Печь ракета из кирпича длительного горения своими руками. Ракетные печи своими руками Чертеж ракетной печи робинзон

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

Конструкция и принцип действия

Показанная на схеме ракетная печка состоит из следующих основных элементов:

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

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

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

Алгоритм работы печки следующий:

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

Варианты переносных печек «Робинзон»

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

Требования к размерам элементов

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

Схема ракетного отопителя с лежанкой

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

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

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

Изготавливаем печь – ракету

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

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

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

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

Чертеж улучшенной версии переносной печи

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

Из газового баллона

На изготовление печи – ракеты своими руками пойдут такие материалы:

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

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

Дальнейшая технология сборки выглядит следующим образом:

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

Из кирпича

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

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

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

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

В заключение – плюсы и минусы печки

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

Теперь о негативных моментах:

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

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

Принцип работы

Как ни странно, но само название «ракетная печь» никакого отношения ни к космосу, ни к собственно ракетам не имеет. Единственная аналогия, которая может отдаленно об этом напомнить - струя пламени, поднимающаяся наверх в мобильных установках.

Конструктивная особенность печи заключается в наличии колпака, куда поступают дымовые газы и где происходит окончательное сгорание осадка. Под колпаком температура уже в течение первых 2-х часов повышается до 1000 0 С, в результате чего все сгорает без осадка, а выхлоп формируется только в виде пара и углерода. При этом газы свободно циркулируют по каналам без принудительной тяги, которая обычно создается дымоходной трубой.

Такая конструкция позволяет использовать печь не только для отопления помещения, но и для нагрева пиши или воды (на колпаке). Если дымоход пустить через определенный участок комнаты, вплоть до лежака, он также будет нагреваться.

В числе основных преимуществ ракетных печей можно отметить следующее:

высокий коэффициент полезного действия - 85%;
очень быстрый нагрев помещения - 50 кв.м. за 45-60 мин;
отсутствие сажи и, как следствие, сажных отложений - при температуре выше 1000 градусов все сгорает без остатка;
возможность использовать любое твердое топливо;
минимальный расход - при равной температуре и продолжительности горения ракетная печь потребляет в 4-5 раз меньше топлива, чем обычная печь.

Самая простая ракета работает по формуле прямого горения - это мобильные конструкции, которые легко собираются в походных условиях буквально из подручных материалов и также легко демонтируются.

Самая простая конструкция из бочки или газового баллона

Если речь идет только о первых этапах самостоятельного изготовления ракетной печи (см.видео), то знакомство все же стоит начать с простейшей конструкции. Походная печка представлена в виде загнутого отрезка трубы, где объединены топливная камера и зольник.

Для топлива к нижней части приваривается стальная пластина, на дне которой прорезается отверстие для подсоса воздуха.

Можно для изготовления использовать любую прямую цилиндрическую емкость - на чертеже печи ракеты видно, как происходит процесс прямого горения.

Видео 1 Простая конструкция переносной варочной ракетной печи

Ракетная печь из кирпича за 20 минут

Если под рукой есть 20-30 кирпичей, простую ракетную печь можно сделать своими руками всего за несколько минут. Причем для кладки не понадобится никаких клеящих составов.

Выкладываете из кирпича, как показано на фото, вертикальную камеру сгорания. При этом посуда на колпак ставится таким образом, чтобы не препятствовать движению выделяемых газов

Кирпичная печь ракетного типа своими руками:

Чтобы подобная конструкция работала хорошо, необходима теплая труба. Этот термин среди печников обозначает предварительный прогон щепок и бумаги, чтобы труба прогрелась. В холодной трубе будет застой газа, что затруднит нагрев. А уж если труба теплая, тогда при поджиге дров в канале появляется мощная тяга.

Для справки. В указанных выше простейших конструкциях из газового баллона или трубы есть существенный недостаток - вертикальная загрузка дров. С каждым разом приходится подвигать дрова в камеру, когда они прогорают и только после этого подкладывать. Стационарные ракетные печи на угле или длительного горения предусматривают уже вертикальную закладку, что многократно упрощает эксплуатацию.

Печь-ракета длительного горения

Фото 6 Конструкция стационарной печи-ракеты

Схема ракетные реактивные печи своими руками

Для того, чтобы сделать такой агрегат своими руками, необходимо определиться с габаритами и конструктивными элементами.

Как работает ракета:

Как видно из чертежа, за основу принимается диаметр колпака (D), который закрывает верх трубы, и его поперечное сечение (S).

На основании этих показателей рассчитываются размеры ракетной печи:

высота барабана составляет 2 его диаметра;
высота глиняной обмазки - 2/3 высоты;
толщина обмазки - 1/3 диаметра;
площадь сечения трубы - 7% от ее поперченного сечения;
площадь поддувала - 1/2 сечения трубы;
жаровая труба по горизонтали и вертикали должна быть одинаковой;
объем зольника - 4-6% от высоты барабана;
площадь сечения внешнего дымохода - двойное поперченное сечение трубы.
толщина изоляционного слоя (саманная подушка) под наружным дымоходом 60 мм;
толщина обмазки лежанки - 1/4 диаметра барабана;
высота внешней трубы - 4000 мм;
длина газохода напрямую зависит от диаметра барабана. Если для его изготовления взяли металлическую емкость диаметром 50-60 см и объемом 200 литров, то длина газоходной трубы будет минимально 6 метров. Если диаметр вполовину меньше, то и лежанку следует делать до 4х метров.

Если вы делаете стационарную ракетную печь своими руками, обязательно обратите внимание на футеровку верхней части трубы. Это необходимо для изоляции жаровни от стенок печи, чтобы не допустить перегрева стенок. Для футеровки можно использовать шамотные кирпичи.

Фото примеров оригинального исполнения

Примечательно, что в защите нуждаются не только стенки, но и сама футеровка. Для того, чтобы оградить ее от горючих газов, можно создать металлическую обшивку и засыпать ее речным песком. С этой целью можно использовать любой подручный металлический предмет - бочку, ведро, оцинковку.

Песок в ведро засыпается слой за слоем, при этом каждый обильно поливается водой для надлежащей утрамбовки. Когда наполнили защиту песком доверху, оставляете на 7-10 дней на просушивание.

Футеровка жаровни делается гораздо быстрее - на глиняный раствор укладывается шамотный кирпич, а в пространство между последним и стенкой также придется послойно засыпать песком - с водой и временем на просушку.

Схема футеровки трубы

Все дальнейшие работы по монтажу ракетной печи реактивного типа продолжаются только послу того как высохнет не только футеровка, но и глиняная защита, которая наносится поверх верхнего среза.

Перед тем, как делать стационарную конструкцию, потренируйтесь на походном образце. Уже после первого опыта станет понятно даже, если вы не читали книги для ракетных печей.

Недостатки отопительного прибора

Нередко этот прибор используют для подогрева пищи или воды - действительно, огромный объем тепла, раскаленный колпак, почему бы не воспользоваться такой идеей? Однако, подключение водяного контура с тем, чтобы отапливать весь дом, а не комнату, невозможно. Конструкция настолько проста, что любое вмешательство, в том числе змеевиком, нарушит ход работы.
Удивительно, на такой легкий мобильный прибор для отопления совершенно не подходит ни для бани, ни для гаража. Даже при высокой своей эффективности походная установка не разогреет воздух в парилке до необходимого минимума. А в гараже или на складе не рекомендуется использовать приборы с прямым открытым огнем.

В этой статье мы приведем пример походной установки, для чего не понадобятся никакие кладочные или отделочные материалы.

Необходимые материалы:

2 ведра;
труба из нержавеющей стали;
речной песок или щебень для футеровки.

Шаг 1. Вырезаете в боковине одного из ведер отверстие по диаметру трубы на высоте 5 см от днища. Высоты должно хватит для того, чтобы засыпать в ведро щебень или песок.

Шаг 2. Разделяете трубу на 2 части - короткий загрузочный участок и блинное колено-дымоход.

Шаг 2. Вставляете трубу в отверстие в ведре.

Шаг 4. Вырезаете по аналогии с п.1 отверстие в ведре, но уже непосредственно в днище. Диаметр отверстия соответствует диаметру трубы. Вставляете трубу.

Шаг 5. Засыпаете в ведро песок или щебенку, которые будут выступать как аккумулятор тепла жаровой трубы.

Шаг 6. Изготовление ножек или подставки. Для этого подойдет обычная арматура, которую сгибают под давлением и вырезают основу.

Ракетная печь из газового баллона

Это усложненный усовершенствованный вариант, для изготовления которого понадобится уже использованный газовый баллон и прямоугольная труба 4 мм.

Схема остается точно такой же с тем лишь исключением, что горючие газы отводятся сбоку через отверстие, а не сверху, как это происходит с походными образцами.

Если есть необходимость готовить пищу или подогревать ее верхняя часть баллона с краном срезается, а поверх наваривается плоская пластина.

Видео 2 Делаем печь-ракету своими руками

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:

Прямом горении - свободном перетекании топливных газов по печным каналам без побуждения тягой, создаваемой дымовой трубой.
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.

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

Как работает ракетная печь

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

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

На данный момент существует 2 вида реактивных дровяных печек:

переносные;
стационарные (отопительные).

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

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

Как работает печь-ракета:

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

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

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

Стационарный вариант печи

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

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

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

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

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

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

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

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

О преимуществах и недостатках

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2 варианта буржуек – из газового баллона и стандартной железной бочки

Печь ракета из баллона

Кроме самого газового баллона, для сборки печки потребуется:

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

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

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

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

Кладка отопителя ракетного типа из кирпича

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

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

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

Заключение

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

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

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

Ракетная печь - устройство на древесном топливе

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

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

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

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

Печь или ракета?

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

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

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

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

Кан или не кан?

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

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

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

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

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

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

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

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

Как разбираться с ракетами?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Источники недоразумений

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

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

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

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

Оригинальный чертеж мобильной печи-ракеты

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

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

Как родилась печь-ракета?

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

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

Что такое древесный газ?

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

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

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

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

Who are you, the Rocket Stove?

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

Как работает печь-ракета?

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

Устройство ракетных печей

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Малая ракета

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

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

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

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

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

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

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

Видео: водогрейка на основе ракетной печи конструкции Габриэля Апостола

Как топить ракету?

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

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

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

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

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

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

Материалы, размеры и пропорции, футеровка

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

Из чего?

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

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

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

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

Размеры и пропорции

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

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

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

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

Футеровка райзера

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

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

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

Схемы футеровки райзера в ракетных печах

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

Как футеровать песком?

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

Ракета из баллона

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

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

Чертежи печи-ракеты из газового баллона

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

Ракеты из чего попало

Баночные

Схема ракетной печи из банок

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

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

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

Компактные ракетные печи

Кирпичные

Печь-ракета из обломков кирпича

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

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

Видео: печь-ракета из 16 кирпичей (eng)

Новый материал

Схема печи Широкова-Храмцова

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

Летают ли ракеты в бане?

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

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

В заключение: печникам-ракетчикам

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

Главная > Инструменты