Jaké typy dlouho hořících kamen existují? Z tohoto článku se dozvíte, jak se dlouhodobě hořící kamna s vertikálním zatížením zásadně liší a jak zvýšit jejich účinnost. Řekneme vám o tajemství jejich výroby a poskytneme pokyny krok za krokem.
V návaznosti na téma výroby a zdokonalování dlouhohořlavých pecí (LDG) si podrobně popíšeme zařízení s vertikálním zatěžováním. Výhody této možnosti:
- Kompaktní spalovací komora.
- Používání gravitace při práci.
- Efektivnější prodej paliva (palivového dřeva).
- Nízká teplota spalin – není potřeba komín silně izolovat.
- Relativní čistota (bezkouřovost) emisí znamená méně problémů se sousedy.
Zásadním rozdílem mezi takovými kamny a kamny na břicho a jejich deriváty je postupné spalování paliva a v důsledku toho plynulé a rovnoměrné rozložení tepla (u kamen na břicho vzplane celý náklad najednou).
Dvě nejoblíbenější odrůdy PDG jsou „Bubafonya“ a „Raketa“ (raketová kamna). V prvním případě je realizována energie ze spalování dřeva pod tlakem s nedostatkem kyslíku, ve druhém – reaktivní proces, ke kterému dochází při teplotním rozdílu.
„Bubafonya“ nebo pístové PDG
Tato trouba získala svůj původní název podle přezdívky autora, který nejprve zveřejnil diagram ve veřejné doméně. Zda je vynálezcem této odrůdy, není známo. S největší pravděpodobností v té či oné formě existuje od starověku, protože jeho působení je založeno pouze na zákonech fyziky a přírody.
Zvláštností této verze PDG je stálý tlak pístu, jehož pata vyrovnává a udržuje stálou rovnoměrnou teplotu, nedovoluje jednotlivým oblastem ochlazení ani přehřátí.
Výstavba
„Bubafonya“ je něco jako válec pístového spalovacího motoru v extrémně primitivní podobě:
- Prvek 1. Spalovací komora (CC). Otevřená válcová nádoba (hlaveň, válec, trubka) bez poklopů a s odvodem kouře na horním okraji. Velikost KS se může pohybovat od 20 do 240 litrů.
- Prvek 2. Píst. Ocelová trubka o průřezu 75 mm s kruhovou patkou na jednom konci. Patka má průměr o 40–50 mm menší než KS a otvor pro průměr trubky. Ve vnější části má pata žebra pro umožnění přístupu vzduchu do spalovacího prostoru. Funkčně tato část plní roli vzduchovodu a lisu.
- Prvek 3. Kryt. Jednoduchý ocelový kryt s otvorem pro potrubní potrubí.
Jednoduchost a spolehlivost designu, stejně jako dostupnost materiálu, učinily tento sporák nejoblíbenější mezi vesničany a majiteli garáží. „Bubafonya“ je držitelem rekordu v nejdelší době hoření – spalovací komora z 200litrového sudu s plným, hustým vertikálním zatížením funguje 20–24 hodin.
Jak se sestavit
1. Odřízněte horní víko sudu (nesmí být shnilé). Poté lze použít pod víkem trouby. Pokud se jedná o plynovou láhev, řežeme ji podél spojení hlavy a stěny. Vyřízneme komínový otvor 20–30 mm od horní hrany a svaříme kanál z trubky 100–120 mm.
2. Vzduchovod (VD). Pro kompresorovou komoru libovolné velikosti je dostatečný vnitřní průměr výbušné trubky 75 mm. Délka trhaviny se rovná výšce KS plus 200–300 mm.
3. Pata. Vyřízli jsme plát 4–6 mm ve formě kruhu o průměru menším než spalovací komora o 30–40 mm.
4. Uprostřed patky vyřízněte otvor rovný vnitřnímu průměru výbušniny plus 2–3 mm. Podél okraje lze přivařit pásovou hranu, která stabilizuje píst při zatížení topeniště.
5. Na pracovní plochu paty navaříme 30×30 nebo 40×40 rohy ve formě paprsků od středu.
6. Trhavinu přivaříme k patě pod úhlem striktně 90º na zadní straně žeber.
7. Přivařte matici M6 na volný konec trhaviny zevnitř. Tlumič odřízneme podél výbušné části a nainstalujeme jej na šroub. Můžete použít magnet vhodného průměru. Tato klapka reguluje přívod vzduchu do spalovací komory.
8. Na víko přivaříme jako bok pásek o obvodu 20–30 mm.
Palivem pro dlouho hořící pístová kamna typu „Bubafonya“ může být jakýkoli pevný hořlavý materiál, ale zpravidla je to palivové dřevo. Malé množství pryže nebo plastu nezpůsobí „černý výfuk“, protože ve spalovací komoře zcela vyhoří. Palivo se nakládá s odstraněným pístem, ale jak práce postupují, lze kamna znovu nabíjet malým palivovým dřívím přes výbušnou trubku. Bezpečné zapálení lze také provést pomocí výbušnin.
Problém, který neexistuje
Pečlivý řemeslník se pokusí nasadit výbušninu pod víko a víko pod CS co nejtěsněji a dokonce zajistit těsnění. Experimentálně bylo zjištěno, že taková „vylepšení“ vedou k neschopnosti pece pracovat produktivně. Tajemství spočívá v sekundárním vzduchu, který je čerpán mezerami v horní části a zajišťuje trakci. Sloty v tomto případě fungují jako vstřikovače, které jsme popsali v předchozím článku.
Vytěžit z toho maximum
Konvektor. Pro odvod tepla ze spalovací komory (pec) existuje jednoduché a efektivní řešení založené na konvekci vzduchu.
Konvekce je druh přenosu tepla, při kterém se tepelná energie přenáší v proudech nebo tryskách.
Ke konstrukci primitivního konvektoru budeme potřebovat profilovaný pozinkovaný plech se střední vlnou, který jednoduše obtočíme kolem spalovací komory. Profilové vlny budou sloužit jako kanály, kterými bude proudit vzduch. Zahřátý z kamen se bude řítit vzhůru a jeho místo zaujme studený vzduch přicházející ze spodní části kanálu. Pokud není profilovaný plech, můžete kolem topeniště a komína upevnit obložení profilu CD nebo UD.
Kryt. Dalším typem konvektoru může být primitivní koaxiální systém.
Koaxiální – z latiny s – kloub a osa – osa, tj. mající společnou osu.
K tomu přivaříme na spalovací komoru držáky dlouhé 40–50 mm s rozestupem 50 mm od horní a spodní strany. Připevňujeme na ně plech. Tloušťka zde není kritická, protože chladicí kapalinou je vzduch a samotný plášť se nezahřívá. Vhodná je tenká pozinkovaná ocel, která může být odnímatelná.
Dlouhý, hladký komín. Pokud je možné snadno zvýšit délku komína v interiéru, umožní to odstranění zbývající teploty výfukových plynů.
Fanoušek, nasměrovaný na PDG, účinně míchá vzduch, což zajistí rychlé a rovnoměrné vytápění místnosti.
Popsaná verze kamen má jednu, ale významnou nevýhodu, kterou lze považovat za daň za jednoduchost designu. Čištění popelníku je „prašná“ práce. Samotný popelník je spodní částí spalovací komory a odstraňování popela z boku je nepohodlné, ale nutné.
Rada. Doporučujeme mít na dně neustále 80–100 mm popela – zabráníte tak předčasnému vyhoření dna.
Další nuance lze nazvat pouze „výrobní náklady“. Při použití sudu poměrně rychle vyhoří stěny topeniště. Při intenzivním používání (při vysokých teplotách) bude nutné vyměnit spalovací komoru po 3-4 sezónách. Ale i zde platí, že jednoduchost zajišťuje úspěch – stačí najít stejný soudek. V tomto případě bude plynová láhev sloužit po celá desetiletí.
“Raketa” nebo raketová kamna (RP)
Další typ energeticky účinných kamen je známý jako „raketa“ nebo „raketová kamna“. Zvučný název získal díky reaktivnímu procesu založenému na výměně tepla s výrazným teplotním rozdílem (a z toho vyplývajícím tahem), který je implementován i v raketových proudových motorech. Tento přírodní jev je díky svému bezproblémovému provozu zapsán do základních fyzikálních zákonů.
Výstavba
RP má vždy „koleno“ ne více než 90° v té či oné podobě. To znamená, že komín je umístěn v pravém nebo ostrém úhlu ke spodní části topeniště. Je nutné mít vzduchové potrubí (AH), které je často umístěno v sousedství (přes zeď) topeniště.
Princip práce a výhody
Hlavní rozdíl mezi RP a dříve popsanými pecemi je ten, že teplota se nesoustřeďuje v topeništi, ale v proudu vzduchu, který je v konstantní dynamice. Nepřetržitý tah vznikající v místě ohřevu (koleno) přivádí proudem spalovacího vzduchu do topeniště přes výbušninu kyslík, v topeništi vzduch přijímá tepelnou energii ze spalování paliva a uvolňuje ji v místě teplotního rozdílu (koleno a „okolí“), díky čemuž návrh podpořil.
V režimu konstantního RP není potřeba žádná úprava přívodu vzduchu – přirozená touha po rovnováze procesů poskytuje tah přesně takové síly, která je potřebná k realizaci teploty v topeništi. Výfukové plyny odcházejí také přirozeně – pod tlakem ohřátého vzduchu (proto RP nevyžaduje vysokou komínovou trubku).
Efekt reaktivity tepelného toku budeme implementovat po etapách, takže návrh bude stále složitější.
První fáze. Čistý proud
Jak jsme již zjistili, hlavním prvkem a podmínkou existence toku je kanálové koleno. Svařením dvou trubek o průměru 90 mm a více pod úhlem 150°, korelujícím jako 1/2, získáme hotové „raketové“ topeniště s komínovou trubkou. Krátká část je vodorovná, dlouhá část je svislá. Pokud zapálíte oheň vodorovně, plamen bude vycházet svislou trubkou.
Primitivní možnost pro přívod sekundárního vzduchu může být organizována instalací plechu na držáky uvnitř topeniště – topeniště bude odděleno od vzduchového potrubí. V tomto případě vzduch, který jím prochází, vstoupí do rohu kolena, což nám umožňuje nazvat to sekundární. U takového zařízení můžete svařit nohy a umístit rošt pro pánev na horní kanál.
Druhá fáze. “raketová kamna”
Vezmeme výše popsaný návrh jako základ a přidáme ještě jeden prvek – horizontální řez (kanál). Obdélníkový průřez kanálů bude vhodnější pro použití než trubky.
Raketový vařič: 1 – talíř; 2 – oblast vytápění a výměny tepla; 3 – proudění vzduchu
V tomto případě může být vzduchové potrubí umístěno libovolně – hlavní věc je, že jím prochází vzduch. Mohou to být „líce“ rovnoběžné s bočními stěnami nakládacího otvoru nebo deska na žebrech podél spodní stěny.
Dále na koleno připevníme komín z ocelové trubky (známé také jako výměník zbytkového tepla) a namontujeme víko. Je obtížné přesně popsat design, protože nejčastěji je vyroben ze šrotu. Je důležité pochopit a implementovat samotný princip tvorby proudění.
Třetí fáze. Systém s vertikálním výměníkem tepla
Cílem je instalovat ocelový výměník tepla se silnými stěnami podél cesty horkého toku.
Design je rozměrově zvětšený prvek z druhého stupně, na kterém bude místo svislého potrubí umístěna prázdná nádoba pro suchou výměnu tepla (ideálně prázdná plynová láhev). V tomto případě musí být komínový kanál umístěn koaxiálně s vodorovným prvkem.
Samotný horizontální prvek (topeniště) může být vyroben v různých podobách – těleso kamen, trubka nebo krabice. Může sloužit jako předehřívací výměník (pokud je dostatečně velký). Pro dlouhodobé (až 4 hodiny) nepřetržité spalování musíte zvětšit palivový prostor. Může mít výšku až 600 mm a může přijímat kmeny svisle. V jejich spodní části dojde ke spalování a pod vlastní vahou postupně dohoří.
Raketová kamna s výměníkem: 1 – popelník; 2 – studený vzduch; 3 — palivový prostor; 4 – kryt; 5 – palivové dříví; 6 — hranice plamene; 7 – oblast spalování; 8 – výměna tepla; 9 – komín; 10 – válec
Primární vzduch bude přiváděn dvířky v prostoru topeniště, které budou sloužit jako revizní poklop pro čištění. Sekundární – otvorem nebo kanálem v koleni nebo kanálem v palivovém prostoru.
Čtvrtá fáze. Instalace vstřikovače
Prototypy kanálů pro přívod sekundárního vzduchu byly zmíněny výše. V této fázi nainstalujeme samostatný kanál pro plné zásobování plamene kyslíkem během fáze dodatečného spalování paliva.
K tomu budete potřebovat ocelovou trubku o průměru 12–15 mm, ohnutou ve tvaru kanálu, která se získává z prvků systému. Na jedné straně je třeba zazátkovat a vyvrtat do zdi 6–8 5–6 mm otvorů na ploše 100 mm. Poté byste měli trubici nainstalovat tak, aby procházela celým systémem a její „slepý“ konec s otvory byl v místě, kam dosáhne plamen. Otevřený konec by měl vystupovat do „studené“ části systému a mít přístup vzduchu. Zahřátý kov trubky vytvoří průvan a čerstvý vzduch bude přiváděn pro dodatečné spalování.
Možnosti instalace vstřikovače: 1 – popelník; 2 – studený vzduch; 3 – topeniště; 4 — palivový prostor; 5 — vstřikovač; 6 — hranice plamene; 7 – výměník tepla
Pátá fáze. Přeplňování turbodmychadlem
Ke vstřikovači je připojeno vzduchové čerpadlo (možná starý vysavač). Samotný vstřikovač musí mít větší průchodnost než při přirozeném zásobování. Když je čerpadlo zapnuté, proud čerstvého vzduchu vytváří nadměrný dodatečný tlak a tah se zvyšuje úměrně k dodávanému výkonu. Tím je zajištěno zvýšení teploty výměníku tepla.
Tento způsob znali řemeslníci již od starověku – funkci vzduchového čerpadla plnily kovářské měchy.
Při přijímání opatření k vývoji raketové pece nezapomeňte, že systém musí být harmonický – všechny prvky musí být vyvážené, jinak se kov přehřeje a vyhoří.
DIY pyrolýzní raketový vařič vyrobený z plechovek
Kempingový hořák na dřevěné štěpky se bude vždy hodit, zvláště proto, že nevyžaduje speciální materiály ani dovednosti. Zvládne to i teenager. Pro ty, kteří se poprvé zabývali otázkou vytápění „raketovými“ kamny, to však bude dobrá praxe, protože princip fungování je totožný:
- Bereme dvě plechovky různých průměrů a výšek (rozdíl je 20–25 mm).
- Na dně větší plechovky vyřízněte otvor rovný průměru menší plechovky.
- Na dně menší zavařovací sklenice uděláme síť otvorů.
- Na stěně menší plechovky uděláme pás otvorů v 1/5 její výšky od otevřeného okraje.
- Na stěně větší plechovky uděláme pás otvorů v 1/7 výšky jejího otevřeného okraje.
- Menší zavařovací sklenici vložíme na dno větší tak, aby dno menší lícovalo s otevřeným okrajem větší. Hořák je připraven.
Pravděpodobně jste již uhodli, že se v zásadě jedná o koaxiální plynovodní systém. Přidáním různého příslušenství k takovému hořáku můžete zvětšit objem palivového prostoru nebo vařit vodu.
Pokud do stěny většího kontejneru vyříznete otvor a nainstalujete ventilátor, nezískáte nic jiného než přeplňovaný RP.
Pomocí této možnosti „kapsy“ můžete provádět experimenty a srovnávací měření – jak materiál hoří sám a jak hoří pomocí sekundárního vzduchu.
Vitalij Dolbinov, rmnt.ru
Líbil se vám článek? Přihlaste se k odběru kanálu, abyste byli informováni o nejzajímavějších materiálech
