II. Комнатная печь системы проф. В. Е. Грум-Гржимайло и ниж. И.С. Годгородника

К недостатку печи проф. В. Е. Грум-Гржимайло нужно отнести то, что вверху печь прогревается больше, чем внизу. Между прочим, это отмечает и сам проф. В. Е. Грум-Гржимайло в своей книге "Пламенные печи". Надо заметить, этот недостаток присущ не только печам проф. В. Е. Грум-Гржимайло.

Между тем, чрезвычайно важно, чтобы печь была прогрета внизу. Тогда воздух помещения начинает подогреваться у самого низа печи; подогретый, он поднимается вдоль печи вверх, у пола не застаивается холодный тяжелый воздух и не получается на полу ямы холодного воздуха.

Вторым недостатком печи проф. В. Е. Грум-Гржимайло является связь контрфорсов с тонкой. При замедленном горении топка сильно нагревается, расширяется, поднимает контрфорсы и вместе с тем наружную кладку печи и при перегреве может вызвать трещины. При нормальной топке трещин не бывает.

Для устранения указанных недостатков в печи проф. В. Е. Грум-Гржимайло таковая автором изменена следующим образом.

В целях равномерного нагревания всех частей печи и предотвращения появления в наружных стенках ее трещин от распора более нагретыми внутренними частями, в полости печи над топливником или позади него установлены кирпичные столбы, не связанные со стенками печи и стоящие или совершенно отдельно, или связанные только между собой. В стенках топливника устроены отверстия а. Печь изображена на рис. № 7.

Рис. 7

Наружные стенки этой печи представляют собою камеру, в которой топка не связана с наружной кладкой, а для увеличения внутренней поверхности как на топке, так и в остальной свободной полости камеры печи устанавливается ряд столбов в виде стенок В (фиг. 1, 2, 4). В боковых стенках топки устраиваются отверстия а для устранения неравномерности прогревания печи по высоте. Во время топки через эти отверстия из топки выливаются горячие газы. Вылившись из топки, горячие струйки или полностью всплывают кверху, как это видно на рис. 2 фиг. 1 и 2, если струйки вытекают из отверстия спокойно с незначительной скоростью или бьют в наружную стенку печи при больших скоростях. Во всех случаях прогрев низа печи увеличивается и сравнивается с верхом.

Рис. 8

Движение газов во время топки происходит так, как указано на рис. 8, фиг. 1.

После закрытия вьюшки, пока воздух в топке имеет температуру выше температуры воздуха, заполняющего верх камеры печи, циркуляция его происходит, как указано на фиг. 2 рис. 8.

Во время этой циркуляции тепло, аккумулированное топкой и прогретыми верхними частями печи, передается нижним частям стенок печи. Если эти стенки внизу сделаны тонкими, в ¹/₄ кирпича, а вверху в ¹/₂ кирпича, то температура верха и низа печи может сохраняться одинаковой во все время остывания печи в перерывах между топками.

В тот момент, когда топка остынет настолько, что температура воздуха окажется ниже температуры воздуха, заполняющего верх камеры, воздух из топки не может подняться вверх в камере и циркуляция его происходит, как указано на рис. 8 фиг. 2 и 3.

Если вьюшка неплотна и пропускает воздух, то холодный воздух, входящий в топку через отверстия а сливается непосредственно к отверстию дымовой трубы, минуя прогретые верхние части топки и камеры (рис. 8, фиг. 4).

Тоже происходит и при открызании топочных дверец.

В печах, имеющих большую высоту (рис. 7, фиг. 3), для того, чтобы заставить весь воздух принять участие в циркуляции по всей высоте печи, над топкой устраивается ряд вертикальных каналов б, имеющих каждый свое хайло. Благодаря такому устройству тепло не скапливается под сводом, а при помощи циркуляции передается нижними частями стенок печи, которые к тому же делаются более тонкими, чем верхние и прогрев печи по высоте также делается одинаковым. Внутренняя кладка, не связанная с наружной, свободно расширяется от нагрева, что предупреждает появление трещин.

Отверстия а в боковых стенках топки имеют еще и другое назначение.

Может случиться, что внутренняя поверхность нагрева печи взята слишком большой для того расхода топлива, который нужен для отопления помещения, или создаваемое трубой разрежение слабо и горение идет замедленно, и как результат обоих случаев, газы уходят из печи слишком остывшими с температурой ниже 100°С. В этом случае влага, содержащаяся в топливе, конденсируется в дымовой трубе и на вьюшечной дверце. С вьюшечной дверцы течет грязная жидкость. Печь имеет неопрятный вид, в помещении распространяется дурной запах, дымовая труба быстро пропадает, в особенности, если она сложена на глине.

Увеличив или уменьшив отверстия в боковых стенках топки закладыванием в них кирпичей, мы увеличиваем или уменьшаем количество газов, ответвляющихся через боковые отверстия в топке и одновременно увеличиваем или уменьшаем прогрев низа печи и температуру дыма в дымовой трубе. Наилучшая температура дыма около 150°.

При такой температуре получается достаточно высокий коэффициент полезного действия печи, хорошее действие дымовой трубы, и труба не разрушается от сырости.

О температуре дыма во вьюшке можно судить по следующим признакам. При температуре ниже 100° с вьюшечной дверцы течет грязная жидкость при топке сырыми дровами. При температуре свыше 232° кусочек олова, помещенный во вьюшке на проволоке, плавится. Следовательно, если потеков с вьюшечной дверцы не наблюдается и в то же время олово не плавится, значит температура дыма держится в требуемых пределах.

Отверстия в боковых стенках топки уничтожают недостаток печи проф. В. Е. Грум-Гржимайло - больший нагрев вверху, чем внизу. С этими отверстиями получается почти одинаковый прогрев печи по высоте, особенно при кладке низа печи в ¹/₄ кирпича, а верха в ¹/₂ кирпича.

Сверху насадки В перекрываются кирпичем для предохранения свода от перегрева и большего расширения его, чем наружные стенки печи, и как следствие этого, появления трещин в боковых стенках печи.

Рис. 9. Пяты свода оперли на насадку. Расширившаяся от нагрева насадка В подняла верхушку печи и появилась трещина. Верх печи закопчен дымом

При кладке печи необходимо следить, чтобы печники не опирали пяты свода на насадку в (рис. 10). На рис. 9 помещена фотография печи, в которой печник опер пяты свода на насадку. Расширившаяся внутренняя кладка печи подняла верхушку печи примерно на 5 мм. Получилась трещина. Своды следует делать с подъемом не менее ¹/₅ пролета. Плоские своды вызывают трещины в боковых стенках печи.

Для равномерного распределения газовых струй между насадками и равномерного прогрева наружных стенок печи, между каждыми соседними насадками устраивается по одному хайло, но эти хайла делаются небольшими. Тогда во время топки через эти хайло бьет ряд газовых фонтанов, которые по выходе из хайло также свободны в своем движении.

Рис. 10. Как надо и как не надо перекрывать комнатную печь системы проф. В. Е. Грум-Гржимайло и инж. И. С. Подгородника

Мною были проделаны опыты постройки печей (рис. 11) с хайло сечением, равным полной ширине топки. При этом получилось, что вся масса газов проходила через заднее хайло X, а через переднее (газы спускались в) топку. В заднее хайло пламя направлялось отчасти дровами, помещенными в топку стоймя. Кроме того, стенки насадок, ограждающих заднее хайло, нагреваясь сильнее других, одновременно увеличивают приток газов к себе. Нагрев наружных стенок печи получился неравномерный. Поэтому приходится равномерно распределять газовые струи уменьшением величины хайло, увеличивая сопротивление выхода газа из топки. Увеличенное сопротивление выходу газов из топки заставляет газы равномернее распределяться между отдельными хайло. Но все-таки в отношении равномерности прогрева наружных стенок печи по периметру печь системы проф. Грум-Гржимайло в чистом виде с хайло, расположенным в центре камеры с одной восходящей струей газов, разливающейся под сводом между контрфорсами, обеспечивает более равномерный прогрев стенок печи по периметру.

Рис. 11

Экономический результат работы печи Грум-Гржимайло и Подгородника, в сравнении с печами с "оборотами" такой же, как и печи Грум-Гржимайло.

Допустимая по санитарным нормам максимальная температура наружной поверхности печи - 70°С.

В печи с "оборотами" только часть наружной поверхности имеет 70°. Остальная поверхность имеет температуру значительно ниже. Это снижает среднюю температуру поверхности печи и теплоотдачу ее. В печи же Грум-Гржимайло и Подгородника средняя температура поверхности приближается к максимально допустимой 70°, а потому и теплопередача печи приближается к возможному максимуму.

Печь Грум-Гржимайло и Подгородника не боится перегрева. На ряду с установкой в индивидуальных квартирах особенно можно рекомендовать ее для установки в местах, где возможен перегрев печи, например в бараках, конторах и проч.