Do nového roku s novým parním motorem.

Titulek je trochu nadnesený. Alespoň u mne. Čtyřmembránu mám téměř hotovou. Ještě tam chybí hadice. Konkrétní výsledky zatím nejsou. Nicméně v oblasti této technologie je hodně nového a tak píši tento příspěvek. Ve statistice blogu vidím, že jej často otvírají zájemci z Ruska. Má li někdo les za humny, nemá elektriku a je 40 stupňů pod nulou, tak to může být pro něj zajímavé. Někteří studenti ale i profesionálové postupují rychleji než já.Příkladem může být pan Harník. Dostal jsem od něj prospekt. Je přístupný na adrese https://drive.google.com/file/d/0B5FV-PB0gpTnNHhmTGVHLWZSSVYxQWhzRDJWYzhoVUxfc1pz/view?usp=sharing  Jedná se o mikrokogenerační jednotku na dřevěné pelety. Pan Oldřich Šubrt propaguje tuto techniku v oblasti zemědělství a připravuje propagační materiál do novin. Také se úspěšně rozvíjí aktivita a soutěž v NTM. Sledujte dění na blogu o adrese : http://betlemska-stirling.blog.cz/  Našel jsem na Internetu zajímavý soustruh kombinovaný s frézkou. Mohlo by se to studentům nebo učňům hodit. Může to být také námět pro případné sponzory. Čtyřmembránu v NTM mimo soutěž předvedu.

Soustruh stojí asi 16 000 Kč. Patrně se však hodí jen pro kusovou výrobu malých parních motorů. Ta cena je zajímavá. Více na adrese http://www.uni-max.cz/kombinovany-soustruh-s-frezkou-at125-mini/d/

Výhody membránových parních motorů jsou veliké. Pro zajímavost je zopakuji.
1. Absence tření pístu o válec.
2. Odpadají požadavky na přesný válec a pístní kroužky.
3. Odpadá mazání a kontaminace páry olejem.
4. U mé konstrukce odpadá ojnice, křížák a klikovka.
5. Snadná aplikace více membrán. Jejich zatížení se rovnoměrně rozloží a tím se zvýší životnost. Hlavně se ale sníží nároky na velikost setrvačníku. Nedostatečně velký setrvačník bývá nejčastější chybou soutěžících v NTM. Je ale nutné aktivitu membrán vhodně úhlově posunout. Nesmí pracovat paralelně nebo současně.
6. U membránových modulů není nutná přesnost jako u kovových válců. Je možné použít umělé hmoty. V mém případě silon. Ten má malou teplotní vodivost a omezuje pokles tlaku kondenzací. Obecně se dá říci, že membrány jsou tolerantní k nepřesnostem.
7. Jedná se o bezpečnou technologii. Membrána představuje další perfektní pojistku. Vždy praskne dříve nežli by bouchnul kotel. Přijdete li na další výhody, můžeme to doplnit v komentářích.

Jsou zde ale i nevýhody. Není možné použít přehřívání páry. Přehřátá pára ochlazením neztrácí tlak. Já to řeším tím, že upevňovací šrouby aktivních prvků mají podložky, které snižují přestup tepla. Například mosazné tělo ventilu tyto podložky izolují od držáku. Zde je to obzvláště důležité. Na rotační ventily ještě dám topenářskou izolaci. Ze zkušenosti vím, že pak pára kondenzuje v membránových modulech jen ze začátku, kdy nejsou prohřáté. Tento kondenzát je možné odpustit. Není to ale nezbytně nutné. Membrány se časem vody zbaví samy a další jíž se netvoří. Moduly jsem vybavil vypouštěcími ventily.  Je také důležité, pokud možno, používat tlak 2 bary. Výrazně stoupne účinnost.  Ještě aktuálně k imigraci. Jsou li písmenka na vás malá, tak si na obrázek klikněte.

Zkouška generátoru

Je dobré ji udělat. Kromě napětí jsem měřil i otáčky pomocí lejzrového otáčkoměru. Abych dosáhl 16V potřebuji 700 ot/min T.j. přibližně 10 za vteřinu. Tedy na generátoru. Parní motor se bude točit o něco rychlej. Asi 1000 za minutu. Z toho lze odvodit převody. Uvidím při jakém tlaku těchto otáček dosáhnu. Doufám, že to bude do 1 bar. V tom případě bych měl na výstupu 60 W elektrických. Na motoru bude namontován otáčkoměr z cyklocomputeru.

Krokový motor má dvě vinutí na 5 A. V testu jsou použity dvě žárovky 12V/21W. Chtěl bych v reálu dosáhnout stejného výkonu jako v testu. Motorek ale klade značný odpor, obzvláště když žárovky nejsou rozsvícené, t.j. při malých otáčkách. Pro představu přikládám obrázek jak dopadl kousek hadičky přes který jsem naháněl motorek.

Nemám ještě moc hotového a nevím jak to dopadne. Předchozí pokus se nezdařil. Vše kromě setrvačníků jsem dělal znovu. To nevadí. Alespoň se mám včem vrtat. Rotační ventily a hadice mají teď větší průchodnost. Vzhledem k zájmu zařazuji další obrázek, který dá představu o nové koncepci. Motor bude vážit 25 až 30 kg. Rozměr základny je 700 x 420. Aktivita membrán je vzhledem k sobě posunutá o 90 stupňů.

Nigel Farage: Evropě vládne disharmonicky Německo.

U mne v dílně není moc nového. Pracuji na vývoji čtyřmembrány, ale moc se mi zatím nedaří. Proto jsem v úvodním videu zabruslil do politiky. Stojí to za zhlédnutí. Puste si to na YouTube. Je tam vyšší rozlišení a lépe se čtou titulky. Já Evropské unii fandil. Vidím však, že společná měna a ochrana Šengenu nefungují. A to jsou základní věci, které bych očekával. Divil bych se, kdyby Británie neodešla.. Turecko naopak o vstup do Evropy usiluje. To bude pěkný guláš. Že s dají národy do pohybu, se dalo očekávat. Nepředpokládal jsem, že se toho dožiji. Velkorysý přístup Německa obdivuji. Doufám, že to ustojí. V opačném případě bude zle i u nás. To je také jeden z důvodů, abychom se nešprajcovali a snažili se pomoci. Nedávno jsme na toto téma diskutovali v rodině a nebylo to moc dobré. Tak se radši vrátím k parním strojům. Jsem rád, že se tomuto tématu věnuje více lidí. Pan Strakerle pracuje na novém kotli, který bude mít teplosměnou plochu řešenou stočenou nerezovou hadicí podle Milana Řehoře. Dobrý kotel je důležitější, než vlastní parní stroj. Membránové moduly budou z pertinaxu. Umělá hmota (v mém případě silon ) je výhodnější, než kov. Mnohem lépe izoluje a zabraňuje kondenzaci páry, potažmo snižování tlaku. Také mne překvapilo jak škodí dlouhé hadice rozvodu. Zejména při vysokých otáčkách. Já se domníval, že záleží jen na průřezu. V praxi jsem se přesvědčil, že tomu tak není. Teoreticky to zdůvodnit neumím. U rotačních ventilů větších průměrů je nutné počítat se značnými axiálními tlaky. Například u vrtání průměru 16, které bude čtyřmembrána mít,  je to již sila přibližně dvou kilopondů. Držák musí být pevný, jinak se to rozkmitá. U stejnosměrných ventilů tento problém odpadá. Ještě něco o zdraví. Dostal jsem zajímavý dokument. Tak jsem jej dal na Internet. Kdo má zájem, tak je na adrese  https://drive.google.com/file/d/0B5FV-PB0gpTnZkJVUVZWQzlTMFFLc3Ffd29aS0g4d2NRMF9n/view?usp=sharing                              Tak to je trochu z mých zkušeností.    Páře zdar.

Do nového školního roku s novým parním motorem

Ve středu 9.9. proběhl před ČVUT v Dejvicích "Vědecký Jarmark" Uváděl jej také Ing. Jiří Grygar. Zastoupeny byly všechny vysoké školy a předváděly populární vědecké pokusy. Mne zaujal řez moderním motorem TSI o obsahu 1200, který se často montuje škodovek. Vystavovalo ho učiliště z Mladé Boleslavi. Účast byla veliká a nadšení studentů nezměrné

Pan učitel Toman na jarmarku také prezentoval svůj dvojčinný membránový motor a propagoval soutěž v Technickém muzeu. Zajímavé je, že motor nemá rotační ventily ale šoupátka.

Včera byl u mne na návštěvě pan Harnik. Spolupracuje také na mé čtyřmembráně. V současné době koncepci předělávám. Zkoušet se bude u něj v dílně ve Zlíně. Skupina sympatických mladých lidí kolem něj staví membránový parní motor o výkonu několika kilowat. Kotle jsou také k dispozici. Shodli jsme se na tom, že membránová technologie je velmi perspektivní. Prototyp dvojmembrány je již hotový. Pan Harnik je velmi mladý a vývoj parních motorů jej naučil mnoha dovednostem, které uplatnil v Závodech Přesného Strojírenství ve Zlíně. V současné době se osamostatňuje, živý se strojařinou a připravuje výrobu membránových parních motorů. Je také schopen dodat špičková automatická kamna na dřevo o výkonu 5 KW. Kamna jsou malá rozměrem a velká výkonem a účinností. V manuálním režimu je možné topit také dřevěným odpadem. Jeho mejlová adresa je:  luboshh@seznam.cz
Moje poslední dvojmembrána se jeví jako dobrá a mohu koncepci doporučit. Také ji ve  Zlíně vyzkouším. Materiál membrány je dimenzován na 230 stupňů Celsia. Předpokládaný výkon při tlaku 2 bary je 50W. Tlak 2 bary má tu výhodu, že se na něj nevztahuje legislativa parních kotlů. Myslím si, že studenti i žáci, jenž mají zájem o elektroniku, stavové rovnice plynů a krokové motory by se měli za podpory školy o parní motory zajímat. Poskytují možnost hodně se naučit.

Oscilační parní stroj s BLDC generátorem; Oscillating steam machine with...

Záznam je pana Lukáše Drchala. Podívejte se na Edgarův infokanál na YouTube. Adresa je: http://www.youtube.com/channel/UCTG3UzvRcvFVErbVHze9Tmw Jsou tam i další zajímavá videa. Motor běží při tlaku 1,5 atmosféry a žárovka má 12V/60W. Napětí je patrně usměrněné třífázovým můstkem. Pan Drchal je velmi šikovný a má dobré nápady. Zabývá se rezonancí a elektronikou. Video je staršího data. Držím palce v dalším vývoji.

35 stupňů ve stínu

Chtěl bych jen ve stručnosti pozdravit a povzbudit všechny parostrojníky. Nejsem moc velký psavec a jak poznamenal pan "Nazdárek" můj blog je trochu nudný. Rozhodně však není nudný další vývoj parních motorů, zkoušení a práce na nich. To, že teď málo píšu, neznamená, že mi došla inspirace. Spíš naopak. Je také možné mne osobně navštívit, nebo kontaktovat. Na všechny komentáře odpovím. Budete-li mít zájem, můžete i něco odkoupit. Není to ale nutné. Zachovejte mému blogu přízeň, užijte si prázdniny, dovolenou a letní počasí. Zdraví Stanislav

Na obrázku je tlakový stejnosměrný ventil připravený pro čtyřmembránu.

Přibližné rozložení součástek na novém motoru.

Provoz parního motoru při tlaku 0,8 bar

Motor má překvapivě velkou sílu. Trochu jsem mu "prohnal pérka". Patrně by pomohlo použití výkonnějšího generátoru. Snížily by se otáčky. Ty jsou zbytečně vysoké. Následně by  klesla spotřeba páry a výkon  zůstal minimálně stejný.
Ještě to chce poladit. Zátěž tvoří opět dvě žárovky 12V/10W a měřicí přístroj je zapojený jako voltmetr. Není pochyb o tom, že čtyřmembránový motor by byl dobrý dělník. Posunutí o 90 stupňů by také snížilo zatížení membrán a zvýšilo jejich životnost.

Pan Noščak mi poslal fotografii vnitřku turbinky. Dobrá inspirace pro kutily.Je to patrně upravená vnitřní plotna disku.

Soutěž ve výrobě a vývoji parních motorů

Dne 14. května proběhla v Národním technickém muzeu soutěž ve výrobě a vývoji parních motorů a stirlingů. Zájem škol je velký a to je pro naši činnost povzbudivé. Měření výkonu a pravidla, týkající se parních motorů se ještě upřesňují. Zajímavé byly výrobky žáků SPŠ Uničov a Rakovník. Natáčení prováděli také profesionálové a více informací bude na blogu SPŠ Betlémská, jenž má adresu http://betlemska-stirling.blog.cz/

Ceny pro vítěze poskytla řada sponzorů.

Pan Polívka přivezl ukázat svůj experimentální lineární parní motor a kotel s doplňováním vody. Píst bude sendvičový. Uvažuje také o těsnění O kroužkem. Ten například u olejového filtru musí vydržet teplotu 300 stupňů. Navinutá hadice vpravo je přídavný rezonátor.

Pozornost také zaslouží turbinka pana Noščaka. Je vyrobena z vadného harddisku. Jako generátor slouží integrovaný BLCD motorek.

Navýšení výkonu membránového motoru

Zátěž tvoří dvě žárovky 12V/10W. Zdvih jsem navýšil na 30 mm a je to znát. Při tlaku 0,5 bar má motor výkon 25 W. Měřicí přístroj je opět zapojený jako voltmetr. Je na něm 14 až 15 voltů. Výkon je  dost limitován tlakovými hrnci. Motor má zřejmě na víc. Jsem rád, že pan Strakerle vyvíjí, nebo spolupracuje na vývoji kotle. Určitě najde u této technologie uplatnění. Zejména u čtyřmembránového stroje s úhlovým posunutím 90 stupňů. Na náhon motorku jsem použil širší řemínek. Vždy mne překvapí jak těžké je otáčet generátorem, když produkuje elektriku. Před časem jsem viděl v televizi Realiti Show.  60 cyklistů šlapalo a pohánělo generátory, jenž napájely elektrikou domek se čtyřčlenou rodinou. Ta o tom nevěděla. Vždy když někdo zapnul rychlovarnou konvici, tak všech 60 cyklistů muselo pořádně zabrat.
Myslím, že membrány jsou cínovým pístům rovnocenným soupeřem. Je snadné použít více mebrán v jednom motoru. Také klesají nároky na setrvačník. Také děkuji Poilovi za nákres jeho kotle a rád o něm budu čtenáře informovat.

                 

Pístový parní motor PM-08

Z membrán jsem udělal malou odbočku k pístům a docela se dařilo. Zmodernizoval jsem starší stroj. Dostal hmotnější a vyvážené setrvačníky.Ne jen piva ale i momentu hybnosti setrvačníků není nikdy dost. U takto malého a kompaktního stroje je velký setrvačník problém.Proto je zde hybnost doplněna vratnou pružinou. Vidět bude na dalším obrázku. Nebo můžete na motor také kliknout pro větší rozlišení.

Generátor tvoří dvojfázový krokový motorek 57HS09 http://www.cncshop.cz/57hs09-krokovy-2-fazovy-motor-1-3nm Náhon je proveden ozubeným řemenem 05M-710 -09 Je široký 9 mm a má 710 zubů. Převod je 1:1 a řemeničky mají 30 zubů. Dodavatel je firma Tyma  a výběr je možné provést také na adrese https://drive.google.com/file/d/0B5FV-PB0gpTnUDJzWTh0emVSd2M/view? usp=sharing Všimněte si že 30 zubů je maximální rozměr pro osový otvor 6 mm. Větší řemeničky mají průměr 8 mm a to je pro motorek již moc.

Ještě bych se rád vrátil k vratné pružině.U jednoválcového jednočinného stroje je nutný opravdu velký setrvačník. Názorně je to vidět na motoru pana Strakerleho. Moment hybnosti pohání stroj v půlotáčce, kdy se píst vrací.. Zátěž pak dokáže v tomto okamžiku motor úplně zastavit. V lepším případě výrazně zpomalit. Řešit to lze několika způsoby:

1.) Řízený elektrický setrvačník. Použije se stejnosměrný pomocný motor, který pohání parní stroj jen v době vratné půlotáčky. Je nutné použít snímače a elektroniku na spínání. Také se spotřebovává pracně vyrobená el. energie.
2.)Neřešit  nic a spolehnout se na to, že při dobíjení akumulátoru se zátěž projeví jen v aktivní půlotáčce.. Nebo v této době zátěž spínat, jak to navrhuje  Abrusin.
3.) Navýšit hmotnost setrvačníku, nebo otáčky. Toto řešení považuji za nejlepší. V případě otáček se jedná o vhodné převody.
4.) Použít pružinu, která bude pomáhat při návratu pístu. Jednoduché a levné řešení. Také se vyrovnává boční tlak na píst.
5.) Použít dva válce, dvojčinné písty, dvě nebo čtyři membrány s úhlovým posunutím 90 stupňů. Budou menší nároky na setrvačník. Držet se ale zásady, že momentu hybnosti není nikdy dost.

Zdrojem páry na videu jsou dva tlakové hrnce. Zátěž tvoří 2 žárovky 12V/5W.  V 1. části videa je tlak 0.5 bar, v 2. 0.8 bar a ve třetí jede parní motor bez zátěže. Měřák je zapojený jako voltmetr. Tlakové hrnce jsou schopné udržet ten tlak ve kterém se motor spustí. Při nízkých tlacích jeho hodnota narůstá. Motor má také zdravotní účinky a podporuje hubnutí obzvláště když lítáte po kšeftech a sháníte materiál. Putina já moc nemusím, ale tohle na něj sedí.