Бытовые полугазовые печи из кизяка и торфа 1940 год

Л.Б. Коллеров и В.Н. Джуваго

Бытовые полугазовые печи из кизяка и торфа 1940 год

Вряд ли все знают о том, что печь, в которой человек варит обед или обогревает ее помещение в холодную погоду, пришла к нам из далекой древности.

В 79 году  с начала летоисчисления, то есть 1861 год тому назад, было известно подпольно-канальное отопление. При этом типе отопления  дымовые газы и дым шли из  сделанных  в земле печей по каналам, уложенным прямо под полом жилища.

В 1300 году появилось камнепечное отопление. Такие огнекаменные печи во многом напоминают нашу булыжную банную каменку. Считают, что эти огнекаменные печи и были тем отправным пунктом, с которого началось развитие отопительной печи, в наши дни получившей более совершенное развитие.

Нельзя сказать, что техника печи все прошедшее время совершенствовалась. Заботились лишь о том, чтобы печь, занимавшую  тогда большую площадь в доме, сделать как можно более красивой. Печи окрашивались в различные цвета и отделывались лепными украшениями. Техника же печи почти не совершенствовалась , и если и были нововведения, то считались за большую редкость и были привилегией имущего класса – класса эксплоататоров.

Печь бедняка-крестьянина, печь в полуземлянке фабричного рабочего была тем же наспех сложенным очагом, в котором горел костер из дров, соломы или кусков торфа и угля. В своем развитии техника печестроения в городе значительно обогнала технику печестроения в деревне, селе; здесь мастера-самоучки, передавая свой опыт из поколения в поколение, медленно преобразовывали печь сообразно условиям и требованиям хозяйства. Не возникал вопрос и о более экономичной печи, расходующей мало топлива и обладающей хорошими санитарно-гигиеническими показателями.

Забота о быте в культуре народа чужда капиталистической системе.

Созданные уже в последнее время в СССР комнатные и кухонные печи для городов преследовали одну основную цель – уменьшить их размер, добиться экономии в расходе топлива, главным образом, в счет рациональной конструкции колосников и дымоходов. На самый процесс горения топлива, на глубокое его излучение доли большого внимания не обращалось.

Отправной точкой данной работы является круг вопросов, связанных с изучением процессов горения, усматривая в нем возможность  создания экономичной и высокотеплопроводительной печи, отвечающей возросшим потребностям быта колхозников.

Мы умышленно отказались от создания печи с большим кирпичным подом, то есть типа «русской печи». Наша печь снабжена плитой, водогрейным котлом, если нужно – трубкой или лежанкой, а также духовкой, в которой можно с успехом  выпечь как черное, так и белое тесто. Металлическая духовка может быть заменена керамической больших размеров.

Основным топливом, на которые рассчитаны печи, является солома, однако эти печи могут работать на кизяке и торфе ручной топки. Выбор этих типов топлива, в первую очередь, вызван необходимостью дать экономичные типы печей для таких областей  и отдельных районов (например, большинство областей УССР, областей средней Волги, БССР), где эти топлива являются основным бытовым топливом местного значения.

В основу проектирования полугазовых печей положены исследования инженера  Коллерова по газификации соломы и газогенераторах силового газа, работающих с двойной камерой на низких скоростях  подвода первичного воздуха. Данная работа «Бытовые полугазовые печи для соломы, кизяка и торфа» является популярной брошюрой, рассчитанной на массового читателя, и преследует цель – дать общее представление о полугазовом процессе горения, описание конструкций печей, правила ухода  и все необходимые сведения по их кладке. Простота конструкции и наглядность прилагаемых чертежей дают возможность строить такие печи не только печникам-специалистам, но и колхозникам, имеющим некоторые навыки в печном деле. Уход за такими печами намного сложнее, чем за обычной печью, и поэтому мы считаем своим долгом напомнить всем, кто будет работать на них, внимательно прочесть эту книжку и выполнить все наложенные в ней правила.

Предлагаемые полугазовые печи наиболее полно отвечают всем потребностям населения и решают одну из главных задач – экономию топлива.

Разница между горением топлива и его газификацией

Есть ли возможность изменить процесс горения топлива, в частности соломы, торфа, сократить  их расход и вместе с тем повысить теплоотдачу печи?

Современная техника дает возможность решить эту задачу на основе так называемого газогенераторного процесса и создать вместо печей с пламенным горением (горением костра) печи, работающие на полугазовой топке с газогенераторным процессом.

Для того, чтобы более ясно представить себе сущность газогенераторного процесса, сравним нижеприводимые три способа использования тепла твердого топлива. 

Первый способ – полное сжигание топлива. При полном сжигании топлива к нему подводится сразу необходимое для горения количество воздуха. В результате этого полного сжигания в печи мы имеем остаток в виде золы и сажи.

Этот способ использования твердого топлива является простым. Именно таким способом происходит сжигание твердого топлива, начиная от топок домовых печей и заканчивая топками паровых котлов.

Второй способ – сухая перегонка топлива. Сухая перегонка топлива производится посредством горения его в закрытых сосудах или камерах без доступа воздуха. Достигается разложение топлива на три новых вида, как говорят, на три фазы: газообразную  - газ, жидкую – подсмольные воды, и твердую – кокс. Получаемый в результате сухой перегонки газ  представляет продукт выделения летучих веществ из топлива и обладает высокой теплотворной способностью.

Есть три типа установок на сухой перегонке топлива.

1)      Установка для получения бытового светильного газа;

2)      Печи для выработки металлургического кокса;

3)      Установка на сухой перегонке топлива при низкой температуре, в которой получается всем известный употребляемый в быту древесный уголь и так называемые низкотемпературные смолы.

Третий способ – газификация топлива. Газификацией называется полное превращение твердого топлива в газообразное, а устройства, в которых происходит газификация, называется газогенератором.

Как уже указывалось в самом начале, в основу работы полугазовой печи на соломе положен процесс, разработанный для газификации соломы в газогенераторе силового газа, на низких скоростях подачи первичного воздуха.

Имея в виду, что работа печного газогенератора во многом схожа с работой упомянутого газогенератора силового газа, кратко имеющем его устройство и способ его работы. Это поможет нам быстро разобраться в работе и устройстве полугазовой печи. На рис. 1 изображена схема газогенератора для получения генераторного газа путем газификации соломы. Газогенератор состоит из металлического кожуха, в середине которого расположены два пояса камеры газификации с несколькими рядами отверстий для подачи воздуха. В нижней части газогенератора имеются колосниковая решетка для пропуска золы и зольниковая коробка с патрубком для отсасывания газа.

В  верхней части газогенератора топливо подогревается за счет теплоты стенок, ниже, по мере повышения температуры, начинается процесс сухой перегонки и коксования. Когда топливо попадает в ту часть газогенератора, куда подводится воздух, то здесь начинается главное его преобразование. В чем же оно заключается?

Воздух, входя через отверстия, показанные на рисунке стрелками, способствует сгоранию углерода топлива, в результате чего образуется углекислый газ (продукт полного сгорания) и смесь углерода (продукт неполного сгорания – горючий газ, называемый часто в обиходе угарным газом).

Углекислый газ, опускаясь ниже, к колосникам (как показано стрелками на рисунке), и обтекая раскаленные частички углерода, дает еще некоторое количество окиси углерода.

Таким образом, как видно на описании газогенератора, ответственной его частью является камера газификации с поясами небольших отверстий, называемых фурмами, через которые подается строго определенное количество воздуха. Уже имелось достаточное количество обугленных стебельков соломы, то есть создавалась среда, которая уже может обеспечить начало газификации, и образование горячего газа. На рис. 2 дана схема такого разреза через один ряд воздушных форм (левая часть рисунка). Здесь стрелками показан поступающий в один канал воздух. Имея известную скорость и получив немного своего движения в фурме, этот воздух в слое кокса образует так называемый проток, в котором имеется газификация топлива и выделенные газы (справа на рисунке имеется схема работы такого протока). Следовательно, чем больше газогенераторные буры, тем больше и протоки.