Изделия под таким названием выпускаются в разных модификациях и характеризуются спецификой применения. Одни фены предназначены для сушки волос, другие используются в строительстве или в процессе ремонта. Да и для радиолюбителей они представляют интерес.
Например, при пайке микросхем, учитывая количество их выводов, работать таким устройством намного удобнее, чем самым совершенным паяльником. В принципе, такой фен для пайки микросхем можно и купить. Стоимость в пределах 2 000 – 10 500 рублей.
Тем же, кто привык все делать своими руками, эта статья подскажет, как и из чего собрать фен для пайки в домашних условиях, не тратя деньги и время на походы по магазинам.
Кто-то посчитает, что нецелесообразно заниматься подобным конструированием, если проще приобрести навыки пайки миниатюрным . И все-таки самостоятельно сделанный фен – устройство довольно универсальное. В быту им можно производить обжиг материалов, удаляя с них старое лакокрасочное покрытие, разогревать что-либо перед дальнейшей обработкой. В умелых руках он станет незаменимым помощником.
Оно практически идентично конструктивному исполнению аналогов, предназначенных для других целей. Принципиальная разница – в мощности нагревательного элемента и в особенности некоторых составных частей.
Необходимо рассчитывать на то, что температура внутри изделия поднимается до +780 ±50 ºС. Следовательно, материалы должны быть жаропрочными. В принципе, можно использовать и фен б/у, неисправный, но придется кое-что усовершенствовать.
Ее необходимо максимально изолировать. Встречаются рекомендации о том, что можно в процессе пайки микросхем пользоваться брезентовой рукавицей, толстой варежкой. Хотя такая перспектива вряд ли кого устроит. Как поступить?
А вот использовать трубки из различных металлов не рекомендуется по двум причинам. Во-первых, любое «железо» характеризуется высокой теплопроводностью. Такая ручка очень быстро раскалится. Во-вторых, нельзя забывать и о том, что собирается прибор электрический. Следовательно, чем меньше металлических частей, тем безопаснее эксплуатация фена.
Как не допустить его перегрева, станет понятнее ниже.
Учитывая высокую температуру и то, что в процессе работы фен придется держать в различных положениях, лучшее решение – трубка из стали. Медь не только дороже, но и тяжелее. Вряд ли получится такой фен удерживать неподвижно сколь-нибудь длительный период. Алюминий не в счет – прослужит недолго, начнет деформироваться. Чтобы сократить время разогрева «рабочего» участка платы, один конец можно слегка расплющить. В принципе, если понимать суть всей технологической операции по пайке микросхем, оптимальную форму насадки определить несложно. Тем более, для себя.
Какую проволоку использовать – фехралевую или ? Первый вариант отпадает по причине жесткости материала. Накрутить из него спираль, причем с малым радиусом, своими руками нереально.
Для самодельного фена можно приспособить миниатюрный вентилятор, который крепится на тыльной стороне корпуса. Кто-то использует небольшой компрессор для аквариума.
Все остальное – выключатель, подставка под фен непосредственно к теме не относится. Каждый сам решит, нужны ли ему эти «сервисы» и как их лучше организовать.
Нет смысла своими руками собирать устройство, не зная, на какую мощность оно должно быть рассчитано. Недогрев платы чреват тем, что установить (заменить) микросхему не получится. Результат перегрева – расплавление корпусов всех радиодеталей, находящихся в рабочей зоне. Поэтому целесообразно ориентироваться на модели промышленного изготовления.
Приводить математические выкладки автор не будет. Достаточно указать, что при такой мощности фена (а ее вполне хватит, чтобы регулировать температуру в пределах 100 – 500 ºС) сопротивление спирали должно быть на уровне 100 Ом. Остается лишь найти проволоку из нихрома. Ее сечение в данном случае непринципиально. Главное, отмерить ту часть, которая при измерении «показывает» R порядка 100 Ом. Вот из этого куска и следует мотать спираль. Кому такой вариант не подходит, может по аналогии сделать другие расчеты, уменьшив/увеличив мощность и в соответствие с этим изменив длину проволоки.
Читатель, пусть вас не смущает, что автор оперирует такими терминами, как «около», «примерно», «в пределах» и так далее. Сделать своими руками все с максимальной точностью не получится. Поэтому самодельный фен придется запитывать через устройство (или от БП) с регулировкой выходного напряжения. Если кому посчастливится найти ЛАТР (лабораторный трансформатор) – еще лучше. Перед использованием фена следует немного потренироваться на платах б/у (в хозяйстве всегда найдется). Только так, опытным путем, можно определить оптимальный рабочий режим фена, собранного своими руками. А какие-либо допущенные просчеты как раз и нивелируются регулятором напряжения.
Вполне закономерный вопрос – почему бы не использовать для пайки бытовой фен, тем более что он имеется практически в каждой семье? И многие малоопытные радиолюбители, не совсем понимающие конструктивные особенности различных моделей, им и задаются. Ответ можно дать сразу, причем однозначный – нет, нельзя.
И вот почему. Бытовой фен даже большой мощности не способен нагреть припой до такой степени, чтобы он расплавился (порядка +250 ºС). Устройство придется модернизировать.
Возможные варианты:
Чтобы повысить температуру воздушного потока, можно снизить обороты двигателя вентилятора. Но спираль-то рассчитана на определенный рабочий режим. Результат такой переделки (доработки) фена легко прогнозируется – перекал проволоки и обрыв цепи.
Уменьшить сечение сопла. Корпуса всех бытовых фенов делаются из пластмасс. Повышение температуры внутри устройства чревато размягчением (расплавлением) полимеров. Следовательно, пайка микросхем получится весьма кратковременной, а потом фен – в мусоропровод и в магазин, за новым.
Какие-либо другие варианты (например, укорачивание спирали) также «не проходят». Проверено многократно. Многие пытались, по-разному, но результат всегда один – отрицательный.
Если понятно, что и как нужно сделать, то изготовление фена для пайки микросхем своими руками – задача вполне выполнимая. А если провести полную ревизию в гараже (сарайчике, кладовке, на антресолях), то все необходимое обязательно найдется.
Успехов в конструировании!
Иногда просто незаменим в хозяйстве. С помощью термофена можно произвести ряд нужных работ в разных отраслях деятельности человека. Он позволяет спаивать пленки, линолеум; паять микросхемы; оказывается незаменимым при других работах.
Термофен может пригодиться при обстоятельствах, которые требуют изменить структуру материала горячим воздухом.
В настоящее время предлагается много моделей, отвечающих высоким требованиям. Такие профессиональные аппараты способны на многое. Однако стоимость их значительна, и поэтому термофен для пайки, сделанный своими руками, для многих выглядит предпочтительнее.
Термофен можно отнести к аппаратам для пайки легкоплавких материалов с помощью нагретой воздушной струи. Кроме основной функции спаивания материалов, такой аппарат может использоваться для тепловой обработки поверхности материалов с другой целью, например для снятия краски или прогрева изделия, например, трубы при изгибе.
Термофен состоит из корпуса с повышенной термостойкостью, нагревательного элемента и устройства для нагнетания потока воздуха. Воздух в аппарате нагревается до 650-700ºС. Для обеспечения такого нагрева мощность нагревательного элемента должна составить более 1,6 кВт. Важным элементом промышленных фенов является регулировка температуры, как правило, ступенчатая, 300 и 500ºС. Температура, которая достигается на поверхности спаиваемых материалов, регулируется и расстоянием от сопла аппарата до заготовки. Большинство термофенов настраивается так, что при отдалении сопла на 7-8 см от заготовки, поток воздуха уменьшает температуру в два раза.
Широкое применение термофены находят для снятия старой краски с поверхности материалов, особенно, деревянных поверхностей. В этом случае нужна максимальная температура потока воздуха, не менее 500ºС. При таком прогреве краска размягчается и отслаивается от дерева. В последнее время находит спрос искусственное старение деревянных покрытий. Тепловой фен прекрасно справляется с этой задачей при температуре 500ºС и удалении сопла аппарата на 1 см и более от поверхности. Горячий воздух (на нижней ступени регулирования) используется при сушке покрытий.
Вернуться к оглавлению
Основное исходное требование для термофена для пайки своими руками можно сформулировать так: аппарат должен создать поток горячего воздуха с температурой до 800ºС при мощности нагревательного элемента не менее 2,5 кВт. Кроме того, все детали такого фена должны быть доступными и недорогими. Обычные бытовые фены не подходят по этому требованию и по температуре, и по мощности.
Спираль нагрева для термофена не должна быть слишком длинной, иначе он будет медленно греться.
Конструкция, как правило, может быть двух типов: стационарная и ручная. Стационарный термофен сделать проще, так как не ограничиваются габариты аппарата и не надо думать о температуре на ручке. Однако в этом случае фен (в данном случае как разновидность паяльника) закрепляется неподвижно, а перемещать нужно деталь. Это обстоятельство намного усложняет работу. Более перспективна, хотя и сложнее, ручная переносная конструкция, которая должна быть малогабаритной и иметь возможность держать ее незащищенными руками.
Одна из основных проблем – нагревательный элемент. Нагреватели в бытовых приборах (фены, паяльник) не подходят по мощности. Нужный нагревательный элемент придется изготавливать самостоятельно из нихромовой проволоки диаметром 0,3-0,7 мм. Проволока большего диаметра способна обеспечить большую мощность, но достичь при этом нужной температуры будет гораздо сложнее. Для компактной укладки нагревательного элемента из проволоки ее придется навить в виде спирали диаметром 5-7 мм.
Спираль нагревательного элемента должна расположиться на каком-то цилиндрическом основании (в виде трубки или полого конуса) из материала с большой термической стойкостью. Здесь трудно обойтись без фарфора или кварцевых элементов. Такое основание можно извлечь из бездействующих бытовых фенов, но рекомендуется использовать кварцевый изолятор трубчатой галогенной лампы для прожекторов мощностью 2,2-2,5 кВт. Если взять перегоревшую такую лампу, то эта деталь самодельного термофена может обойтись бесплатно.
В качестве нагнетающего элемента нужен стандартный малогабаритный вентилятор. При изготовлении термофена своими руками этот элемент обойдется наиболее дорого. Нагнетатель можно взять из любого мощного бытового фена. Из стандартных вентиляторов можно порекомендовать модель BAKU8032 с производительностью 30 л/мин. Такой вентилятор работает от сети 220 В и имеет мощность порядка 400 Вт. Наиболее простой и дешевый вариант, который может удовлетворить требования, это малогабаритный компрессор для аквариума. Его необходимо устанавливать с ресивером, т.е. с накопителем воздуха. Для этого подойдет любая небольшая пластиковая бутылочка, так как в месте ее установки разогрева не происходит, а поток горячего воздуха направлен в противоположную сторону. Да и сам нагнетатель воздуха не подвергается термическому воздействию.
В конструировании корпуса термофена возможны два варианта. Можно использовать материал с очень высокой термоизоляцией, например фарфор или керамику, но это вызовет усложнение конструкции и значительное удорожание. Наиболее рационален второй вариант, заключающийся в надежной термической изоляции канала распределения горячего потока и нагревательного элемента. В таком случае материал корпуса не подвергается термическому воздействию, кроме участка, прилегающего к соплу аппарата.
Для ручки инструмента можно использовать корпус любого старого бытового фена.
В качестве основной части корпуса (включая ручку) можно использовать корпус от любого старого бытового фена крупных размеров (чем старее год производства, тем лучше). Носик корпуса, т.е. участок сопла, необходимо выполнить из термоизоляционного материала, который сам выдерживает температуру до 800ºС и одновременно изолирует остальную часть корпуса от воздействия такой температуры. Непосредственно сопло термофена надо сделать металлическим, чтобы учесть возможные касания с расплавом при пайке. Термическая изоляция хорошо обеспечивается кварцевыми элементами (пластины, трубки), слюдой, стеклом или стекловолокном, керамикой, фарфором и т.д. При сборке аппарата понадобится специальный термостойкий клей.
В конструкции самодельного термофена для пайки нужно предусмотреть, во-первых, пусковой выключатель, во-вторых, механизм регулирования мощности (температуры) нагревательного элемента и скорости потока воздуха. Для этого должны быть предусмотрены плавные регуляторы – реостаты. Систему регулировки можно использовать от старых бытовых приборов, если эти элементы находятся в исправном состоянии. В качестве пускового выключателя можно использовать кнопочный или клавишный механизм.
Вернуться к оглавлению
Основное назначение термофена – это пайка материалов. Такие материалы, как ПВХ пленка, линолеум, каучук, свариваются методом заполнения сварного шва расплавом присадочного жгута, что достигается потоком горячего воздуха. Расплавление жгута осуществляется путем нагрева до 350ºС. Этот способ считается основным при соединении линолеума во время укладки на пол. Термофен намного облегчает задачу изгибания пластмассовых труб, профилей, листов. Нагрев при изгибании пластика обеспечивается в границах 300-400ºС при пониженной скорости (мощности) потока воздуха. Прогрев пластика должен производиться медленно, постепенно.
Изготовление термофена начинается с намотки спирали нагревательного элемента. Спираль навивается на стальную проволоку диаметром 5-6 мм с натягом. Ее лучше наматывать проволокой из нихрома или фехраля диаметром 0,4-0,5 мм. Длина спирали определяется из условия, что ее электрическое сопротивление должно составлять 70-90 Ом.
Спираль наматывается на трубчатую основу от паяльника (например, типа ЭПСН-100) или галогенной лампы для прожектора. Витки спирали накладываются равномерно по площади цилиндра с зазором (касание витков между собой недопустимо). Поверх уложенной спирали с усилием наматывается слой стекловолокна или закрепляется слой из асбеста. Этот слой целесообразно скрепить термостойким клеевым составом. Затем на клеевой слой надевается термоизоляционная трубка (фарфор, керамика, кварцевое стекло и т.д.). Концы спирали выводятся наружу.
Места вывода и торцы нагревательного элемента желательно промазать термостойким клеем.
Изготовленный нагревательный элемент вставляется во внутренний канал корпуса. Предварительно место его установки нужно проложить асбестом, слюдой или кварцевыми пластинами, в качестве дополнительной термоизоляции. Выводы спирали, при помощи винтового соединения, стыкуются с проводом электропитания. Этот провод должен иметь теплостойкую изоляцию – фторопласт или волокнистую изоляцию. Провод должен проходить через пусковой выключатель и реостат для регулирования тока, подающегося на спираль.
В задней части корпуса крепится нагнетатель воздуха строго соосно с каналом нагревательного элемента. Если нагнетательный элемент (компрессор) не помещается в корпус, то он может закрепляться с торца корпуса наружи. В этом случае к нему должна быть присоединена направляющая трубка для воздушного потока. Эта трубка должна подходить к нагревательному элементу внутри корпуса и располагаться соосно его каналу. От нагнетателя отводятся провода для электропитания, которые соединяются с проводом для нагревателя так, чтобы выключатель одновременно управлял электропитанием обоих элементов. Реостат регулирования потока воздуха нужно ввести в цепь провода для нагнетателя – его работа не зависит от работы нагревателя.
Провод электропитания выводится наружу снизу ручки корпуса, а кнопка (клавиша) выключателя и рычаги реостатов закрепляются в удобном месте с внешней стороны корпуса. Затем половинки корпуса совмещаются и соединяются между собой. Устанавливается концевой элемент из термоизоляционного материала в виде цилиндра или конуса. Прикручивается металлическое сопло. В конструкции целесообразно предусмотреть набор сопел с разным диаметром выходного отверстия.
Качественное профессиональное оборудование для пайки микрокомпонентов стоит немалых денег, а недорогие термофены не подходят для большинства задач. Очень многие ремонтники и радиолюбители время от времени сталкиваются с некачественными термофенами для пайки.
Чтобы избежать подобных недоразумений имеет смысл сделать паяльный фен своими руками. Такой вариант отлично подойдет для ремонтников и радиолюбителей, имеющих специфические требования к оборудованию и весьма ограниченный бюджет.
Прежде, чем начать проектировать самодельный паяльный фен, следует ознакомиться с основными методами использования данного инструмента.
Чертеж паяльного фена.
Термофен для пайки, как правило, может понадобиться в таких случаях:
Управление температурой и плотностью потока воздуха, как правило, осуществляется при помощи кнопок на термофене.
При помощи паяльного термофена подразумевает следующие шаги:
Для того, чтобы обезопасить близлежащие компоненты от нагрева, следует наложить на них специальные экраны из алюминиевой фольги.
После проведения работ следует проверить качество пропая всех контактов при помощи иголки.
Демонтаж элемента при помощи фена еще проще. Для снятие неисправной микросхемы необходимо:
Во время нагрева поверхности при помощи термофена необходимо совершать круговые движения. Такая методика позволяет избежать локального перегрева платы и нарушения ее геометрии.
Электрическая схема паяльного фена.
Основные требования, предъявляемые к термофену для пайки микросхем своими руками, состоят в:
Устройство должно содержать исключительно безопасные элементы. При изготовлении самодельного блока питания компрессора следует уделить особое внимание надежности конструкции и безопасности ее для окружающих.
Как показывает опыт, многие умельцы умудряются изготавливать полноценные рабочие термоинструменты из строительного фена, бытового аппарата для сушки волос или даже обычного паяльника.
Схема паяльного фена.
Перед тем как сделать паяльный фен своими руками следует:
Обдумывая как сделать паяльный фен из обычного паяльника следует учесть все тонкие моменты, дабы не подвергать себя чрезмерному риску.
Главные критерии, которым должно соответствовать термоустройство на основе паяльника представлены:
Установку нагнетателя для паяльной станции сделанной своими руками рекомендуется делать в соответствии с текущими правилами электробезопасности. Подобное подключение аппаратуры обеспечит отсутствие помех в электрической сети.
При создании фена для пайки своими руками следует подготовить:
Принципиальная схема паяльного фена.
Подключение всего оборудования должно производится в специально подготовленные разъемы, распиновка которых зависит от производителя аппаратуры для пайки.
Самодельный фен микросхем из старого паяльника собирается в несколько этапов:
Регулятор температуры источника нагрева лучше расположить на корпусе термофена.
Принцип работы термофена на основе паяльника следующий:
На нихромовую нить подается небольшой ток, заставляющий ее раскалиться. Воздух, идущий из компрессора, собирается в специальной утеплённой камере и прогревается под действием спирали и изоляционной фольги. После этого, воздух покидает камеру нагрева и поступает напрямую на печатную плату.
Паяльный фен – чертеж для изготовления.
К сожалению, данный метод изготовления термического фена имеет массу минусов.
К недостаткам термофена, выполненного из обычного паяльника, можно отнести:
В большинстве случает изготовление термического фена из паяльника не оправдано. Переделка недорогого строительного термофена – это гораздо более рациональный метод изготовления термофена для пайки микрокомпонентов.
В сети интернет имеется огромное количество инструкций как сделать фен . Большинство методов изготовления термического фена основаны на переделке имеющегося оборудования, например, строительного термофена, бытового прибора для сушки волос или обычного паяльника с металлическим жалом.
Во многих случаях, при необходимости использования паяльного термофена следует задуматься о приобретении соответствующей станции. Подключенный к паяльной станции термофен дает данные по поводу текущей температуры воздушного потока и позволяет произвести калибровку термопары.
Идея сделать термофен родилась, когда мне понадобилось убрать с поверхности монтажные крепления. Время изготовления фена для пайки микросхем своими руками заняло примерно два часа, включая фотографирование.
Вам понадобятся:
Силиконовые трубки часто используются на подачи топлива в авиамоделизме, они недорогие и их легко приобрести в хоббийном магазине или в интернете.
Когда вы разберете паяльник, у вас будут следующие компоненты: ручка, резистивный нагреватель и защитный кожух нагревателя. Наконечника на фото нет, в правом нижнем углу показана гайка, которая держит его.
Чтобы эффективно нагревать поток воздуха, нужно увеличить площадь теплообмена. Я хотел сделать теплообменник из меди, так как он был бы эффективней, но в продаже есть только металлические мочалки из нержавеющей стали. Нужно просто затолкать несколько металлических полосок внутрь нагревательного элемента. Не нужно слишком туго набивать полоски, через них должен относительно беспрепятственно проходить воздух, обязательно подуйте для проверки.
Примечание: нержавеющая сталь может воспламениться, если есть возможность, используйте медные полоски.
Просто протолкните конец силиконовой трубки в конец нагревательного элемента. На фотографии не видно, но я загерметизировал соединение трубки и нагревателя с помощью кусочка этой же трубки и суперклея. Это пришлось сделать потому, что через щель выходил воздух и дым (хотя я так и понял, что там дымило).
Рядом с верхушкой ручки гравером сделайте отверстие.
На фото показано, как я вставил трубку в сделанное отверстие. Напор воздуха можно уменьшить, просто немного пережимая трубку.
На фото показано, как сделано соединение силиконовой трубки и трубки от аквариумного насоса. Я просто снял колпачок с шариковой ручки, надел его широким концом на аквариумную трубку, а на узкий конец надел силиконовую трубку, закрепив суперклеем. У использованного колпачка от ручки достаточно широкое отверстие для стержня. Если у вашего колпачка отверстие слишком узкое, его можно расширить гравером.
На фотографии показан результат после сборки, теперь вашему термовоздушному паяльнику не хватает только сопла. Его делаем из еще одного колпачка от авторучки с помощью отрезного диска для гравера.
На фото – разрезанный на две части колпачок авторучки. Суть в том, чтобы сделать большее отверстие колпачка немного больше, чем отверстие гайки, закрепляющей наконечник. Таким образом, сопло будет надеваться на наконечник паяльника и закрепляться навернутой на его узкий конец гайкой.
На фото – результат собранного самодельного паяльного фена. Сопло из обрезанного колпачка подошло просто отлично (рекомендую брать колпачок именно от ручки, так как у колпачков от механических карандашей слишком маленько отверстие для стержня).
На схемах показаны диоды, снятые с поврежденной сетевой карты. Воздушный паяльник сработал на отлично. Этот паяльник можно использовать и как обычный. Включите его, дайте ему нагреться, включите насос и поднесите к той детали, которую хотите снять. При небольшой помощи кусачек эта деталь практически сама отпадет.
Давно хотел себе изготовить паяльный фен. Готовый мне не интересен. Поскольку занялся переделкой БП АТХ в лабораторные, появилась возможность получить 24-25 вольт при токах до ампер 8. Реально мой фен работает до 5 ампер. В качестве компрессора применил гибрид из осевого вентилятора, оформленного в корпус (улитку) по принципам центробежного вентилятора. Были и просто центробежные, но мне любопытно попробовать такой вариант. Придумка оказалась вполне работоспособной. Дует не хуже других моих центробежных, даже при наличии аэродинамических сопротивлений (основной проблемы осевых вентиляторов). Рекомендую, если не найдете подходящей турбинки.
Мосфеты с плат с бессвинцовым припоем берет вполне. Мелочевку тем более. Разъем композитного видеовыхода с этой же платы тоже взял. Видеопроцессор уже нет.
Мелочевку с плат с обычным припоем можно снимать уже при 75 ваттах мощности вполне комфортно. Можно и ниже, если снизить скорость вентилятора. На полной мощности вполне снимаемы сороканогие микросхемы. Платы от телефонов легко.
Определиться с мощностью, которую вы можете и желаете получить. Меньше 100 ватт смысла не так много. Для мелочи хватит, впрочем, если остальное сделаете правильно. Я вышел на 100-110 ватт. Реболить видеопроцессоры недостаточно.
Второе. Ток, который вы можете получить от источника питания. От него зависит выбор нихрома для спирали. У меня нихром 0,4 мм. Если не изменяет склероз, продавался на рынке как спираль для плитки на 1,5 кВт. Я посчитал его оптимальным. Тонкая проволока плохо держит форму, толстая требует большого тока для получения достаточной температуры. Для проволоки 0,4 мм нужен ток порядка 3,5 - 5,5 ампер. Чтобы проволока раскалилась до желтого свечения примерно. При интенсивном обдуве ее температура снизится. Запомним, что диаметр проволоки однозначно определяет ток. А вот мощность придется набирать напряжением. Поскольку мой БП для этой цели выдает в р-не 24 вольт, на том и остановился. Сопротивление холодной спирали в р-не 3 ом оказалось. В разогретом виде по расчетам - около 4. Спирали пофиг какой ток, постоянный или переменный. Можно запитывать ее прямо от трансформатора через диммер для регулировки. Правда транс тогда будет гудеть. И он должен иметь достаточную мощность и обмотку, выполненную достаточно толстым проводом, чтобы держать выбранный ток.
Немаловажный элемент - вентилятор. Осевые можно использовать на крайний случай, но они неважно справляются с проталкиванием воздуха по лабиринтам. Их стезя - дуть по прямой. Поэтому для фена предпочтителен центробежный вентилятор. Он как раз и предназначен для проталкивания воздуха через значительные аэродинамические сопротивления. Так сложилось, что некоторое время назад был у знакомого, он мне демонстрировал систему отопления своей разработки. Где есть и центробежный вентилятор. Самодельный тоже. Оказалось, что он допустил там обе возможных ошибки для вентиляторов такого рода. Неправильно выбрал направление вращения для крыльчатки от пылесоса и неправильно выполнил улитку для него. Я конструктор вовсе не по вентиляторам, но физику то в школе я учил, представление как это работает имею. Ну, вроде тема давно избитая, подготавливая статью я полез в гугл. И, к своему удивлению обнаружил, что чуть не треть картинок по этой теме содержит одну из двух либо обе ошибки сразу. Поэтому приведу свои схемы, чтобы никто не запутался. Тем более, что это имеет прямой смысл для начинающих.
Это общий принцип построения центробежных вентиляторов. Показаны три разных варианта возможных крыльчаток. Вариантов на самом деле больше, но нам достаточно. Обращаю ваше внимание это три разных варианта крыльчаток. Просто показаны частично. Это ни в коем случае не одна. Как можно понять из схемы, крыльчатка должна «расталкивать» воздух в стороны, тем самым создавая давление. (Ох уж эти «кострюлеры» из гугла, рисуют то, чего не понимают сами).
Красный вариант под номером 1 - наилучший. Зеленый (2) похуже. Синий (3) хуже предыдущих двух, но работать будет. Если направление вращения крыльчатки у вас иное, просто отзеркальте схему.
Я сделал практически тоже самое, только крыльчатку поставил от осевого вентилятора.
Крыльчатка, естественно, работает на «вдувание» воздуха внутрь. Отличие от простого осевого вентилятора в том, что энергия на закручивание потока воздуха не теряется напрасно, а используется по принципам центробежного. По идее такие вещи патентовать надо.
Работает полученный гибрид вполне адекватно. Шумноват, но это уже как повезет. Дело в том, что при малом диаметре крыльчатки (что осевой, что центробежной), чтобы обеспечить достаточный поток воздуха придется давать высокие обороты двигателя. Со всеми вытекающими последствиями. С большой крыльчаткой мог бы быть потише, но удобство фена будет ниже.
Если будете создавать турбинку, как я предложил, при выборе основы для вентилятора предпочтение следует отдавать малогабаритным, с большой скоростью вращения, желательно прямыми лопастями (с саблевидными будет работать хуже). Лопастей чем больше тем лучше. Чем круче их наклон (угол атаки) тем лучше. Я использовал крыльчатку от очень старой видеокарты. 12 вольт, около 1,5 ватт. Диаметр крыльчатки 37 мм. Используйте, что найдете. Экспериментируйте.
Пригодные центробежные вентиляторы в почти готовом виде, либо как доноры крыльчатки с двигателем под мою улитку. Можно поставить не как у меня «плашмя», а перпендикулярно фену. В первых попытках я так и делал. И очень достойно себя показала турбинка от ноутбука. И тише тоже. Но она уже сильно изношена да и рассчитана на 3,5 вольта и я пошел другим путем.
Мой гибридный компрессор крупнее.
Основной корпус улитки из пенополистирола. Не важно из чего, хоть из дерева. Достаточно хорошо видно структуру. Кстати, если планируете сделать защиту для крыльчатки, крайне не рекомендую сверлением небольших отверстий в верхней крышке. Хотите знать почему - погуглите устройство механической ручной сирены времен войны. Шумность будет выше, чем с показанным вариантом раза в три.
В качестве гильзы для фена использовал корпус от аккумулятора 18650. Технология добывания по типу показанному в этом видео (с чужого ютуб-канала):
Только я не заморачивался со сверлением, как автор предлагает, по втулкам. Просверлил маленьким сверлом. Рассверлил на 4 мм. Надфилем поправил, если сместился центр отверстия. Ступенчатым сверлом рассверлил дальше, поправляя надфилем на каждом шаге, при необходимости. Втулку я тоже изготовил иначе. От какой то люстры резьбовая трубочка с двумя тонкими гайками. Одну гайку на торце расклепал, чтобы уже не вращалась, второй зажимаю. Вставляю неподвижной гайкой изнутри стаканчика от аккумулятора. Лишнюю часть резьбы сточил для красоты. Можно обойтись и без втулки, но поток будет хуже. Не струя, а расходящийся факел. Сильно тонкую не советую. Миллиметров 7-10 внутренний диаметр, как я считаю, будет по удобнее. Да и сопротивление воздуху излишнее создавать не к чему.
Внутрь стаканчика от 18650 уложена слюда. Спираль наматывал на пластинке стеклотестолита шириной 14 мм. Нихром диаметром 0,4 мм. Я намотал 16 витков. Будете ориентироваться на другое напряжение питания, количество витков придется подобрать. Концы отогнул под 90 градусов. Концы оставьте подлиннее, потом обрежите по месту. И эту спираль надо одеть на керамическую трубочку. Покупал на Митинском радиорынке в свое время. Диаметр 4 мм. Подойдет в принципе почти любая, только если диаметр сильно отличается, возможно придется поэкспериментировать с шириной пластинки для намотки. Один конец спирали пропускают через керамическую трубочку. Спираль, надетую на керамическую трубочку надо «перекрутить», смещая каждый следующий виток относительно предыдущего. Сумеете раскрутить эти 16 витков на пару оборотов - неплохо. Поскольку длинна спирали невелика, надо стремиться расположить ее равномернее. Для усиления прогрева воздуха, я дополнительно вставил крыльчатку из оцинкованного железа (можно жесть), которая дополнительно закручивает поток воздуха против вращения спирали, улучшая теплообмен. И заодно служит для некоей центровки керамической трубки внутри стакана. Полученная спираль должна свободно вставляться внутрь стаканчика со слюдой. Но желательно чтобы она там сильно не бултыхалась. У меня вставляется плотно достаточно.
На снимке видно ту самую крыльчатку для закручивания потока воздуха и видно, как я законцовывал нихром. Согнул вдвое, перекрутил немного, одел и расплющил латунные трубочки от наконечников НШвИ 0,7-8 (можно трубочку от антенны, например). Концы обмотал тонким медным проводом, пропаял, припаял силиконовые провода от какого то нагревателя (в принципе можно использовать обычные), и тоже обжал латунными трубочками место пайки. Все это нужно, чтобы уменьшить нагрев нихрома в зоне контакта с проводом. Сверху трубочки из стеклоткани. Можно найти в дохлых энергосберегайках, например. Можно не паять, а использовать механические зажимы. Какие найдете. Имейте в виду, спираль и крыльчатка для закручивания воздуха должны быть изолированы для исключения замыканий на корпус и между собой.
Дальнейшее «тело» собирал из трубы (применяется в мебели и дизайнерских делах) и корпуса от автомобильного прикуривателя (он неплохо одевается на стаканчик от аккумулятора), благо их несколько у меня скопилось после экспериментов с инфракрасным паяльником. Используйте, что найдете, это не принципиально. Трубку с корпусом прикуривателя соединил пайкой. Там нет особого нагрева, выдержит. Концы корпуса разрезал накрест, чтобы получить подобие цанги, для зажима стаканчика от 18650 через кусок стеклоизоленты, или просто стеклоткани для теплоизоляции.
Обечайку воздуховода сделал из жести и припаял. К ней сверху припаивается пластинка (я использовал фольгированый стеклотекстолит) к которой крепится винтами вентилятор. Резьбу для винтов крепления нарезал прямо в нем.
На снимке спираль закручена еще не полностью.
В финальном виде примерно так. На этом снимке более-менее видно, как оформлял остальную часть провода. Это не окончательный вариант, еще без крыльчатки.
На выходе.
Вентилятор запитан от дежурки. Она там трехамперная. Поставил повышающий китайский преобразователь на 12 вольт настроенный. Вентилятор включается вместе с вентилятором БП. А нагрев включается клавишей Ps-On (правый верхний угол БП). И сначала выключаем нагрев этой клавишей после работы, а уже после остывания фена выключаем питание (сзади). Тумблер предназначен для переключения скорости вентилятора. Пока не реализовал, не было необходимости в перегреве потока воздуха. Планирую просто запитать вентилятор через диод или два (надо пробовать), а тумблер просто пускал бы напругу мимо диодов, замыкая их. Чем ниже скорость потока, тем сильнее будет нагреваться воздух.
Я использовал СОМ папу-маму. Откуда то с плат. Распаивал так: на нагрев две группы по три контакта (для 5 ампер более чем достаточно), на вентилятор по одному. Потом термоклеем зафиксировал-изолировал.
Таким образом, БП стабилизирован (если не на максимуме напруги работает), питание вентилятора стабилизировано, следовательно стабилизирована температура воздуха на выходе.
Конструктивом доволен. Для любительских целей вполне достаточно. При максимальном нагреве металлическая труба в районе ручки нагревается достаточно ощутимо, но рука вполне терпит. При нормальном режиме работы труба просто теплая. Т.е. ничего там не поплавится. Поток воздуха через трубку вполне справляется с охлаждением. И воздуховод желательно располагать как у меня, ближе к ручке. Чтобы не было обратного потока воздуха из горячей зоны. Фен прошел испытания отключением после максимального нагрева. Был просто обесточен. Вместе с вентилятором. Ничего не поплавилось.
Для начинающих: начинать конструкции такого рода, надо с влезания в закрома, загашники и т.д. и созерцания ранее накопленных богатств. И с большой долей вероятности отыщется то, что можно достаточно легко использовать. Это я к тому, что конструкция не обязательно должна полностью повторять мою.
