Автор Тема: Похідна автономка (на базі пальника KOVEA Fireman)  (Прочитано 3106 разів)

1 гість дивиться цю тему.

Alter

  • Користувач
  • Дослідник
  • *
  • Повідомлень: 1061
  • Рейтинг 212
  • Стать: Чоловіча
    • Перегляд профілю
             "Якщо із інтрументів в тебе лише молоток, то всі проблеми виглядають як цвяхи."

    Отож таки збулась мрія ідіота нарешті закінчив роботу (95% десь якщо бути відвертим) над одною із своїх ідей, а саме над похідним автономним багатоцільовим обігрівачем.

    Власне сама ідея народилась від думки про те, що пошурувавши в лютому місяці (я собі так планую по крайній мірі) у Карпатські тундершторми із метою шпацера, суміщеного із ночівлею на #Говерла, #Піп Іван, #Захар Беркут (ще не визначено куди саме) можна так нефігово змерзнути. Варіант звичного таскання із собою десяти (сарказм) кілограм шмоток виглядав мені якимось некошерним, чи що, тому звідси і почали свій шлях ідеї щодо втілення дитячих мрій типу "а от би на санках мамин фен гарячий під светр запхати". Але не будемо про соплі.

   Основним лейтмотивом задуму було викоритання тепла від звичайного туристичного пальника (спасибі, доречі Цезару - на експерименти він мені своїм, так як мій Примус вкрали інопланетяни десь трафило) із подальшою його примусовою повітряною конвекцією до цільових зон обігріву людини. Також основною вимогою була його транспортабельність під час юзання, тобто воно собі там збоку висить прикручене до рюкзака і дає тепло.

  В результаті довгих творчо-інженерних розрахунків подивившись на наявні матеріали та техрологічні можливості обробки зупинився на декількох схемах.

    Схема номер раз передбачала змієвик із 3-4 кілець, виготовлений із мідних колін діаметром 64мм (та, вони в мене в такій кількості таки валялись). Полум'я від пальника нагріває мідь, а вентилятор створює циркулятивний ефект в системі, тобто якщо простими словами, то дує всередину. І отам всередині повітря нагрівається, після чого по повітропроводах поступає кудись там недалечко до тіла, яке шалено змерзає.
    Мінусів тої схеми було два: перший - це таки шальона дороговизна кінцевої конструкції (до відома єдне коліно такого діаметру вартує біля 300 грн, а їх таки треба було би штук 12-15, тобто рахуйте самі), а другий - це низький ККД відносно використаного газу пальником - більша частина газу буде використовуватись впусту і тупо гріти атмосферу.  Тому на неї успішно забив болт.

    Схема номер два усувала ефект дороговизни, так як планувалось зробити змієвик-коробку. 3Д модельку десь прокакав і робити її заново не ма ні бажання ні всього решти, тому поясню на пальцях - то мали бути тих самих 3-4 кільця змієвика, але виготовлені із 1.5мм сталевого прокату, що в народі гордо називається "бляха". Фішка в тому, що та фігня мала бути коробчастого типу, без розривів стінки всередині, а посередині є технологічна шахта (топу колодязя те все виглядати мало), куди ставився би бальник і грів те все діло.

    Схема також відпала, тому що її ККД був би ще нижчим - скромні теплові розрахунки, зроблені у SolidWorks (скрінами не поділюсь, бо на компі стався трохи лютий Звиздець, який їх ізабрав в тартари вкупі із моделькою) показали недостатню теплопровідність матеріалу стінок для рівномірного прогрівання по всій площині (мідь таки краще проводить тепло ніж сталь), і, як наслідок, температура вихлопу суттєво нижча. Це можна було би компенсувати збільшенням кількості кілець теплообмінника, але в результаті вийшло що та вся фігня булаби громіздка (пів метра у висоту і 20 см в ширину), плюс дохолєри важка (Компасівські МЦХ показали 3.8кг, і то це лиш теплообмінник без батарей, пальника, балона, ізоляції, кріпильних елементів, повітропроводів і теде). Тому бавитись пішого аквалангіста з такою страшною фігнею на горбі  - ідея не з найкращих. І саме тому ж вона відкинулась як непридатна.

    Схема номер три - саме вона знайшла втілення у металі. Передбачає (та фотки дивіться, хулі-то розказувати) прямоточний теплообмінник трубного типу зі втановленими всередині (привареними) перфорованими (дрелькою звісно ж) мідними пластинами для збіільшення поверхні теплообміну і, як наслідок, підвищення температури вихлопу.
    Мінус тут лише один, суто технологічний - ту всю конструкцію прийшлось паяти, а так як то є мідь, млюс вставки зі сталі, то процес в мене зайня не багато не мало - 4 години. Плюс троха попечений палець).
Плюси ж тут налице - компактність (роль змієвикових поверхонь виконують теплові пластини всередині), ККД овер 80% (відношення теплоти, доставленої кінцевому споживачу до теплоти, виділеної безпосередньо пальником), простота монтажу на пальник (з тим, доречі, теж голову добре сушив).

    Отже в результаті болгаринга, напилінга, паялінга і лишень трішки кувалдінга вийшла наступна конструкція типу ОАП-1600 (Обігрівач Автономний Похідний, потужність 1600Вт, в кращих традиціях ГОСТівських маркуваннь).



    В якості повітронагнітаючого елементу (читай - піддувала) чухав голову щодо вибору між 80мм куллером від компа і 120мм обдувочним вентилятором від Зіпера. Спочатку спробував те, що "памашщнєє" - тобто зіперський дуйчик. Зробив картонний макет із боковим нагнітанням повітря у активну зону - в результаті вийшла фігня, так як той шальоний зіпперський девайс хоч і давав більш ніж хороший ( а взагалі-то жесть який) повітряний потік на виході, він тим самим гасив полум'я пальника і не давав нормально йому горіти.



    Переробив. Типу вентилятор під балоном, обдуває пальник зі всіх сторін, а повітропотік направлений знизу вверх. Стало трохи краще із горінням, та все ж і то було не гуд, так як повітропотік виходив всерівно невідповідний тепловій продуктивності пальника.
    Встановив туди реостат для регулювання вольтажу на двигун, і, як наслідок обертів вентилятора та повітропродуктивності. Вийшло файнецко, але нижня частина девайса вийшла фест роздута в розмірах (до діаметру 230г ковеівського балону добавте ще 10 см - при меншій відстні створювався великий повітроспротив, і вентилятор "дусився").



Спробував бокове нагнітання 80мм куллером - вийшло так собі по повітряному потоку, зате якраз файно із горінням.
Переробив на нижню схему розташування вентилятора - історія та сама, але розміри збільшені. Зупинився таки на боковому нагнітанні від куллера.





    Також варто сказати, що не останню роль при виборі грали і амперажі обох вентиляторів. В якості інергоджерела вирішив юзати батарею від ну зовсім вже нездорового LENOVO - літієва, 6 секцій, 4.4 Ампер/години.
Ампераж куллера - 0.13А, зіперського вентилятора на задовільній повітропродуктивності - 0.68А. На максималці жере всіх півтора ампера, тому... А враховуючи що на холоді літієві батареї сітають, і то так файно, зупинився, знову ж таки, на куллері.

    Тепер по компоновці - як видно із фото, та вся конструкція садиться на пальник зверху і притягується регульованими стяжками до балона. Щоби уникнути повітровтрат, а також же би той бальон не нагрівався від самого теплообмінника при контакті, запропоновано і таки запхано прокладку у вигляді одного шару пороніту на кевларовій основі (ніхт азбест), і азбестової термоізолюючої тканини (азбест, я-я!). Під ветилятор онлі пороніт (при роботі та частина заліза гріється не більше ніж 100 градусів по дядьку Цельсію, ібо коли плюнути, то не шипить (от тут-то нам і пригодилась хринова теплопровідність сталевої бляхи у порівнянні із міддю).



Тестування
    Перший запуск робився на мінімальному вогні пальника (а-ля як на фото), без зовнішньої термоізоляції корпусу теплообмінника (а гріється він таки фест - градусів 300, а може і всі 400 буде, папір таки ще не димів), із повітропроводом у вигляді пилососного армованого шланга, довжина 2. Щоби уникнути прямого радіаційного інфрачервоного нагрівання на виході зі шланга, конфігурація його була замотана змійкою, і складена збоку.
Цільовою температурою були 50 градусів на виході і наявний (хоча б) повітропотік.

    Отож після 3 хв роботи було 34 градуси, 5 хв - 40, 8хв - 47, 15хв - 58. Далі - температура стала як вкопана. Повітропотік був, звісно ж, не такий як у фена, але запхавши шланг під футболку за 3-4 хв мені стало досить таки тепло та комфортно. Варто також відмітити, що випробування проводились в майстерні із температурою повітря біля нуля градусів, повітропровід (2 метри пилососного шлангу) не був термоізольований.
    В принципі норм. Добавив копоті на пальнику до рівня типу "кип'ятимо 3л каструлю води" - стало суттєво тепліше, але скільки там було - заміряти не встиг, так як та частина шланга, що була під'єднана до теплообмінника, почала повільно плавитись і загрозливо посмерджувати паленим. після того експерименти зі шлангом зупинились.
Заміряв температуру вихлопу повітря безпосередньо на виході із теплообмінника - на мінімальному вогні 98 градусів, середньому - 126, максимальному - 169.
    Якщо порахувати загальні температурні втрати при мінімальній тепловій продуктивності пальника, то виходить градусів 40. Логічно прикиинути, що добавивши копоті на пальнику наша тампература зросте не зовсім пропорційно (збільшення теплових втрат при більшому градієнті температур), але все ж градусів 80 можна буде витягнути звідти сміло, а це, погодьтесь, вже трохи припікає.

В планах - затермоізолювати все що можна, пришаманити адекватний штуцер для повітропровода і зробити кріплення до рюкзака збоку та захист на вентилятор.
Повітропровід буде таки той же самий шланг, і причому не 2м довжини, а 70-80см, що дозволить нам ще зменшити температурні втрати.

Як там буде на "полігонному тестуванні" - хз, але попередні результати вельми і вельми обнадійливі.

Вигляд знизу - припаяна бляха до міді для зменшення теплопередачі на корпус балона і нагрівання вентилятора.


Влесне вид зверху.


Типу масштаб.


Власне стяжки, що притягують теплообмінник до балона - болти, стальний дріт, два цвяхи-вісімдесятки обрізані, кавалок якоїсь залізяки після болгаринга, зварені докупи.



"З ізолцією" - її ще треба буде обмотати адекватно.


Всередині насправді воно чистіше виглядає - лиш на фото остатки окалини такі стрьомні тіні дають.


Остаточна компоновка передбачає монтаж збоку рюкзака (зовні), повітропровід при потребі заводиться "за шиворот", і гріє альбо спину, альбо пузяку. Короче куди запхається той шланг - там і буде гріти.
В преспективі придумати  розгалужену систему повітропроводів, типу вздовж ніг та рук, з капцями включно і щоби в рукавицях. Тут вже куллер не прокатить - мінімум треба відцентровий вентилятор із хорошими показниками надлишкового тиску, а це вльот по тривалості роботи від батарей. В принципі думав про 12В двигун від шуруповерта через мультиплікатор пустити і до відцентрового вентилятора - то річ тягуча, плюс два-три повністю заряджених акумулятори хватить на пару годин безперервного юзання девайсу.

Кінцева вага комплексу без шланга-повітропровода - 2,1кг. Купа міді ж, а що ви хотіли.

 Короче поки цю систему до розуму доведу і протестую в "бойових" умовах, а там далі видно буде.

P.S. Під час проведення експериментів ні один пальник не постраждав)))
Розшарити F VK G+
Нема нічого більш вічного за те, що обмотане синьою ізолентою.

Цезар

  • Користувач
  • Гуру
  • *
  • Повідомлень: 593
  • Рейтинг 182
  • Стать: Чоловіча
    • Перегляд профілю
Маньяк, що тут ще сказати.  Сподіваюсь, що доктор Франкенштейн , справді добре ставиться до піддослідних...
Розшарити F VK G+
І рай, і пекло мають свої переваги. У раю чудовий клімат, а в пеклі – вишукане товариство.

ІНТРОВЕРТ 997

  • Досвідчений
  • *
  • Повідомлень: 427
  • Рейтинг 102
  • Стать: Чоловіча
  • Читайте чат ... І пишіть в ньому ...
    • Перегляд профілю
А Я чомусь думав , що суть походів в тому щоби змерзнути?  ;D ( жарт )
Розшарити F VK G+
Порушник, рекомендовано уникати.

Drusja

  • Користувач
  • Гуру
  • *
  • Повідомлень: 716
  • Рейтинг 209
  • Стать: Чоловіча
    • Перегляд профілю
Доволі цікавий девайс, але вентилятор я б замінив на турбінку від мертвого сервака типу такої



або



По розмірах 4х4 або 6х6см, споживають на максимумі 0,2 - 0,4А, а повітропотік набагато потужніший ніж у звичайного кулера.

А повітря з вентилятора гарно було б перед подачою в "котел" прогнати по мідінй трубці розміщеній всередині типу змійовика, для попереднього прогрівання, щоб не заганяти одразу морозне повітря.
Розшарити F VK G+
>>>>>>>>>> Не довіряй нікому <<<<<<<<<<

explorer

  • Адміністратор
  • Гуру
  • *
  • Повідомлень: 762
  • Рейтинг 218
    • Перегляд профілю
    • explorer
Робота цікава, але як любитель походів, в тому числі зимових, таку штуку б ніколи не брав. Рух з наплічником зігріває більш ніж достатньо - спину треба не гріти а сушити від поту. А +2кг це суттєва вага, якої найменше хочеться коли і так несеш зимове спорядження. Ще хотів зауважити, що "холодно" переважно стає за рахунок вітру та вологості, тому дєвайс в першу чергу має бути готовий до роботи в умовах коли вітер дає періодично відчутних самому туристу копняків.
Підозрюю, що спочатку газ задує, а потім кулер, розкручений вітром, підзарядить замерзлий акумулятор (жарт) :)

А от коли є задачі стояти на місці без укриття на холоді (в голову приходять тільки продаж пиріжків на Говерлі чи якісь специфічні АТОшні задачі) - було б 100% корисно. Цікаво глянути на звіт з випробування :) Якщо хочеш - можу ще передати для тестування звичайну каталітичну грілку, якій теж не знайшов практично виправданого застосування у походах (вага - біля 50г, дозволяє щось собі відігріти і провоняти).

ПС: от 10 днів тому зняв яка погодка на Чорногорі (там, як я розумію, планується випробування): сніг, який піднімається з схилів сильним вітром, та хмари, чия волога намерзає на все.
Розшарити F VK G+

Alter

  • Користувач
  • Дослідник
  • *
  • Повідомлень: 1061
  • Рейтинг 212
  • Стать: Чоловіча
    • Перегляд профілю
Каталітичну грілку юзав, сподобалась. На всякий пожарний (морозний))) юзається набір як сольових регенеративних хімічних грілок, так і одноразових. Ну хотілось мені щось автономне і загальнозігріваюче придумати)))

Всасне одним із варіантів застосування розглядалось обігрівання палатки взимку. Ну або коли фест дубак.
Задування полум'я вітром можна усунути шляхом підбору необхідної конфігурації повітрозабірника перед куллером.

Повторюю ще раз - то є лиш пілотний варіант, який ще ні разу не юзався так як треба, тому звісно що будуть доводки в процесі тестингу.

UPD.  2Drusja, на рахунок попереднього підігріву - ідея хороша, плюс тут же ж і буде захист від задування вітром. Проте знову ж таки - це плюс до масси девайсу) Хіба би вже алюміній туди собачити.
Розшарити F VK G+
Нема нічого більш вічного за те, що обмотане синьою ізолентою.

ІНТРОВЕРТ 997

  • Досвідчений
  • *
  • Повідомлень: 427
  • Рейтинг 102
  • Стать: Чоловіча
  • Читайте чат ... І пишіть в ньому ...
    • Перегляд профілю
Побачив отакі черевико-грійки теж на газ пальниках Furze's invention show - Heated shoes
Розшарити F VK G+
Порушник, рекомендовано уникати.

Alter

  • Користувач
  • Дослідник
  • *
  • Повідомлень: 1061
  • Рейтинг 212
  • Стать: Чоловіча
    • Перегляд профілю
Принцип парового двигуна був розроблений ще за часів дядька Леонардо, проте тоді це теж вважалось лише за іграшку. Ну а потім через пару сотень років була НТР зі всіма витікаючими...

Я ото подумав - а якщо сію штукенцію забабахати із люмінієвої бляхи?  ??? То ж легше разів в 3-4 стане, хай і не з таким ККД (всі мідні елементи мають товщину 2.5мм).
Розшарити F VK G+
Нема нічого більш вічного за те, що обмотане синьою ізолентою.

stinger

  • Користувач
  • Дослідник
  • *
  • Повідомлень: 1424
  • Рейтинг 430
  • Стать: Чоловіча
    • Перегляд профілю
перероби ту всю конструкцію на алюміній, а мідь здай на метал, виграєш в вазі і не програєш в теплопровідності, деталі не з"єднуй пайкою, все нах розвалиться, це тобі не модельний паровий котел, роби все на гвинтах, і швидкорозбірне, використовуй керамотканину як теплоізолятор, вона легенька і не така дорога як кевлар і безпечна за асбест, ми її на фаєршоу юзаємо :) конструкція досить цікава, було би заєбісь використовувати її для обігріва цільного скафандра, або якогось такого комбеза типу хімзахиста, щоби зі всіх сторін був герметичний і утеплений ;) :D
Розшарити F VK G+

:-)

  • Користувач
  • Гуру
  • *
  • Повідомлень: 813
  • Рейтинг 160
  • Жертва алкоголю, білка-істеричка
    • Перегляд профілю
Звичайно ж те, що час безцільно не проводиться це добре.
Моєї відповіді у приват напевне не бачив.
Загалом конструкція веселить, а ідея із розводкою теплого повітря вопшем агонь.
І з нагріванням намету таким девайсом обережніше. СО2 таки СО2.
Розшарити F VK G+
Декольтем своїм мене манила.

Bottlehunter

  • Супер Модератор
  • Дослідник
  • *****
  • Повідомлень: 2071
  • Рейтинг 1059
  • Стать: Чоловіча
    • Перегляд профілю
СО2 таки СО2.

А що з тим газом не так? Він же не отруйний.
Розшарити F VK G+
Най жиє Гуцулія!

stinger

  • Користувач
  • Дослідник
  • *
  • Повідомлень: 1424
  • Рейтинг 430
  • Стать: Чоловіча
    • Перегляд профілю
у великих концентраціях, ще й який отруйний, заснув і не прокинувся...
Розшарити F VK G+

YserL

  • Адміністратор
  • Дослідник
  • *
  • Повідомлень: 2535
  • Рейтинг 460
    • Перегляд профілю
у великих концентраціях, ще й який отруйний, заснув і не прокинувся...
Людина гине не від нехватки O2 а від надлишку CO2
Розшарити F VK G+

Alter

  • Користувач
  • Дослідник
  • *
  • Повідомлень: 1061
  • Рейтинг 212
  • Стать: Чоловіча
    • Перегляд профілю
Звичайно ж те, що час безцільно не проводиться це добре.
Моєї відповіді у приват напевне не бачив.
Загалом конструкція веселить, а ідея із розводкою теплого повітря вопшем агонь.
І з нагріванням намету таким девайсом обережніше. СО2 таки СО2.

Бачив, і навіть щось юзав із тої наукової трахомудії.

На рахунок конструкції - запропонуй простіше і ефективніше, і я з радістю постараюсь втілити то в життя)
Розшарити F VK G+
Нема нічого більш вічного за те, що обмотане синьою ізолентою.