Введение
Алкогольная плита самодельной конструкции
Плита из алюминиевой банки для напитков, или плита из-под газировки, – это ультралегкая переносная плита, работающая на спирту и изготовленная своими руками. Она изготавливается из деталей двух алюминиевых банок для напитков. Базовые конструкции могут быть относительно простыми, но существует множество вариантов. Общий вес, включая ветрозащитный экран/подставку, может быть менее 28 г. Эта конструкция популярна среди любителей ультралегкого туризма благодаря низкой стоимости и меньшему весу по сравнению с коммерческими плитами. Это преимущество может быть утрачено в длительных походах, где требуется большое количество топлива, поскольку спирт имеет меньшую энергетическую ценность на грамм, чем некоторые другие виды топлива. Среди доступных видов топлива метанол дает наименьшее количество энергии, изопропиловый спирт – больше, бутанол практически не используется, а чистый этанол – наибольшее. Денатурированный спирт и медицинский спирт часто используются для этих целей, поскольку они часто содержат смесь этанола и других спиртов. Все, кроме изопропилового спирта, горят бездымным пламенем, обеспечивая как свет, так и тепло.
История и дизайн
Основная конструкция датируется более чем столетием назад. Она состоит из двухстенного газогенератора, перфорированного кольца горелки и внутренней предварительной камеры. Подобная конструкция была запатентована в 1904 году нью-йоркским медником Дж. Генрихом. Trangia продает коммерческую версию этой конструкции с 1925 года, а Safesport выпустила печь из нержавеющей стали в 1990-х годах. Горелка печи Trangia изготовлена из латуни, в то время как все остальные сопутствующие детали изготовлены из алюминия. В негерметичной конструкции с открытым верхом двойная стенка действует как газогенератор, передавая тепло от пламени к топливу. Этот эффект усиливает сгорание, производя больше тепла, чем другие пассивные конструкции. Внутренняя стенка также создает удобную предварительную камеру для розжига печи. Когда топливо нагревается, его пары поднимаются по полой стенке, проходят через перфорации и образуют кольцо пламени. Это улучшает смешивание воздуха и топлива, а следовательно, и сгорание. Пары также поднимаются из центра печи и сгорают, проходя через кольцо пламени, пока над печью находится посуда. Герметичные конструкции не имеют выреза в верхней части. Они заполняются спиртом путем разделения двух половин горелки, открытия пробки в меньшем отверстии в центре верхней стороны или заливки через отверстия для газовых струй. Фитиль можно вставить в полость стенки, где он будет поднимать топливо вверх, ближе к горячим частям горелки. Испарение топлива из фитиля отводит тепло от верхней части горелки, и, следовательно, топливо в нижней части получает меньше тепла. Это замедляет испарение через центр, одновременно увеличивая давление газа внутри стенки, расширяя кольцо пламени наружу, внутрь или вертикально в зависимости от направления струи, в то время как центр горелки производит почти нет пламени, что обеспечивает более контролируемое горение и более быстрый розжиг. Подходящие материалы для фитиля включают стекловолокно или хлопчатобумажную ткань. Фитиль не горит, потому что испаряющееся топливо охлаждает его; также давление внутри препятствует проникновению кислорода в полость, пока горелка не сможет производить достаточно газа для поддержания пламени. Целлюлозные сигаретные фильтры эффективно поднимают топливо вверх, но плавятся и сгорают во всех конструкциях, кроме самых маломощных. Другие материалы для фитиля включают кевлар и другие арамидные волокна, углеродный войлок, стекловолокно и даже туалетную бумагу.
Алюминиевая конструкция
Печь изготовлена из двух донышек алюминиевых банок. Внутренняя стенка вырезается и сворачивается из материала банки. В верхней части протыкается кольцо отверстий иглой. Детали можно склеить силиконовым герметиком, высокотемпературным эпоксидным клеем или герметизировать алюминиевым (термо-) скотчем, хотя это и не обязательно. Общая высота составляет менее двух дюймов (50 мм), хотя размеры можно увеличить для размещения большего количества топлива или уменьшить, чтобы печь занимала еще меньше места. Выбор алюминия обусловлен несколькими преимуществами: малым весом, низкой стоимостью и хорошей теплопроводностью, способствующей испарению топлива. Модификации поверхности, такие как окрашивание или покрытие темным цветом, увеличивают количество поглощаемой печью тепловой энергии и изменяют профиль горения в зависимости от времени, количества топлива и температуры окружающей среды. Для запуска многие конструкции требуют предварительного прогрева, а большинство из них являются регенеративными и стабильными в процессе работы. В качестве альтернативных материалов используются жестяные банки, такие как банки из-под кошачьего корма, тунца или сока – базовая конструкция при этом остается очень похожей. Ветрозащитные экраны/подставки можно изготовить из жестяных банок, разрезав их до нужного размера и добавив вентиляционные отверстия. Стальные банки для напитков классического объема 12 унций все еще применяются, хотя и в ограниченном количестве. Они устойчивы к высоким температурам, но их покрытие со временем сгорает, и они ржавеют при отсутствии ухода.
Работа и производительность
Каждая плита хорошо подходит для приготовления пищи для одного или двух человек. При использовании для приготовления больших объемов пищи (более 2 стаканов (0,5 литра)) она менее эффективна, чем более мощная плита, которая передает больше тепла посуде. Это происходит потому, что для достижения температуры кипения требуется больше времени, в течение которого больше тепла рассеивается в окружающую среду. Для использования плиты необходимо залить в нее небольшое количество топлива и поджечь. Затем посуду ставят над плитой, на ветрозащитный экран или подставку. Сначала пламя небольшое и горит только во внутренней камере. После прогрева топлива (примерно через одну минуту) его пары будут проходить через отверстия и образовывать кольцо пламени. Достаточное количество тепла от пламени передается топливу для поддержания полного сгорания до тех пор, пока топливо не закончится.
Сравнение с другими печками
Печь может превосходить некоторые коммерческие модели в холодных или высокогорных условиях, где пропановые и бутановые баллоны могут выходить из строя. Роланд Мюзер, в своей книге «Длинные походы», опросил туристов на Аппалачской тропе и обнаружил, что эта печь была единственной конструкцией с нулевым процентом отказов. Расход топлива (по весу) примерно на пятьдесят процентов выше, чем у печи, работающей на бутане/пропане. Печи из банок могут весить менее унции, по сравнению с тремя унциями для самых легких газовых печей. Многие коммерческие печи также требуют специальных топливных баллонов, что увеличивает общий вес печи. Для печи из банки такие баллоны не нужны; денатурированный спирт можно перевозить практически в любой легкой емкости, например, в пластиковой бутылке из-под газировки. Весовое преимущество печи из банки уменьшается из-за большего расхода топлива (особенно в длительных походах), но может быть компенсировано ее надежностью и простотой. Другие преимущества печи из банки – ее почти бесшумная работа и пригодность в качестве аварийного резервного источника. Денатурированный спирт – (относительно) экологически чистое топливо, которое не оставляет нагара или сажи. Денатурированный спирт обычно доступен в магазинах туристического снаряжения и хозяйственных магазинах. Денатурированный спирт токсичен для употребления внутрь. Нетоксичный чистый этанол редко используется в качестве топлива для печей в Соединенных Штатах, поскольку на него обычно взимается акциз на алкоголь. Однако он также имеет некоторое медицинское применение для лечения ожогов и укусов, в качестве охлаждающей жидкости и антисептика. Эти печи работают на 90% изопропиловом спирте, плохо – на 70% и совсем не работают на 50%. Обычно воду нельзя вскипятить с помощью изопропилового спирта для протирки, но если использовать более редкий (но все еще недорогой) лабораторный класс или «осушитель газа», и сажу устранить, нанеся немного мыльного раствора на котелок, то теплотворная способность спирта сократит время кипения, а не увеличит его.
Вопросы безопасности
Алкогольные горелки по своей природе опасны, поскольку возможны проливы, а топливо горит почти невидимым пламенем. Если произошел пролив, зачастую лучше всего отступить и дать алкоголю прогореть. Горелка с глубоким резервуаром устойчива к ветру и предотвращает задувание пламени — попытка задуть ее может привести к разбрызгиванию горящего алкоголя. Горелка с мелким, неглубоким резервуаром или центральным фитилем может как потухнуть от ветра, так и продолжать гореть. В некоторых конструкциях предусмотрены безопасные и легкие колпачки для гашения пламени или рассекатели пламени. Тем не менее, алкоголь безопаснее большинства видов топлива для кемпинга. Алкогольный огонь можно потушить обычной водой, а пары алкоголя в основном не взрывоопасны. Никогда нельзя добавлять топливо, пока горит пламя. Топливные бутылки Trangia не имеют автоматической блокировки и не предотвращают обратного пламени. Хотя клапан и закрывается при отпускании, человеческая реакция недостаточно быстра, чтобы закрыть клапан в случае обратного пламени. Ассоциация скаутов Америки запрещает "оборудование ручной работы из-за юридических проблем. Примеры включают в себя алкогольные горелки типа 'can stove'". Практически невидимое пламя и риск разлива горящего топлива могут вызвать ожоги.