Кладка печей и печные приборы

Для кладки печей большой теплоемкости употребляются: кирпич простой и огнеупорный, глина простая и огнеупорная, песок, изразцы и листовое железо.

Простой кирпич употребляется преимущественно красный, хорошо обожженный, хотя для печей можно, без ущерба для их прочности, употреблять и полуалый кирпич; железняк не годится для кладки печей вследствие слабой связи его с глиною. Для облицовки частей, подвергающихся сильному раскалу и непосредственному действию пламени, употребляется огнеупорный кирпич, приготовляемый из особой огнеупорной глины; кирпич этот имеет размеры 5,₅ x 2,₅ x 1,₅ вершка. Как простой так и огнеупорный кирпич должны быть правильной формы, с гладкими постелями, для достижения более тонких швов между кирпичами.

Кладка печей производится на жидкой глине; известковый, цементный и гипсовый растворы не пригодны для этой цели, так как при сильном нагревании они недостаточно затвердевают и крошатся.

Глина должна быть не слишком жирная, очищена от органических примесей и круглых камешков и, для однородности состава, тщательно размята с чистым кварцевым песком и водою до состояния жидкого теста; количество добавляемого песку зависит от степени жирности глины. Песок должен быть мелкозернистый для достижения более тонких швов.

Кладка огнеупорного кирпича производится на огнеупорной же глине, но так как последняя вместе с кварцевым песком дает легкоплавкое и непрочное соединение, то для уменьшения жирности огнеупорной глины, к последней примешивается не песок, а

мелкий порошок из толченного огнеупорного кирпича или изразцов известный под названием шамоты.

Главные правила печной кладки состоят в следующем:

1) Простой кирпич перед кладкой должен быть тщательно вымочен в воде; для этой цели перед каждой складываемой печью устанавливается ушат с водою, в которой кирпич вымачивается до тех пор, пока из него не перестанут выделяться пузырьки воздуха, то-есть пока кирпич не пропитается водою вполне не вполне вымоченный кирпич, впитывая в себя воду из глины делает последнюю недостаточно пластичною, вследствие чего она плохо связывается с кирпичом и не дает возможности сделать швы в должной мере тонкими. Огнеупорный кирпич, как менее гигроскопичный, достаточно лишь сполоснуть водою, вполне же пропитанный водою огнеупорный кирпич, как показал опыт, менее противостоит действию высокой температуры.

2) Для прочности печи необходимо, чтобы швы между отдельными рядами кирпичей были возможно более тонкие; из толстых швов глина, растрескиваясь при нагревании, легко выкрашивается. Для достижения тонких швов кладка производится на жидкой глине и положенный на глину кирпич притирается к нижележащему с надавливанием рукою или постукиванием деревянной колотушкой, вследствие чего раствор выдавливается из шва.

3) Кладка должна производиться с соблюдением правильной перевязки между кирпичами, за исключением огнеупорного кирпича который не следует перевязывать с красным кирпичом, имея в виду неодинаковый коэффициент их расширения.

4) Практикующуюся часто обмазку глиной внутренних поверхностей дымоходов и топливника для придания им более гладкого вида не следует делать, так как глина не связывается плотно с кирпичом и, по высушке, отваливается, засоряя лишь дымоходы и топливник; поверхности эти достаточно обмыть по окончании кладки мокрой тряпкой, чтобы смыть с них случайно приставшие куски глины.

Кладка печи начинается с шанцев при сплошном или с зольника при решетчатом поде, затем следует врубка топочной решетки, которая кладется на выступы, вырубленные в кирпиче ,(черт. 119).

При малой площади топочной решетки она отливается в виде цельной плитки с соответственными прорезами для прохода воздуха к топливу (черт. 140); во избежание засорения прорезов последние расширяются книзу, дабы в них не могли задерживаться попавшие туда мелкие угольки. При большой площади топочной решетки она делается из ряда отдельных брусков, называемых колосниками. На черт. 141 представлены наиболее употребительные формы колосников; последние отливаются из чугуна и имеют вид бруса равного сопротивления. снабженного на концах уширенными головками вследствие чего, при укладке колосников друг к другу, между ними образуются прорезы для прохода воздуха к топливу. При установке решетки необходимо принимать во внимание значительное расширение последней при сильном нагревании, почему вокруг нее всегда следует оставлять зазоры приблизительно в 1/24 часть её длины: плотно заделанная решетка, не имея возможности свободного расширения,  расстраивает кладку, или же коробится.  

рисунок 140,141

Наконец для удобства прочистки решетки от золы и шлаков, что в особенности важно при топке каменным углем, решетка должна быть устанавливаема таким образом, чтобы прорезы шли по направлению, от топочной дверцы к задней части топливника.

Выше топочной решетки топливник следует обделывать огнеупорным кирпичом толщиною в 1/2 кирпича, общая же толщина стенок топливника должна быть не менее одного кирпича, дабы в топливнике не происходило излишнее охлаждение продуктов горения через тонкие стенки, что неблагоприятно отражается на полноте горения топлива; исключение из этого правила можно допускать лишь для печей малого размера, где, за недостатком места, может быть допущена толщина стенок в 3/4 кирпича. Сверху топливник перекрывается сводиком из того же огнеупорного кирпича, с оставленным в нем отверстием для прохода продуктов горения в подземный колодезь.

В переднюю часть топливника заделываются дверцы, имеющие различное назначение: дверца, заделываемая в отверстие поддувала (поддувальная дверца), служит для очистки зольника от золы и кроме того снабжается отверстиями с задвижками для регулирования количества воздуха, притекающего к топливу через эти отверстия; непосредственно в переднюю часть топливника заделывается топочная дверца, служащая для накладывания топлива и для очистки топочной решетки; наконец в тех случаях, когда топливник должен заключать в себе запас топлива на более продолжительное время, сверх топочной дверцы устраивается еще особая наполнительная дверца, через которую и производится накладывание топлива, топочная же дверца в этом случае служит главным образом для прочистки решетки, а в некоторых случаях для добавочного притока воздуха к топливу. Дверцы эти устраиваются из железа, меди и чугуна.

рисунок 142,143

На черт. 142 представлена железная поддувальная дверца, состоящая из рамки из углового железа, к которой приделано железное же полотнище б на петлях, снабженное отверстиями а для притока воздуха; сзади к полотнищу прикреплена подвижная пластинка в, снабженная такими же отверстиями и могущая передвигаться вправо или влево, при чем отверстия полотнища приходятся против отверстий пластинки в, или же прикрываются целыми частями последней, чем и достигается изменение площади отверстий. через которые протекает воздух в поддувало. Устройство медных поддувальных дверец аналогично железным, при чем из меди делается только полотнище б и медью же покрывается снаружи угловая рамка. На черт. 143 показана такая же чугунная поддувальная дверца.

Поддувальные дверцы для печей имеют обыкновенно размеры; 3 x 5 вершков для удобства прочистки зольника от золы, площадь же отверстий в них значительно меньше и зависит от количества воздуха, потребного для сжигания топлива.

Топочная и наполнительная дверцы, подвергающиеся сильному раскалу, делаются обыкновенно двойные, при чем внутренняя дверца предохраняет от раскала наружную; обычные размеры отверстий топочных дверц для печей при дровах 4 x 5 и 5 x 5 вершков и при: каменном угле 3 x 5 вершков;, эти же размеры придаются и наполнительной дверце, при наличности:. таковой топочная дверца, назначенная в этом случае лишь для прочистки решетки, может быть уменьшена до 3 x 4 вершков.

рисунок 144

На черт. 144-146 представлены три типа топочных и наполнительных дверец. На черт. 144 показана часто применяющаяся герметическая чугунная дверца: к наружному полотнищу её прилиты петли а, а, вращающиеся около стержня в и могущие в то же время двигаться вдоль этого стержня вверх и вниз; рамка дверцы снабжена выступами г, г, задняя плоскость которых срезана наклонно,. к дверце же прикреплена полоса д с отогнутыми концами, которые заходят за выступы г при опускании дверцы вниз и, скользя при: этом по наклонно срезанным плоскостям выступов, плотно прижимают дверцу к рамке. Дверца эта проектирована специально для герметических печей, но применяется часто и для обычных голландских печей; недостаток её состоит в сложности устройства и в затруднительности открывания её после плотного закрытия дверцы, что сопровождается расшатыванием рамки в кладке.

Гораздо проще дверца, показанная на черт. 145; здесь достаточная плотность притвора наружной дверцы достигается тем, что наружная часть рамки срезывается наклонно и пришлифовывается к наружному полотнищу, при чем последнее собственною тяжестью достаточно плотно прижимается к рамке. Наконец на черт. 146 показана одиночная топочная дверца, снабженная сзади приклепным полотнищем а; последнее также предохраняет наружную топочную дверцу от слишком сильного раскала, но однако же менее, нежели отдельная внутренняя дверца; приспособление это устраивается лишь при железных и чугунных дверцах, так как медные полотнища даже при сравнительно малом раскале сильно коробятся и тускнеют.

рисунок 145,146

Для укрепления дверец служат железные полоски, приклепанные к рамке дверец и заделанные в кладку; иногда же укрепление это производится при помощи пучка печной проволоки, продетого в отверстия в рамке дверец и заделанного затем в кладку. При заделке топочных и наполнительных дверец надо иметь в виду расширение их при сильном нагревании, почему кирпичная кладка печи не должна плотно примыкать к рамке, а между последней и кладкой следует прокладывать упругую прокладку, дающую возможность дверце свободно расширяться,не расстраивая кладки; для последней цели обыкновенно служит асбестовый шнур к толщиною около 1/2 дюйма, обматываемый вокруг дверцы (черт. 145).

Здесь же следует заметить, что отверстия, в которые укрепляются дверцы, следует перекрывать кирпичными перемычками, отнюдь не допуская часто применяющихся для этого железных полосок с перекрытием по ним кирпичом плашмя; вследствие не-одинакового коэффициента расширения железа и кирпича полоски эти при нагревании расстраивают кладку и прогибаются, что сопровождается опусканием положенных на них кирпичей и появлением трещин над отверстиями.

Толщина стенок подъемного колодца делается в 3 вершка и лишь при печах большого размера толщина эта доходит до ³/4 кирпича; при подъемном колодце большого размера в нем устраивается иногда насадка из рядов кирпичей, как это сделано в печи Свиязева (черт. 118), или из ряда арочек а (черт. 147); такая насадка служит для увеличения теплоемкости печи и для усиления передачи тепла в самом колодце; арочки, расположенные вверху подъемного колодца, облегчают также перекрытие его, каковое в этом случае может быть сделано обыкновенным кирпичом плашмя; при отсутствии этих арочек перекрытие производится специальными плитами большого размера (7,5 х 15 вершков); перекрытие же сводом может сопровождаться появлением трещин в этом месте от распора свода.

рисунок 147

Толщина стенок перевала из подъемного в опускные колодцы также делается в 1/2 кирпича, перекрышка же его должна быть не менее как в 2 ряда кирпича; опускные колодцы имеют стенки толщиною в 1/4 кирпича, при чем, как было уже указано ранее, такие колодцы складываются в футлярах из листового железа; размеры этих колодцев должны быть таковы, чтобы, при достаточной перевязке между кирпичами, последние не приходилось бы по возможности рубить на части, допускал для этого лишь рубку кирпича на половинки. На черт. 148 указана кладка двух последовательных рядов наиболее удобных в этом отношении типов одиночных, двойных, тройных и четверных колодцев; первые применяются в тех случаях, когда требуется развитие большой поверхности нагрева, но, очевидно, что теплоемкость такой печи будет меньше, нежели при устройстве двойных, тройных или четверных колодцев. Наиболее прочными и удобными для кладки следует считать колодцы типа IV, VI, VII и VIII, так как здесь вся кладка ведется из целого кирпича.

рисунок 148

Опускные колодцы заканчиваются сборным боровом, из которого дым проводится в дымовую трубу при помощи особого патрубка; последний обыкновенно состоит из железного футляра, обделанного внутри в 1/4 кирпича.

Далее, печь снабжается приборами, служащими для закрывания её по окончании топки. Чаще всего для этой цели употребляется вьюшка, состоящая из рамки а (черт. 149) с круглым отверстием, закрываемая блинком б и противнем в; таким образом здесь получается плотный двойной затвор. 

 

рисунок 149  

Вьюшка заделывается в кладку в горизонтальном борове между печью и дымовой трубой, для открывания же и закрывания её служит вьюшечная дверца, назначенная одновременно для очистки трубы и борова от сажи; при этом вьюшка устанавливается или между дымовой трубой и дверцей (черт. 150), изолируя таким образом дымовую трубу от помещения, или же между дверцей и печью (черт. 151), закрывая в этом случае печь; второй способ расположения вьюшки предпочтительнее, так как в этом случае дымовой трубой можно пользоваться как вытяжным каналом для извлечения испорченного воздуха; для последней цели следует, закрыв вьюшку, оставить открытою вьюшечную дверцу, через которую воздух помещений и будет поступать в дымовую трубу и по последней извлекаться наружу. 

 

рисунок 150,151,152

Вместо вьюшек для закрывания печей употребляются иногда бараны или клапаны на боковой оси, которая проходит сквозь стену и заканчивается ручкой в помещении (черт. 152); иногда подобная ось с ручкой приделывается непосредственно к противню вьюшки (черт. 153), не имеющей в этом случае блинка. Оба последние способа неудобны в том отношении, что во время топки печи такой баран подвергается действию продуктов горения, причем частью прогорает, часто коробится и служит менее удовлетворительно, нежели обычная вьюшка.

Для той же цели может служить и обыкновенная задвижка (черт. 154), двигающаяся в пазах рамки, заделанной в кладку; но так как торчащая при этом ручка задвижки имеет крайне некрасивый вид, то обыкновенно ручка задвижки помещается в нише, закрываемой дверцей а (черт. 155); надо при этом однако заметить, что задвижка не имеет никакого преимущества перед вьюшкой и даже дает менее плотный затвор, нежели вьюшка, почему последняя при сравнительно малых размерах дымовой трубы при печах употребляется преимущественно.