Паросилова - з двс. Паровий двигун своїми руками

Електростанція на дровах – один із альтернативних способів запитати електроенергією споживачі.

Такий пристрій здатний за мінімальних витрат на енергоресурси отримати електрику, причому навіть у тих місцях, де взагалі відсутнє підведення енергомереж.

Електростанція, що використовується, дрова може стати відмінним варіантом для власників дачних ділянок і заміських будинків.

Також існують мініатюрні версії, які підійдуть для любителів тривалих походів та проведення часу на природі. Але про все по порядку.

Особливості

Електростанція на дровах – винахід далеко не новий, але сучасні технології дозволили дещо покращити розроблені раніше пристрої. Причому для отримання електроенергії використовують кілька різних технологій.

До того ж, поняття «на дровах» дещо не точне, оскільки для функціонування такої станції підійде будь-яке тверде паливо (дрова, тріска, палети, вугілля, кокс) загалом усе, що може горіти.

Відразу відзначимо, що дрова, а точніше процес їх згоряння, виступає лише як джерело енергії, що забезпечує функціонування пристрою, в якому відбувається генерація електрики.

Основними перевагами таких електростанцій є:

• Можливість використовувати найрізноманітніше тверде паливо та його доступність;
• Отримання електроенергії будь-де;
• Використання різних технологій дозволяє отримувати електроенергію з різними параметрами (достатньою тільки для звичайної підзарядки телефону і до запитання промислового обладнання);
• Може виступати і як альтернатива, якщо перебої подачі електроенергії – звичайна справа, а також основним джерелом електрики.

Класичний варіант

Як уже зазначено, в електростанції на дровах використовують кілька технологій для отримання електрики. Класичною серед них є енергія пари, або паровий двигун.

Тут все просто – дрова чи будь-яке інше паливо згоряючи, розігріває воду, внаслідок чого вона переходить у газоподібний стан – пару.

Отримана пара подається на турбіну генераторної установки і за рахунок обертання генератор виробляє електроенергію.

Оскільки паровий двигун і генераторна установка з'єднані в єдиний закритий контур, після проходження турбіни пар охолоджується, знову подається в котел, і весь процес повторюється.

Така схема електростанції – одна з найпростіших, але має ряд істотних недоліків, одним з яких є вибухонебезпечність.

Після переходу води до газоподібного стану тиск у контурі значно підвищується, і якщо його не регулювати, то висока ймовірність пориву трубопроводів.

І хоч у сучасних системах застосовуються цілий набір клапанів, що регулюють тиск, але все ж таки робота парового двигуна потрібно постійного контролю.

До того ж звичайна вода, яка використовується в цьому двигуні, може стати причиною утворення накипу на стінках труб, через що знижується ККД станції (накип погіршує теплообмін і знижує пропускну здатність труб).

Але зараз ця проблема вирішується використанням дистильованої води, рідин, очищених домішок, що випадають в осад, або спеціальних газів.

Але з іншого боку, ця електростанція може виконувати ще одну функцію – обігрівати приміщення.

Тут все просто – після виконання своєї функції (обертання турбіни) пар необхідно охолодити, щоб вона знову перейшла в рідкий стан, для чого потрібна система охолодження або просто – радіатора.

І якщо розмістити цей радіатор у приміщенні, то від такої станції отримаємо не тільки електроенергію, але ще й тепло.

Інші варіанти

Але паровий двигун - це тільки одна з технологій, яка використовується в електростанціях, що працюють на твердому паливі, причому не найбільш підходяща для використання в побутових умовах.

Також для отримання електроенергії зараз використовуються:

• Термоелектрогенератори (що використовують принцип Пельтьє);
• Газогенератори.

Термоелектрогенератори

Електростанції з генераторами, побудованими за принципом Пельтьє досить цікавий варіант.

Фізик Пельтьє виявив ефект, що зводиться до того що, що з пропускання електроенергії через провідники, які з двох різнорідних матеріалів, однією з контактів відбувається поглинання тепла, але в другому – виділення.

Причому цей зворотний ефект – якщо з одного боку провідник розігрівати, а з другого – охолоджувати, то в ньому буде утворюватися електроенергія.

Саме зворотний ефект використовують у електростанціях на дровах. При згорянні вони розігрівають одну половину пластини (вона і є термоелектрогенератором), що складається з кубиків, виготовлених з різних металів, а друга ж її частина – охолоджується (для чого використовуються теплообмінники), в результаті чого на висновках пластини з'являється електроенергія.

Але є такий генератор кілька нюансів. Один з них – параметри енергії, що виділяється, безпосередньо залежать від різниці температури на кінцях пластини, тому для їх вирівнювання і стабілізації необхідне використання регулятора напруги.

Другий нюанс полягає в тому, що енергія, що виділяється, - лише побічний ефект, велика частина енергії при згорянні дров просто перетворюється в тепло. Через це ККД такого типу станції не дуже висока.

До переваг електростанцій з термоелектрогенераторами відносяться:

• Тривалий термін служби (немає рухомих елементів);
• Одночасно виробляється як енергія, а й тепло, що можна використовуватиме обігріву чи приготування їжі;
• Безшумність роботи.

Електростанції на дровах, що використовують принцип Пельтьє, досить поширений варіант, і випускаються як портативні пристрої, які здатні лише виділити електроенергії для зарядки малопотужних споживачів (телефону, ліхтаря), так і промислові, здатні запитати потужні агрегати.

Газогенератори

Другий тип – це газогенератори. Такий пристрій можна використовувати в кількох напрямках, у тому числі отримання електроенергії.

Тут варто відзначити, що сам по собі такий генератор не має жодного відношення до електрики, оскільки його основне завдання – виробити горючий газ.

Суть роботи такого пристрою зводиться до того, що в процесі окислення твердого палива (його горіння), виділяються гази, у тому числі і горючі - водень, метан, ЗІ, які можуть використовуватися в різних цілях.

Наприклад, такі генератори раніше застосовувалися на автомобілі, де звичайні двигуни внутрішнього згоряння добре працювали на газі.

Через постійне тремтіння палива дані пристрої деякі автомобілісти та мотоциклісти вже в наш час почали встановлювати на свої машини.

Тобто, щоб отримати електростанцію, достатньо мати газогенератор, двигун внутрішнього згоряння та звичайний генератор.

У першому елементі виділятиметься газ, який стане паливом для двигуна, а той у свою чергу обертатиме ротор генератора, щоб отримати на виході електроенергію.

До переваг електростанцій на газогенераторах відноситься:

• Надійність конструкції самого газогенератора;
• Отримуваний газ можна використовувати для роботи двигуна внутрішнього згоряння (який стане приводом для електрогенератора), газового котла, печі;
• Залежно від задіяного ДВЗ та електрогенератора можна отримати електроенергію навіть для промислових цілей.

Основним недоліком газогенератора є громіздкість конструкції, оскільки вона повинна включати котел, де відбуваються всі процеси для отримання газу, систему його охолодження і очищення.

І якщо цей пристрій буде використовуватися для отримання електроенергії, додатково до складу станції повинні також входити ДВС і електрогенератор.

Представники електростанцій заводського виготовлення

Зазначимо, що зазначені варіанти – термоелектрогенератор та газогенератор зараз є пріоритетними, тому випускаються вже готові станції для використання як побутові, так і промислові.

Нижче наведено кілька з них:

• Пекти «Індигірка»;
• Піч туристична "BioLite CampStove";
• Електростанція BioKIBOR;
• Електростанція "Еко" з газогенератором "Куб".

Пекти «Індигірка».

Звичайна побутова твердопаливна піч (зроблена на кшталт печі «Буржайка»), оснащена термоелектрогенератором Пельтьє.

Відмінно підійде для дачних ділянок та невеликих будинків, оскільки досить компактна та її можна перевозити в авто.

Основна енергія при згорянні дров йде на обігрів, але при цьому наявний генератор дозволяє отримати електроенергію напругою 12 В і потужністю 60 Вт.

Пекти «BioLite CampStove».

Теж використовує принцип Пельтьє, але вона ще більш компактна (вага всього 1 кг), що дозволяє брати її в туристичні походи, а й кількість енергії, що виробляється генератором – ще менше, але її буде достатньо зарядити ліхтар чи телефон.

Електростанція BioKIBOR.

Також використовується термоелектрогенератор, але це вже – промисловий варіант.

Виробник на замовлення може виготовити пристрій, що забезпечує на виході електроенергію потужністю від 5 кВт до 1 МВт. Але це впливає на розміри станції, а також кількість палива, що споживається.

Наприклад, монтаж, що видає 100 кВт, витрачає 200 кг дров на годину.

А ось електростанція "Еко" - газогенераторна. У її конструкції використовується газогенератор «Куб», бензиновий двигун внутрішнього згоряння та електрогенератор потужністю 15 кВт.

Крім вже готових промислових рішень, можна окремо купити ті ж термоелектрогенератори Пельтьє, але без пічки і використовувати його з будь-яким джерелом тепла.

Саморобні станції

Також багато умільців створюють саморобні станції (зазвичай на основі газогенератора), які потім продають.

Все це вказує на те, що можна і самостійно виготовити електростанцію з підручних засобів та використовувати її для своїх цілей.

На основі термоелектрогенератора.

Перший варіант – електростанція на основі пластини Пельтьє. Відразу зазначимо, що виготовлений в домашніх умовах пристрій підійде хіба що для заряджання телефону, ліхтаря або освітлення з використанням світлодіодних ламп.

Для виготовлення потрібно:

• Металевий корпус, який відіграватиме роль печі;
• Пластина Пельтьє (окремо купується);
• Регулятор напруги із встановленим USB-виходом;
• Теплообмінник або вентилятор для забезпечення охолодження (можна взяти комп'ютерний кулер).

Виготовлення електростанції - дуже просте:

1. Виготовляємо пекти. Беремо металевий короб (наприклад, корпус від комп'ютера), розгортаємо так, щоб пекти не мала дна. У стінах внизу виготовляємо отвори для подачі повітря. Вгорі можна встановити решітку, на яку можна встановити чайник і т.д.
2. На задню стінку монтуємо пластину;
3. Зверху на пластину монтуємо кулер;
4. До висновків від пластини підключаємо регулятор напруги, від якого запитуємо кулер, а також робимо висновки для підключення споживачів.

Працює все просто: розпалюємо дрова, у міру нагрівання пластини на її висновках почнеться генерація електроенергії, яка подаватиметься на регулятор напруги. Від нього ж почне працювати кулер, забезпечуючи охолодження пластини.

Залишається тільки підключити споживачі та стежити за процесом горіння в грубці (підкидати вчасно дрова).

На основі газогенератора.

Другий спосіб зробити електростанцію – це виготовити газогенератор. Такий пристрій значно складніший у виготовленні, але й вихід електроенергії значно більше.

Для його виготовлення потрібно:

• Циліндрична ємність (наприклад, розібраний газовий балон). Вона буде грати роль печі, тому слід передбачити люки для завантаження палива та очищення твердих продуктів горіння, а також підведення повітря (потрібний вентилятор для примусової подачі, щоб забезпечити кращий процес горіння) та виведення для газу;
• Радіатор охолодження (може бути виготовлений у вигляді змійовика), в якому газ охолоджуватиметься;
• Місткість для створення фільтра типу «Циклон»;
• Місткість для створення фільтра тонкого очищення газу;
• Бензинова генераторна установка (але можна просто взяти будь-який бензиновий двигун, а також звичайний асинхронний електродвигун 220 В).

Після цього все необхідно поєднати в єдину конструкцію. Від котла газ повинен надходити на радіатор охолодження, а потім на «Циклон» та фільтр тонкого очищення. І лише після цього отриманий газ подається на двигун.

Це вказано принципову схему виготовлення газогенератора. Виконання ж може бути різним.

Наприклад, можливе встановлення механізму примусової подачі твердого палива з бункера, який, до речі, теж буде запитуватись від генератора, а також усіляких контролюючих пристроїв.

Створюючи електростанцію з урахуванням ефекту Пельтьє, особливих проблем виникне, оскільки схема проста. Єдине, слід вживати деяких заходів безпеки, оскільки вогонь у такій грубці практично відкритий.

А ось створюючи газогенератор, слід враховувати безліч нюансів, серед них забезпечення герметичності на всіх з'єднаннях системи, по якій проходить газ.

Щоб двигун внутрішнього згоряння нормально працював, слід потурбуватися про якісне очищення газу (наявність домішок у ньому неприпустима).

Газогенератор – громіздка конструкція, тому для нього необхідно правильно підібрати місце, а також забезпечити нормальну вентиляцію, якщо він буде встановлений в приміщенні.

Оскільки такі електростанції не нове, і любителями вони виготовляються вже порівняно давно, то й відгуків про них накопичилося чимало.

Здебільшого всі вони позитивні. Навіть у саморобної печі з елементом Пельтьє наголошується, що вона повністю справляється з поставленим завданням. А щодо газогенераторів, то тут наочним прикладом може виступити встановлення таких пристроїв навіть на сучасних авто, що говорить про їхню ефективність.

Плюси та мінуси електростанції на дровах

Електростанція на дровах – це:

• Доступність палива;
• Можливість отримати електроенергію у будь-якому місці;

3 / 5 ( 2 votes )

Давно хотів написати свою статейку в Пакфлаєрі і ось нарешті наважився.
Одним з перших моїх серйозних проектів, - було виготовлення парового двигуна, почав я його в 12 років і продовжував близько 7 років, у міру збільшення інструментів і вирівнювання кривих рук.

Початок усьому поклали відео та статті про парові двигуни, після яких вирішив, а чим я гірший. Як тоді пам'ятаю, хотілося його збудувати для вироблення електроенергії для настільної лампи. Як мені тоді здавалося, він мав бути гарний, малий у розмірі, працювати на стружках від олівців і стояти на підвіконні для виведення гарячих газів надвір через просвердлений отвір у віконці (до цього справа не дійшла).
У підсумку, одні з перших моделей, які були накреслені нашвидкуруч і побудовані за допомогою напильника, дерев'яшок, епоксидки, цвяхів та дриля були потворні та неробочі.

Після чого пішла низка удосконалень та робота над помилками. За той час довелося спробувати себе не тільки ливарником, виплавляючи маховик (який згодом виявився не потрібним), але й навчиться працювати в креслярських програмах KОМПАС 3D, AutoCAD (що стало в нагоді в інституті).



Але як би я не намагався весь час щось йшло навперекосяк. Постійно не міг домогтися потрібної точності у виготовленні поршнів та циліндрів, що призводило до заїдань чи не створювало компресії та робило двигуни недовго робітниками чи взагалі не робітниками.
Особливою проблемою викликало створення парового казана для двигуна. Перший мій котел я вирішив зробити за простенькою схемою побаченою десь. Було взято звичайну бляшанку з запаяною, з відкритого кінця, кришкою з виведеною трубкою для двигуна. Головним мінусом котла був у тому, що не можна давати воді википати. підвищення температури може призвести до розплавлення паяння. Ну і звичайно, як це завжди буває, в ході експерименту було перетримано нагрівання, що призвело до міні-вибуху і викиду гарячої пари і іржавої води по стінах і стелі.

Надалі виготовлення парового двигуна та котла на кілька місяців припинилося.

Істотно просунутися з мертвої точки створення паровика допомогла купівля моїм батьком хобійного токарного верстата. Деталі пішли як по маслу і якості і швидкості виготовлення, але внаслідок того, що з самого початку не було чіткого плану будівництва паровика, все змінювалося в процесі, що призвело до накопичення безлічі різноманітних деталей, які були забраковані з яких-небудь причин.

І це лише частина того, що на сьогоднішній день лишилося.

Щоб не повторити сумну врахувати перший казан, було вирішено зробити його супер-мега надійним:

А для ще більшої безпеки було встановлено манометр

Мінус все ж таки у цього котла є, щоб розігріти таку бандуру до робочої температури доводиться хвилин 20 гріти газовим пальником.
У результаті, з кров'ю і потім, на кінець-то був виготовлений свій паровий двигун, що працює, щоправда, не на стружках від олівців і не відповідає найпершим вимогам, але як кажуть: «і так зійде».

Ну і відео:

Найчастіше при згадці "парових двигунів" на думку спадають паровози або автомобілі Стенлі Стімер, але застосування цих механізмів не обмежується перевезеннями. Парові двигуни, які вперше були створені у примітивному вигляді близько двох тисячоліть тому, за останні три сторіччя стали найбільшими джерелами електроживлення, а сьогодні парові турбіни виробляють близько 80 відсотків світової електроенергії. Щоб глибше зрозуміти природу фізичних сил, на основі яких працює такий механізм, ми рекомендуємо вам зробити свій власний паровий двигун із звичайних матеріалів, скориставшись одним із запропонованих способів! Для початку переходьте до Кроку 1.

Кроки

Паровий двигун із жерстяної банки (для дітей)

Відріжте нижню частину алюмінієвої банки відстань 6,35 див. За допомогою ножиць по металу рівно відріжте нижню частину алюмінієвої банки приблизно на третину висоти.

Загніть та притисніть обідок за допомогою плоскогубців.Щоб не було гострого краю, загніть обідок банки всередину. Виконуючи цю дію, стежте, щоб не поранитися.

Натисніть на дно банки зсередини, щоб зробити його пласким.У більшості алюмінієвих банок з-під напоїв основа буде круглою і вигнутою всередину. Вирівняйте дно, натиснувши на нього пальцем або скориставшись невеликою склянкою з плоским дном.

Виконайте два отвори у протилежних сторонах банки, відступивши 1,3 см від верху. Для виконання отворів підійде як паперовий дірокол, так і цвях з молотком. Вам будуть потрібні отвори діаметром трохи більше трьох міліметрів.

Розмістіть по центру банки маленьку свічку, що гріє.Зіб'йте фольгу і покладіть її під низ і навколо свічки, щоб вона не рухалася. Такі свічки зазвичай йдуть у спеціальних підставках, тому віск не повинен плавитися та витікати в алюмінієву банку.

Обмотайте центральну частину мідної трубки довжиною 15-20 см навколо олівця на 2 або 3 витки, щоб вийшов змійовик.Трубка діаметром 3 мм має легко згинатися навколо олівця. Вам буде потрібна достатня кількість вигнутої трубки, щоб протягнути поперек банки через верх, плюс додаткові прямі 5 см з кожної сторони.

Просуньте кінці трубок в отвори в банку.Центр змійовика має розташуватися над ґнотом свічки. Бажано, щоб прямі ділянки трубки з обох боків банки мали однакову довжину.

Зігніть кінці труб за допомогою плоскогубців, щоб вийшов прямий кут.Зігніть прямі ділянки трубки таким чином, щоб з різних боків вони дивилися в протилежні напрямки. Потім зновузігніть їх, щоб вони опустилися нижче за основу банки. Коли все буде готове, має вийти наступне: змієподібна частина трубки знаходиться по центру банки над свічкою і переходить у два похилих, які дивляться в протилежні сторони "сопла" з обох боків банки.

Опустіть банку в миску з водою, при цьому кінці трубки повинні зануритися.Ваш "човен" повинен надійно триматися на поверхні. Якщо кінці трубки недостатньо занурені у воду, спробуйте трохи обважнити банку, але в жодному разі не втопіть її.

Заповніть трубку водою.Найпростішим способом опустити один кінець у воду і потягнути з іншого кінця як через соломинку. Також можна пальцем перекрити один вихід із трубки, а другий підставити під струмінь води з-під крана.

Засвітіть свічку.Через час вода в трубці нагріється та закипить. У міру перетворення на пару вона виходитиме через "сопла", внаслідок чого вся банка почне обертатися в мисці.

Паровий двигун із банки з-під фарби (для дорослих)

1. Проріжте прямокутний отвір біля основи чотирилітрової банки з-під фарби.Зробіть горизонтальний прямокутний отвір розміром 15 x 5 см збоку банки біля основи.

   • Необхідно переконатися, що в цій банці (і в ще одній використаній) була тільки латексна фарба, а також ретельно вимити її мильною водою перед використанням.

2. Відріжте смужку металевої сітки 12 х 24 см.По довжині кожного краю відігніть по 6 см під кутом 90 o . У вас буде квадратна "платформа" 12 x 12 см з двома "ніжками" по 6 см. Встановіть її в банку "ніжками" вниз, вирівнявши її по краях прорізаного отвору.

   Зробіть півколо із отворів по периметру кришки.Згодом ви спалюватимете в банку вугілля, щоб забезпечити паровий двигун теплом. При нестачі кисню вугілля погано горітиме. Щоб у банку була необхідна вентиляція, просвердліть або пробийте в кришці кілька отворів, які утворюють півколо уздовж країв.

   • В ідеалі діаметр вентиляційних отворів має бути близько 1 см.

3. Зробіть змійовик із мідної трубки.Візьміть близько 6 м трубки з м'якої міді діаметром 6 мм і відміряйте з одного кінця 30 см. Починаючи з цієї точки, виконайте п'ять витків діаметром 12 см. Довжину труби, що залишилася, зігніть в 15 витків діаметром по 8 см. У вас має залишитися близько 20 см.

   Пропустіть обидва кінці змійовика у вентиляційні отвори у кришці.Зігніть обидва кінці змійовика таким чином, щоб вони були спрямовані вгору і пропустіть обидва через один з отворів у кришці. Якщо довжини труби не вистачає, потрібно трохи розігнути один з витків.

   Помістіть змійовик та деревне вугілля у банку.Помістіть змійовик на сітчасту платформу. Заповніть простір навколо та всередині змійовика деревним вугіллям. Щільно закрийте кришку.

   Просвердліть отвори під трубку у банку меншого розміру.По центру кришки літрової банки просвердлити отвір діаметром 1 см. Збоку банки просвердлити два отвори діаметром 1 см – один біля основи банки, а другий над ним біля кришки.

   Вставте закупорену пластмасову трубку у бічні отвори меншої банки.За допомогою кінців мідної трубки виконайте отвори в центрі двох пробок. В одну пробку вставте жорстку пластмасову трубку довжиною 25 см, а в іншу пробку - таку саму трубку довжиною 10 см. Вони повинні щільно сидіти в пробках і трохи виглядати назовні. Вставте пробку з довшою трубкою в нижній отвір меншої банки, а пробку з короткішою трубкою у верхній отвір. Закріпіть трубки у кожній пробці за допомогою хомутів.

   З'єднайте трубку більшої банки з трубкою меншої банки.Розмістіть меншу банку над більшою, при цьому трубка з пробкою повинна бути спрямована в протилежний бік вентиляційних отворів більшої банки. За допомогою металевої стрічки закріпіть трубку з нижньої пробки з трубкою, що виходить із нижньої частини мідного змійовика. Потім закріпіть трубку з верхньої пробки з трубкою, що виходить з верхньої частини змійовика.

   Вставте мідну трубку в сполучну коробку.За допомогою молотка та викрутки видаліть центральну частину круглої металевої електророзподільної коробки. Зафіксуйте хомут під електричний кабель стопорним кільцем. Вставте 15 см мідної трубки діаметром 1,3 см у хомут кабелю, щоб трубка виходила на кілька сантиметрів нижче отвору в коробці. Затупіть краї цього кінця всередину за допомогою молотка. Вставте цей кінець трубки в отвір меншої банки.

   Вставте шпажку в дюбель.Візьміть звичайну дерев'яну шпажку для барбекю і вставте її в один кінець порожнього дерев'яного дюбеля довжиною 1,5 см і діаметром 0,95 см. Вставте дюбель зі шпажкою в мідну трубку всередині металевої сполучної коробки таким чином, щоб шпажка була спрямована вгору.

   • Під час роботи нашого двигуна шпажка та дюбель діятимуть як "поршень". Щоб рухи поршня було краще видно, можна прикріпити до нього невеликий паперовий "прапорець".

4. Підготуйте двигун до роботи.Зніміть з'єднувальну коробку з меншої верхньої банки і заповніть верхню банку водою, дозволяючи їй виливатися в мідний змійовик, доки банка не буде заповнена водою на 2/3. Перевірте відсутність витоків у всіх місцях з'єднання. Щільно закріпіть кришки банок, застукавши молотком. Знову встановіть сполучну коробку на місце над верхньою меншою банкою.

5. Запускайте двигун!Зім'ятайте шматки газети і покладіть їх у простір під сіткою в нижній частині двигуна. Коли деревне вугілля розгориться, дайте йому прогоріти близько 20-30 хвилин. У міру нагрівання води у змійовику у верхній банці почне накопичуватися пара. Коли пара досягне достатнього тиску, він виштовхне дюбель і шпажку нагору. Після скидання тиску поршень опуститься вниз під впливом сили тяжіння. При необхідності, зріжте частину шпажки, щоб знизити вагу поршня - чим він легший, тим частіше "спливатиме". Постарайтеся зробити шпажку такої ваги, щоб поршень "ходив" у постійному темпі.

   • Можна прискорити процес горіння, посиливши приплив повітря у вентиляційні отвори феном.

6. Дотримуйтесь безпеки.Вважаємо, само собою зрозуміло, що при роботі та поводженні з саморобним паровим двигуном необхідно бути обережними. Ніколи не запускайте його у приміщенні. Ніколи не запускайте його біля таких займистих матеріалів, як сухе листя або гілки дерев, що нависають. Використовуйте двигун тільки на міцній негорючій поверхні на зразок бетону. Якщо ви працюєте з дітьми чи підлітками, то вони не повинні залишатися без нагляду. Дітям та підліткам забороняється підходити до двигуна, коли в ньому горить деревне вугілля. Якщо вам не відома температура двигуна, то вважайте, що він настільки гарячий, що до нього не можна торкатися.

   • Переконайтеся, що пара може виходити з верхнього котла. Якщо з якоїсь причини поршень застрягне, то всередині меншої банки може накопичитися тиск. За найгіршого розкладу банку може вибухнути, що дуженебезпечно.
• Помістіть паровий двигун у пластмасовий човен, опустивши обидва кінці у воду, щоб вийшла парова іграшка. Можна вирізати човен простої форми із пластикової пляшки з-під газування або відбілювача, щоб ваша іграшка вийшла більш "екологічною".

Навіть якщо за плечима спортсмена вже є багатий досвід створення судномоделей-копій, все одно, при проектуванні нового мікросудна він неминуче стикається з проблемою - який двигун ставити на майбутню копію! Калільний або компресійний – виникнуть проблеми з паливом, шумоглушенням та вібраціями. Електричний! Але він не без недоліків, особливо з урахуванням великої маси електроакумуляторів.

А чому не піти найбільш колійним шляхом і на копіях, наприклад, пароплавів не використовувати справжній мініатюрний паровий двигун! Спроба реалізації цієї спочатку здавалося б важкоздійсненної ідеї принесла дуже цікаві результати.

Насамперед - безпосередньо про двигун (у парову установку входить ще чимало великих вузлів). Простіше його зробити на базі будь-якого з моделістських ДВС достатнього робочого об'єму. До речі, добре підійде для цих цілей такий мотор, як "Комета" МД-5, який давно зарекомендував себе в штатному калільному виконанні як зовсім непрацездатний. Для парового варіанта найкраще виготовити нову гільзу циліндра та виконати в ній лише випускні вікна для виходу пари. Перепускні (продувні) вікна не потрібні - за їх відсутності картер двигуна виявиться закритим, що дозволить зберігати під час роботи установки в обсязі картера достатньо масла.

Наступний етап роботи над паросиловою установкою - виготовлення двох баків: для води та бензину або іншого рідкого палива. Водяний бак виконується пайкою з товстої листової латуні або нержавіючої сталі завтовшки не менше 0,8-1 мм (в крайньому випадку підійде товсте покрівельне залізо). Вибір матеріалу обумовлений тим, що водяний бак при функціонуванні установки перебуватиме під тим самим тиском, що і вся парова система. Паливний бак може бути менш міцним і меншим за обсягом. Його розміри підбираються практично.

Один із найважливіших вузлів установки – паровий котел. Його конструкція ясна з малюнків, а матеріали та технології виготовлення елементів котла кожен може вибрати, виходячи із власних побажань та можливостей.

1 - трубка підведення палива (мідь, Ø 3 мм), 2 - теплообмінник-випарник, 3 - трубка живлення форсунки (мідь, Ø 3 мм), 4 - трубка відбору пари, 5 - випарник води (трубка Ø 3-4 мм), 6 - жалюзі підводу повітря 9 - нижня камера, 10 - трубка підведення води до випарника, 11 - корпус-труба.

Теплообмінник - випарник палива може бути виготовлений з мідної коробки від старого барометра або як мотка тонкої мідної трубки. Паливорозпилююча форсунка переробляється з туалетного пульверизатора.

1 - трубка підведення пари від котла до двигуна; 2 - латунний корпус клапана; 3 - пружина; 4 - кулька-клапан. Для роботи клапана в дно поршня двигуна потрібно по центру змонтувати шток-штовхач, який при підході поршня до верхньої мертвої точки повинен віджимати кульку-клапан вгору, впускаючи таким чином чергову порцію пари під тиском.

1 - корпус (покрівельне залізо або листова латунь); 2 - заливна горловина (закривається герметично); 3 - вентиль (ніпель від велосипеда або мотоцикла); 4 - видатковий кран-вентиль.

Підготовка до випробувань парової машини нескладна. У картер переробленого ДВЗ заливають машинне масло; у штатний дифузор карбюратора вставляють заглушку (масло необхідно замінювати приблизно через 50 годин роботи машини). Баки заповнюються відповідно водою (краще дистильованою, що виключить утворення накипу в паровій системі) та бензином будь-якої марки. Обидва баки герметично закривають. Потім у нижню частину парового котла укладають підпалену таблетку сухого спирту, а через впаяні в баки ніпеля накачують повітря, створюючи надлишковий тиск. Тепер можна відкривати видаткові крани-вентилі. Через деякий час, коли розігріється теплообмінник випаровування палива, полум'яна система котла перейде на автоматичний режим, постійно подаючи під тиском бензин до сопла форсунки. Щоб змусити працювати двигун досить кілька разів провернути його колінвал. Оберти мотора регулюють подачею води та висотою полум'я.

Почав свою експансію ще на початку 19 століття. І вже тоді будувалися як великі агрегати для промислових цілей, а й декоративні. Здебільшого їхніми покупцями були багаті вельможі, які хотіли потішити себе та своїх дітлахів. Після того, як парові агрегати щільно увійшли в життя соціуму, декоративні двигуни почали застосовуватися в університетах і школах як освітні зразки.

Парові двигуни сучасності

На початку 20 століття актуальність парових машин почала падати. Однією з небагатьох компаній, яка продовжила випуск декоративних міні-двигунів, стала британська фірма Mamod, яка дозволяє придбати зразок подібної техніки навіть сьогодні. Але вартість таких парових двигунів легко перевалює за дві сотні фунтів стерлінгів, що не так мало для дрібнички на пару вечорів. Тим більше для тих, хто любить збирати усілякі механізми самостійно, набагато цікавіше створити простий паровий двигун своїми руками.

Дуже просте. Вогонь нагріває казан з водою. Під дією температури вода перетворюється на пару, яка штовхає поршень. Поки в ємності є вода, з'єднаний з поршнем маховик обертатиметься. Це стандартна схема будови парового двигуна. Але можна зібрати модель і зовсім іншу комплектацію.

Що ж, перейдемо від теоретичної частини до цікавіших речей. Якщо вам цікаво робити щось своїми руками, і вас дивують такі екзотичні машини, то ця стаття саме для вас, в ній ми з радістю розповімо про різні способи того, як зібрати двигун паровий. При цьому сам процес створення механізму дарує не меншу радість, ніж його запуск.

Метод 1: міні-паровий двигун своїми руками

Тож почнемо. Зберемо найпростіший паровий двигун своїми руками. Креслення, складні інструменти та особливі знання при цьому не потрібні.

Спочатку беремо з-під будь-якого напою. Відрізаємо від неї нижню третину. Так як в результаті отримаємо гострі краї, їх необхідно загнути всередину плоскогубцями. Робимо це обережно, щоби не порізатися. Так як більшість алюмінієвих банок мають увігнуте дно, необхідно його вирівняти. Досить щільно притиснути його пальцем до якоїсь твердої поверхні.

На відстані 1,5 см від верхнього краю отриманого «склянки» необхідно зробити два отвори один навпроти одного. Бажано для цього використовувати дирокол, тому що необхідно, щоб вони вийшли в діаметрі не менше 3 мм. На дно банки кладемо декоративну свічку. Тепер беремо звичайну столову фольгу, мені її, після чого обертаємо з усіх боків нашу міні-пальник.

Міні-сопла

Далі потрібно взяти шматок мідної трубки довжиною 15-20 см. Важливо, щоб усередині вона була порожнистою, тому що це буде наш головний механізм приведення конструкції в рух. Центральну частину трубки обертають навколо олівця 2 або 3 рази так, щоб вийшла невелика спіраль.

Тепер необхідно розмістити цей елемент так, щоб вигнуте місце розміщувалося безпосередньо над ґнотом свічки. Для цього надаємо трубці форми літери "М". При цьому виводимо ділянки, що опускаються вниз через пророблені отвори в банку. Таким чином, мідна трубка жорстко фіксується над ґнотом, а її краї є своєрідними соплами. Для того, щоб конструкція могла обертатися, необхідно відігнути протилежні кінці «М-елемента» на 90 градусів у різні боки. Конструкція парового двигуна готова.

Запуск двигуна

Банку розміщують у ємності із водою. При цьому необхідно щоб краї трубки знаходилися під її поверхнею. Якщо сопла недостатньо довгі, можна додати на дно банки невеликий грузик. Але будьте обережні – не потопіть весь двигун.

Тепер необхідно заповнити трубку водою. Для цього можна опустити один край у воду, а другим втягувати повітря, як через трубочку. Опускаємо банку на воду. Підпалюємо гніт свічки. Через деякий час вода в спіралі перетвориться на пару, яка під тиском вилітатиме з протилежних кінців сопел. Банк почне обертатися в ємності досить швидко. Ось такий у нас вийшов двигун своїми руками паровий. Як бачите все просто.

Модель парового двигуна для дорослих

Тепер ускладнимо завдання. Зберемо серйозніший двигун своїми руками паровий. Для початку потрібно взяти банку з-під фарби. При цьому слід переконатись, що вона абсолютно чиста. На стінці на 2-3 см від дна вирізаємо прямокутник з розмірами 15 х 5 см. Довга сторона розміщується паралельно дну банки. З металевої сітки вирізаємо шматок площею 12 х 24 см. З обох кінців довгої сторони відміряємо 6 см. Відгинаємо ці ділянки під кутом 90 градусів. У нас виходить маленький "столик-платформа" площею 12 х 12 см з ногами по 6 см. Встановлюємо отриману конструкцію на дно банки.

По периметру кришки необхідно зробити кілька отворів та розмістити їх у формі півкола уздовж однієї половини кришки. Бажано, щоб отвори мали діаметр близько 1 см. Це необхідно для того, щоб забезпечити належну вентиляцію внутрішнього простору. Паровий двигун не зможе добре працювати, якщо до джерела вогню не потраплятиме достатня кількість повітря.

Основний елемент

З мідної трубки робимо спіраль. Необхідно взяти близько 6 метрів м'якої мідної трубки діаметром 1/4 дюйма (0,64 см). Від одного кінця відміряємо 30 см. Починаючи з цієї точки, необхідно зробити п'ять витків спіралі діаметром 12 см кожна. Решту труби згинають у 15 кілець діаметром по 8 см. Таким чином, на іншому кінці має залишитися 20 см вільної трубки.

Обидва виведення пропускають через вентиляційні отвори у кришці банки. Якщо виявиться, що довжини прямої ділянки недостатньо для цього, можна розігнути один виток спіралі. На заздалегідь встановлену платформу кладуть вугілля. При цьому спіраль має розміщуватися якраз над цим майданчиком. Вугілля акуратно розкладають між її витками. Тепер банку можна закрити. У результаті ми отримали топку, яка приведе в дію двигун. Своїми руками паровий двигун майже зроблено. Залишилося небагато.

Ємність для води

Тепер необхідно взяти ще одну банку з-під фарби, але меншого розміру. У центрі її кришки свердлять отвір діаметром 1 см. Збоку банки роблять ще два отвори — один майже біля дна, другий — вище, біля кришки.

Беруть дві кірки, в центрі яких роблять отвір з діаметрів мідної трубки. В одну кірку вставляють 25 см пластикової труби, в іншій — 10 см, так, щоб їхній край ледь виглядав із пробок. У нижній отвір малої банки вставляють кірку з довгою трубкою, у верхню - більш коротку трубку. Меншу банку розміщуємо на великій банці фарби так, щоб отвір на дні був на протилежному боці від вентиляційних проходів великої банки.

Результат

У результаті має вийти наступна конструкція. У малу банку заливається вода, яка через отвір у дні витікає у мідну трубку. Під спіраллю розпалюється вогонь, що нагріває мідну ємність. Гаряча пара піднімається трубкою вгору.

Для того, щоб механізм вийшов завершеним, необхідно приєднати до верхнього кінця мідної трубки поршень і маховик. У результаті теплова енергія горіння перетворюватиметься на механічні сили обертання колеса. Існує безліч різних схем для створення такого двигуна зовнішнього згоряння, але у всіх них завжди задіяні два елементи - вогонь і вода.

Крім такої конструкції, можна зібрати паровий але це матеріал для окремої статті.