Kuličková ložiska

Pro parostrojníka jich není nikdy dost. Nemám dobré zkušenosti s ložisky, jenž mají vlastní upevňovací příruby. Japonské jsou velmi drahé a ložiska z Číny mají velký valivý odpor. V případě kilowatových výkonů to nevadí.  Provozuji li ale parní motor na tlakový hrnec, tak ztráta 5 nebo 10 watů je citelná.

Proto vybírám ložiska s nízkým valivým odporem.. Často jej způsobuje zapouzdření ložiska. Upevnění řeším oblíbeným závěsem z Ferony. Jeho přihýbáním lze snadno a dobře nastavit souosost.

Standartní průměr osy je 10 a výška nad základnou 50. Ložiska jsem zařadil do nabídky, na kterou se dostanete kliknutím na obrázek vpravo nahoře. Oba výše uvedené parametry lze po dohodě měnit.

Ještě bych chtěl uvést odkazy na spřátelené weby. Blog Petra Šedého: http://petrsedyabcd.blog.cz/
Blog pana Murína: http://mojmirmurin.blog.cz/rubrika/parne-motory . Stránky pana Polívky: http://paromanie.webnode.cz/ . Videa pana Strakerleho: http://jizicek.rajce.idnes.cz/
Soutěž ve výrobě Stirlingů a parních motorků: http://betlemska-stirling.blog.cz/ Návod na výrobu parního motoru od Petra Šedého: https://drive.google.com/file/d/0B5FV-PB0gpTnaEpsUmNSSXlYWGs/view?usp=sharing

Tlakový hrnec - úvaha

Papiňák má výhodu vtom, že je levný, snadno dostupný a bezpečný. Hodí se na výrobu páry pro pohon malých parních motorů. Má však také nevýhody, pramenící z fyzikálních zákonů, a ty je, jak známo, těžké přečůrat. Nejprve musím vodu zahřát do bodu varu. Zahřívat vodu je mnohem těžší než zahřívat páru. Pak následuje změna skupenství z vody na páru. Musím narušit vzájemnou soudržnost molekul vody. To je energeticky velmi náročné. Spotřebuji na to 5 x více tepelné energie než na ohřev vody. Mechanickou energii v motoru však stále nemám žádnou. Tu získám teprve navyšováním tlaku. Spotřeba energie v této fázi není téměř žádná. Přesto schopnost páry pracovat lineárně narůstá. To bylo známo již v 19. století a parní stroje se stavěly pro vysoké tlaky. Není na škodu si to připomenout. U papiňáku však záhy narazím na pojistný ventil. Účinnost sestavy tlakový hrnec - parní motor nebude velká. Bude  mnohem menší než u starých vysokotlakých parních strojů. Dobrá zpráva je, že výstupní pára není v našem případě kontaminovaná olejem a její tepelnou energii lze dále využít.

Je zde však ještě jeden problém, který řešitelný je. Pára kterou přivádím do válce z papińáku se ochlazuje a ihned ztrácí tlak. Vzhledem ke změně skupenství vody velmi pracně získaný. Tomu lze zabránit přehříváním páry, nebo pasivně isolací přívodní hadice,válce a podobně.  Přehřátá pára ochlazením tlak neztrácí. Energie na to vynaložená je vzhledem ke změně skupenství zanedbatelná. Vím, že výše uvedené je všeobecně známé. Přesto to považuji za důležité to připomenout. Také jsem dostal dobrý recept na vánoční cukroví. Tak jej připojuji. Šťastné a veselé vánoce a pod stromeček parní motor přeje Stanislav.

Parní motor s padousnicí

Ten název zní trochu hanlivě, ale není to mým úmyslem. Takto jsme pojmenovali motor s Petrem Šedým pro jeho zvláštní kývavý pohyb. Stroj je často prezentován na Internetu. Návštěvnost stránek www.greensteamengine.com je patrně v tomto oboru nejvyšší. Při hodnocení nechybělo nějaké to pivo a byli jsme si jisti přednostmi našich motorů s cínovými písty. Podíval jsem se na tento typ znovu a podrobněji. Své původní hodnocení bych chtěl opravit. S údivem jsem zjistil, že stroj vlastně využívá lineární princip. Výhodou tohoto řešení také je, že se pístnice pohybuje rovnoběžně s pístem a odpadají tak boční tlaky. Motor je samozřejmě mazán pouze párou. Pozorně jsem sledoval pohyb kulisy. Je tam skutečně lineární princip a píst se v určité části otáčky generátoru nepohybuje. S výhodou se používá krátký zdvih a velký průměr pístu. Udávané parametry jsou více než zajímavé Je však potřeba počítat s tím, že parostrojníci si počínají při popisu svých výrobků podobně jako rybáři při popisu svého úlovku.

Tak tedy k těm parametrům. Při tlaku 9 atm a 1500 otáčkách je výkon 7,5 KW. Při tlaku 3,5 atm a 1500 otáčkách je výkon 3 KW. Spotřeba páry je 0,6 metru krychlového za minutu. Točivý moment je 70 Nm. Pro představu je to síla 25 kg, která působí na obvodu hnacího kola o průměru 30 cm. Zde bych chtěl připomenout, že u parního motoru je moment konstantní v celém rozsahu otáček Parní motor na rozdíl od spalovacího nepotřebuje převodovku. Moment je k dispozici i při velmi nízkých otáčkách. Ty jsou výhodné z hlediska spotřeby páry. S těmito parametry motor, samozřejmě, nepoběží na tlakový hrnec. Použití je ale možné. Provozní tlak je 1,4 atm až 15 atm. Lze použít generátor o výkonu 7 KW. Obvykle takový, jaký se používá ve větrných elektrárnách. I kdyby tyto hodnoty byly několikanásobně nižší, je to pořád zajímavé. Těžko říct. Domečky pístů jsou měděné, píst je utěsněný O kroužkem a má průměr 8 cm. Zdvih je 3 cm. Tak mne napadá co asi tlak 15 atm a teplota 200 stupňů udělá s O kroužkem. Určitě by to šlo nahradit membránovými moduly, nepoužívat tak veliký tlak a nebylo by těžké motor vyrobit. To bude také asi jediná možnost jak si dané parametry ověřit. Na praktické použití nebo aplikaci jsem na Internetu zatím nenarazil.

Všimněte si na tomto videu, že kulisa může být dvoustranná ve tvaru písmene Z, nebo jednostranná. Pak je ve směru válců pružný ohebný prut. Při tomto řešení mají válce větší výkyv. Motor také dobře jede i bez setrvačníku. Větší počet válců u tohoto řešení není problém. Velikost také ne. Menší motorky s větším počtem válců, nebo membrán v kombinaci s papiňákem by mohl být zajímavé pro školy a soutěž, která se pořádá v Technickém muzeu.

Prima doktoři

Přidat příspěvek by So You Think You Can Dance Australia.

Zajímavá videa příznivců páry

První video je pana Lukáše Drchala. Ručně otáčí BLCD motorem a měří výkon.Dá to představu o možnostech těchto generátorů. Jeho motor má planetovou převodovku a vyblokovanou volnoběžku. Nejzajímavější je poslední část videa, kde přibližně při 120 ot. za min. dosáhne napětí 11,5 V a proudu 3 A, t.j. 34 W. Jedná se o elektrickou energii po usměrnění.

Na nahrávku se podívejte přímo na YouTube. Je tam větší rozlišení a na kanále pana Drchala další zajímavá videa. Můj bezúdržbový BLCD motor trochu drhne a to mne zdržuje od jeho aplikace.Také bych se ještě nějaký čas rád věnoval membránám.

Další videa jsou pana Strakerleho. To, že praskla membrána není důležité. Na záznamu je dobře patrné správné nastavení rotačního ventilu. Zejména malý předstih a včasné uzavření ventilu. To umožní využití expanze páry a vyšší účinnost. Originál je na adrese:http://www.rajce.net/f768822793

Takto dobře seřízený a provedený ventil pak umožní výkon, jenž je demonstrován na následujícím videu. Jako generátor je použit krokový motorek a napětí patrně není usměrněno. Zdrojem páry je jeden tlakový hrnec a výkon je velmi dobrý.

Propagace parních motorů

O státním svátku 28.10 jsem se zúčastnil prezentace našich parních motorů v Technickém muzeu. Bylo hezké počasí a zájem byl veliký. K radosti malých návštěvníků byla v provozu malá parní lokomotiva.

Chtěli jsme také upozornit na soutěž ve výrobě parních motorů. Více na adrese: http://betlemska-stirling.blog.cz/ Zajímaly se všechny věkové kategorie od žáků po seniory, jenž byli ochotni podpořit tvořivost a dovednost svých vnuků. U náročnějších provedení se uplatní i vysokoškoláci. K ovládání rotačních ventilů (v případě externího buzení a použití lineárního generátoru) lze použít malý krokový motorek a výpočetní techniku. Určitě by to bylo ku prospěchu věci. Nechtěl bych ale případné zájemce odradit složitostí. V základním provedení je výroba parního motorku velmi jednoduchá. Lineární generátor je poslední dobou velký hit. 

Elektrický motor od skůtru

Jednou na cyklovýletu z Poděbrad do Kerska jsem v obci Písty narazil na zajímavý krámek pana Jaroslava Kvíze. Dostane se tam všechno od elektrotechniky, včetně montáže a oprav. Je to přímo zázrak v zásobenosti. Pan Kvíz má na zahradě větrnou elektrárnu. Řeší také vibrační pohon do lodi. Motor by byl přenosný, kufříkový a není ve styku s vodou. Jen by se přinesl a položil do lodi. Vedli jsme zajímavý rozhovor. Nechal mi levně motor od skůtru 48V, 1000W.
.

Má porouchané Halovy sondy. To na generování proudu nemá vliv. Stator je kolo s cívkami uprostřed. Rotor tvoří dolní obruč s šedesáti čtyřmi neodymi. Je uzavřený dvěma hliníkovými poklicemi. Velmi jednoduché, spolehlivé a bez převodovky a volnoběžky. Nakreslil také vhodné schema zapojení.

Cívky na statoru jsou zapojené do hvězdy a střed není vyveden. K usměrnění je vhodný trojfázový můstek se šesti diodami. V případě, že nedosáhneme na nabíjecí napětí pro akumulátor je možné použít obyčejných síťových transformátorů k navýšení napětí. Při 300 otáčkách za minutu, by frekvence měla být okolo 50 Hz.

Když se na obrázek klikne, tak je lépe čitelný. Motor jr typu BLCD a vyrábí se i pro výkon 1500 W.

Lineární parní generátor

Tento typ rozhodně stojí za samostatný článek. Ve světě i na ČVUT se vyvíjí lineární spalovací motorgenerátor. Poil kdysi upozorňoval na článek v Hospodářských novinách. Je na adrese http://hn.ihned.cz/c1-18569440-motor-za-stamiliony-dolaru-je-z-cvut

Domnívám se, že to skutečně je bomba. Do aut bych ho však nedával. U automobilu musím převést přímočarý pohyb pístu na otáčivý. Při tom ztratím ohromné množství energie. Nemohu se tomu ale vyhnout. Nevím kolik energie, ale určitě by se to dalo spočítat. U kombinace pístový motor - generátor převod na otáčivý pohyb není nutný. Dokonce bych řekl, že to je hrubá chyba a to i v případě, že motor má více pístů, nebo membrán, nebo je hvězdicový. Otáčivý generátor má opodstatnění jen u turbíny, nebo větrné elektrárny. V případě pístového motoru je to špatně. Další popis lineárního spalovacího motorgenerátoru z ČVUT je na adrese:https://drive.google.com/file/d/0B5FV-PB0gpTnUWhyOEJuYjlUSlk/edit?usp=sharing



V případě použití parního motoru vše vychází jednodušší. Nedávno jsem dostal dopis od Mgr.Pavla Chládka, kde navrhoval následující řešení. Dovolím si uvést část jeho mejlu:

U spalovacího motoru byl problém se složitým řízením, což by u parního motoru neplatilo, protože by neměla nastat situace, kdy budeme muset bez setrvačníku kompenzovat ztrátu tlaku, což u spalovacího motoru nastane, když se směs v jednom z válců nezapálí.

Otázkou je, zda by šlo vyrobit parní dvouválec následující konstrukce:

Dva válce proti sobě, které by sdíleli (měli spřaženu) pístnici.

Pokud by tedy byl válec 1 v horní úvrati, tak válec 2 by byl v úvrati dolní.

Na společné pístnici by byl šoupací ventil, který by střídavě přepínal přívod páry mezi oběma válci. Jeden válec by druhému nahrazoval setrvačník a zajištoval by tak výfuk.

Návrh šoupacího ventilu by byl asi klíčovým prvkem konstrukce.

Vprostřed "společné" pístnice by pak byl samotný generátor.

Na část pístnice by se připevnily neodymové magnety, a tato část by pak při chodu motoru přímo kmitala uvnitř cívky (pístnice by tedy procházela skrz cívkou).

Je to velmi dobrý nápad. Na mne je to dost složité. Možná by se dalo tímto způsobem fyziku přečůrat. Jak říká pan Strakerle. Rád se  zúčastním každé spolupráce.

MBPM_02 při tlaku 0,3 atm

 
Video je také na mém kanále v YouTube. Adresa je: http://youtu.be/aTF3y6Czqqs Jsou tam i další videa parních motorů a větší rozlišení. Adresa kanálu je vpravo nahoře. Otáčky motoru jsou kolem 3000 za minutu. Řemínek má 670 zubů a řemenička 44. Převod je samozřejmě 1:1. Stroj je primárně určen pro školy, nebo učiliště, coby učební pomůcka. Tak jej u příležitosti začátku školního roku nabízím. Cena je "přiměřená".  Mejl je vpravo nahoře. Mohu dodat i dva upravené tlakové hrnce, jenž jsou na videu. Pan učitel Toman vyrábí další parní motor. Membrána bude mít domeček z konzervy. Kuprextitové desky tam asi nebudou.Výkon parního motoru, jehož video je v předchozím příspěvku, změří po návratu do školy. Mají tam sofistikované zařízení na měření výkonu. Psal jsem o tom v článku "Generátory podruhé" v říjnu 2013. Výkon mého motoru bude patrně dvojnásobný. Zkoušel jsem do něj krátkodobě pustit jednu atmosféru. Je to pěkný hukot. Počasí nic moc, a tak bych mohl začít něco dělat.

Prázdninový režim

Po delší odmlce zdravím všechny čtenáře blogu. Já práci na parních strojích dočasně zanedbávám. Spíše bych mohl publikovat fotky z výletů na kole.

Tahle je z cesty okolo Rakovnického potoka ke hradu Křivoklát. O to více mne potěšilo video pana učitele Tomana s membránovým motorem. Konstrukce je klasická. Zdrojem tepla je elektrický vařič patrně o výkonu 1500 W., který dokáže trvale udržet tlak 0,4 atm. Výkon motoru se časem určitě také dovíme. Bude řádově v jednotkách wattů.

Na nabíjení mobilních zařízení, jako jsou telefony, tablety nebo noutbuky by to mohlo stačit. Ve spojení s krokovým motorkem lze použít i originální nabíječku. Pro provoz motoru s vyšším tlakem by byl vhodný vyvíječ páry podle pana Milana. Popis je na adrese: https://drive.google.com/file/d/0B5FV-PB0gpTnODRsSUpNRk1VSlU/edit?usp=sharing Objektivní měření výkonu, spolu se soutěživostí studentů, by mohlo posunout vývoj těchto motorů dopředu. Zejména ke stejnosměrným ventilům a většímu počtu membrán. Tato technologie je pro školy výhodnější, z důvodu bezpečnosti práce. Odlévání cínu, (přesněji roztavený cín v botě) by mohl některým pedagogům vadit. I když u malých pístů je bezpečnost práce dobrá a neliší se moc od pájení. K odlévání cínových pístů je potřeba zkušenost a trpělivost. Někdy po dvou dnech práce musím začít znova a to je slušně řečeno nepříjemné. Moje úspěšnost při výrobě je asi 65 procent.

Poslední dobou dosahuje pozoruhodných výsledků Petr Šedý pomocí simulace lineárního generátoru. Používá se BLCD motor z elektrokola nebo skůtru. Velkým přínosem je také odstranění těžkého setrvačníku. Na výkonu našeho parního motoru je to znát. Přeji pěknou dovolenou nebo prázdniny. Také úspěch ve výrobě nebo vývoji parních motorů.

Reklama

Bazén pro důchodce. Dodává firma SYPETO s.r.o.

Membránový parní motor MBPM02

Motor je na menší základové desce o rozměrech 400x25x5. Je čerstvě smontovaný. Ještě musím provést nastavení a těsnění. Také zkusím provoz na jeden papiňák. Určitě dojde i na měření. Vývoj nepovažuji za ukončený. U svých konstrukcí, nebo výrobků vidím prostor ke zlepšení jak účinnosti, tak výkonu.

Režim provozu motoru

Menší motor, který stavím může samozřejmě běžet na jeden tlakový hrnec a jednu membránu. Druhá může pracovat jako vývěva. (nápad Petra Šedého) Nebo je možné odmontovat ojnici a setrvačník nahradit řemenicí. Nejednoduší je provoz na dva tlakové hrnce s využitím obou membrán. Čekám na zaslání dlouhého ozubeného řemínku a tak jsem si zatím vyrobil jehličková ložiska ojnice.

Materiál je dural. Ložisko má vnitřní průměr 6 a na výrobu pouzdra je použita kulatina 16. Také jsem uvažoval o dvojstupňovém využití páry, neboli sdružení membrán. Není to ale tak jednoduché, jak jsem naivně předpokládal. V principu musí být plocha 1. pístu, nebo membrány 3x menší než plocha 2. pístu.

Dobře je to vysvětlené na adrese: http://www.hornictvi.info/stroje/pstroj1/029.htm Odkaz nám zaslal čtenář Pepa. Chvilku mi trvalo, než jsem to pochopil. Mladším ročníkům to půjde určitě lépe. Text je dobře srozumitelný a popisuje výše vložený obrázek. Je to trochu návrat do historie a stará čeština je mi sympatická. Informace pocházejí z roku 1904. Budete -li na výše uvedených webových stránkách, nenechte si ujít menu na které se dostanete kliknutím na tlačítko zpět, které je dole na konci stránky. Opravdu pěkné pojednání o parních strojích.
  Jsou li plochy membrán stejné, tak nula od nuly pojde a je zbytečné sdružení realizovat. Druhá membrána by tlačila stejnou silou, jenž by brzdila membránu první.

Zprávy z výroby

Pracuji na kompaktním motoru menších rozměrů. Velikost základní desky je 400x250x5. Při tomto rozměru lze nastříhat 2 metry čtvereční plechu bez odpadu. Na obrázku níže je přibližné rozložení součástek.

Rotační ventily mají vrtání 12 a jsou umístěny za hnacími moduly. Ozubený řemínek bude tedy vést přes celou délku základní desky. Přívodní hadice ke hnacím modulům mohou být krátké. To by mělo snížit ztráty.

Setrvačníky jsou o průměru 100. Pouzdro ložiska je zapuštěné uvnitř setrvačníku. Membrána hnacího modulu může být gumová nebo silikonová. Pro její výměnu je potřeba uvolnit 7 matek a demontovat ojnici. Ta bude komplet hliníková, včetně středního terčíku na membráně a pouzdra jehličkového ložiska.

Trocha teorie nikoho nezabije.

Čtenář Pepa nám zaslal pojednání o páře. Z textu občas dýchne stará čeština a je dobře srozumitelný.  Tak jej s dovolením dávám na blog. Dopis doplnil podnětnými návrhy. Týkají se dvoustupňového provedení a změny plnění a předstihu na rotačním ventilu. Podobně to již zrealizoval Petr Šedý, nebo popsal Poil v článku rotační ventily. Dík za informace a následuje text. Aby byl k přečtení, je potřeba na obrázky kliknout.
   
 

Formát je JPG. Nebude li vám to fungovat, mohu je zaslat mejlem. Také lze obrázky stáhnout a otevřít je vlastním prohlížečem. Silonový domeček s membránou se mi osvědčil. Pustil jsem se do výroby menšího a doufám i úspornějšího modulu.

Aktivní průměr membrány je jen 6 cm. Vnější průměr modulu pak 8,4 cm a stahovací šroubky jsou M4. Kohoutek vzadu je na odpouštění kondenzátu. Ten by se měl tvořit jen za studena, při spuštění stoje. V opačném případě, to není moc dobré. Výhodou silonového těla modulu je menší tepelná vodivost a tudíž i menší energetické ztráty.

Prezentace parního motoru

Ve středu jseme mezi studenty prezentovali nový membránový motor. V Technickém muzeu probíhala soutěž ve výrobě Stirlingů. Pořádá se každoročně a je dotovaná sponzory. Ceny pro výherce byly hodnotné. Odměnu dostal každý, kdo se zúčastnil soutěže. Byl také přítomen Ing. Řehoř. Představil elektrocentrálu ze SPŠ Žďár nad Sázavou. Také mnoho jednoduchých stavebnicových prvků pro parní motory. Základní prvky elektrocentrály jsou z dílny pana Šedého. Chtěli jseme studenty upozornit na nové možnosti použití membrán. Podle mne by se dal relativně snadno vyrobit čtyřmembránový motor se dvěma jednosměrnými ventily. Úhlové posunutí pak 90 stupňů. Na každé straně je možnost membrány sdružit a páru využít dvakrát. Možností je hodně. Membránové moduly nejsou tak pracné jako válce s písty. Na prezentaci jsem nebyl úplně připravený a tak motor běžel jen na jednu membránu. Páru jsme přiváděli průhlednou plastovou hadicí. Všiml jsem si, že je v ní hodně kondenzované vody a to je špatně. Určitě by pomohlo předehřívání páry, jak to má pan Strakerle. Tlak byl 0,4 bar. Snad se nám podařilo zúčastněné zaujmout. Organizátoři plánují založit novou kategorii a soutěžit ve výkonu a účinnosti parních motorů.

Dechové cvičení

Video membránového motoru

To je jiné kafe než manžety. Rovné membrány jsou skvělé.  Motor má ale velkou spotřebu páry. Tlakové hrnce na kuchyňském sporáku nestačí. Na videu je tlak 0.3 atm a maximální otáčky 2500 za minutu.

Nový materiál na membránu

V poslední době si vyměňujeme zkušenosti s panem Strakerlem. Poskytl jsem mu k vyzkoušení materiál na membránu. Jedná se o směs gumy a silikonu. Používá se pro potravinářské aplikace. Její výhodou je velká teplotní odolnost a větší pružnost. Životnost ještě není odzkoušená. Namontuji oba druhy pro porovnání do "dvojválce". Přikládám hodnocení a zkušenosti p. Strakerleho:

Porovnal jsem vzorek Vaší autoduše s tou mojí. Ta Vaše je skutečně malinko tvrdší, ale u stroje by to vadit nemělo. Pokud se za léta nezměnilo příliš složení té gumy,(moje je asi 30let stará)  mělo by to po zahřátí párou získat požadovaný tvar a umožnit tak vyšší zdvih. Konečně jsem se dostal k vyzkoušení té membrány od Vás. Stroj s touto membránou běží dobře, ale v podstatě stejně, jako s tou gumovou. Provozem došlo k jejímu mírnému natvarování, tak jsem postupně zvýšil zdvih až na 33mm. Zkoušel jsem to dát až na 36mm, ale to už membrána začala vydávat takové pleskavé zvuky, tak jsem honem zastavil a zdvih snížil na výše uvedenou hodnotu. Materiál se mi jeví, jako běžně, úspěšně použitelný a pokud budu přehřívat páru na vyšší teploty, teprve pak ocením jeho vyšší tepelnou odolnost. Chystám se použít delší tu nerezovou vlnovcovou trubici a udělám vyšší obal okolo papiňáku, aby se tam vešlo více otoček. Tím snad ještě lépe využiji teplo hořáku a je možné, že teplota přehřívané páry, vlivem větší teplosměnné plochy, bude vyšší. To ale v takovém případě budu muset vyměnit hadice za silikonové a přeletovat rotační ventily stříbrem. Dosud jsem to nezkoušel a ani vlastně nevím, jak se to dělá. Budu se na to muset někde zeptat nějakých "velkých kluků", jak to dělají. Membránu  jsem zkoušel s tlakem až 1,55 atm. a vydržela bez problémů, ovšem s plynulým rozběhem stroje. Kdybych do stroje "napral" hned velký tlak, asi by praskla každá membrána, to mám už vyzkoušené. Tlak se musí zvyšovat za chodu, v závislosti na zvyšujících se otáčkách stroje. Pan Šedý uvádí podobnou zkušenost... Mám dojem, že můj stroj je snad čímsi limitován, protože se svými otáčkami nějak ne a ne dostat výše, než doposud.(Viz moje videa). Membrána za to nemůže. Možná že to je způsobeno rotačními ventily nebo co já vím. Použitím dvou jednocestných ventilů jsem vlastně nedosáhl nijak výrazného zlepšení, jen jsem stroj zatížil zbytečnými převody a ložisky. Asi se vrátím ke klasickému rotačnímu ventilu, který tam byl na začátku, protože teď už vím, že tím to není. Pan Šedý bude jistě rád, že jsem se vrátil  k jeho osvědčenému řešení. Možná bych mohl troufale vyzkoušet šoupátko.Proč ne. Záměrně používám stále ten jeden stroj, abych na něm mohl pozorovat účinky všech změn, které tam napáchám. Kotouč s neodymovými magnety jsem zatím odložil, protože si nevím rady s cívkami, jaké tam mám dát, aby to dávalo alespoň tolik elektřiny, jako ten nejblbější krokový motorek, který mám. Časem se k tomu jistě vrátím, až o tom načerpám potřebné informace. Teď řeším náhon generátoru ozubenými koly, abych dosáhl optimálního převodového poměru tak, aby stroj po připojení generátoru příliš nezpomalil, ale přesto dával uspokojivý elektrický výkon. Mám připravené měřáky na otáčky, volty a ampéry, jen to dát dohromady. Pak bude na mých videích znát, co skutečně stroj umí.Stroj je dělník a ten musí pracovat, jinak je to na nic.

Často ke mně chodí fandové parních motorů. Pro lepší orientaci přikládám foto naší branky:

Parní motor s dvěma membránami

Motor jsem dnes sestavil. Ještě nebyl v provozu. Na foukání ale funguje velmi dobře. Levý červený terčík má kulovité zakřivení. Pravý je rovný. Jsem zvědavý který tvar je vhodnější. Ojnice jsem udělal hliníkové. Na obou koncích je závit. Je tak možné přesně nastavit její délku. Snad membrány dopadnou lépe než manžety. Kliknutím na obrázek je možné zvýšit jeho rozlišení. Vpravo pod mojí mejlovou adresou je nově odkaz na kanál, kde jsou starší videa parních motorů.

Zprávy z výroby

Jak mi doporučil pan Strakerle, zkusím rovnou membránu. Píšu jen ve stručnosti. Zakoupil jsem silonovou kulatinu většího průměru a materiál na membránu. Domeček membrány je ze dvou dílů, jenž jsou sešroubovány k sobě.

Vnitřní tvar tvoří dva kužele, jejichž tvar je přizpůsobený membráně. Zjistil jsem, že můj malý soustruh kužele umí, a tak to šlo snadno. Určitě by to šlo udělat i z dubového dřeva a vyšlo by to levněji. Kilo silonu stojí 220 Kč a na domeček se spotřebuje asi 80 dkg. V dolní části hnacího modulu bude odvzdušňovací ventil z radiátoru ústředního topení na odpouštění zkondenzované páry. Průměr středního terčíku membrány je 37 mm a průměr membrány 80 mm. Snad je to tak dobře. Kraje jsou zaoblené. Stejně tak vnitřní hrany domečku. Jaký bude zdvih nebo životnost se uvidí. Je potřeba zkoušet. Pěkné velikonoce přeje Stanislav

Jednosměrné ventily

K tomuto článku mne inspiroval hvězdicový šestiválec pana Plavky. Požádal jsem ho o popis a on poslal i fotky. Také souhlasí se zveřejněním. Tak bych mu chtěl poděkovat. V principu jeden ventil rozvádí tlakovou páru a druhý výfuk. Dva ventily tedy obsluhují všechny válce nebo membrány.

Všimněte si, že do každého pístu vedou dvě hadice. Rotační osa má horní tři patra pro tlakovou páru a spodní tři patra pro výfuk. Oba prostory jsou oddělené přepážkou. Nahoře je vstup tlakové páry, dole je výfuk.

Tento způsob se hodí pro motory s více válci nebo membránami. Výhodou je menší počet rotačních částí. Štěrbiny na ose jsou v jedné rovině. Pro dvojčinný dvojválec by pak stačily ventily dva, i pro posunutí o 90 stupńů. Stejně tak pro čtyři membrány.

Z těla ventilu vystupují hadice do válců. Jejich počet a úhlové posunutí odpovídá počtu válců. U šestiválce je to 60 stupňů, u čtyřválce 90 stupňů.

Uprostřed osy je přepážka. Hvězdicový motor má zdvih 40 mm a na 0,3 atm točil 120 ot./min. Můj motor s manžetami se nepovedl. Navýšení průchodu parní cesty nepomohlo. Zkusím udělat modul rotačních ventilů výše uvedeným způsobem a napojit na něj čtyři rovné membrány. Určitě ale vyzkouším nejprve jednu. Velmi inspirativní je také tvorba pana Strakerleho. Používá jednosměrné ventily. Videa jsou na adrese: http://jizicek.rajce.idnes.cz/

Moroccan Bow Lathe

Parní motor s manžetami

Čekal jsem od manžet více. Motoru se nechce do otáček. Udělal jsem velký zdvih a hodně výkonu se strácí na mačkání a natahování manžety. Také tam trochu zlobí zkondenzovaná voda. Musím to ještě poladit

Na obrázku je jehličkové ložisko ojnice. Jeho výhodou jsou malé rozměry a schopnost snášet velké radiální tlaky. Pouzdro je vyrobeno z mosazi. Lepší by byl asi hliník. Ojnice je provedena z tenkostěnné trubky a je možné nastavit její délku. Také se mi osvědčil modul rotačních ventilů a náhon ozubeným řemínkem. Motor se docela dobře choval při zatížení. Otáčky klesly, ale moment byl velký.

Asynchronní generátory potřetí

                                     
Energie u Pramene: Asynchronní motor jako zdroj el. energie.
O řádek výše je zajímavý odkaz. Nejsem autorem videa z tohoto příspěvku.. Mne ve škole v minulém století učili, že asynchronní motor nelze použít v obráceném režimu jako generátor. Aby to fungovalo, musí se tam vytvořit točivé magnetické pole a protnout vinutí statoru. Nechápu, jak to klecový rotor pouhým roztočením dokáže. Proč také někteří kutilové polepují rotor neodymy, když to funguje i bez nich? Pan Tesla mi svým točivým polem zamotal hlavu. Já jsem "nevěřící Tomáš". Seženu asynchronní motor a vyzkouším. Také by bylo zajímavé zjistit, jak by se choval v tomto režimu jednofázový asynchronní motor se závitem nakrátko.

Trocha teorie nikoho nezabije. Vyčerpávajícím způsobem je to vysvětleno v bakalářské práci pana Jiřího Duška z fakulty elektrotechniky Vysokého učení technického v Brně. Děkuji za upozornění v komentáři a přidávám adresu dokumentu:
https://drive.google.com/file/d/0B5FV-PB0gpTnVThya2cweUlERDQ/edit?usp=sharing

Lavina

Stalo se tento týden v Itálii. Doufám, že v těch domcích dole nikdo nebyl.

Zprávy z vývoje

V minulém příspěvku jsem slíbil, že bude motor tento víkend hotov. Chtěl bych požádat čtenáře o strpení. Nemám ještě hotové ojnice. Také se mi nechce moc psát. Nevím jak to dopadne. Určitě tam však půjdou namontovat jiné hnací moduly. Třeba podle pana Šedého, nebo Strakerleho. Membrána(v tomto případě manžeta) je klíčová. Měla by být axiálně pohyblivá a radiálně houževnatá a odolávat tlaku. Třeba guma s příměsí silikonu. Úkol spíše pro profíky technology. Tento typ motoru by si to zasloužil. Myslím, že bude mít vyšší účinnost než pístový.

Pan Smolka mi dal typ na membránová čerpadla. Servis dělají v Praze. Adresa je:http://www.verder.cz/cerpadla/membranove-cerpadlo/verderair-pure/ Zajdu se tam podívat, jestli nemají nějaké vhodné náhradní díly (t.j.membrány).

Manžetový hnací modul

Snažil jsem se využít běžně dostupných součástek. Jedná se o oblíbený dveřní závěs z Ferony.Prakticky všechny jeho předvrtané otvory jsou použity. Dalším dílem je univerzální hadicová spona. Manžetu vyrábí Rubena Náchod. Je z přední nápravy Felície nebo Favorita. Je běžně dostupná. Originální díl je dost drahý. Dostane se ale i za 30 Kč.

Výroba mi připadá jednoduší než u válce. Vzhledem k tomu, že se nepoužívá roztavený cín i bezpečnější. Mám v plánu udělat motor se dvěma hnacími moduly. Hotov by snad mohl být příští víkend. Do ojnic zkusím dát jehličková ložiska. Ne že by to bylo v tomto případě nutné, ale určitě je to využitelné v budoucnu.

Membránový motor

Všiml jsem si, že návštěvnost blogu v současné době stoupá. Důvodem je patrně práce pana Šedého a Strakerleho. Já jsem se jejich nadšením také nakazil. Dvojčinný píst dočasně odložím a zkusím membránový motor. Jak jsem se již zmínil, použiji manžetu nápravy auta. Slibuji si od tohoto řešení větší zdvih. Když to nepůjde vrátím se k rovné membráně. Určitě je potřeba vyzkoušet více variant, a ono se něco ujme. Čím více lidí to bude zkoušet, tím lépe. Je to další příležitost pro žáky, studenty a školy. Líbí se mi nápad s krabičkou od šprot. Také použití víček od piva je dobré. Prodlouží to životnost membrány. Jak znám Petra, tak mu v tomto případě nedostatek součástek nehrozí. Počítám, že do 14 dnů bych mohl na blogu něco
předvést. Teda jestli se to povede. Nejde mi to moc rychle. Elektriku zatím nebudu odhlašovat...?!  Na videu níže je také dobrý nápad.

Rotační ventily

Poslední dobu se zabývám rotačními ventily. Rozhodl jsem se modul z posledního příspěvku předělat. Také jsem dostal některé náměty od čtenářů a tak je dávám na blog.

Tento je od pana Mráčka. Jedná se o velmi kompaktní parní motor, který má ventil umístěn přímo ve válci. Rotační osa není vrtaná, nýbrž z plného materiálu. Přepouštěcí kanály jsou vytvořeny frézováním. Stroj má ojnice po obou stranách pístu.

Autor tohoto výkresu je profesí řidič kamionu. O to víc hodnotím jeho zájem o techniku. Provozuje internetové stránky http://paromanie.webnode.cz/ Někdy mám problém jím navržené funkce pochopit. Tentokrát je to však jasné. Šroub plnění posouvá segment ve vodorovném směru a modrý šroub(patrně šnek) nastavuje předstih. Evidentně je to hodně náročné na výrobu.

Toto je předělaný modul. Na první pohled vypadá jako předešlý, ale není stejný. Rotační osa má pouze jednu štěrbinu. Vstup páry a výfuk jsou v jedné rovině, pod sebou. Myslím, že to takhle bude lepší.Ventil je kratší a lépe se dosáhne souososti Snáze se to vyrábí a je to jednodušší. To jsou hlavní přednosti našich parních motorů. Aktivní průřez, kterým se dávkuje pára je opět obdélníkový. Velká délka obdélníku zajišťuje snadný výplach a rychlý náběh páry. Šířkou obdélníku je pak možné zajistit expanzi. Tu jsem konzultoval s panem Lubošem. Dle jeho zkušenosti kratší expanze ( plněni na 50-70%) má sice větší krouták a nižší otáčky, ale účinnost klesá. S plněním kolem 30% a tlakem kolem 6 bar je parní motor daleko živější. Pára odchází studenější a je ji daleko méně. Taky s kratším plněním a vysokýma otáčkama lze dosáhnout učinnost i přes 22%. Já bych základní nastavení viděl v plnotlakém režimu. Modul je určený pro dvojčinný píst. Může však obsluhovat i jednočinný dvojválec. V minulém příspěvku jsem uvedl, že nepůjde nastavit předstih otáčením. Mýlil jsem se. Nastavení předstihu pomocí unašecího kola na ose setrvačníků je možné a to i v případě víceválcových dvojčinných strojů. Představit si, jak všechny ty otvory a štěrbiny spolupracují je těžké. Já jsem dříve narozený. Tak občas napíšu nějakou blbost. Obtížné je také nastavení souososti ventilů. Vrtání má přesnost H7. Drobné nepřesnosti lze srovnat přihýbáním úhelníku. Je-li to špatně svrtané, tak to nepomůže.

Modul rotačních ventilů

Modul na obrázku je určený pro dvojčinný jednoválec jehož průměr je 50 až 60 mm. Vrtání ventilu je 12 mm. U dvojválce může být modul stejný, jen vrtání bude 15, lépe 16 mm. Z každého ventilu budou ale odcházet 2 hadice do válců. Ono vlastně nezáleží na počtu válců. I dvojčinný čtyřválec vystačí s dvěma ventily. Vrtání by muselo být alespoň 20 mm.  Jeden takový stroj by mohl mít výkon jako 8 jednoduchých. Myslím ale, že výroba takové mašiny u mne zatím nehrozí. Modul může být umístěn rovnoběžně s osou setrvačníků. Pak bych volil náhon ozubeným řemenem.  Nebo rovnoběžně s písty, náhon osičkou a šikmými ozubenými koly. Osička by měla kuličková ložiska o průměru 8 mm. Výhodou tohoto modulu je, že lze napínat řemen nebo měnit záběr ozubených kol, aniž by se porušila souosost ventilů.. Ta se nastavuje dost pracně. Také je snadné připevnění na základní desku. Tělo ventilu je dlouhé 75 mm a průměr je 40 mm. K provrtání je nutný výstružník, lépe i výhrubník. Přesnost otvoru je H7. Horní výfuky páry jsou realizovány fitinkou 15. V ostatních otvorech je fitinka 12. Vnější otvory těla ventilu jsou kruhové, vrtané (pro nasazení fitinky), vnitřní otvory pak obdélníkové, frézované. Délka obdélníku je dána průměrem fitinky. Je tak zajištěna větší propustnost a rychlejší náběh páry. Jaký to bude mít vliv na výkon zatím nevím. Otvor, který odvádí páru do válce je jen vrtaný průměrem 12. Vzhledem k nemožnosti nastavení předstihu otáčením musí být úhlové posunutí vstupní tlakové páry a výfuku přesné. Drobné korekce jsou možné připilováním štěrbin. Vhodná je kontrola foukáním.  Na časování hodně záleží.  Je to náročné na 3D představivost a vhodné pro studenty strojařiny. Šroub M14 z boku ventil nepřidržuje, ale jen uzavírá. To umožní velmi snadnou výměnu osy. Může být ocelová nebo bronzová. Závity šroubu M14 je dobré utěsnit trochou koudele. Ženě se modul líbil. Prý to mám barevně sladěné. Jen to vždy prý pokecám při letování. Fitinky jsou zatím jen nasazené.