Варианты конструкции топливников (топок) и особенности кладки

Что такое топливник?

Такое название получили камеры, которые расположены внутри печи и предназначены для загрузки и сжигания в ней топлива разного вида. Мастера-печники называют эту камеру «топливник». В обиходе обычные люди часто говорят просто «топка».

Габариты топки подбираются так, чтобы можно было в неё загрузить столько топлива (с последующим добавлением), чтобы хватило для нагревания печи и воздуха в помещении в дальнейшем. Требуется, чтобы топливо полностью сгорало, а имеющиеся несгоревшие частицы не попадали в дымооборот, так как они могут засорить его и в итоге стенки печного устройства станут нагреваться намного хуже.

Топливник строящейся отопительной печи для сжигания дров

Высота камеры рассчитывается таким образом, чтобы после закладки топлива, оставалось пустое пространство между перекрытием и верхней его частью. Это делается для того, чтобы топливо сгорало полностью, а его расход был стопроцентным. Таким образом высота камеры имеет прямую зависимость от вида применяемого топлива. При равномерном поступлении воздуха, которое обеспечивается использованием колосников и поддувала, топливо обычно сгорает до конца.

Конструкция

Для дров

Высоту топливной камеры обычно выбирают от 800 до 1000 мм. Если такой величины добиться не получается, то следует увеличить топку за счет «камеры догорания». Ведь для того чтобы топливо сгорало полностью в камере, горячим газам требуется значительный объем. Если размер топливника будет менее 800 м и не будет «камеры догорания», то горючим газам будет просто негде сгорать, а несгоревшие частицы будут подниматься в дымовые каналы и оседать там в виде сажи и смолы, что может привести к их засорению или ещё хуже возгоранию. Да и расход топлива в такой низкой камере значительно увеличится.

Рекомендация из старых книжных изданий гласит: высота топливника должна быть не меньше его двойной ширины, однако не больше тройной. Стоит отметить, что если в конструкции имеется «камера догорания» последнее условие является совсем необязательным.

Ширина. Для бытовых печных конструкций средней мощности размер топки составляет от 250 до 400 мм Ширина топливника равняется ширине топливной дверки (250 мм) либо чуть больше для удобства. Если оригинал топки составит более 400 мм, то скорость теплового потока уменьшится, что может плохо сказаться на процессе горения топлива. В слишком большой топке оно будет медленно тлеть и в итоге не сгорит до конца.

Глубина. Минимальная величина составляет примерно 700 мм, а максимальная не регламентируется.

Под печи обеспечивает скатывание углей на решетку за счет имеющихся откосов:

Топливник для дров. Разрез

Колосниковая решетка обычно устанавливается на один ряд ниже кирпичной кладки по уровню края дверцы топки. Это дает возможность остаткам топлива не вываливаться наружу.

В топочную камеру дрова укладываются обычно либо плашмя, либо клеткой. Желательное соотношение топлива в камере к свободному пространству над ним составляет 300-400 мм (топливо) / 500-600 мм (свободное пространство).

Рекомендуется устанавливать герметичные дверцы, а топку футеровать (облицовывать) огнеупорным кирпичом. В такой камере также можно применять в качестве топлива сухой кизяк (навоз).

Для торфа

Главное отличие топочной камеры для торфа от той, которая используется для сжигания дров, это большие размеры колосниковой решетки от 650 до 750 мм, а также стенки камеры имеют скаты к решетке.

Топливник для торфа. Разрезы.

Торф, который применяется для топки печей, должен иметь влажность не более 25-30 %. Его закладывают в топливник слоем не более 25 см, а над ним остаётся свободное пространство высотой 400-500 мм. Кроме того зольники при топке торфом должны быть большие, т.к. при сгорании этого вида топлива образуется очень много золы. Наиболее рациональным решением станет размещение под колосниковой решеткой металлического ящика для сбора золы, который можно выдвигать через дверцу поддувала и вытряхивать.

Если торф имеет большую, чем указано выше влажность, то его обязательно подвергают тщательной просушке перед применением. Для торфа с повышенной влажностью предусмотрены специальные топки, которые имеют в своей конструкции 2 колосниковые решетки. Одна из которых устанавливается горизонтально, а другая наклонно.

Топливник для влажного торфа. Разрез

Сначала в топливную камеру на горизонтальную решетку закладывается немного торфа вместе с древесной растопкой и поджигается. После того как дерево разгорится, на наклонный колосник через топочную дверцу укладывается основной слой торфа. Размеры данного топливника должны быть не менее 820 × 450 мм.

Также в топках для торфа предусмотрено специальное отверстие в его верхней части. Оно предназначено для отведения водяных газов, которые выделяются при сжигании торфа в печи. Поддувало служит для подачи воздуха в область горения. Мешают топливо в печи открыв дверцу, которая предназначена для герметизации камеры. Она находится между колосниками или над отверстием поддувала.

Зазоры в колосниковой решетке должны составлять от 8 до 10 мм, а в установленной дымовой задвижке проделываются сквозные отверстия. Данные конструкции топливной камеры могут применяться и для сжигания такого вида топлива, как влажный кизяк (навоз).

Для сланцев

Высота топки от пода для сжигания сланцев составляет не менее 670 мм.

Горючий сланец — твердое полезное ископаемое, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы, близкой по составу к нефти. При его сгорании образует количество золы более 30%.

В такой камере конструктивно имеется порог, а стенки делаются наклонными. Применение обычных колосниковых решёток не допустимо, так как они моментально забиваются золой и перестают выполнять свою функцию – пропускать воздух.

Топливник для сланцев. Разрез

Сланцы закладываются в топку в небольшом количестве, а для растопки применяются дрова. Вначале горения сланцев выделяется очень большое число летучих газов. Для того чтобы топливо сгорало как можно лучше, в топку должен поступать дополнительный воздух через дверцу и специально предназначенные для этого каналы.

Шуровка (перемешивание) проводится стандартно: через поддувальный канал и поддувальную дверку. В углублении поддувального отверстия уславливается предназначенный для сбора золы ящик из стали. Топка при кладке перекрывается аркой, выполненной из прочного огнеупорного кирпича.

Для того чтобы вредные газы не попадали при закрытой печке в жилое помещение, требуется сделать в дымовой задвижке небольшое отверстие диаметром от 10 мм и более.

Для каменного угля, антрацита

Антрациту и каменному углю, в свою очередь, необходима сильная подача воздуха к горящему слою. По этой причине колосниковая решетка монтируется в неглубокой шахте на глубине от 300 до 350 мм.

Для угля и антрацита. Разрез

Решетка подбирается достаточно массивной и тяжелой, чтобы она смогла выдерживать высокие температуры. Та часть топки, которая находится под колосниковой решеткой делается сильно суженой. Такая конструкция позволяет достичь равномерного горения всего слоя антрацитового топлива.

Стенки и перекрытие топки выкладываются огнеупорным кирпичом, так как при горении антрацита или угля внутри топливной камеры создается очень высокая температура. Во вьюшках и дымовых задвижках в обязательном порядке просверливаются сквозные отверстия.

Шахтные топливники для кускового топлива

Шахтные топочные камеры применяются в тех печных устройствах, которые долгое время работают только на кусковом топливе. В таких топливниках устанавливаются массивные и прочные колосниковые решетки.

Шахтный топливник для каменного угля. Разрез.

Печка растапливается с помощью древесины, которая засыпается небольшим количеством каменного угля. После разгарания в камеру закладывается остальное топливо ровным слоем. Для таких печных устройств характерно скопление газовых масс. Чтобы их отвести в дымоходе устраивается сквозное отверстие вверху топки.

Кладка осуществляется с помощью огнеупорного кирпича. Применяется только герметическая гарнитура (дверки). В задвижке вьюшки также проделываются сквозные отверстия. В такой топке можно сжигать торф кусковой и брикетный, уголь.

Особенности кладки

Футеровка

Кладка топки печи для частого использования ведется только огнеупорным кирпичом. Например, шамотным. Перед кладкой кирпич нужно подвергнуть дефектовке.

Футеровочный кирпич кладётся таким образом, чтобы он находился в устойчивом положении и без применения раствора. В данном случае футеровочный кирпич выполняет роль жёсткого герметика, а не скрепляет кирпичи между собой. Это обусловлено проявлением его температурных и технических характеристик в процессе работы. Высокие температурные перепады способствуют легкому отрыванию кирпича от раствора при сильном нагреве печной конструкции. Футеровочный кирпич может просто-напросто выползти из общей кладки, если станет держаться лишь на растворе, а не сам по себе.

Футеровочный кирпич крайне не рекомендуется увязывать с общей кладкой печного устройства из-за разных коэффициентов теплового расширения.

Колосниковая решетка

При установке колосников следует соблюдать тепловые зазоры в 5 мм со всех сторон колосника, в которых он может упираться в печную кладку. В эти зазоры следует засыпать золу или мелкий песок.

Если устанавливать колосники впритык, то нижняя часть кладки, скорее всего, попросту разрушится при первом сильном прогреве печки.

Горизонтальный угол наклона решеки по отношению к дверце:

Не перепутайте положение решетки. Устанавливайте сужающимися ячейками решетки вниз:

Читайте также: Как правильно установить колосники для печи

Дверца

Инструкция для установки топочных дверок следующая:

1. Оберните изолирующим материалом (например, базальтовым шнуром) рамку дверцы. Наклепайте на нее четыре стальные полоски.
2. К кирпичной кладке на печной раствор прикрепите рамку дверцы. Необходимо учитывать легкий вертикальный наклон при ее установке. Наклон должен способствовать тому, чтобы дверка под силой тяжести стремилась сама закрыться, а не наоборот. На изображении справа показан правильный наклон дверки, слева – неправильный.

3. При помощи отвеса контролируйте вертикальность кладки и укладывайте оставшиеся кирпичи.
4. При желании можно применить декоративную кладку: в замок, с напуском или же клинчатую (смотрите рисунок ниже).

Способы кладки над топочными дверцами

Рекомендуется также обратиться к этой статье про установку дверец

Читайте также: Зачем нужны колосники для печи? Виды, размеры и принцип работы

Способы перекрытия

Используя перемычки различных форм (простых и сложных) можно перекрыть, если требуется различные топки, камеры и топливные отверстия:

Перекрытие топливников

При необходимости перекрытия топки шириной в 420 мм используется упрощённый треугольный свод. Кирпич кладётся плашмя с последующим продолжением кладки стен.

Эта технология позволяет как можно более плотно прижать пяты к предыдущим рядам кладки. Если этого не сделать (возводить свод без продолжения кладки), то может случиться смещение пят, которые распираются сводом и произойти его обрушение. Чтобы это не случилось пяты, которые уложены под свод стягиваются при помощи двутавров или стальных уголков, скрепленных проволочным жгутом. Жгут делается скруткой проволоки с помощью простого гвоздя. Его прячут внутрь кладки для того, чтобы он не перегорел. Вместо проволоки можно взять полосу, которая приклепывается к брускам.

Если пролет топки составляет не более 380 мм, то его возможно перекрыть, выпуская кирпич из боковых сторон кладки. Для того чтобы более качественно закрепить свешивающиеся опорные кирпичи, боковые стены кладки выполняются выше перекрываемого на 4 и более ряда. Топливные отверстия перекрываются за счёт перемычек.

Не рекомендуется опирать кирпичи на рамку дверцы, чтобы избежать перекосов.

Топливные отверстия перекрываются в замок в том случае, если его ширина составляет менее одного кирпича. Если она больше, то используется кирпичная перемычка. Большие пролеты следует перекрывать арочными перекрытиями:

Перекрытие проемов печей и топливников над дверками

Проблема и решение

В том случае, если печка сильно дымит при открытой топочной дверце, а при закрытой лишь слегка поддымливает, то дело здесь в недостаточной квалификации мастера сложившего печку и нарушении главного закона правильной кладки топливника. На рисунке ниже можно увидеть причину данного явления.

Схематический разрез топки печи с неоправданно заниженным входом в первый колодец (хайло), вид сбоку

Верхний край дверцы топливной камеры расположен выше верхнего края окна входа в первый колодец. По этой причине дыму (в особенности при открытой дверке топливника) намного проще пойти в помещение, чем в непонятно зачем заниженный вход в первый колодец.

Устранить причину можно следующим образом. Требуется переложить вход в первый колодец таким образом, чтобы верхний край данного входа стал на 10-20 мм выше верхнего края топливной дверцы. Если это невозможно сделать, требуется сделать дополнительную стенку внутри топливника печки с учётом того, чтобы верхний край стены тоже был на 10-20 мм выше верхнего края топливной дверки.

Вариант установки кирпичной перегородки (а)

Литература