Пиролизная печка щепочница своими руками

Печь-щепочница своими руками: выбираем материал, размер и конструкцию устройства

Щепочница — нагревательный прибор, работающий на щепе, ветках и других подобных материалах.

Те модели, которые доступны в обычных и интернет-магазинах, не всегда соответствуют той или иной ситуации.

Именно поэтому их нередко изготавливают самостоятельно.

В этой статье мы расскажем, как:

• выбирать форму и размер;
• выбирать металл;
• составлять чертеж;
• делать детали печи самостоятельно.

Выбираем форму и размер

При выборе формы и размера необходимо учитывать несколько параметров, основные из которых:

• размер топливника;
• способ сжигания топлива;
• лимит массы;
• лимит размера.

Размер топливника

Этот параметр влияет на количество топлива, которое может вместить в себя печка, а значит, и на количество тепловой энергии, которую она произведет в результате сгорания.

Параметры топливника напрямую влияет на эффективность работы нагревательного прибора в различных условиях – чем он меньше, тем медленней будет нагреваться определенный объем воды.

Иными словами, устройство с маленьким топливником пригодно для обслуживания одного человека. На нем можно вскипятить кружку чая или разогреть банку тушенки.

Попытка заложить в печь больше топлива, чем позволяет объем топливника, приведет к быстрому перегреву и повреждению отдельных деталей.

Для обслуживания компании, состоящей из пары-тройки человек, наиболее эффективным объемом топливника будет 1 дм 3 , то есть куб с размером стороны 10 см. Для компании в 3–5 человек оптимальным будет куб со стороной в 15 см.

Эти значения являются лишь рекомендованными, поэтому не обязательно строго следовать им. Кроме того, даже маленькая печь с размером топливника в 1 дм 3 при правильном использовании сможет обеспечить едой 3–4 человека без деформации деталей, правда придется использовать продукты быстрого приготовления и тратить на нагрев воды больше времени.

Пиролизный и обычный способы сжигания топлива

Существуют 2 основных способа сжигания топлива:

Для обычного сжигания топлива достаточно сделать самую примитивную металлическую коробку, которая направит основную массу пиролизных газов и пламени вверх.

Эффективность такого способа сжигания древесины невысока, а из-за большого содержания недогоревших частиц целлюлозы, которые превратились в сажу, поверхность емкости для воды покрывается копотью и чернеет. Поэтому единственное достоинство обычного способа топки лишь в простоте конструкции нагревательного прибора.

При пиролизном способе сжигания происходит термическое разложение древесины (пиролиз) с частичной нехваткой воздуха и малым количеством огня.

Затем в так называемом пиролизном блоке дым смешивается со вторичным воздухом, который поступает через отверстия в корпусе печки, и происходит дожиг. То есть, часть оксида углерода (угарный газ), который образуется при термическом разложении древесины, превращается в углекислый газ с выделением тепловой энергии.

При таком способе сжигания целлюлоза, из которой состоит древесина, сгорает более полно, выделяя больше тепла, поэтому для нагрева одного и того же количества воды требуется меньше топлива.

Кроме того, пиролизный способ лучше подходит для сырой древесины, а ведь основным видом горючего для таких печек является то, что можно поднять под ногами, то есть ветки, кора и шишки, которые в большинстве случаев отличаются довольно высокой влажностью.

Лимит массы и размеров

Те, кто ходил в многодневные походы на большое расстояние, знают, сколько вещей и продуктов нужно взять с собой, и понимают важность каждого лишнего грамма. Для таких туристов вес печки-щепочницы является определяющим фактором.

Вес зависит не только от конструкции и размеров нагревательного прибора, но и от толщины металла, из которого сделали печку. Поэтому приходится выбирать между толщиной металла и лимитом веса.

Чем толще металл, тем легче печка переносит случайный перегрев (это справедливо только в отношении стали, поэтому детали для титановых походных нагревателей делают очень тонкими, то есть 0,4–0,6 мм).

В дальних походах очень важно использовать максимально компактные вещи, потому что объем рюкзака ограничен, а взять с собой нужно много.

В таких условиях предпочтительней разборные устройства, ведь в сложенном состоянии их размер не превышает габаритов не слишком большой книги или планшета.

Однако этот тип нагревательных приборов заметно сложней в изготовлении и немного менее эффективен. Если же жесткого ограничения на размер нет, то лучше выбрать неразборную или частично разборную конструкцию.

Основные типы конструкций самодельных печей

Вот основные типы конструкций:

• неразборная;
• частично разборная;
• полностью разборная.

Преимущества неразборной конструкции в максимальной жесткости и прочности, главный минус в больших размерах. Частично разборная печь состоит из нескольких блоков, поэтому ее прочность и жесткость напрямую зависят от этого же параметра каждого блока.

Полностью разборная в транспортном состоянии занимает мало места, зато ее жесткость и прочность не только заметно ниже этого же параметра двух предыдущих конструкций, но и напрямую зависит от качества изготовления.

По типу сжигания топлива данные устройства разделяют на 3 основных конструкции:

• традиционная;
• с нижней подачей вторичного воздуха;
• с верхней подачей вторичного воздуха.

Первая состоит из стенок и дна, поэтому ее конструкция наиболее примитивна и проста в изготовлении. Вторая заметно сложней, ведь она образована из наружного и внутреннего корпусов, установленных на общем дне. Между наружным и внутренним корпусом свободно проходит вторичный воздух, который не попал через отверстия колосника.

Выбор типа корпуса

Все печки можно условно поделить на:

Прямоугольными делают разборные конструкции, потому что детали для такой формы просты в изготовлении.

Круглые сложней в изготовлении, поэтому их делают из готовых цилиндров или стаканов, сделанных из подходящего металла.

Даже если круглый нагревательный прибор сделали разборным, в транспортном состоянии он всегда будет заметно крупней, чем прямоугольный.

Выбор материала

Для изготовления печки-щепочницы используют кислотостойкие и жаростойкие сорта стали, ведь они не только хорошо переносят высокую температуру, но и устойчивы к конденсату, который образуется во время розжига.

Такой металл используют для внутренней облицовки печей и котлов, а также для изготовления барабанов и внутренних корпусов стиральных машин.

Нередко из такой стали делают воздуховоды систем вентиляции, однако необходимо быть внимательным, чтобы не спутать ее с оцинкованной сталью, которая обладает гораздо худшими характеристиками, а при нагреве выделяет цинк, что может привести к отравлению.

Также необходимо правильно выбирать толщину металла. Ведь чем тоньше деталь, тем менее жесткой и прочной она получится (пусть и будет весить меньше), но при этом ее заметно легче обрабатывать. А чем толще, тем прочней будет конструкция, но больше ее вес, и заметно тяжелей обработка.

Поэтому чаще всего для самодельных печек применяют нержавейку толщиной 1–1,5 мм, хотя можно использовать как менее, так и более толстый металл.

В качестве основы для изготовления круглых нагревательных приборов можно использовать различного диаметра сушилки для ложек, изготовленные из пищевой нержавейки.

Такие сушилки можно купить на АлиЭкспресс и других площадках за небольшую цену. Для созданиях пиролизных печек хорошо подходят металлические термосы, ведь они тоже изготовлены из нержавеющей стали.

Однако их довольно сложно сверлить из-за круглой формы и невозможности использовать сверлильный станок, а для полноценного пиролиза приток воздуха в зоне горения должен быть минимальным, а в зоне дожига, расположенной над зоной горения, максимальным.

Нередко для изготовления щепочниц используют различные емкости из стали, такие как:

Главными условиями выбора являются:

• жаростойкость;
• кислотостойкость;
• соответствие размеру и форме емкости для воды, которую будут устанавливать сверху.

Изготовление

Методика изготовления различных типов печей-щепочниц отличается, однако нередко одни и те же операции используются при изготовлении разных по типу конструкций. Поэтому мы будем рассказывать о каждой операции, а также дадим последовательность действий для различных типов этих устройств.

Это позволит вам не только изготовлять устройства, на которые есть описание и чертежи с размерами, но и разрабатывать собственные модели.

Ведь зачастую путем экспериментов удается создать что-то гораздо более эффективное, чем описанное на форумах или найденное в интернете.

Но начинать изготовление необходимо с чтения форумов, на которых обсуждают самодельные щепочницы и все, что с ними связано. Кроме того, не лишним будет прочитать и обсуждения, касающиеся опыта использования покупных печей, ведь оттуда можно почерпнуть много интересных идей или необычных решений.

Вот список наиболее популярных и авторитетных форумов, где обсуждают эти вопросы:

Изготовление деталей прямоугольных устройств

Сначала необходимо сделать полноразмерный макет всех деталей из плотного твердого картона. Это поможет более точно определить форму каждой детали, а также размеры и форму крепежных прорезей и выступов.

Изготавливая детали из картона, не делайте в них отверстий, ведь они ослабят материал, и вы не сможете нормально собрать конструкцию. Определившись с формой каждой детали и проверив их с помощью сборки, картонный образец укладывают на лист металла и размечают контуры.

Для резки нержавейки или инструментальной стали в домашних условиях используют:

• болгарку (необходимо постоянно поливать место контакта диска и металла водой);
• специальным гильотинными ножницами (не путать с обычными ножницами по металлу);
• лобзиком (ставят специальное лезвие и устанавливают максимально низкие обороты).

По контуру пластины можно резать любым способом, а прорези для сборки деталей придется делать лобзиком, ведь гильотинные ножницы не предназначены для таких работ, а болгарка делает слишком широкий рез.

Если на готовых деталях есть заусенцы, то их удаляют с помощью:

• заточного станка;
• плоского напильника;
• плоского надфиля.

Когда все детали готовы, в них сверлят отверстия, используя твердосплавные сверла для закаленного металла. Причем сверлить нужно на низких оборотах дрели, чтобы не перегреть пластину или сверло. Если же установить средние обороты, то место контакта пластины и сверла нужно будет поливать водой для снижения температуры и защиты от перегрева.

Изготовление круглых печей

Чаще всего для изготовления круглой (цилиндрической) щепочницы используют различные емкости из нержавеющей стали. Сначала составляют чертеж или делают полноразмерный макет, на котором определяют расположение, форму и размер отверстий. Затем переносят места для отверстий на емкость и просверливают их.

В большинстве случаев сверлить емкости приходится с помощью ручного сверла, ведь из-за большого размера и круглой формы их невозможно нормально закрепить на станине сверлильного станка.

Поэтому предварительно места для отверстий накернивают острым керном и сверлят в 2–3 приема, постепенно увеличивая диаметр сверла.

Для создания максимального пиролизного эффекта отверстия в нижней части зоны активного горения делают минимальным, затем постепенно увеличивают, делая максимальными (размер зависит от многих факторов, нужно подбирать индивидуально) в верхней зоне активного горения.

В зоне дожига диаметр отверстий уменьшают до минимального (1–2 мм) по мере продвижения к верхней части печки.

Желательно прорезать прямоугольное отверстие для закладки топлива, причем вырезанный кусок металла можно использовать в качестве дверцы.

В качестве навесов можно использовать колечки из жесткой стальной проволоки диаметром 0,5–2 мм.

Если для изготовления печки используют емкость, в которую будут вставлять емкость с водой, то в верхней части необходимо прорезать дымоходные отверстия. Для конструкций, где между краем печки и емкостью для воды есть 1–2 см свободного пространства, такие отверстия не требуются.

Если в качестве основы используют термос из нержавейки, то помимо топливной дверцы нужно вырезать и дверцу поддувала (зольника), ширина которой немного превосходит расстояние между наружным и внутренним корпусами, а длина равна ¼ длины окружности корпуса.

Дверцу нужно закрепить на паре петель из скрепок или стальной проволоки и установить какой-нибудь фиксатор. Однако можно обойтись и без дверцы, оставив отверстие для удаления золы открытым.

Затем в дне внутреннего корпуса нужно просверлить 3–5 отверстий диаметром 10 мм, через которые и будет ссыпаться зола. В верхней части термоса нужно вырезать дымоходные отверстия, размер которых зависит от высоты бортика.

Если его высота 2 см или более, то общая площадь отверстий должна составлять половину площади бортика. При высоте бортика в 1,5 см общая площадь отверстий должна составлять 2/3 площади бортика, а при высоте в 1 см общая площадь дымоходных отверстий должна составлять ¾ площади бортика.

Желательно, чтобы отверстия были до самого верха, но можно оставить бортик высотой в 1–3 мм. Если сделать его больше, то печка будет эффективно нагревать лишь емкости, чей диаметр минимум вдвое превосходит диаметр бортика.

Если в качестве основы используют сушилку для столовых приборов или обрезок тонкостенной трубы, то колосники можно сделать из винтов, длина которых составляет 40–45% от внутреннего диаметра трубы.

Отверстия для болтов сверлят на высоте 2–3 см от низа трубы, их оптимальное количество 6–8 шт.

Когда отверстия готовы, болты вставляют снаружи, а изнутри фиксируют гайками и контргайками.

В трубе ниже колосников можно просверлить 2–4 отверстия диаметром 5–10 мм, благодаря которым процесс горения будет продолжаться в экономичном режиме даже при полностью закрытой дверце. Если же у печки есть камера дожига, то количество и диаметр отверстий можно сократить в 2 раза.

Как сделать ее в походе?

Если штатная печь вышла из строя, а доступа к слесарному и сварочному инструменту нет, то можно сделать щепочницу из любой консервной банки. Прослужит она недолго, но на 1–2 недели ее хватит.

Для этого крышку банки сначала нужно разрезать перочинным или охотничьим ножом вдоль, после чего прорезать по кругу так, чтобы получились 2 лепестка, соединенные с банкой ножками шириной 3–4 см.

Затем эти лепестки разгибают и удаляют содержимое банки, после чего из лепестков формируют площадку для подогреваемых емкостей. Когда площадка готова, необходимо сделать в боках банки отверстия для притока воздуха. Эту операцию можно сделать с помощью открывалки или ножа.

Размер и диаметр отверстий подбирают индивидуально, однако не стоит бояться, даже если их окажется слишком много, или они будут излишне большими, печка все равно будет успешно справляться со своими задачами.

Единственный минус такой конструкции в том, что на ней можно греть лишь небольшой объем воды из-за невозможности подкладывать топливо.

Если же одной закладки не хватает, то вместо отверстий для притока воздуха ножом вырезают дверцу для закладки топлива, которую затем отгибают книзу, чтобы она выполняла функцию дополнительной опоры.

Печки турбо

В магазинах нередко встречаются турбопечки, то есть обычные щепочницы с принудительной подачей воздуха. Их основное преимущество в том, что они хорошо работают даже на сыром топливе.

Для их изготовления потребуются:

• жестяная банка небольшого диаметра (можно использовать металлическую кружку или тонкостенную трубу);
• электромотор от ДВД-привода;
• стальная проволока диаметром 1–2 мм;
• медный гибкий изолированный провод;
• бокс для батареек АА или ААА (можно купить в магазине или снять с какого-нибудь прибора);
• батарейки АА или ААА (чем крупней, тем дольше проработают).

У банки срезают дно, затем из него делают многолопастной пропеллер. Количество лопастей значения не имеет, угол их отклонения 10–15 градусов. Размер этого пропеллера должен быть немного меньше внутреннего диаметра корпуса турбины, то есть жестяной банки, трубы или кружки.

Главная проблема при изготовлении этого устройства заключается в том, что жестяной пропеллер сложно зафиксировать на жестяном валу. Ведь рядом находится источник высокой температуры, а делать трубу слишком длинной не позволяют лимит размера и массы.

Когда вентиляторный блок готов, его стыкуют с корпусом печки, располагая под колосниками. Если расстояние от колосников до земли меньше диаметра турбонаддува, то делают новый корпус или переходник, увеличивающий это расстояние и соединяющий оба блока.

Если турбонаддув подключают к печке из термоса, то колосники поднимают до уровня вала моторчика, а низ трубы вентилятора устанавливают на уровне дна внутреннего корпуса.

Полезное видео

В данном видео рассказывают и показывают, как сделать удобную и функциональную турбированную печку-щепочницу своими руками:

Вывод

Печь-щепочница – это очень экономичный нагревательный прибор, с помощью которого можно вскипятить небольшой объем воды. Прочитав статью, вы узнали:

• из каких материалов можно сделать это устройство;
• какие типы и формы самодельных устройств бывают;
• где искать информацию о таких самоделках;
• какие операции нужно проводить, чтобы самостоятельно сделать печку-щепочницу.

Источник