Die Töpferdampfe

Projekt Februar 2016:

ein archaischer, getöpferter Verdampfer

Dass ich ein Faible für das außergewöhnliche habe, kann ich nicht abstreiten. Meine geplante Kanu-Dampfe ist konstruktiv fertig, die Befestigungsteile müssen nur noch "in hübsch" aus Holz gemacht werden und dann habe ich eine perfekte Dampfe, die pendel- und kentersicher ist und mir zudem die Hände zum Paddeln freihält, aber dazu später in einem Projektblatt.

Die Idee dahinter :

Bei meiner Shisha war ein Einlochtonkopf für Tabak im Lieferumfang. Ein nettes Teil aus Ton. Meine Meinung ist diesbezüglich bekannt:

Alle Geräte, die man rauchen kann, kann man auch irgendwie dampfen...

In meinen Gedanken entstand schnell das grobe Konzept, gedampft wird es erst auf der Shisha, soll heißen, der Dampf muss durchs Wasser. Der von mir getestete Proteus macht seine Sache mit ~55Watt schon ganz gut, mein Labornetzteil liefert sauber geregelt bis maximal 80 Watt bei 0-36 Volt und max. 5A. das sollte für eine wahrhaft dicke Wicklung reichen.

Für eine große Shisha braucht man natürlich einen großen Verdampfer, die Coil wird mit Sicherheit einen Innendurchmesser zwischen 5mm bis 8mm bekommen, dann sollte eine "töpferbare" Verdampferkammer natürlich auch entsprechend groß ausfallen. Die eigentlichen Maße richten sich eben erst mal am Loch des Tonkopfs.

Ich fand die Form mit diesem Loch in der Mitte zunächst etwas ungewöhnlich, aber in meinen legogeprägten Hirnwindungen nahm eine Idee Gestalt an. Da vorhanden, wollte ich natürlich auch mit diesem Tonkopf experimentieren, hier von der Seite,...

... von oben, ...

und von unten (inkl. der Dichtung)

Einen etwaigen Materialmix wollte ich auf jeden Fall vermeiden. Damit konnte ich aber nur auf erhältliche Teile ausweichen, ich kann nicht töpfern.

Aber läßt sich so etwas bohren? Wohl eher nicht...

Aber dies ist natürlich kein Grund sofort die Flinte ins Korn zu werfen, denn ich kenne aus Jugendzeiten (ist wohl~30 Jahre her ) einen begnadeten Töpferbaron, der auch mit verrückten wie mir umgehen kann.

Und das Beste ist, er macht eben auch Auftragsarbeiten.

Der Termin

Gesucht, gefunden, Termin vereinbart um die Funktion / Zeichnung zu klären und vor allem um abzufragen was töpfertechnisch überhaupt machbar war. Stundenlang saßen wir und skizzierten Blätter voll und er notierte alle für mich wichtigen Daten. Dann hörte ich mir einiges über Tonsorten und Glasuren an.

Der komplette Verdampfer soll nun aus Ton entstehen, zunächst 1-2 Prototypen, auch um das Dampfverhalten, Nachfluss und Leistung zu testen. Anschließend werden schon besprochene Änderungen im Zusammenhang mit einem eigenen entworfenen "Tonkopf" (also eine eigene, richtige Base aus Ton) und letztlich vielleicht gar eine Tondampfe in einem Steampunk-Design. Mit den schönen metallischen Glasuren und edlen Materialien wird das bestimmt der Hammer, das wird allerdings eine absolut limitierte Miniserie nur für Freunde...

Die Prototypen

Er rief mich an.... "Die Prototypen sind fertig." Umgehendhabe ich sie abgeholt, allerdings hat er eben nicht 1-2 Prototypen gemacht, sondern auch mit der inneren Form und einigen anderen Maßen gespielt. Er hatte meinen Ausführungen entnommen, dass kleine Änderungen bestimmter Parameter zu völlig unterschiedlichen Ergebnissen führen kann.

Hier einmal ein paar Bilder, von den Schmuckstücken, mal schauen, ob ich die Funktion überhaupt erklären muss...

zunächst schleppe ich den ganzen Kram den ich benötige ins Wohnzimmer und steck den Tonverdampfer mal auf die Shisha.

Dann wickele ich mir die berechnete Wicklung mit 0,40mm Kanthal auf einem 6,5mm Bohrer. Das ist schon echt ein Klopper, mit einer ganzen Menge Oberfläche, Länge des Kanthal in der Wicklung ~35,5cm...

Damit man sich das einmal besser vorstellen kann, hier mal ein Vergleich mit einer 3,0mm 08/15 Wicklung auf einem Flashi: (Keine Angst, die Wicklung wird noch richtig hübsch! )

Da ich mir eine andere Verlegung der Watte und der Anschlüsse ausgedacht habe, komme ich nicht drumherum die Wicklung wie bei z.B. GG, mit nores-res-nores zu wickeln. Schweißgerät habe ich nicht, die speziellen für Dampfer wären auch mit 0,40er leicht überfordert. Man nimmt was man hat, ich zwirbel also die Drähte zusammen. Als Nores tut ein schöner 1,5mm² Cu-Draht mit Sicherheit brav seinen Dienst... (Die Watte ist übrigens Cotton Bacon.)

Das Einfädeln in die Verdampferkammer ist recht tricky und ich hätte ihn fast aus dem Fenster geworfen, aber da ich ja viele Prototypen habe, hätte ich ja ohnehin weitermachen müssen, ihr hättet mich sicherlich soweit getrieben. Aber zum Schluß saß es so, wie ich es wollte und wurde an den "Drahtbefestigungswarzen" mit Klemmen aus einer schnöden Lüsterklemme fest gesetzt.

(Bitte immer dran denken, dies ist das Experimentierstadium, da muss noch nicht alles perfekt sein. Aber ich finde, es kann sich schon sehen lassen...)

Und von unten sieht das mit der Wicklung dann so aus:

Noch kurz zur Wicklung:

15 Windungen Kanthal 0,40mm auf 6,5mm sollten nebst 5mm Zuschlag für die Beinchen ~4,0 Ohm ergeben. Dieser Zielwiderstand resultiert aus der geringen Ampereleistung des Netzteils. Für hohe Leistungen sind max 5A im Bereich von 12-16V ja nicht viel, und ich möchte auch gerne die max. 80Watt mal nutzen können, ohne dass die Schutzschaltung anspringt.

Das Messen war schon knifflig, mein Tonverdampfer hat ja keinen 510er, sondern die Zuleitungen enden als Bananenstecker. Die besondere Herausforderung war die Messung auch noch zu fotografieren. Leichte Schwankungen gab es durch die Bananenstecker, aber ich würde behaupten, ich habe den Zielwiderstand einigermaßen getroffen.

So jetzt geht es auf die Zielgerade..., also schön die Wicklung nass machen. Da geht echt was rein, da ist die Watte ein größeres Depot als die TPD vorsieht:

Dann noch die Nektarschale mit lieblichem Liquid (20/80 PG/VG) mit 1,5mg im Amarenakirschgeschmack fluten...

Dann kommt zusammen was zusammen gehört.

Ihr denkt dran? Es ist eine:  EXPERIMENTALANORDNUNG

Die Kabel werden grob mit Klammern fixiert, die Bananenstecker, (warum denke ich gerade wieder an Beli? ) ins Netzgerät und es kann losgehen...

Auch die errechneten ~65 Watt für die ersten Versuche kommen recht genau hin und ich liege, wie erwartet unter 5A.

Das Dampfen ist höchst unkomfortabel, habe ich doch noch keinen Unterdrucksensor, der den Strom schaltet, folglich muss ich den Schalter am Netzteil bedienen, den Schlauch halten und wieder davon Fotos machen...

Ja, es dampft!

Der Flash ist allerdings heftig, ich werde also den Lufteinlass verändern und mit der Stellung der Coil spielen!

 Das Liquid selbst sorgt für den luftdichten Abschluß. Die Aussparungen erleichtern den Nachfluß und wenn dort hörbar Nebenluft gezogen wird, muss man nachkippen. Das kann leicht im Zwischenraum zwischen den beiden Hauptbauteilen erfolgen und es muss nichts abgehoben werden. Die Füllmenge liegt bei rund 16ml.

Auch bei einem durchgängigen Feuern von 25 Sekunden (3 x gezogen ohne abzuschalten) kokelt nichts und sind auch keine Nachflußschwierigkeiten zu bemerken.

Das Prinzip funktioniert und wird jetzt bis zur kompletten Tondampfe verfeinert. Die nächsten Schritte:

1) Zunächst werde ich den Airflow an diesem Prototyp "verbessern", das geht recht einfach, da habe ich schon eine recht genaue und vor allem wirksame Idee.

2) Ein anderer der Aufsätze, wird dann, (direkt mit geänderter Zuluft) auf Leistung gewickelt. Mir schwebt da eine Wicklung aus gezwirbeltem SS 316L, (Länge ~ 31,8cm), 12 Windungen auf 6,5mm mit einem Widerstand von ~1,0 Ohm vor. Bei einer Spannung von 13V liegen wir dann bei entspannten 13 Ampere, aus der schon erwähnten Autobatterie um die 170Watt.

Daraus wird sich dann ergeben, ob der Nachfluß stabil bleibt. Beides fließt dann in die zweite Generation ein. Da ist dann auch das Unterteil ein eigener Entwurf. Es bleibt also spannend.

 Der Airflow

Der Airflow sollte geändert werden, der Hyper-Open-Draw musste etwas beschränkt werden, um den überstarken Flash zu mindern. Gut, es gibt ein paar Flasmatiker, die nun eher traurig sind, aber zumindest ich benötige mehr Geschmack, weniger Flash bei großartiger Dampfentwicklung. Sollte dies mit diesem archaischen Gerät letztlich machbar sein...?

Das Material konnte ich am Samstag schon besorgen, musste aber wie immer "billige" Kompromisse eingehen, da das von mir gewünschte Material im einzigen Baumarkt nicht verfügbar war, obwohl es eigentlich Sanitärstandard ist. So bin ich auf ein 8,0mm Aluröhrchen gegangen, 1,0mm Wandstärke und resultierenden 6,0mm Innendurchmesser.

Da die Coil recht breit ist, sollte die Düse entsprechend der länglichen Form angepasst werden, ca. 4 mm über der Coil enden, (dies sollte dafür sorgen, dass die gesamte Coil schon gleichmäßig angeströmt wird), und an der Düse sollte die wahre Engstelle für die Airflow sein. Denn so habe ich die höchste Luftgeschwindigkeit direkt an der Coil und dies sollte der Dampfentwicklung und dem Geschmack sehr zuträglich sein...

Hier die Düse von vorne...

und von der Seite...

Da nicht jede Coil gleich wird und auch die Einbauhöhe variieren kann, habe ich für die Expreimentalphase einfach eine Skala auf die Luftröhre angebracht, nicht hübsch, aber sehr praktisch:

Durch eine genial einfach Verstellung, die durch die Glasur auf der Innenseite des Kamins erst ermöglicht wird, ist eine schnelle Verstellung möglich, ...

damit kann dann in der Tat der Flash mit einem simplen Handgriff sogar schnell auf die persönlichen Vorlieben eingestellt werden.

Gemessen hatte ich eine Einbauhöhe der Coil von 10,0 cm unterhalb der Kaminoberkante. Idealerweise sollte das Düsenrohr auf 9,6 cm auf der Skala justiert werden...

Jetzt wurde es spannend. Bekomme ich den Verdampfer so einfach in den Griff?

Schnell das Liquid aufgefüllt, (wo ist das nur hin?). Nun, der Kopf ist nicht so heiß gebrannt, wie die eigenen Oberteile, d.h. er ist so porös, dass er das Liquid aufgesaugt hat. Kein Problem, denn erstens haben wir das Problem später nicht und zweitens ist der Kopf, ist er erst mal gesättigt, gar noch dichter...

Dann dampfen wir mal:

Und...

ERFOLG!

Kurz und knapp:
Wie der Proteus auch, wirft der Verdampfer nun nach jedem Zug einen süßen Dampfkringel aus dem Ansaugrohr. Der Flash ist bei der so gewählten Einstellung tatsächlich weniger ausgeprägt als beim Proteus.

Und der Geschmack ist der Hammer! Er ist viel besser als beim Proteus. Weich und nuancenreich bei dichtem Dampf. Und das trotz immer noch riesiger Verdampferkammer. Trotz den aroma-verzehrenden Weg durch das Wasser kommt er beim Dampfer vollmundig an und der Dampf ist dennoch dichter und auch quantitativ besser als bei dem Proteus.

Für mich ist das ja erst mal die Benchmark gewesen. Wenn dieser Tonverdampfer nur in die Nähe dieses Serienverdampfers käme, wäre ich zufrieden gewesen. Dass er diesem nun in allen Punkten überlegen ist, hatte ich durch diese simple Änderung nicht erwartet.

Und es besteht weiterhin ein ungeheures Verbesserungspotential. Ich bin absolut begeistert.

Jetzt kommt noch das automatische Feuern durch Pressostat-Einsatz und die Leistungsorgie mit 12V Bleiakku als nächste Probeläufe.

Dann wird die verbesserte Variante gezeichnet getöpfert, gebrannt und gedampft. Für mich ist das immer noch unglaublich, aber jetzt dampf ich erst mal ein wenig. Durstig ist er sehr, aber "das stört ja keinen großen Geist!"

Mehr Leistung:

So heute geht es weiter zum "Leistungstest". Durch eine besseres Luft- / Leistungsverhältnis und der Oberfläche der Wicklung möchte ich heute durch diese Leistung mehr Dampf und besseren Geschmack.

Verwendet wird eine Verdampferkammer aus der 2ten Serie, also aus der gleichen Formreihe wie schon der vorherige Verdampfer.

Zunächst wollte ich ein Liquid mischen mit der gleichen Nikotinstärke, also 1,5mg. Mein altes Liquid für diesen Verdampfer habe ich schon komplett verdampft. Die Mischung war 80/10/10W (=4 Eth. + 6 H2O). Saurer Apfel (1,8%) mit eine Vanille Note (0,9%) und einem Hauch Zimt (0,3%) von Herrlan (also gesamt in der Herstellerempfehlung) sollte die Anforderungen an den Geschmack befriedigen. 2h bei ~50°C im Magnetrührer beschleunigten die Reifung.

Zuerst das Wichtigste: Ich lege höchsten Wert auf Akkusicherheit. Heute kommt ein vernünftiger Akku mit sicherer Chemie zum Einsatz. Man ärgert sich zwar als "Akkuträger" auf dem Weg ins Obergeschoss, aber was tut man nicht für die Sicherheit.

Der Akku wurde vorher schön geladen, Ladeschlussspanng war 13,6V, beim Dampfen haben wir eine noch eine Leerlaufspannung von 13,2V. Einbrechen wird er kaum bei einem gepl. Widerstand der Wicklung von 1,0 Ohm.Der Akku hat eine Kaltstartleistung von 540A (das ist genau die Leistung, die ein frischer, vollgeladener Akku bei -17,8V für 30 Sekunden problemlos liefern kann). Über die Kapazität brauchen wir nicht zu reden... (Der Akku ist frisch und stammt aus der Rana, die derzeit im Winterbunker steht.)

Okay, gehen wir es an... Zunächst brauchen wir:

ich zwirbel zwei 35 cm lange 0,40mm Edelstahldraht (SS316), aber nicht zu dicht bitte:

Daraus wickele ich nun über einen 7,5mm Bohrer mit 9 Windungen, eine schöne spaced Coil und glühe sie durch...

Nun erhält sie wieder Nores-Beinchen zur Montage und wurde bewattet:

anschließend in der Verdampferkammer positioniert und ausgerichtet...

Jetzt ist er einsatzbereit. Aber damit ich die beiden, doch "recht" verschiedenen Wicklungen niemals vertausche, wurden sie jetzt, während der wilden Experimentierphase lieber erst mal entsprechend markiert:

Noch schnell den Gesamtsystemwiderstand prüfen... Gerechnet hatte ich zwei ~28cm lange SS316 Drähte, gezwirbelt mit 1,0 Ohm. Die Stromversorgung übernahmen gute Lautsprecherkabel mit 4,5mm² feinen Cu-Litzen. Diese wurden auch bei über 400W bisher noch nie warm...

Schau´n wir mal was die Messung, (wieder mal recht knifflig), bringt und ob ich sauber gearbeitet habe...

Ok, ich bin jetzt einfach mal zufrieden...

Den Anschluß der Masse übernimmt eine Standardbatterieklemme. Als Taster, wollte ich nicht einfach das Kabel an den Pluspol halten, nein,ich bin verwöhnt und gönne mir eine blitzartig entwickelten, bequemen Fingerhuttaster, kurz der FHT.

Die Luftführungsröhre übernahm ich vom ersten Setup, der Abstand ausgemessen und die Düse exakt ausgerichtet und dann konnte es ja auch schon losgehen.

So sollten nun stabile 165W-170W anliegen. Meine Herzdame zitterte um meine Unversehrtheit, die große "Autobatterie" flösste ihr wirklich Respekt ein...  Sie hatte dann aber genausoviel Spaß wie ich.und sie war bereit, ein Video vom Betrieb zudrehen. (Gute Mucke, ruhig mal laut machen...)

Das Fazit: Der Dampf ist extrem dicht und schmeckt tatsächlich intensiver als mein bester Geschmacksverdampfer (Kayfun V4). Es ist nicht zu glauben, aber so fruchtig, so süss und vor allem bei dieser enormen Dampfmenge...

Wirklich nicht zu fassen!

Aber der Verbrauch ist analog dazu. 20 Züge und ~10 ml waren irgendwie einfach weg. Hier noch mal ein etwas besseres (später gefertigtes) Video,  das Schnittprogramm hatte ich neu, nun muss ich also auch da erst noch ein wenig experimentieren:

(Auch hier: Gute Mucke, ruhig mal laut machen...)

Bis die eigene Basis fertig ist, kann und will ich nicht warten. Also bin ich heute durch die Shishashops in Koblenz gewandert und habe zum Schluß doch etwas passendes gefunden. Ein Einlochkopf aus Stein in XL. Stein als Material hat den Vorteil, es saugt kein Liquid auf und für Shisha-Raucher den Nachteil, zu viel Hitze zu brauchen. Für mich passt das aber sehr gut. Die glasierten Köpfe waren alle zu klein oder zu flach, also mit viel zu geringem Volumen und teilweise passen die Verdampferaufsätze gar nicht hinein oder stehen wackelig.

In den Steinkopf passen jetzt gemessene 25ml ohne Probleme, sowie alle Aufsätze problemlos hinein und diese stehen dann auch sehr satt auf dem wunderbar glatten Boden.

Die Luftführung habe ich erneut überarbeitet, die Düse ist immer noch oval, hat aber insgesamt eine größere Öffnung. Die Befestigung bzw. Regulierung habe ich nun mit einer 22er Cu-Kappe gelöst. Das sitzt fester, dichter und ist viel einfacher zu justieren. Die Skala ist nicht mehr aufgemalt, sondern eingeschliffen.

Dampfen tut das natürlich immer noch. Der Geschmack ist immer noch Klasse. (Jetzt mit 0mg Nikotin, 80VG,12 H2O, 8 Eth.) Eine neue Schnorchelsaucenkomposition aus Fruchtmix, Orange, VanilleSahne, Sahne-Karamell an einer Note von zarter Minze... Alles Herrlan, Gesamtaromenkonz. 3,0%, also noch absolut innerhalb der Herstellerangabe.

Das Auffüllen ist praktisch aus dem Melkeimer möglich, was ja bei diesem Verbrauch auch durchaus sinnvoll ist.

Schönes Genussdampfen:

Als Erstes wird jetzt aber weiter grundlagengedampft. Das heißt die restlichen Prototypen werden für unterschiedliche Wicklungen genutzt. Da sehe ich noch weiteres Verbesserungspotential, gerade im Hinblick auf den heatflux. Ich kann mit der Tondampfe ja mal etwas in Bereichen ausprobieren, "in die noch kein Mensch bisher..."

Konkret:
1 und 4 Ohm habe ich ja nun schon und möchte gerne in beide Richtungen weiter experimentieren, gerade auch der Hochohmbereich wird bestimmt spannend.

(Klick macht groß)

Diese Testreihen müssen abgeschlossen werden, bevor ich den Unterdruckschalter angehe, ich muss ja wissen, was ich überhaupt schalten will...

Noch mehr Leistung

So, ich habe hin- und her probiert... 340 Watt gehen so nicht, die Kapillarkräfte der Watte reichen nicht! Gut, bis zur Wicklung sind es 5cm, und das ist für Watte definitiv zu viel.

So eine große Leistung kann man noch nicht mal "tröpfeln". Obwohl der Innendurchmesser ganze 7,5mm groß ist, grillen die 340 Watt die Wicklung direkt. 6ml gingen in die Watte und trotzdem kokelte es nach dem ersten Zug, (der ging ganz gut).

Eklig. Jede Dampfe an der ich jetzt gezogen habe, erinnerte mich an das Kokeln, genussvoll ziehen ist momentan gar nicht mehr möglich. Mache gerade ein Geschmacksreset mit einer Selbstgedrehten. Ist zwar auch eklig, aber eben anders....

Die nächste Wicklung wird ~ 100 Watt weniger haben und ich werde diese Coil dann vertikal und von innen durchströmt ausprobieren, dazu passt der neue 8 mm Airflow (innen), diese Coil wird dann auch 10mm Innendurchmesser haben.

Danach geht es an die echten Hochohm-Wicklungen mit Netzteil... Die Batterie muss ja wieder ins Boot.

Heute habe ich mir mal etwas mehr Mühe gegeben und mich wieder an einem Video mit guter Musik versucht und ..., ach seht selbst:
(Achtung: Live Aufnahme mit Infrabassanteilen durch das Podest!)

Aber ein völlig neuer Entwurf eines Tankverdampfers aus Ton ist in meinem Kopf entstanden, ob der umsetzbar ist, muss ich aber erst mit dem Töpfer besprechen...

Zum Schluß hier mal meine Lieblingswicklung, die sich so ergeben hat... (die dunkelgrüne Zeile)

(Klick macht groß)

Geflochten hat meine Herzdame, gewickelt wird auf einem 11,5 mm Bohrer...

Heute ohne Tongehäuse, quasi als free-air-coil...

gut verpackt, in aktueller Technik, Filterpapier-Watte-Filterpapier,das saugt richtig gut und schnell...

dampft gut und schmeckt klasse!

Zum Thema Sicherheit…

... sollte man für den gewünschten Zweck zumindest eine kurze Riskikoanlayse vornehmen. Respekt ist ja auch immer bei 18650er und eben gerade dort, ebenso wie bei den A123 (26650 LiFePo) angebracht.  Man überschlägt die gewünschten Leistungen und was die Stromquelle leisten kann. Wie reagiert die Stromquelle bei Überlastung? Wie wahrscheinlich ist die Überlastung meiner Versuchsanordnung durch einen unter Umständen auftretenden Fehler?

Einige werden bei der Starterbatterie gegrinst haben, aber sehen wir uns mal die Tatsachen an. Mit welcher Stromquelle kann ich denn bei den Leistungen und dabei abgerufenen Stromstärken ohne jegliche Bedenken arbeiten? Bewerten wir also mal das komplette Setup:

• Hier haben wir einen Blei-Akkumulator, hochbelastbar und er verzeiht eine ganze Menge. Ja, wenn man einen Schraubenschlüssel über beide Pole legt, würde dieser Kurzschluß stark funken, aber man wird dann, wegen der entstehenden Wärme, sehr schnell loslassen. Eine kraftschlüssige Verbindung gibt es ja nur zum Minuspol.

• Hier ist kein Metallgehäuse vorhanden, d.h. alle Gehäuseteile stellen selbst einen Isolator dar, das reduziert die Gefahr eines Kurzschlusses erheblich.
  
• Jedes verwendete Kabel ist letztlich eine Sicherung, sie sind die schwächsten Glieder in der Kette, so z.B. die Befestigungen der Wicklungen mit 1,5mm². Diese Kabel sind nicht in der Lage, so hohe Ströme zu übertragen, dass der Blei-Akku auch nur gefordert wäre. Diese Kabel würden bei zu hohem Stromfluss schlicht durchschmoren, etwas Gestank und das war es.
• Selbst bei einer Überlastung fänden hier auch keine kritischen Folgereaktionen im Akku statt. Von daher ist diese Starter-Batterie hier eine sehr gute und enorm sichere Stromquelle für das Experiment, sogar Netzteile sind weitaus risikobehafteter...

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