Общая схема отопительной печи. Топливники

Бытовые печи имеют различное устройство, но у всех есть общие основные части: топка, дымообороты (дымоходы) и полости внутри печи, по которым выходят в атмосферу продукты сгорания, отопительная часть с теплоотдающей поверхностью. Теплоотдающие поверхности весьма разнообразны: у кухонных плит чугунный настил (плиты), варочные камеры и другие устройства в зависимости от назначения печи. Иногда печи небольших размеров и массы ставят не на полу или фундаменте, а поднимают над ними, устраивая так называемые шанцы (рис. 41, "Схема отопительной печи", 1 - шанцы; 2 - поддувало; 3 - поддувальная дверка; 4 - колосниковая решетка; 5 - топочная дверка; 6 - под; 7 - топочное пространство (топливник); 8 - хайло; 9 - свод топливника; 10 - тепловоздушная камера; 11 - наружная теплоотдающая поверхность; 12 - дымообороты; 13 - перекрыша; 14 - дымоход; 15 - отступка; 16 - патрубок; 17 - задвижка дымовая; 18 - внутренние тепловоспринимающие поверхности). Шанцы представляют собой несколько рядов (полос) кирпичной кладки, как правило не выше 130-140 мм. Таким образом, низ печи становится теплоотдающим. В процессе кладки печи в ее нижней части под колосниковой решеткой 4 устраивают специальную выемку, называемую поддувалом, или зольником 2, которое служит для подачи воздуха к топливу через прозоры колосниковой решетки, а также для сбора золы и шлаков. Поддувало закрывают дверкой 3. Над колосниковой решеткой расположена топка 7 (топочное пространство), закрываемая топочной дверкой 5. Нижняя поверхность топки называется подом 6, на который укладывают топливо. Верх топки перекрывает свод 9 с расположенным вверху хайлом 8 (отверстием), необходимым для выхода из топливника продуктов сгорания в дымообороты.

Топливо, сгорая в топке, отдает ей наибольшее количество тепла, а продукты сгорания выходят или прямо в трубу, или предварительно под чугунный настил, духовой шкаф, водогрейную коробку плиты, в каналы, а затем в атмосферу через дымовые каналы. В некоторых печах устраивают внутренние тепловоздушные камеры 10, в которых нагревается поступающий из помещения воздух, и выходит обратно, то есть циркулирует, все время нагреваясь, и печь более равномерно выделяет тепло. Кроме внутренних тепловоздушных камер имеются наружные теплоотдающие поверхности 11, наружные стенки, которые также нагреваются горячими газами при движении по дымооборотам 12, выше которых расположено перекрытие печи 13, выполняемое не менее чем из трех рядов кладки. Продукты сгорания (горячие газы), пройдя по дымооборотам и нагрев их, поступают в дымоход 14, дымовой канал, отводящий дым наружу. Между печью и стеной устраивают воздушное пространство - отступку 15. Для соединения печи со стенным дымоходом имеется патрубок 16, закрываемый дымовой задвижкой или вьюшкой 17. Внутри топочного пространства имеются внутренние тепловоспринимающие поверхности 18 - стенки, свод и под. В том случае, когда трубу устанавливают на самой печи, она называется насадной. Для отвода топливных газов от нескольких печей дымовые трубы объединяют в один кирпичный массив, то есть коренную трубу, выкладываемую рядом с печью на отдельном фундаменте и с отступом от фундамента здания.

Топливники

Топливники - это камеры внутри массива печи, в которых сгорает топливо. Для правильного горения топлива под каждый вид его устраивают тот или другой топливник с соблюдением всех требований. В неправильно устроенном топливнике не полностью сгорает топливо, много его расходуется, и плохо нагревается печь. Форма и размеры топливника должны быть такими, чтобы создать необходимый объем, вмещающий такое количество топлива, которое нужно для нагревания печи без последующего его добавления. В топливнике должно полностью сгорать топливо, не попадая при этом в дымообороты в виде несгоревших частиц. Такие частицы засоряют дымообороты и снижают нагревание стенок.
Топливники делают такой высоты, чтобы после укладки топлива между ними и перекрытием топливника оставалось пространство, необходимое для того, чтобы все проходящие по нему несгоревшие частицы топлива могли сгореть. В этом случае горение заканчивается внутри топливника и топливо используется полностью. Высота топливника зависит от вида топлива. Для равномерной подачи воздуха к сгораемому топливу применяют колосниковые решетки и поддувальные отверстия.

Топливник для дров

Дрова и торф содержат много летучих веществ и дают при горении высокое пламя. Они должны иметь большой объем топочного пространства. Высота топливника для дров, считая от колосниковой решетки, колеблется от 800 до 1000 мм (рис. 42, "Топливник для дров", 1 - поддувало; 2 - топливник; 3 свод). Под топливника имеет откосы-скаты к решетке для скатывания на нее угля. Колосниковую решетку ставят ниже уровня топочной дверки, что не позволяет углям выпадать наружу. Поэтому решетку и заглубляют на один ряд кладки против нижней кромки топочной дверки. Дрова закладывают плашмя или клеткой. Если высота наложенных дров 300-400 мм, то высота свободного пространства над ними - 500-600 мм. Дверки применяют любые, но лучше герметические. Топливник рекомендуется футеровать (облицовывать) огнеупорным кирпичом (закрашен черным).

Топливник для сланцев

Сланцы - многозольное топливо, в котором количество золы достигает более 30%. Поэтому, топливник для этого вида топлива несколько отличается от топливника для дров (рис. 43, "Топливник для сланцев", 1 - поддувало; 2 - дверка для подачи добавочного воздуха; 3 - топливник; 4 - свод; 5 - металлический ящик для сбора золы). Высота топливника, считая от пода, должна быть не менее 670 мм. Обычная колосниковая решетка быстро забивается золой и перестает пропускать воздух. Поэтому их в таких топливниках не применяют, а устраивают порог, делая стенки топливника наклонными. Сланцы закладывают через топочную дверку в топливник в небольшом количестве. Растапливают дровами. Из сланцев в начале горения выделяется много летучих веществ, для сжигания которых через специальную дверку и канал впускают в топливник дополнительно воздух. Шуровку выполняют через нижнюю поддувальную дверку и поддувальный канал. Зола собирается в ящик из стали, устанавливаемый в углублении поддувала. Топливник следует перекрывать аркой из огнеупорного кирпича. Чтобы газы не проникали в помещение при закрытой печи, в дымовой задвижке или выдвижке следует сделать сквозное отверстие диаметром не менее 10 мм.

Топливник для торфа

Торф влажностью 25-30% может сжигаться в топливниках с колосниковыми решетками увеличенных размеров по сравнению с применяемыми для дров (рис. 44, "Топливник для торфа", 1 - поддувало; 2 - топливник; 3 - колосниковая решетка; 4 - металлический ящик для сбора золы). Желательно, чтобы все стенки топливника имели скаты к колосниковой решетке. Высота топливника - от 650 до 750 мм. Торф закладывают в топку слоем в 250 мм, чтобы оставалось пространство над слоем топлива 400-500 мм. Зольник изготовляют особой конструкции и более емкий, так как при сгорании торфа образуется много золы. Лучше всего под колосниковой решеткой установить металлический ящик, из которого по мере
заполнения удаляют золу через поддувальную дверку. Влажные сорта торфа для сжигания следует просушить. Для торфа повышенной влажности применяют топливник специального типа с двумя колосниковыми решетками (рис. 45, "Топливник для торфа повышенной влажности", 1 - поддувало; 2 - дверка для шуровки топлива; 3 - топочная дверка; 4 - свод; 5 - отверстие вверху топливной камеры; 6 - хайло; 7 - решетка), поставленными одна горизонтально, а другая наклонно. Для растопки на горизонтальную решетку сначала закладывают древесную растопку и небольшую порцию торфа. Как только торф хорошо разгорится, добавляют основное количество торфа через топочную дверку так, чтобы его слой был выше наклонных колосников. Топливник выполняют высотой 820 и шириной 450 мм.

Учитывая большое количество водяных паров, образуемых при сгорании, вверху топливной камеры для их выхода устраивают специальное отверстие. Воздух для горения поступает через поддувальную дверку, а шуровку топлива выполняют через дверку, расположенную над поддувалом или между двумя колосниковыми решетками. Прозоры в колосниковых решетках делают не более 8-10 мм. Дымовая задвижка или вьюшка должны иметь сквозные отверстия. В этом топливнике также сжигают кизяк повышенной влажности. Сухой кизяк сжигают в топливниках для дров.

Топливник для каменного угля и антрацита

Каменный уголь и антрацит для горения требуют сильной подачи воздуха к горящему слою. Поэтому в топливниках для этого топлива необходимы колосниковые решетки, которые располагают в неглубокой шахте (рис. 46, "Топливник для каменного угля", 1 - поддувало; 2 - топливник; 3 - шахта; 4 - колосниковая решетка; 5 - металлический ящик для сбора золы). Учитывая, что при горении развивается высокая температура, стенки топливника и перекрытия обязательно выкладывают из огнеупорного кирпича. Обыкновенный кирпич быстро разрушается. Колосниковую решетку заглубляют на 300-350 мм. Конструкция топливника такова, что нижняя часть его под решеткой значительно сужена. Это делают для того, чтобы антрацит горел сравнительно толстым слоем, что связано с его нормальным сжиганием, происходящим при высокой температуре. Топливо загружают через топочную дверку. Колосниковую решетку следует ставить тяжелую, выдерживающую высокую температуру. В дымовых задвижках или вьюшках обязательно просверливают сквозные отверстия.

Шахтные топливники

Шахтные топливники необходимы в печах, где происходит длительная топка кусковым топливом. Для разжигания такой печи на колосниковую решетку кладут мелкие дрова или другую растопку, на которую через топочную дверку засыпают немного угля и зажигают дрова. Как только они разгорятся, загружают остальное топливо. По мере сгорания нижних слоев верхние постепенно опускаются. В таких печах возможно скопление газов, поэтому для их отвода в дымоход вверху топливника устроено сквозное отверстие. Кладку следует выполнять из огнеупорного кирпича. Конструктивные особенности топливника показаны на рисунке 47 (рис. 47, "Топливник шахтный для каменного угля", 1 - поддувало; 2 - топливник; 3 - загрузочное отверстие; 4 - отверстие для отвода газов в трубу; 5 - колосниковая решетка). Ставят массивную колосниковую решетку или колосники. Гарнитура должна быть герметической. В задвижке или вьюшке обязательно устраивают сквозные отверстия. Кроме каменного угля в таком топливнике можно сжигать кусковой торф или торфяные брикеты.