Raketový sporák. Konstrukce a princip činnosti, výhody a nevýhody

Jsou to také raketová kamna, jsou to také raketová kamna nebo raketový ohřívač hmoty. Tuto jednotku vynalezl Larry Winiarsky, technický ředitel permakulturní organizace Aprovecho. Organizace se zabývá nejrůznějšími záludnými vychytávkami na vaření/topení pro země třetího světa.

Princip fungování raketové pece je na první pohled netriviální, ale ve skutečnosti je docela jednoduchý.

Palivové dřevo se umístí svisle (!) do odpovídajícího otvoru. Jsou zapáleny zespodu. Plamen jde do svislého komína, který je vyroben z kovu. Jsou také z cihel, ale kovový komín se zahřeje téměř okamžitě a kamna při zapálení méně kouří. Tento kovový komín je dobře izolovaný.

Na tuto domácnost je umístěn běžný použitý kovový sud zdola nahoru. Stoupající horké plyny narážejí na dno hlavně, rozbíhají se do stran a klesají po stěnách hlavně.

Poté jdou podél vodorovného komína, který je nejčastěji zapuštěn do nepálené pohovky. Na výstupu z pohovky je vertikální výfukové potrubí, jako u konvenčních kamen, pro trakci.

Mimochodem, animovaný gif je převzat odtud. Existuje obrovský článek o raketových kamnech v angličtině, s mořem videí a fotografií. Doporučuji se alespoň podívat na fotky, aby bylo jasnější, o co se jedná.

Fyzika: princip činnosti

Když jsem se poprvé seznámil s mechanismem fungování této pece, nevěřil jsem, že tato věc vůbec funguje. Obrovské množství videí na YouTube ale říkalo něco jiného. Začal jsem na to přicházet a rozptýlil nesrovnalosti v hlavě jednu po druhé.

První, co ve mně vzbudilo podezření (pravděpodobně i vaše), bylo vertikální uspořádání palivového dříví. „Plamen po zapálení vzroste!“ – Myslel jsem. Praxe ale ukázala, že ve většině případů se u paty komínové roury (která je již vyvedena střechou) udělá čisticí otvor, ve kterém se před zapálením kamen spálí noviny. Nejprve je tedy stanovena trakce. A plamen je nasáván uvnitř pece.

Druhý. Tento systém se mi zdál nespolehlivý, protože dle mého názoru se měl do měsíce úplně zanést. Ale ne! Plyny z prvního vertikálního komína dopadaly na dno kovového sudu a zahřívaly ho na úplně divoké teploty. A nespálené těkavé složky, které se usazují ve formě sazí v klasických pecích, jsou zcela spáleny. Navíc je v tomto místě vakuum. Proto klesá tlak plynu a s ním klesá i teplota spalování těchto nejtěkavějších složek. Fyzika: nižší tlak znamená nižší teplotu spalování (stejně jako var a rozmrazování).

A jak říkají očití svědci, výstupem této pece je pouze vodní pára a oxid uhličitý. Spalování paliva je téměř 100%. Neuvěřitelné, ale pravdivé. Protože palivo spaluje tak efektivně, je po zahřátí velmi málo popela.

Ale přesto se tato kamna zanášejí, ne sazemi, ale popelem. Proto je buď dno hlavně nebo samotná hlaveň odnímatelná. Udělají také čisticí otvor na začátku vodorovného komína (který je pod pohovkou z nepáleného dřeva). Ale někteří lidé to také nedělají: po odstranění dna sudu vloží hadici vysavače přímo do komína. Vpravo je fotografie dlouho nečištěné raketové pece. Toto je obrázek, který se objevil po odstranění hlavně.

Trouba je univerzální. A to jsou jeho výhody i nevýhody.

Kovový sud se rychle zahřeje a dokáže rychle vytopit místnost. Musíte však pochopit, že čím rychleji se místnost zahřeje, tím méně tepla bude akumulovat pohovka. Na druhé straně je pohovka z nepáleného dřeva umístěna níže, což zajišťuje nižší vytápění místnosti. To je mnohem efektivnější než klasické trouby.

Můžete vařit na dně sudu. Někteří dokonce do kamen místo sudu zabudují litinový kotel. Nebo místo hlavně jednoduše použijí plech, jako na fotografii vlevo. Osobně se mi obě tato řešení zdají efektivnější. Výroba raketových kamen nestojí prakticky žádné peníze, pokud máte starý sud, kotel nebo plech.

Ale tak či onak jsem neviděl žádnou zmínku o použití takových kamen v oblastech, kde je zima pod -10°C (později jsem to našel: zde je skvělý článek o realizaci raketových kamen v podmínkách z Uralu). To je důvod, proč jsme jeden čas opustili taková kamna. I když zvědavost nás přiměla vyrobit si z tuctu cihel na vaření v létě mini raketovou pec. Udělali jsme to bez jakéhokoli řešení, jen abychom experimentovali. Experimenty ukázaly vynikající výsledky, ale stále jsme se neodvážili vyrobit analog v plné velikosti.

Osobně mě zaujal především fenomén vertikálního zásobování palivovým dřívím. Koneckonců, existuje několik velmi významných výhod:

1. Není třeba „povzbuzovat“ oheň, protože samotný strom při hoření klesne níže. Toto plus je zajímavé zejména v kombinaci s následujícími.
2. Není nutné používat krátké tyče. Narazil jsem na video, jak chlap pálil poleno vyšší, než je jeho vlastní výška, pomocí speciálních držáků. Navíc poleno bylo docela tlusté a ten chlap zjevně neměl v úmyslu ho štípat :) Škoda, že teď nemůžu najít toto video. Tehdy mě to velmi zaujalo.
3. U klasického ohně zůstává nejžhavější část – uhlíky – na dně a neinteraguje s plamenem. Zde uhlíky také padají, ale padají před ohněm (průvan jim pomáhá) a podílejí se tak na dohoření těkavých složek.
4. Tento způsob spalování je ekonomický. Jedná se o horní zapalování obrácené vzhůru nohama.

Horní zapalování

Je aktivně propagován mnoha lidmi. Kanceláře, které vyrábějí saunová a topná kamna, nyní vyrábějí modely, které byly původně navrženy pro horní zapalování. I průmyslové kotle se takto začaly vyrábět (nebo jsem jen pozadu a dělaly se tak vždycky?). Abych byl upřímný, zatím nemám tolik empirických zkušeností se špičkovým spalováním, abych něco řekl. Ale to mi v žádném případě nezabrání v tom, abych vám o něm řekl.

Klasicky se kamna topí takto: dole podpal (třísky + papír), na to větší třísky a nahoře velké dříví. Při horním zapalování se dole položí velké kusy palivového dřeva, na ně se položí podpal a na něj se položí větší třísky. Zkrátka oheň se zapaluje shora.

Podle zastánců této metody to dává delší spalování a efektivnější spalování paliva. Pokud se nad tím zamyslíte v hlavě, tak teoreticky to tak je. Když totiž zapálíte zespodu, z komína jde nejprve hustý kouř a teprve poté, když jsou kamna dobře zapálená, kouř zprůhlední.

Pokud by někdo nevěděl, průhlednost kouře naznačuje, že všechny těkavé složky shořely a z potrubí vychází pouze oxid uhličitý a voda ve formě páry.

Na začátku hoření se stěny spalovací komory ještě neohřály a plameni nepomáhají. Naopak mu odebírají energii pro vlastní ohřev a tím plamen ochlazují. Navíc plamen ještě není tak horký a palivové dřevo odpařuje vlhkost, která v něm zůstala. A vzduch stoupající podél stěn topeniště a proudící kolem stále chladných polen se ochlazuje a mění se z plamene na kouř nasycený vodou. Vidíme, jak vystupuje z komína v počáteční fázi spalování prvního nákladu palivového dřeva.

Pokud ho však zapálíte shora, vzduch neproudí po celé výšce stěn spalovací komory a neproudí kolem veškerého palivového dřeva, dává mu teplo a odebírá vlhkost. Do tohoto procesu se zapojuje pouze horní část spalovací komory a horní část palivového dřeva.

A proces zahřívání stěn poleny a odpařování vlhkosti, která v nich zůstala od začátku podpalu, se protahuje téměř po celou dobu hoření. Distribuováno rovnoměrně. Což by teoreticky mělo zajistit větší efektivitu spalování dřeva.

Takže experimentujte s horním zapalováním.

Tato kamna byla pro svou provozní vlastnost nazývána tryskovými, neboli raketovými, kamny – pokud raketová kamna turisticko-turistického provedení neobsluhujete zcela správně, můžete získat obraz rakety v podobě proudu ohně v horní trubce a řevu, jako při vzletu. Tento jev je spojen s přebytkem vzduchu v topeniště, ale při dostatečném provozu kamna reagují stejně – během provozu tiše šustí, efektivně a rychle vytápí místnost a mají velmi dobrou účinnost.

O principu fungování raketového sporáku

1. Vyznačuje se přímým spalováním – spaliny se pohybují v kanálech kamen, jsou volné a nejsou poháněny tahem, jako v případě konstrukcí s komíny.
2. Navzdory malým rozměrům pece je organizováno pyrolýzní spalování spalin. (pyrolýza je proces rozkladu paliva na pevnou a plynnou fázi s nedostatkem kyslíku, aby se proces převedl z rychlé oxidace na pomalé doutnání. Doutnání nastává s úplným spalováním jak generátorového plynu CO, tak částic spalin s velkým uvolněním tepla)

V nejjednodušší provozní podobě lze raketový sporák znázornit takto: dvě trubky, jedna umístěná vodorovně a druhá směřující nahoru. Pokud je možné provést svařované švy, je možná i jedna trubka – analogicky ohnutá.

Raketový vařič nemá žádné „zbytečné“ díly – palivo je umístěno přímo do trubky. Při hoření se horké spaliny podle fyzikálních zákonů řítí vzhůru, svisle. Pokud na horní okraj raketové trubky nainstalujete varnou nádobu, můžete velmi rychle vařit jídlo a vařit vodu. Samozřejmě je nutné nechat cestu pro volný výstup kouře z rakety: k tomu je mezi varnou nádobou nebo stojanem a samotnou trubkou ponechána mezera.

Základní informace o raketovém sporáku

• Tato kamna jsou určena k vaření a vytápění.
• Raketová kamna vybavená lavicí nebo několika lavicemi se promění v exkluzivní interiérovou dekoraci se vší svou funkčností. Raketová kamna se srovnávají s ruskými kamny z hlediska pohodlí a tepelných výhod, ale rozměry raketových kamen jsou mnohem skromnější.
• Jedna dávka paliva zajišťuje tepelný cyklus až šest hodin. Pokud je kovová část raketového tělesa řádně pokryta vrstvou speciálního roztoku (starodávná metoda omítání je adobe, směs speciálních jílů se slámou), pak raketa a její lože budou teplé až půl dne.
• Raketová kamna k nám přišla z Ameriky a tato konstrukce byla původně určena pro polní podmínky. Kamna byla přenosná, kompaktní a relativně lehká (na kamna). Tato kamna „do přírody“ jsou dnes velmi oblíbená, ale konstrukce a princip fungování byly natolik populární, že vzhled stacionárních vnitřních i venkovních kamen byl předurčen. Domácí raketová kamna používají stejný princip, ale jsou vyrobena z tradičních kamnářských cihel a/nebo hliněné malty.

Výhody raketových kamen:

• Konstrukce je pozoruhodně jednoduchá a dostupnost a nízká cena materiálů vytvářejí všechny podmínky pro výrobu raket vlastníma rukama.
• Kamna jsou nenáročná, úspěšně v nich hoří jakékoli palivo. Žádné rozmary ohledně vlhkosti – hoří surové dřevo, mokré větve, listí, jakékoli nekvalitní palivo. Kamna byla vytvořena speciálně pro provoz na jakékoli palivo, v podmínkách deště, vlhkosti a dalších přírodních extrémů. Jediné je – čím více vlhkosti, tím více sazí a tím méně je možný proces pyrolýzy, ale v polních podmínkách je tento faktor irelevantní.
• Sporák je zcela energeticky nezávislý
• Spotřeba paliva je ekonomická a účinnost je ve srovnání se stacionárními pecemi velmi vysoká.

O nevýhodách raketových kamen:

• Tato raketa pracuje pouze s ručním ovládáním, automatizace není možná kvůli jednoduchosti konstrukce. Regulace a řízení spalovacího procesu, stejně jako zavážení a čištění paliva, se provádí výhradně ručně.
• Raketový vařič je navržen tak, že je nepřijatelné jej používat bez přísných bezpečnostních opatření. Děti by se neměly dostat do blízkosti „rakety“, protože existuje vysoké riziko popálenin. Abyste se zranili od horkého kovového těla rakety, někdy stačí se jí ani nedotknout, ale jednoduše být v provozním režimu velmi blízko rakety.
• Raketová kamna nejsou vhodná pro lázeňský dům, protože není možné ohřát lázeňský dům a vzduch na požadované teploty v krátkém čase.

Pomocí nejjednoduššího schématu je možné vyrobit tryskový vařič v co nejkratším čase – během několika minut, s dvěma desítkami cihel. Malta není potřeba. Získáte funkční kempingový vařič, který má konstrukci: v první řadě je uspořádána pevná základna a vodorovná římsa, ve druhé je ponechán otvor pro záložku paliva a z dalších tří řad cihel je vytvořena zdání komína, který je zároveň oporou pro nádobí – kotel, litinový hrnec nebo silnostěnný hrnec.

Účinná „raketová“ verze kamen pro domácnost je však mnohem složitější a vyžaduje přesný návrh a provedení podle rozměrů a výpočtů. V tomto případě budou spaliny procházet speciálními kanály, které procházejí pod lavicemi. Existují varianty s vodními okruhy zabudovanými do jednoduchých konstrukcí raketových kamen.

Exkluzivní hliněná kamna od známé německé firmy zabývající se biodesignem jsou vynikající volbou pro chalupu: ekologická, funkční a velmi estetická – skutečný dárek pro fanoušky ekostylu. Taková kamna mají velmi složitý design, skrytý za zjednodušeným designem.

Výhody raketových kamen vedly k zájmu o ně a popularitě „raket“ pro domácí použití – v zemi, na dvoře soukromého domu a pro výlety do přírody. Možnost vařit jídlo na živém ohni je vždy atraktivní, ale než začnete raketový vařič používat, musíte přijmout veškerá opatření k zajištění požární bezpečnosti.