диаметру больше жаровой трубы, чтобы обеспечить длительное горение.

Простые печи из кирпича

Малогабаритная печь ракета из кирпича – это еще один самый простой вариант постройки ракетной печи своими руками. Для ее сборки не требуется цементный раствор, достаточно уложить кирпичи друг на друга, чтобы получить в свое распоряжение удобный кирпичный уличный агрегат для приготовления пищи. В разделе по самостоятельной сборке ракетных печей мы предложим вам ознакомиться с самой простой порядовкой для самостоятельной сборки.

Печь ракета, сделанная своими руками из кирпича, может быть использована для обогрева домовладений. В этом случае простой порядовкой не обойтись – придется сооружать стационарный вариант с применением специального цементного раствора. Порядовок для этого много, вам останется лишь выбрать подходящий вариант. Кстати, отдельные варианты таких печей предусматривают наличие водяного контура.

Преимущество кирпичных ракетных печей:

Простая конструкция;
Длительное сохранение тепла;
Возможность создания удобной теплой лежанки.

Отдельные модели делаются комбинированными, в них используются как сталь, так и кирпичи.

Сложные ракетные печи

Реактивная печь для отопления домовладений или для бани отличается повышенной сложностью. Главным звеном здесь по-прежнему является райзер (жаровая труба), заключенный в металлический корпус. Верхняя его часть может использоваться для приготовления еды, образуя своеобразную варочную поверхность. Топка делается большой, чтобы вместить увеличенное количество твердого топлива. В качестве исходных материалов выступают металл, кирпичи и глина.

На основе глиняной обмазки изготавливаются обтекаемые ракетные печи неправильной формы, что хорошо воспринимается человеческим зрением.

Существуют проекты дровяных ракетных печей, предусматривающие наличие дополнительных модулей. Схемы их постройки включаются в себя небольшие бойлеры для подготовки горячей воды, варочные поверхности, водяные рубашки и даже небольшие духовые шкафы. Такие печки помогут обогреть домовладения и создадут комфортные условия для проживания человека.

Ракетный котел с водяной рубашкой, созданный на основе дровяной печи, поможет прогреть многокомнатную постройку. Он оснащается водяным контуром для подогрева теплоносителя. Дополнительное удобство создают образцы с лежанками – эти лежанки создаются на основе тепловых каналов между жаровой и дымоходной трубами.

Виды печек для разных условий эксплуатации

Печь ракета с водяным контуром, кирпичная или металлическая, сможет заменить собой котел. Теплообменник здесь устраивается в верхней части жаровой трубы в виде опоясывающей водяной рубашки. Внутри рубашки располагаются перемычки для более эффективного отвода тепла к теплоносителю. Конструкция предельно простая, она может обогревать домовладения площадью до нескольких десятков квадратных метров.

Ракетная печь для гаража может быть изготовлена из старого пузатого газового баллона или бочки. Для этого в выбранной таре делаются два отверстия – одно в верхней крышке, а другое на боковой поверхности. Внутрь вставляется Г-образная труба. Обладая небольшим опытом работы со сварочным аппаратом, все работы займут у вас максимум полчаса.

Также вы можете сделать печь вышеописанного ракетного типа из отрезков квадратной и металлической трубы по приведенному чертежу.

Также для обогрева гаража подойдет отопительная ракетная печь «Огниво – Хозяин». Это магазинная модель, изготавливаемая из алюминиевой гофрированной трубы и обычного листового железа. Она работает примерно по той же схеме и позволяет согреть гараж площадью до 30 кв. м.

Чертежей ее в открытом доступе пока нет, поэтому вы можете попробовать собрать печь «Огниво» своими руками на основе ее фотографии. Также ее можно купить на сайте производителя.

Мы уже говорили, что для обогрева больших домовладений потребуется ракетная печь длительного горения с водяным контуром. Маленькое домовладение из одной комнаты можно обогреть более простой печкой с лежанкой – так вы сэкономите место на мебели. Она состоит из следующих узлов:

Топка с вертикальной загрузкой – в нее помещаются поленья;
Камера дожигания – горизонтальный участок перед райзером (жаровой трубой), здесь происходит пиролизное горение;
Райзер с варочной поверхностью – вертикальный участок с металлическим корпусом, отдающим тепло в помещение;
Горизонтальные каналы – они нагревают лежанку, после чего продукты сгорания отправляются в дымоход.

Ракетная печка для обогрева дома из одной комнаты обмазывается глиной, чтобы получилась ровная и удобная лежанка – здесь можно постелить матрас или небольшое покрывало.

Для походного применения используются самые простые печи ракетного типа, изготавливаемые из металлических труб. Они отличаются компактностью, легко разжигаются и гасятся, быстро остывают и позволяют оперативно приготовить обед на открытом воздухе. Главное, не перестараться с количеством загружаемого топлива, чтобы не сжечь еду высокотемпературным пламенем.

Как увеличить эффективность печки

Реактивные печи длительного горения можно сделать еще более эффективными, если их немного доработать. Если райзер (жаровая труба) закрыт металлическим кожухом, приварите к наружной поверхности вертикально располагающиеся трубы небольшого диаметра – они образуют конвектор, эффективно прогревающий воздух в помещениях. Этот способ модификации подойдет для металлических агрегатов, используемых для обогрева помещений технического назначения (например, гаражей).

Любую металлическую ракетную печь можно сделать более эффективной, если обложить ее кирпичом или натуральным камнем. Кладка будет сохранять тепло и медленно отдавать его в помещение. Одновременно с этим она позволит избавиться от нестерпимого жара при слишком интенсивном прогреве.

Как сделать ракетную печь своими руками

Начнем с самого простого кирпичного образца, предназначенного для приготовления еды. Такую печку можно быстро сложить у себя во дворе без глиняного раствора, а после использования разобрать. Также возможна сборка стационарного варианта – для любителей готовить на открытом огне. На картинке ниже представлен чертеж печки, а точнее, ее порядовка. Здесь всего пять рядов.

Первый ряд – это основание, включающее в себя шесть кирпичей. Второй ряд образует топку, а следующие три ряда формируют дымоход-райзер. В первом и втором рядах применяются половинки кирпичей, чтобы печка была прямоугольной, без торчащих элементов.

Сразу же после сборки можно приступать к растопке – готовьте на огне любые блюда в чугунных казанах и на сковородках, грейте чайники и кастрюли с водой.

Металлическая печь из листового металла может стать как походным, так и стационарным вариантом. Ее чертеж мы уже приводили в предыдущих разделах нашего обзора. Она может использоваться для приготовления еды в любых условиях.

Большая ракетная печь с лежанкой

Главным преимуществом ракетной модификации перед русской печкой является ее компактность. Даже будучи оборудованной лежанкой, она порадует небольшими размерами. Изготовив ее из кирпича, вы получите в свое распоряжение эффективный источник тепла с удобнейшей лежанкой – домочадцы подерутся за право занять это теплое местечко.

Представленная порядовка позволяет собрать кирпичную печь без применения металла. Из железа будут сделаны только дверцы. Впоследствии кирпичи могут быть обмазаны глиной, что сделает печку более округлой.

Первый ряд образует основание нашей ракетной печи. Он состоит из 62 кирпичей, уложенных по показанной на рисунке схеме. Второй ряд образует каналы для подогрева лежанки – они проходят по всей ее длине. Здесь же монтируются чугунные дверцы, закрепляемые металлической проволокой – она удерживается между рядами. Количество используемых кирпичей – 44 шт. Столько же потребуется на третий ряд, полностью повторяющий контур второго. Четвертый ряд полностью закрывает каналы, греющие лежанку. Но здесь уже начинают образовываться вертикальный дымовой канал и топка – ряд включает в себя 59 кирпичей.

Еще 60 нужно на пятый ряд. Лежанка уже сформирована, осталось добить дымоходный канал и соорудить варочную поверхность. За это отвечает шестой ряд, включающий 17 кирпичей. Еще 18 нужно для седьмого ряда, 14 – для восьмого.

На девятый и десятый ряд потребуется 14 кирпичей, на одиннадцатый - 13 .

Ряд №12 у нас ключевой – отсюда начнется дымоходная труба. Также отсюда начинается отверстие, через которое поднявшийся к варочной поверхности воздух опустится вниз, к лежанке – требуется 11 кирпичей (это верхушка райзера). В ряду №13 этот процесс завершается, на него затрачивается 10 кирпичей. Теперь укладываем асбестовую прокладку, которая накрывается отрезком толстой листовой стали – это будет варочная панель.

На ряды №14 и №15 затрачивается по 5 кирпичей, они закрывают дымоходный канал и формируют невысокую стеночку между варочной поверхностью и лежанкой.

Аналогичным образом вы можете собрать ракетный котел длительного горения, найдя подходящую порядовку. Отдельные схемы предусматривают использование металлических узлов.

Видео

Чертежи и видео ракетной печи, необходимые для монтажа своими руками

Реактивная печь своими руками: схема, чертежи, пошаговая инструкция изготовления печи ракета и прочее + видео

Реактивная печь или печь-ракета появилась в результате отклонения от традиций изготовления оборудования для обогрева помещения. Её считают экономичным теплогенератором, конструкция которого элементарная. Поэтому многие задумываются о сооружении реактивной печи своими руками.

Описание, достоинства и недостатки печи-ракеты

Теплогенератор для нагрева воздуха в помещении называется печью-ракетой или реактивной печью, так как при работе в случае чрезмерного поступления воздуха он издаёт особые звуки. Этот шум можно принять за рёв реактивного двигателя. В обычном режиме оборудование функционирует с едва слышимым шелестящим звуком.

Ракетная печь служит устройством для отопления дома и приготовления пищи. На сжигание одной партии дров в таком оборудовании уходит порядка 6 часов, больше, чем в стандартной металлической печи. Причина этому - создание теплогенератора на базе печи с верхним горением.

Пламя из реактивной печи может вырываться

К преимуществам печи-ракеты относят:

независимость от энергии топлива;
простота конструкции, состоящей из доступных деталей, соединяемых за считанные минуты;
возможность давать много тепла, несмотря на качество загружаемого топлива.

У реактивной печи обнаружены и некоторые недостатки:

управление вручную, что подразумевает постоянный контроль работы оборудования;
опасность получения ожога, ведь стенки оборудования становятся чрезвычайно горячими;
нецелесообразность использования в бане, поскольку её не получится прогреть.

Виды

Агрегат, который во время работы издаёт ракетный гул, бывает:

переносным (агрегат из металлических труб, вёдер или газового баллона);Переносные ракетные печи изготавливаются промышленностью серийно
стационарным (созданным из шамотных кирпичей и металлической тары);Такой агрегат сложнее соорудить, чем металлическую печь
оборудованием для нагрева воздуха с лежанкой.Лежанка оборудована за задней стенкой печи

Переносные конструкции изготавливают большими партиями, ведь они используются для походов. Основа этих теплогенераторов - труба, составленная из нескольких отрезков.

Правда, такие конструкции, в отличие от агрегатов на базе шамотных кирпичей, не надёжны. Стенки из огнеупорных блоков увеличивают теплоотдачу реактивной печи.

При желании к ней можно добавить лежанку в виде дивана или кровати, декорированной глиной или опилками.

Детали и функционирование реактивного теплогенератора

Элементарная ракетная печь представляет собой устройство из двух фрагментов трубы, соединённых отводом под углом в 90 градусов.

Топочной камерой в этом теплогенераторе обычно служит зона в горизонтальной части конструкции.

Но иногда топливо закладывают в вертикальный участок аппарата, для чего печь-ракету сооружают из двух труб разной длины, монтированных вертикально и связанных общим горизонтальным каналом.

Через печь проходит первичный и вторичный воздух

Функционирование реактивной печи основано на двух действиях: беспрепятственном прохождении древесных газов по трубе и дожигании газов, вырабатываемых при сгорании топлива.

Щепки и дрова в топку этого теплогенератора подкладывают после того, как там загорится легко воспламеняемый материал вроде бумаги. На открытое сечение трубы ставят тару с водой или другим содержимым.

При этом между конструкцией и установленной ёмкостью оставляют небольшое пространство, необходимое для создания тяги.

Процессы, протекающие внутри стационарной реактивной печи, напоминают работу пиролизных отопительных агрегатов

Расчёт параметров (таблицы)

Объём печи следует определять со знанием дела, ведь именно он влияет на мощность и количество тепла, образуемого отопительным оборудованием.

Рассчитывая габариты реактивного отопительного оборудования, используют показатель внутреннего диаметра барабана D, значение которого может колебаться в рамках 300–600 мм. Также нужно знать площадь поперечного сечения барабана.

Для определения этого показателя печи-ракеты следует воспользоваться формулой: S = 3.14 * D2 /4.

Основные размеры реактивной печи представлены в таблице:

Особое значение придаётся длине газохода с лежанкой. Максимально допустимые показатели отражены в таблице:

Объём вторичной зольной камеры - тоже важный показатель, зависящий от объёма барабана и первичного дымохода.

Строительное сырьё для сооружения нестандартной печи

Производство реактивного отопительного оборудования потребует наличия:

бочки объёмом 200 литров и диаметром 0, 6 метров, пустого баллона из-под сжиженного газа или вёдер из жести, чтобы соорудить барабан печи;
квадратных или круглых труб из стали толщиной 2–3 мм, которые нужны для создания поддувала, топочной камеры и первичного дымохода;
шамотного щебня и печной глины в качестве теплоизоляционных материалов;
самана, служащего наружным обмазочным слоем;
шамотных кирпичей;
песка со дна реки;
отрезки листов из стали, покрытом цинком, или алюминия для изготовления крышек и дверок;
асбеста или картона из базальта, выполняющего задачи уплотнителя.

Из инструментов при сооружении печи-ракеты понадобится сварочный аппарат. А если планируется сделать отопительное оборудование из кирпичей, то придётся взять:

мастерок;
растворная лопатка;
молоток-кирочку;
расшивку;
кувалду остроугольную;
уровень;
отвес;
рулетку.

Подготовка к сборке отопительного оборудования

При выборе места для печи-ракеты ориентируются на некоторые правила:

реактивное отопительное оборудование размещают только в помещении площадью не менее 16 м²;
без половых досок под печью монтаж оборудования будет проще;
над конструкцией, дающей тепло, запрещается располагать балки из древесины;
если подразумевается, что дымовая труба будет идти через потолочные перекрытия, то отопительное оборудование ставят в середине дома;
теплогенератор нельзя устанавливать вблизи наружного контура дома, иначе помещение будет терять нагретый воздух;
реактивный прибор запрещается располагать рядом со стенами и перегородками их деревянных материалов.

Чтобы в реактивное отопительное оборудование было удобно подкладывать топливо, его разумнее ставить лицевой стороной напротив входа. Вокруг печи-ракеты важно оставить хотя бы метр ничем не занятой площади.

В маленьком доме строители советуют выделить для печи место в углу. При этом топка должна быть направлена в одну сторону, а лежанка (если она сделана) – в другую.

Печь стоит на специальной платформе, которая защищает от высокой температуры пол

Найдя подходящий участок для печи-ракеты, начинают подготавливать его к строительным работам. Если на пол в доме уложены доски, то в месте, где будет установлено оборудование, их потребуется убрать. Под вскрытым полом роют яму, дно которой обязательно прессуют.

До строительных работ следует замешать специальный раствор. Он состоит из песка и глины, соединённых в соотношении 1:1. Воды потребуется столько, чтобы строительное сырьё приобрело консистенцию сметаны, то есть ¼ часть от количества сухих ингредиентов.

Поэтапная инструкция по изготовлению своими руками

Если запланировано сделать печь-ракету из газового баллона, то трудностей можно не бояться. Действия по созданию оборудования из такого строительного сырья довольно просты:

от баллона объёмом 50 литров отсекают верхнюю часть, чтобы соорудить своеобразный колпак;
Баллон обрезают сверху и снизу
ориентируясь на указания в чертеже, друг с другом сваривают все детали изделия, то есть газовый баллон, трубу диаметром 10 см (будущий дымоход), трубу диаметром 7 см (внутренний канал) и ещё одну трубу с диаметром 15 см (топливник);
Размеры указаны в мм
пространство между двумя трубами заполняют материалом, сохраняющим тепло, например, песком, который был тщательно прокалён, то есть очищен от органических веществ;
для придания конструкции устойчивости приваривают ножки.

Для сооружения ракетной печи с лежанкой, что подразумевает использование кирпичей, нужно действовать иначе:

Зону для обустройства топливника углубляют, убирая 10 см грунта. Топочную камеру формируют из шамотных кирпичей. По контуру изготавливаемой конструкции создают опалубку. Чтобы основание было прочным, рекомендуется закладывать в него арматурную сетку или металлические прутья;
Платформа затвердеет примерно через два дня
Конструкцию заливают жидким бетоном. Затем ждут, когда раствор застынет, и доделывают работу. Кирпичи укладывают сплошной линией, создавая платформу для печи. После этого формируют стенки конструкции, выставляя несколько рядов кирпичных блоков;
Обустраивают нижний канал конструкции, при этом одну линию кирпичей укладывают поперёк, чтобы перекрыть топочную камеру. Блоки расставляют, оставляя вертикальный канал и проём топки открытыми;
Два сектора печи на этом этапе строительства должны быть открытыми
Находят корпус от старого бойлера и срезают на нём верхнюю и нижнюю крышки. Внизу получившейся трубы устанавливают фланец, через который будет проходить горизонтальный теплообменник. Детали требуется соединить друг с другом сплошным сварным швом;
Работа требует аккуратности
В бочку вставляют выходной патрубок, после чего берут щётку по металлу и отскребают от стенок ёмкости ржавчину. Очищенную бочку обрабатывают грунтовочным составом, а чуть позже - краской, устойчивой к воздействию высокой температуры;
Горизонтальный дымоход при помощи сварки соединяют с боковым отводом - будущим зольником. Для облегчения его чистки монтируют герметичный фланец;
Выкладывают жаровую трубу из огнеупорных кирпичей. При этом внутри конструкции формируют канал высотой и шириной в 18 см. Занимаясь этим делом, постоянно пользуются строительным уровнем, который позволяет контролировать вертикальность изделия;
Высота трубы определяется заранее
Жаровую трубу накрывают защитным кожухом, а получившиеся зазоры закупоривают перлитом. Нижнюю область вертикального канала герметизируют сырой глиной, функция которой - предотвратить просыпание теплоизоляционного материала на пол;
Из бойлера, на котором были срезаны верх и низ, формируют топливный бак. К нему обязательно приваривают ручку;
Для улучшения вида конструкцию обрабатывают саманной замазкой, состоящей из древесных опилок и сырой глины. Первый компонент состава служит так же, как и щебень в бетоне, то есть предотвращает растрескивание стенок печи. Саманную замазку рекомендуется наносить и поверх перлитовой засыпки;
Создают фасад печи, для чего из камня, кирпичей, самана и песка выкладывают печной контур. Изнаночную сторону конструкции заполняют щебнем, а лицевую - саманной смесью, делающей поверхность идеально ровной;
На ранее созданное основание ставят кожух из металлической бочки. Нижний патрубок ёмкости направляют в сторону лежанки. Низ конструкции обрабатывают сырой глиной, что обеспечит её герметичность;
К топочной камере подводят канал из гофрированной трубы. Он послужит связующим звеном между топкой и атмосферой извне;
На этом этапе печь выглядит почти законченно
Проводят тестовую растопку печи, смотря, как газы выводятся из горизонтального дымохода. После этого трубы теплообменника соединяют с нижним патрубком, установленным на платформе из красного кирпича;
Печь дополняют трубой для выведения дыма. Место соединения дымохода и теплогенератора уплотняют огнеупорной обмазкой и асбестовым шнуром;
Используя глину и саман, лежанке придают нужную форму. Незапечатанной оставляют только горизонтальный участок конструкции, который потом будет использоваться во время приготовления еды.
Печь функционирует как целая система

Усовершенствование конструкции

Лежанка с газоходом внутри - это не единственный вариант модернизации печи-ракеты. Конструкцию можно усовершенствовать водяной рубашкой, подключаемой к отопительной системе, в которой циркулирует вода. Этой части конструкции желательно придать вид змеевика, созданного из медной трубы, закручивающейся на дымоходе.

Такая конструкция даёт ещё больше тепла

Иной способ улучшения реактивной печи связан с организацией поступления в жаровую трубу нагретого вторичного воздуха. Это увеличит КПД теплогенератора, но приведёт к отложению в первичной дымовой трубе большого количества сажи. Поэтому лучше сделать так, чтобы крышку барабана при необходимости можно было демонтировать.

Тонкости эксплуатации нетрадиционной печи

Ракетную печь топят по аналогии с теплогенератором верхнего горения. Получается, что растопка оборудования, называемого ракетой, должна осуществляться по определённым правилам:

главное сырьё для топки агрегата нужно закладывать только после хорошего прогревания конструкции, для чего сначала в поддувальный сектор помещают и поджигают опилки или бумагу;
на приглушение исходящего из печи гула обязательно реагируют - кладут в топочную камеру большую партию топлива, которое загорится самостоятельно от раскаленных остатков опилок;
за процессом пристально следят, то есть после закладки дров полностью открывают заслонку, а спустя некоторое время, когда оборудование издаст гул, её прикрывают для получения звука, похожего на шелест;
по мере необходимости заслонку прикрывают больше и больше, иначе топка станет заполняться избыточным объёмом воздуха, что нарушит пиролиз внутри жаровой трубы и приведёт к созданию сильного гула.

Поскольку реактивная печь первоначально была создана для использования в полевых условиях, её конструкция предельно проста. Это позволяет справиться с изготовлением агрегата обычному домашнему мастеру. Но, несмотря на кажущуюся лёгкость, печь-ракету полагается собирать, учтя правильное соотношение параметров. В противном случае оборудование получится непроизводительным.

Ксения Зубкова
Распечатать

Источник: //legkovmeste.ru/stroitelstvo-i-remont/otoplenie/reaktivnaya-pech-svoimi-rukami.html

Печь ракета своими руками — инструкция!

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.

Печь на реактивной тяге

Ракетная печь

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

Принцип работы

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).

Ракетная печь

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.

Реактивные печи

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.

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.
Печи из огнеупорного кирпича и металлических бочек, предназначающиеся для прогрева теплоемких масс. Отличаются горизонтальным дымоходом, установленным под землей, и наружным стояком для обеспечения тяги.
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.

Изготовление реактивной печи из кирпича и металлической бочки

В данном случае работа традиционно начинается с подготовки всего необходимого.

Изготовление реактивной печи из кирпича и металлической бочки, чертеж

Этап 1. Материалы и оборудование

Для строительства потребуется:

шамотный кирпич;
стальная бочка на 200 л;
труба для дымохода;
металлическая щетка;
старое барбекю;
огнестойкая краска;
штыковая лопата;
керамзит;
арматура;
саман;
перлит;
цементный раствор;
кельма.Изготовление реактивной печи из кирпича и металлической бочки

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.

Изготовление реактивной печи из кирпича и металлической бочки

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.

Изготовление реактивной печи из кирпича и металлической бочки

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.

Изготовление реактивной печи из кирпича и металлической бочки, схема

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.

Печь-лежанка, построенная по принципу печи-ракеты

Печь-лежанка, построенная по принципу печи-ракеты, схема

Печь-лежанка, построенная по принципу печи-ракеты, фундамент

Печь-лежанка, построенная по принципу печи-ракеты, кладка

Изготовление походно-садовой печи

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.Изготовление походно-садовой печиИзготовление походно-садовой печиИзготовление походно-садовой печиВо втором ведре - нижней части печи ракеты прорезаем отверстие для трубыНарезаем металл на лепестки и загибаем внутрь ведраПрямотокПрямотокЗасыпаем в ведро мелкий щебеньНадеваем второе ведро-крышку на трубу печи ракетыИз проволоки сгибаем комфорку для посудыИз проволоки сгибаем конфорку для посудыРастапливаем печь ракету

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.

Мини-печь реактивная

Мини-печь реактивная, растопка

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.

Печь ракета своими руками

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.

– Реактивная печь своими руками

Источник: //svoimi-rykami.ru/stroitelstvo-doma/pechi_i_mangaly/pech-raketa-svoimi-rukami.html

Печь ракета из кирпича длительного горения своими руками: чертеж, инструкция, фото

Ракетная печь из кирпича длительного горения, несмотря на простоту конструкции, может решить ряд проблем для владельцев дач и частных домов. В их число входит не только функции отопления и приготовления еды, но и создание оригинального интерьера и уюта в помещении.

Принцип работы

При термическом разложении твёрдого органического топлива происходит выделение газообразных веществ, так же разлагающихся и превращающихся в процессе в древесный газ, обладающей при сгорании высоким уровнем теплоотдачи.

В обычных твёрдотопливных печах древесный газ уходит в трубу вместе с газом, где остывает и оседает на стенах в виде копоти. В печи ракетного типа за счёт горизонтального канала газы перемещаются медленнее, не успевают остывать, а догорают, отдавая большое количество тепла.

В моделях реактивных отопительных устройств сложной конструкции нагретый воздух и газ проходит по ряду внутренних каналов. Затем перемещаются в верхнюю часть корпуса, под варочную плиту, где и сгорает полностью. Для такой ракеты нет необходимости в дополнительном поддуве. Тяга в них создаётся за счёт дымохода, и чем больше его длина, тем восходящий поток интенсивнее.

Принцип работы

На этой схеме принцип работы ракетной печи с лежанкой

Преимущества и недостатки

Ракетные печи длительного сгорания обладают следующими преимуществами:

высоким коэффициентом полезного действия - не менее 85%;
большой скоростью нагрева помещения - на 50 м² станет тепло менее чем за 1 час;
отсутствием сажи - выхлоп при сгорании топлива не образует копоти, а формируется в виде пара и углерода;
возможностью функционирования на твёрдом топливе любого вида;
малым расходом - потребление топлива печью ракетой в 4 - 5 раз меньше, чем обычной печкой при равных условиях: временного промежутка горения и температуре нагрева;
возможностью устройства теплой лежанки;
продолжительностью сохранения тепла в хорошо разогретой конструкции без добавления топлива - до 12 часов.

Достоинств у такой печи много, но есть и плохие стороны

К недостаткам относится:

ручной способ управления отопительным устройством - прогорание топлива происходит быстро, и требуется его регулярная докладывать;
высокая температура нагрева некоторых элементов конструкции грозит ожогом владельцам при случайном соприкосновении;
скорость нагрева не позволяет применять ракетную печь для бань;
эстетическая составляющая такого прибора на любителя и подходит не для всякого интерьера;
опасность проникновения угарного газа в жилые комнаты.

Материалы

Стройматериал для возведения печи ракеты длительного горения своими руками подбирают в зависимости от теплотворной способности топлива. Для кладки основной части корпуса обычно используют простой красный печной кирпич. Топливник и топочный бункер футеруют шамотным кирпичом.

Если планируется использовать высококалорийное топливо (например, каменный уголь), то огнеупорный кирпич применяют для строительства почти всех частей конструкции. Скрепляют кладочные элементы водным раствором смеси песка и глины.

Независимо от типа конструкции для ракетной печи длительного горения потребуется купить печную фурнитуру:

поддувало;
колосниковые решётки;
дверцы топочной;
промежуточный колпак;
труба для дымохода.

Инструменты

Чтобы построить печь ракетного типа своими руками нужно заранее подготовить комплект инструментов для работы, который должен состоять из:

кельмы для зачерпывания и распределения раствора. Удобнее работать инструментом с несколько сдвинутой вбок рукоятью;
кирки или молотка - кирки для обтёсывания отдельных частей кирпича;
болгарки с алмазным диском для распиливания цельных блоков на четверти и половинки;
киянки с резиновым наконечником для выравнивания кирпича в кладке;
крученного шнура - причалки;
строительного уровня;
угольника и рулетки;
лопаты.

Запастись нужно также двумя ёмкостями для приготовления раствора, бетона и металлической сеткой для просеивания ингредиентов.

Как сделать своими руками?

Перед тем, как сделать ракетную печь, необходимо определиться с местом её установки, с габаритами будущей конструкции, разработать схему. Технология самой кладки довольно простая, освоить ей может любой начинающий строитель.

Простейшую конструкцию печи ракеты можно соорудить из 20 кирпичей на дачном участке и пользоваться ею для подогрева привезённой из дома пищи.

Выбор места

Перед началом строительства, первым делом, выбирают место. Кирпичные печи ракетного типа рекомендуется размещать ближе к входной двери. В таком случае, золу после чистки не нужно будет нести через всю комнату, что положительно скажется на общей запылённости помещения.

Также желательно, чтобы в месте выхода трубы не было стропил, расположенных к дымоходу ближе 40 см. И ещё, печь не должна примыкать к внешней стене дома, чтобы дорогостоящее тепло не уходило на отопление улицы.

Приготовление раствора

Цементный раствор под воздействием высоких температур быстр растрескается, поэтому для кладки отопительных устройств из кирпича используют только раствор, состоящий из глины и песка.

Их пропорции определяются экспериментальным путём, в зависимости от качества глины. Чаще всего в соотношении 1:2 или 1:3, причём чем выше жирность у глины, тем меньше её добавляют в раствор.

Сначала глину нужно замочить, процедить, а затем вводить песок. Полученный раствор по консистенции должен походить на густую сметану. Проверить уровень её вязкости можно следующим способом:

поместить в смесь деревянную палку или рукоятку мастерка;
вынуть инструмент и хорошо стряхнуть;
проверить толщину налипшего слоя: если менее 2 мм добавить глину, более 3 мм - песок.

К приготовлению раствора нужно подходить со всей ответственностью, так как заполнить все неровности кирпичей и обеспечить их прочное сцепление может только пластичная смесь нужной густоты.

Кладка ракетной печи из 20 кирпичей

Порядовка ракетной печи на 20 кирпичей

Пример кирпичной ракетной печки

Кладка ракетной печи с лежанкой

Кирпичная ракетная печь, даже оборудованная лежанкой, имеет небольшие размеры. Представленная на рисунках порядовка (ниже) позволяет собрать конструкцию без применения металлических изделий. Железными будут только дверки. Впоследствии корпус можно будет обмазать глиной, чтобы придать ей более округлые формы.

№ ряда	Количество кирпичей, шт.	Описание кладки	Рисунок
1	62	Формирование основания печи	(нажмите для увеличения)
2	44	Образование основания каналов для обогрева лежанки вдоль всей конструкции. Крепление закладных для монтажа чугунной дверцы
3	44	Повторение контура второго ряда
4	59	Полное перекрытие каналов. Начало формирования вертикального дымового канала и топки
5	60	Возведение лежанки	(нажмите для увеличения)
6	17	Продолжение кладки дымового канала
7	18
8	14
9; 10	14	Формирование дымового канала	(нажмите для увеличения)
11	13
12	11	Начало кладки дымоходной трубы. Отсюда начинается канал, через который воздух от варочной поверхности опустится вниз, чтобы переместиться к лежанке
13	10	Окончание формирования поверхности под варочную панель. Укладка асбестовой прокладки, которая накрывается листовой сталью.	(нажмите для увеличения)
14; 15	5	Закрытие дымоходного канала и формирование невысокой стеночки между лежанкой и варочной панелью.

После завершения кладочных работ самодельную печь ракету надо просушить, осторожно, производя прогрев малой интенсивности. Сначала в топку закладывают не более 20% от нормы дров, и протапливают устройство два раза в сутки в течении 30 - 40 минут.

По такой схеме топят печку до тех пор, пока её наружная поверхность не очистится от сырых пятен. На просушку в зависимости от габаритов прибора может потребоваться от трёх до восьми дней. В течение этого времени помещение должно хорошо проветриваться, особенно в летний период.

Ускорение просушки может привести к растрескиванию кладки, то есть устройство станет непригодным для дальнейшей топки.

Готовый вид

Запускать печь ракету из кирпича нужно только при тёплом дымоходе. Для малого устройства это свойство не так существенно, а печь побольше на холодную трубу только зря использует дрова.

Поэтому печь ракету перед загрузкой нормы топлива после большого перерыва в эксплуатации нужно протопить бумагой, сухими стружками, соломой и т. п., поместив их в поддувало с открытой дверцей. Когда гул в печи снизит тональность или затихнет, тогда можно загрузить всё топливо в топку, оно должно воспламениться само собой от уже имеющегося огня.

Ракетная печь с лежанкой не является полностью саморегулирующимся устройствам под внешние условия и энергоэффективность топлива. Поэтому, в начале топки штатным количеством топлива поддувальную дверку оставляют в открытом положении. После того, как печь начнёт сильно гудеть, её прикрывают до положения, когда издаваемый звук будет едва слышен.

Использовать для разогрева печи можно только сухие дрова, влажные не дадут печи прогреться до нужной температуры, что может привести к обратной тяге.

Вывод

Реактивная печь из кирпича становится всё более популярным отопительным прибором для небольших построек как временного, так и постоянного проживания. Объясняется это простотой исполнения, дешевизной материала, длительностью автономной работы и высокой теплоотдачей данной конструкции.

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.

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.
Одновременно поджигается основная закладка дров. Поддувало при этом полностью открыто.
По мере розжига тяга увеличивается и в топку начинает поступать очень много воздуха. Появляется характерный рёв.
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:

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.
Некритичность к топливу. Подойдут любые древесные дрова, щепа, кора, отходы пиломатериалов. Не имеет значения и их влажность.
Простота и универсальность конструкции. Собрать такую печь сможет любой желающий из глины, кирпича, камня или плитки.
Нет необходимости слишком часто подкладывать дрова. Дрова по мере сгорания сами продвигаются вниз и попадают в камеру сгорания.
Удобная лежанка. Лежанки есть у разных печей, но например, у русской печи она расположена высоко.

Недостатки:

необходимость контроля горения и постоянная ручная регулировка поддува воздуха.
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:

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

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 или . Причем сам принцип устройства печи-ракеты дает большую свободу дизайну и проявлению творческих способностей, см. рис.

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 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.

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 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.

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:

Высота барабана H – 1,5-2D.
Высота обмазки барабана – 2/3H; обрез обмазки дизайна ради можно делать косым криволинейным, тогда 2/3H нужно выдержать в среднем.
Толщина обмазки барабана – 1/3D.
Площадь поперечного сечения райзера – 4,5-6,5% от S; лучше держаться в пределах 5-6% от S.
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.
Длина жаровой трубы – равна высоте райзера.
Площадь сечения жаровой трубы (огнепровода) – равна таковой райзера. Огнепровод лучше сделать из квадратной профтрубы, так режим печи будет стабильнее.
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.
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.
Площадь сечения внешнего дымохода – 1,5-2s, где s – площадь поперечного сечения райзера.
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.
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.
Высота внешней дымовой трубы – от 4 м.
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.

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 : 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.

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

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.

Кирпичные

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

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, 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.

На сегодняшний день придумано множество видов печей самых разнообразных конструкций. В отношении большинства из них действует правило: чем выше характеристики агрегата - тем больше умения и опыта требуется от изготавливающего его мастера. Но правил без исключений, как известно, не бывает. В данном случае разрушителем стереотипов является печь-ракета - весьма продуманный экономичный теплогенератор с незатейливой конструкцией, который не требует от исполнителя каких-то особых навыков. Последнее обстоятельство объясняет популярность «ракеты». Наша статья поможет читателю понять, в чём состоит изюминка этого чуда техники, и научит изготавливать его своими руками из подручных материалов.

Что такое печь-ракета и чем она хороша?

Печь-ракета или реактивная печь получила свои впечатляющие названия только за характерный звук, который она издаёт при нарушении режима эксплуатации (избыточная подача воздуха в топку): он напоминает рёв реактивного двигателя. Вот и всё, больше ничего общего с ракетами у неё нет. Работает она, если не вдаваться в детали, так же, как и все её сёстры: в топке горят дрова, дым выбрасывается в дымоход. В норме печь издаёт тихий шелестящий звук.

Вариант обустройства реактивной печи

Откуда же берутся эти загадочные звуки? Расскажем обо всём по порядку. Вот что следует знать о ракетной печи:

По назначению она является отопительно-варочной.

«Ракета» может быть оборудована таким важным и нужным элементом, как лежанка. Печи других видов с такой опцией (русская, колпаковая) являются гораздо более громоздкими и сложными.

По сравнению с обычными металлическими печами время работы на одной закладке топлива несколько увеличено - с 4 до 6 часов. Это объясняется тем, что данный теплогенератор создан на основе печи с верхним горением. Кроме того, благодаря наличию саманной штукатурки, печь после топки отдает тепло ещё в течение 12 часов.

Печь разрабатывалась для эксплуатации в полевых условиях.

Преимущества конструкции

Энергонезависимость.

Простота конструкции: применены самые доступные детали и материалы, при необходимости упрощённую версию печи-ракеты можно собрать за 20 мин.

Способность работать с достаточно высокими характеристиками на низкокачественном сыром топливе: коре, щепе, тонких сырых ветках и пр.

Принцип действия ракетной печи предоставляет пользователю определённую свободу в выборе её дизайна. Кроме того, агрегат можно соорудить таким образом, что на виду останется только небольшая его часть и в смысле эстетики интерьеру помещения будет нанесён минимальный урон.

Как видно, реактивной печи есть чем похвастаться. Но в первую очередь любителей печного дела привлекает сочетание простоты конструкции и неплохих, хотя и не самых высоких, характеристик при работе на бросовом топливе. Эти самые характеристики - изюминка «ракеты». Попробуем понять, как удалось добиться таких показателей.

КПД твердотопливного теплогенератора зависит от многих факторов, но едва ли не самым определяющим является степень дожигания пиролизных газов. Появляются они вследствие термического разложения органического топлива. От нагрева оно как бы испаряется - большие углеводородные молекулы распадаются на маленькие, образующие горючие газообразные вещества: водород, метан, азот и др. Эту смесь часто называют древесным газом.

Небольшая печь-ракета

Жидкое топливо, например, отработанное масло, распадается на древесный газ практически сразу и он сгорает тут же - в топке. А вот с древесным топливом дело обстоит иначе. Распад твёрдых веществ на пригодный для сжигания летучий продукт - древесный газ - происходит в несколько этапов, причём промежуточные ступени тоже имеют газообразную форму. То есть мы имеем следующую картину: сначала из древесины выделяется некий промежуточный газ и для того, чтобы он превратился в газ древесный, то есть распался ещё больше, необходимо продлить воздействие на него высокой температуры.

И чем более влажным является топливо, тем более «затянутым» становится процесс полного распада. Но газы-то имеют свойство улетучиваться: в обычной печи промежуточная фаза по большей части высасывается тягой в дымоход, где она остывает, так и не успев превратиться в древесный газ. В результате вместо высокого КПД мы получаем нагар из тяжёлых углеводородных радикалов.

В печи-ракете, наоборот, созданы все условия для окончательного распада и дожигания выделяющихся промежуточных газов. В сущности, применён очень простой приём: сразу за топкой имеется горизонтальный канал с хорошей теплоизоляцией. Газы в нём движутся не так быстро, как в вертикальной трубе, а толстая теплоизолирующая шуба не даёт им остыть. Благодаря этому, процесс распада и дожигания осуществляется в более полном объёме.

На первый взгляд такое решение может показаться примитивным. Но простота эта обманчива. Инженерам и исследователям пришлось немало повозиться с расчётами, чтобы увязать необходимую силу тяги с оптимальным режимом горения и многими другими факторами. Таким образом, печь-ракета является очень тонко настроенной теплотехнической системой, при воспроизведении которой очень важно соблюсти правильное соотношение основных параметров.

Если изготовление и регулировка агрегата были выполнены правильно, газы будут двигаться как положено, издавая при этом лёгкий шелест; при нарушении режима или неправильной сборке печи вместо устойчивого газового вихря в газоходе образуется нестабильный, с многочисленными локальными завихрениями, вследствие чего будет слышен ревущий ракетный звук.

Недостатки

Реактивная печь управляется вручную, к тому же пользователю постоянно приходится следить за ней и осуществлять регулировку.

Поверхность некоторых элементов нагревается до высоких температур, так что при случайном прикосновении пользователь может получить ожог.

Область применения несколько ограничена. К примеру, реактивная печь не может использоваться в бане, так как она не способна быстро прогреть помещение.

Следует учитывать и ещё одно обстоятельство. Его нельзя считать недостатком печи, это, скорее, важная особенность. Дело в том, что «ракета» была изобретена в США. А граждане этой страны, где любая идея может принести хороший заработок, не столь охотно делятся своими наработками, как это было принято, к примеру, в Советском Союзе. На большинстве чертежей и схем, получивших распространение, не отображена или искажена важнейшая информация. К тому же к некоторым применяемым в ней материалам у нас просто нет доступа.

В результате у домашних мастеров, особенно тех, кто не владеет тонкостями печного дела и теплотехники, вместо полноценной реактивной печи зачастую получается некое устройство, которое поглощает топливо в огромных объёмах и постоянно зарастает копотью. Таким образом, полная информация о ракетной печи народным достоянием пока не стала и к заморским картинкам следует относиться с большой осторожностью.

Вот, например, популярная у нас схема реактивной печи, которую многие пытаются использовать в качестве образца.

Чертёж: как устроена печь

Чертёж мобильной печи-ракеты

На первый взгляд всё кажется понятным, на самом же деле многое осталось «за кадром».

Например, огнеупорная глина просто обозначена термином Fire Clay - без указания сорта. Не указано массовое соотношение перлита и вермикулита в смеси, из которой выложены тело печи (на схеме - Core) и футеровка элемента под названием Riser. Также на схеме не уточняется, что футеровка должна состоять из двух частей с различной функцией - теплоизолятора и теплоаккумулятора. Не зная об этом, многие пользователи делают футеровку однородной, из-за чего характеристики печи существенно падают.

Разновидности реактивных печей

На сегодняшний день существует только два вида печей этого типа:

Полноценная стационарная отопительно-варочная ракетная печь (её ещё называют большой).

Малая ракетная печь: применяется для приготовления пищи в тёплое время года. В отличие от первого варианта является переносной и имеет открытую топку (предполагается использование на открытом воздухе). Очень популярна среди туристов, так как имеет компактные размеры и при этом способна развить мощность до 8 кВт.

Устройство малой печи-ракеты

Как уже говорилось, реактивная печь проста в изготовлении, поэтому мы рассмотрим полноценный вариант.

Конструкция и принцип действия

Печь, которую мы попытаемся изготовить, изображена на рисунке.

Печь-ракета: фронтальный разрез

Как видно, её топочная камера (Fuel Magazine) является вертикальной и снабжена плотно закрывающейся крышкой (препятствует подсосу лишнего воздуха), как в печи с верхним горением (зольник обозначен термином Primary Ash Pit). Именно этот агрегат и был взят за основу. Но традиционный теплогенератор с верхним горением работает только на сухом топливе, а создатели «ракеты» хотели научить её с успехом переваривать и влажное. Для этого было сделано следующее:

Был подобран оптимальный размер поддувала (Air Intake), так чтобы количество поступающего воздуха было достаточным для дожигания газов, но при этом они не остывали сверх меры. В этом случае принцип верхнего горения обеспечивает некую саморегуляцию: если огонь сильно разгорится, он становится препятствием для поступающего воздуха.

За топкой был установлен хорошо утеплённый горизонтальный канал, называемый туннелем горения (Burn Tunnel) или жаровой трубой. Чтобы скрыть назначение этого элемента, на схеме его обозначили ничего не говорящим значком пламени. Теплоизоляция (Insulation) должна иметь не только низкую теплопроводность, но и низкую теплоёмкость - вся тепловая энергия должна остаться в газовом потоке. В жаровой трубе промежуточный газ распадается на древесный (в начале участка), который затем полностью сгорает (в конце). При этом температура в трубе достигает 1000 градусов.

За жаровой трубой был установлен вертикальный участок, называемый внутренним или первичным дымоходом (Internal or Primary Vent). На схемах скрытные американцы часто обозначают этот элемент ничего не поясняющим термином Riser. Фактически первичный дымоход представляет собой продолжение жаровой трубы, но его разместили вертикально, чтобы создать промежуточную тягу, а заодно сократить горизонтальную часть печи. Как и жаровая труба, первичный дымоход имеет теплоизолирующее покрытие.

Примечание. Кому-то из читателей, знакомых с устройством пиролизных печей, может показаться, что к основанию первичного дымохода было бы неплохо подать вторичный воздух. Действительно, горение древесного газа при этом было бы более полным, а КПД печи - более высоким. Но при таком решении в потоке газов образуются вихри, вследствие чего отравляющие продукты горения частично проникают в помещение.

Ёмким теплоаккумулятором, способным выдержать такую температуру, является шамотный кирпич (выдерживает до 1600 градусов), но печь, как помнит читатель, предназначалась для полевых условий, поэтому нужен был более доступный и недорогой материал. Лидером в этом отношении является саман (на схеме обозначен термином Thermal Mass), но для него температурный предел составляет 250 градусов. Чтобы остудить газы, вокруг первичного дымохода был установлен тонкостенный барабан из стали (Steel Drum), в котором они расширяются. На крышке этого барабана (Optional Cooking Surface) можно готовить пищу - её температура составляет около 400 градусов.

Чтобы усвоить ещё больше тепла, к печи был присоединён горизонтальный дымоход с лежанкой (Airtight Duct) и только потом - наружный дымоход (Exhaust Vent). Последний оборудовали вьюшкой, которая закрывается после протопки: она не даст теплу из газохода лежанки улетучиться на улицу.

Чтобы трубу внутри лежанки можно было время от времени чистить, сразу за барабаном была установлена вторичная зольная камера (Secondary Airtight Ash Pit) с герметично закрывающейся прочистной дверцей. Основная часть нагара из-за резкого расширения и охлаждения газов оседает именно в ней, поэтому прочистку наружного дымохода приходится делать крайне редко.

Поскольку вторичную зольную камеру приходится открывать не чаще двух раз в год, вместо дверцы можно применить более простую конструкцию - крышку на винтах с прокладкой из асбеста или базальтового картона.

Расчёт печи

Прежде чем говорить о размерах печи, обратим внимание читателя на важный момент. В отношении всех твердотопливных теплогенераторов действует закон квадрата-куба. Суть его можно пояснить на простом примере.

Представьте куб со стороной в 1 м. Его объем составляет м 3 , а площадь поверхности - 6 м 2 . Соотношение объёма к площади поверхности - 1:6.

Увеличим объём тела в 8 раз. Получился куб со стороной 2 м, площадь поверхности которого составляет 24 м 2 .

Таким образом, поверхность увеличилась только в 4 раза и теперь соотношение объёма к поверхности составляет 1:3. В печах от объёма зависит количество выделяемого тепла и его мощность, а от площади поверхности - теплоотдача. Эти параметры взаимосвязаны, поэтому бездумно масштабировать ту или иную схему печи, подгоняя под нужные для себя размеры, нельзя - теплогенератор может вообще оказаться неработоспособным.

При расчёте ракетной печи задаются внутренним диаметром барабана D, который, как было сказано выше, может варьироваться в пределах от 300 мм (печь на 15 кВт) до 600 мм (печь на 25 кВт). Эта «вилка» как раз и обусловлена законом квадрата-куба. Также мы будем использовать производную величину - площадь поперечного сечения барабана S: S = 3.14 * D^2 /4.

Таблица: основные параметры

Таблица: максимально допустимая длина газохода с лежанкой

Таблица: объём вторичной зольной камеры

Промежуточные значения рассчитываем пропорционально (интерполируем).

Материалы и инструменты

Барабан печи можно выполнить из стандартной бочки объёмом 200 л и диаметром 600 мм. Закон квадрата-куба позволяет уменьшить диаметр барабана до 50%, так что для небольшой печи этот элемент можно изготовить из газового баллона бытового назначения или жестяных вёдер.

Поддувало, топка и первичный дымоход выполняются из круглых или профильных стальных труб. Значительная толщина стенки не требуется - можно обойтись парой миллиметров - горение в печи слабое. Дымоход в лежанке, по которому газы следуют в уже совсем остывшем виде, вообще можно изготовить из металлической гофры.

Для теплоизоляции (футеровки) топочной части потребуются бой шамотного кирпича (шамотный щебень) и печная глина.

Наружный обмазочный слой (теплоаккумулятор) будет выполнен из самана.

Так выглядит свежеприготовленный саман

Теплоизоляция первичного дымохода выполняется из лёгкого шамотного кирпича (марка ШЛ) или речного песка, богатого глинозёмом.

Такие детали, как крышки и дверцы, можно изготовить из оцинкованной стали или алюминия. В качестве уплотнителя применяются асбест или базальтовый картон.

Подготовительные работы

В рамках подготовительных работ необходимо нарезать весь имеющийся прокат на заготовки нужных размеров. Если в качестве заготовки для колпака принято решение использовать газовый баллон, от него нужно отрезать приваренную верхнюю часть.

Подготовка газового баллона для использования в роли колпака

Обратите внимание! Если в баллоне остался газ, во время резки он может сдетонировать. В целях безопасности такие ёмкости режут только после заполнения водой.

Заметим, что в большинстве случаев ракетную печь делают именно из баллона. Такой агрегат способен обогреть помещение площадью до 50 м 2 . «Ракету» из бочки только в очень редких случаях приходится использовать на полную мощность.

С бочки, если печь делается из неё, также необходимо срезать верхнюю часть. Далее в бочке или в баллоне вырезают два расположенных друг напротив друга проёма, через один из которых будет заводиться жаровая труба, переходящая в первичный дымоход, а ко второму - подключаться газоход с лежанкой.

Пошаговая инструкция

Вот примерный порядок действий, которого следует придерживаться при изготовлении данной печи:

Изготовление топки

Топку делают сварной, используя стальную трубу или листы. Крышка топки должна закрываться герметично. Её следует делать из стального листа, по периметру которого винтами или заклёпками фиксируется полоса из базальтового картона. Для более плотного закрывания крышку можно оснастить винтовым прижимным механизмом.

Так выглядят топка и зольник в простейшей печи-ракете

Зольная камера (на схеме обозначена как Primary Ash Pit) отделяется от основной части топки колосниковой решёткой, сваренной из прута диаметром 8–10 мм. Решётка должна устанавливаться на полочки из уголка, которые привариваются к внутренним стенкам.

Дверца зольной камеры также должна быть герметичной. Её делают из стального листа, к которому по всему периметру приваривается в два ряда стальная полоса. В паз между этими полосами укладывают асбестовый шнур или базальтовый картон.

Остаётся приварить к топке жаровую трубу.

Первичный дымоход

К трубе, выполняющей функцию первичного дымохода, необходимо приварить 90-градусный отвод и небольшой отрезок трубы, после чего эта Г-образная конструкция помещается внутрь бочки или баллона, то есть будущего барабана.

Отвод с приваренным к нему отрезком трубы следует вывести в один из проёмов в нижней части барабана так, чтобы первичный дымоход оказался расположенным строго по центру. Напомним, что верхний срез трубы должен располагаться хотя бы на 70 мм ниже верхнего края бочки (баллона).

После центрирования первичного дымохода его горизонтальный хвостовик, который был выведен в проём в барабане, приваривают к его краям сплошным швом по всему периметру.

После этого хвостовик первичного дымохода приваривают к жаровой трубе, а к барабану сверху приваривают покрышку.

Ко второму проёму в барабане следует приварить короткий отрезок трубы, который будет играть роль вторичного зольника. В нем нужно выполнить окно для прочистки. По его краям встык нужно приварить шпильки, к которым будет прикручиваться крышка (напомним, что мы решили в этом месте дверцу не устанавливать, поскольку открывать её приходится достаточно редко).

По периметру крышки винтами или заклёпками следует закрепить полосу из базальтового картона.

Монтаж дымохода

К выходу вторичного зольника привариваем горизонтальную часть дымохода, на которой впоследствии будет устраиваться лежанка. Если газоход предполагается делать из металлогофры, то сначала к зольнику необходимо приварить короткий патрубок, а уже к нему - присоединить при помощи хомута гофру.

На заключительном этапе к горизонтальному газоходу крепят наружный дымоход.

Футеровка топочной части

Металлическая часть печи готова, теперь её нужно правильно оштукатурить теплоизолирующим и теплоаккумулирующим составами.

Футеровку топочной части (до первичного дымохода) следует выполнять смесью печной глины и боя шамотного кирпича, взятых в пропорции 1:1.

Футеровка первичного дымохода

Материалы, используемый для футеровки первичного дымохода - лёгкий шамотный кирпич или речной песок - являются пористыми, поэтому в открытом состоянии они быстро пропитаются нагаром и утратят теплоизоляционные свойства. Чтобы не допустить этого, футеровку на первичном дымоходе защищают стальным тонкостенным кожухом, а с торцов обмазывают печной глиной.

В соответствии с законом квадрата-куба соотношение объёма и площади поверхности барабана зависит от его диаметра, поэтому и футеровку первичного дымохода в зависимости от размеров печи делают по-разному. Три варианта показаны на рисунке.

Варианты футеровки первичного дымохода

Если футеровка выполняется шамотным кирпичом, полости между его фрагментами необходимо засыпать строительным песком. Если же применяется богатый глинозёмом речной песок, приходится прибегать к более сложной технологии:

Песок очищают от крупного мусора (тщательная подготовка не требуется).

В кожух засыпают слой небольшой толщины, трамбуют его и смачивают, так чтобы образовалась корка.

Таким же образом насыпают последующие слои. Всего их должно быть от 5 до 7.

Песчаную футеровку сушат в течение одной недели, затем замазывают её верх печной глиной и продолжают изготовление печи.

Последним шагом все части печи обмазывают саманом. Готовится он из следующих ингредиентов:

глина;

солома (14–16 кг на 1 м 3 глины);

песок (в небольшом количестве);

вода.

Указанное соотношение соломы и глины является приблизительным. В некоторые сорта глины соломы можно добавить больше, в других - наоборот, её количество приходится уменьшать.

Способы усовершенствования реактивной печи

Вместо лежанки на газоходе, можно соорудить водяную рубашку, которая будет подключаться к водяной системе отопления. Эту часть можно выполнить и в виде змеевика из медной трубы, намотанной на дымоход.

Схема печи-ракеты с водяным контуром

Ещё один способ усовершенствования - организация подачи в жаровую трубу подогретого вторичного воздуха.

Чертёж печи-ракеты из баллона с подачей вторичного воздуха

При таком исполнении КПД печи окажется более высоким, но в первичном дымоходе будет более интенсивно откладываться копоть. Чтобы её можно было легко удалить, крышку барабана необходимо сделать съёмной. Естественно, она должна быть оснащена уплотнением.

Усовершенствованный вариант печи-ракеты из баллона

Как топить печь-ракету

Ракетная печь, как и теплогенераторы с верхним горением, работает с высокими характеристиками только в том случае, если её дымоход является достаточно горячим. Поэтому перед тем как загрузить в топку основное топливо, агрегат нужно хорошо прогреть (если, конечно, имел место длительный простой и печь успела остыть). Для этого применяют любое «быстрое» топливо, например, опилки, бумагу, солому и пр., которое закладывают в поддувало.

Затихание гула или изменение его тональности свидетельствует о том, что печь достаточно прогрета и в топку можно закладывать основное горючее. Поджигать его не нужно - оно разгорится от углей, оставшихся после прогорания «быстрого» топлива.

Растапливают печь-ракеты через топливник

Настраиваться под внешние условия и качество топлива, как, например, Bullerjan, реактивная печь не умеет. Регулировку приходится брать на себя пользователю. После закладки основного топлива заслонку поддувала нужно полностью открыть, а как только агрегат загудит - прикрыть до появления шелестящего звука.

В дальнейшем по мере сгорания топлива заслонку приходится прикрывать всё сильнее, все так же добиваясь тихого шелеста. Если прозевать нужный момент, в топку начнёт поступать избыточное количество воздуха и пиролиз в жаровой трубе из-за остывания промежуточной газовой смеси прекратится. При этом печь напомнит о себе «ракетным» гулом.

Видео: как сделать реактивную печь длительного горения своими руками

Реактивную или ракетную печь стремились создать предельно простой и домашнему умельцу это только на руку. Однако, делать этот теплогенератор наобум, как видно из нашей статьи, ни в коем случае нельзя - вместо ракеты мастер получит обычную буржуйку, очень прожорливую и постоянно зарастающую копотью. Важно соблюсти все приведённые соотношения параметров и тогда вы получите производительную печь-ракету со вполне пристойными характеристиками.