Принцип роботи ракетної печі
Хоча пристрій ракетної печі є досить простим, але воно вдало використовує цілих два принципи роботи, запозичених від інших видів твердопаливних опалювальних приладів:
- принцип дожигания деревних газів, що виділяються при горінні (піроліз);
- принцип вільного перетікання газів по каналах (без спонукання від природної тяги димаря).
Примітка. У найпростіших ракетних печах для приготування їжі, в тому числі і переносного типу, діє тільки другий принцип, оскільки для протікання процесу піролізу в них не створюється сприятливих умов.
Спочатку розберемо пристрій ракетних печей прямого горіння, призначених тільки для готування їжі. Тут паливником служить короткий горизонтальний ділянку труби, який потім повертає догори. Конструкція проста до неподобства, що і показано на малюнку:
Паливо закладається в трубу і підпалюється, в результаті чого з'являється висхідний потік розпечених газів, що прагне піднятися по вертикальному ділянці і вийти назовні. Тут на зрізі труби і встановлюється ємність для їжі або води. Звичайно ж, між каструлею і трубою передбачається просвіт для виходу продуктів горіння. Це досягається за рахунок різних металевих підставок.
Для довідки. Наведене вище пристрій ракетної печі - одне з перших. Саме через повернутого догори сопла з виривається з нього полум'ям прилад отримав назву ракети.
Оскільки обігрівати приміщення таким агрегатом неможливо, конструкція опалювальної ракетної печі була доповнена теплообмінних пристроєм і каналами для відводу димових газів. Щоб зберегти на вертикальній ділянці труби високу температуру, він утеплюється будь-яким вогнетривким матеріалом. Далі, для інтенсивного відбору тепла сопло зверху накривається ковпаком, наприклад, звичайної металевої бочкою. У нижній частині вогневої горизонтальної труби виконується окремий канал для подачі вторинного повітря.
Тепер принцип роботи ракетної печі виглядає дещо інакше. По-перше, в кінці горизонтального вогневого каналу відбувається дожигание піролізних газів завдяки надходженню вторинного повітря. По-друге, продукти горіння, що мають високу температуру, скупчуються під верхом ковпака (бочки), створюючи деякий надлишковий тиск. У міру передачі теплоти назовні крізь металеві стінки ці гази остигають і спрямовуються вниз.
Оскільки знизу остигаючі гази підпираються новим гарячим потоком, то опуститися тим же шляхом вони не можуть, а проходять через простір між стінками труби і бочки, благополучно виходячи в димохідний канал. Перебіг процесів добре відображає схема ракетної печі:
Отже, завдяки піролізу ККД спалювання деревини підвищується, а використання вільного перетікання газів створює саморегулюючу систему, що обмежує надходження свіжого повітря в топливник. Повітряна суміш подається в міру остигання продуктів горіння під ковпаком, які звільняють місце для її нової порції. Надмірний тиск розпечених газів «виштовхує» остигнула частина назовні, тому робота печі мало залежить від наявності тяги в димоході.
Ефективний відбір тепла
Гази, що потрапляють в димохідний канал, все ще мають високу температуру. Просто викидати їх назовні недоцільно, кожен зрозуміє, що ККД подібної установки буде занадто низьким. Користуючись тим, що піч-ракета буквально виштовхує продукти спалювання назовні, умільцями придумано 2 способи відбору теплоти:
- пропускаючи гази через канали, влаштовані під ліжком;
- встановлюючи на піч водяний контур.
Ракетна піч з водяним контуром робиться без ковпака, сила висхідного потоку продуктів горіння використовується в багатоходових теплообміннику, зробленому з металу. Не рекомендується вводити в потік газів змійовик з водою, після тривалого періоду його через занадто високу температуру. Правильніше буде виготовити водяну сорочку з металевим ребрами всередині газоходу, як показано на схемі:
Інший спосіб - викласти з цегли горизонтальні димохідні канали прямо по поверхні підлоги і влаштувати зверху шикарну глинобитну лежанку з підігрівом, підключивши до неї піч ракетного типу. Тут важливий правильний підбір протяжності каналів, щоб надлишкового тиску вистачило на їх подолання, в іншому випадку все ж доведеться подбати про організацію природної тяги.
Переваги і недоліки
Саморобні ракетні печі тривалого горіння мають безліч шанувальників, і ось з яких причин:
- простота і низька вартість монтажу: щоб побудувати подібний тепловий прилад, не потрібно нести великих витрат на покупку дорогих матеріалів, пристосувань і фурнітури. Досвід в пічному справі теж потрібен мінімальний;
- саморегуляція і невимогливість до природній тязі димоходу;
- ККД печі - ракети є величиною змінною і багато в чому залежить від конструкції, головне - максимально відібрати теплову енергію у димових газів;
- паливо можна додавати «на ходу».
Незважаючи на привабливість і простоту агрегату, опалення ракетної піччю має свої негативні моменти. Помилково вважати, що можна пхати в топку дрова будь-якої якості. Волога деревина не дасть необхідної температури в камері, процес піролізу протікати не буде. У гіршому випадку дим з печі може хлинути в приміщення. Також за «ракетою» необхідний постійний нагляд, особливо в плані пожежної безпеки.
Виготовлені своїми руками ракетні печі малопридатні для лазні, оскільки віддають відносно небагато тепла в інфрачервоному діапазоні, що дуже важливо для парної. Поверхні печі, випромінюють тепло, мають занадто малу площу і протопити лазню як слід не вдасться.
Для довідки. В якості переносного джерела тепла часто застосовується металева ракетна піч Робінзон заводського виготовлення. Майстри-умільці і тут не розгубилися і швидко модернізували це виріб, зробивши таке ж, тільки з гратами.
Піч з балона
Це один з найпростіших варіантів, для його реалізації можна використовувати креслення, наведений нижче. Балон з-під пропану діаметром 300 мм послужить відмінним ковпаком, а роль топливника і завантажувального бункера зіграє роль сталева труба розміром 150 мм. Внутрішній вертикальний канал виконується з труби діаметром 70 мм, а димар - 100 мм.
Конструкція повністю зварна, труби відрізаються необхідної довжини, а у балона відсікається верхня частина. Потім деталі зварюються за кресленнями, тільки проріз між вертикальними трубами діаметром 70 і 150 мм заповнюється сипучим теплоізоляційним матеріалом. У ролі такого може виступати перліт або вермикуліт, на крайній випадок - звичайний пісок.
Якщо є можливість і бажання виготовити більш потужну ракетну піч, то в якості ковпака застосовується стандартна бочка на 200 л, тоді розміри всіх деталей теж збільшуються. Робоча внутрішня труба приймається діаметром 129 мм (або профільна 120 х 120 мм), а зовнішня - розміром 450 мм. Трубу такого діаметру підібрати складно, тому зазвичай знаходять ще одну бочку меншої ємності і відрізають у неї дно.
Вся ракетна піч з газового балона в зборі не відрізняється великою вагою, тому влаштовувати для неї масивний фундамент не потрібно. Коли агрегат ставиться на підлогу, до нього приварюються ніжки, а якщо згодом планується пристрій лежанки, то конструкцію доведеться обмазувати вогнетривким складом, а потім виконувати зовнішню футеровку. Тоді знизу на підлогу прокладають базальтовий картон і лист покрівельного заліза.
Піч з цегли
За своєю будовою ракетна піч з цегли мало чим відрізняється від металевої, але вимагає великих трудовитрат. Різниця в тому, що всі вогневі канали агрегату виконуються з шамотної цегли, а ковпак робиться все з тієї ж бочки.
Всю конструкцію, крім виступає ковпака, рекомендується опустити нижче рівня підлоги, для чого викопується неглибока яма. Її дно ущільнюється, а потім з опалубки заливається невеликий бетонний фундамент товщиною 100 мм. Після його застигання починають кладку, застосовуючи розчин з вогнетривкої гліни.После закінчення кладки і затвердіння розчину яму засипають, а зверху на вогневої канал одягають залізну бочку без дна, порожнину між нею і цеглою засипають утеплювачем.
Торець конструкції обмазують таким же розчином, а потім верху надягають найбільшу бочку - ковпак. До її нижній частині приварюють димохідний патрубок, для уточнення всіх розмірів використовуються креслення ракетної печі.
