Připomínky k videu parního stroje.

(Tento článek se týká videa jenž bylo zveřejněno v prosinci. Opravený stroj je předveden v oddíle za leden pod názvem "Stroj s novou ojnicí")

Klepání stroje může způsobovat jedině ojnice. Předělám oba konce. Matice na straně pístnice bude přesná mosazná a bude s pístnicí bezprostředně sousedit. Tím se odstraní zbytečná páka. To měděné kolínko je tam skutečně špatné. Píst i rotační ventil funguje i těsní velmi dobře. Na druhé straně ojnice zmenším průměr díry pro unašecí čep. To by mělo klepání odstranit.Video s vyšším tlakem dám na bolg. Rezonátoru se nebojím. Problém je jinde. Otvorem nahoře se může dostat nečistota do pístu což není dobře. Vysypaná okna při použití rezonátoru bych považoval za úspěch. Strojařina mne velmi baví. S údivem zjišťuji, že vrtákem kulatou díru neudělám. Je potřeba použít výstružník. Výstružník má první třetinu a poslední desetinu délky mírně konickou. Podle norem od průměru 10 se musí použít i výhrubník. Mosaz se při obrábění nemaže, jinak to výstružník neveme. Při obrábění železa se používá emulze, t.j. voda s olejem. To jsou věci. Strojaři prominou. I když používáme k měření tesařský metr a svěrák máme posraný od slepic, u rotačního ventilu a axiálního ložiska to neplatí. Já teď nemám moc času. Příští rok by to mnělo být lepší. Přeji úspěch při výrobě parních strojů a šťastné a veselé vánoce. Zdraví Standa

Jiné typy strojů

Zde na videu je stroj v provozu. Jako zdroj páry slouží tlakový hrnec.
V papiňáku je tlak půl atmosféry a výkon při tomto tlaku odhaduji na 50 Wattů

Válec má zvětšený průměr 50 mm a je prodloužen na 20 cm. Tím je zajištěno lepší centrování. Obojí má příznivý vliv na výkon stroje. Na blog Petra Šedého se dostanete kliknutím na obrázky vlevo.

Stroj jde velmi lehce a pracuje již při malých tlacích.

Toto je nové provedení stroje, kde jsou uplatněny zkušenosti Petra Šedého.
Ocelová deska o síle 5 mm tvoří základnu. Zespoda jsou gumové špunty. Válec je otočený. To umožnilo zkrátit přívod páry do pístu (menší zpoždění) a prodloužit ojnici (menší úhel výkyvu). Další výhodou je namáhání ojnice v tahu.

Rotační ventily mají kratší vrtání průměr 10 a zároveň slouží jako ložisko. Drážka osy je frézovaná a má šířku 5,5 mm.

Výroba čtyřhraných pístů se mi zatím nedaří. Cín čpatně zatéká do rohů.

Starší stroj Petra Šedého

Techhnologie pístu je bezvadná. Mazání vodou opravdu dobře funguje. Čím je píst starší a má více naběháno, tím je lepší a těsnější.

Použití pásové pily při výrobě parních strojů

Tuto pilu jsem koupil ve výprodeji firmy Proma. Stála 7500 Kč a byla vyrobena v Číně.
Za tu cenu by se dala koupit i dnes.Původní pás skoro vůbec neřezal. Po dvou použití praskl. Koupil jsem nový bimetalový.Teď již jsem spokojený. Nový pás řeže desetkrát rychleji. Na jednom stroji je asi deset řezů. Ve Feroně stojí jeden 20 až 30 Kč.
Při serii 40 strojů se to již vyplatí. Já občas něco řežu i pro Petra. Uříznete li ale mosaznou kulatinu šikmo,tak vzhledem k ceně mosazi není Ferona zas tak drahá.Při upínání trubky pístu ve svěráku pily mi ji jednou malinko prohnuli. Ta pak je na vyhození. Take vám vždy krátký kousek kulatiny zůstane.

Jak vyždímat maximum mechanické energie z našeho parního stroje

1. března 2011 v 9:24 | Petr Šedý
Náš parní stroj je jenom polotovar a je určen k dalšímu zpracování a rozšiřování. Je velice důležité, jak ho zatěžujete a jak ho provozujete.
Není nic horšího, nežli když ho připojíte jenom tak na dynamo pomocí řemenu.
V první řadě si musíte uvědomit, jaký výkon ze stroje chcete dostat. Stroj, který je určen k výrobě elektřiny by měl vždycky pracovat na maximálních otáčkách. Pamatujte, že výkon je přímo úměrný otáčkám. Tam kde je potřeba momentu, jako u cirkulárky, brusky, čerpadla a samohybů, tam je to něco zcela jiného.




Na tomto obrázku, který jsem před časem demonstroval, je ideální způsob maximálního využití parního stroje pro výrobu elektřiny. Malý pomocný elektromotor o výkonu jenom několik desítek wattů je spojen pomocí tenkého řemínku, který má malé ztráty, k parnímu stroji. Na jeho svorky jsou připojeny kondensátory o veliké kapacitě, které mají na chod stroje téměř zázračné účinky. Motorek je samozřejmě pomaluběžný a stejnosměrný. Při 1200 otáčkách za minutu má dávat minimálně 12V. Jeho výkon je 20W.
Jak to funguje:
Parní stroj se rozjede naprázdno a motorek začne dobíjet kondensátory. Ideální je použít kondensátory alespoň spojené o celkové kapacitě alespoň 0,5 až 1F na 24V.
Jak stroj běží, kondensátory se nabíjejí a v okamžiku mrtvého chodu stroje se vybíjejí do elektromotoru a ten akceleruje parní stroj do vyšších otáček. Během několika desítek sekund stroje dokáže dosahovat otáček přes 3 až 4000 otáček za minutu a více. Čím jsou větší otáčky, tím elektromotor více točí a pomáhá stroj roztáčet.
Potom zatížíme stroj vhodným generátorem. Je důležité, aby byl použit stejnosměrný generátor s permanentními magnety. (napřiklad: ss motor, 2000 otáček, 24V, 80W)

Generátor je nutné oddělit od akumulátoru výkonovou diodou, vhodně zapojenou. Abychom viděli rozdíl dobíjení s přídavným motorem a bez něj, stačí sundat řemínek a porovnat výkon s přídavným elektromotorem a bez něj. Elektromotor se nejenom sám zásobuje elektřinou, ale alceleruje stroj do vysokých otáček tím, že energii z kondensátorů využívá k chodu stroje v mrtvé oblasti.

Jedná se o takzvaný řízený elektrický setrvačník, který umí měnit svůj účinek v průběhu zatížení stroje.
Za předpokladu, že bychom použili setrvačník klasický, měl by stroj maximální účinnost vždy ve stavu, kdy by měl setrvačník optimální hmotnost. Protože však neumíme měnit hmotnost setrvačníku za chodu stroje, tak elektrické řešení je nejlepší. S přídavným elektromotorem může být hmotnost setrvačníku několikanásobně menší. Hmotnost elektromotoru je několikrát menší nežli hmotnost klasického setrvačníku při odpovídajícím výkonu.
U běžného stroje obecně platí, že s výkonem je nutné zvyšovat hmotnost setrvačníku.

Teplota páry v závislosti na přetlaku

15. září 2009 v 10:39 | Petr Šedý
Mnoho lidí mi stále dává ty samé otázky, kolik má pára telotu a na kolik se zahřívá voda v kotli.
Proto jsem udělal tabulku, kde se může každý seznámit s těmito údaji. Předem bych chtěl říci, že údaje jsou pro takzvaný normální atmosférický tlak, kdy bod varu vody je kolem 100 stupňů Celsia. Normální tlak uvádím jako nula atmosfér. Další hodnoty jsou myšleny jako přetlak od normálního tlaku.


Tlak v atmosférách - teplota páry ve stupních Celsia
.......................................................................................

1 - 120
2 - 133
3 - 144
4 - 152
5 - 159
6 - 166
7 - 170
8 - 176
9 - 180
10 - 185
11 - 188
12 - 192
13 - 195
14 - 198
15 - 200
16 - 204
17 - 207
63 - 273 ..... Teplota páry a tlak v Temelíně

Na této tabulce si můžete udělat obraz o tlacích a teplotách páry. Věřím tomu, že mnohý z vás konečně procitne a uvědomí si jaká je skutečnost.
Při nižším atmosférickém tlaku, jako je například na horách, jde bod varu prudce dolů. V 5000metrech nad mořem voda vaří již při mnohem menší teplotě nežli je 100 stupňů Celsia. Problém je také s kyslíkem, že oheň špatně hoří.

Výkon parního stroje

Výkon parního stroje zavisí na tlaku zdvihu a oltáčkách. Přesný vzorec je: P = Nm/60 x ot. Slovy: Výkon se rovná Newton krát Metr lomeno 60-ti krát otáčky za minutu.
Výsledek vyjde ve watech a 10 kg se rovná 100 Newtonů. Při tlaku 10 kg do ojnice mám sílu 100 N.
Uvedu jednoduchý případ. Plocha pístu je 10 cm čtverečních. Tlak 1 atmosféra t.j. 1 bar. Zdvih pístu činí 5 cm.
Při 60_ti otáčkách za minutu mám pak výkon 5 W. Ve vzorci to vypadá takto: P = 100 x 0.05/60 x 60 = 5W.
Připomínám, že zdvih musím dosadit v metrech. Zvýším-li tlak 5x a otáčky 10x (což není problém), vychází výkon 250 W.
To je ale jen teorie. Síla v ojnici nepůsobí v přímce, píst není ideálně těsný atd. Realný výkon bude asi o třicet procent nižší

Správné zatěžování parního stroje.
Úterý v 10:24 | Petr Šedý
Tento článek je určen těm, co jsou přesvědčeni, že naše stroje nemají žádný výkon. Nebo dokonce, že se jedná o jakýsi podvod.
Celá řada lidí si udělá stroj podle návodu a pak k němu připojí nějaký ten generátor. Na generátor nebo dynamo pak připojí automobilovou žárovku. Stroj zpomalí a nebo se zastaví. Je z toho zklamání. Ostatní diváci jenom přikrmí nespokojenost a fáma je na světě.
Toto je obrovská mystifikace a vychází ze základní neznalosti funkce stroje. Jednočinný stroj zabírá jenom v oblasti asi 130 stupňů. Ostatní část otáčky je mrtvý chod, přes který se musí dostat setrvačností. Řešení spočívá v hmotném setrvačníku, který v oblasti záběru odebere stroji část výkonu a ten pak použije na dotování energie v mrtvém chodu. Hmotnost se však nedá měnit v průběhu chodu a proto jednočinné stroje mají dobrou účinnost jenom při jistém výkonu. Čím větší výkon, tím větší hmotnost setrvačníku.
Když máte však malý výkon a velký setrvačník, dochází k velikým ztrátám. Řešení celého problému je velice jednoduché. Stačí dosáhnout vysokých otáček a stroj zpřevodovat do pomala a tím rozložit živé a mrtvé polohy tak, aby byly téměř neznatelné, při malé hmotnosti setrvačníku a nebo další možnost je zatěžovat stroj jenom v okamžiku záběru. To se dá udělat velmi snadno. Například u nabíjení akumulátoru. Generátor je zatěžován jenom v okamžiku, kdy napětí generátoru je větší nežli napětí akumulátoru. To znamená, že v mrtvém chodu stroj není zatěžován a dobíjí jenom při plném záběru. Můžeme si to snadno vyzkoušet. Zatím co do akumulátoru teče proud několik ampér, při připojení samotné žárovky na generátor se stroj zpomalí a nebo dokonce zastaví. Je to tím, že žárovka zatěžovala generátor v celém rozsahu otáčky.
Nejdokonalejší způsob je ten, kdy používáme takzvaný asynchronní generátor. Ten pak pracuje v režimu motorgenerátor, to znamená, že při záběru parního stroje má rychlost větší nežli synchronní a při mrtvém chodu pracuje jako motor a přetáčí parní stroj do aktivního stavu. Pak lze i realizovat převod otáček dokonce i do rychla a stroj bezvadně běží. Další možností je kombinovat parní stroj s elektromotorem, jak je to například u malé elektrocentrály od pana Luboše, kde se malý motorek používá současně jako startovací a současně k dotování energie v mrtvém chodu stroje. I malý výkon mnohonásobně zvýší výrobu elektřiny. Setrvačník může být potom velmi malý. Přídavný motorek pracuje potom jako řízený setrvačník a dá se dosáhnout maximální účinnosti. Další výhodou malého přídavného elektromotorku je to, že se dají uměle vynutit otáčky parního stroje a ten má pak větší účinnost a samozřejmě i výkon při stejném tlaku páry. Spotřeba páry se samozřejmě zvýší. Vdobě kdy vznikaly parní stroje nebyla ještě elektřina známa a neexistovaly elektromotory. Potom se zase touto kombinací nikdo nezabýval a přece je to naprosto ideální spojení.
U dvojitých nebo dvojčinných strojů je tomu jinak. Ty zabírají střídavě v obou polovinách otáčky. Mají dvě mrtvé obalsti, ale velmi krátké. Malý setrvačník stačí bohatě pokrýt problém zastavení.
U elektrocentrály s automobilovým generátorem je výhodné využít v plné míře moderní elektroniku a cíleně zatěžovat parní stroj dle jeho síly ke každém okamžiku otáčky. Tam se to dělá tak, že při každé otáčce se staruje zatěžovací a budící program pomocí optické brány, která je umístěna na hlavní hřídeli parního stroje. Otáčka je rozdělena na několik set kroků, kde při každém kroku dochází k přesnému proudovému impulzu do buzení aletrnátoru a současně jsou synchronizovány zatěžovací impulzy do akumulátoru. Akumulátor se nejenom dobíjí, ale současně i formuje. To je však už o něčem jiném.
Jenom pro informaci: u parního stroje s vnitřním průměrem válce 40mm je síla do ojnice při tlaku jedné atmosféry v záběru rovna 120N(12kG) a při 5. atmosférách 600N(60kg). To je snad dosti na to, aby si někdo myslel, že naše stroje nemají žádnou sílu. Sílu i výkon mají, ale musejí se zatěžovat racionálně...

Kombinace parního stroje s elektromotorem

29. září 2009 v 9:53 | Petr Šedý
Nový ekologický parní stroj v jednočinném provedení má své specifické vlastnosti, které je možné zdokonalit tím, že tento stroj spojíme s elektromotrem.
Parní stroj zabírá jenom v oblasti kolem 150 stupňů. V ostatní části se nalézá na takzvaném mrtvém bodě. Mrtvý bod se překonává pomocí setrvačníku, kdy v oblasti záběru dochází k čerpání mechanické energie do setrvačníku a v oblasti mrtvého bodu setrvačník zase tuto energii odevzdává. tím je zaručen plynulý chod. Nevýhodou této sestavy je to, že výkon stroje závisí také na hmotnosti setrvačníku. Čím má být výkon větší, tím musí být setrvačník hmotnější. Při velké hmotnosti setrvačníku dochází při malém výkonu k velikým ztrátám. Ideální by bylo, měnit hmotnost setrvačníku v závislosti ne výkonu. To je však konstrukčně nemožné. Jednou z možností je, nahradit těžký setrvačník elektromotorem, který dokáže nahradit setrvačník v plném rozsahu a ještě je možné regulovat jeho výkon. Další výhodou je to, že při současném tahu elektromootru v mrtvém bodě lze maximálně zvýšit předstih parního stroje a tím ho dostat do extrémního režimu vysokých otáček. Další možností je též vynutit zvýšení otáček parního stroje uměle pomocí elektromotoru. Protože je výkon stroje přímo úměrný jeho otáčkám, za předpokladu konstantního momentu, můžeme tak snadno až několikanásobně zvýšit nejenom otáčky stroje, ale i jeho výkon. Další výhodou je to, že se při vysokých otáčkách začíná více uplatňovat kinetická energie páry a účinnost jde silně nahoru. Oblast rozkmitání pístu lze namodelovat i bez změny regulace páry, což nám umožní lepší řízení celého procesu rezonančního provozu. Elektromotor také může stroj startovat i brzdit i stabilizovat otáčky nezávisle na přívodu páry.

Výbuch kotle

Kotle, jejich výroba, bezpečnost a využití

29. září 2009 v 13:58 | Petr Šedý
Vážení přátelé, velice často mi píšou lidé, kteří si hrají na profesionály a kritizují naše vyvíječe páry. Chtěl bych říci, že pro malé výkony jsou naše tlakové hrnce téměř ideální. Není pravdou, že jsou nebezpečné a také není pravdou, že mají malou účinnost. Klasické papiňáky mají účinnost více nežli 90%. Když tomu někdo nevěří, stačí si to ověřit prakticky pomocí vstupní energie, kterou si snadno odečte na domácím budíku od plynu a na čase, za který si ohřeje jeden litr vody v papiňáku na 100 stupňů Celsia. Chtěl bych ještě podotknout, že jeden krychlový metr zemního plynu má energii přibližně 10kWh a stojí okolo 12kč. Další tlakové nádrže, které používáme, jsou nádoby na plyn. Jsou vesměs zkoušeny na 30 atmosfér a s použitím vhodných bezpečnostních ventilů jsou velmi bezpečné. Když chceme dosáhnout dobré účinnosti, je nutné ohřát vodu alespoň na 200 stupňů Celsia. Jinak je to neefektivní a ztrátové. Také bych chtěl upozornit na jednu zajímavou věc a to je to, že palivové dříví má objem energie na jeden kg kolem 3 až 4 kWh a další lisované produkty jsou na tom ještě lépe. Tyto produkty se dají spálit na více nežli 90% a tudíž jejich efektivita je ohromná. Neplatí tady to, co se říká, že pro trochu elektřiny spálíme naše lesy. Každému bych přál, aby si to vyzkoušel sám. Nevěřili byste, co energie obsahuje obyčejné dřevo. V praxi platí, že asi 2 až 3kg dřeva má stejný energetický objem jako jeden litr benzínu. Cena je však nesrovnatelná. Nejvíce však dokážou překvapit obyčejné kanistry od benzínu. To jsou snad nejskvělejší kotle a používají je hlavně Vietnamci a již na několika místech v rozvojovém světě. I když naše republika patří k těm civilizovaným, alespoň podle novin, můžete se přesvědčit o účinnosti mých parních strojů například v takové lokalitě, které se říká České Mexiko. Je to poblíž stanice Praha Krč, kde v Michelském lese žije komunita, asi 250 bezdomovců a začínají používat kanistry s mými parnímu energetickými jednotkami. Nevěřili byste, jakou mají radost, když mohou poslouchat fotbal v přírodním prostředí. Stačí trochu dřeva nebo papírů z popelnic a nebo třeba trochu nábytku, který nasbírají okolo silnic. Když to nestačí, pokácí nějaké ty místní stromy a vyřežou keře. Nyní mají asi deset parních strojů a brzy budou chtít další.... Přál bych každému, aby tuto lokalitu navštívil, jestli se ovšem nebojí. Chcete-li být v bezpečí, přijďte v otrhaných teplákách a nebo třeba ve vaťáku. Jistě vás velmi rádi uvítají ve svém středu... Hlavně nechoďte v saku nebo ve značkovém oblečení. Nemuseli byste se již vrátit. Proslýchá se, že jedí i lidské maso. Nakonec určitě nebude jedovaté, akorát trochu tvrdé. Jestli to berete jako fór, můžu vás ujistit, že to není fór. Stačí vystoupit na zastávce metra na Kačerově a pak je to už jenom jeden kilometr. Když uvidíte tuto lokalitu těsně vedle železniční trati, budete si připadat jako v dobrodružném filmu, který se točí v Jižní Americe. Některé naše skutečnosti jsou opravdu velice zajímavé a živé...

Pohled do dílny