Как сделать реактивную печь своими руками. Основные виды и инструкция по изготовлению ракетной печи

Простая и дешёвая конструкция ракетной печи начала своё шествие по миру из Северной Америки, где она и по сей день очень популярна в сельской местности. Знают её на всех континентах, включая далёкую Австралию. Энтузиастов-любителей отопительный агрегат покоряет простотой и энергоэффективностью, что в сочетании с низкой стоимостью делает его чрезвычайно привлекательным для изготовления в домашних условиях. Конечно, реактивной печью большой дом не обогреть, а вот на даче или в небольшом садовом домике она будет более чем уместна. Удивительно, но факт - у нас об этой удивительной конструкции знают единицы. И это в стране, где холодная погода устанавливается дольше, чем на полгода! Сегодня мы восполним этот пробел и расскажем всё, что мы знаем о тёплой и уютной «ракете», включая мельчайшие детали её изготовления своими руками и тонкости эксплуатации.

Реактивная печь - что это такое

Домашнее тепло, которое исходит от реактивной печи, не даст ни один современный обогреватель

Реактивная, или, как её ещё называют, ракетная печь, на самом деле ничего общего с современными технологиями не имеет. Единственное, что делает этот отопительный агрегат похожим на космический транспорт, это интенсивный поток пламени да гудение, связанное с неправильным режимом работы. Тем не менее нельзя сказать, что печь-ракета является совсем уж отсталым в техническом плане устройством. Несмотря на простую конструкцию, в ней используются самые передовые методы сжигания твёрдого топлива:

пиролитическое горение газов, выделяющихся при сухой перегонке твёрдого топлива;
движение газообразных продуктов по каналам печи, не требующее принудительной эжекции за счёт тяги.

Так выглядит простейшая печь на реактивной тяге

Простейшая «ракета» представляет собой изогнутый отрезок трубы большого диаметра. В короткий горизонтальный участок закладывают дрова или другое топливо и поджигают. Сначала отопительный прибор работает как самая обычная буржуйка, но это только до тех пор, пока не поднимется температура более длинной вертикальной части, которая выполняет роль дымовой трубы. Разогретый докрасна металл способствует повторному воспламенению горючих веществ и появлению разрежения в верхней точке дымохода. За счёт усиления тяги увеличивается приток воздуха к дровам, что значительно повышает интенсивность горения. Для того чтобы от этого оригинального устройства добиться ещё большей эффективности, топочный проём оборудуют дверцей. При уменьшении сечения воздушного канала подача кислорода к дровам прекращается и начинается их пиролитическое разложение на газообразные углеводороды. Вот только сгорать в такой простой установке они будут не полностью - для этого потребуется обустроить отдельную зону для дожигания уходящих газов. К слову, именно это, а также теплоизоляция дымовой трубы позволяет более сложным «ракетам» успешно конкурировать с другими твердотопливными агрегатами. Что же касается рассматриваемой нами простейшей конструкции, то её нередко используют для приготовления или разогрева пищи. Всё, что для этого требуется - оборудовать на вертикальном участке печи удобную площадку для котелка или чайника.

География применения ракетных отопительных агрегатов

Являясь простым и удобным отопительно-варочным агрегатом, печь-ракета широко используется как в мобильном, так и стационарном исполнении. Чаще всего её применяют:

для обогрева жилых помещений;
в качестве оборудования для сушки фруктов;
для отопления теплиц;
для обеспечения нормальных условий работы в мастерских или гаражах;
для поддержания плюсовой температуры на складах, в хозблоках и т. д.

Благодаря своей простоте, неприхотливости и надёжности, реактивный отопительный прибор пользуется заслуженным уважением у рыбаков и охотников, любителей автопробегов и выживальщиков. Существует даже специальное исполнение, о назначении которого говорит название - «Робинзон».

Преимущества и недостатки печи-ракеты

Несмотря на незамысловатую конструкцию, печь-ракета обладает массой достоинств:

коэффициент полезного действия на уровне лучших образцов современного отопительного оборудования, работающего на твёрдом топливе;
экономичность - для достижения требуемой температуры реактивный агрегат израсходует в четыре раза меньше дров, чем печь традиционной конструкции;
температура нагрева выше 1000 °С;
возможность использования твёрдого топлива любого типа, включая сухие растительные отходы, шишки, хвою и стружку;
полнота сгорания и экологичность - во время работы температура пламени возрастает настолько, что загорается сажа. Дым ракетной печи состоит преимущественно из водяного пара и углекислого газа;
возможность дозагрузки топлива для непрерывной работы отопительного прибора;
простота и надёжность;
наличие переносных конструкций, предназначенных для мобильного использования.

Не лишён отопительный агрегат и недостатков. Эксплуатация прибора связана с риском проникновения в жилище угарного газа. Печь не получится использовать для отопления большого дома, а попытки установить в зону горения водяной теплообменник приводят к снижению тепловой мощности и нарушению нормального режима работы. К минусам можно отнести и низкую эстетическую ценность конструкции, что, впрочем, весьма неоднозначное утверждение, поскольку для любителей этно-стиля дизайн печи является настоящей находкой.

Виды реактивных отопительных приборов. Выбор конструкции для самостоятельного изготовления

Народными умельцами разработано несколько конструкций ракетных печей, пригодных для мобильного или стационарного использования:

переносные агрегаты из металлических труб, жестяных банок или вёдер;
реактивные отопительные приборы из газового баллона;
печи, построенные из шамотного кирпича и металлической ёмкости;
отопительные теплогенераторы с лежанкой.

Наиболее сложными в изготовлении являются конструкции, постройка которых требует навыков каменщика. Тем не менее, при наличии детальных схем порядовых раскладок, с этой работой справится даже начинающий домашний мастер.

Переносная печь-ракета

Переносные ракетные печи изготавливаются промышленностью серийно

Походные варианты представлены простейшими конструкциями, в основе которых лежит всё та же согнутая или сваренная из отдельных отрезков труба. Усовершенствования коснулись лишь установки перегородки для обустройства зольника, в которой делается прорезь для подсоса воздуха. Нередко нижнюю часть загрузочной камеры снабжают колосниковой решёткой для подачи воздуха непосредственно в зону горения. Проём для закладки дров оснащают дверцей, которой впоследствии регулируют подачу воздуха.

Требования к мобильной конструкции распространяются ещё и на удобство во время приготовления пищи, поэтому верхний срез дымохода обязательно должен быть оборудован подставкой для металлической посуды.

Агрегат из газового баллона

Использование газового баллона является следующей ступенью в развитии реактивных отопительных приборов. Более сложная конструкция позволяет значительно увеличить тепловую мощность и экономичность печи. Всё, что потребуется для изготовления установки - бытовой газовый баллон или бочка из-под ГСМ, отрезки толстостенных стальных труб и металлический лист толщиной 3–5 мм.

Печь-ракету из газового баллона можно использовать для обогрева небольших хозяйственных помещений

При наличии отрезка стальной трубы с толстыми стенками и диаметром более 30 см, ракетную печь можно изготовить из него. Этот вариант позволит избежать трудоёмких операций, связанных с разборкой заводской ёмкости для газа.

Как работает подобная конструкция можно видеть на приведённой схеме. Дрова, загруженные в топливник, сгорают благодаря притоку воздуха через загрузочное окно. Дожигание горючих газов происходит в трубе, установленной внутри баллона за счёт подачи вторичного воздуха. Чтобы усилить эффект, внутреннюю камеру утепляют, благодаря чему удаётся поднять температуру внутри выше 1000 °С. Раскалённые газы по ходу движения ударяются в колпак и попадают во внешнюю камеру, стенки которой выступают в качестве теплообменника. Отдав свою энергию, продукты сгорания выводятся через дымовую трубу, врезанную в нижнюю часть с обратной стороны баллона.

Чтобы создать тягу, необходимую для устойчивой работы ракетной печи, верх дымохода поднимают не менее чем на 4 м относительно загрузочного окна.

Комбинированная ракетная печь из кирпича и металлической бочки

Использование шамотного кирпича для обустройства топливника и внутренних камер реактивного отопительного прибора переводит «ракету» в разряд стационарных конструкций. Высокая теплоёмкость используемых материалов позволяет накапливать тепло и отдавать его в течение нескольких часов, поэтому подобные агрегаты нередко устанавливают в жилых помещениях.

Устройство печи с огнеупорной футеровкой рабочей зоны

Реактивная печь с лежанкой

Как и другие твердотопливные печи, «ракета» имеет недостаток в том, что большая часть тепла уходит через дымоход. Несмотря на это, отдельные преимущества её конструкции позволяют с лёгкостью избавиться от этого минуса. Всё дело в том, что агрегат назвали реактивным неспроста, а из-за высокой скорости иссечения горящих газов. Вот эту его особенность как раз и можно обернуть во благо, значительно увеличив длину дымоотводящих каналов.

Схема реактивной печи с лежанкой

Эта идея нашла свою реализацию в массивных стационарных конструкциях с лежанкой в форме дивана или кровати. Её с успехом изготавливают из кирпича или бутового камня, декорируя пластичной массой из глины и опилок. Благодаря высокой теплоёмкости используемых материалов печь может удерживать тепло всю ночь, что в сочетании с высокой экономичностью делает отопительный агрегат весьма привлекательным для монтажа в жилых помещениях.

Выбирая конструкцию для изготовления в домашних условиях, надо учитывать особенности её эксплуатации. В качестве походного варианта выбирают мобильную установку - её будет достаточно, чтобы согреться, просушить одежду и приготовить обед. Для того чтобы время от времени обогревать небольшие технические помещения используют переносную конструкцию из газового баллона. Если же требуется отапливать небольшой загородный домик или дачу, то лучшего варианта, чем реактивный отопительный агрегат с лежанкой, попросту не существует.

Строим печь-ракету своими руками

Предлагаемая для самостоятельного изготовления конструкция является элитой ракетных отопительных приборов. После постройки она длительное время будет радовать хозяина комфортом и уютным теплом даже в самый лютый мороз. Как вы уже смогли догадаться, речь идёт об агрегате с лежанкой. Несмотря на то что подобная конструкция является самой сложной, представленные нами схемы, инструкции и описания позволят построить печь всего за 2–3 дня.

Устройство и принцип действия

Ракетная печь состоит из нескольких камер и каналов. Бункер для загрузки дров изготавливается из шамотного кирпича и снабжается в нижней части проёмом для подачи воздуха. Имеет огнеупорную футеровку и канал, который соединяет топливник с вертикальным газоходом (жаровой трубой или райзером). В качестве кожуха печи-ракеты используется металлическая бочка, внутри которой магнезитовым или шамотным кирпичом выкладывается камера дожигания. Теплообменником отопительного агрегата выступает не только стальная ёмкость, но и длинные горизонтальные каналы лежанки, выполненные из оцинкованных стальных труб или кирпичей.

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

Нет необходимости использовать огнеупорные материалы для обустройства теплообменных каналов. Достаточно хорошо обожжённого красного кирпича.

Корпус печи и топчан сформирован из мешков с песком, камня или кирпичных обломков и обмазан глиняным составом. Хорошая теплоаккумулирующая способность отделочных материалов позволяет конструкции отдавать тепло в течение нескольких часов после полного прогорания дров. Для удаления продуктов сгорания используется высокий дымоход, который может проходить как внутри помещения, так и снаружи.

Высокая производительность «ракеты» объясняется способом сжигания топлива, который больше тяготеет не столько к прямоточным отопительным агрегатам, сколько к пиролизным котлам. Работа печи сопровождается активным выделением газовых компонентов, которые дожигаются в райзере. Колпак способствует снижению скорости потока раскалённых газов, иначе они просто не успевали бы окислиться. К слову, разогрев верхней части жаровой трубы создаёт разрежение на её конце, за счёт которого и происходит активное горение топлива. При этом в райзере возникает такая высокая температура, что воспламеняется даже сажа. Тем не менее в месте перехода из вертикального канала в горизонтальный теплообменник специалисты рекомендуют устанавливать зольник, обустраивая его камеру небольшой дверцей для возможности периодического обслуживания.

Расчёт основных параметров, чертёж

Давать точные размеры ракетной печи с лежанкой нет необходимости - её габариты и конфигурация полностью зависят от особенностей помещения. Представленного метода расчёта параметров, основанных на использовании пропорций всех частей печи-ракеты, будет вполне достаточно для того, чтобы спроектировать высокопроизводительный, работоспособный агрегат.

Для выполнения калькуляции достаточно знать диаметр D и высоту H внешнего теплообменного кожуха (барабана).

Высота жаровой трубы составляет не менее 1.3H.
Зазор между райзером и колпаком равняется 0.1–0.15H.
Внешняя глиняная обмазка выполняется не выше, чем на 1/3H.
Толщина теплоаккумулирующего слоя должна составлять не более 1/3D.
Сечение жаровой трубы равняется 0.25–0.3D.
Высота зольника - до 10% от вертикального габарита кожуха.
Сечение поддувала должно быть на 50% меньше площади райзера.
Толщина саманной подушки над теплообменником - не менее 1/4D.
Высота дымохода - более 4 м.
Длина горизонтального теплообменника рассчитывается исходя из объёма барабана. В случае использования стандартной бочки из-под ГСМ он может достигать 6–8 м.

Как видите, определить размеры всех элементов печи несложно, тем более что её конструкция допускает некоторые вольности по части габаритов и конфигурации.

Для перфекционистов и тех, кто боится экспериментировать, приводим чертёж отопительного агрегата, выполненный в масштабе на размеченном листе бумаги. При необходимости снять с него точные размеры не составит труда.

Чертёж стационарной реактивной отопительной установки

Материалы и инструмент

Постройка реактивной печи не требует никаких специфичных приспособлений. Из электроинструмента в процессе работы потребуется разве что сварочный аппарат и болгарка, да и то буквально на несколько минут - чтобы отделить крышку бочки и сконфигурировать трубы теплообменника. Всё остальное также найдётся у любого хозяина:

мастерок (кельма);
молоток каменщика;
строительный уровень и отвес;
рулетка;
ёмкость для приготовления раствора;
штыковая лопата;
трамбовка;
вёдра;
гладилка для бетона.

Хоть конструкция «ракеты» и нетребовательна к материалам, всё же некоторые из них придётся покупать. Вот список того, что потребуется в процессе строительства:

огнеупорный кирпич любого типа;
металлическая бочка для изготовления кожуха;
труба Ø30–40 см, которой будет удерживаться теплоизоляционная обсыпка вертикального канала. Можно использовать корпус от старого водонагревателя, подходящую ёмкость промышленного ресивера или гидроаккумулятора;
трубы стальные оцинкованные диаметром более 25 см, которые понадобятся в качестве теплообменника;
стальная труба для обустройства дымохода диаметром 150 мм и колено для её отвода на 90°;
лючок зольника;
поддувальная дверца;
специальная жаростойкая смесь для приготовления раствора (можно заменить песком и глиной);
перлит для теплоизоляции райзера;
красный кирпич;
бутовый камень или отходы кирпича;
опилки или мякина.

Поскольку бочка будет вмурована в печь лишь частично, то для повышения эстетической ценности агрегата придётся её покрасить. Для этого дополнительно понадобится щётка по металлу, растворитель, чтобы обезжирить металлическую поверхность, грунтовка и любая термостойкая краска.

Выбор места и другие подготовительные мероприятия

Определяя место строительства следует учитывать требования, которые выдвигаются ко всем конструкциям твердотопливных печей с открытым пламенем:

площадь помещения, в котором планируется устанавливать реактивный отопительный прибор с лежаком, должна составлять не менее 16 м 2 ;
отсутствие лаг (половых балок) под корпусом печи намного упростит монтаж;
над очагом не должны находиться деревянные стропила и перекрытия;
если часть дымохода будет проходить сквозь потолок, то печь устанавливают ближе к центральной части дома. В таком случае трубу можно будет закрепить возле конька;
устанавливать обогревающую конструкцию близко к наружному контуру здания не следует - драгоценное тепло будет уходить на улицу. Лучше пристроить агрегат к одному из внутренних простенков;
не рекомендуется возводить реактивный прибор возле деревянных стен и перегородок. В таком случае выбирают обособленное размещение.

Немаловажно и то, насколько удобно будет разжигать печь-ракету и подбрасывать в неё дрова. Для этого топливник располагают в сторону входа, обеспечив перед ним не менее 1м свободного пространства.

Один из многочисленных вариантов установки печи посреди комнаты

В небольшом помещении удобно разместить ракетную печь в углу, ориентируя загрузочный бункер в одну сторону, а лежак - в другую.

Выбрав место, приступают к его подготовке под будущее строительство. Если в помещении обустроен деревянный пол, то ту его часть, которая будет находиться под печью, удаляют. После этого копают неглубокий котлован, дно которого уплотняют при помощи трамбовки.

Кроме того, необходимо подготовить к установке металлическую бочку. Для этого по контуру срезают её крышку. При этом часть утолщения в виде металлического обруча оставляют для обеспечения жёсткости основания кожуха. Скорее всего, ёмкость из-под ГСМ будет грязной и ржавой, поэтому лучше очистить её до монтажа.

Последнее, что надо сделать, прежде чем начинать строительство,- приготовить раствор. Лучше всего использовать специальный жаростойкий состав, который можно купить в строительных магазинах, но можно обойтись и простой смесью песка с глиной в пропорции 1:1 или 1:2 в зависимости от жирности последней. Воды понадобится до ¼ от объёма сухих компонентов - на выходе должен получиться состав, напоминающий густую сметану.

Инструкция по ходу работ

Как уже говорилось, чтобы смастерить ракетную печь с лежанкой, потребуется намного больше усилий и времени, чем при изготовлении металлического агрегата. Облегчить задачу и сократить время поможет пошаговая инструкция с иллюстрациями всех этапов строительства.

Место, где будет сформирован топливник, углубляют на 10 см и выкладывают огнеупорным кирпичом, после чего по контуру печи устанавливают опалубку. Для упрочнения фундамента необходимо установить армирование из строительной сетки, арматуры Ø10–20 мм или обрезков металлических труб и уголков.
Обустройство опалубки
По уровню выкладывают основание рабочей камеры.
Основание загрузочной камеры выкладывается огнеупорным кирпичом
Заливают конструкцию бетоном. К дальнейшим работам можно приступать сразу же после схватывания раствора. Как правило, для этого достаточно одних суток.
Заливка фундамента
Из огнеупорного кирпича, уложенного сплошным порядком, формируют основание реактивной печи и камеру сгорания.
Основание печи-ракеты
Несколькими рядами кладки поднимают боковые стенки конструкции.
Стенки формируют при помощи шамотного кирпича, установленного на ребро
Обустраивают нижний канал теплогенерирующей ракеты.
Камеру сгорания перекрывают рядом кирпичей, уложенных поперёк таким образом, чтобы оставить открытыми два проёма - топки и райзера (вертикального канала).
Способ перекрытия горизонтальной части рабочей камеры
Подготавливают для монтажа старый корпус от бойлера накопительного типа. Для этого прибор обрезают с двух сторон, чтобы получить трубу большого диаметра.
Подготовленные к монтажу детали печи
Нижнюю часть ёмкости из-под ГСМ оборудуют фланцем, в который будет входить труба горизонтального теплообменника. Сварные швы должны быть сплошными, чтобы обеспечить герметичность, а соответственно и безопасность конструкции.
Монтаж нижнего патрубка выполняется сваркой
После того как в бочку будет врезан выходной патрубок, её очищают от ржавчины, покрывают грунтовкой и несколькими слоями термостойкой краски.
К горизонтальному дымоходу приваривают боковой отвод, выполняющий роль зольника. Для его очистки канал оборудуют герметичным фланцем.
Из шамотного кирпича выкладывают жаровую трубу. Форма её внутреннего канала - квадрат со стороной 18 см. Во время работы обязательно контролируют вертикальное положение конструкции при помощи отвеса или строительного уровня.
Высота вертикального канала зависит от размеров внешнего барабана
На жаровую трубу устанавливают кожух, после чего промежутки между металлической ёмкостью и стенками вертикального канала заполняют перлитом. Чтобы избежать просыпания теплоизоляции на пол, нижнюю часть райзера тщательно герметизируют при помощи глиняной смеси.
Способ теплоизоляции райзера
Изготавливают колпак топливника. В его качестве можно использовать отрезанную часть водонагревателя, снабдив её удобной ручкой.
При помощи кирпичной или каменной кладки формируют корпус печи. Для этой цели можно использовать и мешки с песком, уложенные в основании вертикального канала.
Корпус печи можно выложить мешками с песком

Непритязательный вешний вид скрывают при помощи саманной обмазки. Для её изготовления в глиняный раствор вводят до 50 % крупных древесных опилок или мякины (половы).

Обмазка корпуса печи

Добавки в глиняной смеси выполняют ту же роль, что и щебень в бетоне. Они нужны для того, чтобы при высыхании и последующей работе с переменными тепловыми нагрузками поверхность печи не растрескивалась.
Перлитовую засыпку сверху также необходимо запечатать при помощи обмазки.
Формируют переднюю часть печи. Для этого любым подходящим способом (кирпичная или каменная кладка, мешки с песком, саман) выкладывают контур печи. Внутреннюю часть заполняют щебнем, а верхней придают нужную форму, воспользовавшись саманной смесью.
На подготовленное основание устанавливают внешний кожух из металлической бочки, ориентируя ёмкость нижним патрубком в сторону лежанки. Нижнюю часть ёмкости герметизируют при помощи глины.
Установка кожуха - металлической бочки
Используя гофротрубу, к топливнику ведут канал, который соединяет топку с внешней атмосферой. Если его не установить, то печь будет потреблять тёплый воздух из помещения, который будет замещаться холодными массами, поступающими извне. Со стороны топки канал надо будет перекрывать, как только полностью прогорят дрова. Это не позволит воздуху с улицы проникать в теплообменные каналы.
Канал для подачи воздуха снаружи здания
Для проверки работы печи-ракеты проводят первую растопку, во время которой убеждаются в том, что газы свободно выходят в горизонтальный дымоход.
К нижнему патрубку присоединяют трубы теплообменника, которые устанавливают на основание, сформированное из красного кирпича.
Выполняют монтаж дымохода. Все соединения деталей горизонтального и вертикального каналов уплотняют при помощи асбестового шнура и огнеупорной обмазки.
Воспользовавшись тем же способом, что и при изготовлении корпуса печи, придают требуемую конфигурацию лежанке.
Полностью сформированная печь с лежанкой
Бочку можно полностью покрыть саманом, оставив открытым только горизонтальную площадку, которую удобно использовать для разогревания еды.
Выведенный наружу дымоход оборудуют уловителем конденсата и дёгтя, а верхний срез защищают от осадков при помощи колпака.
Наружная часть дымохода снабжается уловителем жидких веществ

Испытания печи-ракеты проводят только после полного высыхания саманной обмазки. В противном случае возможно растрескивание декоративного покрытия.

Вид готовой печи-ракеты с лежанкой

Для безопасной эксплуатации ракетной печи помещение в обязательном порядке оборудуют датчиками угарного газа.

Модернизация ракетного теплогенератора

Чтобы расширить область применения реактивных отопительных печей, их дорабатывают, повышая удобство и универсальность конструкции. Площадку, предназначенную для приготовления пищи, в мобильных конструкциях нередко заменяют полноценной плитой. Такую варочную поверхность удобно использовать на собственном подворье в хозяйственных целях - для приготовления еды домашним животным или в период консервации заготовок на зиму. Особенностью печи-ракеты этого типа является широкий и плоский горизонтальный канал, в который направляются раскалённые газы из сопла. Проходя под поверхностью плиты, они разогревают её докрасна, после чего уходят в вертикальный дымоход. Удобные ножки придают конструкции устойчивости, а оригинальная форма позволяет использовать агрегат в качестве подставки или столика в то время, когда он не используется по назначению.

Реактивная печь с плитой - необходимая вещь на загородном участке

В жаровую трубу реактивной печи нельзя устанавливать жидкостный теплообменник, однако это не значит, что её нельзя использовать в качестве теплогенератора водяной отопительной системы. Для этого «ракету» оснащают своеобразным контуром из радиаторных пластин, которые создают в зоне дожигания своеобразный лабиринт. Благодаря их нагреву осуществляется отвод тепла из камеры дожигания к водяной рубашке. Эффективность работы агрегата зависит от площади и теплоёмкости пластин, поэтому их выполняют в виде массивных металлических полос площадью до ¾ сечения жарового канала. Надо сказать, что подобный теплообменник лучше всего использовать для получения горячей воды, используя саму ракетную печь традиционным способом.

Схема ракетного агрегата, оборудованного водяным контуром

Оригинальной конструкцией обладает печь-ракета с конвектором. Для увеличения теплоотдачи на поверхность внешнего кожуха монтируют вертикальные трубки, выполняющие ту же роль, что и воздушные каналы булерьяна. Холодный воздух захватывается в нижней части трубчатых теплообменников и нагревается по мере продвижения вверх. Таким образом обеспечивается принудительная конвекция, которая ещё больше повышает тепловую эффективность установки.

Кожух ракетного теплогенератора, оборудованный конвектором

Особенности использования реактивных печей

Являясь системой длительного горения, печь-ракета требует предварительного прогрева перед началом эксплуатации. Как правило, в мобильных установках это требование никто не соблюдает - топлива они потребляют немного, а сама буржуйка чаще всего используется по принципу «работает, да и ладно». В стационарных конструкциях прогреть печь перед запуском чрезвычайно важно, поскольку при холодной жаровой трубе ни о каком дожигании не может быть и речи. Дрова будут сгорать, не отдавая тепла, а дымовая труба очень быстро покроется сажей, дёгтем и креозотом.

Прогрев печи производится при помощи щепок, бумаги или стружки, которые загружают в топливник и поджигают. О выходе на рабочий режим судят о гудении в жаровом канале. Сильный звук свидетельствует о неэффективной работе агрегата. Как только гул начнёт стихать, надо приступать к закладке основного топлива. Поддувало в первые 10–15 минут должно быть полностью открытым. Затем подачу воздуха уменьшают, ориентируясь на звук работы печи - она должна «шелестеть» или «шептать». После прогорания дров воздушный канал топки прикрывают, чтобы не допустить утечки тепла из помещения. Раз в 2–3 дня производят удаление золы, для чего пользуются металлическим совком и кочергой.

Обслуживание реактивной печи проводят не чаще одного раза в сезон. Для этого открывают дверцу зольника, через которую удаляют остатки сажи. При необходимости очищают дымовой канал, используя для этого люк его уловителя. Надо сказать, что правильная эксплуатация реактивного отопителя никогда не приводит к задымлению помещения. Всё, что для этого требуется от владельца - соблюдать рекомендации по использованию «ракеты» и не пренебрегать правилами техники безопасности.

Печь-ракета своими руками: тонкости и нюансы строительства (видео)

Уникальные технические характеристики, практически нулевая стоимость и доступность материалов для строительства перекрывают все недостатки реактивной печи. При желании соорудить полноценный отопительный прибор можно за выходные, включая обустройство комфортной лежанки. «Ракета» удобна ещё и тем, что не требует высокой квалификации печника, а во внешнем оформлении допускает реализацию даже самого необычного дизайнерского замысла.

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

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

Как работает печь-ракета?

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

Работа этого очага основана на двух базовых принципах:

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

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

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

Конструкции ракетных печей

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

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

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

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

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

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

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

Основные размеры

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

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

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

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

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

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

Рисунок №4 схемы футеровки жаровых каналов ракетных печей

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

Преимущества и недостатки ракетных печей

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

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

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

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

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

Собираем ракетную печь своими руками

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Самые простые решения по организации обогрева частного дома всегда будут пользоваться популярностью, особенно среди домашних мастеров-умельцев. К таковым относится и ракетная печь на дровах, которую можно сделать своими руками без существенных финансовых затрат. Отопитель довольно интересен и заслуживает особого внимания. Рассмотрим принцип работы печи-ракеты, преимущества с недостатками и способы изготовления в домашних условиях.

Как работает ракетная печь

Примечательно, но так называемая ракетная или реактивная печь на самом деле не имеет ничего общего с реактивной тягой, а тем более с полетами в космос. Это народное название возникло по 2 причинам: из-за некоторой схожести работающего агрегата на перевернутую ракету и благодаря гудящему звуку. Правда, он появляется в определенном режиме и свидетельствует о слишком большом количестве подаваемого в топливник воздуха.

Важно. Режим, при котором печь ракета сильно гудит или даже ревет, является неэффективным и неэкономичным. При нормальной работе буржуйки раздается лишь тихий шелестящий звук.

На данный момент существует 2 вида реактивных дровяных печек:

переносные;
стационарные (отопительные).

Походная металлическая печка «Робинзон» со складывающейся треногой легко помещается в рюкзак

Простейшая переносная модификация печки ракетного типа производится серийно под названием «Робинзон» и предназначается для нагрева воды и приготовления пищи в походных условиях. На ее примере проще всего понять принцип действия агрегата. По сути, он представляет собой трубу в виде перевернутой буквы «Г», как показано на схеме:

Как работает печь-ракета:

В горизонтальную часть трубы, что служит приемным бункером для топлива, вставляются дрова и поджигаются со стороны вертикального участка.
Внутри Г-образного канала возникает естественная тяга за счет разницы температур входящего воздушного потока и выходящих дымовых газов.
Интенсивность горения ракетной печи возрастает по мере прогрева корпуса, так что необходимо ограничивать подачу воздуха. Иначе древесина очень быстро выгорит впустую – все тепло вылетит в трубу.

Принцип работы так называемой реактивной печи заключается в использовании энергии восходящего потока продуктов горения. Чем выше температура стенок топливника, тем древесина горит интенсивнее, а пламя становится мощнее.

За счет возникающей природной тяги простая стальная печка «Робинзон» нагревает большую емкость с водой за какой-то десяток минут. А если сделать вертикальный участок утепленным, как изображено на схеме, то после прогрева удастся жечь довольно толстые поленья.

Стационарный вариант печи

Стационарные ракетные печи, изготавливаемые своими руками для обогрева дома, снабжаются специальным колпаком для сохранения тепла дымовых газов с последующей передачей его в помещение. В этом случае общая картина сжигания дров несколько иная. При ограниченном поступлении первичного воздуха и горении топлива начинают выделяться пиролизные газы. Они дожигаются в нижней части вертикальной трубы, куда подводится вторичный воздух по отдельному каналу.

Стационарная печь-ракета не отличается по принципу работы от переносной, только дымовые газы отводятся через колпак и лежанку в дымоход

Примечание. В этом отношении дровяная печь – ракета длительного горения, только в ней не используется вентилятор для принудительного нагнетания воздуха.

Раскаленные продукты сжигания, поднимаясь под колпак, начинают охлаждаться, после чего опускаются в пространстве между стенками и попадают в дымоходный канал. При этом на газы действуют 3 силы:

Гравитация. Она заставляет более холодные и тяжелые газы опускаться и направляться к выходу в дымоходный канал.
Давление новых продуктов горения, поступающих с более высокой температурой из топливника.
Естественная сила тяги дымохода.

Сумма этих трех сил позволяет пристраивать к печке ракетного типа дымовые каналы произвольной формы, лишь бы отобрать побольше тепла. На практике это используют, чтобы сделать от ракетной печи лежанку с подогревом, как это показано на схеме:

Примечание. Есть и другой способ не допустить выброса тепла вместе с дымовыми газами наружу. Для этого от ракетной печи делают дымоход с водяной рубашкой и двумя патрубками, что присоединяются к .

Стационарную «ракету» можно изготовить из металла, добавить варочную плиту и теплообменник для нагрева воды на отопление

О преимуществах и недостатках

Так называемая реактивная печка – это самый дешевый вариант устройства отопления в частном доме. В этом отношении она не имеет себе равных. Более того, хороший мастер способен выполнить печь из кирпича таким образом, что она будет вполне прилично смотреться в интерьере комнаты. По сути, придется облагородить только выступающий металлический колпак да крышку топливной камеры. Остальные части агрегата вместе с газоходами будут скрыты с глаз.

Самодельные ракетные печи точно нельзя назвать сверхэффективными, а вообще, этот показатель во многом зависит от самого домовладельца. Если постоянно жечь сырую древесину, то толку от этого будет немного. Как и нет смысла добиваться от теплогенератора «ревущего» режима, ошибочно полагая, что он самый лучший. Здесь надо ограничивать подачу воздуха вручную, как это делается и в отопителях длительного горения.

Существует лишь 1 способ снабдить реактивную печку водяным контуром – установить на дымоотвод теплообменник и подключить его к теплоаккумулятору либо напрямую к батареям отопления

Потерей полезного тепла через дымоход страдают многие печи, в том числе и ракетные, так что в этом случае не помешает приладить к газоходной трубе водяной контур, о чем сказано выше. Ну и большое количество теплоты позволит отобрать лежанка, хотя для ее устройства придется потрудиться. Остальные негативные стороны ракеты выглядят так:

Агрегат требует постоянного присмотра и ручного управления, поскольку всякая автоматика в нем отсутствует.
Загрузку дров надо производить довольно часто.
Металлический колпак нагревается до температуры, вызывающей ожоги у человека после прикосновения. Это опасно для маленьких детей.

Примечание. Самодельные печи ракетного типа не годятся для протапливания бани, поскольку в нормальных рабочих режимах неспособны выделять большое количество тепла за короткий промежуток времени.

Проще всего сделать своими руками маленькую переносную печь – ракету «Робинзон», чей чертеж представлен ниже. Потребуются обрезки профильных труб, металл для ножек и подставки, а также навыки проведения сварочных работ. Причем соблюдение точных размеров, указанных на чертеже, не обязательно. Можно взять трубы другого сечения, только надо уменьшать либо увеличивать их пропорционально, дабы детали стыковались друг с другом.

Чертеж усовершенствованной походной печки «Робинзон» с дюзами из профильной трубы, разрезанной вдоль на 2 части

Примечание. Обратите внимание, что на чертеже изображена конструкция, улучшенная нашим экспертом . Как и полагается ракете, к ней приделаны импровизированные дюзы, куда поступает вторичный воздух для дожигания, попадающий в трубу через ряд отверстий. За счет этой модернизации интенсивность горения заметно повышается. Подробнее о работе компактной дровяной печки смотрите на видео:

Наиболее распространенные варианты больших ракетных печей делаются из газового баллона или металлической двухсотлитровой бочки. Надо понимать, что эти готовые элементы применяются в качестве наружного колпака, а внутренние детали печки надо делать из труб меньшего диаметра или выкладывать из шамотного кирпича. Причем из баллона можно смастерить как стационарный отопитель с небольшой лежанкой, так и агрегат, который можно перемещать.

Учтите, произвести расчет тепловой мощности печи ракетного типа довольно сложно, единой расчетной методики не существует. Проще опереться на готовые чертежи уже работающих образцов и выполнять сборку по ним. Только нужно сопоставлять размеры будущей печки с габаритами отапливаемого помещения. К примеру, для обогрева небольшой комнаты хватит размеров баллона, в иных случаях лучше брать большую бочку. Подбор внутренних деталей для них показан на схеме:

2 варианта буржуек – из газового баллона и стандартной железной бочки

Печь ракета из баллона

Кроме самого газового баллона, для сборки печки потребуется:

профильная труба 150 х 150 мм для топливника и загрузочного бункера;
стальные трубы диаметром 70 и 150 мм пойдут на внутренний вертикальный канал;
то же диаметром 100 мм на дымоход;
утеплитель (базальтовое волокно плотностью не менее 100 кг/м³);
листовой металл толщиной 3 мм.

Для мастера, владеющего сварочным делом, данная работа не представит особой сложности. У баллона следует отрезать верхнюю часть по шву, предварительно вывернув вентиль и наполнив его доверху водой. По бокам с двух сторон вырезаются проемы для установки топливника и врезки дымохода. Профильная труба вставляется соединяется с вертикальным каналом, который выводится сквозь дно баллона. Дальнейшие работы по изготовлению ракетной печи ведутся в соответствии с чертежом:

В конце верхнюю часть надо приварить на место, затем тщательно проверить все швы на проницаемость, чтобы внутрь печи бесконтрольно не поступал воздух. После этого можно присоединять дымоход с водяной рубашкой (при наличии) и приступать к испытаниям.

Важно. Для создания достаточной тяги верх трубы должен быть поднят над уровнем топливника на высоту 4 м.

Кладка отопителя ракетного типа из кирпича

Этот вариант печки потребует расходов на покупку шамотного кирпича, обычный керамический для ракетной печи не подойдет. Кладка выполняется на растворе из шамотной глины, она тоже продается в виде готовой строительной смеси. Как сделать стационарную ракетную печь:

Предварительно нужно выкопать яму, утрамбовать дно и залить фундамент размерами 1200 х 400 мм и высотой 100 мм, как изображено на фото.
После застывания фундамент накрывают листом базальтового картона и ведут кладку камеры сгорания, бункера для загрузки дров и вертикального канала. С торца камеры сгорания устанавливают дверцу для прочистки зольника.
После высыхания глины яма засыпается, а на вертикальный канал надевается заранее подобранная труба или малая бочка диаметром 450 мм. Промежуток между кирпичной кладкой и стенками трубы заполняется огнеупорным утеплителем, например, базальтовой ватой, керамзитом, вермикулитом.
На последнем этапе на конструкцию надевают колпак из большой металлической бочки диаметром 600 мм. Предварительно в ее верхней части делается вырез и ставится патрубок для подключения дымохода. Когда бочка перевернется, он как раз окажется внизу.

Дальше – дело техники, можно выводить дымоход сразу наружу либо строить еще лежанку с дымооборотами. Для этой цели уже сгодится обычный керамический кирпич и глиняно-песчаный раствор. Порядовка кирпичной кладки ракетной печи с небольшой лежанкой подробно показаны на видео:

Заключение

Конечно же, печь ракета на дровах – не верх совершенства и привлекательна лишь в силу своей простоты и дешевизны. Да и вписать ее в интерьер жилого помещения – та еще задачка. Отсюда напрашивается вывод, что сооружать подобный источник тепла можно где-нибудь на даче либо во времянке, где люди пребывают не постоянно. Длительных перерывов между растопкой отопитель не боится, а прогревается достаточно быстро. Для обогрева большого жилого дома или бани данный агрегат не подойдет, тут нужны другие решения.

Данная ракетная печь представляет собой удобный компактный переносной агрегат, который предназначен не для обогрева помещения, а для приготовления еды в походе или на отдыхе. Вы сможете легко и быстро разогреть пищу, вскипятить воду, пожарить мясо или рыбу. Сделать это сооружение своими руками не составит труда. Конструкция имеет множество преимуществ перед другими.

Плюсы ракетной печи “Робинзон”

Прежде всего, стоит отметить, что такую печь удобно обслуживать и разжигать (топливо можно использовать самое разное: траву, сухие ветки, дрова, бумагу, сено), она легко собирается и разбирается . Устройство простое и надежное. Эта конструкция не выделяет дым и копоть, поэтому вам не нужно будет долго отмывать посуду от грязи. Если вы решили изготовить агрегат из термостойкого материала, то стенки будут выдерживать температуру до 800°. Оригинальная “Робинзон” очень тщательно разрабатывалась физиками, поэтому на данный момент эти конструкции пользуются популярностью во всем мире.

Устройство

Портативная печь “Робинзон” сделана на основе принципа : топливо сгорает в бункерном отсеке, огонь попадает в зону горения и поднимается наверх по дымоходу. Сначала вся энергия идет на разогрев дымовой трубы, после ее прогрева, благодаря высокой температуре, происходит повторное догорание газов.

“Робинзон” делают из трубы 100х150 миллиметров . Важно, чтобы сечение дымовой трубы было такого же размера как у топливника, так как в противном случае может возникнуть обратная тяга. Ножки, как правило, выполняются из прутка с резьбой и привинчиваются на месте, однако этот вариант не самый удобный . В качестве опоры можно использовать либо стационарные ножки, либо стальной лист, который приваривается ко дну. В оригинальной печи “Робинзон” не имеется канала для подачи воздуха, крышки для регуляции горения тоже нет. Однако, существует много самодельных вариантов, где этот недостаток устранен. Мы рассмотрим самый стандартный из них.

Читайте также: Чугунные печи

К нижней части топливного отсека приварена пластина (куда впоследствии укладывается это топливо), на конце которой находится колосниковая решетка. Отверстие внизу обеспечивает подачу кислорода в зону горения. Также, можно приварить крышку-заслонку, которая регулирует интенсивность горения . Ее размеры должны быть немного меньше, чем размер топливного отсека, иначе, если закрыть его полностью, огонь потухнет.

Для каждой печи “Робинзон” имеются свои чертежи, однако, чтобы работоспособность конструкции была нормальной, необходимо соблюдать следующие пропорции :

Длина дымохода должна быть более двух длин наклонного (горизонтального) участка.
Высота отсека для топлива должна быть примерно такой же, как и горизонтального участка.
Для удобства закладывания горючего, топливник размещают под углом 50° .
Разрез дымохода должен быть не меньше размеров топливного отсека.

Выбор материалов

Для сооружения печи вам понадобятся: небольшой стальной лист (он будет играть роль дверцы поддувала), прутки для изготовления ножек и колосниковой решетки . Желательно выбирать качественные жаростойкие материалы для того, чтобы продлить работу вашей печи. Изготовить “Робинзон” можно за очень короткие сроки (2-4 часа), при наличии всех вышеперечисленных материалов. Если у вас нет опыта в строительстве печей, желательно иметь чертежи или видео с подробными объяснениями.

Как изготовить “Робинзон” своими руками

Итак, мы имеем стакан (иногда его называют сердцем печи). Он имеет продолговатую форму . Внизу находится подсос (из него поднимается и попадает в камеру воздух). По бокам стакана располагаются два бункера. Один бункер приваривается под углом 90° (он используется для розжига) и имеет одну камеру, второй – под углом 45° , в нем находится две камеры: загрузочная и камера подсоса воздуха . Рядом с подсосом находится коробок (его мы плотно вставляем в стакан), в который собирается пепел после сжигания топлива.

Читайте также: Самодельная муфельная печь

Под первым, расположенным ниже, бункером мы устанавливаем колосник. Иногда сверху стакана некоторые люди располагают подставку для посуды (как правило, из жаростойкого металла ). Однако, в этом случае имеется существенный недостаток: пепел вместе с дымом будет подниматься вверх, и посуда будет грязной. Поэтому мы будем использовать стол. Он имеет прямоугольную, более приплюснутую, в отличие от стакана, форму.

К днищу стола можно приварить духовой шкаф, это сделает печь более удобной и усовершенствованной, однако вес варочного сооружения будет немалым. Ножки с резьбой ввинчиваются или привариваются к углам стола. Стакан наполовину вставляется в духовку . Необходимо обратить внимание на то, что высота стакана должна точно соответствовать длине ножек .

На стол можно поставить самодельную плиту из металла (необходимо посмотреть видео или почитать рекомендации, как вырезать круги из толстого металла). В плиту вставляется длинная дымоходная труба . Рассмотренная нами печь является усовершенствованным вариантом оригинального “Робинзона”.

Она намного комфортнее общепринятой конструкции, и готовить на ней тоже более удобно . Однако измененный вариант печи также имеет свои недостатки :

Конструкция является очень тяжелой, так как имеет дополнительные детали, сделанные из толстого металла.
Печь очень громоздкая, даже в разобранном состоянии : стол, духовой шкаф, дымоходная труба, стакан с двумя бункерами – все это будет занимать очень много места в вашем автомобиле.
Если вы решили делать откручиваемые ножки, то придется выполнять кропотливую и долгую работу на отдыхе.
Строительство “Робинзона” займет много времени и труда (на простейшую конструкцию уходит в среднем несколько часов, на эту – несколько дней). Вам будет нужно найти подходящие видео и чертежи. Желательно проконсультироваться со специалистом.

Мы рассмотрели один из многочисленных вариантов печи Rocket Stoves , ее же иногда называют “Робинзон”. Каждый человек может что-то добавить, а что-то убрать из оригинальной конструкции печки . Любое добавление модернизирует агрегат, но, в то же время, усложняет его использование, поэтому каждый сам расставляет приоритеты и пробует свой способ построения , используя разные материалы. Один пользователь YouTube построил “Робинзон” из консервных банок !

Скажем сразу: ракетная печь – простое и удобное отопительно-варочное устройство на древесном топливе с хорошими, но не исключительными параметрами. Ее популярность объясняется не только броским названием, но более тем, что ее может сделать своими руками и не печник и даже не каменщик; при необходимости – буквально за 15-20 мин. И еще тем, что, вложив немного больше труда, можно в доме получить прекрасную лежанку, не прибегая к постройке сложной, дорогой и громоздкой или . Причем сам принцип устройства печи-ракеты дает большую свободу дизайну и проявлению творческих способностей, см. рис.

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

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

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

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

Печь или ракета?

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

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

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

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

Кан или не кан?

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

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

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

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

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

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

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

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

Как разбираться с ракетами?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Источники недоразумений

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

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

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

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

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

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

Как родилась печь-ракета?

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

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

Что такое древесный газ?

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

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

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

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

Who are you, the Rocket Stove?

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

Как работает печь-ракета?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Малая ракета

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

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

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

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

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

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

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

Видео: водогрейка на основе ракетной печи конструкции Габриэля Апостола

Как топить ракету?

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

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

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

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

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

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

Материалы, размеры и пропорции, футеровка

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

Из чего?

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

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

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

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

Размеры и пропорции

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

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

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

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

Футеровка райзера

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

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

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

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

Как футеровать песком?

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

Ракета из баллона

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

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

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

Ракеты из чего попало

Баночные

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

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

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

Кирпичные

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

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

Видео: печь-ракета из 16 кирпичей (eng)

Новый материал

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

Летают ли ракеты в бане?

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

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

В заключение: печникам-ракетчикам

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