Печь Tengu быстро заряжает гаджеты от обычного огня

Компактная печь легко собирается. Конструкция устроена так, что для горения не нужно много дров или угля - достаточно шишек, веток и других мелких горючих материалов, которых достаточно в любом лесу. Печь обеспечивает стабильную мощность и при этом выполняет свое прямое предназначение: нагревает чайники, кастрюли и котелки - литр воды, например, закипает за 7 минут, гаджет к этому времени также начнет заряжаться.

«Сегодня есть очень много гаджетов, которые нуждаются в подзарядке. В походы мы ходим на 3-4 дня, за это время аккумуляторы садятся, и гаджеты становятся бесполезными. Обидно таскать на себе камеру или другое оборудование, которое в результате никакой пользы не несет», - объясняет свою мотивацию Айдар Хайруллин. Четыре года назад он придумал, как справиться с проблемой севшей батарейки в походе, однако к оригинальному решению этой задачи пришел не сразу. Сначала он пробовал использовать существующие технологии - купил дешевый китайский внешний аккумулятор с солнечной панелью, но быстро разочаровался в нем: устройство сильно зависело от погоды и за целый день заряжало телефон всего на 5%.

Tengu

Более дорогие аккумуляторы с крупной солнечной панелью оказались эффективнее, но также работали только в ясную погоду, требовали постоянной корректировки угла наклона по отношению к солнцу, а процесс полной зарядки по-прежнему оставался очень длительным. Кроме того, эти панели были слишком громоздкими и хрупкими для того, чтобы брать их в поход.

В поисках способа эффективной зарядки гаджетов в полевых условиях Хайруллин перерыл интернет и наткнулся на информацию о радиоизотопном термоэлектрическом генераторе. Такой установлен на марсоходе Curiosity. Этот генератор использует тепловую энергию, которая выделяется в результате распада радиоактивных изотопов и преобразует ее в электрическую. Айдар решил, что преобразовывать тепло в электричество можно и на Земле и начал тесты.

В качестве источника энергии он решил использовать не радиоактивные изотопы, а более привычный огонь костра. Так пришла идея создать небольшую походную складную печку, оснащенную термоэлектрогенератором. Заказав необходимые детали, в августе 2014 года инженер собрал первый прототип. Самоделка выглядела не очень, но, тем не менее, была вполне пригодна для первых полевых тестов. «Никто не верил, что эта штука может заряжать телефон, да еще и от костра, - вспоминает реакцию товарищей Хайруллин. - Но все сработало. Печка всем понравилась и друзья просили сделать для них тоже».

Tengu

Через пару месяцев разработкой инженера заинтересовались в одном из крупных туристических сообществ во «ВКонтакте», насчитывающем 400 тыс. подписчиков. К Хайруллину обратились с просьбой написать обзор на изобретение, он согласился. Статья возглавила ТОП-10 лучших материалов, которые были опубликованы в группе в течение года, и набрала 10 тыс. лайков, что окончательно подтолкнуло изобретателя делать коммерческую версию.

На практике все оказалось сложнее, чем ожидалось. Одно дело удивить друзей, другое - создать рабочую версию продукта для продажи. Первый прототип, например, выдавал всего лишь 0,5 Вт мощности, что позволяло за час зарядить телефон примерно на 10%. Путем экспериментов мощность удалось повысить, а для корпуса был найден лучший сплав материалов - титан и нержавеющая сталь - он оказался оптимальным с точки зрения соотношения прочности и веса. Кроме того, он не ржавеет, не прогорает, его трудно согнуть. На видео-презентации Хайруллин встает на печку ногами - она легко выдерживает его вес.

Tengu

Наконец, в мае 2016 года была создана первая промышленная версия печки-генератора, которая получила название Tengu. Для ее выпуска Хайруллин решил собирать деньги краудфандингом. Разработка понравилась сообществу и на Бумстартере были собраны необходимые 700 000 рублей. Свои экземпляры необычной печки получили все, кто жертвовал, отзывы пришли положительные.

Массовое тестирование, тем не менее, выявило некоторые эксплуатационные проблемы гаджета: контроллер не всегда заряжал некоторые айфоны, а мощность гуляла, падая с пиковой до минимальной при долгом нагреве. Год был потрачен на поиск решений. Так был полностью переработан теплосъемник. Печь в итоге получила водяное охлаждение. Дело в том, что выработка электричества зависит от разности температур между разными поверхностями полупроводникового слоя в теплоэлектрогенераторе. Было два выхода, чтобы увеличивать эту разность. Но при повышении температуры, начинали гореть контроллеры, поэтому было решено охлаждать внешнюю часть. Вода делает охлаждение намного эффективнее воздуха, поэтому остановились на ней.

Tengu

Изобретатель полностью переработал и конструкцию печки. Версия 2017 года сделана из сплава титана и нержавейки и весит 1,2 кг. Высота конструкции составляет 16 см, ширина - 12 см, толщина стенок - 1 мм. Длина вместе с радиатором - 18,5 см. Теперь с ней поставляется чехол для переноски. Мощность печки-зарядки составляет стабильные 5 Вт, выход USB - 5В/1А. Длина негорючего кабеля с металлической оплеткой, который, по словам Хайруллина, «не рвется и не плавится», составляет 30 см. На конце провода - USB-порт с индикатором - он загорится зеленым цветом, когда электричества в генераторе будет достаточно для того, чтобы начать зарядку телефона. Испытания новой версии запечатлели на видео .

Комплектующие Tengu изготавливаются на восьми заводах в России и одном в США. Договориться о сотрудничестве было несложно, говорит инженер. На одном заводе создается сплав, на втором - с помощью лазера из готового сплава вырезаются детали. Третий завод поставляет канистры из алюминия, четвертый (ОАО «Уфимкабель») - делает провода. Лишь один завод в стране, название которого Хайруллин предпочел не называть, согласился делать термоэлектрические генераторы. «Технология очень сложная, изначально она применялась только в космических целях», - объясняет Хайруллин.

Tengu

Единственный иностранный поставщик - компания из Кремниевой долины - делает для печи Хайруллина контроллеры. Российские и китайские аналоги имели низкий КПД и перегревались при больших токах. С новыми контроллерами мощность печки вышла на стабильные 5 Вт, и устройство теперь гарантированно поддерживает все модели гаджетов.

Айдар Хайруллин утверждает, что аналогичных Tengu устройств с таким же уровнем эффективности в мире просто нет. Есть похожие, но это всего лишь игрушки. Они, в отличии от нашего генератора, используют элемент Пельтье. В другом известном генераторе встроен повербанк, который собственно и заряжает гаджеты, а генерация электричества только немного добавляет мощности.

В месяц команда Айдара может собирать порядка 100 печек Tengu, поскольку именно такое число термоэлектрических генераторов может производить поставщик. Окончательная сборка Tengu производится в Уфе.

Мы задали Айдару короткий блиц из наиболее типичных вопросов, которые чаще всего интересуют потенциальных заказчиков его разработки.

- Какой срок службы Tengu?
- Большинство элементов сделано из стали не подверженной коррозии. Самое хрупкое это электроника, ее производитель заявляет средний срок службы 50 лет.

- Сколько дров требуется чтобы зарядить телефон?
- За час в среднем уходит 600 грамм щепок.

- Как быстро вскипает вода в бачке?
- Вода используемая для охлаждения закипает примерно за час. Но генератор продолжает заряжать с небольшой потерей мощности. Чтобы мощность была максимальной, достаточно просто подлить холодную воду.

- Насколько ваше устройство надежно?
- Генератор практически полностью сделан из стали, он выдержит падения и даже вес человека если на него встать. Конструкция сделана так, чтобы работать в любую погоду, ей не страшен дождь, ветер и отрицательные температуры.

- Почему вы не используете модули Пельтье?
- Все просто - эти модули не выдерживают высоких температур и обладают небольшой мощностью. Мы используем собственные генераторные модули, их мощность 12 Ватт. Они предназначены для работы при высоких температурах и специализированы для выработки электроэнергии. На данный момент они производятся по заказу на заводе в России. С помощью BommStarter хотим наладить собственное производство.

Печь-щепочница «Биолайт» (англ. BioLite CampStove ) — это печка для походов с электрогенератором, которая позволяет заряжать всевозможные устройства через ЮСБ-разъём, например телефон, планшет, навигатор, видеокамеру, фотоаппарат, фонарь и подобные. При этом печь замечательно работает и по своему прямому назначению — приготовление пищи. Благодаря вентилятору, непрерывно подающему воздух, достигается высокая температура горения, литр воды закипает менее чем за 5 минут. Печь позволяет экономить топливо и способна работать от небольших палочек, веточек, щепочек, шишек, будет очень кстати в походах по местам с резким дефицитом дров.

Принцип работы

Принцип работы печи основан на «эффекте Пельтье» с использованием «элементов Пельтье». Одна сторона такого элемента нагревается от огня горящей древесины внутри печи, другая сторона охлаждается за счёт большого радиатора и обдувающего его вентилятора. На разнице температур элемент вырабатывает электрический ток, который используется далее для зарядки аккумулятора печи, работы вентилятора и для зарядки внешних устройств. Теоретически, чем сильнее огонь и чем лучше охлаждение, тем эффективней устройство вырабатывает электрический ток.

Первый запуск

Перед первым запуском необходимо (согласно инструкции) зарядить аккумулятор печи, для этого в комплекте с печью идёт шнур ЮСБ-ЮСБ. Перед первой топкой дровами, я решил проверить работоспособность печи, положил её горизонтально на кухонную газовую плиту и включил вентилятор на максимум. Но даже после 10-15 минут нагрева элемента, светодиод не загорелся зелёным. После этого был проведён другой эксперимент: на стол была поставлена походная газовая горелка, печь удерживалась над ней вертикально, и уже через 5-6 минут диод засветился зелёным, печь успешно заряжала телефон. Это небольшое испытание навеяло мысль, что печь заряжает устройства только тогда, когда она установлена вертикально. (Пока однозначного подтверждения данной теории нет)

Первый полноценный запуск осуществлялся на брусочках сухостойной ели. Длина брусочков — 10-12 см, толщина 2-5 см. При должной сноровке, печь разжигается достаточно быстро, главное правильно выбрать момент когда нужно включать вентилятор, чтобы он не задул разжигаемое пламя, а совсем наоборот, способствовал разжиганию. Первое впечатление сложилось такое, что нужно забить печь так, чтобы разжигать приходилось не в глубине печи, а на поверхности, где свободный доступ воздуха, и после того как сверху огонь разгорится, включать вентилятор.

Когда печь разгорается, топливо приходится подкидывать постоянно, следить чтобы дрова не прогорали до конца. Огонь получается сильный, литр воды в котелке закипает менее чем за 5 минут. При первом запуске не удалось зарядить смартфон Асус 2016 года (возможно из-за того, что он требует для зарядки 5А), при этом телефон постарше, планшет и переносная зарядка от печки неплохо заряжались (за 6 минут — 2% зарядки телефона).

Технические характеристики

Обзор печки-щепочницы Биолайт

Печь-щепочница «Биолайт» представляет собой устройство, состоящее из двух частей: металлическая камера сгорания и присоединяемый к ней блок питания с вентилятором. Всё вместе см чехлом весит 950 грамм. При переноске блок питания удобно помещается внутрь камеры сгорания, в итоге печка в транспортном состоянии длиной с портмоне и в диаметре 11 см, что позволяет убрать её в рюкзак, не сильно потеряв в объёме.

Камера сгорания выполнена из нержавеющей стали. Она двустенная, на внутренней стенке имеются многочисленные небольшие отверстия, распределённые снизу до верху, а на внешней стенке отверстие одно — через которое блок питания задувает внутрь воздух. Таким образом, входящий воздух не дует одной струёй, а распределяется внутри камеры сгорания, обеспечивая равномерное горение дров. К тому же, двустенная конструкция делает печь более безопасной, внешняя стенка значительно меньше нагревается, к тому же, снаружи имеется дополнительная защитная решётка. В итоге печь можно брать рукой за камеру сгорания даже во время работы.

Снизу камеры имеются 3 складных ножки, на которые печь можно установить поверхность без риска, что она загорится. Ножки во время горения нагреваются, но не сильно, их можно брать руками в нижней части. Поэтому печь при работе можно спокойно ставить на стол, лавку и даже сухую листву, не боясь пожара. Внутренний диаметр камеры сгорания — 8 см, а глубина — 12 см.
Блок питания выполнен из толстого огнестойкого пластика. Из блока выходит медный нагревательный элемент в виде полой трубки с прорезью, диаметром 1,5 см. Он через специально отверстие вставляется внутрь камеры сгорания. Внутри блока находится элемент Пельтье, с одно стороны к которому подходит нагревательный элемент, с другой стороны алюминиевый радиатор. Радиатор занимает половину внутреннего объёма корпуса блока, а ниже него находится вентилятор, который забирает воздух снаружи, и пропуская его через рёбра радиатора, задувает в камеру сгорания, обеспечивая активное горение.

Внутри блока питания так же находится литиевая батарея, обеспечивающая первоначальный запуск печки. У печи 2 режима работы: медленный и быстрый. Быстрый режим доступен для включения только после того, как печь нагреется. Управление обеспечивает единственная кнопка. Так же на блоке имеется ЮСБ-разъём, через который можно зарядить аккумулятор печи, а во время работы через него же можно от печи заряжать сторонние устройства.

Запуск

Для запуска печи, необходимо блок питания присоединить к камере сгорания. Для надёжного крепления, в нижней части камеры имеется зацеп, куда устанавливается блок нижней частью, а в верхней части точкой крепления служит нагревательный элемент, вставляемый в отверстие внутрь камеры сгорания. Блок на зацепе дополнительно фиксирует ножка когда он раскладывается. Таким образом, блок питания крепится крепко и надёжно, и хоть имеет небольшой люфт, но свалиться с камеры сгорания не может. В целом конструкция печки устойчивая, допускается установка даже на небольшую неровность.

Удобнее всего топить печь сухими короткими брусочками, напиленные небольшой ножовкой. Но так же возможно использование любых палочек, щепочек, шишек, коры и прочего твёрдого топлива. Удобней всего заполнить камеру сгорания до верху, сверху зажечь растопку (сухую траву, листья, кору и пр.) и после этого включить вентилятор печи. Как только пламя разгорится, переключить на быстрый режим. При быстром режиме подбрасывать дрова необходимо каждые 3-4 минуты. Оптимальным будет использование брусочков 4-5 см в диаметре, они сгорают не так быстро, при этом дают устойчивое сильное пламя.

Желательно размещать печку так, чтобы блок питания смотрел в сторону ветра. Так воздух будет поступать лучше, а летящие из камеры искры и пепел не будут попадать на корпус блока питания. Дрова в печке сгорают полностью, зола и пепел выдуваются потоком воздуха, таким образом после использования, из печки вытряхиваются остатки золы и угли, внутри не остаётся ничего лишнего, и не нужно предпринимать дополнительные усилия по очистке печи.

Приготовление пищи на печке-щепочнице

Для приготовления пищи можно использовать любой котелок или кружку подходящего диаметра. В верхней части камеры сгорания имеются подставки, на которые устанавливается посуда. Оптимальным является использование с печкой круглой формы котелков объёмом от 1 до 3 литров. Чтобы подкладывать дрова, посуду приходится периодически поднимать. Но делать это нужно не много, так как литр воды при сухих дрова и хорошем горении закипает за 6-8 минут, что является очень хорошим результатом. При варке супа, можно включить медленный обдув и чуть уменьшить объём топлива.

Во время приготовления пищи важно внимательно следить за дровами. Если упустить момент и дрова полностью прогорят, то придётся по-новому разжигать печь, что потребует дополнительного времени. Готовить на печке — одно удовольствие. От неё практически нет дыма как от костра, весь жар равномерно распределяется по днищу котелка, удобно перемешивать готовящийся продукт. С печкой можно так же использовать и сковородку и даже небольшого размера походную коптильню.

Зарядка сторонних приборов от печки

Через некоторое время после запуска, при интенсивном горении, индикатор на корпусе блока питания светится зелёным — это значит, что печь готова заряжать сторонние приборы. Через ЮСБ разъём к печке можно подключить внешний переносной аккумулятор, телефон, планшет, музыкальный прибор и прочие устройства, способные заряжаться от 5 Вольт. Стабильность заряда будет зависеть от равномерности горения печи. Сила тока при правильном горении доходит до 0,9 Ампер (измерено китайским счётчиком), что в целом не плохо для такой конструкции.

Опытным путём установлено, что печь способна заряжать современный смартфон со стандартной литиевой батареей в среднем со скоростью 1% за 4 минуты горения. За 30-40 минут можно зарядить телефон на 10%. Судя по информации, печка не заряжает последние версии Айфонов и некоторые другие приборы. При этом смартфон Асус, который изначально тоже не хотел заряжаться, удалось зарядить выключив его и подключив к печке через короткий (15 см провод) не имеющий линии для передачи данных.

Так же выяснилось, что с помощью печки можно заряжать рацию, компактную видеокамеру, а так же никелевые батарейки формата АА, подключив их через специальный переносной адаптер. Конечно, при этом эффективность зарядки падает и пара батареек заряжается медленно. Но, суть в том, что это возможно в принципе. В жизненной ситуации необходимость такой зарядки можно обеспечить. Возможно, лучше и безопасней для устройств будет сначала зарядить внешний аккумулятор, а уже от него устройства, но при этом процесс зарядки затянется, и будут дополнительные энергопотери.

Использование в походах

Печь-щепочница «Биолайт» однозначно годится для походов. Особенно она полезна для походов в одиночку. На первый взгляд, ещё килограмм веса вряд ли кому-то захочется нести. Но, если пользоваться печью хотя бы несколько походов, то сразу приходит понимание, что на самом деле в итоге получится выгадать в весе, ведь для неё не нужно носить громоздкие топор и пилу, достаточно небольшой выдвижной ножовочки, с полотном 15 см. С этой печкой больше не нужо искать подходящее место для стоянки, где есть сушины, вставатьт можно где угодно. Поход за дровами ограничивается опусканием взгляда под ноги. Печь работает от любого подножного мусора, который раньше и дровами никто не считал.

Печь можно топить шишками, палочками, даже небольшого размера сырыми ветками. Для приготовления полноценного обеда потребуется всего полуметровая сухая ветка диаметром 4-5 см, которых полно под каждой сосной или берёзой, которые для обычного костра являются лишь растопкой. Удобство так же в том, что дрова для печки можно утром заготовить и убрать в карман! А в обед, остановиться в любом месте, хоть в поле, и достав из кармана дрова приготовить полноценный обед с супом и чаем.

Эта печь экономит уйму времени. Если обычно на сборы в походе отводиться 1,5-2 часа, то с этой печкой хватит и 40-60 минут. Экономия времени идёт на всех этапах: более быстрая заготовка дров, не требующая физических усилий, быстрое разведение огня, в несколько раз быстрее закипает вода. Особенно это важно в спортивных зимних походах, когда нужно либо копать яму под костёр в снегу, что займёт много времени и сил, либо заготовить большой объём дров, который в итоге эту яму растопит. Эту печку можно установить и по-быстрому приготовить еду на санках, фанерке, столе, лавочке. Ей можно пользовать там, где костры в принципе разводить нельзя (заповедники, парки, торфянистая местность, и места с сухой травой).

Ну и конечно, очень немаловажной является её способность заряжать различные устройства. Современный поход трудно представить без телефона, навигатора, фонарика. Некоторые берут музыкальные плееры. Всё это можно в любой момент зарядить, вы всегда останетесь на связи, при свете, и с музыкой.

Файлы

Фотографии

В различных ситуациях. Электрогенератор на дровах даст возможность получить электрический ток практически в любом месте. Устройство состоит из топки и элемента, преобразующего тепловую энергию в электрическую. Этот элемент нагревается с одной стороны и охлаждается с другой. В результате происходит выработка электричества. Фактически, это печь с элементом-преобразователем энергии.

Такой генератор можно купить в готовом виде, а можно собрать его даже из подручных материалов, что обойдется буквально в копейки.

Электрогенератор, работающий на дровах, больше всего подходит для обеспечения резервного источника питания или в небольшом доме, а также как основной автономный источник электричества в походе или во время отдыха на природе.

Кроме выработки электричества печь-генератор выполняет основную функцию — нагревает помещение , кроме того, на ней можно приготовить еду и вскипятить воду.

Электрогенератор на вырабатывает постоянный электрический ток 12 вольт. Если подключить инвертор, то можно преобразовать постоянный ток в переменный 220 вольт.

Плюсы и минусы устройства

Как у любого устройства, у электрогенератора на дровах есть свои преимущества и недостатки . Сравнив их, можно понять, насколько вам необходима такая печь и какую именно выбрать.

Преимущества

• Возможность обогрева помещения до 50 м 3 и приготовления пищи,
• Компактность,
• Длительный срок службы,
• Возможность использовать не только дрова, но и древесные отходы,
• Невысокая стоимость энергии,
• Возможность изготовить своими руками.