Колпаковая печь принцип действия: Печь Кузнецова – принцип работы, строительство своими руками

Разное

Содержание

Печь Кузнецова – принцип работы, строительство своими руками

Высокая эффективность – это основной параметр, прославивший печь Кузнецова. Различают несколько моделей печного устройства с различным предназначением, от отопительного до альтернативы кухонной плиты. Для возведения такого рода конструкции своими руками, изначально необходимо разобраться в принципе работы и особенностях конструкции.

История создания колпаковой печи

И. В. Кузнецов – самый талантливый печной конструктор в России. В 60-е годы мастер занялся решением актуальной проблемы: как при наименьшем потребление топлива добиться максимальной теплоотдачи в отопительном устройстве. И вот спустя более пятидесяти лет печи Кузнецова остаются самыми эффективными.

[Фото 1 Небольшое печное устройство Кузнецова.]

На сегодняшний день насчитывается более 150 моделей печей, изобретенных великим конструктором. Коэффициент КПД у большинства устройств не менее 90%. И. В. Кузнецов продолжает создавать новые и усовершенствует старые варианты печей, работая уже с большой командой и открыв свой сайт.

Характеристики устройства

Печные конструкции Кузнецова объединены общим принципом работы, предполагающим перераспределение газов, получающихся в результате сгорания топлива. Образующийся газ, разделяется на две струи: горячую и холодную. Уникальность устройства колпакового вида заключается в следующем: горячий воздух задерживается в устройстве, тогда как холодный, через специальный канал, выводится через дымоотвод.

В рабочем состоянии печь накапливает самую высокую температуру в колпаке, и за счет своих конструктивных особенностей равномерно распределяет тепло, при этом показатели КПД повышаются, достигая 95%.

Важно знать! Классическая модель буржуйки обладает КПД в 40-45%. Это связано с особенностями конструкции: потоки горячего воздуха не задерживаются в печной системе и покидают ее через дымовую трубу. Устройства, сконструированные В. И. Кузнецовым, работают по другому принципу: за счет удержания горячего воздуха в системе, происходит ее эффективное прогревание.

[Фото 2 Принцип действия колпаковой отопительной конструкции, созданной по проектной схеме Кузнецова.]

Некоторые модели печных устройств возводятся с удлиненным дымоходом. В такой конструкции присутствуют попытки найти решение проблемы, связанной с быстрым выведением потоков горячего газа. Но в данном варианте возникает другая проблема – снижение силы тяги, в следствии чего уменьшается и КПД. Задачей же Кузнецова, было увеличить теплоотдачу, при этом не нарушая силу тяги.

Отличительные особенности печей Кузнецова

Печи Кузнецова представлены в различных модификациях, отличающихся функционалом. Такие устройства бывают:

  • Отопительные. Применяются исключительно в отопительных целях.
  • Камины. Такие конструкции имеют эстетически привлекательный внешний вид, при этом с неизменно высоким коэффициентом КПД, что свойственно всем печным устройствам Кузнецова.
  • Хлебные. Такого рода печь имеет духовой шкаф, используемый для запекания, в том числе и приготовление хлебобулочных изделий.
  • Варочные поверхности. Используются для различных способов термообработки продуктов.
  • Уличные. Барбекю комплексы или стационарные мангалы.
  • Комплексные. Совмещают в себе несколько функций в одной конструкции.

Самые востребованные варианты печи – комплексные. Данное устройство укомплектовано различными элементами, предназначенными для отопления помещения и приготовления пищи. В такой модели топливник расположен близко к полу, тем самым
обеспечивая прогревание нижней части, в то время когда потоки горячего воздуха медленно распределяются к верхним отделам, нагревая все устройство в целом.

[Фото 3 Печь-лежанка по проекту Кузнецова.]

За счет специального колпака, расположенного в нижнем выходном отверстии, проводится сепарация горячего потока газа. Процесс происходит по следующей схеме: потоки горячего воздуха, образующиеся на нижнем уровне, поднимаются вверх, нагревая печку, струя холодного – остается в колпаке и выходит через это отверстие. Процедура имеет непрерывный циркулирующий цикл, до полного исчерпания запасов топливных материалов.

Важно знать! За счет прогревания печного устройства в нижней части, происходит прогрев напольного покрытия, охватывающий весь периметр комнаты. За счет этого, обогрев помещения становится более эффективным.

Печь Кузнецова может применятся не только в качестве альтернативы кухонной плите и отопительного прибора, но и для обеспечения водоснабжения горячей водой. С этой целью, на изнанке колпака монтируют чугунный или стальной теплообменник.

Показатели результативности колпакового метода

Высокая эффективность колпаковых печей Кузнецова достигается за счет таких характеристик:

  • расположения колпака – за камерой топки, именно из-за этого потоки горячего газа моментально попадают в колпак, не теряя в процессе перехода своей температуры;

[Фото 4 Строительный процесс колпаковой печи. ]

  • за счет того, что колпак задерживает весь поток продуктов горения, увеличивается время на их переработку, защищая при этом дымоотвод от копоти. Таким образом печное устройство Кузнецова приобретает еще одно преимущество – процесс очистки проводится намного реже нежели в других печах.
  • Теплообменник расположен в отдельности от топочной камеры, поэтому он не забирает полученное тепло, что также не снижает показатели КПД.

Совет! От количества колпаков в одной печной конструкции зависят показатели КПД, т.е. чем их больше, тем больше преград у горячего воздуха, следовательно, и его присутствие в печи будет дольше. Поэтому, рост КПД пропорционален увеличению количества колпаков.

Пошаговая инструкция по возведению печной конструкции

Для осуществления кладки, такого рода отопительного устройства понадобится схема.

Материалы, требующиеся для работы:

  1. Полнотелый красный кирпич – 755 шт.
  2. Шамотный кирпич – 65 шт.

Для приготовления раствора понадобится:

  1. Песок – 150 кг.
  2. Высокодисперсная огнеупорная глина средней фракции – 135 кг.

Совет! Первоначально необходимо произвести проверку каждого кирпича на дефективность. Материал со сколами или трещинами должен быть забракован и заменен.

Укладка фундамента

Любой вид печи необходимо устанавливать на прочное основание. Для фундамента можно выбрать один из вариантов:

  1. Соединенный с домом. Этот вариант подходит только в том случае, если обустройство печи производится одновременно со строительством дома.

[Фото 5 Укладка основного ряда фундамента.]

Совет! Не стоит совершать попытки по связке фундамента дома с печным, после завершения строительных работ.

  1. Отдельный.Фундамент делается исключительно для установки печи.

При укладке фундамента необходимо с помощью битумной изоляции или рубероида, защитить его от попадания грунтовых вод.

Возведение печной конструкции

Для того, чтобы приступить к постройке печного устройства, нужно сделать чертежи или воспользоваться готовой схемой. Процесс возведения осуществляют согласно такой порядовки:

  1. Для получения оптимального уровня термоконвекции, рекомендуется уплотнить ее нижнюю часть. Для этого будет достаточно укладки двух сплошных рядов, не забывая проводить замеры углов.

[Фото 6 Порядовка кирпичной кладки печной конструкции.]

Совет! Для продления эксплуатационных характеристик, каждый четный ряд фиксируется стальной проволокой.

  1. В третьем ряду производится укладка с отверстием для зольника и поддувала.
  2. Между печкой и поддувалом, делается внутреннее разделение на секции посредством перегородки и стенки, выполненные из шамотного кирпича.
  3. В пятом ряду монтируется чугунная колосниковая решетка, с небольшим углом в соотношении с дверцей. Между решеткой и стенкой оставляют люфт диаметром 5 мм.

Совет! Толщина колосниковой решетки должна определяться планируемой нагрузкой, т.е. размером поленьев. В пятом ряду монтируется дверца топочной камеры. Для ее облицовки используют шамотный кирпич (укладка делается методом в четверть кирпича). Весь процесс именуется футеровкой и применяется в целях защиты печных стенок от высокой температуры.

  1. В 16-м ряду необходимо закрыть топочную камеру, вмонтировав колпак.
  2. Поверх первой камеры, в 17-м ряду производится укладка второй.

[Фото 7 Каждый укладочный ряд проверяется пузырчатым уровнем.]

  1. Далее, согласно порядовки, продолжают выкладку. В 26-м ряду, с помощью кирпича, полностью закрывают верх печной конструкции.

Важно знать! Первое использование печи должно осуществляться не раньше, чем через 1 день, по окончанию строительных работ. Проверка должна быть с минимальной загрузкой дров, т.к. в первый раз, устройство должно медленно прогреваться.

За счет высокого показателя КПД, печь Кузнецова вот уже пол века не оставляет лидерских позиций, среди отопительных конструкций.

Полезная информация? Сохраните ссылку:  


Остались вопросы? С радостью поможем!

Печи Кузнецова, особенности колпаковой печи, принцип действия и виды

Сложить хорошую кирпичную печь — это и тяжелый труд, и умение и искусство. И искусство это, и традиции, и принципы передавались из поколения в поколение. И.В. Кузнецов не только следует традициям, но развивает их и ищет новые пути решения старой задачи, которая сегодня очень актуальна: как при использовании минимума топлива получить максимальную производительность печи.

Принцип действия

Кузнецов предложил новый принцип построения кирпичных печей. Во всех придуманных/сконструированных ранее моделях горячие газы движутся по каналам. Проходя по ним, они нагревают кирпич, сами охлаждаются. Движение возможно только при наличии тяги. При таком принудительном принципе действия прогрев корпуса неравномерный, а приводит это к образованию трещин. Большое количество кирпичей занимает практически все пространство, и теплообменник при необходимости поставить некуда. Только поместить его в топку, где он будет контактировать с пламенем, из-за чего срок службы его очень ограничен. К тому же расположенный в зоне горения теплообменник отнимает значительную часть тепловой энергии, ухудшая условия горения топлива, что снижает КПД печи и повышает количество сажи.

Одна из канальных печей внутри выглядит так

Кузнецов использует другой, принцип движения газов в печи — свободный. Печь состоит из колпаков — перевернутых вверх дном сосудов (с отверстием вверху или без — по-разному в разных моделях). Колпаки могут располагаться друг над другом или один за другим, но обязательно сообщаются между собой при помощи сухого шва — пространства в 2-3 см, незаполненного раствором или теплоизолятором, через который и переходят газы из одного колпака в другой.

Первый колпак и топка объединены в единое пространство. При таком устройстве происходит вот что. Самые горячие газы поднимаются верх. На некоторое время они  вверху и остаются, где передают часть тепловой энергии стенам, сами остывают. По мере остывания они опускаются вниз, а на их место поднимаются более горячие. При таком построении движение воздушных масс происходит только за счет естественных физических процессов.

Принцип движения газов в колпаковых печах

Наглядно продемонстрировать процесс можно, если в перевернутый вверх дном стакан запустить струю дыма. Она поднимается вверх, достигает верха, затем остывшая часть дыма вдоль стенок опускается вниз. Приметно те же процессы, только гораздо более сложные, проходя и в печи.

На рисунке красными стрелками показана схема движения горячего воздуха в колпаковых печах. Синими стрелками показано движение холодного воздуха, попавшего в печь. Очевидно, что вверх он подниматься не будет, потому как весит больше, а пройдет понизу и почти не  повлияет на общую температуру в колпаке, что продемонстрировано на рисунке справа.

Но одного колпака для эффективного отбора тепла недостаточно, потому большинство печей имеют два или три свода в зависимости от мощности. В них происходят практически те же процессы, что и в первом: более горячие газы находятся вверху, нагревая кладку, холодные проходят понизу и выходят в дымоход.  В верхней зоне второго свода  и размещается теплообменник или любое другое необходимое для каких-либо целей устройство. Никакого открытого огня, только горячие газы и очень эффективный теплосъем: постоянно протекают воздушные потоки высокой температуры. Причем никакого влияния на процессы горения нагрев теплоносителя, камней или воды в баке не оказывает:  от топки они отделены кирпичной стенкой.

Один из вариантов колпаковой печи

Конструкция печей разной конфигурации и назначения разная, но «потребляют» они немного топлива и долго остаются горячими. Об этом говорят отзывы владельцев. Например, в доме из бруса сложена такая печь. При -25оС топят утром и вечером по 5 полешек (всего в сутки получается порядка 18 кг дров). В домике +25оС и утром не холодно. При температуре «за бортом» до -10оС топят один раз. Так что насчет эффективности вопросов нет. Если и есть вопросы, то по поводы выбора исполнителя.  Ведь параметры ее работы зависят от того, насколько правильно и грамотно сложена печь. И быстро ее не сделаешь: средних размеров и без наворотов — это 2-3 недели работы. Вообще с отзывами о печах Кузнецова все просто: люди довольны. Удовольствие, конечно недешевое, но однозначно оно того стоит. Это утверждают все владельцы таких печей. Никаких сложностей в эксплуатации, экономичны и не капризны, очень долго отдают тепло, а греются быстро.

Достоинства купольных печей

Этот принцип использован во множестве печей различного назначения. Колпаков может быть несколько, они могут иметь симметричное или несимметричное строение, располагаться рядом (горизонтально) или один над другим (часто используют этот вариант для экономии места). Такая особенность дает возможность проектировать печи любого вида и конфигурации, под любые помещения и условия. При этом характеристики остаются высокими: КПД выше 80% для купольных печей Кузнецова почти норма.

Во второй колпак можно устанавливать любые устройства: варочную поверхность, теплообменник, каменку, водогрейный бак, хлебную печь и т.д. Модификаций много и все объединяет одно: высокая эффективность, экономичность, равномерное прогревание. Причем при вертикальном расположении колпаков низ греется более интенсивно, чем верх. Так что в помещении с такой печью находится комфортно.

Некоторые печи Кузнецова больше похожи на произведения искусства

Нужно отметить, что кирпича для строительства такой печи требуется намного меньше: больше пустого места внутри. Потому и печь прогревается быстрее. Но, что характерно, она не остывает быстрее. Происходит все с точностью до «наоборот»: купольные печи Кузнецова дают гораздо меньшие суточные колебания температуры, чем более массивные аналоги с большим количеством каналов. А все потому, что в колпаках остается самая горячая часть газов, а вниз оседает и отводится из печи самая холодная. Остывает печь, таким образом, медленнее.

Из-за того, что отсутствуют или почти отсутствуют узкие каналы, колпаковая печь имеет меньшее сопротивление воздушному потоку, так что дымоходы имеют меньшую длину. Потому и строить ее проще, и фундамент нужен не такой массивный, хотя нужен обязательно.

Печной комплекс, построенный по принципу колпаковых печей

После растопки и выхода на рабочий режим регулировать работу печи со свободным движением газов не нужно. Процесс получается саморегулирующийся. Если топливо разгорается очень сильно, количество горячих газов верху увеличивается и выжимает более холодные во второй  колпак. А более холодные — это в том числе и поступающий из поддувала воздух. При недостатке воздуха пламя притухает, горячих газов становится меньше, они поднимаются выше вверх и снизу поступает большее количество воздуха. Горение снова активизируется. Потому задвижки в двухколпаковых печах Кузнецова хоть и есть, но используются они крайне редко, преимущественно для нестандартных режимов.

Еще один печной комплекс

Автоматическая регуляция процесса горения приводит к практически полному сгоранию любого топлива. То есть такая печь всеядна и не особо требовательна к кондициям топлива. При использовании влажного топлива она дольше выходит на нормальный режим, но затем процесс стабилизируется и образовавшаяся сажа выгорает. Это, кстати, еще один плюс купольных печей: чистить их нужно очень редко, так как и золы остается мало, и сажа сгорает.

Виды печей Кузнецова

Как говорилось выше, колпаки можно располагать по-разному, потому и вариантов очень много. Возможность установки во втором куполе любого устройства теплообмена без ущерба процессу горения также способствует наличию множества разных тепловых агрегатов. При этом проектироваться по такому принципу могут устройства с любым типом горения: верхним, нижним, пиролизным, послойным и т.д. Все они имеют некоторую специфику, но могут быть реализованы. На сайте Кузнецова выложены проекты разного назначения с порядовкой. Их можно скачивать для личного пользования свободно,  а вот републикация их не приветствуется.

Камины, построенные по принципу колпаковых печей

Есть печи Кузнецова для двухэтажных домов, и обогревают они оба уровня. Причем есть такие агрегаты и с лежанками. Обогрев может быть конвекционного типа (только от стенок печки) или внутрь может быть вставлен водогрейный теплообменник. Тогда такой агрегат называют котлом и обозначают КИК. В свободном доступе на официальном сайте Кузнецова выложены четыре готовых водогрейных кирпичных котла мощностью 16 кВТ, 17 кВт, 34 кВт, 64 кВт. В них может быть встроен бак для нагрева воды для бытовых нужд. Котел  нужно обвязать металлическими уголками, при необходимости можно утеплить, сверху уложить армирующую сетку и оштукатурить.

Отопительная печь. Красиво

Вариантов конвекционных печей гораздо больше. В разделе отопительно-варочных печей без использования шамотного кирпича ОВИК насчитывается 25 разных проектов. Есть три варианта отопительно-варочной печи с камином. Располагаться камин может сбоку (справа или слева). Такие варианты маркируются ОВИК БК (боковой камин), есть вариант с лежанкой и камином ОВИК БК 13л. При камине расположенном сзади маркировка ОВИК ЗК (задний камин).

Отопительно-варочная печь Кузнецова выглядит очень достойно

Чисто отопительные тепловые агрегаты маркируются ИОК. Порядовки, в которых есть лежанка, в названии имеют буквы «леж» или «Л», при наличии духовки добавляется буква «Д». В отопительных печах также есть варианты с каминами. Маркируются они ОИК К. Есть печи калориферные ПКИК1Х. Отдельно категорией выделены печи для теплиц и хлебные.

Отопительная печь Кузнецова ОИК. Впечатляет

Русские печи Кузнецова маркируются РТИК, всего выложены порядовки 10 моделей, две из которых с лежанками. Они имеют привычную конфигурацию варочной камеры, устье которой должно иметь герметичную заслонку. При не герметичности камеры нормально печь работать не будет.

Русская колпаковая печь с лежанкой

В разделе печей для бани Кузнецов предлагает сразу вариант планировки помещений с указанием габаритов и показано как можно «вписать» туда подходящие модели. Ведь помещения бань, как правило, небольшие и если металлическую печь разместить в ней можно легко, то габаритную кирпичную уже проблематично. И учитывать при этом нужно многие факторы: откуда топиться будет, где выход пара и самая горячая часть печи. А тут предложены готовые варианты. Очень удобно и стоит сказать автору большое спасибо! Сами печи вынесены в отдельную категорию и маркируются БИК.

Банные печи Кузнецова маркируются БИК. Презентабельно выглядят и по отзывам имеют отличные характеристики

В этом видео предлагается проект печи, сконструированной по предложенному Кузнецовым принципу построения печей. В первой половине рассказывается о движении газов и о том, как это работает, о принципах управления работой конкретной модели. Во втором комментируется процесс кладки. Очень полезное и познавательное видео.

Особенности кладки: материалы и рекомендации

Для кладки корпуса и дымохода использовать рекомендовано обычный глиняный полнотелый кирпич. Марка М150 и выше, размер 250*120*65 мм. Рассчитать количество кирпича для печей Кузнецова несложно: нужно количество рядов выбранной вами модели умножить на 0,8. Этого количества хватит на кладку корпуса (с учетом боя и отбраковки). Для дымохода считать нужно отдельно. Схема расчета чуть другая: вы знаете сколько кирпичей на один ряд, умножаете на количество рядов (у каждого разное в зависимости от габаритов печи и высоты здания), добавляете 10% на бой и получаете искомое число.

Для шамотного ядра (если есть) рекомендован Ш-5 (230*114*40 мм) или ШБ-8 (250*123*65 мм). Его количество считается по схеме поштучно. Ядро в печах Кузнецова несвязное с корпусом, то есть, между ними нет общих точек соприкосновения. Между двумя параллельными стенками, корпуса и шамотного ядра, должна оставаться щель в 5-6 мм. Чтобы ее проще было выдержать, можно готовое ядро (обычно его кладут вначале) обернуть обычным упаковочным картоном соответствующей толщины. Вместо этого для лучшей теплоизоляции топки можно проложить теплоизолятор,  базальтовый картон, например.

Барбекю тоже строить можно по принципу колпаковых печей

По высоте ряды кладки из керамического кирпича не совпадают с высотой рядов шамота. Их не нужно подгонять один под другой. Важно выдерживать вертикальность и горизонтальность, отслеживать угла, а также рекомендованную ширину шва. И тогда все будет так, как нужно. В реалии габариты керамических кирпичей отличаются от стандарта 250*120*65 мм. Если отклонения некритичные, откорректировать их можно швом. Потому и при расчетах печей и их высоты берут высоту кирпича со швом. Она должна быть 70 мм. Но делать шов более 7 мм нельзя, так что ищите кирпич подходящего качества и размера.

Сверху, в местах, где заканчивается кладка шамота, есть компенсационные зазоры, которые учитывают разные коэффициенты расширения материалов. Их соблюдать обязательно: расширение у шамотного кирпича больше, чем у керамического и если такого зазора не будет, ядро через некоторое время разобьет находящуюся сверху кладку из-за того, что расширяется сильнее.

Вырезка из порядовки печи Кузнецова с меткой

Величину зазора нужно высчитывать по отметкам на порядовке. На чертежах нанесена метка высоты последнего ряда шамота. Высоту стенки из керамического кирпича считаете сами: кол-во рядов умножаете на высоту ряда со швом (70мм) и получаете искомую величину. Она должна быть больше высоты шамота на 10-15 мм. Вот этот зазор и является компенсационным и он должен присутствовать. Образовавшуюся пустоту закладывают каменной базальтовой ватой (не стекловатой, а той, которая имеет температуру использования выше 1200оС).

Если внутри есть столбики и внутренние стенки (толщина обычно в четверть), кирпич в них можно класть плашмя или на ребро. Разницы нет, делайте как удобнее. Есть места в чертежах, где в одном ряду находится кирпич, поставленный плашмя и на ребро. В этом случае его нужно погонять под размер (пилить).

В местах установки печного литья также есть нюансы. На чертежах над дверцей топки из-за особенностей программы изображен керамический кирпич, но ставить там нужно шамот на ребро. При перепаде высот, пустоты заполняются вырезанными пластинами из шамота. Между металлическими частями и кладкой остается зазор в 5 мм — снова-таки из-за разных температурных расширений. В этот зазор укладывают подходящий теплоизолятор (с температурой эксплуатации от 1200оС).

Для теплоизоляции печного литья раньше использовали асбестовый шнур. Теперь рекомендуют базальтовую вату или картон

Теперь о растворе: для кладки корпуса (из керамического кирпича) используют глиняный или глиняно-песчаный раствор. Для кладки огнеупорного шамота используют покупные составы (огнеупорные мастики). Кузнецов перед кладкой мочить кирпич не рекомендует. Если и нужно это делать то только со вторичным сырьем. Сразу после завершения печь нужно просушить, даже в том случае, если сразу вводить ее в эксплуатацию не будете. Если этого не сделать, в последствии при нескольких первых топках будет присутствовать запах угара.

Итоги

Тонкостей и нюансов в строительстве кирпичных печей очень много и дело это совсем непростое.   Тем не менее, сделать печь Кузнецова своими руками возможно: порядовки и схемы предоставляются автором в свободное пользование. С соответствующими пояснениями и при наличии желания сделать можно все.

Колпаковая печь для отопления дома

Кирпичные печи по-прежнему остаются в тренде, несмотря на появление новых, более компактных металлических печей с удобной конструкцией и минимальным потреблением топлива. Поэтому инженеры-энтузиасты постоянно работают над новыми моделями или усовершенствуют уже работающие варианты «кирпичной классики», делая их работу более эффективной и экономной. Типичный пример — колпаковая печь для отопления дома, которая является наиболее популярным вариантом, так как обладает высокими показателями теплоотдачи, несмотря на довольно компактные размеры и простоту конструкции.

Колпаковая печь для отопления дома

Безусловно, существует немало разных моделей печей, в конструкции которых использован «колпаковый принцип». Есть среди них и массивные сооружения с лежанками и каминами. Однако, в данной публикации будет рассмотрен именно компактный вариант, подходящий как для небольшого дома, используемого для постоянного проживания, так и для посещаемой время от времени дачи.

Перед тем как рассматривать процесс непосредственно порядовой кладки этого отопительного сооружения, имеет смысл ознакомиться с тем, какими бывают колпаковые печи, понять их особенности, разобраться с некоторыми нюансами, о которых необходимо знать, приступая к работе.

Что такое колпаковые печи

Содержание статьи

Принцип работы колпаковой печи

Большинство печных конструкций функционируют за счет прямого нагрева стенок от выделенной при сгорании топлива энергии, или же за счет прогрева кладки от нагретых газов, проходящих через сложную систему внутренних каналов.

В первом варианте теплоотдача отопительного строения напрямую зависит от толщины стенок — чем они толще, тем выше показатели теплоемкости. Однако недостатком такой конструкции является чрезмерно большой расход топлива для прогрева массивной конструкции. При прекращении горения топлива печь начинает постепенно остывать, «делясь» теплом с воздухом в помещении.

Конструкция отопительной печи со сложной системой внутренних каналов прогревается более равномерно, но в этом варианте конструкции предъявляются повышенные требования к высоте дымоходной трубы, необходимой для создания устойчивой тяги. Кроме того, за чистотой узких многочисленных каналов печи необходимо следить с особой тщательностью. Самыми уязвимыми местами для образования пробок, снижающих тягу, являются участки поворотов каналов, а их в этом лабиринте бывает ох как немало!

Принцип работы колпаковой печи и направления перемещения газовых потоков

В отличие от упомянутых выше конструкций, у колпаковых печей подобные недостатки сведены к возможному минимуму, так как в них формируются два связанных между собой контура, которые аккумулируют тепло.

Внутренний контур, расположенный вокруг или около топочной камеры, сохраняется дольше нагретым благодаря внешнему контуру, который одновременно является дымоотводным каналом. Благодаря такой конструкции остывание печи происходит гораздо медленнее, так как нагретый в топке воздух, уходя в дымоход, проходит через всю конструкцию печи.

Двухколпаковые печи имеют два нагреваемых пространства — нижний и верхний колпаки. В нижнем колпаке нагретый воздух циркулирует так же, как в колпаковой печи, но далее он не уходит в трубу, а попадает в верхний колпак, заполняет и нагревает его. И только после этого отправляется в дымоход.

Разновидности колпаковых отопительных печей

Почетное право считаться изобретателем колпаковых печей принадлежит инженеру Кузнецову И.В. Он разработал более 150 моделей, работающих на этой принципиальной основе, предназначенных для отопления различных помещений. При этом и размеры, и эксплуатационные параметры, и функциональность созданных им моделей варьируется в очень широком диапазоне, и во многом это зависит от того, как расположены колпаки печей.

Одной из наиболее востребованных можно назвать двухколпаковые печи, в которой колпаки расположены один над другим. Подобные конструкции обладают весьма компактными размерами, поэтому не занимают большой площади в помещении.

На иллюстрации – только совсем небольшая выборка моделей колпаковых печей разработки Кузнецова

Как описывает печи Кузнецова официальный сайт, эти отопительные сооружения имеют аббревиатурное название, поэтому при выборе определенной модели по ее назначению можно ориентироваться на расшифровки этих буквенных обозначений:

  • ИОК — отопительный вариант печи.
  • ОВИК — отопительно-варочная печь из керамического кирпича, без использования огнеупорного для кладки топочной камеры.
  • ОВИК БК — отопительно-варочная печь, оснащенная боковым камином.
  • ОВИК ЗК — отопительно-варочная конструкция, в которой камин расположен с задней стороны.
  • ОВИК Л — отопительно-варочная печь с лежанкой.
  • ПКИК1К — печи, оснащенные калорифером.
  • БИК — банная печь.
  • РТИК — русская печь с колпаковой конструкцией.

Если печь оснащена духовым шкафом, то к аббревиатуре добавляется буква «Д».

Безусловно, за этими аббревиатурами скрываются целые линейки моделей, отличающиеся размерами, конфигурацией, эксплуатационными параметрами.

Некоторые особенности колпаковых печных конструкций

Теперь имеет смысл акцентировать внимание на некоторых особенностях колпаковых печей. Это необходимо знать, выбирая такую конструкцию для возведения в собственном доме:

  • В отличие от других вариантов, в колпаковых печах Кузнецова топочная камера практически полностью изолирована от колпака. Чаще всего для ее кладки применяется огнестойкий шамотный кирпич, так как температура внутри камеры может достигать 1000÷1200 градусов. Шамотный и обычный кирпичи имеют разную плотность, поэтому между ними необходимо создавать температурный зазор, так как при нагревании и расширении кладка пойдет трещинами. Данный зазор обычно составляет около 5 мм. Но чтобы повысить теплопередачу от одного материала к другому, это пространство заполняется асбестовым листом или базальтовым картоном.
  • Одна из особенностей — это наличие «сухого» шва в топочной камере, ширина которого составляет 20÷30 мм. Такой зазор помогает созданию более качественной тяги, но в то же время — сохраняет внутри топки оптимальный температурный режим, так как продукты сгорания топлива уходят через него постепенно.
  • В колпаковых печах водогрейные баки и духовки не имеют прямого контакта с раскаленными газами и открытым огнем. Эти элементы располагаются в верхнем колпаке конструкции, где температура не превышает 400 градусов. Такой нагрев безопасен для целостности металла, но в то же время этой температуры вполне достаточно для его полноценного прогрева.

«Сухой» шов может располагаться в разных местах стенок колпаковых печей, но он всегда соединяется с каналом, соединенным с колпаком конструкции.

  • Для колпаковых печей будет достаточно более короткого дымохода. В данном случае его первоначальная задача заключается в отведении продуктов сгорания, и только во вторую очередь — создание тяги для печи.
  • Некоторые колпаковые печи обладают КПД, достигающим 80%, в то время, как в других кирпичных отопительных конструкциях он чаще всего не превышает 60÷65%. Благодаря компактным размерам топочной камеры, обеспечивается экономный расход топлива. Так, потребление дров порой сокращается на 25÷40% по сравнению с печами, имеющими прямоточное выведение продуктов сгорания.

Преимущества колпаковых печей

Теперь — о преимуществах колпаковых печей по сравнению с другими конструкциями отопительных кирпичных сооружений. К явным достоинствам можно отнести следующие моменты:

  • Для их строительства требуется намного меньше строительного материала — как самого кирпича, так и раствора для его кладки.
  • Кладку колпаковой печи производить гораздо проще и быстрее, так как конструкция не имеет чрезмерно большого количества внутренних каналов. Поэтому схема-порядовка печи обычно легко читается даже начинающим мастером.
  • В связи с тем, что для постройки используется меньшее количество кирпича, печь обладает и гораздо меньшей массой. меньшим весом. Поэтому под нее не потребуется обустраивать особо массивный фундамент, как, например, под многоканальные модели.
  • В практически изолированной топке колпаковой печи горение топлива происходит более интенсивно, поэтому после сжигания топлива остается минимальное количество твердых отходов. Благодаря этому стенки топочной камеры, а также внутренние поверхности дымохода, будут меньше покрываться налетом от продуктов сгорания дров.
  • Привлекает и простота обслуживания колпаковых печей — их гораздо легче очищать от скопившийся сажи, нежели узкие каналы других конструкций.

Отопительно-варочная печь колпаковой конструкции

  • При желании любую колпаковую конструкцию при ее возведении можно легко дополнить духовым шкафом или водогрейным баком, так как в ее колпаке обычно вполне достаточно места для их размещения.
  • Духовой шкаф чаще всего располагается в верхней части печи, то есть в верхнем колпаке. Если же ее духовка находится в нижнем колпаке, то она защищена от прямого воздействия огня стенкой топочной камеры. Поэтому вокруг металлического короба духовки создается температура не выше 400, а внутри него – порядка 200÷250 градусов. Циркуляция горячих газов внутри колпака вокруг духового шкафа помогает одинаковому распределению нагрева. Поэтому и готовящиеся в такой печи блюда пропекаются со всех сторон равномерно.
  • Колпаковые конструкции быстро прогреваются, поэтому в помещениях ожидаемый уровень температуры достигается в довольно короткие сроки.
  • Стенки таких моделей прогреваются равномерно, что обеспечивает более высокую теплоотдачу в помещения дома.

Как определить требуемую тепловую мощность колпаковой печи?

Для того чтобы печь была эффективна и хорошо обогревала помещения дома, необходимо правильно определиться с эксплуатационными параметрами выбираемой модели. Это, безусловно, ее размеры и тепловая мощность (теплоотдача).

Теплоотдача печи должна соответствовать размерам помещений, обогрев которых будет на нее возлагаться.

Поэтому прежде чем останавливать свой выбор на определенной печи, необходимо определить площадь помещений, которые предстоит обогревать. При этом не упускаются из внимания и возможные тепловые потери, которые, так или иначе, неизбежны в любом, даже хорошо утепленном доме.

Учитывать также необходимо и толщину кладки печи, так как от этого параметра напрямую зависят ее аккумулирующие возможности.

Рассчитать правильно точные параметры — это непростая задача, требующая особых знаний, так как учитывается множество различных критериев. Если же обращаться к специалистам нет желания, то можно выполнить предварительную «прикидку», исходя из доступных каждому владельцу дома показателей. Так, часто ориентируются на следующие пропорции:

  • Для качественно утепленного дома потребуется 0,5 кВт мощности печи на 10 м² площади.
  • Если же дом расположен в регионах с выраженно холодными зимами, этот параметр стоит взять с запасом, например, 0,75 кВт/10 м².

В случае если опыт в подобных расчетах отсутствует (а так оно чаще всего и есть), лучше всего воспользоваться уже готовыми проектами, в которых расчеты произведены их разработчиками и оговорены в описании конструкции. Проекты постройки печей в большом ассортименте представлены на специализированных сайтах. Там можно встретить широкий выбор моделей различных размеров и тепловых мощностей.

Подготовительные процессы перед возведением печи

Когда модель печи уже выбрана, перед началом ее возведения требуется определенная подготовка. Чтобы этот весьма насыщенный событиями и длительный этап не стал неожиданностью, стоит рассмотреть, какие мероприятия он включает.

Итак, предстоит следующее:

  • Выбор конкретного места под возведение печи.
  • Создание надежного фундамента.
  • Защита близко расположенных к печи деталей конструкции дома от высоких температур.
  • Приготовление раствора для кладки.
  • Приобретение и подготовка отдельных узлов конструкции печи.
  • Подготовка необходимых инструментов.

Об этих мероприятиях как раз и пойдет речь в текущем разделе публикации.

Выбор места для возведения кирпичной печи

Чтобы печь в процессе эксплуатации отвечала существующим требованиям пожарной безопасности, и в особенности, если она возводится в деревянном доме, при выборе области ее установки необходимо учитывать следующие факторы:

  • Сооружение должно быть расположено на расстоянии не менее 100 мм от стен дома.

Разница в примыкании к печи негорючих стен и возведенных из воспламеняющегося материала

  • Если печь планируется встроить в уже ранее построенную стену, то между торцом стены и кирпичной кладкой необходимо обеспечить прослойку из жаростойкого материала, например, асбеста или базальтового картона.

Распушка – специальное утолщение стенок дымоходной трубы для безопасного прохода через чердачное перекрытие

  • Дымоходная труба должна проходить через конструкцию перекрытия между балками, причем расстояние между ними и кладкой должно составлять не менее 150 мм.

При выборе места установки печи с кирпичным дымоходом сразу рассматривается возможность прохода этой трубы между балками перекрытия и стропилами крыши.

  • Одновременно учитывается также и расположение стропил конструкции крыши. Между ними и кирпичной кладкой должно быть предусмотрено такое же расстояние.

Фундамент под постройку печи

Важнейшим условием, напрямую влияющим на длительность безаварийной эксплуатации печи, является надежность основания, на которой она будет возводиться.

  • В случае если фундамент под печь строится вместе с фундаментом дома, необходимо помнить, что эти две конструкции не должны жестко контактировать между собой. Усадка фундаментов может происходить неравномерно из-за сильно различающейся нагрузки на них. Недопустимо, чтобы при этом оказывалось взаимное влияние – это может привести к деформациям как печи, так и стен дома.

Отдельно расположенный фундамент под постройку печи.

  • Если печь решено построить в уже готовом доме, то на месте ее возведения придется демонтировать часть дощатого пола, чтобы обустроить в грунте подполья котлован для заливки фундамента. При этом необходимо учитывать, что периметр фундамента должен быть больше на 50÷80 мм основания печной конструкции.
  • В случае если дом был возведен на плитном фундаменте и, естественно, печь придется устанавливать тоже на него, то для отопления стоит выбирать по возможности наиболее легковесные конструкции. Вот как раз то здесь трудно придумать что-нибудь лучше колпаковой модели.

Котлован для постройки фундамента под печь.

  • Первое, что необходимо сделать при обустройстве фундамента — это вырыть котлован соответствующего размера. Глубина котлована будет напрямую зависеть от высоты пола над грунтом подполья. В общей сложности высота заглубления основы должна составлять 300÷500 мм.

Щебёночная засыпка, отделенная от грунта застеленным слоем геотекстиля

  • Создаваемую плиту необходимо защитить от грунтовой влаги. Для этого на дно котлована засыпается и утрамбовывается слой песка, примерно в 80÷100 мм – это исключает капиллярное «подсасывание» воды снизу. Затем укладывается гравийная или щебеночная подушка, также с тщательным уплотнением. Вся эта «слоеная» конструкция станет намного надежнее, если ее от грунта будет отделять прослойка из геотекстиля.

Опалубка под заливку фундамента, закрытая изнутри гидроизоляционной пленкой. Внутри выложены армирующие сетки.

  • Если расстояние между грунтом и поверхностью «чистого» пола достаточно большое, то на всю эту высоту необходимо установить опалубку для заливки фундамента. Опалубка закрывается плотной полиэтиленовой пленкой, а затем в нее монтируется несколько рядов арматурной сетки, расстояние между которыми должно составлять 100÷120 мм. Поверхность фундамента должна находиться в одной плоскости с чистовым полом или же быть выше нее, примерно, на 100 мм.

Про пленку забывать не следует. Ее роль даже не столько в том, чтобы защищать будущую плиту от влаги – воде здесь взяться по большому счету неоткуда. А вот не допустить выхода воды из залитого раствора – чрезвычайно важно! В противном случае не избежать нарушения водоцементного соотношения, то есть не будут созданы оптимальные условия для созревания бетона, и фундамент может получиться некачественным.

Заполнение опалубки бетоном

  • Следующим этапом идет приготовление бетонного раствора и заполнение котлована. Сколь-нибудь значимых динамических нагрузок на создаваемую плиту не предполагается, поэтому нет особого смысла стремиться с чрезмерно высокой марочной прочности бетона. Практика показывает, что вполне можно ограничиться маркой М200 (В15).

Ниже размещен калькулятор, которые поможет читателю рассчитать требуемое количество исходных ингредиентов для самостоятельного приготовления нужного количества бетонного раствора (цемента, песка, щебня или гравия, воды). Предусматривается возможность расчёта для двух вариантов – при использовании цемента марок ПЦ400 и ПЦ500.

Калькулятор расчета количества ингредиентов для самостоятельного приготовления бетонного раствора

Перейти к расчётам

При заполнении котлована и опалубки бетоном необходимо добиться максимального уплотнения залитого раствора. Оптимальное решение, конечно, это использование специальных инструментов – глубинного вибратора или виброрейки. Но такая техника есть не у всех, поэтому выходом становится тщательное «штыкование» бетона лопатой и обрезком арматуры – необходимо полностью избавиться от возможных воздушных пузырей.

Верхний край плиты стараются сразу сделать ровным и горизонтальным. Чаще всего это предусматривается еще на стадии монтажа опалубки – торцевые стороны верхних ее досок становятся направляющими-маяками для разравнивания поверхности правилом. Могут быть, конечно, и иные решения, например, установка металлических маячковых профилей.

  • После заливки, когда поверхность бетона начнет схватываться, ее желательно прикрыть полиэтиленовой пленкой. Это поможет избежать быстрого пересыхания поверхностных слоев, которое способно привести к появлению трещин. В течение недели ежедневно проводится обильное увлажнение созревающего бетона.

Для залитого в котлован и опалубку бетона необходимо создать оптимальные условия для созревания и набора прочности.

Через неделю можно пленку убрать, через 10÷14 дней – выполнить демонтаж опалубки. Но полная готовность плиты, при которой разрешается переходить к дальнейшим строительным работам, будет достигнута только через четыре недели с момента заливки.

Для гидроизоляции готового фундамента используется лист рубероида.

  • Готовый к кладке печи фундамент застилается гидроизоляционным материалом, в качестве которого чаще всего используется рубероид.

Раствор для кладочных работ

Немаловажным моментом является выбор раствора для кладки печи. Так как стенки сооружения будут постоянно подвергаться сильным перепадам температур, смесь должна иметь особый состав, который в застывшем виде не станет ни растрескиваться, ни осыпаться.

Раствор для кладки можно изготовить самостоятельно или купить в готовом виде.

  • Изготовление самодельного раствора — задача непростая, весьма длительная и требующая особых знаний и немалого терпения. Дело в том, что основным ингредиентом в печном растворе выступает глина. Это вещество должно иметь определенную жирность, определить на взгляд или на ощупь которую неопытному человеку — затруднительно. Поэтому, изготавливая смесь, приходится идти путем экспериментов, готовя несколько вариантов из всех ингредиентов, добавляя их в разных пропорциях. При этом необходимо дожидаться полного просыхания экспериментальных образцов, и лишь затем определять, какой из вариантов кажется оптимальным.

Мастера-печники обычно готовят кладочный раствор самостоятельно. Но им помогает в этом накопленный годами опыт.

Однако, прежде чем перейти к экспериментам, подходящую глину необходимо отыскать и накопать, затем очистить ее от посторонних вкраплений и органических включений (корешков и т.п.), а затем замочить на определенный срок. Только после этого можно переходить к подбору пропорций глины и песка, из которых и изготавливается кладочная смесь. Таким способом печники ранее делали раствор для кладки – многие профессионалы не отказываются от такого подхода и сейчас.

  • Сегодня же в продаже можно найти готовые варианты жаростойких кладочных составов, предназначенных для возведения каминов и печей. Они продаются в виде сухих строительных смесей с фасовкой в бумажные мешки. Поэтому, чтобы не терять время и не «колдовать» с подбором пропорций с высокой вероятностью допустить ошибку, лучше всего воспользоваться готовым составом.

Готовая сухая смесь для приготовления кладочного раствора для печей и каминов.

В приготовленных в заводских условиях смесях оптимально подобраны ингредиенты и их пропорции. Причем производители позаботились и о том, чтобы смеси для кладки печей соответствовали материалам, из которого будет построен тот или иной участок этого сооружения. Например, для кладки топочной камеры, для которой чаще всего применяется жаростойкий вариант кирпича, производится раствор на основе шамотной глины и песка.

Готовые смеси замешиваются в строгом соответствии с инструкцией производителя, размещенной на упаковке. Поэтому, следуя ей, изготовить кладочный раствор не составит большого труда.

Цены на смесь сухую кладочную

смесь сухая кладочная

А какой кирпич подойдёт для кладки?

Этот чрезвычайно важный вопрос в настоящей публикации опущен. Но только по той причине, что нюансы выбора кирпича для кладки печей очень подробно изложены в специальной публикации нашего портала.

Особенности установки отдельных узлов конструкции печи

Чтобы все элементы печной конструкции были установлены правильно и не подвели при дальнейшей эксплуатации, их необходимо правильно смонтировать и закрепить. Поэтому в этом подразделе статьи будут рассмотрены способы монтажа и защиты металлических деталей отопительного сооружения, а также другие нюансы кладки:

  • Первое, что в значительной мере повлияет на ровность кладки печи, ее углов и стенок — это изначальная ровность поверхности фундамента и правильность, прямизна углов первого ряда. Поэтому помимо проверки поверхности плиты с помощью строительного уровня, рекомендуется обозначить на гидроизоляционном материале (рубероиде) точное расположение внешних сторон и углов основания печи. То есть, по сути, начертить с помощью мела его периметр. Это упростит выведение первого ряда, который станет «эталонным» для остальной порядовки.
  • Удобства в работе добавит и распечатка на отдельных листах бумаги схемы каждого из рядов кладки. Естественно, эти схемы необходимо пронумеровать.

Концы проволоки, которая будет удерживать дверцы в кладке, должны иметь длину не менее 150 мм.

  • Все рамы металлических дверец (топки, очистных и поддувальных камер) закрепляются в кладке с помощью стальной проволоки. Для того чтобы дверцы до их окончательного закрепления стояли неподвижно, их временно можно подпереть с двух сторон свободными от работы кирпичами.

Базальтовая прокладка вокруг рамы топочной дверцы.

  • Металлические элементы конструкции, которые будут подвергаться воздействию высоких температур, например, топочная дверца, водогрейный бак, духовка и т.д., не должны напрямую контактировать с кирпичной кладкой, так как они имеют разный коэффициент расширения.

Подготовка посадочного места под варочную плиту с помощью прокладки из асбестового материала.

Поэтому между ними должен оставаться зазор не менее 5 мм, который заполняется жаростойкими материалами — асбестом или базальтовым картоном.

Использование калибровочных вставок ля соблюдения единой толщины швов между всеми рядами кладки

  • Толщина швов печной кладки должна быть больше, чем при выполнении возведения стен дома, так как они будут постоянно подвергаться нагреванию и остыванию. Поэтому опытные печники нередко рекомендуют придерживаться толщины в 7 ÷10 мм. Кроме того, такая толщина повышает ремонтопригодность уже эксплуатируемой печи – будет возможность аккуратного демонтажа отдельных элементов кладки, если в этом появится необходимость.

Чтобы швы получились ровными и имели одинаковую толщину, можно использовать временные деревянные прокладки-рейки или стальные прутки, которые удаляются после первоначального схватывания раствора, а оставшиеся от них пустоты заполняются кладочной смесью.

Расшивка швов кирпичной кладки.

  • Если печь не планируется облицовывать декоративным материалом или штукатуркой, то швы аккуратно оформляют специальным инструментом «расшивкой», которая может придать швам выпуклую, вдавленную или ровную форму.

Для постоянного контроля за соблюдением ровности углов, вдоль них вертикально можно расположить отвесы

  • Чтобы поверхности стенок печи и все формируемые углы были ровными, вдоль них натягиваются ориентировочные шнуры. Кроме этого, в процессе выполнения работ ведется постоянный контроль ровности кладки с помощью отвеса, уровня, уголка. Это дает возможность исправить неровности вовремя, еще в процессе укладки, до схватывания раствора.
  • Для упрочнения кладки стен печи многие мастера в каждом втором ряду в шов укладывают стальную проволоку толщиной до 5 мм.
  • Готовые печи нельзя сразу же подвергать высоким температурным нагрузкам, протапливая их на всю мощь, так как кладка может пойти трещинами. Поэтому возведенное сооружение сначала просушивается. Для этого все дверцы и задвижки открываются полностью, и печь оставляется для просыхания в естественных условиях примерно на неделю. Потом к процессу просушки можно приспособить обычную лампу накаливания на 200 Вт, которую размещают внутри топки и оставляют включенной до видимого просыхания раствора – помимо повышения температуры, он будет поддерживать более активный оборот воздуха, необходимый для сушки.

 После этого можно производить пробные топки, используя для этой цели бумагу, солому, щепу или 2÷3 кг хорошо просушенных дров. Подобную «облегченную» топку можно производить 2÷3 раза в сутки. А растапливать печь на полную мощь можно только после окончательного просыхания конструкции.

Проверить тягу в печи — довольно просто. Достаточно поднести к приоткрытой дверце топки зажженную спичку или листок бумаги. Пламя должно потянуться в сторону топочной камеры.

  • Необходимо учитывать, что при первом испытании печи огнем, конструкция может дымить из-за избытка влаги. Однако, когда печь хорошо просохнет, в ней должна создаваться хорошая тяга, и все продукты горения должны уходить в дымовую трубу. Если же постоянно образуется обратная тяга, и дым идет в помещение, то этого говорит о совершенной ошибке во время возведения печи.

Инструменты для печной кладки

Для выполнения любых кладочных работ необходимо подготовить инструменты. Некоторые из них наверняка найдутся в домашней мастерской.

Основные инструменты для кладки печи.

В перечень всего необходимого входят следующие инструменты:

1 — Кирка необходима для разделения кирпича на части.

2 — Метелка используется для очистки каналов от упавшего внутрь печи частиц раствора.

3 — Строительный уголок используется как для разметки кирпича при разделении его на части, так и при контроле ровности кладки углов печи.

4 — Отвес также помогает контролировать углы и ровность вертикальных поверхностей.

5 — Молоток-кирка также используется для разделения кирпича на части, а также стесывания его поверхностей.

6 — Пассатижи применяются для отделения небольших частиц от кирпича.

7 — Резиновый молоток используется для выравнивания кирпичей в горизонтальных рядах кладки.

8 — Зубило служит для раскалывания кирпича, для придания фрагментам требуемой конфигурации.

9 — Мастерки (кельмы) разных размеров и форм используются для нанесения раствора при проведении кладки.

10 — Правило применяется для контроля за ровностью горизонтальных и вертикальных поверхностей.

11 — Свинцовая чертилка применяется для разметки кирпича, и особенно удобна при планировании облицовки печи изразцами.

12 — Стукальце – это отрезок трубы для обработки изразцов.

13 — Деревянная лопатка для замешивания и растирания раствора.

14 — Металлический стержень (чертилка), используемый для разметки кирпича перед его разделением на части.

15 — Строительный уровень – используется самостоятельно или в комплексе с правилом для постоянной проверки горизонтальности и вертикальности выкладываемых рядов т поверхностей

16 — Рашпиль – им снимаются наплывы застывшего раствора, точно обрабатываются фрагменты кирпича для окончательного придания требуемой формы.

17 — Расшивка применяется для приведения в порядок и придания необходимой формы швам кладки.

Кроме того, потребуется емкость для приготовления раствора.

В данном случае перечислены все инструменты, которые используются профессионалами при возведении печи. Из них можно выбрать те, что будут особо необходимы по видению мастера.

Двухколпаковая отопительно-варочная печь

В этом разделе публикации будет представлена модифицированная модель Кузнецова, получившая название «Большая кроха». Однако, у моделей этого ряда тоже существуют различия, заключающиеся в размере варочной плиты. «Большая кроха» изначально была оснащена двухконфорочной плитой. А представленный ниже вариант имеет плиту с одной конфоркой.

Вариант двухколпаковой печи «Большая кроха» с двухконфорочной варочной плитой.

Такая модификация была проведена для того, чтобы сделать больше размеры нижнего колпака. Это привело к увеличению теплоотдачи от поверхностей печи, что позволяет намного быстрее нагреть помещения дома.

Некоторые особенности конструкции, необходимые материалы

В основе показанной разработки лежит конструкция печи ОВИК4, но в отличие от нее варочная и топливная камеры находятся на разных сторонах сооружения. Удобство такого размещения состоит в повышении безопасности при пользовании плитой, так как исключается риск получения ожога от разогретой дверцы топки.

Отопительно-варочная колпаковая печь Кузнецова с одной конфоркой

Варочная плита с одной конфоркой имеет размер 410×340 мм. При желании на эту камеру можно установить дверцу, благодаря которой она при необходимости будет превращаться в духовой шкаф.

В конструкции предусмотрен «летний» ход, который позволяет использовать плиту только для приготовления пищи в теплое время года, не разогревая все стенки печи. Благодаря такой функции печь легко растапливается, даже если ее не использовали длительное время.

Удобство данной конструкции при ее возведении состоит еще и в том, что при необходимости ее можно сделать выше или ниже. Так, 22÷27 ряды кирпичной кладки имеют одинаковую конфигурацию. Если печь необходимо сделать немного выше, в этой области можно дополнительно добавить два ряда с тем же расположением кирпича, что увеличит высоту печи на 140 мм. Если же потолки в доме низкие, то можно поступить наоборот, то есть убрать два ряда, сократив высоту печи на те же 140 мм.

Конструкция полностью выведена из керамического кирпича, поэтому может быть использована для установки на даче, то есть когда ее эксплуатация будет производиться не регулярно.

При возведении печи в доме с постоянным проживанием, когда протапливание будет производиться регулярно, 5 ÷ 11 ряд можно выложить из огнеупорного шамотного кирпича.

Размеры печи составляют 770×770 мм, высота 2100 мм. При одноразовой топке теплоотдача от нее 2 кВт, и не меньше 3,3 кВт, если топить два раза в сутки. Печь рассчитана на обогрев 25м².

Для возведения печи, без учета дымоходной трубы потребуется 411 кирпичей. Кроме них, необходимо будет подготовить следующие материалы:

— дверца для топки ДТ-3 размером 250×210 мм — 1 шт.;

— дверца для поддувала ДПК(Р) 250×140 — 1 шт.;

— дверца для очистительных камер ДПр-4 130×130 мм — 3 шт.;

— колосниковая решетка 300×250 мм — 1 шт.;

— одноконфорочная варочная панель 410×340 мм — 1 шт.;

— задвижка для «летнего» хода — 130×130 мм — 1 шт. ;

— задвижка для дымохода печи — 250×130 мм — 1 шт.;

— стальной уголок 450×30×30×4 мм — 1 шт.;

— предтопочный стальной лист 700×500 мм — 1 шт.

Печь в разрезе – как видно, конструкция не имеет сложных лабиринтов

На разрезе конструкции хорошо видно строение колпаков и расположение в них каналов, а также размещение всех металлических элементов внутри печи.

Такая печь имеет довольно простое строение и компактные размеры, поэтому возвести ее под силу даже не очень опытному печнику. Главное, процесс должен проходить строго по нижеприведенной порядовке.

Возможно, вам будет интересна информация о том, что такое отопительно варочная печь шведка

Схема-порядовка кладки печи

Чтобы легче было разобраться в схемах рядов, в таблице ниже приведены условные обозначения нестандартных кирпичей в кладке.

Некоторые обозначения – для ясности последующей работы с порядовкой

Ну и, наконец, в таблице представлена порядовая кладка печи. Всего предстоит выложить 32 ряда кирпичей, не считая дымоходной трубы.

Схема кладки Краткое описание ряда и выполняемых опраций
Итак, первый ряд укладывается на подготовленный фундамент (на слой гидроизоляции) и должен находиться в одной плоскости с чистым полом. Этот ряд является особо важным, так как именно он задает ровность кладки последующих рядов. Швы между кирпичами должны составлять 5 мм и быть одинаковыми. Внешние размеры ряда, показанные на схеме, являются ориентировочными. Истинные размеры проявятся после завершения монтажа кирпича первого ряда. Именно их и необходимо будет придерживаться, укладывая последующие ряды.
Для первого ряда потребуется 18 штук красного кирпича.
Во втором ряду кладки начинает формироваться поддувальная (зольная) камера, а также основание нижнего колпака.
Для очистки нижней части колпака в стенку печи монтируется дверца ДПр-4, имеющая размер 130×130 мм.
Кроме нее, устанавливается и дверца поддувальной камеры ДПК(Р) 250×140 мм.
Второй ряд состоит из 11 красных кирпичей.
Третий ряд укладывается по представленной схеме, и его особенность состоит в том, что кроме целых кирпичей, в нем используются его обработанные фрагменты. Причем, как можно видеть, углы двух кирпичей, формирующих отверстие для установки дверцы для очистки колпака, стесаны до полукруглого состояния.
Такая конфигурация значительно упростит процесс очистки.
Для этого ряда необходимо подготовить 11 и ½ кирпича.
Четвертый ряд перекрывает дверцы поддувальной и колпаковой камер.
Кроме этого, частично с передней и задней стороны перекрывается канал, расположенный за зольной камерой.
Оставленное над зольной камерой отверстие должно иметь размеры 260×260 мм, то есть кирпич на кирпич, с учетом швов.
Для кладки потребуется 14 красных кирпичей.
Пятый ряд. Передний и задний кирпичи, выделенные оранжевым цветом на схеме, имеют размер в ширину 95÷100 мм. Верхняя поверхность этих кирпичей стесывается наискосок. Расстояние между этими кирпичами должно составлять 310 мм. Это будет посадочным местом для колосниковой решетки, при этом она будет упираться на выступающие части кирпичей предыдущего, четвертого ряда.
Пространство нижнего колпака разделяется на два вертикальных канала кирпичом. Ближний к передней части канал станет соединительным для нижнего и верхнего колпака. Дальнее пространство в верхней части будет оборудовано задвижкой «летнего» хода.
Кирпич, разделяющий пространство с передней стороны, снизу подрезается наискосок, что будет способствовать лучшему отходу дыма через отверстие. На схеме подрезаемая часть выделена серым цветом.
Для кладки 5-ого ряда потребуется 14 и ½ красного кирпича.
Далее, после завершении кладки пятого ряда, на обозначенное отверстие (посадочное место), монтируется колосниковая решетка 300×250 мм.
Решетка укладывается без раствора, между ней и обрамляющей ее кирпичом должен оставаться зазор в 5 мм. Передний и задний зазор заполняется сухим мелкофракционным песком.
На шестом ряду монтируется дверка топливной камеры ДТ-3 250×210 мм. Между дверцей и кирпичом также должен оставаться зазор, который должен быть заполнен жаростойким материалом. Как уже говорилось выше, для создания такого зазора применяется асбестовый шнур, которым рама дверцы обматывается по периметру.
Крепление рамы дверки в кладку осуществляется с помощью проволоки, которая должна быть заглублена в швы не менее чем на 150 мм.
Вместо проволоки могут быть использованы специальные кляммеры, изготовленные из металла толщиной не менее 2 мм. Эти элементы закрепляются к верхней и нижней части рамы дверцы, а их выступающие стороны встраиваются в швы кладки.
Для ряда потребуется 12 штук красного кирпича.
Седьмой ряд. В правом дальнем углу топливной камеры между кирпичами оставляется зазор шириной в 20 мм — его называют «сухой» шов.
Этот зазор предназначен для вывода из топливной камеры балластных газов, что значительно улучшает процесс горения топлива в печи.
Количество кирпича — 11 и ½ штуки.
Восьмой ряд выкладывается по показанной схеме, «сухой» шов сохраняется.
Для этого ряда потребуется также 11 и ½ кирпича.
Девятый ряд. Для перекрытия дверцы топливной камеры с правой стороны кирпич выпускается вперед, а его левую боковую сторону необходимо срезать наискосок.
Кирпич, укладываемый с правой стороны, вырезается на всю толщину так, чтобы нижний кирпич 8-го ряда образовал площадку шириной 25÷30 мм.
«Сухой» шов в задней части камеры по-прежнему сохраняется.
Для ряда потребуется 12 кирпичей.
Далее, идет завершение девятого ряда.
Топливная дверка перекрывается полностью кирпичом, стесанным с правой стороны наискосок сверху вниз, так, чтобы она совпала со срезом правого кирпича.
Слева кирпич устанавливается на оставленную для него площадку.
Потребуется 1 кирпич.
Десятый ряд. На схеме показаны вырезы, которые должны быть сделаны в кирпиче под посадочное место под варочную плиту, толщина металла которой составляет 5 мм. А также необходимо учесть асбестовую прокладку, примерно, в 3 мм. Плита должна быть утоплена в глубь кирпичей ниже их поверхности на 4 мм. Поэтому и глубина вырезов должна иметь соответствующее значение и составлять 10÷12 мм.
В правом углу топливной камеры формируется проход в канал нижнего колпака печи шириной в 60 мм.
Для кладки ряда необходимо подготовить 12 и ½ кирпича
Продолжение десятого ряда.
После того как он будет выложен, на посадочное место под варочную панель, укладывается асбестовый шнур, который заранее необходимо пропитать разведенным до жидкой консистенции кладочным раствором. Сверху него на посадочное место укладывается металлическая одноконфорочная плита.
Боковые зазоры между металлом и кирпичом необходимо хорошо очистить, и уложить в них асбестовый шнур или базальтовый картон. Раствор в зазоры попасть не должен.
Плита должна быть утоплена в кирпич для того, чтобы следующие кирпичные ряды не лежали непосредственно на металле.
На входе в варочную камеру монтируется стальной уголок. Этот элемент будет выполнять защитную функцию для угла кирпичей — предохранять их от повреждения тяжелыми предметами в процессе эксплуатации печи, например, при установке на плиту кастрюли с водой.
Сверху выступающих за пределы камеры концов уголка при кладке следующего ряда укладываются полоски базальтового картона шириной в 20÷25 мм.
11-й ряд. На этом этапе формируется варочная камера.
В нижней части кирпича, обрамляющего плиту, при желании можно сделать вырезы высотой в 5 мм. Они делаются на тот случай, если будет необходимо демонтировать эту металлическую панель. Благодаря этому зазору появится возможность приподнять плиту вверх и выдвинуть наружу.
Для кладки этого ряда потребуется 12 кирпичей.
12-й и 14-й ряды выкладываются по одинаковой схеме, и для каждого из них потребуется по 12 кирпичей.
13-й и15-й ряды также кладутся по одинаковой схеме, и для них тоже потребуется по 12 кирпичей.
16-й ряд. На этом ряду кирпичом перекрывается нижний колпак и стенки варочной камеры. Открытыми оставляются два канала — дальний, для «летнего» хода», и ближний — для соединения нижнего и верхнего колпаков.
В кирпичах, формирующих канал «летнего» хода, необходимо сделать вырезы для установки задвижки. Размеры вырезов должны быть такими, чтобы между металлом и кирпичом оставался тепловой зазор в 5 мм. Глубина вырезов должна соответствовать толщине рамки задвижки, чтобы ее можно было «утопить» в кирпич.
Перекрытие камеры осуществляется в «замок». Для такого соединения четыре кирпича выпускаются вперед, над варочной камерой, а в их торцевой части делаются срезы наискосок.
Для этого ряда потребуется 17 кирпичей.
Далее, на этом же ряду монтируется задвижка «летнего» хода размером 130×130 мм. Зазоры между рамкой и кирпичом заполняются базальтовым картоном.
В завершении кладки этого ряда идет перекрытие двумя кирпичами оставшегося пространства над варочной камерой. Предварительно кирпичи подрезаются наискосок и подгоняются друг к другу по углу среза.
17-й ряд. Печь полностью перекрывается еще одним слоем кирпича.
Для этого перекрытия необходимо подготовить 17 кирпичей.
18-й ряд. На этом этапе формируется основание верхнего колпака.
Для очистки этой части печи в этот ряд встраиваются две дверки размером 130×130 мм.
Количество кирпича 11 и ½.
19-й ряд. Продолжается подъем стенок верхнего колпака. Кладка осуществляется по представленной схеме.
Количество кирпича 11 и ½.
20-й ряд. Этот ряд выкладывается также по схеме, и в нем производится перекрытие дверок очистки.
Для работы потребуется 11 и ½ кирпича.
21-й ряд. Формируется вертикальный канал, который станет основным дымоходом для печи. Над ним будет возводиться дымоотводная труба.
Для плавного поворота дыма в канал, на его входе кирпич снизу подрезается наискосок.
Количество используемых кирпичей — 13 штук.
22-й, 24-й и 26-й ряды выкладываются по одной схеме.
Для их кладки потребуется по 13 штук кирпича.
23-й, 25-й и 27-й ряды также кладутся по одинаковой схеме, и для каждого из них тоже потребуется по 13 кирпичей.
28-й ряд. В кирпичах, формирующих канал основного дымохода, необходимо сделать вырезы для посадочного места дымовой задвижки.
Количество кирпичей — 13 штук.
Далее, на этом же ряду устанавливается дымоходная задвижка размером 250×130 мм.
Этот элемент конструкции монтируется так же, как и задвижка «летнего» хода.
29-й ряд. На этом этапе производится еще одно сплошное перекрытие всей печи, за исключением окна для дымоходного канала. Для этого процесса потребуется 19 кирпичей.
Вновь обратите внимание на нестандартные формы кирпичей этого ряда. Такая замковая кладка необходимо для придания своду верхнего колпака повышенной прочности.
30-й ряд. Второе перекрытие конструкции 17-тью кирпичами, но уже без особых «изысков», то есть прямой кладкой.
31-й ряд. Выкладывается основание насадной дымоходной трубы, состоящее из 5-ти кирпичей.
32 ряд — это второй ряд насадной дымовой трубы.
Ряд также состоит из 5 кирпичей.
На этом, собственно, кладка самой печи заканчивается – выше уже будет дымоходная труба, конкретные размеры которой зависят от особенностей конструкции дома.

*  *  *  *  *  *  *

Теперь, зная принцип работы колпаковой печи, а также все необходимые подробности подготовительных и основных операций по ее возведению, будет легче сориентироваться не только с выбором подходящей модели, но и с принятием решения о самостоятельном строительстве или же вызове профессионального печника.

И завершим публикацию видеосюжетом, в котором мастер подробно показывает процесс возведения несложной колпаковой печи. Гидрострелка принцип работы узнавайте по ссылке.

Видео: Кладка простой, но эффективной колпаковой печи

принцип работы и пошаговая инструкция по изготовлению

Колпаковая печь – одна из популярнейших разновидностей печей. Её ещё называют “Кузнецовка” по фамилии создателя В.И. Кузнецова. Колпаковые печи отличаются своей эффективностью и экономичностью от других типов печей. А с правильной схемой в руках, многие самостоятельно собирают подобные тепловые устройства. Главное придерживаться точных размеров и использовать только качественный материал при строительстве.

Принцип работы колпаковой печи Кузнецова

Основой принципа работы колпаковых печей является свободное движение газов.

Колпаковая печь Кузнецова

Обычное канальное отопление (традиционные русские печи), подразумевает под собой движение разогретого воздуха по  дымоходу. Стенки дымохода нагреваются, передавая тепло в помещения, а остывающий воздух под действием тяги выходит через трубу наружу. Однако у канальных печей есть существенные минусы:

  • печь быстро остывает,
  • неравномерное нагревание приводит к разрушению всей конструкции,
  • большое количество сажи,
  • низкий КПД.

Процесс работы колпаковой печи Кузнецова, заключается в вытеснении остывающего воздуха из под колпака горячим потоком. В конструкции данной печи присутствуют один или  два колпака, которые задерживают тёплый воздух. Остывая, он вытесняется новыми горячими потоками. Проходя через колпаки, воздух под действием вытеснения выходит из печи. Процесс мощности горения и регулировки температуры в колпаковой печи происходит самостоятельно. Количество колпаков обуславливается количеством отопительных помещений. Чем большую площадь нужно обогреть, тем больше колпаков необходимо. Так достигается требуемая производительность.

Колпаковая печь может играть двойственную функцию. Колпак может служить для приготовления пищи или выполнять функцию ёмкости для нагрева жидкости. В связи с функциональными отличиями печи Кузнецова можно разделить на такие виды, как:

  1. Отопительные – используются для обогрева одного или нескольких помещений.
  2. Варочные – возможность приготовления пищи.
  3. Банные – обогревание бань.
  4. Каминные – обустройство интерьера.
  5. Барбекю – устанавливаются на улице. Играют роль гриля или мангала.
  6. Комбинированные – самый популярный тип печей. Выполняет как отопительную роль так и любую другую.

Независимо от вида и функциональности колпаковой печи, принцип действия не меняется.

Расчёт колпаковой печи

Расчёт размера будущей печи, основывается на теплопотери обогреваемого помещения. Это не простой процесс, которые требует помощи разбирающегося человека.

Для начала необходимо высчитать кубатуру помещения. Размеры берутся по наружному периметру здания. Связанно это с тем, что помещение отдаёт тепло наружной стороной стен. Далее общую кубатуру необходимо умножить на 21.

Почему именно на 21? Это число килокалорий необходимых для прогрева 1метра кубического до 18 градусов при уличной температуре в -30. Однако это не точное число. Оно может варьироваться от 21 до 50.

Полученное число и есть теплопотеря рассчитываемого помещения. Дальнейшим действием будет деление теплопотери на 300. Это число обозначает теплоотдачу квадратного метра печи, именно прогреваемой поверхности. Получившееся число, это внешние габариты будущей печи.

Если приступать к строительству без опыта, то конструкцию внутреннего устройства печи лучше взять из готовых схем, а не придумывать самостоятельно.

Необходимые материалы

Перед началом строительства, необходимо купить все требуемые материалы и подготовить необходимые инструменты, что бы ни приостанавливать постройку.

Огнеупорный кирпич

Материалы для строительства печи:

  • огнеупорный кирпич — для строительства топки,
  • мастика огнеупорная — для топки,
  • керамический кирпич (марка минимум м150),
  • цемент, песок и глина – для создания основания и кирпичной кладки,
  • деревянный материал – для опалубки,
  • бруски из дерева 50х50 – устанавливаются по углам для ровной кладки,
  • металлические уголки, арматура, проволока, пластины,
  • специальная фольга на основание,

Инструменты для строительства “Кузнецовки”:

  • дрель с венчиком для замешивания раствора,
  • лопата совковая и штыковая,
  • мастерок,
  • большая или маленькая болгарка,
  • большой строительный уровень,
  • рулетка,
  • молоток каменщика,
  • ёмкость для раствора,
  • пила (ручная или электропила).

Так будет выглядеть минимальный набор инструмента, без которого не удастся добиться нужного результата.

Возведение колпаковой печи

Перед постройкой печи Кузнецова своими руками, необходимо знать некоторые правила:

  1. Не на всех схемах заметно, что внутренняя кладка огнеупорного кирпича должна производиться на ребро. Керамический кирпич кладётся по усмотрению.
  2. Связку кирпичей проволокой необходимо делать через каждые 2-3 ряда.
  3. Производить первую растопку на минимальных температурах. Постепенно увеличивать жар.
  4. Обработка наружного кирпича огнеупорным составом желательна, но не обязательна.
  5. Каждый металлический элемент печи должен устанавливаться с учётом возможного расширения при больших температурах.
  6. До начала кирпичной кладки, нужно проверить кирпич на наличие трещин, сколов и различных других дефектов.
  7. Основание печи делается отдельно от фундамента здания.
  8. При порядовке кирпича, между огнеупорным и керамическим кирпичом необходимо оставить небольшой зазор. Эта мера предостережёт кладку от разрыва при температурном расширении.

Порядовка – это набор чертежей, для поэтапного возведения печи. На чертежах изображён каждый ряд кирпичей в подробностях. Вносить поправки в эти схемы категорически не рекомендуется, так как это проверенные работы.

Пошаговое строительство колпаковой печи:

Шаг 1 — фундамент

После выбора схемы будущей печи, необходимо сделать качественный фундамент под неё. Фундамент печи не должен быть соединённым с фундаментом дома. Основание должно быть ровным во избежание дальнейшем деформации постройки. Сам фундамент должен быть на 20 сантиметров выше уровня пола и на 10 сантиметров больше по периметру, чем сама печь. После откапывания ямы и сооружения опалубки, необходимо насыпать песочную подушку около 20 см, закрепить армирующий каркас из металлических прутьев и можно заливать раствор.

Шаг 2 — кладка печи

После полного застывания основания можно приступать к кирпичной кладке. Перед кладкой первого ряда, необходимо постелить на фундамент слой отражающей фольги. Если дом деревянный, то перед фольгой требуется положить лист асбеста.

Порядовки колпаковой печи:

Красным обозначен керамический кирпич, жёлтым – огнеупорный.

Некоторые кирпичи придётся разделять пополам, некоторые стачивать и делать нестандартную форму.

Кладку нужно производить равномерно. Кладка боковых стенок должна происходить справа налево. Во втором ряду устанавливается дверца поддувала и окошко для чистки печи. По окончанию второго ряда можно начинать делать канал для дыма.

Далее укладываются ряды между поддувалом и дверцей печи. В это же время создаются внутренние перегородки. На 5 ряду нужно установить колосник.

Возведение печи по порядовке, несложное задание, однако необходимо всё делать внимательно что бы не допустить ошибку.

Шаг 3 — проверка

После окончания кладки, должно пройти не менее суток, для полноценного застывания раствора. По истечению этого времени, можно провести проверку печи.

Для первой растопки достаточно небольшого количества топлива. Постепенно температуру необходимо увеличивать. Во время такой проверки печь подвергнется обжигу, определиться работоспособность, а так же герметичность.

При обнаружении нарушений герметичности, необходимо как можно быстрее устранить их. При пробном разогревании, температуру требуется поднять до 700-900 градусов.

Особенностью колпаковых печей Кузнецова, является технология “плавающей топки”.

Для такого типа топки используется сухой шов.

Сухой шов – это специальный зазор, который находиться на дне топки возле крайнего угла. Благодаря этому шву, происходит безопасное разделение газа в топке на горячий и холодный.

При кладке граней, можно использовать закруглённый кирпич. Он подойдёт к разным видам интерьера. Ещё один плюс закруглённых краёв заключается в меньшей деформации от физических воздействий.

При выборе материла для теплоотражения, может встать вопрос о покупке рубероида вместо теплоотражающей фольги. Лучше использовать фольгу, вследствие металлической составляющей.

Подводя итоги можно сказать, что  печь Кузнецова по готовым порядовкам, сможет сделать человек без опыта. Однако стоит помнить, что строгое исполнение правил и технологий готовых чертежей – прямой залог успеха. Можно изменять размер, но следует помнить о правильной порядовке. Собственные изменения могут привести к разрушительным последствиям.

При появлении определённых сложностей, лучше обратиться к специалистам. Особенно при строительстве печи с 2 и более колпаков.

Преимущества и недостатки “Кузнецовок”

Колпапоковые печи отличаются от других видов печей большим количеством преимуществ:

Колпаковая печь

  1. Основным преимуществом колпаковых печей является высокий показатель КПД. Около 80-85%. Это намного выше, чем у других типов печей.
  2. Сгорание топлива происходит при очень высоких температурах, без сторонних технологий.
  3. Для колпаковых печей подходит любое топливо. При сгорании остаётся крайне малое количество сажи.
  4. Вследствие минимального образования сажи, данные печи не требуют постоянной чистки.
  5. Возможность объединения колпаковой печи и водяного отопления дома. При этом технические характеристики печи не изменяются.
  6. Короткий дымоход. Благодаря такому типу конструкции происходит экономии на строительных материалов. Однако сила тяги не снижается.
  7. Такая печь подходит для любого помещения, вне зависимости от размеров комнаты и ее назначения.
  8. Дизайн “Кузнецовки” можно оформить под множество задумок заказчика.
  9. В колпаковых печах, отсутствует необходимость в активном использовании вьюшки. Воздух самостоятельно распределяется.
  10.  Долговечность. Благодаря равномерному нагреванию и остыванию печь менее подвержена деформации.
  11. Простота сборки. Даже человек без опыта, следую необходимым инструкциям, может сложить печи Кузнецова. Однако это не всегда так.

Недостатков у таких печей гораздо меньше чем преимуществ. К минусам можно отнести:

  1. Необходимость помощи мастера при строительстве нескольких куполов. Такие услуги стоят соответствующих денег.
  2. Массивный размер. Однако и стандартные русские печи не отличаются маленьким размером.
  3. Не всегда удаётся получить от колпаковой печи 80% КПД. Обычно этот показатель 55-60%.

Правильно подобранный тип колпаковой печи, сможет обеспечить не только обогревом жилых помещений, но и помочь при готовке пищи или нагреве воды

Колпаковая печь Кузнецова: порядовка, фото, схема

Большой вклад в развитие печного дела внес И.В. Кузнецов, посвятивший практически всю свою жизнь изобретению и совершенствованию большого количества новых конструкций печей. Он целенаправленно трудился над тем, чтобы его разработки эффективно работали и приносили пользу людям.

Усовершенствование спроектированных ранее тепловых конструкций основывается на оснащении их более рационализованными возможностями. Таким образом, у некоторых моделей претерпевала изменения топка, повышалась сохранность тепла, добавлялось определенное оборудование и прочее. То, что конструкции, созданные Кузнецовым, работают качественно, уже давно доказано их большой популярностью и многими годами эксплуатации. Положительные отзывы о печах Кузнецова мотивируют многих на самостоятельное изготовление бытовых тепловых устройств. В таком случае можно немного сэкономить, но нужно правильно подбирать материалы и неукоснительно выполнять схему порядовки печей Кузнецова.

Принцип функционирования кузнецовской печи

Кузнецовым был предложен совершенно новый подход к построению печи из кирпича. Как известно, в печах традиционной конструкции имеются каналы, по которым происходит движение горячих газов, нагревающих кирпич. Главным фактором, поддерживающим данный процесс, является тяга. Такой принудительный метод прогревания корпуса печи характеризуется неравномерностью распределения тепла. Кроме того, он часто приводит к образованию трещин в стенках конструкции. При строительстве подобной печи, занимающей довольно много места в помещении, используется множество кирпичей.

Возникает вопрос и относительно наличия места для установки теплообменника. Это устройство теряет указанный производителем срок службы, если его разместить в самой топке. Постоянный контакт с огнем губительно сказывается на прочностных характеристиках теплообменника. Такое соседство приводит также к ухудшению условий горения топлива, снижению коэффициента полезного действия печи и образованию большого количества сажи.

В сооруженной по кузнецовскому методу печи газы движутся свободно.

Схема работы колпаковой печи Кузнецова

Такая конструкция основывается на установке внутри нее колпаков, представляющих собой сосуды, перевернутые днищем вверх. В некоторых моделях печей колпаки могут иметь верхние отверстия. Сосуды располагаются в различном порядке, однако основным условием их размещения является наличие между ними вертикальных пустотных щелей, называемых сухим швом. Образованное таким образом пространство шириной до 3 см не заполняют ни теплоизолятором, ни раствором. Вследствие этого газы свободно движутся, перемещаясь из одного сосуда-колпака в другой.

Чтобы легче представить себе схему работы колпаковой печи Кузнецова, нужно визуализировать в своем воображении костер, разожженный на открытом воздухе. В результате того, что воздух имеет неограниченный доступ к пламени, от костра идет незначительное тепло, которое сразу же рассеивается в пространстве. Можно изменить характер процесса нагревания воздуха вокруг костра, если накрыть его колпакообразным сосудом, например, казаном большого размера. При этом внизу важно оставить зазор, чтобы совсем не загасить пламя. Как результат, горячий газ естественным путем поднимается к днищу казана и ограничивает доступ поступающего снаружи воздуха. После отдачи тепла стенкам сосуда он, спускаясь к открытому проему, постепенно охлаждается и выходит наружу, а его место занимает следующая порция жара.

Такой саморегулирующийся процесс характеризуется возможностью дозировки наружного воздуха и нахождения разогретого газа в сосуде до полного остывания.

Схема работы колпаковой печи Кузнецова

Описанный выше принцип используется в печах Кузнецова, для которых применяются сразу два колпака, соединенные сухим швом. Такая нестандартная конструкция способствует повышению эффективности передачи достаточного количества тепла от печки в помещение, где она установлена. Горячие газы сначала заполняют собой первый колпак, тем самым нагревая его стенки, а затем, охлаждаясь, уступают место горячему потоку, который поднимается из топки.

Стараясь оптимизировать этот процесс, изобретатель еще на первой его стадии, которая начинается после топливника, решил разделить поток газов в соответствии с их температурой. С этой целью он использовал перегородку для отделения пространства колпака от топки. При этом барьер не достигает дна сосуда. В результате такого разделения горячие газы сразу же устремляются к своду колпака, а поток более низкой температуры направляется по сухому шву через щель в перегородке. Таким образом, за счет скопления под сводом горячих газов и наличия барьера в первый колпак воздух поступает только в необходимом количестве. Это способствует полному сгоранию топлива с образованием определенного количества золы.

Аналогичный процесс движения газов происходит и в колпаке, установленном над первым.

Чертеж колпаковой печи Кузнецова

Менее горячие продукты горения размещаются внизу сосуда, а раскаленные газы стремятся к своду и при остывании отдают тепло на кирпичные стенки. Затем они опускаются вниз и по дымоходу выводятся наружу. За счет оснащения печи двумя колпаками, в которых происходит естественное нагнетание и движение газов, создание принудительной тяги в дымоходной трубе не требуется.

Разновидности печей

Колпаковые печи Кузнецова, спроектированные в основном с целью использования в быту, сооружаются для выполнения определенных функций. Различают следующие виды таких конструкций:

  • варочного типа – для приготовления пищи;
  • отопительные – для обеспечения жилого помещения теплом;
  • банные печи Кузнецова – для обогрева бань;
  • уличные печи имеют вид простых барбекю или целых печных комплексов;
  • для выпекания хлеба часто совмещаются с другими видами печей;
  • печи-камины, выполняющие скорее эстетическую роль.

Здесь названы лишь наиболее распространенные виды кузнецовских печей. Часто специалисты создают комбинированные варианты таких конструкций, отличающихся своей многофункциональностью. Хорошо всем знакома, например, отопительно-варочная печь, благодаря которой можно и дом обогреть, и пища приготовлена.

Сильные стороны кузнецовских печей

Более конкретно можно выделить следующие преимущества конструкций Кузнецова:

  1. Колпаковая печь кузнецова с котлом и хлебной камерой. Источник

    Коэффициент полезного действия достигает 80%.

  2. Не требуется использование промышленных технологий и уникальных материалов для обеспечения высокой температуры сгорания топлива.
  3. В колпаковой печи любой вид топлива превращается в золу с образованием минимального количества сажи.
  4. Уход за колпаковой отопительной печью Кузнецова совсем несложен из-за практически полного сгорания сажи. Чистку конструкции можно проводить раз в несколько лет.
  5. По сравнению с централизованной системой отопления, обладающей такой же теплоотдачей, как и кузнецовская отопительная печь, в доме, где она установлена, температура воздуха более стабильна. При этом нормальное суточное функционирование конструкции Кузнецова обеспечивается всего лишь двумя топками.
  6. Экономия средств, идущих на приобретение материала для обустройства короткого дымохода (поскольку тяга и так хороша), а также удобство монтажа такого элемента конструкции.
  7. Водогрейный контур встраивается в печь без какого-либо ущерба для технических параметров сооружения.
  8. Внешний вид и изящность двухколпаковой печи Кузнецова позволяет решать различные задачи, стоящие перед дизайнером и касающиеся стилистического оформления помещения.

Самостоятельное изготовление

Пример работы. Источник

Прежде чем начать строительство колпаковой печи Кузнецова своими руками, нужно четко знать, какую роль в доме или на приусадебном участке она будет выполнять. Во всеобщее пользование представлено более 150 чертежей печей, разработанных Кузнецовым. Каждый может выбрать себе наиболее приемлемый вариант, но здесь мы рассмотрим технологию строительства достаточно простой колпаковой печи Кузнецова своими руками для отопления жилого помещения.

Проектируя установку двухколпаковой печи Кузнецова своими руками на первых этапах строительства дома, позаботьтесь о том, чтобы она смогла равномерно обогреть все помещения жилого назначения. Не совсем удобно сооружать такую конструкцию в уже выстроенном полностью доме. Тем не менее, если возникла такая необходимость, то почему бы и не постараться над таким проектом. Важно только при определении места обустройства дымохода обратить внимание на расположение несущих конструкций и балок.

Фундамент под печь нужно планировать или вместе с возведением основы для дома, или в уже готовом здании, но следует подготовиться к тому, что процесс будет трудоемкий и затратный по времени.

Колпаковые печи кузнецова: схемы и описание конструкций

Принцип колпаковых печей был известен давно, но детально разработан и приспособлен для устройства домашних обогревательных приборов был благодаря известному печнику и изобретателю Игорю Викторовичу Кузнецову. Получил широкое распространение не только в России, но и за рубежом.

О чем эта статья

Принцип действия печи

Большинство конструкций печей действуют за счет непосредственного нагрева стенок от сгорания топлива в камере сгорания или за счет прогрева кирпичной кладки от печных газов проходящих через сложную систему воздуховодов в которых раскаленные печные газы отдают тепло кирпичной кладке.

В первом случае теплоемкость печи определяется толщиной стенок. Чем они толще, тем более теплоемкой будет печь. Недостатком их является большое потребление топлива для прогрева. Как только прекращается горение печь начинает остывать.

Печи со сложной системой воздуховодов позволяет более равномерно прогревать «тело» нагревательной конструкции, но длительное прохождение печных газов по сильно изогнутым воздуховодам предъявляет повышенные требования к тяге и высоте печной трубы.

Колпаковые печи лишены этих недостатков благодаря своей конструкции, в которой образуются два независимых контура аккумулирующих тепло. Внутренний, сильно прогретый контур колпака находится внутри наружного, менее нагретого контура. Поэтому остывание при отсутствии непосредственного контакта с наружным воздухом происходит гораздо медленнее. Печь остается теплой значительно дольше. Все нагретые печные газы остаются внутри и не выбрасываются наружу.

Виды колпаковых печей

И.В. Кузнецов разработал более полутора сотен моделей печей, которые могут использоваться для самых разных целей.

При этом их конфигурация и размеры могут варьироваться в зависимости от расположения колпаков. Обычно, в целях экономии площади занимаемой печью, колпаки располагаются вертикально. Друг над другом. Но могут быть расположены горизонтально. В этом случае печь получается низкой, но длинной.

Впервые столкнувшись с печами Кузнецова на его сайте, печники-любители путаются в маркировке печей, не зная, какую конструкцию выбрать для конкретных целей.

Система маркировки Кузнецовым своих печей не представляет сложности:

  • ИОК – чисто отопительная печь;
  • ОВИК – отопительная-варочная без использования шамотного кирпича;
  • ОВИК БК – отопительно-варочная с боковым камином;
  • ОВИК ЗК – отопительно-варочная с задним камином;
  • ОВИК Л – отопительно-варочная с лежанкой;
  • Буква «Д» добавляется в индекс маркировки при наличии духовки;
  • ПКИК1К – печи со встроенным калорифером;
  • БИК – банные печи;
  • РТИК – колпаковые русские печи.

Ориентируясь на маркировку, можно выбрать необходимый тип печи. Достоинством любого проекта печей Кузнецова является то, что для каждого из видов существует несколько размеров с различной производительностью теплоотдачи. И каждый проект дается в привязке к планировке и площади отапливаемого помещения. Поэтому нет необходимости производить самостоятельные довольно сложные расчеты, чтобы остановить выбор на том или ином варианте.

Особенности колпаковых печей

  1. Отличительной чертой печей Кузнецова является изолированный от основной кладки топливник (камера сгорания) которая выполняется из шамотного кирпича. Это обусловлено высокой температурой внутри камеры, которая может достигать 1200°С. Неравномерное расширение шамотного кирпича и обычного керамического без устройства зазора между топочной камерой и стенкой неизбежно привело бы к растрескиванию печи. Пространство между топливником и стенкой обычно составляет 5 мм. В целях повышения теплоотдачи оно заполняется минеральным уплотнителем: асбесто— или минеральным картоном.
  2. Второй особенностью коппаковой печи является наличие «сухого шва» — узкой (20—30 мм) щели в стенке топочной камеры, которая заполняется воздухопроницаемым минеральным материалом (минеральной или асбестовой ватой). Сухой шов предназначен для дополнительного притока воздуха в топочную камеру из внутреннего объема печи. Приток нагретого воздуха повышает температуру горения топлива и способствует более экономичному расходованию дров.
  3. Еще одной особенностью колпаковой печи является расположение калориферов, водогрейных баков и духовок в объеме второго колпака. Такое расположение исключает непосредственный контакт труб или металлического корпуса дополнительного оборудования непосредственно с открытым пламенем или раскаленными газами. Температура во втором колпаке обычно не превышает 400°С, что вполне безопасно для металла.
  4. Колпаковая печь имеет относительно короткий дымоход. Его задача – отведение продуктов горения, и только во вторую очередь создание тяги в печи.
  5. КПД колпаковых печей некоторых моделей достигает 80% по сравнению с max. 60% для печей других конструкций. Благодаря небольшим размерам топочной камеры расход топлива очень экономичный. Он на 20—50% ниже, чем в печах с прямоточным отведением печных газов.

Особенности банных печей Кузнецова

Широко используемые банные печи из металла обладают несколькими недостатками – малой теплоемкостью, расположением топочной камеры непосредственно в помещении парного отделения что вынуждает загружать топливо непосредственно в помещении парной, а это – неизбежный мусор. Самым существенным недостатком таких печей является нагрев только внутри парного отделения. Предбанник и помывочное отделение остаются не отапливаемыми.

Банные печи «кузнецовки» лишены этих недостатков. Конструкция печи предусматривает ее установку в простенке между парной и помывочным отделением/предбанником.

В помещении парной находится только каменка и кран бака с нагретой водой.

Основное тело печи и дверца топочной камеры расположены со стороны предбанника. Так же бак для воды обслуживается через подсобное помещение. Это позволяет избежать повышенной влажности из-за испарения во время нагрева печи.

Благодаря высокой теплоемкости печь, после окончания помывки, длительное время остается горячей. За счет этого происходит высушивание бани, не остается влажных поверхностей влекущих разрушение древесины, а вода в баке длительное время остается горячей.

Порядовка банной печи по проекту Кузнецова:

Отопительно-варочные колпаковые печи

Главное их достоинство – совмещение в одной приборе функций варочной печи и отопителя помещения. Благодаря тому, что наиболее разогретая зона расположена внутри печи готовить на ней комфортно. Не ощущается чрезмерного жара от стенок. Не происходит перегрева верхней части печи и создания под потолком зоны повышенной температуры. Конвекция воздуха в помещении происходит равномерно.

Хозяйки смогут оценить достоинство печи Кузнецова не только пользуясь плитой, но и духовкой. В ней никогда не произойдет обугливания блюда, так как температура в верхнем колпаке печи никогда не поднимается выше 400°С, даже при самой интенсивной топке. Обычно она держится на уровне 200— 250°С. Постоянная конвекция печных газов внутри колпака равномерно разогревает духовку со всех сторон, не перегревая одну из стенок или дно.

Порядовка отопительно-варочной печи:

Печь с камином

Совмещение открытого очага с полнофункциональной печью создают особую атмосферу. Обычный камин обогревает помещение только во время горения дров.

Комбинированная с камином печь предусматривает различные варианты использования: одновременно оба отопительных прибора или по отдельности.

Камин, в зависимости от проекта может находиться:

  1. Сбоку от топочной камеры;
  2. Над топочной камерой;
  3. На задней стенке печи.

Это позволяет зонировать помещение, отделяя зону отдыха от собственно кухни.

Порядовка печи с камином:

Колпаковые печи Кузнецова сложны в кладке. На постройку печи самой простой конструкции уходит 2–3 недели. Самостоятельно приступать к постройке следует только в том случае, если есть навыки в кладке более простых конструкций.

И.В. Кузнецов охотно делится своим опытом и раскрывает секреты строительства, правила выбора и обработки материалов для печей на своем сайте: http://www.stove.ru

На нем, в открытом доступе, есть несколько десятком наиболее распространенных и универсальных печей для любых нужд. От простых отопительных, до специальных хлебных, превосходящих по своей функциональности популярные ныне тандыры или помпейские печи.

колокольных печей | Nutec Bickley

Колпаковые печи

идеально подходят для низкотемпературных процессов сушки или спекания в различных конфигурациях.

Доступны различные методы подъема колокола в зависимости от требований и планировки каждого клиента.

Колпаковые печи обычно используются для периодических или периодических процессов.Их основное применение — термическая обработка, хотя они также могут использоваться для процессов спекания при низких температурах или для сушки.

Груз / продукт нагревается внутри подвижной крышки или купола, который можно снять с помощью ходового подъемника. В качестве альтернативы мы можем спроектировать автоматический подъемный механизм в соответствии с требованиями заказчика.

Мы поставляем колпаковые печи для температур от 900ºF (480 ° C) до 2200ºF (1200 ° C)

Преимущества колокольных печей

  • Отличное герметичное уплотнение между печью и основанием; печь можно использовать с несколькими основаниями.Размер: от 1 м³ до 500 м³ (от 35 футов³ до 17 650+ футов³)
  • Доступны различные способы подъема колокола в соответствии с требованиями заказчика и конструкцией.
  • Колпаковые печи

  • предлагают экономичный метод термообработки при использовании нескольких оснований.
  • Основным преимуществом колпаковой печи является ее простота, поскольку отсутствие какого-либо механизма (например, двери или автомобиля), связанного с принципом ее конструкции, обеспечивает надежное уплотнение на полу / основании.

  • Как правило, колпаковая печь может менять положение или основание с целью повышения производительности, поскольку при наличии двух оснований она остается работоспособной дольше. Пока одна загрузка обрабатывается, другая будет охлаждать или загружать / выгружать, оптимизируя использование печи.
  • Низкие эксплуатационные расходы благодаря отсутствию механизмов или движущихся частей в печи. Техническое обслуживание ограничивается оборудованием для горения и управления.

Отрасли или процессы, в которых используются колпаковые печи

Принцип работы отжиговых печей

Отжиг — это процесс термообработки, который используется для изменения химических или физических свойств металла, чтобы сделать его более пластичным и снизить его твердость.

Печь для отжига работает путем нагрева печи отжига до температуры выше ее температуры рекристаллизации и последующего охлаждения после выдерживания образца при этой температуре в течение подходящего времени.

В процессе отжига атомы в образце диффундируют в кристаллической решетке, и количество дислокаций уменьшается, изменяя свойства пластичности и твердости образца. Рекристаллизация происходит по мере охлаждения образца.

Нагревание образца увеличивает скорость диффузии, обеспечивая энергию, необходимую для разрыва связей.Движение атомов приводит к перераспределению и устранению дислокаций в образце.

Этапы отжига

Печь для отжига состоит из трех ступеней; восстановление, перекристаллизация и рост зерна.

Стадия восстановления происходит при более низких температурах процесса. Именно здесь отжигаемый материал размягчается за счет удаления линейных дефектов, называемых дислокациями, и вызываемых ими внутренних напряжений.

Стадия рекристаллизации — это зародыши новых зерен без деформации, которые заменяют те, которые были удалены в состоянии восстановления.

Рост зерна происходит только после завершения рекристаллизации и при продолжении отжига. Во время роста зерна микроструктура материала начинает укрупняться, и материал может потерять некоторую прочность, поэтому потребуется дополнительная термообработка.

Печи отжига от Thermcraft

Thermcraft — поставщик ряда промышленных печей, которые выполняют различные процессы термообработки, включая отжиг.

Наши печи для отжига можно использовать для различных материалов, а также мы можем изготовить специальные печи, соответствующие точным спецификациям.

Если вам нужна дополнительная информация о нашем ассортименте печей для отжига, свяжитесь с нами.

типов колпаковых печей | Elebia Blog

Blog — Отказоустойчивость — Подъемный крюк для колпаковых печей

17 мая, 2018

Колпаковая печь необходима, когда производственный процесс, для которого она используется, требует закрытой атмосферы. На рынке представлены различные типы колпаков, и процесс, для которого требуется печь, может включать науглероживание, ферритное нитроцементацию (FNC) или мягкое газовое азотирование (NSF).Но надо понимать, что не все колпаковые печи устроены одинаково.

Эти печи требуются, когда промышленная нагрузка на этом конкретном заводе или фабрике очень высока. Они не обрабатывают небольшие партии. Хотя они могут иметь общую форму колокола, все они могут приводиться в действие несколькими разными способами. Теперь мы рассмотрим различные типы колпаковых печей, чтобы прояснить этот вопрос.

Краткое описание типов колпаковых печей

Как упоминалось выше, существует несколько различных типов колпаковых печей.У всех есть свои положительные и отрицательные стороны. Типы колпаков, если они относятся к процессу нагрева, следующие:

  • Колпак с электрическим обогревом. Печи, работающие от электричества, часто считаются более энергоэффективными, чем электрические печи, работающие на газе. Это может быть так. Однако решение об установке газовых или электрических печей часто мотивируется другими соображениями, помимо экономии денег. Процесс, который будет осуществляться, является основным соображением.
  • Газовая колокольня печь. Это обычно считается менее эффективным, чем печь с электрическим приводом, но, как упоминалось выше, выбор печей с газовым или электрическим приводом сводится к типу процесса, для которого требуется колпаковая печь. В зависимости от процесса может быть лучше газ или электричество.
  • Системы тепловой рециркуляции в колпаковой печи. Если эта особенность присутствует, то печь более экономична и менее подвержена потерям тепла.Что делает продукт более эффективным и экономичным. Что лучше как для окружающей среды, так и для клиента.

Установка колпаковых печей

Одним из самых сложных вопросов при установке колпаковой печи является перемещение оборудования в правильное место и положение. Эта работа сама по себе является инженерным подвигом. Топка не будет легкой, а ее размещение доставит производителю головную боль. Вот почему подъемный крюк elebia NEO для колпаковых печей является таким подарком.Этот специально разработанный крюк гармонично сочетается с краном и поддерживает печь и ее вес. У него также есть ум, чтобы правильно поднять колпак в вертикальное положение. Это умное решение серьезной проблемы. Крюк достаточно прочен, чтобы выдержать вес печи, а также обладает прочностью и маневренностью, чтобы поставить колпак в правильное положение. Это поможет операторам выполнять свою работу гораздо эффективнее, экономичнее и безопаснее.

Проблема безопасности

Колпаковые печи поднимаются десятки раз каждый день, от одного конца до другого, чтобы завершить производственный процесс.Каждый подъем колпаковой печи сопряжен с рядом рисков, присущих работе. Операторы должны работать с безопасного расстояния в диапазоне повышенных температур, который выдерживают эти устройства, что подразумевает ограниченную видимость точки подъема колпаковых печей, поскольку она находится в центре на очень большой высоте. В довершение всего, подъемные крюки, которые используются в процессе подъема, не имеют предохранительной защелки.

Давайте не будем обманывать наших служителей: все знают, что при транспортировке колпаковых печей произошло больше несчастных случаев, которые мы хотели бы признать, из-за трудностей, связанных с обращением с этим устройством … Но только потому, что риски существуют, это не означает, что с ними нельзя иметь дело.

Решение

Подъемный крюк NEO20 для колпаковых печей был разработан, как и остальные наши изделия, по принципу отказоустойчивости: поэтому невозможно уронить подвешенный груз. Безопасность прежде всего!

Подъемный крюк автоматически ориентируется, гарантируя, что он правильно расположен на точке подъема, обнаруживает, что груз находится в нужном положении, и закрывается автоматически, без дополнительных манипуляций. После закрытия его наконечник образует замкнутую петлю вокруг точки подъема, система закрытия закрывается и колпак готов к подъему.

NEO20 идеально подходит для больших точек подъема (до 100 мм Ø) и позволяет дистанционно включать и снимать груз. Дополнительные функции, такие как режим автоматического закрытия и светодиодный индикатор состояния, только добавляют дополнительные меры безопасности, чтобы гарантировать, что процесс подъема этих устройств выполняется в наиболее безопасной и контролируемой среде. Таким образом, можно утверждать, что специально разработанный подъемный крюк для колпаковых печей сэкономит время и деньги, повысив эффективность и рентабельность.

Но, что важнее всего, он представляет собой наиболее разумное и безопасное решение рисков, связанных с подъемом колпаковых печей.

Пост навигация

Колпаковые печи: устройство и преимущества

Колпак относится к семейству металлургических печей .

Их ранжирование осуществляется по структуре, типу металла или выполняемой термообработке; но с общей чертой: они построены из материалов, устойчивых к высоким температурам .

Важнейшие для этого типа печей, эти материалы подходят для типа термообработки и являются идеальным решением для выдерживания высоких температур в течение длительного времени, без химической реакции для обрабатываемой загрузки, в контакте с ними в течение всего процесса. .

Под «высокими температурами» мы подразумеваем свыше 1100 ° , что может вызвать проблемы в случае неправильного выбора материала.

Колпак печи s, в частности, используется для выполнения термообработки, такой как цементация , нитроцементация, закалка, отжиг и нормализация процесса .

В состав входят:

— основание, диффузор и камера статического давления и вентилятор между основанием и диффузором;
— внутренняя крышка и внутренняя рубашка, первый компонент с функцией полного закрытия системы, второй — для отделения зоны заряда от зоны нагрева;
— охлаждающая крышка, обеспечивающая быстрое охлаждение после процесса отжига.

… Все это дает важных преимуществ .

4 преимущества колпаковой печи и полезный опыт Nicro в этом производстве

Вот причины, по которым колпак является отличным решением:

1) Благодаря используемой защитной атмосфере обработка в этих печах может проводиться на широком диапазоне материалов ;
2) Благодаря колоколам нагрева и охлаждения время обработки меньше;
3) Колпаковые печи предлагают безопасный и экономичный метод термической обработки;
4) Его структура облегчает быструю загрузку обрабатываемого материала.

Учтите также, что Nicro может поставить полную группу конструкции (основание, диффузор, камера статического давления, вентилятор, колпак и кожух) , произведенных внутри компании.

Почему это должен быть плюс?

Поскольку процесс, от общего производства до единичного изделия, контролируется шаг за шагом с контролем соединения между отдельными компонентами проекта перед их установкой, таким образом, с сокращением времени на этапе запуска установки .

Более тридцати лет Nicro работает над изготовлением колоколов, оснований и диффузоров различных размеров ; адаптируемся к запросу каждого клиента , разрабатывая решения по запросу.

Например, мы можем производить колокола высотой до 12 м или диаметром корпуса 4,5 метра. Нет необходимости адаптироваться к заранее установленным форматам.

Кроме того, постоянное обновление в секторе приводит к высококачественным результатам; например, представляет новую сварочную технологию Force Tig, повышающую эффективность работы, обеспечивает более высокое качество на этапе сварки .

Таким образом, колпаковые печи

являются результатом работы, которую изучали и выполняли профессионалов отрасли. нацелены на постоянные исследования и разработки.

Преимущества производства, которому следуют во всех аспектах, в сочетании с преимуществами, предлагаемыми при использовании колпаковой печи при термообработке, приводят к общему результату: уверенность в качестве продукта и, как следствие, экономия (время и экономическое удобство).

Типы печей и принцип их работы

Изображение предоставлено: Pnor Tkk / Shutterstock.ком

Печи — это устройства, вырабатывающие тепло контролируемым образом за счет сгорания источника топлива. Затем тепловая энергия используется для обогрева помещений, таких как комнаты, здания или другие сооружения. Другие печи могут использоваться в коммерческих и промышленных установках для обработки материалов. В этом руководстве будут рассмотрены различные типы печей, обобщенные по этим двум широким классификациям:

  • Печи для отопления домов и строений
  • Печи промышленные для обработки металлов и материалов

Печи обеспечивают теплом дома и другие здания, продувая нагретый воздух через воздуховоды, доставляющие тепло в разные комнаты. Тепловая энергия, питающая печь, может вырабатываться за счет сжигания топлива, электричества и других средств. При этом учитываются стоимость самой печи, стоимость используемого топлива, требования к вентиляции и годовая эффективность использования топлива (AFUE), которая указывает на эффективность сгорания печи. В первой части этой статьи будут рассмотрены различные типы печей, классифицированные по топливу или способу производства тепловой энергии:

  • Газовый
  • Масло
  • Отработанное масло
  • Дуэльное топливо
  • Электрический
  • На дровах

Газовые печи

Газовые печи используются примерно в 57 процентах американских домов, что делает газ наиболее часто используемым топливом для отопления.Хотя газовые печи более дорогие, чем масляные, оплата прокладки муниципального газопровода может увеличить расходы. Новые газовые печи имеют рейтинг AFUE от 89 до 98 процентов.

Газ — это наиболее чистое сжигание из невозобновляемых источников энергии. Газовые печи несут опасность утечки угарного газа, что вызывает необходимость установки детекторов угарного газа. Газовые печи имеют срок службы до 25 лет, и их легче обслуживать, чем масляные печи, поскольку они, как правило, остаются чистыми, несмотря на использование.

Печи на жидком топливе

Большинство новых печей, работающих на жидком топливе, имеют рейтинг AFUE от 80 до 90 процентов и популярны в районах с ограниченным доступом к природному газу. При сроке службы 30 лет нефтяные печи, как правило, дешевле, чем газовые, но нефть (часто импортируемая) дороже газа, и цены могут быть нестабильными. Для масляных печей требуется резервуар для хранения на месте. Что касается технического обслуживания, то в топках, работающих на жидком топливе, на поверхностях теплообменника образуются отложения сажи и углерода, которые необходимо периодически удалять для поддержания эффективности.Кроме того, может потребоваться замена форсунки на блоке горелки, а также масляных фильтров, используемых для удаления примесей из топлива до того, как масло испарится и воспламенится.

Печи на отработанном масле

В печах на отработанном масле сжигается масло, которое больше нельзя использовать по назначению, например автомобильное или растительное масло. Их часто рекламируют как экологически чистое решение, поскольку они перерабатывают масло, которое в противном случае пришлось бы утилизировать.

К сожалению, отработанное масло может содержать смазочные материалы, детергенты и многое другое, при этом возможные загрязняющие вещества, включая свинец, ПХД и хром, попадают в воздух во время нагрева.EPA регулирует, какие виды топлива безопасно сжигать, в то время как в некоторых областях пользователи должны приобретать разрешение и контролировать выбросы из дымоходов. Печи на отработанном масле могут прослужить от 20 до 25 лет, при этом регулярно очищаемые печи работают с более высокой эффективностью.

Двухотопливные печи

Двухтопливные печи используют тепловой насос для прохладной погоды и газовую печь для холодной погоды. Проще говоря, тепловые насосы отводят тепло снаружи и хранят его в вашем доме. Внутри теплового насоса воздухоочиститель нагревает воздух, проходящий через змеевик с горячим хладагентом, а затем вентилятор нагнетает теплый воздух в дом.

Однако тепловые насосы — неэффективный способ поддержания комфортной температуры в холодные месяцы. Двухтопливные системы переключаются на газовое отопление, когда становится холодно, и обратно на тепловой насос в теплую погоду. Это считается одной из самых эффективных систем на рынке с точки зрения энергопотребления (и связанных с этим затрат), хотя первоначальная установка или модернизация системы может быть дорогостоящей.

Электропечи

Хотя эксплуатационные расходы электрических печей выше, чем у таких вариантов, как газовые и масляные печи, они действительно имеют некоторые преимущества.Электроэнергия, как правило, доступна на всей территории Соединенных Штатов, в том числе в районах, где добыча газа или нефти затруднена или для которых организовать доставку. Электрические печи, подключенные к солнечным панелям, могут быть источником возобновляемой энергии с соответствующей экономией.

Полностью электрические печи

имеют AFUE от 95 до 100 процентов, что означает, что более высокие эксплуатационные расходы потенциально могут быть окуплены за счет повышения эффективности. Электрические печи считаются более безопасными, чем газовые и масляные, из-за отсутствия опасности утечки газа и фактического возгорания в печи.

Дровяные печи

Дровяные печи — отличный вариант для обогрева домов в районах, где дров достаточно и они доступны по цене. Древесина сжигается в топке, а тепло циркулирует по воздуховодам так же, как в нефтяных и газовых печах. Дровяные печи необходимо топить вручную, а за огнем нужно ухаживать, а это означает, что это непрактично, если вы хотите, чтобы дом отапливался, пока вы отсутствуете в течение длительного периода. Поэтому дровяные печи часто являются частью комбинированной печи, в которой масляная или газовая горелка функционирует как резервный источник тепла.

Обычные дровяные печи могут иметь AFUE от 45 до 55 процентов, в то время как современные модели могут достигать 75-90 процентов.

Печи в промышленных установках нагревают материалы с помощью топлива и дымовых газов. Материал может находиться в прямом контакте с топливом и его газами (доменные печи), косвенном контакте с топливом, но все же в прямом контакте с газами (отраженный) или косвенном контакте как с топливом, так и с газами (муфельные печи). Тем не менее, цель остается прежней — достижение высокого уровня тепла.

Одним из основных соображений при выборе промышленной печи обычно является диапазон рабочих температур, который печь может обеспечить. Печи, достигающие более высоких температур, обычно стоят дороже. То, что вам нужно, — это печь, которая может эффективно и равномерно достигать нужных вам температур.

Некоторые из наиболее распространенных типов печей, используемых для обработки металлов и материалов:

  • Колокол
  • Коробка
  • Ковка
  • Яма
  • Закалка
  • Поворотный
  • Солевая ванна
  • Закалка
  • Вакуум

Подробнее об этом ниже.

Колокольные печи

Колпаковые печи — это системы отопления с электрическим, газовым или термическим рециркуляционным обогревом с подвижным куполом. Этот кожух печи можно часто поднимать во время процессов вакуума или контролируемой атмосферы.

Колпаковые печи

используются для отпуска, отжига, нормализации и снятия напряжений в деталях из стальных листов. Это оборудование может использоваться с несколькими основаниями и при этом обеспечивать надежные уплотнения. Эти печи (многоярусные или одинарные) используются для обработки рулонов, лент, листов, стержней и многого другого.

Коробчатые печи

Используемые для термообработки, кальцинирования, отверждения, предварительного нагрева, отпуска и других процессов, коробчатые печи оснащены вертикальными подъемными или распахиваемыми дверцами, изолирующими печь и обеспечивающими постоянное управление воздушным потоком.

Коробчатые печи

, которые принимают тяжелые грузы, настраиваются для загрузки вилочным погрузчиком, с роликовым подом или другими ручными процессами. Доступны газовые и электрические версии. Коробчатые печи, способные равномерно обрабатывать большие объемы материала, используются в лабораторных и промышленных целях.

Ковочные печи

Щелевые ковочные печи, часто используемые для предварительного нагрева, напоминают печь для пиццы. Эти мартеновские печи передают тепло посредством излучения, чтобы довести металлы до температуры, при которой они могут быть подвергнуты ковке, или для остановки процессов закалки.

Ковочные печи для тяжелых условий эксплуатации нагревают и повторно нагревают крупные стальные слитки, блюмы и детали. Эти печи также могут быть выполнены в стиле Forging Box. В некоторых из этих печей загрузку и выгрузку можно автоматизировать.

Шахтные печи

Доступные в конфигурациях с газовым или электрическим приводом, шахтные печи также известны как печи с верхней загрузкой.Предлагаемые во многих размерах шахтные печи нагреваются до различных температур в защищенной рабочей камере с контролируемой атмосферой. Эти печи часто используются в производстве автомобильных и авиационных деталей, а также в машиностроении, ветроэнергетике и горнодобывающей промышленности.

Закалочные печи

Закалочные печи

имеют закрытую камеру нагрева для предотвращения низкотемпературных процессов, таких как фазовые превращения. Контролируемое быстрое охлаждение печи приводит к отверждению материала. Этот процесс в печи направлен на избежание неравномерного нагрева и перегрева, но метод отпуска может выполняться после закалки для повышения ударной вязкости.

Продукция, перерабатываемая в закалочных печах, может включать зубчатые передачи, компоненты подшипников, крепежные детали, детали конструкции и сельскохозяйственной техники. Закалочные печи доступны в электрических или газовых моделях.

Вращающиеся печи

Печи с вращающимся подом имеют футерованную печь, обычно сваренную из стали в форме цилиндра. Печь установлена ​​на приводе, который вращает барабан на протяжении всей термообработки. Образец материала можно перемешивать, наклоняя печь во время вращения.

Эти печи с высокой теплоэффективностью и легким повышением давления обеспечивают однородность нагрева и хороший контакт с материалом. Внутренний источник тепла может быть газовым или электрическим, с потоком приглушенных дымовых газов часто противотоком. Применения обычно включают прокаливание и окисление.

Печи с соляной ванной

Печи с соляной ванной используют высокие характеристики теплопередачи конвекции для достижения очень быстрого нагрева металлических деталей при термообработке, в 5 раз быстрее, чем в воздушных печах.Эти печи почти всегда являются электрическими, поскольку электроды могут быть погружены непосредственно в расплав соли, хотя иногда используются электрические или газовые установки с внешним подогревом. Температура ванны зависит от разновидностей используемых солей, которые обычно представляют собой смеси цианидов и хлоридов, с возможными температурами 300-2350 ° F.

Печи в соляных ваннах используются для обработки быстрорежущей инструментальной стали и другого режущего инструмента, отжига никель-хромовых сплавов и нержавеющей стали, закалки и закалки стали и т. Д.а также для пайки трудно поддающихся пайке деталей, таких как автомобильные радиаторы, или для задания формы сплавов с памятью формы. Ванна окружает любую деталь неокислительной атмосферой во время погружения и покрывает ее слоем соли, которая защищает ее во время перехода на закалку.

В печах с соляной ванной обычно используются керамические или металлические горшки в зависимости от температуры, при которой они работают. Электроды обычно изготавливаются из низкоуглеродистой или высокохромистой стали, опять же, в зависимости от требуемой температуры, и обычно имеют квадратную кромку, а не круглую, чтобы максимизировать магнитный поток.Электроды управляются через трансформатор с переключением ответвлений, так что мощность на них можно регулировать по мере их износа. Температурные колебания в печах с соляной ванной обычно очень низки.

В зависимости от выбранных солей печи с соляной ванной могут использоваться для нейтрального изменения температуры без воздействия на поверхности, для обработки поверхности с использованием науглероживающих или азотирующих солей или для обычной очистки поверхности.

Закаточные печи

Отпускные печи, предназначенные для термической обработки изделий из черных металлов, повышают ударную вязкость.Термообработка некоторых высокопрочных материалов может повлиять на формирование сплава и поглощение энергии.

Для достижения наилучшего баланса прочности и эластичности закалочные печи часто используются вместе с закалочными печами. Крайне важно, чтобы эти печи поддерживали одинаковые уровни температуры по всей камере для достижения желаемых характеристик материала. Как газовый, так и электрический нагревательные печи этих печей имеют косвенный контакт с топливом.

Вакуумные печи

Вакуумные печи используются во многих отраслях промышленности.Что отличает этот тип печи, так это вакуум, поддерживаемый на протяжении всего процесса нагрева для защиты нагретых стальных и металлических деталей. Печь может иметь электрический или газовый обогрев с помощью насосов, сохраняющих вакуум для предотвращения окисления, потери тепла или загрязнения. Эти печи используются для отжига, пайки, спекания и термообработки.

Другие типы промышленных печей

Многие другие типы промышленных печей включают в себя печи для выпечки, лабораторные, конвейерные, толкающие, с приподнятым или роликовым подом, а также промышленные печи и сушилки.

Промышленные печи также можно разделить на следующие категории по применению: алюминирование, плавление металлов, пайка, прокаливание и т. Д.

Сводка

Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Другие изделия HVAC

Прочие «виды» изделий

Больше от технологического оборудования

Колпаковая печь для отжига — WESTINGHOUSE ELECTRIC & MFG CO

Известны колпаковые печи

, которые обычно содержат внутренний колпак из тугоплавкого металла, размещенный вокруг заряда, при этом колпак заключен в внешний изолирующий колпак с достаточным зазором между колпаком и внутренней частью колпака, чтобы можно было разместить в нем нагревательные средства. .Мое изобретение в основном относится к колпаковым печам, которые должны работать на горючем жидком топливе, но которые позволяют точно контролировать и распределять температуру в своих нагревательных камерах, причем степень точности управления сравнима с колпаками, нагреваемыми электрическим током. средства нагрева в виде волнистых резисторных лент.

Прямое газовое горение в пространстве между колпаком и колпаком известно, но до сих пор использовалось только там, где допускались относительно большие отклонения температуры, поскольку было обнаружено, что получить точный контроль температуры колпаковых печей с использованием прямого газовое отопление как средство отопления.

Соответственно, целью моего изобретения является создание конструкции колпаковой печи, приспособленной для нагрева прямым газовым обогревом и имеющей особенности, позволяющие точно контролировать и распределять температуру в печи.

В соответствии с моим изобретением я делаю пространство или камеру сгорания между колпаком печи и колпаком кожуха, в котором сжигается смесь горючего газа и воздуха. Однако для уверенности в том, что здесь совсем нет воздуха или. газ подается в.Камера сгорания, отличная от той, поток которой можно контролировать, я полностью изолирую пространство сгорания от проникновения или просачивания вторичного воздуха или газа. Таким образом, целью моего изобретения является создание колпаковой печи с газовым обогревом, в которой сжигание горючих веществ происходит свободно в ее камере сгорания и которая имеет камеру сгорания, полностью изолированную от проникновения нежелательного воздуха или газа, который может нарушить температурный баланс, нарушив контролируемые пропорции горючего газа и воздуха, попадающие в камеру сгорания.

Дополнительной целью моего изобретения является создание колпаковой печи с прямым газовым обогревом, которая является газонепроницаемой во всех местах, кроме выходных дымоходов для продуктов сгорания.

Важность особенностей моего изобретения заключается в том, что, контролируя количество горючего топлива и воздуха для горения, которые поступают в пространство между колпаком и колпаком, можно получить полный контроль температуры процесса нагрева. независимо от того, имеет ли печь несколько горелок, каждая из которых имеет большую мощность, или множество горелок, по отдельности подающих небольшое количество тепла, но в совокупности достаточно, чтобы нагреть печь до желаемых температур.В качестве примера печи, использующей мое изобретение, в которой точный контроль и распределение температуры могут быть получены с эффективным нагревом и длительным сроком службы, можно сослаться на применение C.

E. Peck, серийный номер 298,456, подана одновременно с Шерифом и передана Westinghouse Electric & Manufacturing Company.

Еще одной целью моего изобретения является создание колпаковой печи с прямым газовым обогревом, имеющей колпак с горизонтальной юбкой, опирающейся на основание печи, и колпак, дно которого снабжено рамой. подобный элемент относительно узкой ширины, который опирается на юбку, смягчите капюшон, чтобы юбка могла расширяться и сжиматься при изменении температуры; топка снабжена герметичным уплотнением, предотвращающим проникновение вторичного воздуха в зону сгорания в месте соединения колпака и колпака.

Q Другие объекты, особенности и новшества моего изобретения будут очевидны из следующего его описания, взятого вместе с чертежом, на котором фиг. 1 представляет собой вертикальный разрез печи, включая элементы моего изобретения; Фиг. 2 — вид сверху части каркаса основания I колпака печи; фиг. . Фиг.3 — вид в разрезе детали нижнего уплотнения колпаковой печи другого типа; и фиг. 4 — увеличенный вид в разрезе горелки, установленной в колпаке.

Колпаковая печь по моему изобретению во многих отношениях следует общей обычной конструкции, обеспечивая фундамент 2, на который опирается основание печи, при этом основание полностью обозначено ссылочной позицией 4. Основание, как правило, содержит структурную основу стала, представленной ссылочной позицией 6, при поддержке фонда, а также лежащий в основе базовой пластины 8, которая, предпочтительно, железо или сталь из тяжелого запаса, и, следовательно, газонепроницаемая.

Огнеупорный и изолирующий под 10 соответствующим образом опирается на опорную плиту 8 и содержит горизонтальную часть 12, полностью покрывающую опорную плиту, и множество разнесенных вертикальных опор 14, расположенных внутри периферии основания, с заделанными в них термостойкими каркас каркаса является несущей частью очага.

Газонепроницаемый колпак, полностью обозначенный ссылочным номером I, расположен на основании 4 так, чтобы его нижняя часть была примерно и немного больше, чем опоры 14. Колпак 18 обычно включает вертикальную часть 20, имеющую верх 20 ‘ так что любой заряд, остающийся на каркасе 16 поддержки заряда, полностью закрывается кожухом. В проиллюстрированном варианте осуществления моего изобретения самая нижняя часть кожуха образована направленным наружу, в данном случае горизонтальным, юбочным элементом 22, выходящим за пределы основания и снабженным проходящим вниз фланцем 24 по всей его периферии, который выступает в желоб 26 приварен газонепроницаемые к опорной плите 8 основания, а также расширение полностью вокруг периферии опорной плиты.

Колокол, полностью обозначенный ссылочной позицией 28, приспособлен для размещения над колпаком и обычно повторяет контур верхней части колпака, но имеет несколько больший размер, чтобы обеспечить пространство для сгорания или камеру 30 между двумя. Колокол содержит наружный, газонепроницаемый металлический корпус 32 полностью заключените его, и Firebrick стенки 34, имеющей внутренняя огнеупорной футеровка 36, образующую часть камеры сгорания.

Конструкция печи, описанная до сих пор, может считаться в некоторой степени традиционной, и в обычной практике колпак снабжен стержнем с отверстиями или каким-либо эквивалентным устройством 38, с помощью которого он может подниматься и опускаться из рабочего положения и обратно. про капюшон.Также можно использовать устройства позиционирования для стыковки раструба и основания.

Обычно заряд внутри кожуха нагревается, когда он окружен защитной атмосферой, которая либо инертна по отношению к заряду, либо, в случае азотирования или какого-либо другого подобного процесса, может иметь состав для проведения с ним определенных желаемых реакций. Такая защитная атмосфера может поступать через впускную трубу 40 и подходящим образом циркулировать с помощью вентилятора 42. Выпускная труба 44 для защитного газа может проходить через основание как выпускное отверстие для атмосферы внутри колпака, так что камера термообработки внутри колпака можно продуть, когда начинается термообработка, и так, чтобы атмосфера могла поддерживаться чистой и чистой во время процесса термообработки.Вентилятор 42 для циркуляции атмосферы внутри колпака может быть подключен к любому подходящему механизму, включая двигатель 46, приводящий в движение вал 48-o5, на котором вентилятор закреплен.

Трубы 40 и 44 герметично приваривают к опорной плите 8, как при помощи сварки, в точках, где они проходят через него, и вал 48 может быть снабжен газонепроницаемым сальником, например, как показано и описано в заявление Фредерика Р.Дж. Дэвиса, серийный номер 221,719, поданное 28 июля 1938 г. и переданное Westinghouse Electric & Manufacturing Company, хотя может использоваться любое другое уплотнение, которое обеспечит газонепроницаемое соединение между валом 38 и опорная плита 8.Таким же образом труба 49 термопары, участвующая в регулировании температуры печи, проходит через опорную плиту 8 и имеет газонепроницаемое соединение по отношению к ней. Соответственно, базовая пластина 8 является газонепроницаемой на протяжении всей своей степени, и обеспечивая уплотнение между опорной пластиной и фланцем кожуха, камера термической обработкой внутри вытяжки полностью герметизирована.

Для нагрева печи несколько горелок 50 могут быть расположены вертикально расположенными горизонтальными рядами, три таких ряда показаны на фиг.1, и можно заметить, что эти горелки расположены в нижней части печи.

В верхней части колпака предусмотрено множество дымоходов 52, через которые могут проходить продукты сгорания. Разумеется, имеется множество горелок в каждом горизонтальном ряду, а также множество дымоходов, но на фиг. 1 показана только одна в каждом ряду, а остальные для ясности не показаны. Для предотвращения прямого попадания горящего газа на колпак горелки могут быть снабжены загнутыми носиками 54, или такие носики могут быть повернуты по касательной к колпаку или даже полностью исключены, если горелки направлены тангенциально колпака, если он имеет цилиндрическую форму.

Одной из основных целей моего изобретения является газонепроницаемое уплотнение печи в каждом месте, где вторичный или посторонний воздух или газ, которые могут нарушить горение, могут просочиться в пространство сгорания между колпаком и колпаком до конца, чтобы я мог получить в газовой печи с прямым обогревом жестко контролируемое распределение температуры. С этой целью газовые горелки герметично прикреплены к колпаку 32, и я предпочитаю использовать конструкцию, в которой каждая горелка имеет внешнюю трубу 56, снабженную внешней фланцевой пластиной 57, которая может быть герметично закреплена, поскольку сваркой к наружному кожуху 32 раструба.Каждая горелка дополнительно снабжена газонепроницаемой концевой пластиной 58, снабженной впускной трубой 60 для газа, плотно прикрепленной к концевой пластине 58, через которую регулируемая смесь газа и воздуха может подаваться в блок I горелки, при этом следует понимать, что Вся конструкция специально сконструирована так, чтобы горелки не могли вдыхать наружный воздух. Следовательно, кожух 32 можно считать воздухонепроницаемым, за исключением дымоходов 52, которые выходят в атмосферу вокруг колокола.

S Хотя я описал горелки как горелки с предварительным смешиванием, очевидно, что можно использовать любые другие подходящие типы горелок при условии, что отверстия в колпаке, в котором установлены горелки, герметично закрыты, при этом только желаемое и контролируемое количество в нее поступают газ и воздух, которые регулируются любым подходящим способом, например, посредством манипулирования механизмом 62 управления клапанами, приводятся в действие вручную или автоматически в зависимости от температуры в печи, или с помощью других средств, как это хорошо известно. известный в технике.

При строительстве печей с прямым газовым обогревом было принято заканчивать внешний металлический кожух колпака приблизительно на горизонтальной юбке колпака или в какой-либо подобной эквивалентной конструкции. Эта конструкция не закрывала пространство для горения печи. Хотя может показаться, что в такой конструкции только очень ограниченное количество воздуха может просочиться в пространство для горения через щели между колпаком и нижней частью колпака, тем не менее, это не совсем так из-за сильного эффекта дымохода. , особенно в высокотемпературных печах.Если принять во внимание, что горящие газы в камере 33 сгорания могут иметь температуру до 2000 ° F и выше и непрерывно текут вверх к дымоходам 52, совершенно очевидно, что значительное количество наружного воздуха может попадать в камеру сгорания даже через небольшие щели на стыке нижней части колпака и колпака. Это возможное состояние еще более усугубляется в колпаковых печах лучшей конструкции, таких как показано, в которых нижняя часть колпака снабжена нижней рамой 63 из металла, имеющей внутренние прорези 64 для обеспечения изменений размеров из-за колебаний температуры, прорези, простирающиеся от внутренней периферии примерно на полпути к внешней периферии, и дополнительно снабжены дополнительными приспособлениями, включающими множество вертикальных вставных пластин 66, прикрепленных к внутренней части корпуса 32 и верхней стороне дна рамы 63 для усиления конструкции. е, а также кольцо 68 рамки, прикрепленное к нижней стороне рамки 63 и имеющее относительно узкую ширину по сравнению с ним.Вес колокола передается на средство поддержки колокола, в данном случае 11 основание 4, через кольцо 68, цель которого — обеспечить «дыхание» нижней части колпака, чтобы оно могло не имеют тенденции к кристаллизации и растрескиванию из-за повторяющихся расширений и сокращений в течение 1 времени.

Важной особенностью моего изобретения является полная герметизация стыка между нижней частью раструба и верхней частью. кожух или основание, в зависимости от обстоятельств, так что 2 (пространство 30 сгорания) полностью закрыто от любой утечки или проникновения любых газов, которые могут нарушить контролируемые пропорции горючей смеси, поступающей через горелки 50.Эта утечка вторичного или нежелательного воздуха очень заметна, если печь не герметизирована внизу, в первую очередь из-за эффекта дымохода, вызванного разницей в температуре между газами внутри печи и воздухом вне печи. Для этого 3C I с помощью газа герметично прикрепляет к кожуху 32 идущий вниз фланец 70 из металла, полностью охватывающий нижнюю часть раструба, причем этот фланец 70 проходит вниз в желоб 26.

Соответственно, можно заметить, что пространство 30 сгорания полностью ограничено металлической конструкцией, содержащей верхнюю часть кожуха 18 и внешний кожух 32 колпака, причем единственные возможные отверстия в пространство сгорания находятся в дымоходах 52 на верхняя часть колокола 40 и промежуток между фланцами 24 и 70 внизу (топка.Поскольку воздух не может фильтровать или просачиваться в пространство сгорания через дымоходы из-за выходящих продуктов сгорания, пространство между фланцами Ir, 24 и 70 является единственным возможным источником нежелательного вторичного воздуха; однако этого источника достаточно, чтобы сделать попытки точного управления распределением температуры в печи неэффективными. .il В соответствии с моим изобретением пространство между колпаком и кожухом колокола герметично закрыто, и в конкретном варианте осуществления это достигается путем заполнения желоба 26 жидкой уплотняющей средой 72, которая может быть маслом, водой или жидкостью.даже расплавленный металл. Я предпочитаю не использовать гранулированное вещество, такое как песок или подобное, поскольку, как хорошо известно, такие материалы не являются непроницаемыми для проходящего через них потока газа.

Таким образом, в моем изобретении предлагается колпаковая печь с прямым обогревом Nc описанного типа, в которой камера сгорания или пространство полностью герметизированы от проникновения нарушающего регулирование вторичного воздуха или газов, которые могут повлиять на контролируемое сгорание горючих газов M в камере сгорания.

Для очень точного контроля температуры я предпочитаю делать вытяжку и колпак круглыми в горизонтальном сечении. Другими словами, колпак и колпак предпочтительно имеют цилиндрическую форму, кратко преимущества этой формы заключаются в том, что лучшее распределение и поток горючего газа достигаются в печи с цилиндрическим пространством сгорания по сравнению с 75 другими формами. предлагается в печах, таких как, например, прямоугольные колпаковые печи.

Работа моей печи, конечно, очевидна.Горелки 50 подают регулируемые количества газа и воздуха в пространство 30 сгорания, и, поскольку никакие другие газы не могут просачиваться в пространство сгорания, выделяемое тепло происходит только за счет сгорания желаемых количеств газа и воздуха, выходящих из горелок 50. Конечно, очевидно, что, если впуск вторичного воздуха для горения является преднамеренным, его поток также должен быть регулируемым, чтобы получить точный контроль и распределение температуры, так что все равно будет необходимо использовать печь с горением. пространство полностью герметизировано, за исключением его дымоходов, при этом вторичный воздух поступает через впускные средства, имеющие соответствующие средства регулирования потока.

Мое изобретение позволяет мне сконструировать газовую печь с прямым пламенем колпакового типа для использования там, где требуется точное распределение или контроль температуры, в отличие от аналогичной печи, используемой для термообработки только со значительными колебаниями температуры. Другими словами, я представил колпаковую печь с прямым газовым обогревом, температуру которой можно регулировать в гораздо более узких пределах, чем было получено ранее.

Благодаря герметизации дна печи условия давления в камере сгорания можно точно контролировать и не нарушать проникновение вторичного или постороннего воздуха или газа, которые не только нарушили бы условия давления, но и повлияли бы на горение в камере. , как предсказуемым образом.Эти вредные эффекты еще сильнее проявляются в конструкциях, в которых колокол опирается на относительно узкий элемент, такой как кольцо 68. На практике такое кольцо может иметь горизонтальную ширину от одного дюйма до одного конца и полдюйма и примерно один дюйм. толщиной для колоколов высотой от 8 до 14 футов с толщиной стенок от 8 до 16 дюймов. Поэтому совершенно очевидно, что очень короткие пути утечки длиной всего от одного до полутора дюймов присутствуют по всему дну такого колокола.

Использование уплотнительных средств, таких как я показал, не только устраняет факторы, которые препятствуют применению колпаков с прямым газовым обогревом или делают их непригодными для процессов термообработки, требующих точного распределения и контроля температуры, особенно высокотемпературных процессов. , но также приводит к более эффективной печи, поскольку уплотнение, закрывая нижнее соединение между колпаком и колпаком и обеспечивая мертвое воздушное пространство 74 в качестве дополнительной изоляции, также снижает потери тепла за счет теплопроводности и конвекции.

Хотя я показал свое изобретение в форме, которую теперь считаю наилучшим практическим применением, очевидно, что возможны и другие формы вариантов осуществления и многие эквиваленты. Таким образом, например, рамы 63 могут выступать наружу от внешнего кожуха раструба, причем между ними обеспечивается газонепроницаемая сварка.

При такой конструкции фланец колоколообразного уплотнения может быть выполнен заодно с рамой 63 или герметично закреплен на ней.

Структура рис.3 отличается от конструкции на фиг. 1 тем, что раструб опирается не на юбку капота, а на подходящую нижнюю конструкцию, включая двутавровые балки 6 ‘. Колпак этой печи имеет юбку, заканчивающуюся фланцем 84, выходящим в желоб 80. Для герметизации пространства между колпаком и колпаком прочная нижняя рама 63 ‘герметично прикреплена к кожуху 32 колпака и снабжена уплотнительный фланец 18, проходящий в желоб 80. Таким образом, уплотняющее средство для камеры сгорания в этом варианте осуществления содержит жидкость в желобе 10, фланцы 34 и (6, и нижнюю раму 63 ‘раструба.Если желательно герметизировать нагревательную камеру под колпаком, опорная плита 8 ‘может быть снабжена зависимым фланцем 88, который также погружается в герметизирующую жидкость, содержащуюся в желобе 80.

Я заявляю в качестве своего изобретения: 1. Печь с прямым газовым обогревом описанного типа, содержащая основание с подом, приспособленным для выдерживания шихты, подлежащей термообработке, в атмосфере письма, указанное основание содержит металлическую опорную плиту. ; жидкостный 13, содержащий газонепроницаемые средства корыта в газонепроницаемом отношению к указанной опорной плите; газонепроницаемый металлический огнеупорный внутренний кожух, приспособленный для размещения вокруг заряда, поддерживаемого указанным основанием, указанный кожух взаимодействует с указанным основанием, образуя кожух для указанного заряда, указанный кожух имеет направленную наружу юбку, указанная юбка заканчивается периферийным фланцем. — зависящие от герметизирующей жидкости в указанном желобе; средство для подачи и удаления защитной атмосферы из корпуса; съемный, изолирующий, обнесенный стеной колпак вокруг упомянутого колпака, упомянутый колпак имеет внутреннюю стенку, отстоящую от упомянутого колпака для обеспечения пространства для горения, упомянутый колпак имеет внешний воздухонепроницаемый металлический кожух, упомянутый колпак снабжен множеством распределенных отверстий через его стенки и кожух и с отверстиями для дымохода в его верхней части, причем указанные средства для дымохода сообщаются с указанным пространством сгорания для выпуска газообразных продуктов сгорания; 85 — множество средств газовой горелки, занимающих указанные отверстия, для подачи регулируемых количеств поддерживающего горение газа и горючей жидкости в указанное пространство сгорания; указанный кожух снабжен проходящим вниз фланцем, который является газонепроницаемым по отношению к нему; упомянутый фланец корпуса зависит от герметизирующей жидкости в упомянутом желобе.

2. Колпаковая печь с прямым газовым обогревом описанного типа, содержащая основание, приспособленное для удержания шихты, подлежащей термообработке; газонепроницаемый металлический огнеупорный внутренний кожух, приспособленный для размещения вокруг указанного заряда и взаимодействующий с указанным основанием для закрытия указанного заряда, причем указанный кожух имеет направленный вниз периферийный фланец кожуха; съемный, изолирующий, обнесенный стенками колпак вокруг упомянутого колпака, причем упомянутый колпак имеет внутреннюю стенку, отстоящую от упомянутого колпака, чтобы обеспечить пространство для горения, причем упомянутый колпак снабжен дымовыми устройствами, сообщающимися с упомянутым пространством для сгорания для выпуска газообразных продуктов сгорания; множество средств газовой горелки для впуска регулируемых количеств поддерживающего горение газа и горючего газа непосредственно в указанное пространство сгорания; указанный колпак снабжен газонепроницаемым внешним кожухом, причем указанный кожух имеет направленный вниз периферийный фланец кожуха; и газонепроницаемое уплотняющее средство для нижней части упомянутого пространства сгорания для обеспечения газонепроницаемости дна упомянутого пространства сгорания, упомянутое уплотняющее средство содержит средство желоба, содержащего жидкость, от которого зависят упомянутый фланец кожуха и упомянутый фланец корпуса.

ДЖЕЙМС Х. ГЕРМАНИЯ.

Доменная печь | металлургия | Britannica

Доменная печь , вертикальная шахтная печь, производящая жидкие металлы за счет реакции потока воздуха, подаваемого под давлением в нижнюю часть печи, со смесью металлической руды, кокса и флюса, подаваемой в верхнюю часть. Доменные печи используются для производства чугуна из железной руды для последующей переработки в сталь, а также для обработки свинца, меди и других металлов.Быстрое горение поддерживается потоком воздуха под давлением.

Свинцово-цинковая доменная печь и свинцовый конденсатор.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Подробнее по этой теме

Обработка чугуна: Доменная печь

По сути, доменная печь представляет собой противоточный теплообменник и кислородный теплообменник, в котором поднимающийся дымовой газ теряет большую часть своего тепла на…

Доменные печи производят чугун из железной руды за счет восстановительного действия углерода (поставляемого в виде кокса) при высокой температуре в присутствии флюса, такого как известняк. Доменные печи для производства чугуна состоят из нескольких зон: горна тигельной формы в нижней части печи; промежуточная зона, называемая чушкой, между подом и штабелем; вертикальная шахта (штабель), идущая от чушки до верха печи; и верх печи, который содержит механизм загрузки печи.Шихта или шихта из железосодержащих материалов (, например, железорудные окатыши и агломерат), кокса и флюса (, например, известняк ) спускается через шахту, где она предварительно нагревается и вступает в реакцию с восходящим восстановлением. газы для производства жидкого чугуна и шлака, которые накапливаются в топке. Воздух, предварительно нагретый до температуры от 900 ° до 1250 ° C (1650 ° и 2300 ° F), вместе с впрыскиваемым топливом, таким как нефть или природный газ, вдувается в печь через несколько фурм (форсунок), расположенных по окружности топка у верха пода; количество таких форсунок может быть от 12 до 40 на больших печах.Предварительно нагретый воздух, в свою очередь, подается из нагнетательной трубы — трубы большого диаметра, окружающей печь. Предварительно нагретый воздух бурно реагирует с предварительно нагретым коксом, что приводит как к образованию восстановительного газа (монооксида углерода), который поднимается через печь, так и к очень высокой температуре около 1650 ° C (3000 ° F), которая дает жидкое железо и шлак.

Принципиальная схема современной доменной печи (справа) и доменной печи (слева).

Encyclopædia Britannica, Inc.

Чушь — самая горячая часть печи из-за ее непосредственной близости к реакции между воздухом и коксом. Расплавленное железо накапливается в поде, который имеет летку для отвода расплавленного железа и, выше, отверстие для шлака для удаления смеси примесей и флюса. Под и чушь представляют собой толстостенные конструкции, облицованные огнеупорными блоками углеродного типа, а дымовая труба облицована высококачественным шамотным кирпичом для защиты кожуха печи. Чтобы эти огнеупорные материалы не выгорели, в них встроены тарелки, посохи или распылители для циркуляции холодной воды.

Кумба заполнена чередующимися слоями кокса, руды и известняка, которые попадают наверх во время непрерывной работы. Кокс воспламеняется внизу и быстро сгорает за счет нагнетаемого воздуха из фурм. Оксиды железа в руде химически восстанавливаются до расплавленного железа углеродом и монооксидом углерода из кокса. Образовавшийся шлак состоит из известнякового флюса, золы кокса и веществ, образующихся в результате реакции примесей в руде с флюсом; он плавает в расплавленном состоянии на поверхности расплавленного железа.Горячие газы поднимаются из зоны горения, нагревая свежий материал в дымовой трубе, а затем выходят через каналы в верхней части печи.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишись сейчас

Доменные печи могут иметь следующие вспомогательные помещения: складское помещение, где шихта готовится до ее подъема на верх печи скиповыми тележками или системой ленточных конвейеров; система верхней загрузки, состоящая из набора вертикальных двойных колпаков (конусов) или вращающихся желобов для предотвращения выхода топочного газа во время загрузки; печи, в которых отходящие газы печи используются для подогрева воздуха, подаваемого к фурмам; и литейный цех, состоящий из желобов, по которым жидкий чугун и шлак распределяются по соответствующим ковшам для транспортировки в сталеплавильные печи и участки утилизации шлака.

В Европе доменная печь постепенно развивалась на протяжении веков из небольших печей, которыми управляли римляне, в которых древесный уголь использовался для восстановления руды до полутвердой массы железа, содержащей относительно небольшое количество углерода и шлака. Затем железную массу обрабатывали молотком для удаления шлака, получая кованое железо. Увеличение высоты печи в сочетании с механическими сильфонами для подачи в нее большего количества воздуха позволило повысить температуру, необходимую для производства высокоуглеродистого чугуна, известного как чугун.Этот способ производства использовался в Центральной Европе к середине 14 века и был введен в Англию около 1500 года. Древесный уголь был единственным топочным топливом до 17 века, когда истощение лесов, которые давали древесный уголь в Англии, привело к экспериментам с коксом. , который производится из угля. К середине 18 века кокс получил широкое распространение для использования в доменных печах, а принцип нагрева воздуха перед его поступлением в печь был введен в начале 19 века.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *