Domači dvovaljni parni stroj. Kako narediti parni stroj Naredi sam parni stroj iz motorja z notranjim zgorevanjem

Tudi če ima športnik že bogate izkušnje z ustvarjanjem replik ladijskih modelov, se pri oblikovanju novega mikro plovila neizogibno sooči s problemom, kateri motor namestiti na bodočo kopijo! Sijaj ali stiskanje - težave bodo z gorivom, zmanjšanjem hrupa in vibracijami. Električni! Ni pa brez slabosti, sploh glede na veliko maso električnih baterij.

Zakaj ne bi ubrali najdražjo pot in uporabili pravi miniaturni parni stroj na kopijah, na primer, parnikov! Poskus uresničitve te zamisli, ki se je sprva zdela težko izvedljiva, je prinesel zelo zanimive rezultate.

Najprej o samem motorju (parna instalacija vključuje še veliko drugih velikih komponent). Lažje ga je izdelati na podlagi katerega koli modela motorja z notranjim zgorevanjem zadostne prostornine. Mimogrede, za te namene je zelo primeren motor, kot je "Kometa" MD-5, ki se je že dolgo izkazal kot popolnoma neuporaben v standardni žarilni različici. Za parno različico je najbolje narediti novo oblogo valja in vanjo narediti samo izpušne odprtine za izpust pare. Obvodna (odzračevalna) okna niso potrebna - če jih ni, bo ohišje motorja zaprto, kar bo omogočilo, da se med delovanjem enote v prostornini ohišja zadrži zadostna količina olja.

Naslednja faza dela na parni elektrarni je izdelava dveh rezervoarjev: za vodo in bencin ali drugo tekoče gorivo. Rezervoar za vodo je izdelan s spajkanjem iz debele medeninaste pločevine ali nerjavečega jekla z debelino najmanj 0,8-1 mm (v skrajnih primerih bo zadostovalo debelo strešno železo). Izbira materiala je odvisna od dejstva, da bo rezervoar za vodo med delovanjem napeljave pod enakim pritiskom kot celoten parni sistem. Posoda za gorivo morda ni tako trpežna in je morda manjša. Njegove dimenzije so izbrane praktično.

Ena najpomembnejših komponent napeljave je parni kotel. Njegova zasnova je razvidna iz risb, vsak pa si lahko izbere materiale in tehnologije za izdelavo elementov kotla glede na lastne želje in zmožnosti.

1 - cev za dovod goriva (baker, Ø 3 mm), 2 - izmenjevalnik toplote-uparjalnik, 3 - cev za dovod injektorja (baker, Ø 3 mm), 4 - cev za odvod pare, 5 - uparjalnik vode (cev Ø 3-4 mm) ), 6 - reže za dovod zraka v plamen, 7 - šoba, 8 - enota za pritrditev šobe, 9 - spodnja komora, 10 - cev za dovod vode v uparjalnik, 11 - cev ohišja.

Toplotni izmenjevalnik - uparjalnik goriva je lahko izdelan iz bakrene škatle iz starega barometra ali v obliki tuljave tanke bakrene cevi. Razpršilna šoba za gorivo je predelana iz straniščne razpršilne stekleničke.

1 - cev za dovod pare od kotla do motorja, 2 - medeninasto ohišje ventila, 3 - vzmet, 4 - krogla ventila. Za delovanje ventila mora biti na sredini bata motorja nameščena potisna palica, ki mora, ko se bat približa zgornji mrtvi točki, potisniti kroglo ventila navzgor in tako prepustiti naslednjo količino pare pod pritiskom.

1 - ohišje (strešno železo ali medeninasta pločevina), 2 - polnilni vrat (hermetično se zapre), 3 - ventil (nastavek iz kolesa ali motocikla), 4 - pretočni ventil.

Priprava na preizkus parnega stroja ni težavna. Motorno olje se vlije v ohišje motorja predelanega motorja z notranjim zgorevanjem; V standardni difuzor uplinjača se vstavi čep (olje je treba zamenjati po približno 50 urah delovanja stroja). Rezervoarji so napolnjeni z vodo (po možnosti destilirano, kar bo odpravilo nastajanje lestvice v parnem sistemu) in bencinom katere koli znamke. Oba rezervoarja sta hermetično zaprta. Nato se vžgana tableta suhega alkohola postavi v spodnji del parnega kotla in vanje se črpa zrak skozi nastavke, spajkane v rezervoarje, kar ustvarja nadtlak. Zdaj lahko odprete dovodne ventile. Po določenem času, ko se izmenjevalnik toplote za izhlapevanje goriva segreje, se plamenski sistem kotla preklopi v samodejni način, ki nenehno dovaja bencin pod pritiskom v šobo šobe. Če želite motor zagnati, samo nekajkrat zavrtite ročično gred. Hitrost motorja se nadzira z dovodom vode in višino plamena.

Podvajam iz foruma:
tam je avto nameščen na čoln, kar nam ni potrebno

ČOLN S PARNIM STROJEM

Izdelava ohišij
Trup našega čolna je izrezljan iz suhega, mehkega in svetlega lesa: lipe, trepetlike, jelše; breza je vedno težja za delo. Lahko vzamete tudi smreko ali bor, vendar se zlahka prebadajo, kar oteži delo.
Ko izberete hlod primerne debeline, ga odrežite s sekiro in odžagajte kos želene velikosti. Zaporedje izdelave telesa je prikazano na slikah (glej tabelo 33, levo, zgoraj).
Izrežite krov iz suhe deske. Krov naj bo na vrhu nekoliko izbočen, kot na pravih ladjah, tako da morebitna voda, ki pride nanj, teče čez krov. Z nožem zarežite plitke utore v ploščo, da bo površina plošče izgledala kot deske.

Konstrukcija kotla
Ko izrežete kos kositra velikosti 80x155 mm, upognite robove širine približno 10 mm v nasprotnih smereh. Kositer upognete v obroč, povežite upognjene robove v šiv in ga spajkajte (glej tabelo, sredina, desno). Obdelovanec upognemo v oval, vzdolž njega odrežemo dve ovalni spodnji strani in ju spajkamo.
Na vrhu kotla preluknjajte dve luknji: eno za čep za polnjenje vode, drugo za prehod pare v parno komoro. Sukhoparnik - majhen okrogel kozarec iz pločevine. Iz parne komore prihaja majhna cev, zvarjena iz kositra, na koncu katere je potegnjena druga gumijasta cev, skozi katero gre para v valj parnega stroja.
Kurišče je prilagojeno samo za alkoholno gorilnico. Dno kurišča ima pločevinasto dno z zakrivljenimi robovi. Slika prikazuje vzorec kurišča. Črtkane črte prikazujejo pregibne črte. Ne morete spajkati kurišča; njegove stranske stene so pritrjene z dvema ali tremi majhnimi zakovicami. Spodnji robovi sten so upognjeni navzven in pokriti z robovi pločevinastega dna.
Gorilnik ima dva stenja iz vate in dolgo lijakasto cev spajkano iz kositra. Skozi to cev lahko dodajate alkohol v gorilnik, ne da bi odstranili kotel s kuriščem iz čolna ali gorilnik iz kurišča. Če je kotel povezan z valjem parnega stroja z gumijasto cevjo, se kurišče s kotlom zlahka odstrani iz čolna.
Če ni alkohola, lahko naredite kurišče, ki bo delovalo na fino predhodno prižgano oglje. Premog se vlije v pločevinasto škatlo z mrežastim dnom. Škatla s premogom je nameščena v kurišču. V ta namen bo treba kotel narediti snemljivega in nad kuriščem pritrditi z žičnimi sponkami.

Stroj za izdelavo
Model čolna ima parni stroj z nihajnim valjem. To je preprost, a dobro delujoč model. Kako deluje, je razvidno iz tabele 34, desno zgoraj.
Prvi položaj prikazuje trenutek vstopa pare, ko luknja v cilindru sovpada z odprtino za vstop pare. V tem položaju para vstopi v valj, pritisne na bat in ga potisne navzdol. Pritisk pare na bat se preko ojnice in gonilke prenaša na gred propelerja. Ko se bat premika, se valj vrti.
Ko bat malo ne doseže spodnje točke, bo valj stal naravnost in vnos pare se bo ustavil: luknja v cilindru ne sovpada več z vstopno luknjo. Toda vrtenje gredi se nadaljuje, že zaradi vztrajnosti vztrajnika. Cilinder se vedno bolj vrti in ko se bat začne dvigovati navzgor, bo luknja cilindra sovpadala z drugo, izpušno luknjo. Izpušna para v valju se iztisne skozi izhodno odprtino.
Ko se bat dvigne v najvišji položaj, bo valj spet postal raven in izpušna odprtina se bo zaprla. Na začetku vzvratnega gibanja bata, ko se začne spuščati, bo luknja v cilindru spet sovpadala z vstopno odprtino za paro, para bo spet vdrla v valj, bat bo prejel nov pritisk in vse se bo ponovilo od začetka.
Izrežite valj iz medeninaste, bakrene ali jeklene cevi s premerom luknje 7-8 mm ali iz prazne tulce ustreznega premera. Cev mora imeti gladke notranje stene.
Izrežite ojnico iz medeninaste ali železne plošče debeline 1,5-2 mm, kositrite konec brez luknje.
Ulijte bat iz svinca neposredno v valj. Metoda ulivanja je popolnoma enaka kot pri prej opisanem parnem stroju. Ko je livarski svinec stopljen, z eno roko primemo s kleščami vpeto ojnico, z drugo roko pa vlijemo svinec v valj. Pokositreni konec ojnice takoj potopite v še nestrjen vod do vnaprej označene globine. Trdno bo prispajkan v bat. Prepričajte se, da je ojnica potopljena točno navpično in v sredino bata. Ko se ulitek ohladi, potisnite bat in ojnico iz cilindra in ju previdno očistite.
Izrežite pokrov cilindra iz medenine ali železa debeline 0,5-1 mm.
Parna razdelilna naprava parnega stroja z nihajnim valjem je sestavljena iz dveh plošč: valjaste parne razdelilne plošče A, ki je spajkana na valj, in parne razdelilne plošče B, spajkane na stojalo (okvir). Najboljše so iz medenine ali bakra in le v skrajnem primeru iz železa (glej tabelo levo zgoraj).
Plošče se morajo tesno prilegati druga drugi. Da bi to naredili, pobrskajo. To se naredi takole. Izvlecite tako imenovano testno ploščico ali vzemite majhno ogledalo. Njegovo površino pokrijte z zelo tanko in enakomerno plastjo črne oljne barve ali saj, ki jo obrišete z rastlinskim oljem. Barvo s prsti razmažemo po površini ogledala. Postrgano ploščo položite na površino ogledala, premazano z barvo, jo pritisnite s prsti in jo nekaj časa premikajte po ogledalu od ene strani do druge. Nato odstranite ploščo in s posebnim orodjem - strgalom postrgajte vse štrleče površine, prekrite z barvo. Strgalo lahko naredite iz stare trikotne pile, tako da njene robove nabrusite, kot je prikazano na sliki. Če je kovina, iz katere so izdelane plošče za distribucijo pare, mehka (medenina, baker), lahko strgalo zamenjate s pisalnim nožem.
Ko odstranite vsa štrleča področja plošče, pokrita z barvo, obrišite preostalo barvo in postavite ploščo nazaj na preskusno površino. Zdaj bo barva prekrila veliko površino plošče. Zelo dobro. Nadaljujte s strganjem, dokler celotna površina plošče ni prekrita z majhnimi, pogostimi madeži barve. Ko ste pritrdili plošče za distribucijo pare, prispajkajte vijak, vstavljen v luknjo, izvrtano v plošči, na ploščo cilindra A. Prispajkajte ploščo z vijakom na valj. Nato spajkajte pokrov cilindra. Drugo ploščo prispajkajte na okvir stroja.
Izrežite okvir iz medeninaste ali železne plošče debeline 2-3 mm in ga z dvema vijakoma pritrdite na dno čolna.
Kardansko gred naredite iz jeklene žice debeline 3-4 mm ali iz osi "konstruktorskega" kompleta. Gred se vrti v cevi, spajkani iz kositra. Na njene konce so spajkane medeninaste ali bakrene podložke z luknjami točno vzdolž gredi. V cev nalijte olje, tako da voda ne more priti v čoln, tudi če je zgornji konec cevi pod nivo vode. Cev kardanske gredi je pritrjena v trup čolna s pomočjo poševno spajkane okrogle plošče. Vse reže okoli cevi in montažne plošče zalijemo s staljeno smolo (lak) ali prekrijemo s kitom.
Gonilka je izdelana iz majhne železne plošče in kosa žice ter je pritrjena na konec gredi s spajkanjem.
Izberite gotov vztrajnik ali ga ulijte iz cinka ali svinca, kot pri prej opisanem ventilnem parnem stroju. Na tabeli je s krogom prikazan način vlivanja v pločevinasto posodo, s pravokotnikom pa način vlivanja v glineni kalup.
Propeler je izrezan iz tanke medenine ali železa in spajkan na konec gredi. Upognite lopatice pod kotom največ 45° glede na os propelerja. Z večjim naklonom se ne bodo privili v vodo, ampak jo bodo le razpršili ob straneh.

Montaža
Ko izdelate valj z batom in ojnico, ogrodje stroja, ročico in kardansko gred z vztrajnikom, lahko začnete z označevanjem in nato vrtanjem vstopnih in izstopnih lukenj plošče za razdeljevanje pare okvirja,
Za označevanje morate najprej izvrtati luknjo v plošči cilindra s svedrom 1,5 mm. Ta luknja, izvrtana na sredini vrha plošče, se mora prilegati v valj čim bližje pokrovu cilindra (glejte tabelo 35). V izvrtano luknjo vstavite svinčnik tako, da štrli 0,5 mm iz luknje.
Namestite valj, bat in ojnico na svoje mesto. Namestite vzmet na konec vijaka, ki je prispajkan v ploščo cilindra, in privijte matico. Cilinder z grafitom, vstavljenim v luknjo, bo pritisnjen na ploščo okvirja. Če zdaj zavrtite ročico, kot je prikazano v zgornji tabeli, bo grafit narisal majhen lok na ploščo, na koncu katere morate izvrtati luknjo. To bosta vstopni (levo) in izstopni (desno) luknji. Vhodna luknja naj bo nekoliko manjša od izhodne. Če vstopno luknjo izvrtate s svedrom s premerom 1,5 mm, potem lahko izstopno odprtino izvrtate s svedrom s premerom 2 mm. Ko je označevanje končano, odstranite valj in odstranite svinec. Previdno postrgajte vse robove, ki so ostali po vrtanju vzdolž robov luknje.
Če pri roki nimate majhnega vrtalnika ali vrtalnika, potem lahko z nekaj potrpljenja izvrtate luknje s svedrom iz debele igle. Odlomite uho igle in jo do polovice zabijte v lesen ročaj. Štrleči konec očesca naostrite na trdi kocki, kot je prikazano v krogu na mizi. Z vrtenjem ročaja z iglo v eno ali drugo smer lahko počasi vrtate luknje. To je še posebej enostavno, če so plošče izdelane iz medenine ali bakra.
Volan je izdelan iz pločevine, debele žice in železa debeline 1 mm (glej tabelo desno spodaj). Če želite vliti vodo v kotel in alkohol v gorilnik, morate spajkati majhen lijak.
Da model ne pade na bok na suhem, je nameščen na stojalo.

Testiranje in zagon stroja
Ko je model končan, lahko začnete s testiranjem parnega stroja. V kotel nasujemo volove do 3/4 višine. V gorilnik vstavite stenje in nalijte alkohol. Ležaje in drgne dele stroja namažite s tekočim strojnim oljem. Cilinder obrišite s čisto krpo ali papirjem in ga tudi namažite. Če je parni stroj izdelan natančno, so površine plošč dobro prekrite, so vstopne in izstopne luknje za paro pravilno označene in izvrtane, ni nobenih popačenj in se stroj zlahka vrti z vijakom, bi moral takoj zagnati.
Pri zagonu stroja upoštevajte naslednje varnostne ukrepe:
1. Čepa za dolivanje vode ne odvijte, ko je v kotlu para.
2. Ne zategnite vzmeti in je ne zategnite premočno z matico, ker to, prvič, poveča trenje med ploščami in, drugič, obstaja nevarnost, da kotel eksplodira. Ne smemo pozabiti, da če je tlak pare v kotlu previsok, je cilindrična plošča s pravilno izbrano vzmetjo kot varnostni ventil: odmakne se od okvirne plošče, odvečna para pride ven in zahvaljujoč temu se tlak v kotlu je ves čas normalen.
3. Ne pusti parnega stroja dolgo stati, če voda v kotlu vre. Nastalo paro je treba ves čas uživati.
4. Ne pustite, da vsa voda v kotlu zavre. Če se to zgodi, se bo kotel stopil.
5. Koncev gumijaste cevi ne privijajte pretesno, kar je lahko tudi dobra preventiva pred nastankom previsokega tlaka v kotlu. Vendar ne pozabite, da se bo tanka gumijasta cev napihnila zaradi pritiska pare. Vzemite močno ebonitno cev, v katero so včasih položene električne žice, ali navadno gumijasto cev ovijte z izolirnim trakom,
6. Za zaščito kotla pred rjo ga napolnite s prekuhano vodo. Da voda v kotlu hitreje zavre, je najlažji način, da nalijemo vročo vodo.

Enako, vendar v PDF-ju:

Že dolgo sem si želel napisati svoj članek v Packflyerju in končno sem se odločil.
Eden mojih prvih resnih projektov je bila izdelava parnega stroja, z njo sem začel pri 12 letih in nadaljeval približno 7 let, ko se je orodja večalo in krive roke so se poravnale.

Vse se je začelo z videi in članki o parnih strojih, po katerih sem se odločil, zakaj sem slabši. Kot se spomnim, sem jo takrat želel zgraditi za proizvodnjo električne energije za namizno svetilko. Kot se mi je takrat zdelo, je moral biti lep, majhen, delati na ostružkih svinčnika in stati na okenski polici, da bi skozi izvrtano luknjo v oknu spustil vroče pline na ulico (do tega ni prišlo).
Posledično so bili nekateri prvi modeli, ki so bili skicirani v naglici in izdelani s pomočjo pile, kosov lesa, epoksi smole, žebljev in svedra, grdi in neuporabni.

Po tem se je začel niz izboljšav in popravkov napak. V tem času sem se moral preizkusiti ne le kot livar, ki je talil vztrajnik (kar se je kasneje izkazalo za nepotrebno), ampak sem se naučil delati v risarskih programih KOMPAS 3D, AutoCAD (kar je bilo uporabno na inštitutu) .

A ne glede na to, koliko sem se trudil, je šlo vedno nekaj narobe. Nenehno ni bilo mogoče doseči zahtevane natančnosti pri izdelavi batov in valjev, kar je vodilo do zatikanja ali neuspešnega ustvarjanja kompresije in povzročilo, da motorji niso delovali dolgo ali sploh niso delovali.
Poseben problem je predstavljala izdelava parnega kotla za motor. Odločil sem se, da naredim svoj prvi kotel po preprosti shemi, ki sem jo nekje videl. Vzeli smo navadno pločevinko s pokrovom, zaprtim na odprtem koncu s cevjo za motor, ki prihaja ven. Glavna pomanjkljivost kotla je bila, da voda ni smela zavreti, ker ... Zvišanje temperature lahko povzroči taljenje spajke. In seveda, kot se vedno zgodi, je bilo med poskusom ogrevanje premočno, kar je povzročilo mini eksplozijo in izpust vroče pare in zarjavele vode po stenah in stropu….

Kasneje se je proizvodnja parnega stroja in kotla za več mesecev ustavila.

Očetov nakup hobi stružnice mi je pomagal, da sem naredil pomemben napredek pri ustvarjanju parnega stroja. Deli so šli kot po maslu glede kakovosti in hitrosti izdelave, a ker že od samega začetka ni bilo jasnega načrta za izdelavo parnega stroja, se je med postopkom vse spreminjalo, kar je privedlo do kopičenja različnih delov. ki so bili iz nekega razloga zavrnjeni.

In to je le del tega, kar je danes ostalo.

Da ne bi ponovili žalostne situacije prvega kotla, je bilo odločeno, da postane super-mega zanesljiv:

Za še večjo varnost je bil nameščen manometer

Ta kotel ima pomanjkljivost: če želite takšno banduro segreti na delovno temperaturo, jo morate segrevati s plinskim gorilnikom približno 20 minut.
Posledično so s krvjo in znojem končno izdelali SVOJ parni stroj, ki pa ni deloval na ostružke svinčnika in ni izpolnjeval samih začetnih zahtev, a kot pravijo: »bo že.«

No, video:

PARNI ROTORSKI STROJ in PARNI AKSIJALNO BATNI STROJ

Parni rotacijski motor (parni stroj rotacijskega tipa) je edinstven pogonski stroj, katerega razvoj še ni dobil ustreznega razvoja.

Po eni strani so različne zasnove rotacijskih motorjev obstajale že v zadnji tretjini 19. stoletja in so se celo dobro obnesle, tudi za pogon dinamov za namene pridobivanja električne energije in napajanja najrazličnejših objektov. Toda kakovost in natančnost izdelave takih parnih strojev (parnih strojev) je bila zelo primitivna, zato so imeli nizko učinkovitost in majhno moč. Od takrat naprej so mali parni stroji preteklost, a poleg resnično neučinkovitih in neperspektivnih batnih parnih strojev so postali tudi perspektivni parni rotacijski stroji.

Glavni razlog je v tem, da na ravni tehnologije poznega 19. stoletja ni bilo mogoče izdelati res kakovostnega, zmogljivega in vzdržljivega rotacijskega motorja.
Zato so od vse raznolikosti parnih strojev in parnih strojev do danes uspešno in aktivno preživele le parne turbine ogromne moči (od 20 MW in več), ki danes predstavljajo približno 75% proizvodnje električne energije v naši državi. Visokozmogljive parne turbine zagotavljajo tudi energijo iz jedrskih reaktorjev v bojnih podmornicah, ki nosijo rakete, in na velikih arktičnih ledolomilcih. Toda vse to so ogromni stroji. Parne turbine dramatično izgubijo vso svojo učinkovitost, ko se zmanjšajo.

…. Zato na svetu ni več močnih parnih strojev in parnih strojev z močjo pod 2000 - 1500 kW (2 - 1,5 MW), ki bi učinkovito delovali na paro, pridobljeno pri zgorevanju poceni trdnih goriv in raznih prostih gorljivih odpadkov.
Na tem področju tehnologije, ki je danes prazna (in popolnoma gola, a zelo potrebuje komercialno nišo), v tej tržni niši strojev z nizko močjo lahko in bi morali zavzeti parni rotacijski stroji svoje zelo vredno mesto. In potreba po njih samo v naši državi je na desetine in desettisoče ... Še posebej majhne in srednje močne stroje za avtonomno proizvodnjo električne energije in neodvisno oskrbo z električno energijo potrebujejo mala in srednje velika podjetja na območjih, oddaljenih od velikih mest in velike elektrarne: - na majhnih žagah, oddaljenih rudnikih, v poljskih kampih in gozdnih parcelah itd., itd.
…..

..
Poglejmo si dejavnike, zaradi katerih so rotacijski parni stroji boljši od svojih najbližjih sorodnikov, parnih strojev v obliki batnih parnih strojev in parnih turbin.
… — 1) Rotacijski motorji so pogonski stroji prostorninske ekspanzije - kot batni motorji. Tisti. imajo nizko porabo pare na enoto moči, ker se para dovaja v njihove delovne votline občasno in v strogo odmerjenih količinah in ne v stalnem obilnem pretoku, kot pri parnih turbinah. Zato so parni rotacijski stroji na enoto izhodne moči veliko varčnejši od parnih turbin.
— 2) Rotacijski parni stroji imajo ramo delovanja delujočih plinskih sil (ramo navora) bistveno (nekajkrat) večjo kot batni parni stroji. Zato je moč, ki jo razvijejo, veliko večja kot pri parnih batnih strojih.
— 3) Rotacijski parni stroji imajo veliko daljši hod kot batni parni stroji, tj. imajo sposobnost, da večino notranje energije pare pretvorijo v koristno delo.
— 4) Parni rotacijski stroji lahko učinkovito delujejo na nasičeno (mokro) paro, brez težav dovolijo, da se znaten del pare kondenzira v vodo neposredno v delovnih delih parnega rotacijskega stroja. S tem se poveča tudi učinkovitost parne elektrarne, ki uporablja parni rotacijski stroj.
— 5 ) Parni rotacijski stroji delujejo s hitrostjo 2-3 tisoč vrtljajev na minuto, kar je optimalna hitrost za proizvodnjo električne energije, v nasprotju s prenizkimi batnimi motorji (200-600 vrtljajev na minuto) tradicionalnih parnih strojev tipa lokomotive. , ali iz preveč hitrih turbin (10-20 tisoč vrtljajev na minuto).

Hkrati so parni rotacijski stroji tehnološko relativno enostavni za izdelavo, zaradi česar so njihovi proizvodni stroški relativno nizki. V nasprotju s parnimi turbinami, katerih izdelava je izjemno draga.

TOREJ, KRATEK POVZETEK TEGA ČLANKA — parni rotacijski stroj je zelo učinkovit parni stroj za pretvorbo tlaka pare iz toplote gorečega trdnega goriva in gorljivih odpadkov v mehansko moč in električno energijo.

Avtor te strani je prejel že več kot 5 patentov za izume o različnih vidikih oblikovanja parnih rotacijskih strojev. Izdelanih je bilo tudi več malih rotacijskih motorjev z močjo od 3 do 7 kW. Trenutno poteka projektiranje parnih rotacijskih strojev z močjo od 100 do 200 kW.
Toda rotacijski motorji imajo "generično pomanjkljivost" - zapleten sistem tesnil, ki se za majhne motorje izkaže za preveč zapletenega, miniaturnega in dragega za izdelavo.

Hkrati avtor strani razvija parne aksialne batne motorje z nasprotnim - nasprotnim gibanjem batov. Ta ureditev je najbolj energetsko učinkovita različica vseh možnih shem za uporabo batnega sistema.
Ti motorji v majhnih velikostih so nekoliko cenejši in enostavnejši od rotacijskih motorjev, tesnila, ki jih uporabljajo, pa so najbolj tradicionalna in najenostavnejša.

Spodaj je videoposnetek majhnega aksialnobatnega bokser motorja z uporabo nasprotnega gibanja bata.

Trenutno se izdeluje tak aksialni batni nasprotni motor z močjo 30 kW. Življenjska doba motorja naj bi bila nekaj sto tisoč obratovalnih ur, ker je hitrost parnega stroja 3-4 krat nižja od hitrosti motorja z notranjim zgorevanjem, je torni par "bat-cilinder" izpostavljen ionsko-plazemskemu nitriranju v vakuumsko okolje in trdota tornih površin je 62-64 enot.H.R.C. Za podrobnosti o procesu površinskega utrjevanja z metodo nitriranja glej.

Tukaj je animacija principa delovanja podobnega aksialnobatnega bokser motorja z nasprotno premikajočimi se bati

Elektrarna na les je eden od alternativnih načinov oskrbe porabnikov z električno energijo.

Takšna naprava je sposobna proizvajati elektriko z minimalnimi stroški energije tudi tam, kjer sploh ni električne energije.

Elektrarna na drva je lahko odlična možnost za lastnike poletnih koč in podeželskih hiš.

Obstajajo tudi miniaturne različice, ki so primerne za ljubitelje dolgih pohodov in preživljanja časa v naravi. Ampak najprej.

Posebnosti

Elektrarna na drva ni nov izum, so pa sodobne tehnologije omogočile nekoliko izboljšati prej razvite naprave. Poleg tega se za proizvodnjo električne energije uporablja več različnih tehnologij.

Poleg tega je pojem "kurjenje z lesom" nekoliko netočen, saj je za delovanje takšne postaje primerno vsako trdno gorivo (les, lesni sekanci, palete, premog, koks), na splošno vse, kar lahko gori.

Naj takoj opozorimo, da drva, oziroma proces njihovega zgorevanja, delujejo le kot vir energije, ki zagotavlja delovanje naprave, v kateri se proizvaja električna energija.

Glavne prednosti takšnih elektrarn so:

Sposobnost uporabe najrazličnejših trdnih goriv in njihova razpoložljivost;
Prejemajte elektriko kjerkoli;
Uporaba različnih tehnologij omogoča pridobivanje električne energije z različnimi parametri (zadostuje samo za redno polnjenje telefona in do napajanja industrijske opreme);
Lahko deluje tudi kot alternativa, če so izpadi električne energije pogosti, pa tudi kot glavni vir električne energije.

Klasična varianta

Kot rečeno, elektrarna na les uporablja več tehnologij za proizvodnjo električne energije. Klasični med njimi je parni pogon ali preprosto parni stroj.

Tukaj je vse preprosto - les ali katero koli drugo gorivo pri zgorevanju segreje vodo, zaradi česar se spremeni v plinasto stanje - paro.

Nastala para se dovaja v turbino generatorskega agregata, zaradi vrtenja pa generator proizvaja električno energijo.

Ker sta parni stroj in generator povezana v en sam zaprt tokokrog, se para po prehodu skozi turbino ohladi, vrne nazaj v kotel in celoten proces se ponovi.

Ta shema elektrarne je ena najpreprostejših, vendar ima številne pomembne pomanjkljivosti, od katerih je ena nevarnost eksplozije.

Po prehodu vode v plinasto stanje se tlak v tokokrogu znatno poveča in če ni reguliran, obstaja velika verjetnost pretrganja cevovodov.

In čeprav sodobni sistemi uporabljajo cel niz ventilov, ki uravnavajo tlak, delovanje parnega stroja še vedno zahteva stalno spremljanje.

Poleg tega lahko navadna voda, ki se uporablja v tem motorju, povzroči nastanek vodnega kamna na stenah cevi, kar zmanjša učinkovitost postaje (vodni kamen poslabša prenos toplote in zmanjša pretok cevi).

Zdaj pa je ta problem rešen z uporabo destilirane vode, tekočin, prečiščenih nečistoč, ki se oborijo, ali posebnih plinov.

Toda po drugi strani lahko ta elektrarna opravlja še eno funkcijo - za ogrevanje prostora.

Tu je vse preprosto – po opravljeni funkciji (vrtenje turbine) je treba paro ohladiti, da ponovno preide v tekoče stanje, za kar je potreben hladilni sistem ali preprosto radiator.

In če ta radiator postavite v zaprt prostor, potem na koncu ne bomo prejeli samo električne energije iz takšne postaje, ampak tudi toploto.

Druge možnosti

Toda parni stroj je le ena od tehnologij, ki se uporablja v elektrarnah na trda goriva, in ni najbolj primeren za uporabo v domačih razmerah.

Za proizvodnjo električne energije se uporabljajo tudi:

Termoelektrični generatorji (po principu Peltier);
Plinski generatorji.

Termoelektrični generatorji

Elektrarne z generatorji, zgrajenimi po Peltierjevem principu, so precej zanimiva možnost.

Fizik Peltier je odkril učinek, ki se nanaša na dejstvo, da se pri prehajanju elektrike skozi prevodnike, sestavljene iz dveh različnih materialov, toplota absorbira na enem od kontaktov, toplota pa se sprosti na drugem.

Poleg tega je ta učinek nasproten - če se prevodnik segreje na eni strani in ohladi na drugi strani, se bo v njem ustvarila elektrika.

Prav nasprotni učinek se uporablja v elektrarnah na les. Pri zgorevanju segrejejo eno polovico plošče (to je termoelektrični generator), ki je sestavljena iz kock iz različnih kovin, drugi del pa se ohladi (za kar se uporabljajo toplotni izmenjevalci), zaradi česar nastane elektrika. sponke plošče.

Toda takšen generator ima več odtenkov. Eden od njih je, da so parametri sproščene energije neposredno odvisni od temperaturne razlike na koncih plošče, zato je za njihovo izravnavo in stabilizacijo potrebno uporabiti regulator napetosti.

Drugi odtenek je, da je sproščena energija le stranski učinek, večina energije pri kurjenju lesa se preprosto pretvori v toploto. Zaradi tega učinkovitost te vrste postaje ni zelo visoka.

Prednosti elektrarn s termoelektričnimi generatorji vključujejo:

Dolga življenjska doba (brez gibljivih delov);
Pri tem ne nastaja samo energija, temveč tudi toplota, ki jo lahko uporabimo za ogrevanje ali kuhanje;
Tiho delovanje.

Elektrarne na les po principu Peltier so dokaj pogosta možnost in proizvajajo tako prenosne naprave, ki lahko sproščajo elektriko le za polnjenje porabnikov z nizko porabo energije (telefoni, svetilke), kot industrijske, ki lahko napajajo močne enote.

Plinski generatorji

Druga vrsta so plinski generatorji. Takšna naprava se lahko uporablja v več smereh, vključno s proizvodnjo električne energije.

Tukaj velja omeniti, da sam tak generator nima nobene zveze z elektriko, saj je njegova glavna naloga proizvodnja vnetljivega plina.

Bistvo delovanja takšne naprave je, da se med oksidacijo trdnega goriva (njegovim zgorevanjem) sproščajo plini, vključno z vnetljivimi - vodik, metan, CO, ki se lahko uporabljajo za različne namene.

Na primer, takšni generatorji so bili prej uporabljeni v avtomobilih, kjer so običajni motorji z notranjim zgorevanjem odlično delovali na izpuščeni plin.

Zaradi nenehnega trepetanja goriva so nekateri avtomobilisti in motoristi te naprave že začeli nameščati na svoje avtomobile.

To pomeni, da je za pridobitev elektrarne dovolj, da imate plinski generator, motor z notranjim zgorevanjem in običajni generator.

Prvi element bo sprostil plin, ki bo postal gorivo za motor, ta pa bo vrtel rotor generatorja za proizvodnjo električne energije.

Prednosti elektrarn, ki uporabljajo plinske generatorje, vključujejo:

Zanesljivost same zasnove plinskega generatorja;
Nastali plin se lahko uporablja za delovanje motorja z notranjim zgorevanjem (ki bo poganjal električni generator), plinskega kotla, peči;
Odvisno od uporabljenega motorja z notranjim zgorevanjem in električnega generatorja je možno pridobivanje električne energije tudi za industrijske namene.

Glavna pomanjkljivost plinskega generatorja je obsežnost zasnove, saj mora vsebovati kotel, kjer potekajo vsi procesi za proizvodnjo plina, sistem za njegovo hlajenje in čiščenje.

In če se ta naprava uporablja za pridobivanje električne energije, mora postaja vključevati tudi motor z notranjim zgorevanjem in električni generator.

Predstavniki tovarniško izdelanih elektrarn

Upoštevajte, da so navedene možnosti - termoelektrični generator in plinski generator - zdaj prednostna naloga, zato se proizvajajo že pripravljene postaje za uporabo, tako domačo kot industrijsko.

Spodaj je nekaj izmed njih:

Peč "Indigirka";
Turistična peč “BioLite CampStove”;
Elektrarna "BioKIBOR";
Elektrarna "Eco" s plinskim generatorjem "Cube".

Peč "Indigirka".

Običajna gospodinjska peč na trda goriva (izdelana kot peč Burzhaika), opremljena s termoelektričnim generatorjem Peltier.

Popoln za poletne koče in majhne hiše, saj je precej kompakten in ga je mogoče prevažati v avtomobilu.

Glavnina energije iz kurjenja lesa se porabi za ogrevanje, razpoložljivi generator pa omogoča tudi pridobivanje električne energije z napetostjo 12 V in močjo 60 W.

Peč BioLite CampStove.

Uporablja tudi Peltierjev princip, vendar je še bolj kompakten (tehta le 1 kg), kar vam omogoča, da ga vzamete s seboj na pohodništvo, vendar je količina energije, ki jo ustvari generator, še manjša, vendar bo dovolj za polnjenje svetilko ali telefon.

Elektrarna "BioKIBOR".

Uporablja se tudi termoelektrični generator, vendar je to že industrijska različica.

Proizvajalec lahko na zahtevo izdela napravo, ki zagotavlja izhodno električno energijo z močjo od 5 kW do 1 MW. Toda to vpliva na velikost postaje, pa tudi na količino porabljenega goriva.

Na primer, naprava, ki proizvede 100 kW, porabi 200 kg drv na uro.

Toda Eko elektrarna je plinski generator. Njegova zasnova uporablja plinski generator "Cube", bencinski motor z notranjim zgorevanjem in 15 kW električni generator.

Poleg že pripravljenih industrijskih rešitev lahko ločeno kupite enake termoelektrične generatorje Peltier, vendar brez peči, in jih uporabite s katerim koli virom toplote.

Domače postaje

Tudi številni obrtniki ustvarjajo domače postaje (običajno na osnovi plinskega generatorja), ki jih nato prodajo.

Vse to kaže, da lahko samostojno izdelate elektrarno iz razpoložljivih materialov in jo uporabite za svoje namene.

Na osnovi termoelektričnega generatorja.

Prva možnost je elektrarna na osnovi Peltierjeve plošče. Naj takoj opozorimo, da je naprava, izdelana doma, primerna samo za polnjenje telefona, svetilke ali za osvetljevanje z LED svetilkami.

Za izdelavo boste potrebovali:

Kovinski kovček, ki bo igral vlogo peči;
Peltier plošča (naprodaj posebej);
Regulator napetosti z nameščenim USB izhodom;
Toplotni izmenjevalnik ali samo ventilator za hlajenje (lahko vzamete računalniški hladilnik).

Izdelava elektrarne je zelo preprosta:

Naredimo peč. Vzamemo kovinsko škatlo (na primer ohišje računalnika) in jo razpremo tako, da pečica nima dna. V stenah spodaj naredimo luknje za dovod zraka. Na vrhu lahko namestite rešetko, na katero lahko postavite kotliček itd.
Ploščo namestimo na zadnjo steno;
Hladilnik namestimo na vrh plošče;
Na sponke s plošče, iz katere napajamo hladilnik, priključimo regulator napetosti in narišemo sponke za priklop porabnikov.

Deluje preprosto: drva prižgemo in ko se plošča segreje, se bo na njenih sponkah začela proizvajati elektrika, ki bo dovajana regulatorju napetosti. Od njega bo začel delovati hladilnik, ki bo zagotovil hlajenje plošče.

Ostane le še priključitev porabnikov in spremljanje zgorevanja v peči (pravočasno dodajanje drv).

Na osnovi plinskega generatorja.

Drugi način izdelave elektrarne je izdelava plinskega generatorja. Takšno napravo je veliko težje izdelati, vendar je izhod energije veliko večji.

Za izdelavo boste potrebovali:

Cilindrična posoda (na primer razstavljena plinska jeklenka). Imel bo vlogo peči, zato je treba zagotoviti lopute za polnjenje goriva in čiščenje trdnih produktov zgorevanja, pa tudi dovod zraka (za prisilno dovod bo potreben ventilator, da se zagotovi boljši proces zgorevanja) in izhod za plin ;
Hladilni radiator (lahko v obliki tuljave), v katerem se bo plin ohladil;
Posoda za ustvarjanje filtra tipa "Cyclone";
Posoda za ustvarjanje finega plinskega filtra;
Bencinski generator (lahko pa vzamete kateri koli bencinski motor, pa tudi navaden 220 V asinhronski elektromotor).

Po tem je treba vse povezati v eno strukturo. Iz kotla mora plin teči v hladilni radiator, nato pa v "ciklon" in fini filter. In šele po tem se nastali plin dovaja v motor.

To je shematski diagram izdelave plinskega generatorja. Izvedba je lahko zelo različna.

Na primer, možno je namestiti mehanizem za prisilno dovajanje trdnega goriva iz bunkerja, ki ga bo mimogrede napajal tudi generator, pa tudi vse vrste krmilnih naprav.

Pri ustvarjanju elektrarne, ki temelji na Peltierjevem učinku, ne bo posebnih težav, saj je vezje preprosto. Edina stvar je, da morate upoštevati nekaj varnostnih ukrepov, saj je ogenj v takšni peči praktično odprt.

Toda pri ustvarjanju generatorja plina je treba upoštevati številne nianse, med njimi je zagotoviti tesnost na vseh povezavah sistema, skozi katerega prehaja plin.

Da bi motor z notranjim zgorevanjem deloval normalno, morate poskrbeti za kakovostno čiščenje plina (prisotnost nečistoč v njem je nesprejemljiva).

Generator plina je zajeten dizajn, zato je treba zanj izbrati pravo mesto in zagotoviti normalno prezračevanje, če je nameščen v zaprtih prostorih.

Ker takšne elektrarne niso nove in jih amaterji izdelujejo že relativno dolgo, se je o njih nabralo veliko ocen.

V bistvu so vsi pozitivni. Tudi domači štedilnik s Peltierjevim elementom se popolnoma spopade z nalogo. Kar zadeva plinske generatorje, je jasen primer namestitev takšnih naprav tudi na sodobne avtomobile, kar kaže na njihovo učinkovitost.