Печки
Применяются в зимних походах по лесным районам для обогрева палаток, просушки снаряжения и приготовления пищи. При горящей печке в палатке бывает тепло даже при большом морозе. Конструкция походных печей зависит от типа и размера палаток. В небольших палатках можно использовать лишь подвесные печки для обогрева, в более просторных — напольные для обогрева и, возможно, для варки пищи.
Промышленность практически не выпускает никаких переносных печек для туристов. Поэтому все печки, применяемые туристами в походах, в основном самодельные.
В походах выходного дня печки пока еще мало используют. Однако в связи с малым количеством сухостоя в окрестностях больших городов изготовление и применение печек в зимних походах выходного дня (особенно двухдневных и трех-четырехдневных в праздничные дни) приобретает важное значение.
Все многообразие печек можно условно разделить:
• по форме — на прямоугольные, полукруглые, овальные;
• по готовности к использованию — на собранные (сварные, склепанные), складные и разборные;
• по способам установки — на напольные (на ножках) и подвесные;
• по расположению корпуса и укладке дров — на горизонтальные и вертикальные;
• по назначению — для обогрева или для обогрева и приготовления пищи.
Теплообмен между печкой и окружающей средой происходит за счет конвекции и испускания лучистой энергии. Мощность теплового излучения зависит от температуры нагрева печки, материала, из которого она сделана, и площади излучающей поверхности. Интенсивность конвекционного теплообмена определяется формой печки и местом ее установки в палатке. Для теплоотдачи имеет значение и угол наклона трубы. Повышения теплоотдачи и уменьшения количества вылетающих искр можно добиться за счет изменения направления движения горячих газов в печке при помощи одного-двух отбойных листов из стали толщиной 0,5 мм. Различные варианты схем показаны на рис. 49 а, б, в. Недостатком вариантов а и б является невозможность увеличения тяги и сложность крепления листов, изменяющих направление потока газов, а также увеличение размеров печки. В печке с выходными коленами (рис. 49 в) при хорошей тяге используются три колена, при плохой — одно. Это удобнее, чем в печке с отбойными листами. При транспортировке колена размещают внутри печки вместе с трубой.
Рис. 49. Схемы изменения направления горячих газов походных печек:
а) один отбойный лист; б) два отбойных листа; в) колена трубы.
Трубу в зависимости от формы палатки и места установки печки располагают вертикально или наклонно.
Лучшим материалом для корпуса печки является жаропрочная нержавеющая сталь толщиной 0,25—0,5 мм. Колосники можно сделать из сетки с диаметром проволоки 1,5—2 мм или из листа стали толщиной до 1 мм. Отбойные листы делают также из жаропрочного материала толщиной не менее 0,5 мм, чтобы они меньше деформировались при нагреве.
|
| Рис. 50. Конструкции печек для обогрева: а), б) неразборные с вертикальной загрузкой дров; в) разборная 1. Труба. 2. Крышка. 3. Поддувало, дверца |
Небольшие печки для обогрева могут быть плоскими шириной около 15 см с вертикальной загрузкой дров (рис. 50 а, б). Сила тяги зависит от степени открытия дверцы или поддувала. Палатку на четверых достаточно отапливать печкой размерами 250 х 200 х 120 мм с трубой диаметром 60 см. Для палатки на 7—9 человек достаточна печка размерами 350 х 220 х 170 мм и трубой диаметром 70 мм. Топливо загружают сверху. Печка может быть подвешена к тросику, протянутому под коньком палатки и закрепленному по возможности отдельно от оттяжек палатки, шатровой палатке такую печку прикрепляют к центральному колу с помощью кронштейнов или двух буравов, вворачивающихся в кол на разной высоте. Тросики от четырех углов печки крепятся к верхнему бураву. На стержень нижнего бурава опирается гнездо, приваренное к печке. Конструкция печки исключает выпадение углей и попадание их на дно палатки, спальные мешки или другие вещи.
Разборные печки более удобны в транспортировке, но собирать и разбирать их приходится ежедневно, часто на морозе.
Одна из конструкций круглой подвесной обогревательной печки представлена на рис. 50 в. Цилиндр диаметром 20—25 см и длиной 35—45 см сворачивают из листа нержавеющей стали толщиной 0,2—0,3 мм. В свернутом состоянии лист 1 удерживается кольцами. На торцы цилиндра надевают крышки 2, 3 из стали толщиной 0,5 мм, удерживаемые защелками. В одном торце дверца с регулируемым поддувалом, в другом — патрубок для крепления трубы. Внутрь вставляют решетку поддона. Печка подвешивается на тросиках. Печка легко разбирается, цилиндр в походном положении сворачивается в узкую трубу. Вес печки — 1,5—2 вес трубы длиной 1,3 м, сделанной из нержавеющей стали, — 0,8 кг. В рабочем положении лист трубы свернут вдоль длинной оси, в походном — вдоль короткой.
|
| Рис. 51. Подвеска обогревательной печки в палатке. 1. Трос, к которому подвешена печка. 2. Кольцо в торце конька. |
Схема подвески обогревательной печки показана на рис. 51. Чем ниже установлена печка, тем лучше она обогревает. Поэтому в больших платках без дна чаще применяют напольные печки на ножках.
|
| Рис. 52. Напольные стоячие печки для обогрева. |
Напольные стоячие печки чаще имеют форму прямоугольного параллелепипеда (рис. 52). Для обогрева шатровой палатки достаточно печки размером 190 х 240 х 300 мм, сваренной из нержавеющей стали толщиной 0,25—0,3 мм с колосником толщиной 0,5 мм (рис. 52 а). Стальная печка (без трубы) весит 1,2—1,5 кг. Напольную печку целесообразно использовать не только для обогрева, но и для варки пищи, что почти без увеличения габаритов и веса значительно уменьшает необходимое количество топлива, облегчает и сокращает работы на биваке, создает лучшие условия для отдыха, дает возможность останавливаться на границе леса или даже за его пределами.
Для группы 6—10 человек можно рекомендовать печку для обогрева и варки (рис. 53) из нержавеющей стали толщиной 0,25—0,3 мм размером 210 х 250 х 385 (465) мм. Труба длиной 1,3—1,5 м сворачивается из листа стали шириной 40 см, толщиной 0,15 мм и фиксируется кольцами.
| 
|
| Рис. 53. Печка для обогрева и варки на группу 6—10 человек: а) общий вид; б) вид и размеры в трех проекциях | Рис. 53. Печка для обогрева и варки на группу 6—10 человек: в) деталировка |
|
| Рис. 54. Складная обогревательная печка: а) общий вид; б) печка в сложенном виде. |
Ведра овальные — в комплекте с печкой — из того же материала (нержавейка 0,3 мм), емкостью 6; 6,5 и 7 л для группы 9—19 человек и 5; 5,5 и 6 л для группы б—7 человек, вставляются друг в друга. Вес ведер 1,5 кг (1,2 кг). На каждого участника приходится суммарно 1,5—2 л емкости посуды.
В любых походах удобно иметь три емкости, чтобы можно было готовить на костре одновременно три блюда или иметь запас воды (холодной или теплой) в третьем ведре. В печке же имеется гнездо только для одного ведра, готовить блюда приходится поочередно, но при правильной организации это занимает не больше времени, чем на костре.
Ведра могут быть сделаны из белой жести, алюминия, нержавеющей стали или титана. Форма — цилиндрическая или овальная. Удобны плоские ведра, вставляющиеся одно в другое. Ведра могут “ехать” в печке (в своем гнезде) или отдельно в матерчатых чехлах; с ведрами переносят половники (большие разливательные ложки), мочалки, скатерть из полиэтилена или клеенки, пару костровых брезентовых рукавиц. Один из вариантов складной печки показан на рис. 54. Печка может складываться только при соблюдении следующего условия: стенки 3 и 4 по ширине меньше на 8—10 мм стенок 1 и 2. Торцы 6 крепят к стенке 1 при помощи шарниров, а к стенке 3 — пластинчатыми пружинами 7. Стенки и шарниры соединяют заклепками или точечной электросваркой. Скошенные ободки 8 обеспечивают прилегание корпуса к торцам без зазора.
|
| Рис. 55. Схемы установки труб походных печек. 1. Стеклоткань. 2. Проволочное кольцо. 3. Тонкая медная проволока. 4. Жаростойкая муфта. 5. Рефлектор. 6. Крепящие кольца. 7. Труба. 8. Страхующий тросик. 9. Колено. 10. Патрубок. 11. Печка. |
Трубы походных печек могут быть составными, телескопическими и свертываемыми в длину из листа (рис. 55). Составную трубу можно сделать из нескольких конусообразных частей, убирающихся в нерабочем состоянии в печку. Толщина стали — не более 0,3 мм. Можно применять и более простую трубу, свернутую из длинного узкого листа гибкой тонкой стали (0,15—0,20 мм). В рабочем состоянии труба удерживается кольцами, как уже отмечено выше. Можно трубу свернуть и в виде спирали из узкой полосы длиной 4—5 м. Для закрепления концов трубы можно использовать консервные банки соответствующих диаметров или специально сделанные обечайки. На свернутый в рулон лист снаружи немного одевают нижнюю обечайку. Вытягивают рулон за внутренний виток до желаемой длины, вставляют внутрь и снаружи трубы вторую обечайку. Конструкция расклинивается и становится жесткой. Наружную обечайку в верхней части трубы можно совместить с искрогасителем.
Для предупреждения прожигания палатки вылетающими из трубы искрами печку надо оборудовать искрогасителем, одевающимся на верх трубы, а также поперечной перегородкой в конце топочного пространства. Отверстия в перегородке должны превышать площадь сечения трубы.
Конструкции искрогасителей могут быть разными, от простого рефлектора из консервной банки с упорами, надевающегося на конец трубы, до более сложного искрогасителя-экономайзера (рис. 55 с).
“Экологические” кухня и таганок могут быть использованы в летних походах. Они дают возможность щадить природу: экономить дрова и не оставлять после себя проплешин кострищ.
Походная кухня (рис. 56 а) состоит из корпуса 1 со складывающимися ножками 2, трубы 3 диаметром около 70 мм, подставки 4 для сковороды, поддона 5, крышки 6 и двух алюминиевых бидонов, удерживаемых металлическими лентами 7 с ручками-замками 8.
|
| Рис. 56. “Экологическая” кухня (а, в) и таганок (б). |
Корпус печки для уменьшения теплового излучения можно сделать двойным: наружный из алюминиевого сплава (АМГ) и внутренний из жаропрочной тонкой стали; между ними помещается листовой асбест толщиной около 3 мм. Подставку для сковородки можно сделать из проволоки толщиной 3 мм, поддон — из листовой стали с отверстиями или из металлической сетки.
Печку разжигают при одном снятом бидоне. Во время приготовления пищи дрова (сухие ветки, щепки, шишки, кора) подкладывают через трубу. Шесть литров воды нагреваются до кипения за 12—14 минут. Нагрев бидона получается “однобоким”, но каша не пригорает. Вес кухни — около 3 кг.
ПОХОДНЫЕ ПЕЧКИ
В районах, где возможности заготовки дров ограничены (лесостепная зона, места массового отдыха) широко применяют походные печки — подвесные и напольные.
Подвесную печку применяют в небольших палатках, в которых нет для нее места на полу. Ее подвешивают на высоте 0,5 м над спальными мешками под коньком крыши в двухскатных палатках или у центральной стойки — в шатровых. Конструкция подвесных печек должна полностью исключить возможность выпадения углей во время топки или загрузки. Одна из наиболее удачных моделей подвесной печки, которая может использоваться и как напольная, приведена на рис. 22. В данной конструкции отверстие, служащее в качестве поддувала, расположено примерно на одной трети высоты печки от днища. Дверка для загрузки топлива и отверстие для ведра расположены сверху. В тех случаях, когда печку используют для обогрева, ведро для приготовления пищи вынимают, печку заполняют дровами и закрывают крышкой (крышку можно использовать и как сковородку). Для регулирования тяги используют вращающуюся заслонку. Печка экономична и безопасна. Она может топиться без постороннего присмотра, например, во время сна.
|
| Рис. 22. Схема напольной печки: 1 — дверца; 2 — крышка; 3 — труба; 4 — ножки; 5 — скобки; б — тросик; 7 — фанера; 8 — бачок |
Палатка обогревается за счет переноса тепла потоком нагретого воздуха (конвекцией). Чем ниже печка, тем больший объем воздуха участвует в теплообмене и, следовательно, теплее в палатке. При установке печки на пол к ней прикрепляют проволочные ножки из стальной проволоки диаметром 3—5 мм (в зависимости от размеров печки).
Существенными недостатками описанной печки является то, что в ней одновременно можно приготовить только одно блюдо, и процесс приготовления пищи, особенно если приходится растапливать снег, значительно затягивается.
Существует немало конструкций печек, которые позволяют одновременно приготовлять два блюда, а некоторые из них предусматривают дополнительную возможность растапливать снег или подогревать пищу. Все они напольного типа. Вариант такой печки приведен на рис. 23. Данная конструкция обладает большей универсальностью.
Все виды туристских печек целесообразно изготовлять из нержавеющей стали толщиной 0,2—0,4 мм или обычной листовой стали толщиной 0,4—0,5 мм. При необходимости конструкцию печки можно укрепить ребрами жесткости.
|
| Рис.23. Схема универсальной печки |
Для всех видов туристских печек используют трубы, сворачиваемые из тонкого (0,15—0,25 мм) листа упругой стали шириной 4,5—5,0 диаметра колена. Длина ее может доходить до 2 м, при этом не менее чем на 0,5 м она должна выходить из палатки. При транспортировании трубу легко сворачивают в тонкий рулон, который свободно умещается внутри печки.
НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ
В связи с освоением безлесных районов, а также дальнейшим увеличением ограничений на разведение костров в местах массового туризма возникает необходимость применения различных нагревательных приборов, работающих на искусственном топливе. Наиболее распространенные из них — туристские примусы.
Для небольшой группы рекомендуется применять туристский примус “ПТ”, имеющий малые габариты (120Х120х80 мм) и массу (0,8 кг). Примус безопасен и удобен в работе. Время горения после одной заправки (120 мл) — 40—60 минут. Время закипания 2 л воды — 16 минут. В этом примусе подача горючего в горелку осуществляется за счет саморазогрева и увеличения в результате этого давления в бачке. При установке широкой посуды примус перегревается. Для предотвращения перегрева широкую посуду устанавливают с помощью таганка на высоте не менее 50 мм и держат наготове мокрую тряпку или кружку воды, чтобы вовремя охладить бачок.
В большинстве случаев целесообразнее применять туристский примус “Шмель”, который хотя и несколько тяжелее (масса около 1 кг), зато удобнее в работе. Вместимость бачка “Шмеля” в 4 раза больше по сравнению с “ПТ”, и его достаточно заправлять один раз в день. Подача топлива осуществляется за счет подкачки, что делает его менее чувствительным к саморазогреву и более безопасным. Для переноски “Шмеля” применяют герметичный футляр. С применением защитных экранов и специальных таганков эффективность примусов может быть увеличена (рис. 24).
Кроме описанных примусов, туристы применяют бензиновые плитки и паяльные лампы.
Бензиновая плитка имеет габариты 440Х330Х120 мм и массу около 4 кг. Ее целесообразно использовать в несложных путешествиях, базовых лагерях и моторизованных видах туризма.
| 
|
| Рис.25. Схема нагревательного прибора: 1 — подставка; 2 — сухое горючее; 3 — емкость с пищей | Рис.24. Схема устройства защитного экрана: а — общий вид; б — вид защитного экрана (кострюли) сверху |
Массу плитки можно уменьшить почти на 2 кг, заменив стальные детали кожуха алюминиевыми. Плитка удобна в работе: имеет две горелки, что позволяет одновременно готовить два блюда. Время закипания 2 л воды — 10 минут, время горения после одной заправки — 2—3 часа.
Для сложных походов предпочтительнее брать два “Шмеля”, чем одну плитку, так как наличие двух нагревательных приборов более надежно в походных условиях: они меньше весят и более удобны в транспортировке.
Паяльную лампу рекомендуется применять вместе с таганком или печкой. Такая комбинация позволяет использовать низкокачественное местное топливо (плавник, сырые дрова) и значительно сократить расход бензина.
Для хранения и переноски бензина используют различные полиэтиленовые фляги и канистры. Очень удобны мягкие емкости, изготовляемые туристами из маслобензостойкой резины.
В ближних путешествиях, во время туристских слетов и соревнований целесообразно применение портативных газовых плиток. Для приготовления и разогрева пищи во время кратковременных прогулок применяют портативные плитки и нагревательные приборы, работающие на сухом спирте (рис. 25). Они компактны, легки, просты в обращении. В качестве топлива пригодны парафин или стеарин, огарки свечей.
|
| Рис. 57. “Экологическая” складная печка. |
Таганок (рис. 56 б) состоит из круглого металлического поддона с бортиком, трех стоек из проволоки 5—6 мм и решетки для установки посуды. Форма таганка определяется величиной и количеством одновременно устанавливаемых кастрюль. Поддон делают больше решетки, чтобы огонь охватывал кастрюли с боков, а угли не падали бы на землю. На поддон, чтобы он не прогорел, перед разжиганием желательно насыпать землю или песок.
“Экологическая” складная печка предназначена также для летних походов (рис. 57). Стенки и дно корпуса соединены между собой шарнирно, что позволяет сложить их и переносить в футляре, используемом в качестве трубы.
Размеры печки определяются габаритами посуды. Размеры на рисунке рассчитаны на котелок емкостью 2,5 л. За 10—15 минут можно вскипятить 2 л воды, используя в качестве топлива сухие ветки, щепки, хворост, шишки и т.п.
Разработка конструкции походной печки.
В последнее время в связи с выходом книги П.И. Лукоянова “Самодельное туристское снаряжение” заметно активизировалась творческая активность туристов, поскольку теперь имеется возможность не только изучить созданные в разных уголках нашей страны конструкции снаряжения, но и оценить их на фоне своих самоделок.
Рассмотрев описанные в книге конструкции переносных печек, используемых в зимних видах туризма, считаем, что данная конструкция может также быть кому-то полезной.
Известно, что необходимая конструкция печки выбирается в зависимости от условий ее применения (климатические и природные факторы, конструкция палатки, схема размещения людей в палатке и др.) и от назначения (обогрев, растапливание снега, приготовление пищи и др.). Следует отметить, что желание получить универсальную печку приводит, как правило, к увеличению веса конструкции. Поэтому при разработке приходится задаваться граничными условиями.
Предлагаемая конструкция разрабатывалась для применения в условиях горно-таежной местности с учетом возможности ее использования в любой период зимнего сезона и практически с любыми дровами, имея в виду, что самые неблагоприятные условия для работы печки — в ноябре — декабре, когда влага еще не выморожена из стволов, а самые худшие дрова из традиционно используемых хвойных пород — лиственные, поскольку сушины лиственницы имеют в своей структуре достаточно большое количество влаги.
Разработка конструкции осуществлялась последовательно. В первую очередь был определен минимально необходимый объем камеры сгорания, обеспечивающий устойчивый и активно протекающий процесс горения разных по влажности дров. Поскольку теоретически определить искомую величину достаточно трудно, были проведены предварительные испытания.
Длина камеры сгорания определяется размерами трубы, изготовленной из ленты, сворачиваемой при транспортировке в рулон, то есть должна быть несколько больше ширины ленты, которая, в свою очередь, определяется необходимой площадью сечения трубы, ее диаметром (о подборе диаметра см. ниже). Длина печи составляла 300 мм.
Высота камеры сгорания складывается из высоты слоя дров, уложенных на колосниковую решетку, и высоты пламени от их сгорания. Верхнюю поверхность камеры должна омывать верхняя зона факела, имеющая максимальную температуру. Существующая в настоящее время тенденция по созданию печек, у которых рабочая зона служит только для размещения дров, приводит к тому, что факел от сгорания формируется уже в зоне трубы, там, где скорость газового потока максимальна, а теплопередача от газового потока к стенке минимальна. Даже визуально, встречая в походах группы с такими печками, заметно, что у них при использовании самых лучших дров (кедровых) краснеет только начальный участок трубы. Для определения зависимости высоты камеры сгорания от количества тепла, отдаваемого как всей поверхности печки, так и единицей ее поверхности, были проведены следующие исследования. Была изготовлена обычная прямоугольная печка с боковой горизонтальной загрузкой дров с наиболее часто встречающимися в туристской практике размерами: длиной 300 мм, шириной 200 мм и диаметром трубы 80 мм, у которой донная часть вместе с поддувалом и колосником могла перемещаться по вертикали внутри печки, изменяя высоту камеры сгорания от 130 до 280 мм. В качестве топлива использовались пихтовые чурочки с линейными размерами сечения 40 — 50 мм, которые укладывались слоем высотой 100 мм (суммарный вес 1500 ± 30 г). Температура поверхности в различных точках замерялась в период максимального нагрева печки при установлении устойчивого режима горения с помощью переносного потенциометра и поверхностной хромель-алюмелевой термопары. Полученные значения приведены в табл. 1.
Таблица 1
Температура поверхности печки (средняя по трем точкам каждой поверхности), °С
| Контролируемая поверхность | Высота камеры сгорания, мм | |||||
| Дно | ||||||
| Боковые стороны (по двум) | ||||||
| Задняя сторона | ||||||
| Передняя сторона | ||||||
| Верхняя поверхность | ||||||
| Труба — 200 мм от печки | ||||||
| Труба — 800 мм от печки |
На основании полученных значений температуры поверхности был рассчитан максимальный тепловой поток от всей печки при различной высоте камеры сгорания. При расчете учитывался только тепловой поток, полученный в результате излучения наружной поверхностью печки без учета конвективного теплообмена, при этом излучающая способность каждой поверхности определялась по формуле:
| вт/м2, |
где /\ — интегральная степень черноты;
С0 — коэффициент излучения абсолютно черного тела;
Т — температура поверхности тела в градусах Кельвина.
После чего умножением полученного значения излучающей способности на площадь поверхности определялся тепловой поток, излучаемый каждой поверхностью печки, а затем — суммарная мощность излучения печки (ее максимальное значение). При делении мощности печки на площадь всей ее поверхности получены средние значения излучающей способности печки. Результаты расчетов представлены на рис. 1.
Рис. 1.
Зависимость тепловых характеристик печки от высоты камеры сгорания:
1 — тепловой поток; 2 — излучательная способность
Таким образом, при увеличении высоты сгорания величина теплового потока от печки возрастает, что вызвано как увеличением общей излучающей поверхности печки, так и повышением температуры в камере сгорания за счет улучшения организации горения топлива, однако кривая 2 показывает, что удельный тепловой поток (излучающая способность) имеет максимальное значение при высоте камеры сгорания равной 200 — 250 мм.
Аналогичные исследования были проведены для определения оптимальной ширины камеры сгорания: были изготовлены четыре печки длиной 300 мм, высотой камеры сгорания 220 мм, шириной 150, 175, 200 и 225 мм. Вес порции дров, так же как и в предыдущей серии исследований, составлял 1500 ± 30 г.
Замеры температуры поверхности печки и проведенные расчеты тепловых потоков показали, что максимальный удельный тепловой поток излучается печкой с шириной камеры сгорания равной 180 — 210 мм, хотя, конечно, следует иметь в виду, что при использовании трубы большего диаметра возрастает и верхний предел данного диапазона.
В дальнейшем все эти печки были использованы в качестве снаряжения для сложных зимних походов. Следует отметить, что к печкам с шириной-175 мм и более претензий не было, а вот при эксплуатации печки шириной 150 мм наблюдалось следующее: при использовании пихтовых дров в ноябрьском походе и лиственных в февральском в первые часы после разжигания на биваке печки процесс горения протекал неактивно, дрова тлели без яркого устойчивого факела. Для активизации процесса приходилось дрова колоть на тонкие лучины. Однако в дальнейшем, по мере высыхания дров, разложенных в поленницы вокруг печки, процесс горения достигал устойчивого состояния. Эти наблюдения были подтверждены в мартовском походе при использовании пихтовых дров, высушенных морозом к этому времени. В этих условиях печка шириной 150 мм работала достаточно хорошо, хотя участниками похода отмечалось, что при использовании в аналогичных условиях печки шириной 200 мм в палатке было значительно теплее.
На основании проведенных исследований были установлены оптимальные размеры камеры сгорания: высота 200 — 250 мм, ширина 180 — 210 мм, длина не менее 300 мм. В дальнейших модификациях печки размеры камеры сгорания не менялись и составляли соответственно 220, 200 и 300 мм (в дальнейшем данная печка будет именоваться “конструкция А”).
При проведении испытаний было отмечено, что зона максимальных температур поверхности печки (покраснение поверхности) расположена в районе отверстия для выхода продуктов сгорания в трубу, остальная поверхность была практически темной.
С целью более полного использования тепловой энергии, полученной от сгорания дров, было предложено испытать печку с дополнительной камерой дожигания (рис. 2, а), для чего общая высота печки была увеличена на 40 мм, внутри на расстоянии 40 мм от верхней поверхности была установлена горизонтальная перегородка, не доходящая до задней стенки на 50 мм, а отверстие с патрубком для трубы было выполнено около передней стенки печки (конструкция Б).
Рис. 2.
Эскиз печки:
а — со встроенной камерой дожигания (конструкция Б); б — с вынесенной камерой дожигания (конструкция В).
Проведенные замеры показали, что в данном случае температура передней, верхней и боковых поверхностей печки возросла на 30 — 55 °С при сохранении примерно на том же уровне значений температуры других поверхностей. В результате тепловой поток от данной печки возрос на 16,7 процента, а излучательная способность — на 9,1 процента по сравнению с конструкцией А при увеличении площади теплоизлучающей поверхности на 6,9 процента.
На основе полученной конструкции Б показалось заманчивым получить дополнительное тепловое излучение от расположенной внутри печки перегородки, что привело к созданию конструкции В с вынесенной камерой дожигания (рис. 2, б).
Выполненные замеры и расчеты показали, что за счет появления дополнительных теплоизлучающих поверхностей тепловой поток от печки возрос на 8,9 процента относительно конструкции Б и на 27 процентов относительно А. В то же время излучательная способность конструкции В на 6,7. процента меньше, чем у конструкции Б, но остается выше, чем у конструкции А, на 1,9 процента, однако у конструкции В — самое максимальное значение теплового потока, отнесенного к величине веса печки (табл. 2).
Таблица 2
Технические характеристики походных печек,
имеющих камеру сгорания размерами: 200 Х З00 Х 220 мм
(материал — нержавеющая фольга 0,2 мм)
| Наименование показателя | Конструкция печки | |||||||
| А | Б | В | Г | |||||
| абс | % | абс | % | абс | % | абс | % | |
| Ширина печки, мм | ||||||||
| Высота печки (без патр.), мм | 340 (250) | |||||||
| Длина печки, мм | ||||||||
| Высота трубы, мм | ||||||||
| Площадь излучающей поверхности (внутри палатки), м2 | 0,576 | 0,616 | 106,9 | 0,718 | 124,7 | 0,718 | 124,7 | |
| Вес в сборе, кг | 2,2 | 2,4 | 109,1 | 2,6 | 118,2 | 2,7 | 122,7 | |
| Тепловой поток, кВт | 19,5 | 22,7 | 116,7 | 24,7 | 127,0 | 24,7 | 127,0 | |
| Излучательная способность, кВт/м2 | 33,8 | 36,9 | 109,1 | 34,4 | 101,9 | 34,4 | 101,9 | |
| Тепловой поток, излучаемый от 1 кг печки, кВт/кг | 8,8 | 9,4 | 107,0 | 9,5 | 107,5 | 9,2 | 103,5 | |
| Вес конструкции, излучающей мощность 1 кВт, кг/кВт | 0,113 | 0,106 | 93,8 | 0,105 | 92,9 | 0,109 | 96,5 |
Следует отметить, что идея использования тепла отходящих газов в походной печке не оригинальна, имеются достаточно широко опробированные технические решения. Например, труба от печки проходит под коньком вдоль всей палатки, но при этом велика опасность возникновения пожара, не говоря уж про загорание сохнущей одежды. Другой вариант: над печкой устанавливается специальная теплоулавливающая конструкция, так называемый экономайзер, при этом тепловой поток существенно увеличивается, однако технические показатели работы такого теплового агрегата: излучательная способность, затраты веса конструкции для получения 1 кВт мощности теплового потока, общий вес — будут хуже, чем у конструкции В. Такое различие обусловлено в первую очередь тем, что излучательная способность нагретого тела прямо пропорциональна четвертой степени температуры (см. приведенную выше формулу). А температура поверхности экономайзера в любом случае будет ниже, чем температура поверхности встроенной камеры дожигания (конструкции Б и В).
Методом подбора определены также диаметр и длина трубы печки. Оптимальный диаметр в диапазоне от 40 до 110 мм составил 80 — 90 мм, а выбор длины трубы определяется в основном обеспечением хорошего искроуноса, с тем чтобы непрогоревшие искры не падали на поверхность палатки, что особенно важно для палатки из капронового материала. С другой стороны, следует учитывать, что в общем весе печки вес трубы составляет около 50 процентов. Было определено, что оптимальная высота трубы — 2800 мм.
Предлагаемая конструкция В при всех своих достоинствах обладает одним серьезным недостатком, который может существенно ограничить ее применение, — габаритный размер по высоте велик, переносить такую печку не очень удобно.
Учитывая опыт проведения испытаний с печкой, имеющей подвижное дно, была разработана конструкция Г телескопически собираемой складной печки (рис. 3). Данная конструкция предназначена для применения ее в подвешенном состоянии в палатке, не имеющей дна, хотя после незначительной доработки ее можно устанавливать и на стойках.
Рис. 3.
Складная печка с вынесенной камерой дожигания (конструкция Г)
1 — поддон; 2 — колосник; 3 — серьга; 4 — камера сгорания; 5 — камера дожигания; б — шайба; 7 — трубка; 8 — кронштейн; 9 — подвес; 10 — заклепка; 11 — проволочный каркас (все детали из нержавеющей стали).
В транспортном положении поддон 1 вместе с колосниковой решеткой 2 (изготовленной из нержавеющего листа 1,2 мм) вдвигается внутрь печки снизу, при этом высота печки уменьшается с 340 до 250 мм. Внутрь печки укладывается свернутая в рулон лента-труба, имеющая размеры 290 X 2800 мм, изготовленная из нержавеющей фольги толщиной 0,2 мм.
В рабочем положении печка подвешивается на стальном тросе диаметром 1,5 мм, закрепленном за серьги 3, изготовленные из нержавеющей проволоки диаметром 2 мм. Передние серьги крепятся за верхнюю поверхность камеры сгорания 4 и являются стойками для фиксирования в нужном положении переднего консольно выступающего края камеры дожигания 5 (см. разрез А — А). Поддон 1 выходит вниз и остается в подвешенном состоянии. Узлы подвески выполнены в четырех углах печки, конструкция такого узла приведена на разрезе Б — Б и на виде В. Для обеспечения большей жесткости узла разъема печки в кромки верхней и нижней ее частей завальцованы каркасы 11 из проволоки диаметром 1,2 мм.
Печка в палатке для устойчивости закреплена дополнительно оттяжкой и занимает положение, изображенное на рис. 4.
Рис. 4.
Размещение печки в палатке (показано центральное сечение):
1 —палатка двухскатная (5,0 Х 2,4 Х 1,7 м); 2 — тамбур; 3 — печка; 4 — оттяжка.
Лента трубы сворачивается по длинной стороне и закрепляется четырьмя кольцами из нержавеющей проволоки диаметром 2 мм. В табл. 2 приведены тепловые и весовые характеристики четырех испытанных конструкций печек.
Конструкция Г была опробирована в походах-тренировках выходного дня, после чего была взята в поход 5 к. с. по Южному и Центральному Алтаю, совершенный в феврале — марте 1987 г. Печка оправдала все наши надежды, она оказалась очень экономичной: при непрерывной работе в течение 11 часов достаточно было заготовить 30 кг сухих кедровых дров. Переносилась печка в чехле, пристегиваемом к верхнему клапану рюкзака. Первоначально вызывала опасение казавшаяся недостаточно жесткой конструкция печки, однако практика показала, что прочность достаточна и для того, чтобы на ней готовить пищу, то есть держать на ней туристское ведро емкостью 8 л, и для переноски даже внутри рюкзака (когда к концу похода в рюкзаке появилось свободное место).
Следует отметить, что за счет имеющегося небольшого зазора между стенками печки и поддоном отдельные мелкие угольки (искры) осыпаются вниз, поэтому для использования такой печки в палатке с дном под печку необходимо стелить стеклоткань.