Строительство бани своими руками. Устройство печки-каменки из листового железа, основная конструкция

Когда все материалы и инструменты подготовлены (этот процесс рассмотрен в части Строительство бани своими руками, материалы для печки-каменки), мы приступаем к устройству печки-каменки.

Внешние данные печки-каменки

Рис. 1 Печка-каменка

На рисунке 1 мы с вами видим, какая будет печка-каменка. 

Установка и крепление стенок зольника на основание печки-каменки

Для устройства зольника необходимо взять лист основания печки (А) размером 830х700 мм (0,58 кв.м), толщиной 5 мм и три заготовки стенок для устройства зольника:

• Лист Б 475х150мм (0,07 кв.м), толщиной 3 мм – 2 шт.
• Лист В 215х150мм (0,03 кв.м), толщиной 3 мм – 1 шт.

Рис. 2 Устройство зольника

На рисунке 2 слева вы можете видеть объемную модель результата выполненной работы. Справой стороны показа схема с размерами установки заготовок стенок зольника на лист основания печки. Красная линия указывает, с какой стороны необходимо положить сварочный шов, который фиксирует стенки зольника и основания.

Вначале необходимо с помощью сварки закрепить к основанию печки (А) заднюю стенку (Б) зольника с наружным размером длины 215 мм, после этого можно закрепить к основанию печки боковые стенки (В) зольника, с наружным размером длины 475мм. Сварочные швы желательно делать с наружной стороны зольника, чтобы в дальнейшем они не мешали установке поддона для выемки золы.

По правилам выполнения сварочных работ заготовки стенок зольника, не стоит крепить к основанию капитальным сварочным швом, вначале в трех местах осуществляется так называемая прихватка короткими сварочными швами примерно по 2 см длиной. Это необходимо для выравнивания стенок зольника по вертикали. Вертикальность стенок в этом случае контролируйте с помощью угольника угол, которого равен 90°.Следующим шагом следует установка основания топки, опорой которой будут служить стенки зольника.

Установка и крепление основания топки на зольник печки-каменки

Берем лист (Г) размером 800х400 мм (0,32 кв.м), толщиной 5 мм и с помощью болгарки вырезаем в листе место для установки колосниковой решетки. Размер вырезаемого отверстия 405х210 мм.

Рис. 3 Основание топки печки

С наружной стороны основания топки (Г), как показано на рисунке 3 сверху, необходимо установить два уголка длиной равной ширине отверстия под установки колосниковой решетки – 210 мм. Эти уголки  будут служить опорой для колосниковой решетки.  Для опоры колосниковой решетки, уголок может выступать не менее 15 мм, как показано на рисунке 3 внизу.

Рис. 4 Устройство опоры для колосниковой решетки

Уголки необходимо прикрепить к основанию топки (Г) с помощью сварки, как показано на рисунке 4. Сварочный шов указан красной разметкой. 

Теперь, когда основание для топки (Г) готово, его можно установить на стенки зольника и закрепить с помощью сварки. Сварочный шов проходит по периметру зольника с наружной стороны основания топки, как видно на рисунке 5 (сноска).

Рис. 5 Установка основания топки на зольник

Выступ основания топки от боковых стен зольника с обеих сторон должен быть 87,5 мм, этим обеспечим совпадение центральных осей зольника и места установки колосниковой решетки в основании топки.  Следующим шагом при устройстве печки-каменки будет установка двух боковых и задней стенки топки печки.

Разметка и устройство сквозных отверстий в стенках топки печки для установки патрубка дымоотводной трубы и водонагревателя

Прежде чем приступить к установке боковых стенок топки, нам необходимо в них сделать сквозные отверстия для установки патрубка для дымоотводной трубы и для установки водонагревателя в топке печки. Давайте ниже рассмотрим подробнее как выполнить разметку отверстий и как сделать отверстия под водонагреватель и под патрубок для установки дымоотводной трубы.

Рис. 6 Отверстие для патрубка дымоотводной трубы

Нам необходимо максимально выше расположить сквозное отверстие ? 120 мм под патрубок дымоотводной трубы относительно основания топки. От верхнего торца правой боковой стенки топки отмеряем 115 мм и проводим ось X. Далее определяем центр отверстия. Для этого проводим ось Y, отмеряя 560 мм от переднего торца стенки топки, как показано на рисунке 6. Ось Y так же определяет окончание рабочей части топки.

От оси Y отмеряем 60 мм и проводим ось Z. Пересечение осей X и Z определило нам центр будущего отверстия. С помощью фрезы или сварки по разметке вырезаем сквозное отверстие под патрубок для дымоотводной трубы.

Рис. 7 Направление тепловой энергии при сгорании дров в топке

Почему именно так расположим дымоходное отверстие? Как известно нам из описания, длина топки составляет 55 см, оставшееся место отведено под водонагреватель. Чтобы основное тепло от сгорания дров концентрировалось и проходило около водонагревателя именно напротив него мы с вами и сделаем отверстие для дымохода.

Так же по правой стене печки у нас с вами будет каменка, поэтому боковая тяга дымохода распложенного именно по этой стене увеличит концентрацию тепла именно около правой половины топки это видно на рисунке 7, где направление движения тепловой энергии указано стрелками. При таком виде сгорания дров в топке время прогревания камней в каменке сократится примерно на 30-35%. Далее рассмотрим с вами устройство отверстий под установку водонагревателя.

Примечание: красные  кружки на стенках печки обозначают повышенную температуру сгорания дров в топке, а желтые кружки обозначают менее низкую температуру сгорания дров.

Рис. 8 Отверстия для установки водонагревателя

В левой стенке топки нам необходимо сделать два сквозных отверстия диаметром не менее 28 мм, так через эти отверстия должны пройти в дальнейшем трубы водонагревателя с наружным диаметром, через которые будут проходить трубы водонагревателя ? 3/4″ (26,8 мм).

Сначала проведем разметку нижнего отверстия, как показано на рисунке 8. От верхнего торца стенки топки вниз отмеряем 250 мм и проводим ось X?, от заднего торца стенки топки отмеряем 60 мм и проводим ось Y?, пересечение осей определяет нам центр для устройства нижнего отверстия для установки водонагревателя.

Верхнее отверстие размечаем по такому же принципу, только от верхнего торца до оси X расстояние 60 мм, а от заднего торца до оси Y расстояние 130 мм. Межосевое расстояние по диагонали между отверстиями должно быть 200 мм. Сквозные отверстия можно сделать с помощью фрезы по металлу или с помощью сварки.

Установка и крепление двух боковых и задней стенки топки печки-каменки

В этом разделе статьи мы с вами рассмотрим способ установки двух боковых и задней стенки топки печки. Для этого нам потребуются три заготовки из листовой стали толщиной 5 мм:

• Лист Д (задняя стенка) 400х500 мм (0,2 кв.м) -  1 шт.
• Лист Е (боковая стенка) 800х500 мм (0,4 кв.м)-  2 шт.

Рис. 9 Установка боковых стенок топки

Так же потребуются бруски можно, к примеру, сечением 50х50 мм, длиной 87,5 мм. Эти бруски мы будем использовать в качестве шаблона длины выпуска основания топки (лист Г, рисунок 5). Устанавливаем эти бруски на основание печки (лист А) до упора торцом в стенку зольника как показано на рисунке 9.

Примечание: обратите внимание, что длина шаблонных брусков должна быть одинаковой, а торцы должны иметь ровный спил.

После этого поочередно устанавливаем листы Е на место и с помощью сварки закрепляем их к основанию печки (лист А) и к основанию топки (лист Г), как показано на рисунке 6. Красной линией указаны рекомендованные места сварки. Обратите внимание при установке стенок на место крепления, отверстия для патрубка дымоотводной трубы и для установки водонагревателя должны располагаться в задней части печки.

Рис. 10 Установка задней стенки топки

Лист (Д) задней стенки топки, устанавливаем между листами (Е) боковых стенок топки. Рекомендуемые места крепления листа (Д) с боковыми стенками и основанием печки указаны на рисунке 10 красными линиями.

Рис. 11 Основной каркас печки-каменки

Подведем промежуточный итог выполненной работы и посмотрим, что у нас с вами получается на рисунке 11. Основной каркас печки-каменки практически готов, осталось установить на место лист (Ж) передней стенки печки-каменки. Далее к этому этапу работы мы с вами и приступим. Но прежде чем мы узнаем, как установить и закрепить переднюю стенку печки-каменки, необходимо выполнить подготовительную работу по устройству проемов под дверцу топки и поддувала-зольника.

Разметка и устройство проемов в передней стенке печки для установки дверцы топки и поддувала-зольника

Рис. 12 Передняя стенка печки-каменки

Для устройства передней стенки в печке-каменке нам потребуется лист (Ж) толщиной 5 мм, высотой 505 мм и шириной 700 мм (0,35 кв.м). Прежде чем сделать переднюю стенку в основном каркасе печки-каменки, нам необходимо в листе (Ж) сделать проемы  для установки дверцы топки печки и для устройства поддувала-зольника.

От правого торца листа (Ж) отмеряем 110 мм, от верхнего торца 34,5 мм. Относительно этих двух осей делаем разметку под проем для установки дверцы топки. Ширина 250 мм, высота 280 мм (допуск на размер ширины и высоты проема -3мм). По нанесенной разметке с помощью болгарки или сварки делаем проем для установки дверцы.

После того, как проем для установки дверцы готов, отмеряем от его нижнего края проема дверцы 81 мм, а от правого торца листа (Ж) 127,5 мм и относительно этих двух осей делаем разметку под проем для устройства поддувала-зольника шириной 215 мм, высотой 100 мм. Все размеры и места измерения указаны на рисунке 12.  Далее по нанесенной разметке вырезаем проем для устройства поддувала-зольника.

Рис. 13 Устройство мест крепления дверцы топки

Теперь с внутренней стороны листа (Ж) нам необходимо прикрепить два уголка №2 (рисунок 13 Б), которые будут служить как ребрами жесткости передней стенки, так и местом крепления дверцы топки. Длина уголка равна ширине топки, то есть 400 мм. С помощью болгарки обрезаем уголки нужной нам длины и делаем в них сквозные отверстия на одной оси с отверстиями крепления в дверце. Крепить дверцу можно с помощью болта и гайки, но так же можно в отверстиях, которые сделаны в уголках, нарезать резьбу с помощью метчика.

После того, как отверстия для крепления дверцы топки готовы, устанавливаем уголки с внутренней стороны передней стенки печки, ориентируя уголок по центральной оси топки как показано на рисунке, в результате у нас получается что от центра уголок имеет равную длину по 200 мм, как в левую, так и в правую стороны. С помощью сварки крепим  их к стенке печки, сварочный шов указан на рисунке 13 (А) красными линиями. Если вы решили в отверстиях уголка нарезать резьбу, то давайте немного подробнее рассмотрим этот вопрос.

Диаметр отверстий в уголках необходимо сделать таким, чтобы болт крепления дверцы топки свободно проходил через отверстия сделанные заводом изготовителем в мочках дверцы топки. То есть, если диаметр отверстия в мочках дверцы равен 8 мм, то нам для крепления потребуются болты с наружным диаметром резьбы М6х1, где 6 – это наружный диаметр резьбы, а 1 – это шаг резьбы. Отверстия в уголках должны иметь размер немного меньше, чем 6 мм, обычно под нарезку резьбы М6х1 делают отверстие 4,96-5мм (под ручную нарезку рекомендую 5 мм).

Рис. 14 Способ нарезки внутренней резьбы в отверстии уголка для крепления дверцы топки

А – отверстие с резьбой.

Б - уголок.

В – метчик.

Г – вороток.

Д – приспособление снятия фаски для захода резьбы болта (можно фаску не делать, это на ваше усмотрение).

Нарезку резьбы проводим следующим образом:

Необходимо зафиксировать уголок (желательно в тисках), как показано на рисунке 14 (слева). Вставляете метчик квадратом на его хвосте в квадрат воротка, направляете метчик строго перпендикулярно отверстию и начинаете медленно, без резких движений вращать вороток как показано на рисунке 14 (справа). При нарезке резьбы необходимо из масленки поливать на метчик маслом, смешанным с керосином (в пропорции 1:0,5), для облегчения резки металла и его охлаждения.

Рис. 15 Установка передней стенки печки-каменки (задний план)

Подготовка передней стенки печки (Ж) выполнена и теперь мы можем установить ее на место и закрепить с помощью сварки к боковым стенкам топки (Е) и основанию печки (А). На рисунке 15 указаны места крепления передней стенки красными линиями. Следующим шагом будет устройство лицевых стенок  левой и задней частей печки-каменки из листа толщиной 3 мм.

Установка и крепление лицевых стенок левой и задней части печки-каменки

Для устройства лицевых стенок мы с вами будем использовать заготовки из листового железа толщиной 3 мм:

• Лист З -  827х500 мм (0,41 кв.м) -  1 шт.
• Лист И - 700х500 мм (0,35 кв.м) - 1 шт.

Левую боковую стенку будем крепить к печке в первую очередь, после этого установим к торцу листа (З) и закрепим заднюю стенку (И), как показано ниже на рисунке 16.

рис. 16 Установка лицевых стенок печки-каменки

В сносках на рисунке показаны места крепления лицевых стенок (З и И), через вставку из обрезка трубы, к внутренним стенкам печки (Е и Д). Рекомендуемые места сварки указаны на рисунке 16 красными линиями.

У вас, наверное, возникает вопрос – зачем двойные стенки и почему именно с двух сторон? Давайте разберемся в этом вопросе подробнее.

Рис. 16 (а) Назначение двойных стенок в печке-каменке (задний план)

Почему именно с левой стороны и сзади в печке двойные стенки? Двойные стенки, с промежутком до 30 мм, в печке сделаны с тех сторон печки, которые расположены в помывочном отделении. Это необходимо для того, чтобы максимально снизить риск теплового удара, от нагретых до высокой температуры стенок топки. Горячий воздух, исходящий от стенок топки, будет попадать не напрямую в помывочное отделение, а планомерно распределяться по лицевым стенкам печки попадая вначале в промежуток между стенками, и только потом начинают прогреваться лицевые стенки печки.

Избыток горячего воздуха будет частично выходить (примерно до 25%) из промежутка между стенками (сзади Д и И, слева между стенками З и Е), как показано стрелками (В) на рисунке 16 (а) и попадать в каменку в ее рабочую часть (А), а это дополнительный источник тепловой энергии для нагрева камней и так же в нижнюю часть (Б). Нижняя часть каменки (Б), играет роль теплоизоляции рабочей части каменки от пола парного отделения (смотрите раздел статьи «Устройство каменки»). 

Теперь  перейдем к следующему шагу устройства печки-каменки. Прежде чем закрыть верх печки, необходимо установить внутрь печки водонагреватель и сделать патрубок для дымоотводной трубы.

Изготовление и установка водонагревателя в печку-каменку

Для изготовления простого, но эффективного водонагревателя для печки-каменки нам с вами потребуются:

• Труба 3/4”(наружный диаметр 26,8 мм), длиной 600 мм.
• Две резьбы 3/4”(наружный диаметр 26,8 мм).
• Портативный трубогиб.

Фото. 17 Водонагреватель для установки в печку-каменку

Для того чтобы сделать такой водонагреватель, как показан на фото 17, потребуется трубогиб. Покупать профессиональный трубогиб (электрический или гидравлический) для того, чтобы согнуть одну трубу не целесообразно, да и взять в аренду такой трубогиб не так просто.

В таком случае можно обойтись портативным трубогибом, его можно взять в аренду, например, у слесарей ЖКХ или у работников газового хозяйства занимающихся газификацией домов и квартир. Правда необходимый нам радиус гиба 200 мм портативным трубогибом мы не получим, придется делать составной водонагреватель из двух отрезков труб.

Фото 18 Изгиб трубы с помощью трубогиба

Для изготовления нужного нам водонагревателя, берем два отрезка трубы длиной 300 мм (допуск на длину ± 5 мм). Поочередно сгибаем трубы с помощью трубогиба под углом 90°, как показано на фото 18 (слева).  После гибки труб, мы должны получить такие заготовки, которые показаны на фото 18 (справа, пример заготовки), где длина прямого отрезка составляет 141,5 мм, длина сгиба составляет 113,5 мм. Общая длина заготовки составляет 255 мм (±5 мм).

Фото 19 Устройство водонагревателя для печки-каменки

Следующим шагом, будет составление двух заготовок, для их дальнейшего соединения с помощью сварки, как показано на фото 19 (слева). При этом с помощью рулетки контролируем межосевое расстояние, которое должно равняться 200 мм, так как такое же расстояние по диагонали у нас между центральными осями отверстий в боковой стенке печки-каменки (рис.8).

Так же необходимо еще до установки водонагревателя в печку, приварить к концам труб водонагревателя резьбы, как показано на фото 19 (справа), при этом общая длина водонагревателя составит 355 мм. Внимательно контролируем  качество сварочного шва, так как в случае некачественной сварки, во время эксплуатации печки, вода, поступающая и выходящая с водонагревателя, может протекать в местах нарушения целостности сварочного шва.

Рис. 20 Установка водонагревателя в печку-каменку

Устанавливаем водонагреватель в топку печки-каменки, контролируя размеры которые указаны на рисунке 20. Далее круговым швом обвариваем трубы водонагревателя, контролируя качество сварки, чтобы не было трещин, не осталось пропусков шва между трубой и торцами проходных отверстий в стенке (Е) топки печки-каменки. Шов должен быть целостный, чтобы исключить поддымление во время топки печки. 

Примечание: опираясь на свой опыт эксплуатации печки-каменки (более 6 лет) со встроенным водонагревателем и выносным баком для горячей воды емкостью 50 литров, хочу поделиться с вами следующей информацией. Время нагревания холодной воды, которая залита в бак из колодца составляет:

• при сгорании еловых или сосновых дров вода прогревается до t 85°-90° за 80-90 минут;
• при сгорании березовых дров вода прогревается до до t 85°-90° за 60-80 минут.

Изготовление и установка патрубка дымоотводной трубы в печку-каменку

Для изготовления патрубка нам потребуется металлическая труба наружная 110 мм и длиной 90 мм.

Рис.21 Установка патрубка для дымоотводной трубы

Устанавливаем патрубок в отверстие в боковой стенке (Е) печки-каменки, выпуск патрубка внутрь печки сделаем 19,5 мм, наружу выпуск патрубка в данном случае составит у нас 70 мм. Длина выпуска 70 мм, обеспечивает нам установку дымоотводной трубы по центру каменки. Расположение дымохода по центру каменки, конечно же, не является определяющим фактором на работу печки и тягу дымохода, такое расположение мы выберем для обеспечения эстетичного вида печки-каменки со стороны непосредственно самой каменки, которая будет расположена в парном отделении. После установки патрубок прикрепляем к стенке печки круговым сварочным швом. Теперь можно установить верхнюю плиту печки.

Установка верхней плиты печки-каменки

Для устройства верхней плиты печки нам потребуется лист (К) толщиной 5 мм, шириной 413 мм и длиной 830 мм (0,34 кв.м).

Рис. 22 Установка верхней плиты печки-каменки

Укладываем лист (К) сверху на верхние торцы боковых стенок печки, выравниваем торцы верхнего листа относительно боковых стенок и с помощью сварки крепим лист горизонтальным швом по всему периметру печки, как показано на рисунке 22, место рекомендуемой сварки обозначено красной линией.

Теперь, когда печка готова, мы с вами уважаемые читатели переходим к третьей части Строительство бани своими руками, устройство печки-каменки, окончание. В статье будет описано, как сделать непосредственно каменку, установить дверцу топки и сделать поддон зольника.