Ракетная печь в доме. Изготовление ракетной печи своими руками

Какие бывают конструкции печей длительного горения? Из этой статьи вы узнаете, чем принципиально отличаются печи длительного горения с вертикальной загрузкой и как повысить их эффективность. Мы расскажем о секретах их изготовления и приведём пошаговые инструкции.

Продолжая тему изготовления и усовершенствования печей длительного горения (ПДГ), мы подробно опишем устройства с вертикальной загрузкой. Преимущества такого варианта:

1. Компактная камера сгорания.
2. Использование гравитации в работе.
3. Более эффективная реализация топлива (дров).
4. Низкая температура выброса — не нужно усиленно изолировать дымоход.
5. Относительная чистота (бездымность) выброса — меньше проблем с соседями.

Принципиальное отличие таких печей от буржуек и их производных — постепенное сгорание топлива и, как следствие, плавное и равномерное распределение тепла (в буржуйках разгорается сразу вся загрузка).

Две самые популярные разновидности ПДГ — «Бубафоня» и «Ракета» (ракетная печь). В первом случае реализуется энергия от горения древесины под давлением при дефиците кислорода, во втором — реактивный процесс, возникающий при перепаде температур.

«Бубафоня» или поршневая ПДГ

Своё оригинальное название эта печь получила от ника автора, который впервые выложил схему в общий доступ. Является ли он изобретателем этой разновидности, неизвестно. Скорее всего, в той или иной форме она существовала с давних времён, поскольку её действие основано только на законах физики и природы.

Особенность этого варианта ПДГ — постоянное давление поршня, пятка которого балансирует и удерживает постоянную равномерную температуру, не позволяя остывать или перегреваться отдельным участкам.

Конструкция

«Бубафоня» представляет собой нечто вроде цилиндра поршневого ДВС в крайне примитивном виде:

1. Камера сгорания (КС). Открытая цилиндрическая ёмкость (бочка, баллон, труба) без люков и с дымоотводом у верхней границы. Размер КС может колебаться от 20 до 240 л.
2. Поршень. Стальная труба сечением 75 мм с круглой пяткой на одном конце. Пятка имеет диаметр на 40-50 мм меньше, чем КС, и отверстие под диаметр трубы. В наружной части пятка имеет рёбра для допуска воздуха к участку горения. Функционально эта деталь исполняет роль воздуховода и пресса.
3. Крышка. Простая стальная крышка с отверстием для трубы воздуховода.

Простота и надёжность конструкции, а также доступность материала сделали эту печь самой популярной у селян и владельцев гаражей. «Бубафоня» является рекордсменом по длительности горения — КС из бочки 200 л при полной плотной вертикальной загрузке работает 20-24 часа.

Как собрать

1. Отрезаем верхнюю крышку бочки (должна быть не гнилая). Её можно использовать потом под крышку печи. Если это газовый баллон, отрезаем по границе спайки оголовка и стенки. В 20-30 мм от верхнего края вырезаем отверстие дымохода и привариваем канал из трубы 100-120 мм.

2. Воздуховод (ВВ). Для КС любого размера достаточный внутренний диаметр трубы ВВ — 75 мм. Длина ВВ равна высоте КС плюс 200-300 мм.

3. Пятка. Лист 4-6 мм вырезаем в виде круга диаметром меньше камеры сгорания на 30-40 мм.

4. Вырезаем по центру пятки отверстие, равное внутреннему диаметру ВВ плюс 2-3 мм. По краю можно наварить бортик из полосы для устойчивости поршня при загруженной топке.

5. Привариваем на рабочую поверхность пятки уголки 30х30 или 40х40 в виде лучей от центра.

6. Привариваем ВВ к пятке под углом строго 90º с обратной стороны от рёбер.

7. На свободном конце ВВ изнутри навариваем гайку М6. Вырезаем заслонку по сечению ВВ и устанавливаем на винт. Можно использовать магнит подходящего диаметра. Этой заслонкой регулируется подача воздуха в очаг горения.

8. На крышку навариваем полосу 20-30 мм по окружности наподобие бортика.

Извлекаем максимальную пользу

Конвектор. Для отвода тепла от КС (топки) есть простое и эффективное решение, основанное на конвекции воздуха.

Конвекция — вид теплопередачи, в котором тепловая энергия передаётся потоками или струями.

Для устройства примитивного конвектора нам понадобится профилированный лист оцинковки со средней волной, который нужно просто обернуть вокруг камеры сгорания. Волны профиля будут служить каналами, по которым будет проходить воздух. Нагретый от печи, он будет устремляться вверх, а его место займёт холодный воздух, поступающий снизу канала. Если профлиста нет, можно закрепить вокруг топки и дымохода обрезки профиля CD или UD.

Кожух. Ещё одной разновидностью конвектора может быть примитивная коаксиальная система.

Коаксиальный — от латинского со — совместный и axis — ось, т. е. имеющий совместную ось.

Для этого на камеру сгорания навариваем кронштейны длиной 40-50 мм, отступив 50 мм от верха и низа. На них фиксируем лист металла. Толщина здесь не имеет решающего значения, т. к. теплоносителем выступает воздух, а сам кожух нагреваться не будет. Подойдёт тонкая оцинковка, которую можно сделать съёмной.

Длинный ровный дымоход. Если есть возможность без затруднений увеличить длину дымохода внутри помещения, это позволит снимать остатки температуры отработанных газов.

Вентилятор, направленный на ПДГ, эффективно перемешивает воздух, что даст быстрый и равномерный прогрев помещения.

Описанная версия печи имеет один, но существенный недостаток, который можно рассматривать как дань простоте конструкции. Очистка зольника — работа пыльная. Самим зольником служит донная часть КС и выемка золы через борт неудобна, но необходима.

Ещё один нюанс можно назвать разве что «издержкой производства». При использовании бочки стенки топки прогорают относительно быстро. При интенсивной эксплуатации (на высокой температуре) камеру сгорания придётся заменить через 3-4 сезона. Но и здесь простота обеспечивает успех — достаточно подыскать такую же бочку. Газовый баллон в этом случае будет служить десятки лет.

«Ракета» или реактивная печь (РП)

Ещё одна разновидность энергоэффективных печей известна под названием «Ракета» или «Ракетная печь». Звучное имя она получила из-за реактивного процесса, основанного на теплообмене при значительном перепаде температур (и возникающей при этом тяге), который реализуют в том числе и в ракетных реактивных двигателях. Это природное явление вписано в базовые законы физики благодаря своей безотказной работе.

Конструкция

РП всегда имеет «колено» не более 90° в том или ином виде. То есть дымоход расположен под прямым или острым углом к дну топки. Обязательно наличие воздуховода (ВВ), который часто располагается смежно (через стенку) с топкой.

Принцип работы и преимущества

Главное отличие РП от описанных ранее печей — температура концентрируется не в топке, а в потоке воздуха, который находится в постоянной динамике. Непрерывная тяга, возникающая в месте нагрева (колено), заводит кислород с потоком воздуха для горения в топку через ВВ, в топке воздух получает тепловую энергию от сгорания топлива и отдаёт её в месте перепада температуры (колено и «окрестности»), благодаря чему тяга поддерживается.

В постоянном режиме РП не требуется регулировка подачи воздуха — природное стремление к балансу процессов обеспечивает тягу ровно такой силы, какая требуется для реализации температуры в топке. Выход отработанных газов проходит также естественно — давлением разогретого воздуха (поэтому РП не требует высокой трубы дымохода).

Эффект реактивности теплового потока мы будем реализовывать поэтапно, всё более усложняя конструкцию.

Этап первый. Поток в чистом виде

Как мы уже выяснили, основным элементом и условием существования потока служит колено канала. Сварив под углом 90° две трубы диаметром от 150 мм, соотносящиеся как 1/2, мы получим готовую «ракетную» топку с патрубком дымохода. Короткий участок — горизонтальный, длинный — вертикальный. Если развести огонь в горизонтальном, пламя будет выходить по вертикальной трубе.

Примитивный вариант подачи вторичного воздуха можно организовать, установив внутри топки на кронштейны лист металла — очаг будет отделён от воздуховода. При этом воздух, проходящий по нему, будет попадать в угол колена, что позволяет называть его вторичным. Такому устройству можно приваривать ножки и ставить на верхний канал решётку для сковороды.

Этап второй. «Ракетная буржуйка»

За основу берём конструкцию, описанную выше, и добавляем ещё один элемент — горизонтальный участок (канал). Прямоугольное сечение каналов будет удобнее в эксплуатации, чем трубы.

Ракетная буржуйка: 1 — пластина; 2 — область нагрева и теплообмена; 3 — поток воздуха

Воздуховод в данном случае может располагаться произвольно — главное, чтобы по нему проходил воздух. Это могут быть «щёчки», параллельные боковым стенкам загрузочного люка, или пластина на рёбрах по нижней стенке.

Далее к колену присоединяем дымоход из стальной трубы (он же — остаточный теплообменник) и устраиваем крышку. Точно описать конструкцию сложно, поскольку чаще всего её исполняют из подручных материалов. Важно понять и реализовать сам принцип образования потока.

Этап третий. Система с вертикальным теплообменником

Идея заключается в устройстве стального теплообменника с толстыми стенками на пути прохода горячего потока.

Конструкция представляет собой элемент из второго этапа, увеличенный в размерах, на котором вместо вертикальной трубы будет располагаться пустая ёмкость для сухого теплообмена (в идеале — пустой газовый баллон). В этом случае канал дымохода должен быть расположен соосно горизонтальному элементу.

Сам горизонтальный элемент (топка) может быть исполнен в разном виде — корпус печки, труба или короб. Он может служить предварительным теплообменником (если имеет достаточно большой размер). Для продолжительного (до 4-х часов) непрерывного горения нужно увеличить топливный отсек. Он может быть до 600 мм в высоту и принимать поленья вертикально. Горение будет происходить в нижней их части, и под собственным весом они будут прогорать постепенно.

Ракетная печь с теплообменником: 1 — зольник; 2 — холодный воздух; 3 — топливный отсек; 4 — крышка; 5 — дрова; 6 — граница пламени; 7 — область горения; 8 — теплообмен; 9 — дымоход; 10 — баллон

Подача первичного воздуха будет производиться через дверцу в районе топки, которая будет служить ревизионным люком для очистки. Вторичный — через отверстие или канал на колене, либо по каналу в топливном отсеке.

Этап четвёртый. Устанавливаем инжектор

Выше упоминались прообразы каналов подачи вторичного воздуха. На этом этапе мы установим отдельный канал для полноценного снабжения пламени кислородом на этапе дожигания топлива.

Для этого потребуется стальная труба диаметром 12-15 мм, изогнутая в форме канала, который получился из элементов системы. С одной стороны её нужно заглушить и просверлить в стенке 6-8 отверстий 5-6 мм на участке в 100 мм. Затем следует установить трубку таким образом, чтобы она проходила через всю систему, а её «глухой» конец с отверстиями находился в месте, куда достаёт пламя. Открытый конец должен выходить в «холодной» части системы и иметь доступ воздуха. Нагретый металл трубки создаст тягу, и свежий воздух будет подаваться на дожиг.

Варианты установки инжектора: 1 — зольник; 2 — холодный воздух; 3 — топка; 4 — топливный отсек; 5 — инжектор; 6 — граница пламени; 7 — теплообменник

Этап пятый. Турбонаддув

К инжектору подключается воздушный насос (возможно, старый пылесос). Сам инжектор должен иметь бóльшую пропускную способность, чем при естественном снабжении. При включении насоса поток свежего воздуха создаёт избыточное дополнительное давление, и тяга усиливается пропорционально поданной мощности. Это обеспечивает повышение температуры теплообменника.

Этот способ известен мастерам с древних времён — функцию воздушного насоса выполняли кузнечные меха.

Принимая меры для развития ракетной печи, помните, что система должна быть гармоничной — все элементы нужно балансировать, иначе — перегрев и прогорание металла.

Пиролизная ракетная печь из консервных банок своими руками

Походная горелка-«щепочница» всегда пригодится, тем более что для неё не нужно специальных материалов и навыков. Изготовить её сможет даже подросток. Однако для того, кто впервые взялся за решение вопроса отопления «ракетными» печами, это будет хорошей практикой, т. к. принцип работы идентичен:

1. Берём две жестяные банки разного диаметра и высоты (разница на 20-25 мм).
2. Вырезаем отверстие, равное диаметру меньшей банки в дне большей банки.
3. Делаем сеть отверстий в дне меньшей банки.
4. Делаем пояс отверстий на стенке меньшей банки в 1/5 её высоты от открытого края.
5. Делаем пояс отверстий на стенке большей банки в 1/7 её высоты открытого края.
6. Вставляем меньшую банку в дно большей так, чтобы дно меньшей подходило к открытому краю большей. Горелка готова.

Вы наверно уже догадались, что, в принципе, это коаксиальная система газопровода. Добавляя к такой горелке разные приспособления, можно увеличить объём топливного отсека или кипятить воду.

Если в стенке большей ёмкости вырезать отверстие под канал и установить вентилятор, получится не что иное, как РП с турбонаддувом.

Используя этот «карманный» вариант, можно проводить эксперименты и сравнительные замеры — как горит материал сам по себе и как с применением вторичного воздуха.

Реактивная печь с лежанкой — наиболее производительный вариант для дома

Несмотря на столь бешеную популярность в мире, в странах СНГ реактивная печь длительного горения известна лишь единицам. И это довольно странно, ведь в некоторых регионах нашей страны холода длятся более, чем полгода.

Ракетная или реактивная печь, вопреки своему названию, не подразумевает ничего сверхъестественного в своей конструкции. Никаких турбин здесь вы не найдете. Но все же есть в такой конструкции нечто сходное с космическим транспортом — и это поток пламени, отличающийся высокой интенсивностью, а также характерное гудение, возникающее в процессе работы.

Реактивные печи отопления устроены предельно просто, но несмотря на это в них используются передовые методики сжигания топлива. Рассмотрим, что же делает данную конструкцию столь эффективной:

• По печным каналам происходит движение газообразных продуктов исключительно за счет естественной тяги. По этой причине принудительная эжекция здесь не требуется.
• Процесс пиролиза, возникающий вследствие сухой перегонки твердого топлива.

Важно! Самая простая конструкция «ракеты» представляет собой трубу большого диаметра с характерным изгибом. При этом один ее участок является короче другого. Он устанавливается горизонтально и предназначается для закладки дров.

Рассмотрим процесс работы печи более подробно:

• В топку производится закладка дров, которые затем поджигаются.
• Далее прибор начинает работать в режиме традиционной буржуйки, который продолжается до тех пор, пока не прогреется более длинная вертикальная часть печки, представляющая собой дымовую трубу.
• Металл разогревается докрасна, вследствие чего происходит воспламенение горючих веществ, скопившихся в дымоходе, в верхней точке которого появляется зона разрежения.
• Тяга усиливается, обеспечивая усиление воздушного потока к дровам. Благодаря этому эффективность процесса горения существенно повышается.

Совет! Чтобы реактивная тяга в печи стала еще сильнее, конструкцию следует оборудовать топочной дверцей. Работает это следующим образом: когда сечение воздушного канала уменьшается, то происходит прекращение подачи кислорода в топку. Таким образом, традиционный процесс горения перерастает в пиролиз, при котором древесина начинает тлеть и разлагаться. При этом процесс прогорания топлива замедляется, а потому тепло выделяется дольше.

• Чтобы обеспечить полное сгорание топлива в результате пиролиза, в печи необходимо предусмотреть специальную зону, которая предназначается для дожигания газов. Более конкретно об этом будет сказано ниже, но здесь следует заметить, что наряду с теплоизоляцией дымохода такое усовершенствование классической «ракеты» позволяет ей успешно конкурировать с современными установками длительного горения.

Важно! Самая простая печь-ракета своими руками обычно используется для разогрева или приготовления пищи. Для этого необходимо лишь установить специальную площадку на вертикальном участке печи.

Плюсы и минусы подобных отопительных агрегатов

Несмотря на всю простоту своего устройства, печь реактивного горения имеет целый ряд преимуществ:

• Очень высокий КПД , который сопоставим с лучшими агрегатами, работающими на твердом топливе.
• Конструкция может разогреваться до 1000 градусов по Цельсию.
• Высокие показатели экономичности . В среднем печь-ракета из баллона расходует в три-четыре раза меньше дров в сравнении с обыкновенной буржуйкой.
• «Всеядность» . Можно использовать для работы печи любые виды твердого топлива (шишки, хвою, стружку, а также различные растительные отходы).
• Для обеспечения бесперебойного отопительного процесса возможна дозагрузка топлива при работе устройства.
• Печь-ракета надежна и проста в устройстве.
• Экологичность . Ввиду полного прогорания топлива, дым, исходящий из ракетной конструкции, состоит из углекислого газа и водяного пара.
• Полное сгорание топлива . При работе данного агрегата, температура достигает таких пределов, что происходит возгорание сажи.

• Большое разнообразие конструкций. Наряду со стационарной печью существует переносная или походная. Также ракетная печка может с успехом использоваться для дома или бани.

К недостаткам таких агрегатов относятся:

• При эксплуатации возникает риск того, что в помещение проникнет угарный газ.
• Такие конструкции не подходят для использования в больших домах, поскольку их мощности будет недостаточно для комплексного обогрева.
• При установке теплообменника водяного типа происходит спад тепловой мощности, что в результате нарушает нормальный рабочий режим.
• Непривлекательный внешний вид. Однако многие любители этно-стиля поспорят с данным утверждением, ведь для них такая печная конструкция является просто находкой.

Виды отопительных приборов данного типа

Существует несколько вариантов подобного оборудования:

• Мобильная. Такие конструкции могут легко переноситься с места на место и изготавливаются из ведер, жестяных банок, металлических труб и т. д.
• Варианты, изготовленные из газовых баллонов.
• Стационарная печь, выложенная из кирпича (шамотного).
• Отопительные конструкции, оборудованные лежанкой.

Важно! Самыми сложными в изготовлении являются кирпичные агрегаты, поскольку они требуют определенных навыков каменщика. Однако при наличии детальных порядовок и элементарной прилежности, с работой сможет справиться даже начинающий специалист.

Теперь рассмотрим поподробнее, что же представляет собой каждый из вышеописанных вариантов.

Переносные ракетные печи

Такие конструкции являются наиболее простыми по устройству. Они представляют собой трубы, которые могут быть или согнутыми, или сваренными из отдельных отрезков. В данной конструкции может быть лишь одно усовершенствование; оно касается монтажа специальной перегородки, посредством которой обустраивается зольник. В ней предусматривается специальная прорезь, посредством которой происходит воздушный подсос.

Очень часто в нижней части загрузочной камеры устанавливается колосник, посредством которого осуществляется подача воздуха прямо в зону горения. В проем, предназначенный для закладки дров, устанавливается специальная дверца, необходимая для регулировки подачи воздуха.

Совет! Поскольку мобильная печка предназначена в основном для приготовления пищи, то в верхнем срезе дымоходной трубы желательно предусмотреть подставку для установки посуды.

Конструкция, изготовленная из газового баллона

Это следующий этап в эволюции отопительных приборов реактивного типа. Благодаря усложненной конструкции, такая печь обладает большими показателями экономичности и тепловой мощности. При этом изготовить такую печь можно из подручных средств. Понадобится баллон из-под газа, несколько обрезков стальных труб с толстыми стенками, а также лист металла, имеющий 5 мм в толщину.

Совет! Вместо баллона для корпуса может использоваться бачок из-под ГСМ или отрезок трубы, диаметр которой превышает 30 см. Обязательным требованием является наличие толстых стенок конструкции.

Особенности работы печи из баллона заключаются в следующем:

• Дрова загружаются в топливник, воспламеняясь посредством сильного притока воздуха, поступающего через загрузочное окно.
• Горючие газы дожигаются непосредственно в трубе, размещенной внутри баллона. Это происходит благодаря подаче вторичного воздуха.
• Для усиления данного эффекта внутренняя камера должна быть утеплена, что позволяет поднимать внутреннюю температуру более, чем на 1000 градусов по Цельсию.
• Двигаясь по системе, раскаленный газ доходит до колпака, попадая во внешнюю камеру, являющуюся теплообменником.

• После того, как продукты сгорания остывают, производится их выведение посредством дымохода, установленного в нижней части конструкции с обратной ее стороны.

Важно! Для создания оптимального уровня тяги необходимо расположить верх дымоходной трубы на 4 метра выше загрузочного окна.

Устройство комбинированной конструкции

Комбинированная печка представляет собой агрегат, изготовленный из металлической бочки и кирпича. При этом шамотный кирпич используется не как облицовочный материал, именно из него выкладываются внутренние камеры и топливник. Таким образом, получается стационарный отопительный аппарат, который изготовлен из материалов высокой теплоемкости, а потому отлично накапливает тепло, осуществляя его отдачу в течение нескольких часов.

Совет! Это оптимальный вариант для обогрева жилых помещений.

Конструкция с лежанкой

Один из недостатков реактивных печей заключается в выведении большей части тепла посредством дымохода. Однако этим грешат практически все конструкции, работающие на твердом топливе. И в данном случае этот минус можно легко исключить посредством существенного увеличения длины дымоходных каналов.

Речь идет о реактивных печах с лежанкой, которые являются отличным воплощением данной идеи. Такие агрегаты могут быть изготовлены из бутового камня или кирпича, в качестве декора используя пластичную массу, созданную из опилок и глины. Высокая теплоемкость используемых материалов позволяет таким конструкциям удерживать тепло в течение всей ночи, что вкупе с экономичностью делает подобные конструкции прекрасным выбором для помещений жилого типа.

Как сделать печь-ракету самостоятельно

Рассмотрим изготовление печи с лежанкой. Благодаря своим высоким техническим характеристикам она является элитой среди отопительных приборов. Это наиболее сложная по устройству конструкция, но благодаря предоставленным ниже схемам и чертежам, построить ее будет не так уж и тяжело. Среднее время строительства составляет около трех дней.

Пошаговая инструкция предполагает проведение следующих работ:

• Углубляем на 10 см то место, где будет сформирован топливник, выложив его шамотным кирпичом. Далее нужно установить опалубку по контуру будущей конструкции.

Совет! Чтобы сделать фундамент более прочным, можно использовать арматуру или строительную сетку, которая укладывается сверху на кирпичное основание.

• Используя уровень, выкладываем основу для рабочей камеры.
• Далее следует заливка конструкции бетоном. Как только раствор схватится, можно продолжать строительство. В среднем раствор сохнет сутки.

• Укладываем кирпич сплошным порядком, таким образом формируя основание печи.
• Поднимаем боковые стенки, укладывая несколько рядов кладки.
• Теперь обустраивается нижний канал ракеты, согласно порядовки.
• Укладываем ряд кирпичей поперек, тем самым перекрывая камеру сгорания. Необходимо осуществить выкладку таким образом, чтобы райзер (вертикальный канал) и топочный проем остались открытыми.

• Берем старый корпус бойлера, обрезаем его с двух сторон. В итоге должна получиться большая по диаметру труба.
• В нижней части емкости из-под ГСМ необходимо установить фланец, именно в него будет установлена труба горизонтального теплообменника.
• Для обеспечения герметичности необходимо предусмотреть сплошные сварные швы, что позволит существенно обезопасить конструкцию.

• Далее в бочку следует врезать выходной патрубок. После этого она очищается от ржавчины, покрывается грунтовкой, поверх которой наносится несколько слоев термостойкой краски.
• К горизонтальному дымоходу следует приварить боковой отвод, который будет выполнять роль зольника. Чтобы обеспечить удобство его прочистки, необходимо оборудовать канал герметичным фланцем.
• Используя огнеупорный кирпич, необходимо осуществить выкладку жаровой трубы. Ее внутренний канал должен иметь размер 18 на 18 см, будучи квадратной формы.

Совет! Выкладывая внутренний канал, необходимо строго контролировать вертикальность конструкции, используя для этого строительный уровень или обвес.

• На жаровую трубу надевается кожух. В образовавшиеся промежутки необходимо разместить перлит. При этом нижнюю часть райзера необходимо загерметизировать глиняной смесью, что предотвратит просыпание теплоизолятора на пол.
• Теперь следует изготовить топливный колпак. Для этого берется ранее отрезанная часть водонагревателя, к которой нужно для удобства использования приварить ручку.
• Далее необходимо улучшить внешний вид конструкции путем нанесения на нее саманной замазки. Для этого глиняный раствор смешивается с древесными опилками (до 50%).

Совет! Опилки в замазке выполняют роль щебня в бетоне. Они используются для того, чтобы такая поверхность не растрескалась в процессе высыхания.

• Сверху перлитовая засыпка также запечатывается посредством обмазки.
• Далее формируем лицо печи. На данном этапе необходимо выложить печной контур. Для этого могут быть использованы кирпичи, камень, саман, мешки с песком и т. д. Внутреннюю часть необходимо заполнить щебнем, а верхней придать необходимую форму посредством обмазывания саманной смесью.
• Кожух, изготовленный из металлической бочки, устанавливаем на подготовленное основание, при этом нижний патрубок емкости должен быть направлен в сторону лежанки. Нижнюю часть покрываем глиной, таким образом герметизируя ее.
• Используя гофротрубу, необходимо подвести канал к топливнику. Именно посредством данного канала топка соединяется с внешней атмосферой.

Важно! Если канал не установить, то печью будет осуществляться потребление теплого воздуха непосредственно из помещения.

• Далее проводится первая растопка конструкции, целью которой является проверка свободного выведения газов посредством горизонтального дымохода.
• Трубы теплообменника необходимо подсоединить к нижнему патрубку. Его следует установить на основании, выложенном из красного кирпича.
• Монтируем дымоходную трубу. Соединения следует уплотнить, используя огнеупорную обмазку и асбестовый шнур.
• Далее следует придать лежанке необходимую форму тем же способом, что и при вышеописанном изготовлении корпуса. При этом поверхность бочки может быть полностью скрыта саманом. Открытой стоит оставить лишь горизонтальную площадку — она впоследствии используется при разогревании пищи.

Совет! Проводить испытания конструкции следует только после полного высыхания обмазки самана. Если же запустить печку раньше, можно вызвать тем самым растрескивание декоративного слоя.

Заключение

Печь ракетного типа — это экономичный вариант для обогрева жилья и приготовления пищи. Такая конструкция отличается сравнительной простотой, но при этом имеет высокий КПД и длительность автономной работы.

Представьте ситуацию: для обогрева помещения дома либо приготовления пищи необходимо быстро соорудить простейшую дровяную печку. Качество и расход топлива второстепенны. Подходящий вариант – самодельная ракетная печь, изготавливаемая из подручных материалов. Предлагаем ознакомиться с устройством отопителя и процессом сборки в домашних условиях.

Конструкция и принцип действия

Показанная на схеме ракетная печка состоит из следующих основных элементов:

• бункер для закладки дров вертикальной либо наклонной конструкции;
• расположенная горизонтально камера сгорания;
• труба с футеровкой – дожигатель (второе распространенное название – райзер);
• металлический колпак, играющий роль воздушного теплообменника;
• поддувало;
• дымоходный канал.

В работе печь использует 2 принципа: возникновение естественной тяги внутри вертикального участка и сжигание древесных (пиролизных) газов. Первый реализуется за счет разогрева топливника и отходящих продуктов горения, стремящихся подняться по каналу дожигателя. В нем же догорают выделяющиеся пиролизные газы.

Справка. Название ракетная или реактивная печь связано именно с принципом действия – в вертикальном канале возникает мощная естественная тяга, вызывающая интенсивное горение в топке и выделение теплоты.

Алгоритм работы печки следующий:

1. Дрова, загруженные в бункер, поджигаются снизу. Подача воздуха обеспечивается через поддувальный лючок.
2. В процессе горения дымовые газы прогревают утепленные стенки дожигателя и устремляются под колпак из тонкого металла, где отдают большую часть тепла воздуху помещения.
3. При достаточном количестве вторичного воздуха пиролизные газы успевают сгореть внутри райзера, выделяя дополнительное тепло.
4. Продукты горения отводятся напрямую в дымоход либо сначала направляются в дымообороты лежанки.

Варианты переносных печек «Робинзон»

В упрощенном походном варианте печка делается без колпака и утепления. Соответственно, вторичные газы сгорают не полностью, поскольку успевают вылететь в трубу. Малогабаритный переносной отопитель, получивший название «Робинзон», предназначен для быстрого приготовления пищи на топливе любого качества и степени влажности.

Требования к размерам элементов

Главным теплообменным элементом печи – ракеты является металлический колпак, интенсивность обогрева комнаты в доме зависит от его размеров. В стационарных конструкциях, сложенных из кирпича, обычно применяется 200-литровая бочка диаметром 60 см. Переносные версии изготавливаются из стандартных газовых баллонов Ø300 мм.

Схема ракетного отопителя с лежанкой

Соответственно, остальные размеры пляшут от габаритов бочки – диаметра и площади поперечного сечения:

• высота колпака предусматривается в 1,5-2 раза больше диаметра;
• площадь сечения дожигателя составляет 5-6,5% от поперечника бочки;
• длина райзера делается такой, чтобы между верхним срезом трубы и крышкой оставался минимальный зазор 7 см;
• внутренний размер топливника равен сечению дожигателя, поддувального канала – вдвое меньше;
• диаметр дымохода – в 1,5-2 раза больше сечения дожигателя, высота – минимум 4 м.

Чтобы облегчить вам задачу по расчетам диаметров труб и футеровки, представляем чертеж для различных вариантов ракетных печей – из баллона, бочки и старых ведер (райзер выполнен из круглой либо профильной трубы).

Изготавливаем печь – ракету

Проще всего сделать легкую походную печку, изображенную на чертеже, отыскав в домашнем хозяйстве следующие материалы:

• труба стальная круглая диаметром 133-150 мм длиной 0,5 м;
• труба профильного сечения 14 х 20 см, длина 0,4 м;
• лист металла толщиной 2-3 мм на колосники;
• пруток Ø8-10 мм для ножек;
• обрезки железа на подставку.

Вертикальная круглая труба приваривается к профильной под углом 45°, затем к корпусу приделываются проушины для ножек (они должны легко сниматься). Внутрь наклонного топливника ставится колосниковая решетка, снаружи крепится крышка. Для удобства очистки золы внизу желательно установить вторую дверцу.

Совет. Обязательно приварите к верхнему срезу огневого канала подставку – между донышком посуды и корпусом должны проникать газы, иначе «ракетной» тяги не возникнет.

Чертеж улучшенной версии переносной печи

Конструкцию печи можно усовершенствовать, организовав подачу вторичного воздуха внутрь жаровой трубы. Модернизация позволит повысить эффективность и длительность горения дров. Просверлите по бокам отверстия с обеих сторон, прикрыв их ракетными «дюзами» согласно представленному чертежу. Как функционирует данная печка, демонстрируется на видео:

Из газового баллона

На изготовление печи – ракеты своими руками пойдут такие материалы:

• трубы круглого сечения поперечными размерами 70 и 150 мм; с толщиной стенки 4 мм;
• квадратная профтруба 150-200 мм в поперечнике;
• дымоходный патрубок Ø10-15 см;
• сталь низкоуглеродистая (марка Ст20) листовая;
• плотная базальтовая вата (80-120 кг/м3) либо сыпучие огнестойкие материалы, например, вермикулитовый либо перлитовый гравий.

Для начала металлопрокат порежьте на заготовки в соответствии с чертежом. Затем нужно отпилить у пропанового баллона крышку, предварительно открутив вентиль и наполнив резервуар доверху водой. Инструмент – обычная болгарка с кругом по металлу.

Дальнейшая технология сборки выглядит следующим образом:

Подробно об изготовлении ракетной печки из баллона расскажет мастер в видеосюжете:

Из кирпича

Простейшую ракетную печурку для приготовления пищи можно сложить из кирпичей без применения раствора, как показано на схеме с порядовками. Подобное сооружение нетрудно разобрать и переместить при необходимости.

Печь-ракету с лежанкой надо класть на фундамент из бетона либо бутового камня. Материал – керамический или огнеупорный кирпич, раствор песчано-глиняный либо шамотный соответственно. Готовое основание застилается рубероидом с целью гидроизоляции, затем укладывается сплошной первый ряд кирпичей. Дальнейший порядок работ выглядит так:

Важно. Постройка выполняется с соблюдением правил печной кладки, расписанных .

Протяженность дымовых каналов внутри лежанки ограничена тягой в ракетной печи и внешнем дымоходе. Лучше выдержать общую длину газоходов в пределах 4 м. Чтобы отопитель не дымил обратно в комнату, поднимите верх дымовой трубы на высоту 5 м, считая от колосников. Как построить кирпичную печку – ракету без бочки, смотрите на видео:

В заключение – плюсы и минусы печки

Подобные сооружения действительно изготавливаются быстро, причем исполнителю необязательно иметь высокую квалификацию. Первый и главный плюс печей ракетного типа – простота и нетребовательность к материалам. Вдобавок они хорошо воспринимают разнообразное топливо – сырые дрова, ветки, хворост и так далее.

Теперь о негативных моментах:

По вышеперечисленным причинам ракетный обогреватель крайне неудобен для гаража, где требуется протапливать помещение довольно быстро. Зато походный вариант незаменим на природе в любой период года.

Инженер-конструктор с опытом работы в строительстве более 8 лет..
Закончил Восточноукраинский Национальный Университет им. Владимира Даля по специальности «Оборудование электронной промышленности» в 2011 году.

Похожие записи:

Основа конструкции – две вертикальные камеры разного размера, внизу соединенные между собой общим каналом. Меньшая емкость называется камерой сгорания. Она применяется сначала для розжига, затем для горения дров.

Растапливают печь обычно с использованием легковоспламеняющихся материалов, таких как деревянная стружка, щепки, бумага, небольшие сухие веточки. С помощью специальных заслонок в нижнем отсеке топочной камеры можно регулировать силу тяги.

После того как прогреется вся система, включая дымоход и большую камеру, ракетная печь начнет выполнять свои функции по обогреву комнаты. Определить этот момент можно по тому, как гул, возникший в начале, стихнет.

Помещение нагревается от дымового канала, который проходит через комнату или по ее периметру. Продукты сгорания, пройдя по всей протяженности трубы и отдав тепло в помещение, наружу выходят холодными. То есть тепловая энергия по максимуму сохраняется внутри отапливаемой комнаты.

Достоинства и недостатки

Чтобы полностью разобраться с механизмом работы печи-ракеты и приступить к ее изготовлению, стоит изучить все плюсы и минусы подобного оборудования.

Среди главных преимуществ реактивной печи для обогрева дома, сделавшие ее такой популярной, отмечают следующее:

В то же время в работе реактивных печей имеются следующие недостатки:

• для топки простейшего устройства используется только сухая древесина, поскольку наличие дополнительной влаги может привести к неправильной работе агрегата и даст обратную тягу; если использовать топливо с излишней влагой в более сложной конструкции, отопительное устройство не прогреется до температуры, оптимальной для процесса пиролиза;
• во время работы реактивного агрегата есть необходимость постоянно находиться рядом, следя за соблюдением правил техники безопасности;
• мощности печи-ракеты достаточно для поддержания комфортной температуры помещения, но не хватает для парилки, потому в бане ее использовать не удастся.

Кладка своими руками

Мастерам и любителям, кому под силу соорудить такую ракетную печь, необходимо обратить внимание на единственную трудность, которая может возникнуть на пути к цели. Речь идет о получении разрешения на строительство. Что же касается самой работы, с ней справится любой желающий.

Особенность печи состоит в том, что агрегат имеет изогнутую камеру сгорания: в виде буквы J или L. Благодаря такой конструкции огонь движется в горизонтальном направлении, и тепло, дойдя до изгиба трубы, поднимается под действием эффекта турбулентности. В свою очередь возникающая тяга поддерживает интенсивность горения.

Внутри большой камеры имеется тепловой стояк, по которому вверх поднимаются нагретые газы и, отдав часть тепла, снова опускаются по каналам. Вторичное спускание воздуха способствует практически полному выгоранию золы и сажи, что значительно повышает теплоотдачу печи.

Самый распространенный материал для создания реактивной печи своими руками – глина. Однако в наше время вполне уместно использовать другие материалы, например, плитку или камень.

Ракетная печь из кирпича показывает высокий уровень КПД. Пройдя весь путь от камеры сгорания к дымовому каналу, газ, выходящий наружу, под действием высоких температур (от 900 до 1200 градусов) превращается в водяной пар и углекислый газ. При таких показателях осуществляется сгорание сажи.

Для топки печи-ракеты подойдут практически все горючие вещества: вторичные материалы, шишки, ветки, опилки и др.

Если вы хотите, чтобы самодельная печь-ракета моментально отдавала тепло в помещение, колпак требуется оставить свободным, не обмазывая глиной. Если нужно дольше сохранять тепло от горения, в таком случае это изделие стоит изолировать с помощью кирпича или глины.

Порядовка

Первый ряд выкладывается сплошным. Бруски должны лежать в точном соответствии с показанным на схеме рисунком: это придаст всей основе прочности. Для кладки потребуется 62 красных кирпича.
На изображении хорошо видно соединение трех отделов печи.
Углы на боковых брусках фасада топки срезаются или скругляются: так конструкция будет выглядеть аккуратнее.

Второй ряд. На этом этапе работы закладываются внутренние дымовые каналы, через которые будут проходить нагретые в топке газы, отдавая тепло кирпичам лежанки. Дымоотводы соединяются с топливником, который также начинает формироваться в этом ряду.

Первый кирпич стенки, разделяющей два канала под лежанкой, срезается по диагонали. Этот «закуток» будет собирать оставшиеся продукты горения, а прочистная дверца, установленная напротив скоса, позволит без труда его очистить.
Для кладки уровня потребуется 44 кирпича.

На втором же ряду монтируются дверцы поддувальной и очистной камер, которые необходимы для периодического приведения в порядок зольного отверстия и внутренних горизонтальных каналов.
Дверцы крепятся с помощью проволоки, которая закручивается на ушках чугунных элементов, а затем размещается в швы кладки.

Третий ряд практически полностью повторяет конфигурацию второго, но с учетом укладки в перевязку. Потому для него также потребуется 44 бруска.

Четвертый ряд. На этом этапе перекрываются дымоотводы, проходящие внутри лежанки, сплошным слоем кирпича.
Оставляется отверстие топки и формируется канал, который будет отапливать варочную плиту и отводить продукты горения в дымовую трубу.

Кроме того, сверху перекрывается поворотный горизонтальный дымоход, отводящий нагретый воздух под лежанку.
Для кладки уровня нужно подготовить 59 брусков.

Пятый ряд. Следующий этап – это перекрытие выступа печи вторым перекрестным слоем кирпича. Продолжают выводиться дымоотводные каналы и топка. Для работы необходимо 60 брусков.

Шестой ряд. Выкладывается первый уровень подголовника лежанки и начинает подниматься часть печи, на которой будет установлена варочная плита. По-прежнему выводятся дымоотводные каналы. В процессе работы понадобится 17 кирпичей.

Седьмой уровень. Завершается кладка подголовника, для чего используются срезанные наискосок бруски. Поднимается второй ряд основы под варочную панель. На этом этапе потребуется 18 кирпичей.

Восьмой уровень. Производится кладка конструкции печи с тремя каналами. Для этого понадобится 14 брусков.

Девятый и десятый ряды схожи с предыдущим. Они выкладываются по той же схеме: поочередно и в перевязку.
На каждый из уровней понадобится по 14 брусков.

Одиннадцатый ряд. Продолжается кладка по схеме. Для работы необходимо использовать 13 кирпичей.

Двенадцатый уровень. На этом этапе формируется отверстие для установки дымовой трубы. Проем, подводимый под плиту, снабжается срезанным наискосок бруском для более плавного перетекания нагретого воздуха в соседний канал, ведущий в нижние горизонтальные трубы, расположенные в лежанке. На кладку уровня используется 11 кирпичей.

Тринадцатый ряд. Формируется основа под плиту, происходит объединение центрального и бокового каналов. Именно по ним горячий воздух будет поступать под плиту, а затем перетекать в вертикальный канал, ведущий под лежанку.
Укладывается 10 кирпичей.

На 13 же ряду готовится основа под сооружение варочной плиты. Для этого по периметру пространства, в котором были объединены два вертикальных канала, настилается жаростойкий материал – асбест. На него размещается цельная металлическая плита.

Четырнадцатый ряд. Перекрывается отверстие для трубы и поднимается стенка, отделяющая варочная плиту от зоны лежанки. Для работы потребуется всего 5 брусков.

Пятнадцатый ряд. Для выполнения этого уровня, поднимающего стенку, также необходимо 5 кирпичей.

На картинке-схеме смоделирован пример использования варочной плиты. В этом случае кастрюля поставлена именно на тот участок поверхности, который будет прогреваться в первую очередь, так как под ним проходит горячий поток воздуха.

После завершения всех описанных в порядовке работ в отверстие, которое находится сзади печи, устанавливается дымовая труба, которая выводится на улицу.

С задней стороны конструкция выглядит вполне аккуратно, потому ее можно установить как около стены, так и посередине комнаты.

Такая печь отлично подойдет для отопления дачного домика. Если же конструкцию и дымовую трубу декорировать отделочными материалами, подобное оборудование может стать оригинальным и функциональным дополнением любого частного дома.

Как можно увидеть, уголок, образовавшийся под разделочной полкой, очень удобен для сушки и хранения дров.

Реактивное устройство с теплой лежанкой

Одна из вариаций подобных отопительных агрегатов – печь-ракета со спальным местом. В ее основе лежит все тот же принцип пиролиза. Отличие заключается в самой конструкции теплообменника. Длинные каналы аппарата сделаны из негорючих материалов и соединены между собой. Размещается эта конструкция под плоскостью лежанки.

Сам выступ является поверхностью из глины, камня или кирпича, внутри которой горячий воздух циркулирует по каналам теплообменника. Во время работы реактивной печи газ, полученный путем пиролиза, движется по трубам под лежанкой, отдает тепло и выводится через дымоход, расположенный на улице. Его высота достигает 3000-3500 мм.

Устройство печи с топкой располагается возле одного из краев лежанки. Часто здесь же присутствует варочная поверхность, с помощью которой самодельная ракетная печь может использоваться и для приготовления пищи.

Каменная или глиняная поверхность лежанки покрывается деревянным настилом или циновкой из бамбука или соломы. Это нужно для комфорта пользователя, ведь лежанка служит ночью спальным местом, а днем – сиденьем. Народы Азии ракетную печь традиционно использовали для приема пищи, оборудовав лежанку специальным низким столиком.

Важно отметить, что такой вид печного устройства довольно экономно расходует топливные ресурсы. Для нагревания агрегата вполне хватает охапки средних по толщине сухих веток. Благодаря тому, что печь-ракета из кирпича долго удерживает тепло, натопив один раз вечером, всю ночь можно наслаждаться созданным комфортом, не заботясь об очередной закладке горючего.

Основные правила топки

Главное требование к работе реактивной печи на дровах, благодаря которому достигается максимальная теплоотдача, – предварительный разогрев. Для этого подойдет бумага, опилки или щепки, подброшенные в топку. После достаточного прогревания конструкции характерные звуки утихнут или изменят тональность: это сигнал того, что можно переходить к закладке основного топлива, которое быстро разгорится от жара, полученного в начале работы.

Контролировать процесс функционирования печи можно благодаря специальным заслонкам, регулирующим тягу. До полного разгорания топлива дверцу топочной камеры или поддувала нужно держать открытой. Когда пламя хорошо разгорится, а печь начнет гудеть, дверцу можно прикрыть. Звуки, издаваемые печным оборудованием, подскажут, что именно нужно делать. Если в процессе топки пламя начнет затухать, то, приоткрыв заслонку, можно помочь печи разгореться с новой силой.

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