Введение
В этом материале, в дополнение к нашей основной статье про туристические горелки, мы расскажем про способ уменьшения шумности у бензиновых и мультитопливных горелок. Как известно, такие модели отличаются очень громкой работой, — даже ходят слухи о скандалах в туристических семьях, происходивших из-за необдуманной покупки чрезмерно шумной горелки! Тяжесть последствий такого скандала сильно зависит от фантазии рассказчика.
Тихая работа газовых горелок преподносится многими в качестве их достоинства перед бензиновыми, хотя на самом деле вид топлива тут ни при чем — вопрос только в используемом рассекателе пламени. Примитивная конструкция рассекателя неизбежно приводит к повышенному шуму — такие рассекатели встречаются, например, у ультралегких газовых горелок, где каждая доля грамма на счету.
Многие напротив задаются вопросом: чем «тихая» горелка лучше «громкой»? Конечно, с одной стороны, привыкнуть можно к любому шуму. С другой стороны, гораздо приятнее, когда при работе горелки можно общаться нормальным голосом или даже шепотом, а не кричать друг другу в ухо. Особенно это заметно, когда кто-то занят готовкой еды и не способен переговариваться с другими людьми, находящимися в отдалении — он не слышит ничего из того, что ему говорят. Кроме того, если горелкой приходится пользоваться в помещении, ее рев усиливается и начинает причинять ощутимый дискомфорт.
Благо, в последние годы появилась возможность сделать тихой практически любую жидкостную или мультитопливную горелку. Об этом и пойдет речь в нашей статье.
Истоки
Примус «Шмель-2»
«Секрет» конструкции малошумных горелок на жидком топливе известен больше 120 лет. «Тихие» горелки впервые появились в Швеции и изначально выпускались фирмой B.A. Hjorth and Co. под торговой маркой Primus, ныне известной каждому туристу. Эти горелки использовались в полярных экспедициях 1890-х годов норвежским исследователем Арктики и Антарктики Фритьофом Нансеном. (Кстати, модель Primus No.1 1892 года была первой в мире горелкой, в которой использовался эффективный принцип испарения топлива, а не горение фитиля, как в керосиновых лампах.)
|
Горелка Нансена |
2-пинтовая бытовая горелка Primus No.5, 1900-е гг. |
У «шумных» горелок струя испаренного топлива ударяется о рассекатель или тыльную сторону конфорки и хаотически смешивается с воздухом, вызывая турбулентность. Из-за этого при сгорании топлива возникает каскад ритмичных микровзрывов, которые, в свою очередь, создают звуковые волны, воспринимаемые, как рёв. Эффективность сгорания при этом также страдает, часть топлива улетучивается в атмосферу.
«Тихие» же горелки образуют топливо-воздушную смесь внутри массивного рассекателя грибообразной формы и выпускают ее наружу через сотни мелких отверстий в точно рассчитанных пропорциях для максимально эффективного сгорания. Множество ровно горящих факелов пламени создает гораздо меньшее возмущение воздуха, и таким образом, шум горения практически пропадает.
Старожилы наверняка помнят советские примусы, имеющие как раз такой рассекатель, состоящий из двух частей. Естественно, многие другие классические горелки тоже оснащались подобными рассекателями, поскольку большинство советских примусов представляли собой копии или адаптации шведских или австрийских прототипов. К примеру, конструкция конфорки примуса Шмель-2 повторяет более старые австрийские горелки Phoebus.
Горелки Phoebus 725 и 625 рядом с примусом «Шмель-2»
Однако современные туристические горелки на жидком топливе «тихими» рассекателями (англ. Silent Damper Cap) обычно не оснащаются. Основная причина того — стремление сделать горелку дешевле, легче и проще. Как правило, горелки такого класса не используются в помещении, таким образом, сильный рёв не представляет собой особой проблемы. Обычно используется примитивный рассекатель в виде 3-4-лучевой «звезды», в центр которого ударяет струя испаренного топлива, беспорядочно смешивается с воздухом и разделяется на 3 или 4 языка пламени. Весь процесс сопровождается громким рёвом.
Почти 10 лет назад любитель горелок и коллекционер из США по имени Гэри Адамс (aka BernieDawg) занялся самостоятельной разработкой и ручным изготовлением «тихих» рассекателей для современных горелок. Первые модели рассекателей повторяли ранние модели от Optimus и Primus, выпущенные в 20-30-х гг. XX века. Изначально такие рассекатели предполагалось использовать с классическими коллекционными горелками, однако позднее стали изготавливаться рассекатели и для современных моделей, таких как Primus Omnifuel, Optimus Nova и MSR Dragonfly.
(Фотографии использованы с разрешения Гэри Адамса)
Каждый рассекатель изготавливался вручную из листового металла и трубного проката. Заготовки аккуратно вырезались и обрабатывались, отверстия просверливались по одному на сверлильном станке, окончательно детали спаивались на высокотемпературном серебряном припое.
В течение последующих 10 лет возникло немало производных от исходной конструкции рассекателя, включая как выпускаемые вручную (например, от Джимми Льюиса), так и модели промышленного производства. Оказалось, что «тихий» рассекатель может быть легко изготовлен на 3D-принтере из сплава нержавеющей стали с бронзой. Получившаяся монолитная конструкция сразу будет иметь все необходимые пустоты и отверстия — требуется лишь принтер, материал и модель.
BernieDawg загрузил свои разработки на некоммерческий сервис 3D-печати, где каждый может заказать рассекатель для своей горелки по стоимости металла и работы принтера (порядка 25-45 евро). Коммерческая нелицензионная копия конструкции BernieDawg продается под брендом Quietstove. Также и корейские компании выпускают рассекатели собственной конструкции под различными брендами (Unicus, Chunil и др.). Эти рассекатели примечательны возможностью регулировки состава топливной смеси с помощью винта.
Компания Primus выпускает рассекатель для горелки Omnilite Ti, который состоит из 2 штампованных деталей с сеточкой между ними. Парадоксально, что именно реализация от Primus признана самой неудачной — на малой мощности пламя «убегает» внутрь рассекателя, горелка в результате перестает работать.
Особенности конструкции
Общая идея у всех «тихих» рассекателей примерно одинакова. Струя испаренного топлива ударяет в крышку рассекателя, смешивается с воздухом внутри него и выходит наружу через множество (несколько сотен) мелких отверстий на боковых стенках. Горение происходит только снаружи рассекателя. Благодаря равномерному истечению топливо-воздушной смеси из отверстий, исчезает турбулентность в пламени (как у обычного рассекателя), а с ней — и характерный рёв. На стенках рассекателя могут быть «ребра» без отверстий, совмещающиеся с упорами для котла для уменьшения их нежелательного нагрева.
Классическая испытанная десятилетиями конструкция рассекателя состоит из двух штампованных частей, таким образом, рассекатель можно разобрать и почистить. Для упрощения установки рассекателя на горелке ее чашка может иметь специальные канавки для точного позиционирования и/или простейший фиксатор. Если же горелка изначально не приспособлена для работы с таким рассекателем, его приходится ставить на чашку «на глазок». Иногда изготовленные под конкретную горелку рассекатели имеют специальные «ножки» в нижней части для упрощения точного позиционирования.
Рассекатель примуса «Шмель-2»
Энтузиасты наладили выпуск монолитных рассекателей для современных горелок, изначально не предназначенных для такого использования. Современная технология 3D-печати позволяет достаточно легко и с небольшими затратами получить монолитную деталь очень сложной формы:
- 3D-принтер в ванночке с порошком из нержавеющей стали формирует матрицу путем послойного нанесения клея. Матрица на данном этапе имеет прочность, как у мокрого песка, но по своей форме соответствует окончательной модели, включая все отверстия и полости. Состав материала матрицы — 60% стали и 40% клея.
- Затем происходит процесс инфузии (пропитки), когда клей в матрице заменяется на расплавленную бронзу при воздействии высокой температуры (более 1000 °С) в течение 24 часов. Получившийся сплав содержит 60% стали и 40% бронзы и имеет рабочую температуру до 800 °С.
- В конце происходит удаление лишнего порошка, финишная обработка и нанесение декоративного покрытия (как правило, никелирование). Окончательная деталь отличается несколько шероховатой поверхностью из-за ограничений технологии.
Особо опытные мастера могут изготавливать рассекатели вручную (фото ниже) методом механической обработки металла с последующей пайкой в единую деталь. Результат здесь всецело зависит от навыков мастера (просверлить 200-300 отверстий в нержавеющей стали — это не шутка), сама работа занимает немало времени, а цена ошибки — велика.
Опыт использования
Я приобрел рассекатель Quietstove для своей горелки Primus Omnilite Ti летом 2016 года. Сейчас бы я выбрал вариант от BernieDawg не только потому что он дешевле и предлагается оригинальным разработчиком, а еще из-за наличия специальных «ножек», упрощающих ровное расположение рассекателя на чашке горелки.
Сам рассекатель имеет никелированное покрытие и выглядит очень качественно, без каких-либо изъянов, кроме шероховатости поверхности. Сочетание монолитной конструкции и очень сложной формы порождает догадки о способе изготовления (пайка? сварка? фрезеровка? литье?) у любого, кто возьмет его в руки — все же 3D-печать по металлу для большинства пока что в диковинку.
Рассекатель устанавливается сверху на чашку горелки вместо штатного. Здесь бы как раз пригодились «ножки» для более уверенной установки — приходится тщательно вымерять наклон рассекателя, чтобы тот стоял ровно. Никакого закрепления на горелке здесь нет, однако при работе рассекатель «закусывает» из-за расширения металла, и впоследствии он держится достаточно надежно. Впрочем, при необходимости чистки форсунки рассекатель можно без труда снять.
Если беспокоит риск потери рассекателя, его можно привязать к горелке стальной проволочкой.
Рассекатель весит около 40 грамм и имеет огромную тепловую инерцию, на порядок выше, чем у штатного. С этим приходится столкнуться сразу при розжиге — для разогрева горелки нужно щедро облить ее бензином (подержать вентиль открытым секунды 3, пока топливо не начнет сочиться из нижних отверстий рассекателя), а не слегка прыснуть, как делают обычно со штатным рассекателем-«звездочкой». Эта особенность непривычна для большинства пользователей и требует определенного привыкания. Впрочем, лишняя пара грамм бензина на розжиг не повлияет на суммарный расход топлива.
Если пожалеть бензина на разогрев, горелка будет несколько минут плеваться коптящим пламенем.
Лишь после того, как бензин полностью прогорит и погаснет, горелку можно снова включить и поджечь. В отличие от обычного рассекателя, здесь нельзя включать горелку с не до конца прогоревшей «затравкой» — иначе возникнет горение под колпачком (англ. underburn), узнаваемое по сильному рёву, горелка просто не будет работать в таком режиме, а рассекатель раскалится докрасна.
Самое важное — рассекатель действительно уменьшает уровень шума. Например, на максимальной мощности горелка теперь шумит так же, как раньше — на минимуме. А на малой мощности звук пламени полностью пропадает — слышно только шипение пара, выходящего из форсунки. Рассекатель позволяет работать на сверхмалой мощности, при этом пламя перестает отрываться от рассекателя, и он раскаляется до малинового цвета. Впрочем, ни к каким негативным последствиям это не привело.
На всех режимах работы «тихий» рассекатель улучшает смешивание топлива с воздухом и эффективность горения. После установки штатного рассекателя обратно сразу ощущается характерный бензиновый запах при работе из-за того, что часть топлива не сгорает. Просто большинство владельцев горелок привыкло к этому запаху и не замечает его. С «тихим» рассекателем бензиновый запах отсутствует. Согласно проведенным тестам, разница во времени закипания котла с обычным и «тихим» рассекателями лежит в пределах погрешности.
Благодаря большей площади рассекателя, пламя становится более широким и равномерным, уменьшая риск пригорания пищи. Однако это хорошо только для довольно крупных котлов (от 1,5 литров). С небольшими котлами эффективность немного падает из-за того, что пламя больше склонно обтекать котел по сторонам, особенно на высокой мощности. Небольшой литровый котел с радиатором требует ограничения мощности горелки примерно до ⅔, чтобы пламя не норовило «облизывать» радиатор снаружи.
По опыту работы, рассекатель оказался не подвержен засорению как остатками пищи при залитии, так и сажей. Более того, если кипящий котел переливается через край, рассекатель защищает форсунку от «затопления», и есть гораздо больше шансов, что горелка продолжит работать. Если же горелка все же заглохла, то из-за большой тепловой инерции у вас есть гораздо больше времени на ее повторный розжиг.
Интересная особенность горелки с «тихим» рассекателем — при работе на бензине Галоша полностью пропала нужда в чистке форсунки. По всей видимости, это связано с более длительным прогревом перед работой и медленным остыванием, позволяющим не сгоревшему топливу полностью испариться. Раньше в зимнее время практически каждую готовку приходилось начинать с чистки форсунки, иначе горелка работала вполсилы.
Обратная сторона медали у большой тепловой инерции — если рассекатель успел чрезмерно остыть, то горелку поджигать нельзя до полного остывания, когда можно будет заново запустить ее с предварительным прогревом. При запуске полупрогретой горелки она будет плеваться пламенем намного дольше, чем со штатным рассекателем. Также сама горелка остывает намного медленнее, и после завершения готовки ее нельзя убирать в мешок еще минут 5-10.
Особенности работы
Работа на автомобильном бензине
Несмотря на то, что производитель рассекателя Quietstove (но не BernieDawg) запрещает работу на автомобильном бензине, в прошлогоднем походе по Финляндии мы сожгли на горелке 1,5 литра местного бензина. Всё оказалось не так уж плохо:
- В целом, работа горелки ощутимо не изменилась, так что «тихий» рассекатель можно считать вполне подходящим для авто-бензина. Разумеется, если нет под рукой более подходящего топлива.
- Стабильность горения заметно снижается, особенно на малой мощности, где пламя ощутимо пульсирует.
- Внутри рассекателя и в отверстиях не оказалось видимого загрязнения сажей, а возникающий во время розжига черный налёт при работе быстро выгорает. Однако здесь не раскрывается вопрос работы на плохом бензине, который теоретически может забить рассекатель изнутри.
- Чем холоднее погода, тем дольше нужно прогревать горелку для устойчивой работы. Ниже +15 °C горелка на авто-бензине неизбежно «пыхает» пламенем после запуска — готовьтесь либо чистить котлы от нагара, либо ожидать, пока она не прогреется.
Естественно, как и можно было ожидать от работы на авто-бензине, внутренности горелки постепенно засоряются несгоревшими примесями, особенно стержень-регулятор, канавки в котором пришлось прочищать лезвием ножа после каждого сожженного полулитра бензина.
Достоинства
- Действительно уменьшается шум горелки. На полной мощности горелка все еще немного шумит (как со штатным рассекателем на малой мощности), а на половинной мощности и ниже остается лишь легкое шипение — можно поставить горелку между двумя людьми, и они смогут общаться шепотом.
- Улучшается эффективность горения и пропадает бензиновый/газовый запах из-за лучшего смешивания топлива с воздухом.
- Устойчивая работа горелки на сверхмалой мощности, сравнимой с зажигалкой. Со штатными рассекателями некоторые горелки не могут работать таким образом.
- По сравнению со штатным рассекателем, упрощается чистка форсунки — рассекатель легче снять с горелки.
- Собственно чистка форсунки требуется гораздо реже.
- Широкое равномерное пламя, что полезно для крупных котлов (от 1,5 литров). Уменьшается риск пригорания, что актуально для титановых и стальных котлов.
- Сложнее затопить горелку водой, перелившейся через край котла.
- Если горелка потухла, есть больше времени на то, чтобы разжечь ее снова.
- Отличный внешний вид — такой рассекатель может быть хорошим подарком для туриста.
Недостатки
«Тихий» рассекатель, несмотря на хорошую работу по предназначению, — достаточно неоднозначное устройство. Возможно, какие-то из нижеперечисленных недостатков — причина того, что такие рассекатели редко используются производителями современных туристических горелок.
- Горелку становится сложнее использовать на жидком топливе:
- заметно более долгий разогрев,
- высокая требовательность к правильному разогреву строго по инструкции,
- при поспешном разогреве или при поджиге полуостывшей горелки мы получаем мощный факел пламени,
- склонность «пыхать» при начале готовки на автомобильном бензине,
- теоретически такой рассекатель может намертво забиться при работе на очень плохом топливе.
- Рассекатель медленно остывает, приходится долго ждать перед упаковкой горелки.
- Из-за более широкого пламени слегка теряется эффективность с небольшими котлами (до 1 литра).
- Рассекатель может отвалиться от горелки при ее неаккуратной переноске и потеряться.
- Если на рассекателе нет «ножек», его сложнее установить на горелку ровно.
- Горелку становится сложно разжечь с помощью огнива. Идеальный вариант — зажигалка с направленным пламенем.
- Стоимость рассекателя сравнима с еще одной недорогой газовой горелкой.
Заключение
«Тихий» рассекатель для современной горелки — это интересный и неоднозначный аксессуар. Несмотря на то, что стоимость такого рассекателя в сочетании с другими его недостатками может отпугнуть многих туристов (хотя современные мультитопливные горелки дешевыми тоже нельзя назвать), с основной своей задачей — снижением шума — он справляется отлично.
В одной из прошлых поездок мы попробовали установить обратно штатный рассекатель на нашу Primus Omnilite Ti. Сразу ударил по ушам рёв, при работе ощущался бензиновый запашок, в помещении звук был откровенно неприятным, да и на улице уже не получалось тихо разговаривать, сидя рядом с горелкой. Так что оставаться дальше на штатном рассекателе нам не захотелось.
Подобный рассекатель будет полезен для тех туристов, кого действительно раздражает шум горелки (есть и такие), для путешествующих с маленькими детьми и в тесных компаниях, для готовки в пресловутых кустах на обочине дороги в Альпах, а также в качестве оригинального подарка. Надеемся, что наша статья пролила больше света на этот интересный аксессуар, а кто-то мог получить из нее и совершенно новые знания.
© 2017 Владимир Горбунов (VORON)
Фото автора и Гэри Адамса (BernieDawg)