Ракетная печка на дровах своими руками. Реактивная тяга на страже уютного тепла: печь-ракета своими руками. Сложные ракетные печи

© При использовании материалов сайта (цитат, изображений) указание источника обязательно.

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:

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, где s – площадь поперечного сечения райзера.
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.

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.

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.

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.

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

Что такое печь-ракета и чем она хороша?

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

Вариант обустройства реактивной печи

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

По назначению она является отопительно-варочной.

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

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

Печь разрабатывалась для эксплуатации в полевых условиях.

Преимущества конструкции

Энергонезависимость.

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

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

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

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

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

Небольшая печь-ракета

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

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

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

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

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

Недостатки

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

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

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

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

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

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

Чертёж: как устроена печь

Чертёж мобильной печи-ракеты

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

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

Разновидности реактивных печей

На сегодняшний день существует только два вида печей этого типа:

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

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

Устройство малой печи-ракеты

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

Конструкция и принцип действия

Печь, которую мы попытаемся изготовить, изображена на рисунке.

Печь-ракета: фронтальный разрез

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Расчёт печи

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

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

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

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

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

Таблица: основные параметры

Таблица: максимально допустимая длина газохода с лежанкой

Таблица: объём вторичной зольной камеры

Промежуточные значения рассчитываем пропорционально (интерполируем).

Материалы и инструменты

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

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

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

Наружный обмазочный слой (теплоаккумулятор) будет выполнен из самана.

Так выглядит свежеприготовленный саман

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

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

Подготовительные работы

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

Подготовка газового баллона для использования в роли колпака

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

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

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

Пошаговая инструкция

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

Изготовление топки

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

Так выглядят топка и зольник в простейшей печи-ракете

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

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

Остаётся приварить к топке жаровую трубу.

Первичный дымоход

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

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

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

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

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

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

Монтаж дымохода

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

На заключительном этапе к горизонтальному газоходу крепят наружный дымоход.

Футеровка топочной части

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

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

Футеровка первичного дымохода

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

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

Варианты футеровки первичного дымохода

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

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

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

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

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

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

глина;

солома (14–16 кг на 1 м 3 глины);

песок (в небольшом количестве);

вода.

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

Способы усовершенствования реактивной печи

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

Схема печи-ракеты с водяным контуром

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

Чертёж печи-ракеты из баллона с подачей вторичного воздуха

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

Усовершенствованный вариант печи-ракеты из баллона

Как топить печь-ракету

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

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

Растапливают печь-ракеты через топливник

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

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

Видео: как сделать реактивную печь длительного горения своими руками

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

Среди автономных отопительных систем в частных домах особенно выделяется печь ракета (ее также называют печью на реактивной тяги). Устройство можно изобрести самостоятельно из подручных материалов, поэтому по стоимости такая печь всегда выигрывает у покупных моделей. О других преимуществах, принципе работы и пошаговой инструкции по изготовлению печи ракеты своими руками – в этой статье.

Принцип работы и преимущества конструкции

Название устройства говорит само за себя. Действительно, принцип работы такой печи напоминает функционирование ракетного двигателя, работающего на твердом топливе. Кратко его можно описать таким образом:

1. Дрова и уголь закладываются в вертикальный бункер, после чего раскаленные газы поднимаются вверх.
2. Газы попадают в так называемую зону дожигания – здесь они подвергаются вторичному горению из-за сильно разогретого пространства.
3. Дожиганию способствует не первичный, а вторичный воздух, поступающий через дополнительный канал подачи.
4. Далее газы следуют по сложной системе дымоходов, которые монтируют в капитальных конструкциях с целью полного прогрева всех помещений.

Подобная конструкция дает довольно много ощутимых преимуществ по сравнению с обычной печью:

Конечно, есть у этой конструкции и определенные недостатки, однако их немного:

• Прежде всего, разгоревшуюся ракету не стоит оставлять без присмотра – но строго говоря, это правило применимо ко всем печам. Если газы создают слишком высокое давление, прогрев может резко усилиться, что потенциально может вызвать пожар.
• В печь на реактивной тяге не стоит закладывать даже едва влажную древесину. Из-за паров воды промежуточные продукты сгорания не смогут догореть до конца, в итоге возникнет обратная тяга, и пламя ослабеет.
• Наконец, в случае с баней ракета не подойдет. Имеется в виду, что конструкция не годится для парилки, прогрев которой осуществляется за счет инфракрасного излучения. А подобного излучения ракета дает явно недостаточно.

ЭТО ИНТЕРЕСНО. Название «ракета», возможно, имеет и другое объяснение. В случае неправильное работы печь начинает гудеть внутри, как ракета. Это объясняется тем, что подается слишком много топливо, и давление газа резко увеличивается. Оптимальный режим подачи топлива обеспечивает тихое потрескивание дров, как в обычной печи.

Наглядное описание устройства печи ракеты можно увидеть здесь.

Правила топки ракеты

Ввиду особенностей конструкции такая печь требует соблюдения особых правил топки. Однако все они достаточно простые:

• Прежде всего, в такое устройство закладывают исключительно сухую древесину – в любом виде: ветви, поленья, сучья и т.п.
• До начала закладывания древесины печь следует хорошо прогреть. Это делается традиционным способом – жжется бумага, картон, лучинки, береста. При этом важно прислушаться к звуку – он должен явно измениться (или вообще затихнуть), когда конструкция прогреется достаточно сильно, чтобы приступить к закладке поленьев.
• Все время прогрева дверца удерживается в закрытом состоянии. Поэтому важно заложить достаточное количество материала, чтобы более уже не заглядывать в печь.
• Как и обычно, сила тяги регулируется поддувалом. Однако определить, нужно ли открывать или постепенно закрывать заслонку, следует опять же по звуку. Если система затихает, требуется подать новые порции воздуха. Если же она гудит слишком сильно, заслонку нужно перекрыть.

Разновидности конструкций: простые и сложные

Строго говоря ракеты имеют одно и то же устройство. Классификация конструкций основана на сложности той или иной системы – прежде всего на таких признаках:

• наличие/отсутствие сложной, разветвленной системы дымохода, позволяющей протапливать большие помещения;
• наличие/отсутствие дополнительных приспособлений, например, теплого спального места (лежанки).

Базовый вариант

Сконструировать подобную систему можно буквально за час, потому что для этого понадобится только бочка, труба, играющая роль камеры сгорания, и материал для изоляции (шлак, зола и т.п.). Принцип работы очень прост:

• Дрова закладываются в нижнюю часть камеры сгорания.
• Восходящий поток воздуха поступает с той же стороны.
• Топливо разгорается, а слой теплоизоляции удерживает большую часть энергии, направляя ее вверх.
• Разогретый воздух движется по трубе и нагревает стоящие на ней предметы.

Очевидно, что подобная ракета отлично подойдет для полевой кухни, но для прогрева помещения такая печь не годится – пары выходят непосредственно в трубу.

Конструкция с дымоотводом

Такая конструкция представляет собой усовершенствованный базовый вариант, который отлично подойдет для небольших помещений. Благодаря дымоотводу все газы покидают камеру сгорания и выводятся на улицу. По сути, это та же буржуйка, но дающая больше тепла.

Чтобы КПД был максимально высоким, при создании такой системы нужно учесть несколько особенностей:

1. Самое главное – утеплить саму трубу. Обычно ее делают двойной, а между внутренними поверхностями, в полости засыпают теплоизоляционный материал – можно также использовать золу.
2. Принципиальное отличие – наличие канала для поступления так называемого вторичного воздуха. Именно благодаря этому приему в камере происходит полное сгорание, соответственно, топливо расходуется по максимуму. Продукты реакции почти полностью состоят из безопасных веществ: это углекислый газ и пары воды.
3. И еще один важный момент – труба для отвода дыма располагается в нижней трети конструкции. Таким образом, раскаленные пары попадают сначала вверх, там ударяются о глухие поверхности, догорают, выделяют тепло по максимуму, остывают и только после этого попадают в отвод, а затем выходят за пределы помещения.

Такую усовершенствованную конструкцию можно изготовить из подручных материалов. Особой популярностью пользуются использованные пустые газовые баллоны. Они имеют прочные стенки и хорошо прогреваются. Важно только полностью спустить все остатки газа перед началом работы.

Конструкция с лежанкой

Наконец, самая совершенная, действительно капитальная конструкция, которую необходимо сооружать для дома. Принцип функционирования такой печи ракеты не меняется, однако системы дымоходов усложняется, чтобы нагретой энергии хватило не только на сам дом, но и на спальное место – лежанку.

Дымоходы изготавливаются из термостойких пластиков и других устойчивых к температуре материалов. Трубы, как правило, монтируются в виде сложной зигзагообразной системы, что дает возможность топливу сгореть в полном объеме.

Особенности конструкции следующие:

1. Печь, т.е. непосредственно камера сгорания располагается в изголовье или в ногах. Дымоход – с противоположной стороны.
2. Обычно изготавливают достаточно большую нагревательную поверхность, чтобы наряду со спальным местом обеспечить возможность приготовления еды.
3. Иногда рядом с лежанкой монтируют 1-2 ступеньки, на которых можно сидеть и прогревать спину. В особенности это характерно для традиционного азиатского подхода к обустройству интерьера – как известно, во многих культурах пищу принимают за низкими столиками, сидя на полу.
4. В нашем отечественном варианте можно создать подобие углового дивана и стилизовать его под спальное место. Получается довольно интересно с точки зрения дизайна и в то же время практично.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Изготовление лежанки требует особенно тщательных расчетов – необходимо, чтобы толщина конструкции была оптимальной: на поверхность должна хорошо прогревать, но не обжигать. Вместе с тем в основе системы лежит обычная печь, например, из газового баллона.

Изготовление печи ракеты с лежанкой: чертежи, инструкция, видео

Далее подробно рассматривается инструкция, как можно в домашних условиях сконструировать печь такого типа с лежанкой. Это наиболее сложная конструкция, поэтому все остальные варианты уже входят в нее. Таким образом, приведенный ниже алгоритм работы можно считать универсальным.

Чертеж конструкции

За основу можно взять такой чертеж (слева – печь, снизу – лежанка в разрезе, сверху – схема изолирующей футеровки).

Цифрой 1 обозначены:

• а – поддувало – это основной регулятор силы тяги; сдвигая заслонку, можно увеличивать или ослаблять огонь;
• б – камера, где сгорает топливо; крышка должна закрываться наглухо, чтобы вся система была герметичной;
• в – вспомогательное поддувало, которое также называют каналом подачи вторичного воздуха; именно благодаря свежим порциям кислорода все дрова и уголь отдают максимум энергии, выгорая почти полностью;
• г – труба стандартного диаметра 15-20 см;
• д – первичный дымоход стандартного диаметра 7-10 см.

Важно учесть следующие особенности конструкции:

• Труба должна быть средних размеров – достаточно определить ее интуитивно: не очень длинная и не слишком короткая.
• Труба отделяется большим слоем теплоизоляции, потому что именно в этом случае обеспечивается подача тепла на целевые поверхности – лежанку. Используются дорогие жаростойкие материалы или саман – глина с измельченной соломой.
• Диаметр трубы определяются основной функцией системы. Если главная задача состоит в том, чтобы сделать теплую лежанку, диаметр делается довольно небольшим: 7-8 см. Если же основная цель в том, чтобы протопить комнату, диаметр увеличивают до 9-10 см.

Цифрой 2 обозначены:

• а – крышка, которая закрывает корпус;
• б – нагревательная плоская поверхность для приготовления пищи за счет энергии разогретых газов;
• в – изоляционный металлический слой;
• г – каналы, в которые попадает нагретый газ и отдает тепло в помещение;
• д – нижняя часть корпуса;
• е – выход газов.

Самое главное, что нужно учесть при проектировании и изготовлении этого элемента конструкции, – это герметичность. С одной стороны, надежность всех стыков обеспечивает пожарную безопасность. С другой – полный прогрев всех дымоходов, без значительных энергопотерь.

Цифрами 3 и 4 обозначены:

• а – дополнительная очистная камера для удаления отходов из дымоходов, расположенных непосредственно под спальным местом;
• б – дверца этой камеры, обеспечивающая герметичность всей системы;
• 4 – фрагмент дымохода, залегающий под спальным местом (иногда его называют «боров»).

Наконец, цифрой 5 обозначены:

• а – смесь глины с соломой, играющая роль теплоизолятора;
• б – смесь глины со щебнем – это основной теплоизоляционный слой; изготавливают смесь такой же консистенции, как и для кладки кирпичной стены;
• в – жаростойкая футеровка (ее можно сделать из песка и огнеупорной глины, взятых в одинаковых массовых количествах);
• г – песок;
• д – глина для кладки печей.

Монтаж лежанки

Схема спального места выглядит так.

Габариты можно подобрать самостоятельно исходя из своих потребностей. Технология простая:

1. Сначала изготавливается каркас из брусьев квадратного сечения 10*10 см. Параметры ячеек стандартно 60*90 см под самой печью и 60*120 см под спальным местом.
2. На каркас закладываются шпунтованные деревянные рейки (ширина 4 см).
3. Далее делаются закругления, если конструкция предусматривает такой вариант.
4. На поверхность пола следует положить картон из специальных жаропрочных материалов – из волокон базальтовых пород. По размерам он полностью повторяет контуры лежака, а в высоту должен достигать не менее 0,5 см.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Под поверхностью печи картон усиливается листом оцинкованного железа. Вдоль всей лежанки следует залить саман (глину с соломой) и тщательно разровнять по бортам. Следует понимать, что сохнет раствор 3-4 недели, поэтому именно с этого этапа начинают монтаж всей системы.

Монтаж корпуса печи

Теперь – о конструкции самой печи ракеты. Прежде всего, нужно сделать корпус из металлической трубы, в идеале – газового баллона. Схема процесса представлена ниже.

Технология следующая:

1. Срезают верх баллона. Отверстие закрывается кругляком из закаленной стали. Спускаясь к низу на 5 см, следует сделать дополнительный срез, чтобы сконструировать крышку.
2. По края этой крышки приваривают «юбку» из стального листа небольшой толщины (2-3 мм).
3. В юбке монтируют отверстия на одинаковом интервале (для болтов).
4. Нижний фрагмент баллона отрезают (с отступом на 7 см).
5. На дне изготавливается круглое отверстие параметрами, соответствующими дымоходу, который потом войдет в баллон.
6. Затем на внутреннюю поверхность крышки следует приклеить шнур из асбеста и подержать под прессом несколько часов. Именно этот шнур сделает систему полностью герметичной.
7. В корпусе баллона создается резьба.
8. Далее убирают крышку, чтобы асбест сохранил упругость.

Монтаж топливного бункера

Это довольно простой этап, который требует хорошего навыка проведения сварочных работ. Сварка всех фрагментов осуществляется в соответствии с чертежом. Причем угол с подачей дров выбирается достаточно острый: 50-60 градусов. Последовательность действий следующая:

1. Сначала монтируют главное поддувало, а в его нижней четверти создают вторичный канал подачи воздуха – для этого достаточно вставить пластину из жаропрочной стали (толщиной 4-5 мм).
2. В конце трубы создают отверстие – по размеру продолжения дымохода (с учетом того, что продолжающая труба пойдет под углом 90о).
3. Далее монтируют дверцу, с помощью которой можно усиливать или уменьшать тягу за счет подачи воздуха.
4. Далее нужно сделать сплошную футеровку, но слой наносится только на нижнюю часть, в то время как боковые поверхности и верхняя панель остается без футеровки.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Наложение футеровки – очень ответственный этап, поскольку именно от слоя во многом зависит прогрев. Если раствор стекает, нужно уменьшить порцию и положить новый слой, а после его высыхания – следующий.

Теплоизоляция трубы

Следующий этап – заполнение опалубки смесью теплоизоляции (по высоте бортов). В итоге высота опалубки с учетом смеси должна быть около 10-11 см.

Барабан и очистная камера

1. С помощью трубы или стального листа монтируют обечайку.
2. Дно барабана можно также сделать из металлического листа, при этом в середине следует сконструировать отверстие диаметром, меньшим по отношению к параметру баллона на 4 мм.
3. Саму конструкцию с топкой устанавливают строго прямо, контролируя работу с помощью строительного уровня.
4. Очистную камеру необходимо сделать из листа оцинкованной стали, которая устойчива перед тепловой коррозией. За основу можно взять такой чертеж.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Дверцу, ведущую в камеру, делают квадратной формы 16*16 см. При этом сначала на внутреннюю поверхность проема нужно установить прокладку, обеспечивающую герметичность системы.

Установка барабана

Барабан, который сделан из газового баллона, монтируется только после полного просыхания смеси в опалубке. Ее удаляют, а баллон устанавливают поверх застывшей смеси, образовавшей твердый слой. Взаимное расположение всех элементов представлено на схеме.

Завершающий этап

На последних этапах нужно выполнить следующие работы:

1. Установка очистной камеры.
2. Монтаж слоя теплоизоляции.
3. Заполнение опалубки саманом (глиной с соломой).
4. Монтаж гофрированной трубы.

Именно такая труба позволяет учесть любые особенности конструкции и сделать поворот в любом месте практически под любым углом. Конкретное направление и длина зависит от проекта конструкции. Наиболее распространенные варианты показаны на фото.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ. Непосредственно перед началом эксплуатации печь ракету обязательно проверяют. После того, когда раствор высох, нужно разжечь бумагу или бересту, не добавляя дров и тем более угля. Печь должна хорошо прогреться, и гудящий звук должен смениться на шелест. Только после этого можно подложить дрова.

И напоследок – наглядное описание процесса изготовления печи ракеты с лежанкой и варочной плитой на видео.