Реактивная печка на дровах своими руками. Изготовление ракетной печи своими руками

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

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

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

Принцип работы печки ракетного типа

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

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

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

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

Простейшая конструкция ракетной печки

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

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

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

1 – внешний металлический корпус печи.

2 – труба – топочная камера.

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

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

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

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

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

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

2- зона самого активного теплообмена;

3 – восходящий поток раскаленных газов.

Видео: вариант простейшей ракетной печи из старого баллона

Усовершенствованная конструкция ракетной печи

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

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

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

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

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

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

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

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

• Следует заметить, что в случае изготовления лежанки из кирпича, каналы могут быть выложены также из этого материала, без применения металлических горфротруб.
• Нагретые печь и лежанка, отдавая тепло в помещение, сами по себе станут служить своеобразной «батареей», способной отапливать площадь до 50 м².

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

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

Видео: еще одно оригинальное решение повышения эффективности обогрева ракетной печи

Складываем из кирпича ракетную печь с лежанкой

Что необходимо для работы?

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

Наша задача — сложить из кирпича вот такую оригинальную печь-ракету с теплой лежанкой

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

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

Для кладки печи потребуются следующие материалы:

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

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

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

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

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

Порядовка кирпичной печи-ракеты с лежанкой:

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

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

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

Свернуть

Принцип работы

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

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

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

Принцип работы

На этой схеме принцип работы ракетной печи с лежанкой

Преимущества и недостатки

Ракетные печи длительного сгорания обладают следующими преимуществами:

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

Достоинств у такой печи много, но есть и плохие стороны

К недостаткам относится:

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

Материалы

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

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

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

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

Инструменты

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

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

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

Как сделать своими руками?

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

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

Выбор места

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

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

Приготовление раствора

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

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

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

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

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

Кладка ракетной печи из 20 кирпичей

Порядовка ракетной печи на 20 кирпичей

Пример кирпичной ракетной печки

Кладка ракетной печи с лежанкой

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

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

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

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

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

Готовый вид

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

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

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

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

Вывод

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

←Предыдущая статья Следующая статья →

закрыть ×

Ракетная печь использовалась многими народами мира задолго до появления современных домашних и бытовых печей. Она служила, прежде всего, для обогрева жилища и обеспечивала теплое спальное место в доме. Приготовление пищи также играло немаловажную роль. При разработке устройства печи, нужно было придумать систему, которая смогла бы работать с максимально возможным КПД при загрузке древесного топлива низкого качества (в сухом и влажном виде).

В наше время ее используют для обогрева, для приготовления еды, а также в качестве элемента интерьера. Сделать ракетную печь своими руками можно практически из подручных средств. Все зависит от ее назначения и места, где она будет использоваться.

Видов и конструкций ракетной печи много - от самых простых до многофункциональных. Для эффективной работы необходимо соблюдать некоторые правила эксплуатации печной конструкции. Выделяют 2 основных принципа работы ракетной печи, в независимости от ее конфигурации:

• свободная циркуляция выделенных газов из топлива по сформированным печным каналам, без ручного проведения тяги дымохода;
• догорание пиролизных газов, высвобождающихся от прогорания топлива в условиях недостаточной подачи кислорода.

Конструкция, характеристика и применение

Печь-ракета своим уникальным названием обязана характерному печному гулу, который можно слышать на протяжении всего процесса горения. Он отдаленно похож на звук взлетающей ракеты. Сходство с ракетой еще и в том, что в ней, в процессе горения, создается реактивная тяга. Конусовидную форму печи также можно связать с названием, но это не основная характеристика.

Различают 2 вида печной конструкции (представлены на схемах):

Простейшая печь-ракета

Самая простая конструкция ракетной печи прямого горения представляет собой 2 трубы, соединенные отводом - печь русская ракета.

Нижняя труба разделяется металлической пластиной. Верхняя часть трубы составляет примерно 2/3 от общего пространства, куда непосредственно закладывается основное топливо. Нижняя часть служит примитивным поддувалом, которое обеспечивает воздухообмен в печи.

Закладка топлива в данном случае горизонтальная. При вертикальной закладке печь ракетного типа состоит из двух вертикальных, разных по длине, труб, и третьей горизонтальной, служащей соединительным каналом. Последняя выполняет функцию топки.

Устанавливается простейшая форма реактивной печи обычно на открытом воздухе - с целью приготовления еды и подогрева воды.

Для изготовления стационарной простейшей печи ракеты из кирпича, используется материал, который устанавливается на жаростойкую платформу.

С целью достижения более высокой производительности, в простейшую конструкцию печки были добавлены новые элементы.

На схеме представлена походная реактивная печь. Нижняя труба разделяется специальной перемычкой, на топливный отсек(2) и отсек для отвода воздуха в область горения(3). Верхняя часть печи состоит из трубы-райзера, вокруг которой уложен теплоизолирующий состав(4), поверх закрывающийся внешним металлическим корпусом(1).

Работа печи складывается следующим образом: в топливный отсек закладывается разогревающее печь топливо (солома, бумага), после прогорания которого добавляется основное топливо (щепки, прутья и пр.). В процессе активного горения образуются раскаленные газы, поднимающиеся по райзеру и выходящие наружу. На срезе трубы устанавливается подставка под посуду для варки, с учетом промежутка 7-10 мм. В противном случае, при не сохранении необходимого зазора будет перекрыт выход для тяги кислорода, который, в свою очередь, поднимает раскаленные газы вверх. Процесс горения прекратится.

При соблюдении условия создания воздушной тяги, даже при закрытой топочной дверце процесс горения не прекратится. Здесь частично срабатывает второй принцип работы ракетной печи длительного горения - дожигание пиролизных газов в условиях недостаточной подачи кислорода.

Чтобы этот принцип работал в полной мере, необходимо обеспечение ракетной печи качественной термоизоляцией камеры вторичного горения, ведь для процессов образования и сжигания газов нужно соблюдение температурных требований.

Усовершенствованная конструкция

Такой тип ракетной печи в усовершенствованной комплектации может использоваться в домашних условиях как для приготовления еды, так и для обогрева комнат. Помимо топливного отсека и трубы, в ней присутствует второй корпус, наверху которого установлена варочная поверхность, а дымоход проведен на улицу. Отопить такой печкой можно помещение, площадью до 50 кв.м.

В результате проведенной модернизации, полезные качества и эффективность увеличивается за счет того, что ракетная печь длительного горения приобретает несколько уникальных и важных свойств:

• в отличие от простой конструкции ракетной печи, в усовершенствованной используется второй наружный корпус, термоизолирующий материал вокруг трубы горения, герметично закрытая верхняя часть корпуса, что создает условия для поддержания высокой температуры длительное время;
• автономное отверстие для подачи вторичного воздуха в модернизированной печи выполняет оптимальный поддув, в то время как в простой конструкции для этого используется открытая топка;
• система дымохода спроектирована таким образом, что нагретый газовый поток не устремляется наружу из трубы сразу, а проходит по печным каналам, обеспечивая качественное догорание вторичного топлива, нагрев варочной панели и равномерную теплоотдачу воздуха в помещении через нагретый корпус печи.

В усовершенствованной конструкции используются дополнительные элементы, ориентированные на создание высокой теплоотдачи и многофункциональности ракетной печи. Здесь активно задействованы два принципа работы печи. Вначале происходит предварительное горение твердого топлива, которое при сгорании выделяет пиролизные газы, использующиеся как вторичное топливо.

Принцип работы ракетной печи такой конструкции подробно изображен на схеме слева. В топливный отсек (1) загружается топливо для предварительного горения. В зоне самого активного теплообмена (2), в условиях недостаточной подачи первичного кислорода (А), регулируемого заслонкой (3), происходит выделение пиролизных газов. Они устремляются в конец огневого канала (5), где осуществляется их догорание. Благоприятные условия горения газов создаются благодаря высокой теплоизоляции конструкции и непрерывно поступающему потоку вторичного кислорода (Б).

Затем раскаленный газ поднимается вверх по внутреннему каналу трубы-райзера (7) под крышку корпуса, которую часто оборудуют под варочную поверхность (10), в связи с непрерывным высокотемпературным нагревом. Там скопление газа расходится по каналам, расположенным между райзером и внешним печным корпусом (6). В условиях постоянного нагрева корпуса, его стенки аккумулируют тепло, от чего воздух в помещении нагревается. После этого газовый поток опускается вниз по каналу, а затем выходит наверх, в трубу дымохода (11).

Процесс горения может продолжаться несколько часов. Для максимальной теплоотдачи печи и полного сжигания пиролизных газов, необходимо поддержание стабильно высокой температуры в райзере. Для этого его помещают в трубу чуть большего диаметра, которая называется обечайка (8). Образованное пространство между двумя трубами плотно заполняют жаростойким составом, например, просеянным песком, для обеспечения теплоизоляции в трубе.

Особенности эксплутации ракетной печи

1. Перед загрузкой основного топлива печь нужно прогреть. Это больше касается больших и многофункциональных ракетных печей. В них без предварительного прогрева тепловая энергия будет использоваться вхолостую.
2. Для разгона печи в открытое поддувало помещают сухую бумагу, древесную стружку, солому. Достаточный прогрев печи можно определить по гулу в печи, который в дальнейшем затихает. Затем в разогретую ракетную печку закладывается основное топливо, разжигающееся за счет разгонного.
3. В начале горения основного топлива дверцу поддувала открывают полностью. Спустя время, как появляется печной гул, поддувало прикрывают до тех пор, пока гул не заменится шепотом. В дальнейшем для оценки состояния горения печи нужно так же ориентироваться на «печной звук», приоткрывая дверцу поддувала при затихании и прикрывая при возникающем гуле.
4. Чем больше реактивная печь, тем меньшее отверстие для притока свежего воздуха необходимо. Целесообразно использование в такой печи отдельного поддувала.
5. Регулировка мощности работы печи может происходить только за счет объема закладываемого топлива, но не за счет подачи воздуха.
6. При самостоятельном изготовлении большой ракетной печи, ее бункер следует делать с плотно прилегающей крышкой, без просветов и щелей. В противном случае не будет обеспечиваться стабильный рабочий режим печи, что чревато расходом лишней топливной энергии.
7. Вопреки распространенному мнению, ракетная печь для бани не подходит для установки, так как печь не выделяет ИК-излучение в достаточном количестве, которое необходимо для отопления стен и отдачи конвекции в воздушные массы в условиях бани. Печь ракета для бани, теоретически, может быть установлена только с использованием печного типа Широкова-Храмцова, характеристика которого дана ниже.
8. Ракетная печь для гаража представляет мобильный вариант печной конструкции, способной быстро нагревать помещение. Основной элемент - нагревательный бак из трубы.

Виды топлива

При правильной сборке и эксплуатации, ракетную печь можно топить любым типом твердого топлива, древесиной и ее отходами. Например, ветками, листьями, дровами, углем, кукурузными стеблями, шишками, кусками ДСП, обломками мебели. Загружать топливо в печь можно как в сухом, так и в сыром виде. Это особенно актуально для ее эксплуатации в природных условиях, где не всегда можно отыскать сухое сырье.

Разновидности ракетных печей

Ракетную печь можно сделать самостоятельно или на заказ из различных материалов. Здесь необходимо ориентироваться на возможности и имеющиеся ресурсы.

Печь из газового баллона

Использованный газовый баллон - широко распространенный материал для изготовления печи. Удобство его использования заключается в том, что это, по сути, уже готовая заготовка корпуса печи вытянутой конусовидной формы. Топливные затраты минимальны, а выделяемое тепло обогреет помещение площадью до 50 кв.м. Материал баллона нужно выбирать не взрывоопасный и устойчивый к высоким температурам и нагреву. Лучший вариант - это пропановый баллон из цельного металла, емкостью 50 литров, диаметром 35 см и высотой 85 см. Этого объема хватит для горения любого типа топлива.

Также для изготовления переносной ракетной печи из газового баллона используются объемы 12 и 27 литров, но с меньшей теплоотдачей. Баллон можно приобрести на специальной газовой заправке.

Перед началом изготовления печи из баллона стравливается газ, путем открытия вентиля на некоторое время. Затем, изготавливается простая печка-буржуйка. Далее срезается верхняя часть баллона, отверстие для вентиля остается. Вверху вырезается круглое отверстие с приваренной стальной полоской, служащее основой для дымохода.

Печь из кирпича

Может быть как стационарной, так и походной. Сложенная наспех, за 15-20 минут, ракетная печь из кирпича, осколков кирпича или булыжников «на сухую», отлично справится с приготовлением еды и подогревом воды. Недостаток такой печи в низкой экономии закладываемого топлива и небольшой теплоотдачей. Разогрев кирпичей в дымоходе до 1000 градусов позволяет конструкции быстро войти в рабочий режим. При этом ракета не дымит благодаря тому, что в такой температуре все топливо сгорает без остатка.

Ракетная печь с водяной рубашкой

Чаще всего используется стационарный печной тип. Особенность такой печи состоит в том, что теплоотдача идет не только на подогрев воздуха в помещении, но и для воды. Для этого ракетная печь с водяным контуром соединяется с теплоаккумулирующим баком - для создания системы автономного водоснабжения. Идеальный вариант для применения на даче или в частном воде, ведь устройство помогает снизить расходы на отопление и подогрев воды, что очень экономично.

Печь из бочки

Распространенная модель для отопления дома. Малозатратная в изготовлении и энергоемкая в теплоотдаче. Часто обустраивают совместно с теплой лежанкой. Способна прогреть помещение более 50 кв. м. Для изготовления печки отлично подойдет стандартная 200-литровая бочка диаметром 607 мм. Этот диаметр можно сократить почти вдвое, что удобно для встраивания трубы-райзера, выполненной из газового баллона или жестяных ведер, диаметром 300-400 мм. Словом, печь можно поставить из подручных материалов.

Печь Широкова-Храмцова

Отечественная модернизация ракетной печи. Основной материал - жаростойкий бетон, который создает отличную термодинамику в конструкции. Благодаря стабильной работе печи и низкой теплопроводности материала, часть тепла выходит наружу в виде ИК-излучения, что невозможно при эксплуатации других печных типов. Если использовать жаропрочное стекло, то печь можно приспособить под камин. Недостаток установкитакой печи - в высокой стоимости материала, на заготовку которого понадобится бетономешалка.

Печь-плита

Для приготовления пищи и заготовок в домашних и уличных условиях, устанавливается усовершенствованная печная конструкция с широкой варочной поверхностью для установки нескольких емкостей. Вертикальная труба-райзер с приваренной к ней топкой находится прямо под варочной панелью, обеспечивая ее высокотемпературный нагрев. Скапливаясь под крышкой панели, газы выходят по горизонтальной трубе, равномерно нагревая всю площадь панели, и устремляются на выход по вертикальному дымоходному каналу.

Как сделать своими руками

Подробно рассмотрим изготовление печи-ракеты своими руками с лежанкой. Ее конструкция более громоздкая, сложнее установка, чем перечисленные выше типы печей, но благодаря пошаговой инструкции и схемам, построить ее самостоятельно не составит особого труда. Главное - соблюдение всех рекомендаций по установке.

Пошаговая инструкция, как сделать ракетную печь:

• Вначале, выполнить углубление на 10 см для установки топливного отсека, выложив его кирпичом из шамотной глины. Затем нужно установить опалубку по линии конструкции. Для более прочного фундамента можно использовать строительную арматуру или сетку, выложив ее на кирпичное основание.
• С помощью уровня выложить основу для камеры горения.
• Затем нужно залить конструкцию бетоном, и в течение суток дать просохнуть. После того, как раствор схватится, можно продолжать возведение печи.

• Выложить основание печи, укладывая кирпич сплошным порядком.
• Сформировать боковые стенки путем укладывания нескольких рядов кладки.
• Выполнить обустройство нижнего канала ракеты, учитывая порядовку.
• Затем нужно уложить ряд поперечных кирпичей так, чтобы труба-райзер и топочный отсек остались открытыми, а камера сгорания - скрытой.

• Нужно взять корпус старого бойлера и обрезать с двух сторон так, чтобы в итоге получилась широкая по диаметру труба.
• В нижнюю часть корпуса из-под ГСМ устанавливается фланец, в который будет установлена труба горизонтального термообменника. Чтобы соблюсти герметичность и безопасность изделия, нужно предусмотреть использование в работе сплошных сварных швов.

• После этого в бочку врезается выходной патрубок. Бочка проходит очистку от ржавчины, покрывается грунтовкой и несколькими слоями термостойкой краски.
• К дымоходу, расположенному горизонтально, нужно приварить боковую отводку для формирования зольника. Для облегчения его прочистки, при эксплуатации печи канал нужно оборудовать герметичным фланцем.
• Далее из огнеупорного кирпича выкладывается жаровая труба, с соблюдением размеров 18×18 см квадратной формы. При выкладке внутреннего канала, важно соблюдение строгой вертикальности для стабильной работы печи. Для этого можно использовать обвес или уровень.

• На жаровую трубу необходимо одеть кожух, а в образовавшееся пространство поместить перлитовые шарики. Нижнюю часть райзера нужно герметично замазать глиняной смесью, чтобы предотвратить просыпания теплоизолята.
• Затем изготавливается топливная крышка - с помощью ранее отрезанной части от бойлера. К крышке, для удобства, можно приварить ручку.
• Смешать глиняный раствор с древесными опилками (не дают потрескаться изделию), до 50% от общего объема. В итоге получается так называемая «саманная смазка», которой нужно обмазать внешний вид получившейся конструкции для маскировки неприглядных деталей и увеличения термоизоляции.

• Далее формируется внешний вид печи. Выкладывается печной контур. Для этого можно использовать разные материалы: камень, кирпич, мешки с песком. Внутренняя часть заполняется щебнем, а верхняя замазывается саманной смесью.
• 200-литровая бочка, служащая внешним печным корпусом, устанавливается на предварительно подготовленное основание. Обязательно, нужно установить бочку так, чтобы нижний патрубок был со стороны лежанки. Далее нижняя часть покрывается глиной для герметизации.
• Затем из гофротрубы нужно сформировать канал для подачи воздуха с улицы, подвести его к топливному отсеку. Без установки такого канала, ракетная печь своими руками при работе будет потреблять теплый воздух из помещения.

• После возведения основной части печной конструкции, проводится тренировочная растопка для проверки свободного выведения газов через горизонтальный дымоход.
• К нижнему патрубку, установленному на основании из кирпича красного типа, подсоединяются трубы теплообменника.
• Далее нужно выполнить монтаж дымоходной трубы своими руками, герметично уплотнив все соединения асбестовым шнуром или огнеупорной обмазкой.
• В конце лежанке нужно придать форму таким же способом, что и ранее - при формировании основного корпуса. Если оставить бочку открытой, без маскировки саманом, то жар при горении будет моментально поступать в помещение. Если же бочку замазать саманом полностью, оставив нетронутым крышку, то тепло будет аккумулироваться в корпусе, что создаст отличные условия для приготовления пищи на варочной поверхности.

Вместо бочки можно использовать газовый баллон (печь-ракета из газового баллона), а вместо бойлера - подогнанные под форму трубы, жестяные ведра. Очень важно при создании ракетной печи своими руками соблюдать точность и пропорциональность в размерах, используя чертежи. Это даст гарантию долгой и эффективной эксплуатации печи длительного горения своими руками.

Преимущества от использования самодельных ракетных печей, в обиходе значительны. Возведение печи не требует больших экономических затрат (на материалы, отопление) и временных (на изготовление печи уходит максимум 3-4 дня).

Высокая производительность и теплоотдача при неприхотливой загрузке топлива идеальна. Оформить печь можно в каких угодно вариантах, тем самым добавив новый элемент интерьера в дом.

Всегда самые простые и удобные решения пользуются большой популярностью. Особенно, когда дело касается отопительных сооружений. Так вот ракетная печь — идеально подойдёт для использования в частном доме, так как умельцы сами смогут её сконструировать, не сильно опустошая кошелёк. Тем более, что принцип печи-ракеты даёт возможность подстроиться под любой дизайн дома.Такой же принцип использовался в Корее и Китае для обогрева своих домов зимой. Плюс в том, что дров при таком виде отопления тратится значительно меньше, чем в традиционной русской печи.

Работа этой печи основуется двумя базовыми принципами:

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

Ракетную печь можно топить вторичными материалами, обрезками деревьев и практически всем потенциально горящим, так как на выходе из печи из-за высоких температур горения в самой печи выделяется практически только углекислый газ и водяной пар. Длинный дымоход обеспечивает полное охлаждение, вследствие чего возможны выделения воды. При правильной конструкции данной печи топливо должно гореть только в нижней части, постепенно оседая.

Одновременное использование ракетной печи для приготовления пищи и для отапливания помещения делает её универсальной.

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

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

Ракетная печь - устройство на древесном топливе

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

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

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

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

Печь или ракета?

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

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

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

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

Кан или не кан?

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

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

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

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

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

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

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

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

Как разбираться с ракетами?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Источники недоразумений

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

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

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

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

Оригинальный чертеж мобильной печи-ракеты

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

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

Как родилась печь-ракета?

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

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

Что такое древесный газ?

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

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

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

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

Who are you, the Rocket Stove?

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

Как работает печь-ракета?

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

Устройство ракетных печей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Малая ракета

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

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

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

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

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

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

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

Видео: водогрейка на основе ракетной печи конструкции Габриэля Апостола

Как топить ракету?

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

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

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

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

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

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

Материалы, размеры и пропорции, футеровка

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

Из чего?

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

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

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

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

Размеры и пропорции

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

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

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

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

Футеровка райзера

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

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

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

Схемы футеровки райзера в ракетных печах

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

Как футеровать песком?

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

Ракета из баллона

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

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

Чертежи печи-ракеты из газового баллона

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

Ракеты из чего попало

Баночные

Схема ракетной печи из банок

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

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

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

Компактные ракетные печи

Кирпичные

Печь-ракета из обломков кирпича

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

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

Видео: печь-ракета из 16 кирпичей (eng)

Новый материал

Схема печи Широкова-Храмцова

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

Летают ли ракеты в бане?

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

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

В заключение: печникам-ракетчикам

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

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