Ton → Ziegel → Herd

In diesem Artikel möchte ich meine Erfahrungen in der Arbeit mit Ton beschreiben, indem ich daraus Ziegel herstellte (im 1: 6-Format) und ein reduziertes Modell eines typischen PTO-2300- Heizofens erstellte.

Einführung

Beginnen wir mit der Kindheit. Ich bin in einem Haus mit Ofenheizung aufgewachsen. Ich hackte Holz, den Feuerraum des Ofens, die Flammen im Feuerraum, das Geräusch des Windes im Schornstein im Winter, die Nuancen, den Luftzug durch das Gebläse und die Ofenklappen anzupassen, die ich von klein auf absorbierte. Kehren Sie zu der Gelegenheit zurück, wieder am Feuer zu sitzen. Das Werfen von Brennholz war nur im Erwachsenenalter möglich. Gleichzeitig entstand der Wunsch, sich mit der Gestaltung von Öfen zu befassen; ihre Art und Zweck; Betriebsmerkmale; die Unterschiede und Vor- und Nachteile einer Heizungsart von einer anderen.

Das reduzierte Format, eine gewisse Miniaturisierung, wurde bewusst gewählt - mit dem gleichen kognitiven Effekt gewinnen wir in Bezug auf Materialverbrauch, Aufwand, Transportkosten, benötigte Flächen usw. Und Sie können den Maßstab jederzeit erhöhen.

Ton

Die älteste natürliche Ressource, die von der Menschheit entdeckt wurde. Daraus wurde alles gebaut: Wand- und Dachmaterialien, Öfen, Häuser, Bauwerke und Konstruktionen, Haushalts- und Küchengeräte, Spielzeug, Kunsthandwerk, Kunstwerke. Es ist überall, es kann an jedem Ort bezogen werden, die verfügbaren Reserven sind riesig.

Für mehrere Monate der Forschung gelang es mir, drei Tonsteinbrüche in unmittelbarer Nähe zu finden (und ich fand ungefähr drei oder vier potenzielle heraus, besuchte sie aber nicht). In ihnen habe ich Ton unterschiedlicher Qualität und Farbe gegraben. Ich habe zwei weitere Arten von raffiniertem professionellem Modelliermasse in einem Geschäft gekauft. Die Farbpalette der Tone in der Natur ist sehr unterschiedlich - von Weiß und Schwarz - bis zum gesamten Spektrum von Rot-Gelb sowie Grün, Blau usw. Übrigens traf mich grüner Ton als erster nur 200 Meter vom Haus entfernt!


Das Wichtigste, wenn Sie anfangen, Ton selbst zu extrahieren, ist, ihn von Sand, organischen Verunreinigungen, Müll und anderen Einschlüssen zu reinigen. Um diesen Prozess zu bezeichnen, wurde ein spezieller Begriff geprägt - Elutriation. Die Technologie ist sehr einfach: Der angesammelte Ton wird in Wasser gelöst und durch eine Reihe von Sieben mit einer zunehmend kleinen Zelle geleitet. Große Partikel werden abgetrennt und am Ausgang haben wir eine Suspension mit feinen Tonpartikeln. Nach dem Absetzen, Ablassen von überschüssigem Wasser und schließlich Trocknen des Tons erhalten wir Rohstoffe für weitere Experimente.



Sie können den fertigen Ton jahrelang in Plastiktüten aufbewahren (ohne die gewünschte Feuchtigkeit zu verlieren). Und so verdirbt dieses Produkt überhaupt nicht - mit der Zeit wird es nur noch besser.

Ziegel

Als ich ein paar Steine ​​von Hand blendete, wurde mir klar, dass dies ein unnötig mühsamer Weg ist. Darüber hinaus war die Größenverteilung zu kritisch. Es war notwendig, die Herstellung von Formen zu übernehmen, Normen einzuführen.

Parallel zur Herstellung von Formularen "kämmte" ich das Internet, Artikel und Bücher darüber, welche Technologie Ziegel massiv und schnell herstellen kann. Das älteste und einfachste ist das manuelle Formen. Das Extrudieren von Tonmasse mit Schrauben oder Hydraulikschiebern wurde ebenfalls in Betracht gezogen, aber diese zu ehrgeizigen Pläne blieben für die Zukunft übrig :)





Ich nahm an, dass der Ofen ungefähr 300 volle Steine ​​brauchte (oder ungefähr 500 mit Hälften, Vierteln und anderen Teilen). Normalerweise konnte ich in anderthalb Stunden ungefähr 20-25 Steine ​​herstellen. Das heißt, ca. 18-22 Uhr, um den Ton in die Form zu stopfen und das fertige Produkt zum Trocknen auf ein Regal zu drücken - und der komplette Satz von Produkten für die Montage des Ofens ist fertig!

Ich habe einen ziemlich dichten, harten Ton verwendet, alle Faltenunregelmäßigkeiten geglättet, die Viertel und Hälften parallel geschnitten (und auch den Bedarf dafür geschätzt). Daher erstreckte sich dieser Prozess. Die Produktion von Einheiten ist am zeitaufwändigsten.

Das Gesetz des "Quadrat - Würfels"

Nachdem ich eine reduzierte Ziegelskala gewählt hatte, fühlte ich in der Praxis das Gesetz des „Quadratwürfels“, das lautet:

Wenn ein physisches Objekt vergrößert wird, während die konstante Dichte des Materials, aus dem es besteht, beibehalten wird, nimmt seine Masse proportional zum Erhöhungskoeffizienten dritten Grades zu, während seine Oberfläche um einen Skalierungsfaktor quadriert wird.

Beispiel : Ein echter Standardziegel hat Abmessungen von 250 x 120 x 65 mm und eine Masse von 3600 Gramm. Die Dichte des Ziegels beträgt 1846 Kilogramm pro Kubikmeter.
Reduzieren Sie die Größe um das 6-fache. Wir erhalten die linearen Abmessungen von 42x20x11 mm und eine Masse von 17 Gramm.

Das heißt, Eine Änderung der linearen Abmessungen im Verhältnis 1: 6 führte zu einer Gewichtsänderung im Verhältnis 1: 211. Jeder kann das Experiment zu Hause wiederholen.

Praktische Schlussfolgerungen (in Bezug auf mein Experiment) - Die Masse des gesamten Ofenmodells beträgt nicht mehr als 5-6 kg. Das ist sehr praktisch für Bau, Transfer und Lagerung. Ziegel ähnlicher Größe sind noch keine Miniatur (Pinzette und Lupe werden nicht benötigt), aber sie sind auch nicht mehr „zyklopisch“ - das Ziehen zusätzlicher Gewichte und das Zuweisen eines halben Raums für „Bauen“ ist nicht erforderlich. Auf dem Tisch oder der Fensterbank läuft alles schnell und bequem.

Feuern

Schießen - bis ich anfasse. Für Mauerwerk reicht die Festigkeit von Rohziegeln aus. Das Brennen erfordert Zugang zu Feuer, Öfen. In der IT-Sprache können diese Arbeiten in ein separates Subsystem unterteilt und später untersucht werden. In der Zwischenzeit glauben wir, dass es bei der Firing () -Methode einen temporären "Stub" gibt, der immer "true" zurückgibt.

Ofen

Ich begann einen Ofen zu bauen, indem ich die theoretischen und praktischen Erfahrungen der Menschheit studierte. Zu diesem Thema wurde lange Zeit alles im Detail ausgearbeitet - Kraftstoff ist teuer und es ist teuer, ihn zu verbrennen (in jeder Hinsicht). Daher kamen die Leute zu einer Reihe optimaler Designs, mit denen Sie die maximale Wärme aus einer Einheit Brennholz, Kohle, Torf usw. gewinnen können.

Als Beispiel habe ich einen typischen PTO-2300- Heizofen gewählt


Konstruktionsparameter :

• Gewicht - 1260 kg
• Die Fläche der Wärmeübertragungsflächen beträgt 5,5 Quadratmeter.
• Konvektionssystem - glockenförmig
• Schornstein montiert
• Art der Oberfläche - blinkt

Funktionsparameter :
Heizleistung (mit Feuerraum für Brennholz):

• mit einem einzigen Feuerraum - 1400 W.
• mit einem doppelten Feuerraum - 2300 W.

Heizleistung (mit Feuerraum für Anthrazit):

• mit einem einzigen Feuerraum - 1600 W.
• mit einem doppelten Feuerraum - 2500 W.

Materialverbrauch :

• Keramikziegel - 210 Stk.
• Schamottestein - 76 Stk.

In Bezug auf Heizöfen ist die Situation wie folgt: Es lohnt sich, zwischen einem Feuerraum (dem Ort, an dem Verbrennungsprozesse unter Bildung von Wärme stattfinden) und einem Wärmetauscher (Orte, an denen Wärme aus erhitzten Gasen abgeführt wird) zu unterscheiden.

Ein Feuerraum besteht normalerweise aus Schamottesteinen (in meinem Modell ist es weißer Ziegelstein), und ein Wärmetauscher (oder ein Kanalsystem, eine Reihe von Öfen, die Wärme speichern) besteht aus roten Ziegelsteinen. Die Notwendigkeit, Schamottesteine ​​zu verwenden, wird durch hohe Temperaturen verursacht, die während der Verbrennung erzeugt werden.

Unterschiedliche Brennstofftypen erfordern einen Feuerraum mit unterschiedlichen Größen, Formen und Ausführungen. Und andere Luftversorgung. Beim Verbrennen von Kohle und Braunkohle benötigt Torf einen kleineren Feuerraum und es ist eine Gebläseluftversorgung von unten durch die Roste erforderlich.

Ich habe den Ofen für die Holzheizung entworfen, also habe ich die Abmessungen des Feuerraums stärker berücksichtigt und mich für die Art des brennenden Holzes entschieden. In unserer Region werden Haushaltsöfen nicht mit Kohle und Torf beheizt (sie sind einfach nicht verfügbar) - sie verwenden ausschließlich Brennholz.

Das Mauerwerk selbst ist sehr einfach. Wenn Sie keine Bindemittellösung verwenden, sondern das Ofenkonstrukt natürlich einfach in Reihen eingeben. Stein zu Stein, Stein zu Stein ... Wir machen ein Modell, keine echte Probe, oder? Dies bedeutet, dass Sie sich keine Sorgen um die Verbindung machen können. Darüber hinaus möchten Sie diese Steine ​​möglicherweise in Zukunft verbrennen oder in einem anderen Projekt verwenden.





Übrigens sagen die Ofenleute, dass ein richtig gestalteter Ofen keine Lösung benötigt, um alle seine Elemente in einem einzigen monolithischen Design zusammenzuhalten. Das heißt, Eine Gelenkreparatur ist nur erforderlich, um die Dichtheit zu gewährleisten und Menschen vor dem Eindringen von Verbrennungsprodukten in das Wohnzimmer zu schützen.

Am Boden des Ofens machte ich Gräben - kleine Luftkanäle, die mit dem Raum im Unterflutungsteil verbunden sind und durch die die Luft des beheizten Raums zirkuliert. Gesänge erhöhen die Wärmeübertragung des Ofens und verhindern eine Überhitzung des Bodens, auf dem der Ofen installiert ist.

Hardware

Anfangs wollte ich einen Ofen und eine Reinigungstür aus Duraluminium fräsen und die Absperrschieber aus Zinn schneiden. Dann überlegte er es sich anders und baute diese Teile schnell zusammen und klebte sie aus Pappe. Mit dieser Technologie ist es viel einfacher und schneller, sich zu vergrößern und den Look anzupassen. Wir bedecken alles mit glänzender Sprühfarbe, warten auf das Trocknen - wir bekommen die Produkte, die wir brauchen.

Rost oder Herdofen?

In der Antike wurden ursprünglich alle Öfen als Herde gebaut. Im Verlauf der Evolution verbesserte der Mensch den Ofen, indem er einen Rost hinzufügte (zum Verbrennen verschiedener Arten von Brennstoff). Es gibt heftige Diskussionen darüber, ob ein Ofenrost oder eine Feuerstelle gebaut werden soll.

In den Rostfeuerkammern wird Brennholz auf den Rost (Rost) gelegt. Der Rost dient jeweils als Boden des Ofens. Primäre Verbrennungsluft für Kraftstoff wird durch den Rost zugeführt.

In einem Herdofen wird Brennholz auf einem Herd gestapelt. Er rief den Feuerraum auf dem toten Boden an. Im Herdofen wird Primärluft durch die Feuerraumtür zugeführt.

Ich habe eine Reihe von Vorteilen des Herdofens entdeckt (im Vergleich zum Rost, wenn Brennholz als Brennstoff verwendet wird):

• Der kalte Kern verschwindet aus dem Ofen (Kanal unter dem Rost). Die gesamte Ofenanordnung erwärmt sich gleichmäßiger
• Brennholz brennt fast vollständig, höhere Effizienz, wir bekommen mehr Wärme
• weniger Ruß und Asche
• Der Boden des Ofens wird nicht nur durch Flammen, sondern auch durch glühende Kohlen erwärmt
• Es ist ein geringer Kondensatgehalt im Schornstein vorgesehen, Teer fließt nicht. Es gelangen keine unverbrannten Kraftstoffpartikel in das Rohr.
• Die Verbrennung erfolgt in diesem Fall von oben nach unten, der Kraftstoff verbrennt langsamer, gleichmäßiger, weil nur die oberste Schicht brennt und nicht die gesamte Masse (wie beim Rostbrennen)

3D-Design

Bevor ich mit der Arbeit anfing, machte ich ein komplettes Modell des Ofens in einem dreidimensionalen Modellierungsprogramm. Ich benutze FreeCAD (aber jeder andere wird es natürlich tun). Dies ermöglichte es, den bevorstehenden „Arbeitsumfang“ zu sehen, die Nuancen des Mauerwerks zu untersuchen, sich die Komplexität einzelner Operationen vorzustellen und das gewünschte Ergebnis zu visualisieren. Und natürlich hat mir der 3D-Designprozess selbst sehr gut gefallen.



In Bezug auf die Zeit: Es dauerte vier bis fünf Abende, um ein Modell des Ofens zu erstellen (durchschnittlich eineinhalb bis zwei Betriebsstunden). Und dies berücksichtigt die Entwicklung der virtuellen Mauerwerkstechnologie. Das zweite Mal denke ich, dass ich es schneller gemacht habe. Im Vergleich dazu habe ich zehnmal mehr Zeit für die eigentliche Arbeit aufgewendet. Die dreidimensionale Modellierung und Gestaltung bietet Vorteile.

Wenn es keine Möglichkeit gibt, die Idee live zu verwirklichen, können Sie sie virtuell umsetzen. Dem Gehirn ist es egal, ob es mit einem Bild oder seiner realen Verkörperung arbeitet. Freude (Endorphine) bekommen wir fast gleich.

Fazit

Im Leben gibt es immer einen Platz für einen Traum, die Verkörperung Ihrer einzigartigen Ideen und außergewöhnlichen Projekte. Lebe ein erfülltes Leben, habe keine Angst davor, deiner Fantasie freien Lauf zu lassen und ihr zu folgen.