Пиролизная печь длительного горения «бубафоня»: как сделать своими руками

Прижимной круг и крышка

Вновь берем листовую сталь и делаем разметку круга. Его диаметр должен быть немного меньше, чем диаметр топливного бака. Это необходимо для того, чтобы прижимной круг свободно проходил внутрь топки. По центру круга прорезаем отверстие, равное по диаметру с диаметром подводящей трубы. Но не менее десяти сантиметров. Это обеспечит необходимый доступ кислорода и тягу. Подобным образом сооружаем крышку для бака. Для удобства желательно приварить к наружной части крышки ручки из металлического прута.

Образец печи длительного горения

Длину подводящей трубы принимают из расчета длины топливного бака и прибавляют к этому значению 30-50 см. Диаметр должен быть около пятнадцати сантиметров. Трубу соединяют с прижимным кругом сваркой.

Печь бубафоня изнутри

Чтобы добавить прижимному кругу массы и увеличить его прочность, приваривают 4 отрезка швеллера или металлических уголков.

Привариваем к прижимному кругу 4 швеллера

Печь «Бубафоня» своими руками

Самый лучший материал на печь – промышленный баллон или отрезок трубы. При использовании баллона отпадает надобность варить днище.

Поскольку при изготовлении самодельных котлов отталкиваться обычно приходится не от предлагаемых размеров, а от того, что имеется в наличии, то и расчёты будут выглядеть так:

• Диаметр загрузочного бака – от 30 до 80 см. (Если сделать меньше, слишком быстро будет выходить воздух, больший же диаметр приведёт к неравномерному прогреву).
• Соотношение диаметра к высоте 3:1 или 5:1. Например, при диаметре 30 см, можно взять высоты 90см.
• Чтобы рассчитать диаметр внутреннего тяжёлого поршня нужно знать, что зазор между стенкой и поршнем должен равняться 0,05 D. Если, например, D = 30 см, то зазор = по 15 мм с двух сторон. Соответственно на диаметр грузового блина остаётся 27 см.
• Высоту рёбер для небольших печей (с диаметром 30 см), можно взять ок. 4 см., если диаметр котла 60 – 80 см, рёбра делаются ок. 6 см.
• Толщина прижимного поршня обратно пропорциональна диаметру печи. Для 30 см конструкции = 6-10 мм., При 60 см = 4-6 мм., а на печь в 80 см, толщина гнёта = 2,5 – 4 мм.
• Рёбра на поршне небольших диаметров делают прямыми, а для высоких печек лучше будет изогнуть рёбра, как бы закручивая их по часовой стрелке.
• Труба-воздуховод должна выступать из прижимного поршня, её край заканчивается на уровне с краем рёбер.
• Диаметр дымохода (на 30 см-ю печь) достаточно 15 см.
• Диаметр трубы-воздуховода = 7,5 – 8 см.
• Зазор между крышкой и воздуховодом – не более 2,5 мм.
• На крышке печи, в том месте, где она пропускает воздуховодную трубу, наваривается небольшой воротник. Это очень важная деталь для того, чтобы не допустить снижения КПД! Его высота будет зависеть от получившегося зазора и будет в 80 раз больше его.
• Также нужно определиться с длиной воздуховода. Чтобы её вычислить, учитывается, что минимально, над воротником труба должна возвышаться на 15 см.

Этапы сборки печи с размерами деталей

Толщину стенок Бубафони нужно делать больше, чем у фабричных моделей. Там они выполнены из жаростойкой стали (теплопроводность выше), а газы не контактируют со стенкой так плотно, как в самодельной модели. Если сделать стенки толщиной 2,5 мм, как у заводских котлов, на них быстро скопится толстый слой нагара, а дымоход будет скапливать большое количество конденсата. Толщина стенок Бубафони должна быть 4-6 мм!

Если требуется согнуть котёл из листовой стали, то возникает дилемма: листогибочные станки на небольших предприятиях не гнут сталь толще 2,5 мм.

Тонкую сталь всё же можно использовать для печей небольшой мощности, но только без водяной рубашки!

Основные элементы печи «Бубафоня»

• — Топливный бак (в него непосредственно загружают топливо, здесь же происходит его сгорание);
• — Отводящий тепло трубопровод (при помощи хомута и теплоизолирующего материала соединяется с основным трубопроводом отопительной системы);
• — Прижимной круг с грузом и подводящим трубопроводом;
• — Заслонка;
• — Крышка печи.

Инструментарий и материалы, требуемые для конструирования печи «Бубафоня»

• — Труба металлическая 2 шт.;
• — Металлическая емкость под топливный бак (металлическая бочка или другой подобный металлический цилиндр с герметичным дном) с толщиной стенок не менее 3 мм;
• — Болгарка (шлифовальная машинка с отрезным и зачистным кругом);
• — Ножовка для работы с металлом;
• — Отрезки швеллера или металлических уголков;
• — Сварочный аппарат с электродами;
• — Молоток, зубило;
• — Стальные листы.

Металлическая бочка отлично подойдет под корпус для печи

В чем суть принципа верхнего горения?

В печном и котельном оборудовании с верхним горением топка имеет форму вертикально ориентированного цилиндра. Очевидно, что топливная закладка в таких условиях будет гореть дольше, чем при обычном способе разжигания снизу.

В свое время технологию несколько усовершенствовали инженеры компании Stropuva, применив следующие нововведения:

• Воздух стали подавать дозировано и только в зону горения. Для подачи воздуха пришлось установить телескопический воздуховод.
• Чтобы помимо горения в верхней зоне топливной закладки возникал пиролиз, была установлена камера подогрева воздуха до 4000°C.

Дожигание пиролизных и дымовых газов — происходит в пространстве над топливной закладкой. За счет применения пиролиза КПД установки удалось значительно повысить.

Рационализация от Афанасия Бубякина: схема нового устройства

Очевидно, что повторить котел Stropuva в домашних условиях невозможно: во избежание неполадок звенья телескопического воздуховода нужно изготовить с очень высокой точностью. Афанасий Бубякин предложил более простой способ подогрева воздуха и его подачи в зону горения. «Бубафоня» — никнэйм этого строителя на одном из форумов, где конструкция и была опубликована. В дальнейшем это название закрепилось и за печью.

Решение простое:

• Уложить на топливную закладку гнет с прикрепленной к нему трубой-воздуховодом, выходящей через крышку топки наружу. По мере прогорания топлива гнет опустится под собственным весом, а воздух всегда будет поступать в верхнюю часть закладки.
• На нижней стороне гнета при помощи отрезков уголка либо швеллера оформить полые радиальные каналы, по которым воздух будет двигаться на периферию. За время своего пути он как раз и нагреется до необходимой температуры.

Фото 1. Схема внутреннего устройства печи Бубафоня с указанием размеров дымохода и конденсатосборника.

Размеры гнета подбираются так, чтобы между ним и стенками топки оставался достаточный зазор для выхода пиролизных газов.

Принцип действия печи Бубафоня

Обогрева в личном хозяйстве требуют не только жилые помещения.

Многие хозяева не могут себе представить ни одного дня, чтобы не поработать, например, в мастерской или гараже, а зимой без локального отопления в этих постройках будет очень некомфортно.

Обогрев может быть необходим и в приусадебном хозяйстве – теплицах, помещениях для домашних животных и птицы.

Проводить в такие постройки отопительный контур от дома – крайне сложно и разорительно.

Лучше предусмотреть установку печек, которые можно будет протапливать по мере необходимости твердым топливом – дровами, опилками, углем и т.п. Вариантов подобных отопительных приборов – немало, и многие из них отличаются и экономичностью, и удобством в использовании.

Печки можно приобрести в магазинах, но хороший хозяин всегда сможет сделать ее и самостоятельно. Одна из таких распространенных поделок — печь бубафоня своими руками.

Печи длительного горения становятся все более популярными. Кому не хочется тратить на обогрев меньше топлива и времени.

Тем более что вовсе не обязательно покупать дорогие котлы. Есть очень интересные печи длительного горения, которые легко можно сделать собственными руками. Например, очень интересная и оригинальная конструкция такой печи – бубафоня.

Конструкция этой чудо-печки такова, что подвижный поршень опирается на сложенные на дне топки дрова.

Он делит камеру сгорания на две части: внизу под ним горят дрова, а сверху догорают пиролизные газы. Получается, что дрова горят не снизу-вверх, как обычно, а сверху-вниз.

Процесс при этом проходит намного медленнее, а топливо сгорает практически без остатка.

Кислород для горения дров подается через трубу, которая служит стержнем для поршня.

В верхнюю часть топки, где горят пиролизные газы, кислород поступает через отверстия в крышке (там, где вставляется труба от поршня, и там, где крышка совмещается с корпусом) потому заботиться о герметичности не нужно. Это даже вредно – печка при недостатке кислорода «задыхается».

За счет такого разделения камер топливо прогорает полностью.

Интенсивность горения регулируется через трубу, к которой приварено поршневое кольцо.

Для удобства приваривается к трубе небольшой штырь, к которому подвижно крепится металлический диск, диаметр которого немного больше этой трубы. Некоторые просто перекрывают или ограничивают поступление воздуха любым предметом, регулируя этот зазор.

Время горения одной закладки зависит в большей степени от объемов топки: чем больше топка, тем больше дров, тем дольше горит топливо. В среднем одна закладка дров в бубафоню из газового баллона горит 4-6 часов (зависит еще от дров и другого «добавочного» топлива).

Бубафоня из бочки своими руками — куда уж проще!

Итак, мы подошли к наиболее важному моменту — резке, сварке и сборке Бубафони из такого бросового материала, как бывшая в употреблении стальная бочка. Надо сказать, что к ней предъявляются всего два требования — отсутствие вмятин (иначе будет зависать прижимающий груз) и целостность стенок

Конечно, из-за небольшой толщины металла теплоёмкость конструкции будет, мягко говоря, не очень, а КПД не выйдет за пределы среднестатистических величин, но зато объём позволит самодельному агрегату работать до 12 часов на одной загрузке. Достоинство отслужившей свой срок ёмкости заключается ещё и в том, что в случае прогорания стенок можно будет легко отыскать замену повреждённому корпусу.

Для изготовления Бубафони подойдёт металлическая бочка, отслужившая свой срок

Хоть постройка Бубафони и не является сложным технологическим процессом, мы разделили его на этапы. Это позволит соблюдать чёткую последовательность действий и избежать трудноустранимых ошибок.

1. Прежде всего требуется срезать с бочки крышку. Делать это лучше всего угловой шлифмашиной с не очень тонким отрезным кругом — лучше всего не прорезать металл в произвольном месте, а пройтись болгаркой по сварному шву. Этот способ хорош тем, что получившийся цилиндрический корпус будет иметь ровные края, а отрезанная часть с развальцовкой в дальнейшем сможет послужить крышкой «Бубафони».

При срезании крышки надо быть максимально аккуратным

2. Край бочки надо немного подогнуть внутрь, для чего удобно воспользоваться небольшой кувалдой.

Так должен выглядеть верхний срез бочки после обработки

3. Обвальцовку крышки, наоборот, потребуется расширить, чтобы она плотно прилегала к кожуху печи.

Развальцованная крышка

4. Пробку, которая есть у большинства бочек, заваривать не нужно. Её наличие — отличный повод приспособить дополнительную заслонку для подачи вторичного воздуха в зону пиролитического сжигания.

5. По центру верхнего люка вырезают отверстие по диаметру трубы воздухораспределителя, оставив зазоры для прохода воздуха.

Отверстие под трубу воздухораспределителя надо прорезать максимально точно и аккуратно

6. Изготавливают поршень. Лучше всего для этого использовать стальной лист, толщина которого соответствует расчётным параметрам, но при отсутствии необходимого материала можно обойтись и крышкой, срезанной с другой бочки. При этом лучше не обрезать её по внутреннему диаметру кожуха, а воспользоваться всё той же кувалдой, отгибая края вниз по всей окружности. Дело в том, что в зоне сжигания возникает высокая температура, из-за которой тонкостенный поршень будет коробить. Сделанные загибы будут служить своеобразными рёбрами жёсткости, которые не позволят воздухораспределителю деформироваться.

7. По центру металлического блина прорезают отверстие, соответствующее диаметру трубы для подачи воздуха.

8. С нижней стороны прижимающего груза приваривают лопасти, которые будут формировать высоту рабочей зоны и равномерно распределять по ней воздушный поток. Можно упростить себе работу, приварив отрезки швеллера, как это показано на нашем фото, но лучше всё-таки потратить немного времени и сделать профилированные воздуховоды из металлической полосы. Ранее мы говорили о преимуществах такой конструкции.

9. По центру поршня на лопасти монтируют самодельную шайбу или старую шестерню. Она позволит перераспределить воздушный поток из средней части рабочей камеры к периферии.

Поршень с прямыми лопастями сделать намного проще, однако при этом теряются преимущества турбулентного смешивания воздушного потока

10. На трубу для подачи воздуха монтируют задвижку или заслонку, снабдив устройство фиксирующим элементом любого типа — да хоть простой барашковой гайкой. После этого её вставляют в «блин» и обваривают сплошным швом.

Труба подачи воздуха оборудуется задвижкой

11. Верхнюю часть кожуха размечают по диаметру патрубка для присоединения дымохода.

Разметка корпуса под патрубок дымохода

12. Патрубок обваривают сплошным швом, контролируя его герметичность.

Монтаж патрубка выполняется сплошным швом для обеспечения герметичности конструкции

13. К нижней части корпуса монтируют опоры из металлических уголков или труб.

14. Верхний люк снабжают удобными ручками, после чего устанавливают поршень и закрывают агрегат крышкой — всё, Бубафоня готова.

Вот какую Бубафоню можно сделать из старой металлической бочки

После сборки печь устанавливают на место, присоединяют дымоход и производят пробный запуск.

Достоинства и недостатки

Твердотопливные печи Бубафоня отличаются простотой и неплохими характеристиками. Они избавляют пользователей от лишних хлопот с дровами, обеспечивая длительную подачу тепла в помещения. Давайте ознакомимся с их основными достоинствами:

Топливо в Бубафоне горит достаточно долго, хорошо прогревая помещение, однако, как только горение прекращается, печь очень быстро остывает.

• Длительное горение – от 6 до 20-24 часов (и даже больше). Все зависит от размеров используемого агрегата и качества используемого топлива;
• Простейшая конструкция – позволяет с легкостью собрать печь Бубафоня своими руками, используя подручные инструменты;
• Минимум регулировок – единственным регулятором является небольшая шиберная заслонка в трубе для подачи воздуха;
• Не требует электроэнергии – печь Бубафоня может работать в зданиях без электрификации;
• Надежность – если мы взглянем на схему данной печки, то мы обнаружим, что ломаться в ней практически нечему;
• Возможность работы на любых видах твердого топлива – вплоть до антрацита, характеризующегося максимальным тепловыделением.

Есть и некоторые минусы:

• Быстрая потеря температуры при затухании дров – теплу здесь просто негде аккумулироваться;
• Не самая красивая конструкция – в наибольшей степени это относится к самодельным агрегатам, которые часто собираются из старых газовых баллонов и бочек;
• Сложности в уходе – загрузка дров требует извлечения прижимного блина и тщательного очищения дна печки от золы и угольков;
• Необходимо заботиться об удалении сажи и конденсата – сажа чаще всего образуется при сжигании угля;
• Слишком интенсивное горение печи Бубафоня может привести к перегреву воздуха или теплоносителя (при использовании водяной рубашки) – поэтому самый минимальный контроль все-таки необходим;
• Возможность попадания дыма в помещение – это случается за счет эффекта обратной тяги, когда дым выходит через трубу для подачи воздуха.

Некоторые минусы довольно серьезные, но с ними придется мириться. Например, для более легкого удаления конденсата рекомендуется поработать над дымоходом, а для того чтобы дать тяге правильное направление, следует установить в системе дутьевой вентилятор с регулировкой скорости вращения.

Самый простой способ сбора конденсата – сделать дымоход с вертикальным отводом вниз. Дым будет уходить в верхнюю часть, а конденсат будет собираться в нижней части, оснащенной краном для слива.

Это интересно: Импрегнированная древесина

Устройство печи верхнего горения

Конструкция отопителя данного типа сильно отличается от традиционных дровяных буржуек. Вертикальная печка «Бубафоня» состоит из следующих элементов (смотрим чертеж):

• топливник цилиндрической формы с дверцей зольника и съемной верхней крышкой;
• дисковый груз с распределителями воздуха, приваренный к торцу воздушной трубы;
• колосниковая решетка;
• патрубок подключения дымохода.

Чертеж печки из стандартного газового баллона 50 л

Цилиндрическая форма стенок камеры сгорания обусловлена 3 причинами:

С точки зрения аэродинамики круглая труба всегда лучше профильной. Поднимаясь вдоль стенок, продукты горения равномерно нагревают корпус буржуйки.

Отсутствуют угловые сварные швы – слабое место любой стальной печи или котла.

В процессе прогорания остатки топлива не «зависают» по углам, что наблюдается даже у некоторых котлов продолжительного горения.

Верхний торец воздушной трубы оборудован заслонкой для ручного регулирования подачи воздуха в топку. Снизу к ней приделан груз дисковой формы (другие народные названия – блин, поршень). Снизу к диску приварены прямые либо изогнутые распределители воздушного потока. Сама труба проходит сквозь крышку топливника с минимальным зазором 2—4 мм.

Розжиг печи производится сверху (фото слева), горение продолжается под поршнем (справа)

Как работает печь длительного горения «Бубафоня»:

Камеру доверху наполняем твердым топливом – дровами, углем, опилками. Горючее разжигаем прямо сверху, как показано на фото. Затем вставляем в топку поршень, закрываем крышку.

Открываем заслонку на торце воздуховода. Когда печка разгорится, прикрываем подачу воздуха примерно наполовину.

Горение происходит в верхней зоне топливной закладки, под блином. Именно туда под воздействием естественной тяги дымохода поступает воздух из трубы. Распределители способствуют лучшему рассеиванию потока.

Раскаленные газы проходят сквозь зазор между диском и корпусом, отдают тепло стенкам камеры и устремляются в дымоход.

По мере прогорания дров груз опускается под собственным весом, пока не упрется в колосниковую решетку.

Важная особенность «Бубафони». Поскольку сжигание топлива происходит сверху вниз, зона горения постепенно смещается вслед за поршнем. Стенки вокруг пылающего слоя дров прогреваются максимально (иногда – докрасна), температура остального корпуса гораздо ниже.

Зона наибольшего нагрева хорошо видна снаружи, когда буржуйка разогревается докрасна

Как сделать печь своими руками

Для изготовления печи используют водогазопроводные трубы большого диметра, газовые баллоны, старые стальные бочки. Толщина стенки труб должна быть не менее 2,5 мм. Для проведения сборочных работ понадобятся следующие материалы и оборудование:

• Сварочный аппарат, электроды, щиток;
• УШМ (болгарка);
• Молоток;
• Ножовка по металлу;
• Электрическая дрель и другие.

Кроме инструмента обязательным требованием является наличие навыков сварщика. Ряд операций удобно проводить с применением газорезки.

Простейший метод – изготовление печи из баллона или старой толстостенной бочки. По сути топка уже готова. У газового баллона срезается верхняя сферическая часть (болгаркой по существующему стыку). Затем по периметру среза приваривают стальную полосу, которая будет являться юбкой. Диаметр юбки должен быть чуть больше диаметра баллона. В крышке по центру вырезается отверстие, соответствующее наружному размеру трубы воздуховода. Для удобства обслуживания на крышку привариваются ручки из гнутого металла. Крышка готова.

На следующем этапе изготавливается поршневой узел. Из листа расчетной толщины вырезается круг. К кругу по центру приваривается труба воздуховода. После этого по центру вырезают отверстие, соответствующее внутреннему диаметру трубы. На нижнюю плоскость монтируются элементы воздушных каналов – уголки, швеллеры, гнутые полосы. Поверх полос устанавливается отбойник с отверстием. Наружный размер отбойника должен немного превышать диаметр воздуховода. В отбойнике просверливают отверстие по центру. К верхнему концу воздуховода прикрепляют регулирующую заслонку. Механизм готов к использованию.

Изготовление бубафони из бочки имеет аналогичный алгоритм. Крышка изготавливается другим способом. Болгаркой обрезают крышку бочки по окружности с участком корпуса. Боковые стенки крышки разгибают молотком на расширение. Кромку бочки подгибают внутрь. Приваривают ручки, прорезают отверстие – крышка готова.

Стоит отметить, что бочки для создания печек применяются редко. Они имеют малую толщину стенки, при сварке их сильно ведет. Соотношение диаметра и высоты у бочек не оптимальны для правильного горения. Срок службы таких печей невелик.

В случае применения в качестве основы трубы дно ее заваривается встык листом металла. Крышка также изготавливается из стали повышенной толщины.

На последнем этапе монтируют патрубок дымохода. В боковой поверхности вырезается отверстие и приваривается патрубок расчетного диаметра. Длина патрубка принимается 400 – 500 мм.

Основные элементы конструкции готовы. Кроме них изготавливают дополнительные элементы – ограждение корпуса, ножки печи, зольник. Зольник делают из металла – вырезают круг чуть меньше, чем диаметр топки. По периметру монтируется бортик из стальной полосы. К кругу приваривается арматура или труба малого диаметра. Зольник устанавливают под поршень, арматура проходит через воздуховод. После снятия поршня зольник поднимают за арматуру (трубу). Некоторые умельцы монтируют вместо зольника дверцу в нижней части.

Печной фундамент для бубафони заливают по ленточному типу (в монолит). Отрывается приямок глубиной 40 – 50 см, заливается бетонным раствором. После застывания на фундамент выкладывается площадка из огнеупорного кирпича. Низ печи имеет высокую температуру и простой бетонный фундамент постепенно разрушится.