Что такое ракетная печь: варианты конструкции, схемы и принцип работы. Реактивная тяга на страже уютного тепла: печь-ракета своими руками Реактивная печь чертежи

Ракетная, или реактивная печь - это отопительно-варочное устройство, использующее в качестве топлива древесные продукты. Популярность такого оборудования обусловлена несколькими факторами. Один из важнейших - простота изготовления и небольшие вложения. Кроме того, ракетная печь пользуется спросом из-за своих оптимальных технических характеристик, но об этом мы поговорим немного позже.

Несколько интересных особенностей

Реактивная печь появилась достаточно давно. За это время о таком оборудовании сложилось огромное количество мифов. Самый интересный заключается в том, что в ракетной печи используется такой же принцип работы, как и в самолета МИГ-25. Кто-то даже говорил о том, что подобное отопительное оборудование работает на обратной но это совсем не так.

Все эти мифы и выдумки связаны, скорее, с названием, нежели с принципом действия устройства. Но печи ракетного типа были названы так только потому, что при неправильной топке они издают свистящий звук, похожий на тот, который издает ракета при полете. Если же печь была сложена правильно, то она будет работать тихо, с небольшим шелестом. Сделать ее можно хоть и быстро, но не всегда так просто, как хотелось бы. Именно поэтому прежде чем приступать к сборке, необходимо более подробно узнать принцип работы, характеристики, рассмотреть пару схем и чертежей.

Ракетная печь длительного горения

Основное требование, выдвигаемое к реактивным печам, да и к любым другим устройствам длительного горения, - высокая теплоотдача. Причем желательно, чтобы была возможность загрузки топлива без остановки процесса горения. Если такое отопительное оборудование будет гореть в течение 6-7 часов без «дозаправки», то его смело можно назвать годным.

Вообще любая ракетная основана на дожигании пиролизных газов. Как известно, пиролиз - это процесс разложения твердого топлива в летучие газы, протекающий в условиях недостаточного количества кислорода в топке, что замедляет процесс горения и заставляет топливо тлеть. Все это позволяет относительно небольшим количеством древесного топлива довольно долго обогревать помещение.

Принцип действия

Практически все печи рассматриваемого типа имеют вертикальную загрузку. Горючее, попавшее в топку, сгорает, и постепенно оседает в низ. Основная часть кислорода поступает через поддувало, благодаря чему достигается избыток воздуха, которого должно хватить на дожигание. Но его количество рекомендуется ограничивать, так как холодные потоки могут остудить нагретую смесь.

Если загрузка вертикальная, то основным регулятором выступает пламя, которое вытесняет воздух. Обычно для поддержания процесса пиролиза, то есть чтобы температура сохранялась на должном уровне, имеется жаровая труба. Чем она длиннее, тем лучше тяга. Но по всей длине трубы мы имеем значительную разницу температур.

Довольно важным моментом является теплоотдача после топки. Для более эффективного выделения тепла его небольшое количество (в пределах 5-10%) отводится наружу. Так и помещение быстрее нагревается, и появляется возможность уменьшить теплопотери райзера (аккумулятора). Практически все ракетные печи своими руками делаются таким образом, чтобы райзер накрывался тонким слоем металла, что сохранит тепло. Продолжаем рассматривать устройство.

Ракетная печь своими руками: чертежи

Для того чтобы отопительное оборудование работало максимально эффективно, во время сборки необходимо руководствоваться чертежами. Их вы сможете найти в данной статье и использовать при сборке.

Давайте поговорим о том, как создать Она нужна для обогрева и приготовления пищи в теплое время года. Нагревается до 400 градусов по Цельсию. При этом печь должна быть переносной. Топку можно сделать открытой. Основное конструкционное отличие от классической реактивной печи заключается в том, что топка изготавливается с совмещенным поддувалом. В результате объемы заходящего вторичного воздуха сокращаются, следовательно, кислород не может остудить пиролизный газ.

Изготовленное отверстие в крышке бункера позволяет регулировать температуру, правда, не очень точно, но для приготовления пищи вполне достаточно. А сейчас более подробно рассмотрим процесс сборки.

Первый этап сборки

Для начала нам потребуется обычное колено канала в хорошем состоянии. Его размеры могут быть различными. Все зависит от того, насколько большую печь вы хотите получить. Две трубы (обычно диаметром 150 мм) свариваются под углом не более 90 градусов. В результате мы получим топку с патрубком. Необходимо помнить о том, что короткий участок трубы должен быть горизонтальным, а длинный - вертикальным. Соответственно, пламя из горизонтального патрубка будет вытягиваться в вертикальный канал.

Наиболее примитивный с точки зрения трудоемкости способ организовать подачу вторичного воздуха заключается в том, что на кронштейны в топке крепится лист металла. Получается, что очаг будет отделяться от дымохода. Проходящий воздух переместится в угол колена, чего и требовалось добиться. Обратите внимание на то, что ракетная печь, своими руками (чертежи см. в данной статье) изготавливаемая, должна иметь ножки. Их желательно приварить. На вертикальную часть трубы можно поставить решетку, чтобы заниматься приготовлением пищи.

Второй этап: изготовление ракетной буржуйки

В качестве основы мы берем конструкцию, полученную немного раньше. К ней необходимо добавить дополнительный элемент, в результате чего получится своего рода буржуйка. Нам требуется сделать горизонтальный канал. Прямоугольное сечение канала более предпочтительно, так как позволяет улучшить эксплуатационные свойства агрегата. Что же касается воздуховода, то его можно сделать горизонтальным. Самое главное, чтобы по нему поступал воздух. Наиболее целесообразное решение - установка пластины с ребрами по нижней стенке.

Что касается дымохода, то его подключают к колену. В качестве материала используется стальная труба подходящего диаметра. Нередко такая печь собирается из того, что есть под рукой. Но самое главное требование - это организовать качественную топку и отвод. При этом нежелательно использовать слишком тонкий металл, на котором будет заметен процесс коррозии.

Печь с вертикальным теплообменником

Сама по себе идея достаточно проста в исполнении. Заключается она в том, что на пути прохода горячих потоков монтируют толстостенный стальной теплообменник. В этом случае используется конструкция, описанная выше, и к ней добавляется дополнительный элемент. Но тут желательно немного увеличить печь в размерах и поменять вертикальную трубу на емкость для сухого теплообмена. Это может быть пустой газовый баллон, который идеально подходит. Правда, придется выполнить канал дымохода соосно горизонтальному патрубку (топке).

Топка может изготавливаться в различных исполнениях. Самые популярные - труба, короб и корпус печи. Если топка имеет не слишком маленькие габариты, то может выступать в качестве первичного теплообменника. Поэтому если вы хотите добиться продолжительного горения, скажем, такого, который имеет ракетная печь Апостола, то топливный отсек необходимо расширить. Обычно он делается высоким, примерно 50-60 см. Следовательно, вертикально загруженные поленья загораются снизу и полностью прогорают под собственным весом.

Монтаж инжектора

На этапе дожигания топлива для лучшего протекания процесса устанавливают отдельный канал для подачи кислорода. В этих целях желательно использовать стальную трубу, имеющую диаметр не более 18 мм, и изогнутую. Один конец трубы необходимо заглушить, просверлить в нем примерно пять-шесть отверстий небольшого диаметра. Данная сторона проходит через всю систему. При этом конец с просверленными отверстиями должен доставать до пламени. Свободная сторона отводится в окружающую среду, где будет доступ к воздуху. Нагревание металла приводит к возникновению тяги в трубке, и кислород поступает для дожига. В принципе, ракетная печь Габриэля Апостола такого типа является весьма эффективной и отличается высокой теплоотдачей.

Полезное дополнение

Если у вас есть желание, то на заключительном этапе вы можете организовать турбонаддув. Для этого к инжектору нужно подключить воздушный насос. Подойдет старенький пылесос или мощный компрессор. При этом обратите внимание на то, чтобы инжектор имел хорошую пропускную способность.

Система работает следующим образом. После включения насоса в ней создается избыточное давление. Пропорционально увеличению мощности возрастает тяга. Постепенно температура теплообменника повысится. Это похоже на кузнечные меха, которые использовались еще с древних времен. Такая ракетная дровах и другом низкосортном топливе будет работать весьма эффективно. Вложений практически не потребуется, так как собрать оборудование можно из подручных средств и материалов.

Печь-ракета - это один из видов варочных печей, работающих на древесном топливе. Стационарные модели печей используются и для отопления.

Своё название она получила от гула, который раздаётся в начале протопки. При правильном режиме горение он затихает. Ракету напоминает и форма конструкции - вертикальный цилиндр . Печь также называется реактивной.

Сходный принцип использовался в Корее и Китае для обогрева домов зимой. Путешественники в прежние времена отмечали, что дров при этом тратится значительно меньше, чем в традиционной русской деревне.

Реактивные печи, чертежи изделий

Печки-ракеты подразделяются на переносные и стационарные . Первые устройства меньше по размерам и имеют более простую конструкцию. Она напоминает перевёрнутую букву «Г» . В нижнюю перекладину закладывается топливо. Благодаря вертикальной форме основной части возникает естественная тяга.

Фото 1. Чертёж и готовый вариант металлической печи-ракеты с указанием размеров, вид слева и сверху.

По мере повышения температуры устройство работает всё эффективнее. Его мощности хватает, чтобы быстро нагреть воду для приготовления еды на нескольких человек. Чтобы дрова не прогорели слишком быстро, нужно регулировать тягу в печи. Для этого прикрывают или закрывают полностью топливную дверцу.

Переносные реактивные печи выпускаются серийно . Наиболее популярны модели «Робинзон» и «Огниво» . Благодаря простоте конструкции их можно сделать самостоятельно.

Стационарные устройства устроены несколько сложнее. В колпаке воздуховодные каналы сделаны таким образом, что нагретый воздух сперва поднимается вверх. Передавая тепло внутренним стенкам, он постепенно опускается вниз. Затем проходит в дымоход, расположенный в нижней части.

Фото 2. Чертёж ракетной печи, изготовленной из кирпича и металлической бочки. Стрелками показаны части устройства.

Такая печь довольно экономичная в использовании , так как в ней происходит сжигание не только дров, но и пиролизных газов. Дымоходный канал печи иногда не выводят из помещения сразу, а проводят внутри лежанки, сделанной из кирпича и/или глины. Такая лежанка нагревает помещение до комфортной температуры. Сама же конструкция изготавливается из труб большого диаметра, бочки или кирпича.

Важно! Устройство нуждается в предварительном прогреве перед топкой . Сначала зажигают бумагу, газету или ещё что-то быстро воспламеняющееся. И только в прогревшуюся топку укладываются дрова.

Печь-ракета длительного горения из кирпича

Поскольку кирпич аккумулирует тепло, такие устройства хорошо подходят для обогрева помещений. С учётом длительности горения, одной закладки топлива хватает на 6—8 часов поддержания комфортной температуры.

Иногда печь делается полностью кирпичной. Только фурнитура (дверцы) потребуется стальная или чугунная. В других случаях внешняя часть печного колпака делается из бочки или широкой трубы.

Внимание! Кирпичная печь требует отдельного фундамента , не связанного с тем, который строится для самого здания. Желательно планировать его расположение до начала строительства.

Устройство из трубы с водяным контуром, схема

Конструкция печи сваривается из железных труб разных диаметров .

Если предполагается отапливать небольшое помещение, колпак печи можно сделать из отработанного газового баллона .

В доме более внушительных размеров для этих целей подойдёт железная бочка.

Если на дымоходе печи установить водяной контур, то можно получить котёл длительного горения, который будет хорошо отапливать помещение.

Водяной контур обычно изготавливается из газовых баллонов.

«Робинзон»

Это простая и надёжная походная печь. Она способна довольно быстро (за 10 минут) вскипятить литр воды. При этом подкладывать дрова не потребуется.

Конструкция была разработана ещё в прошлом веке, но благодаря своим достоинствам используется до сих пор. «Робинзон» выпускается серийно, но его несложно собрать и самостоятельно.

Вам также будет интересно:

«Огниво»

Такая печь похожа на предыдущий вариант. Но топочная камера в ней короче и расположена под более тупым углом по отношению к дымоходу. Такая печка напоминает по форме перевёрнутую букву «Г».

Как сделать ракетную печку своими руками

У него есть несколько этапов — выбор подходящей конструкции; подбор материалов и инструментов; непосредственно изготовление.

Выбор проекта

Выбирая подходящий проект, учитывайте такие факторы:

1. Назначение печи — требуется ли только приготовление еды или ещё и обогрев комнаты.
2. Доступные материалы.
3. Приблизительная мощность. От неё зависит, на сколько порций еды или на какой объём помещения хватит устройства.

Материалы

Для кирпичной конструкции потребуются:

• шамотный (огнеупорный) кирпич;
• огнеупорная смесь для кладки;
• бетонный раствор (для основания);
• минеральная вата;
• асбест;
• целая бочка или пустой газовый баллон для колпака (не обязательно);
• печные дверцы — топочной камеры и зольника;
• если колпак кирпичный — толстый лист из нержавеющей стали по размеру его сечения.

Для отделки печи применяются:

• огнеупорная краска;
• глина;
• камни;
• и т. п.

Для металлической возьмите:

1. Круглую металлическую трубу диаметром около 150 мм и длиной не более 90 мм (лучше около 60 мм ).
2. Профилированную (прямоугольную) трубу сечением в 100—120 мм и длиной около трети круглой.
3. Вместо трубы прямоугольного сечения, можно взять лист стали толщиной 3 мм.
4. 3 гайки.
5. Стальные пруты, пластины или длинные болты для ножек.

Справка. Для лучшей тяги профилированную трубу берите со стороной не больше диаметра круглой.

Подготовка инструментов

Для изготовления пригодятся:

• мастерок;
• уровень;
• сварочный аппарат;
• штыковая лопата;
• металлическая щётка;
• уровень;
• болгарка.

Изготовление, размеры устройств

Вариаций на эту тему множество. Рассмотрим изготовление двух принципиально разных типов реактивной печки. Это кирпичная печь с лежанкой, которая применяется в помещении, и походная, собранная из металла. При необходимости вносятся изменения, возможны комбинации методов (например, отопительно-варочное приспособление, но сделанное из труб, покрытых глиной или камнями).

Как сделать кирпичную печь с лежанкой

Первый этап — устройство фундамента. Под него выкапывается прямоугольное углубление, которое затем заполняется бетоном.

Для прочности лучше предварительно установить арматуру. Основание должно быть строго горизонтальным.

После застывания бетонного раствора начинается укладка кирпичей . Внешние стенки располагаются по периметру бетонной площадки. Формируется камера сгорания. С одной стороны от неё размещается топочная камера с отверстием для загрузки дров. С другой - идут воздуховодные каналы.

Важно! Каждый ряд кирпичей также проверяется уровнем. Это делается в обоих плоскостях — горизонтальной и вертикальной.

В камере сгорания также оставляют отверстие для чистки от золы , которое закрывается дверцей. Когда эта камера готова, на неё надевают металлическую бочку. Промежутки заполняются утеплителем, например, минеральной ватой.

Если же бочка не используется, сверху устанавливается плита для приготовления пищи . Под неё кладётся асбестовый утеплитель.

Дымоход подключается к каналу воздуховода и выводится на улицу.

Затем готовое устройство декорируется. Например, обмазывается глиной и покрывается краской. Другой вариант — оставить кирпичную кладку.

Реактивная печь для походов

Она состоит из двух отсеков , соединённых между собой. Чтобы собрать её, для начала обрежьте трубы под углом в 45° . Если вместо второй трубы взяли металлический лист, разрежьте его на такие части:

• две со сторонами 300 мм и 150 мм ;
• две — 300 мм и 100 мм ;
• и одна 150 и 100 мм .

Фото 3. Готовая реактивная печка для походов. Устройство изготовлено из металлических труб.

Затем сварите их между собой. Потребуется также ещё одна пластина для разделения топливного отсека, её размеры 200 мм и 100 мм.

Все фрагменты свариваются между собой в соответствии со схемой. Круглую трубу крепят в нижней части прямоугольной и посередине относительно боковых сторон.

Из обрезков арматуры сваривается колосниковая решётка . Её удобно сделать выдвижной, чтобы закладывать дрова и затем задвигать внутрь топки.

От трубы отпиливаются 4 кольца. Они крепятся сверху, чтобы посуда не перекрывала отверстие для тяги.

В разборном варианте устанавливаются ножки . Снизу привариваются гайки, в которые затем вкручиваются длинные болты. Есть и другой способ. Прутья или обрезки стального листа привариваются ко дну. Это менее удобно в перевозке, зато нет необходимости в сборке.

Когда конструкция готова, её нужно покрасить . Применяется только огнеупорная краска. Это убережёт от коррозии, а также прикроет следы от пайки.

Возможные сложности

При укладке кирпичей непросто точно рассчитать размер отверстий под топочную и зольную дверцы. Поэтому можно выложить ряд с дверцей без раствора , «насухо», и прикинуть, как лучше её расположить. А затем уже выложить кирпичи, скрепляя раствором.

Делая печь из труб, сложно рассчитать место их соединения. Поэтому сначала отпиливается круглый фрагмент и приставляется к прямоугольному в нужном месте. Вокруг проводится линия маркером, по которой и делается вырез. Если топливная часть собирается из отдельных пластин, удобнее будет вырезать отверстие до их сварки между собой.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором демонстрируется процесс растопки походной печи-ракеты, рассказывается о характеристиках устройства.

Плюсы использования печи-ракеты

Реактивные печи довольно экономны и в использовании. Но для сверхэффективной работы важно, чтобы топливо было сухим, иначе вторичного сгорания газов не происходит.

​

Печь-ракета не подходит для установки в бане. Дело в том, что для нужного эффекта требуется, чтобы сначала нагрелись стены помещения. А при режиме, создаваемом данной печью, нагревается именно воздух.

В качестве отопительного прибора в доме для постоянного проживания такое устройство не всегда удобно.

Мне нравится ходить в походы. Еще мне нравится готовить. Но к сжиганию невозобновляемых источников энергии я отношусь отрицательно.
Итак, какие вы можете предложить альтернативы? Очевидно, что можно просто разжечь костер, но это не во всех местах разрешено. Я для простого разогрева кастрюли с едой уходит большое количество дерева.

Поэтому я поставил себе цель сделать что-то портативное и работающее на дровах.

С идеей ракетной печи я столкнулся ранее в этом месяце, поэтому выбор устройства уже был сделан.

Поиск баллона для гелия и его резка.

Основная часть переносной ракетной печи состоит из старого баллона для гелия.
Я нашел два у своего друга, который недавно отыграл свадьбу.
Опустошите баллон. Гелий не горит, но вскрытие сосуда под давлением 295 атмосфер не лучшая затея.

Отрезаем верхнюю часть и делаем отверстие сбоку. Размеры отверстия зависят от размеров топливного бункера.

Подготовка профильной трубы

Подача топлива должна быть устроена таким образом, чтобы пламя свободно доставало до верхней части корпуса. В профильной трубе нужно добавить вырез, чтобы она удобней соединялась с корпусом.

Еще при подаче дров через топливный бункер нам необходимо обеспечить свободный проход воздуха в печь. Для этой цели я использовал металлическую решетку, снятую со старого радиоприемника.

Упор для конструкции

Для устойчивости конструкции понадобилось изготовить две ножки для топливного бункера.

Я скрепил все вместе. Ножки и решетку для контроля потока воздуха через стенки топливного бункера при помощи контргаек.

Нейлоновое кольцо гайки не будет подвергаться чрезмерному нагреванию, так как находится достаточно далеко от топки.

Шип для устойчивости

Для увеличения устойчивости печи добавим шип в нижней части баллона. Для этого я приварил к баллону гайку.

Отверстие в нижней части я сделал сквозное, чтобы для удобства при транспортировке, шип можно было закреплять внутри.

Нагревательная поверхность

Для того, чтобы ставить на печь кастрюлю, нужно изготовить под нее нагревательную поверхность. Я ее сделал из старого противня.

С таким материалом проще работать, и он достаточно прочный, чтобы выдержать даже тяжелую кухонную утварь.

Проводим первую сборку походной печи

Вот так выглядит собранная печь. Ее поверхность я обработал специальной краской, которую можно нагревать до температуры 800°C.

Проводим разборку печи

Для транспортировки все части можно отсоединить от корпуса. Все детали подогнаны по размеру таким образом, чтобы их можно было поместить внутри печи, и чтобы при транспортировке они не гремели (кроме нагревательной поверхности) ...

Используем все пространство

Звуки, издаваемые при транспортировке разобранной нагревательной поверхностью, мне показались раздражительными, поэтому я наполнил свободное пространство печи дровами. Так я пришел к мнению, что будет полезно иметь какое-то количество сухой древесины для растопки.

Наслаждаемся приготовлением пищи на природе

Я попробовал жарить бекон и яйца. Можно даже приготовить целую кастрюлю бобов.

Благодаря печи для полного приготовления блюда вам понадобиться лишь пару поленьев. А древесина будет выгорать полностью, почти не создавая дыма.

Увеличиваем устойчивость конструкции (корпус)

Пришло время усовершенствовать результат работы.

Печь вышла в общем удачной, но немного неустойчивой. Для улучшения данной характеристики я использовал тросик от тормозной системы велосипеда, добавив отверстие в корпусе.

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

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

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

Принцип работы печки ракетного типа

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

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

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

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

Простейшая конструкция ракетной печки

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

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

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

1 – внешний металлический корпус печи.

2 – труба – топочная камера.

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

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

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

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

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

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

2- зона самого активного теплообмена;

3 – восходящий поток раскаленных газов.

Видео: вариант простейшей рактеной печи из старого баллона

Усовершенствованная конструкция ракетной печи

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

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

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

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

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

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

Повышение эффективности отбора тепла в печках-ракетах

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

Печь-плита

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

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

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

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

Печь-ракета с водяным контуром

Печь-ракета с водяным контуром состоит из следующих элементов:

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

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

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

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

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

Ракетная печь с лежанкой

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

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

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

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

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

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

Видео: еще одно оригинальное решение повышения эффективности обогрева ракетной печи

Складываем из кирпича ракетную печь с лежанкой

Что необходимо для работы?

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

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

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

Для кладки печи потребуются следующие материалы:

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

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

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

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

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

Порядовка кирпичной печи-ракеты с лежанкой:

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

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

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

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

Ракетная печь - устройство на древесном топливе

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

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

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

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

Печь или ракета?

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

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

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

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

Кан или не кан?

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

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

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

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

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

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

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

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

Как разбираться с ракетами?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Источники недоразумений

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

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

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

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

Оригинальный чертеж мобильной печи-ракеты

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

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

Как родилась печь-ракета?

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

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

Что такое древесный газ?

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

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

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

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

Who are you, the Rocket Stove?

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

Как работает печь-ракета?

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

Устройство ракетных печей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Малая ракета

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

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

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

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

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

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

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

Видео: водогрейка на основе ракетной печи конструкции Габриэля Апостола

Как топить ракету?

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

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

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

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

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

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

Материалы, размеры и пропорции, футеровка

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

Из чего?

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

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

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

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

Размеры и пропорции

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

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

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

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

Футеровка райзера

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

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

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

Схемы футеровки райзера в ракетных печах

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

Как футеровать песком?

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

Ракета из баллона

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

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

Чертежи печи-ракеты из газового баллона

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

Ракеты из чего попало

Баночные

Схема ракетной печи из банок

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

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

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

Компактные ракетные печи

Кирпичные

Печь-ракета из обломков кирпича

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

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

Видео: печь-ракета из 16 кирпичей (eng)

Новый материал

Схема печи Широкова-Храмцова

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

Летают ли ракеты в бане?

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

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

В заключение: печникам-ракетчикам

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

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