На відміну від класичних канальних печей (горизонтальних або вертикальних димооборотів), де димові гази примусово протягуються тягою димаря через вузькі канали, у ковпакових печах застосовується принцип вільного руху газів (СВГ). Гарячі гази як легші піднімаються у верхню частину за закритого об’єму (ковпака) і перебувають там доти, доки не віддадуть своє тепло стінкам печі, після чого охолоджені важчі гази опускаються вниз і виходять через «підвертку» в наступний контур.
1. Фізика розділення потоків та функція Нижнього Ковпака
- Автоматичне сепарування газів: Гарячі продукти згоряння (+800–1000 градусів C) затримуються під склепінням першого (нижнього) ковпака, а баластні й відпрацьовані холодні гази за законами гравітаційної конвекції опускаються на рівень пода й виводяться через нижній транзитний канал.
- Антидутьовий затвор: Навіть якщо після закінчення топки засувка димаря залишається відкритою, холодне повітря, що заходить через зольник, проходить по низу печі й виходить у димар, не вимиваючи накопичене тепло з верхньої зони ковпака (ефект «теплового замка»).
2. Вторинне допалювання (Вторинне повітря / Сухий шов)
Для досягнення ККД понад 85% у системах Кузнецова реалізується додаткове подання підігрітого вторинного повітря безпосередньо у верхній ярус камери згоряння.
- Сухий шов: Вертикальна щілина завширшки 15–20 мм у шамотному муруванні топки. Вона відокремлює баластні та незгораючі гази від основно полум’яного потоку, спрямовуючи їх минаючи зони високих температур без охолодження ядра.
- Каталітичний решітчастий склепінь: Верхня частина топки перекривається шамотною решіткою (калібровані шамотні цегли ША-8 з зазором 30 мм). Раскалившись до +800 градусів C, решітка працює як каталізатор, підпалюючи залишки чадного газу (CO) та сажових часток.
3. Конструкція триконтурної теплофізичної розв’язки
- Внутрішній контур (Топка + Шамотна касета першого ковпака): Повністю мурується з вогнетривкої цегли ША-5 / ШБ-8 на тонкий шов (2 мм) з мергелевої суміші.
- Деформаційно-компенсаційний шов: По всьому периметру шамотного ядра закладається базальтовий картон або кремнеземний мат завтовшки 10–15 мм.
- Зовнішній контур (Облицювальний): Викладається з повнотілої керамічної цегли пластичного пресування (марки М200–М250) або облицьовується плитами.
4. Чек-лист майстра при муруванні двоковпакової печі
- Прочисні дверцята в кожному ковпаку: Нижній та верхній ковпаки обов’язково оснащуються окремими герметичними прочисними дверцятами для видалення летючої золи.
- Канал прямого ходу (Літній хід): Для легкого розпалу холодної печі після тривалого простою у верхній частині першого ковпака монтується поворотна заслінка літнього ходу.
- Вільне склепіння без жорсткої перев’язки: Склепіння першого ковпака не повинно опиратися або жорстко перев’язуватися із зовнішньою керамічною стіною печі.
