Как сделать парогенератор: Как сделать парогенератор своими руками — расскажет мастер. Жми!

Парогенератор своими руками. Как изготовить парогенератор на дровах своими руками

Парогенератор – это устройство, которое вырабатывает водяной пар в различных количествах, в зависимости от места применения. Зачастую подобные аппараты используются на промышленных заводах. Однако парогенератор нашел свое применение и в быту, где чаще всего устанавливается в душевые кабины и банные помещения. Благодаря такому устройству вы всегда будете дышать свежим и влажным (а не сухим) воздухом, что особо ценится у настоящих любителей бани. Однако перед тем как выбрать парогенератор, нужно обратить внимание на цену. Стоимость на них измеряется даже не сотнями, а тысячами долларов США. Поэтому при урезанном бюджете приходится искать другие способы, а именно – делать парогенератор своими руками. Как это сделать, смотрите в данной статье.

Что такое парогенератор?

Для начала давайте подробно рассмотрим все особенности данного аппарата. Он являет собой устройство, значительно расширяющие функциональность и возможности современного банного помещения или же душевой кабинки. При помощи такого аппарата можно запросто возродить древние традиции старинных римских бань, и все это только благодаря парогенератору.

По своим размерам данный аппарат не слишком велик, он отличается особой компактностью, что позволяет разместить его практически в любом месте банного помещения. Даже в небольших саунах площадью в 9 квадратных метров найдется место, где его установить.

Конструкция

Стоит отметить, что парогенератор имеет не только скромные габариты, но и весьма малый вес. По сути, справиться с его установкой может и один человек. Да и по своей конструкции парогенератор не представляет особой сложности. Кстати, данный аппарат состоит всего из нескольких элементов. Это:

• Камера испарения.
• Сопло.
• Ароматизатор.
• ТЭНы.

Как сделать парогенератор для бани?

Поскольку стоимость данных устройств не является доступной для большинства владельцев приусадебных саун, то наиболее эффективным решением будет изготовление их своими руками. Итак, давайте разберемся, как самому сделать парогенератор.

В качестве основы следует использовать пропановый баллон. Его габариты должны быть подобраны, исходя из количества пара, которое необходимо выработать для помещения. Также не нужно забывать и о правилах безопасности — перед началом работ баллон должен быть абсолютно пустым. Для этого достаточно выкрутить латунный клапан. Далее емкость тщательно моется. Внутренняя часть обрабатывается моющим средством для посуды до тех пор, пока внутри окончательно не исчезнет запах газа. После того как баллон высохнет, начните установку ТЭНов. Это следует делать с применением сварочного аппарата. Крепление для ТЭНов разрабатывается отдельно. Однако здесь необходимо учесть, что ТЭН должен выдержать нагрузку давления не менее 6 атмосфер. Намертво трубчатый электронагреватель вваривать не следует – установите его таким образом, чтобы у вас была возможность легкого демонтажа и установки данного элемента в случае перегорания. Подбираются данные электронагреватели с расчетом мощности 3 кВт на 10 л воды. Если вы делаете парогенератор на дровах, своими руками не обязательно монтировать ТЭНы и проводить какие-либо расчеты. Однако отметим сразу, что пользоваться данными агрегатами крайне неудобно (особенно если это устройство стоит в доме), поэтому лучше всего конструировать электрические устройства.

Привариваем трубки

Как дальше делается парогенератор своими руками? В верхнюю часть баллона дополнительно устанавливаются четыре трубки с резьбой. На них затем накручиваются элементы автоматики, а также кран заправки парогенератора и кран сброса давления. Но это еще не все. Сбоку следует приварить трубку с шаровым краном. При этом расположение данного элемента должно быть на расстоянии не более 10 сантиметров от верхней точки баллона. Трубка с шаровым краном будет служить в качестве уровня жидкости и открываться сразу же после того как в емкость поступило определенное количество воды. Как только жидкость начнет течь с него, данный процесс необходимо прекратить.

Доработка клапанов

Также в ходе работ следует доработать латунный клапан пропанового баллона. Для этого он распиливается пополам (при этом извлекается верхний стержень, а все 15-милиметровые отверстия дополнительно рассверливаются). Далее нарезается резьба и накручивается шаровой кран. Последний будет служить нам для отбора пара.

Все стрелочные манометры можно использовать в качестве приборов КиПА для парогенератора. Один их этих датчиков будет контролировать температуру, а второй – давление. Приборы должны соединяться последовательно. Это необходимо для того, чтобы при срабатывании ограничителей нагрев в системе автоматически отключался. Втягивающая катушка магнитного пускателя будет использоваться в качестве нагрузки.

Как установить парогенератор для сауны своими руками?

Особое внимание следует уделить тому, где именно будет расположен парогенератор в бане. Зачастую данный агрегат устанавливается недалеко от парилки, однако в отдельном помещении. Место, где будет расположен парогенератор, должно соответствовать следующим правилам – оно должно быть сухим и хорошо вентилируемым. Также с целью избегания конденсата следует правильно рассчитать длину паропровода. Он должен быть максимально коротким – только тогда риск образования влаги сведется к минимуму.

Монтаж устройства в душевую кабину

Если это душевая кабина, то вам необходимо будет обеспечить максимальную ее герметичность и принудительную конвекцию воздуха. Для этого сверху на душ монтируется специальный герметичный колпак. Конвекцию же будет осуществлять обычный вентилятор. Можно установить сразу несколько устройств, однако в душе не обязательно устраивать сквозняк. Вполне оптимальным вариантом будет приобретение нескольких 12-вольтовых устройств по типу тех, которые используются для охлаждения блоков компьютеров (кулеры).

Дальше необходимо подключить парогенератор своими руками к электричеству. Но поскольку ванная комната – это наиболее влажное и сырое помещение в доме, то с целью безопасности аналогично предыдущему случаю размещайте аппарат в каком-нибудь отдельном месте или же помещении (важно, чтобы это было сухое место). Если же вы решили купить данное устройство в магазине, то перед тем как выбрать парогенератор, обратите внимание на типы – автоматические агрегаты наиболее компактны и практически не занимают места.

Почему парогенератор ломается

Вообще данное устройство выходит из строя довольно редко (по причине своей примитивной конструкции). В большинстве случаев парогенератор ломается из-за плохого качества воды. Высокое содержание примесей железа, хлора и солей приводит к быстрому образованию накипи, что и служит поводом для поломки данного агрегата. Поэтому еще при установке следует подумать о приобретении специальных фильтров тонкой очистки. С ними поломка парогенератора точно будет исключена. И еще одно – чтобы данный агрегат прослужил как можно дольше, периодически сливайте из него остатки воды.

Итак, мы выяснили, как сделать парогенератор своими руками и избежать его преждевременной поломки.

Парогенератор своими руками — принцип работы, применяемые материалы, этапы сборки

Часто для решения различных бытовых и производственных задач необходимо иметь под рукой надежно работающий не сложный в своем устройстве источник водяного пара. Наиболее распространены в этом качестве приспособления, получившие название парогенераторов. Об изготовлении подобного устройства своими руками мы и расскажем в этой статье.

Содержание

• 1 Изготовление корпуса
• 2 Установка тэна
• 3 Монтаж питающей системы парогенератора
• 4 Отбор готового пара

Принципиальная схема приспособления включает в себя несколько обязательных элементов:

• корпус;
• система нагрева воды;
• трубопровод подачи воды;
• система регулировки уровня жидкости;
• трубопровод отвода готового пара.

Изготовление корпуса

Поскольку процесс нагрева воды до температуры парообразования применяется при приготовлении многих блюд, наиболее доступным вариантом корпуса домашнего парогенератора может стать какой-либо вид кастрюль. Из предлагаемых торговыми сетями вариантов наибольше применение нашли скороварки.

Их отличает достаточная толщина стенок емкости, высокая прочность крышки, а так же наличие систем герметичной фиксации ее на корпусе, а так же клапана, регулирующего внутреннее давление.

Нагрев воды до температуры парообразования можно осуществлять несколькими способами. Первый, напрашивающийся из аналогии с процессом приготовления пищи, заключается в постоянном подогреве днища емкости на газовой или электрической плите.

К сожалению, газификация различных частных мастерских достаточно ограничена, а установка скороварки на электроплиту сопряжена с различными опасностями. Поэтому чаще всего в парогенераторах сделанных своими руками применяется непосредственный нагрев жидкости с помощью электротэнов.

Вариантов подобных нагревателей в настоящее время достаточно много и не сложно подобрать конкретное устройство для нагрева практически любых объемов жидкости. Можно позаимствовать и у старого потекшего электрочайника.

Кроме этого всегда существует вариант установки нескольких нагревательных элементов в одну емкость.

Установка тэна

Монтаж тэнов осуществляйте на небольшом отдалении от дна посуды в предварительно просверленные отверстия, диаметр которых равен диаметру крепежей нагревателя. Для установки рекомендуем выполнить несколько дополнительных шагов.

Шаг первый: перед монтажом тэна в каждое отверстие поочередно установите стальной болт подходящего диаметра с двумя шайбами толщиной 3-4- миллиметра, расположенными с внутренней и внешней стороны стенок пароварки.

Затем с помощью гаечных ключей закрутите гайку с достаточным усилием.

Этот нехитрый прием позволит деформировать стенки емкости будущего парогенератора под крепление нагревателей.

Шаг второй: для обеспечения герметичности установки используйте силиконовые или резиновые термостойкие прокладки, устанавливаемые снаружи и изнутри. При их отсутствии изготовьте элементы самостоятельно. Для этого на лист бумаги нанесите слой герметика и слегка разровняйте.

Для получения слоя герметика определенной толщины выполните следующие действия.

Установите по границе небольшие деревянные вставки (куски шпона, школьные линейки, палочки от суши и проч.). Для равномерности толщины под бумагу подложите кусок толстого стекла. Сверху силикон так же накройте бумагой и стеклом, придавите с небольшим усилием и оставьте до полного высыхания материала.

Позже из полученного листа с помощью трубок легко вырубить дисковые прокладки требуемой величины.

После установки нагревателя налейте достаточное количество воды и убедитесь в отсутствии подтеканий в местах соединений.

Монтаж питающей системы парогенератора

Для бесперебойности процесса парообразования взамен удаляемому пару необходимо обеспечить постоянный приток свежей воды. Для этого установите в нижней части корпуса медную трубку, предварительно подготовив место установки так, как описано выше. Подача воды должна производиться в пространство под тэном, чтобы не происходило сбоев в процессе генерации пара.

Обязательным условием работоспособности приспособления является постоянное наличие жидкости в емкости парогенератора. В противном случае тэн быстро перегорит. Прямое подключение к водопроводу осложнено рядом причин.

Лучше рядом с корпусом парогенератора закрепить вспомогательную емкость, соединяемую шлангом с доливной трубкой парогенератора. В днище дополнительного бака в предварительно просверленное отверстие установите обыкновенный сантехнический поплавковый кран, к которому, в свою очередь и подключите трубу или гибкий шланг от водопровода.

Количество воды в вспомогательной емкости будет определяться настройкой поплавковой системы. По правилу сообщающихся сосудов в основной емкости устройства жидкость будет находиться на той же высоте (при условии равенства давлений в емкостях).

Это нехитрое приспособление позволит регулировать уровень жидкости в нашем самодельном парогенераторе и поддерживать его постоянство.

Процесс кипения воды сопровождается интенсивным образованием на поверхности тэна различных отложений, снижающих качество его работы. Во избежание этого необходимо периодически очищать нагревательные элементы с помощью различных бытовых средств.

Отбор готового пара

Для отвода конечного продукта нашего приспособления выполним ряд дополнительных операций. В крышке корпуса парогенератора установите конец гибкого шланга для отвода готового пара. (Может подойти и старый шланг от пылесоса.) Для этого просверлите подходящее по диаметру отверстие и закрепите резьбовыми деталями недлинный переходник. Для облегчения процесса сверления лучше подбирать пароварку, имеющую не стеклянную, а металлическую крышку.

Вот как сделать парогенератор своими руками в домашних условиях

Если видеоплеер не работает, вы можете нажать на эту альтернативную ссылку на видео.

Хотите сделать свою собственную низкотехнологичную поршневую паровую турбину? Затем следуйте этому простому руководству, чтобы сделать его более или менее полностью из металлолома.

Источник: Great Inventions/YouTube

Как вы понимаете, прежде чем приступить к работе, вам потребуются некоторые инструменты и материалы.

Необходимые материалы и оборудование

• Банка газировки
• Старая консервная банка
• Старые магниты
• Старый двигатель постоянного тока
• Старый шприц
• Старая электроника с индукционной катушкой
• Резиновая трубка
• Дерево
• Некоторые виды топлива
• Основные инструменты (гаечный ключ, отвертки и т. д.)
• DEKOPRO Сварочное оборудование и защитное оборудование
• Различные гайки и болты

Со всем снаряжением в руках пришло время приступить к этой великолепной маленькой постройке.

Шаг 1: Подготовьте генератор

Первый шаг — взять старый двигатель и полностью его разобрать. Сделав это, возьмите угловую шлифовальную машину и отрежьте ротор, как показано на видео.

Затем возьмите старый болт и приварите его к открытому концу ротора. После завершения отрежьте головку болта. Затем добавьте гайку к болту, а затем отрежьте небольшой отрезок стального стержня квадратного профиля от болта и гайки, как показано на рисунке.

Источник: Great Inventions/YouTube

Затем смешайте двухкомпонентный клей и приклейте несколько маленьких магнитов к квадратному металлическому отрезку, как показано на рисунке. Проверьте вращение штока двигателя, он должен свободно вращаться. Если нет, отрегулируйте соответственно.

Сделав это, просверлите два отверстия в торцевой пластине двигателя и прикрепите возвратно-поступательный рычаг к основному двигателю, как показано на рисунке.

Шаг 2: Изготовление поршня

Затем возьмите старый шприц и просверлите в поршне несколько отверстий. Подсоедините возвратно-поступательный рычаг к поршню, как показано в видео-инструкции. Приклейте на место по мере необходимости.

Сделав это, возьмите банку пива или газировки и осторожно просверлите отверстие в верхней части. Слейте жидкость и убедитесь, что кольцо не повреждено. Вклейте короткий отрезок узкой металлической трубы в отверстие в банке.

Источник: Great Inventions/YouTube

Затем возьмите доску и разрежьте ее на две небольшие деревянные пластины, чтобы установить генератор. Вырежьте два куба из дерева, чтобы установить главный двигатель. Сделайте это, используя два отверстия, которые вы просверлили ранее.

Сделайте еще одну точку крепления, чтобы закрепить шприц, и при необходимости прикрепите его к креплению. Проверьте действие возвратно-поступательного рычага, выдвигая и нажимая на поршень в шприце.

Это должно включить двигатель.

Шаг 3: Соберите динамо-машину

Затем возьмите наше старое электрическое устройство, содержащее индукционную катушку, и освободите катушку от устройства. Установите его вокруг открытого ротора старого двигателя.

Источник: Great Inventions/YouTube

Затем возьмите хирургическую трубку и подсоедините ее к носику шприца. Приклейте другой конец трубки к металлическому носику, который вы ранее прикрепили к банке с газировкой.

Затем просверлите небольшое отверстие в верхней части шприца, чтобы пар выходил из системы.

Источник: Great Inventions/YouTube

После этого подключите проводку индукционной катушки, как показано на видео. Удлините проводку там, где это необходимо, чтобы позже собирать электроэнергию.

Шаг 4: Добавьте источник тепла

Затем возьмите старую жестяную банку, вырежьте монтажный паз в верхней части, чтобы установить банку с газировкой, и решетку с одной стороны, чтобы управлять источником тепла.

Установите жестяную банку на основное основание генератора, а затем закрепите банку с газировкой по мере необходимости.

Источник: Great Inventions/YouTube

После этого подключите электрическую вилку и преобразователь переменного тока к генератору, чтобы можно было отключать питание и преобразовывать его для питания электрических устройств и т. д.

Источник: Great Inventions/YouTube

Сделав это, добавьте немного топлива в основной котел. Подойдет все, что горит, но хорошо работают разжигатели или таблетки Esbit.

Сделав это, наполните банку с газировкой водой и подожгите топливо по мере необходимости. Это превратит жидкость в банке с газировкой в ​​пар, активируя поршень шприца и приводя в действие генератор.

Эй, вуаля, у тебя волшебная сила!

Если вам понравился этот проект, возможно, вам понравятся и другие низкотехнологичные штуковины. Как насчет того, чтобы, например, сделать собственный открытый гидрогенератор?

Паровая энергия в вашем будущем?

Скип Гебель
Выпуск № 43 • Январь/февраль 1997 г.

Если вы думаете, что пар устарел, подумайте вот о чем: почти столетие назад паровые машины и корабли достигли таких скоростей и эффективности, которых до сих пор трудно достичь даже с современными двигателями внутреннего сгорания.

Пар — одна из самых мощных и самых опасных форм независимой энергии. Он настолько мощный, что здесь, в Tiny Power, производителях паровых двигателей, по крайней мере раз в неделю нам звонит кто-то, кто собирается спасти мир с помощью пара. Обычно требуется всего несколько минут разговора, чтобы понять, что звонящему нужно больше узнать об основах паровой техники.

Эта статья является попыткой ответить на некоторые из многих вопросов, которые люди задают о Steam. И я думаю, что первый вопрос: может ли это спасти мир, по крайней мере, в том, что касается ваших личных потребностей в энергии? Это зависит от.

Для первоначальных инвестиций в этот наиболее трудоемкий вид домашнего электроснабжения вы, вероятно, могли бы купить дизельный генератор и 5-10 тысяч галлонов топлива без существенных изменений в вашем образе жизни.

Если вы планируете сжигать древесину, вы должны знать, что газификация древесины и сжигание ее в двигателе внутреннего сгорания является очень авторитетной наукой. Это может быть более практичным приложением для вас.

Если вам нужно большое количество контролируемого тепла, скажем, для обогрева большого дома, курятника или даже печи, паровые установки превосходны тем, что отработанное тепло (выхлоп) парового двигателя даст вам чрезмерное количество БТЕ для игры.

Что такое пар?

Что такое пар? «Вода сошла с ума от жары» — хороший ответ, как и любой другой. Вода действительно превратится в пар в вакууме, если ее температура будет поддерживаться на уровне 40 градусов по Фаренгейту. И наоборот, при давлении 3200 фунтов на дюйм. на квадратный дюйм и температуре около 720 градусов, пар становится «сверхкритическим» и фактически имеет такую ​​же плотность, как вода. Современные паровые системы работают при таком давлении, потому что пар, являющийся «сверхлучистым» газом, поглощает и отдает тепло намного быстрее, чем вода.

Только «сухой» пар производит полезную работу. Пар представляет собой сухой, прозрачный газ без вкуса. Мутное вещество, которое вы видите из чайника, на самом деле является просто водяным паром и не может быть использовано для наших нужд, потому что, если вы можете его увидеть, вся работа уже сделана.

Одна из небольших высококачественных паровых машин производства компании автора Tiny Power, Inc.

Когда вода превращается в пар, вы можете повысить температуру газа и сохранить в нем больше энергии/работы. Мы называем это «перегретым» паром, и хотя это желательное условие, оно редко используется на небольших паровых установках.

Что мы хотим делать с паром, так это извлекать из него работу. Работу лучше всего описать как движение или изменение скорости массы. Для выполнения работы требуется энергия. Сообщать энергию массе — это одно, а передавать и использовать эту энергию — совсем другое. Вода в виде пара является отличной средой для передачи энергии.

Вода – практичное, безопасное и эффективное неорганическое химическое вещество, которое легко поглощает и передает энергию. Чтобы понять, как это происходит, попробуйте мыслить в терминах дифференциалов, т. е. разницы в температуре, разнице в давлении или, точнее, разнице в объеме. Когда пар переходит из одного объема в другой, совершается работа. Примером этого является опускание поршня в цилиндре, что создает дополнительное пространство или объем (расширение). Поскольку происходят объемные изменения, должны также происходить изменения температуры и давления. Это законы природы, которые вы не можете изменить. У нас есть единицы для измерения свойств массы. Как правило, давление измеряется в фунтах на квадратный дюйм, объем – в кубических футах, а температура – ​​в градусах по Фаренгейту. (Ребята, я еще не в метрике.)

А сейчас позвольте представить вам британскую тепловую единицу (БТЕ). Это единица измерения в Соединенных Штатах, которая похожа на калорию в метрической системе. Это не что иное, как единица тепла. Одна БТЕ – это количество тепла, необходимое для нагревания одного фунта воды на один градус по Фаренгейту. И наоборот, если фунт воды падает на один градус, он высвобождает одну БТЕ.

При сгорании любого топлива выделяется энергия в виде тепла, и это тепло может быть измерено либо в БТЕ, либо в калориях. Мы будем использовать BTU. Примером может служить древесина дуба, которая имеет 6-11 тысяч БТЕ на фунт. Рассматривайте это как потенциальную энергию или энергию, ожидающую своего появления. При окислении (сгорании) он высвобождает энергию, и если мы производим пар с этой энергией, мы можем использовать пар для передачи этой энергии куда-то еще для выполнения полезной работы.

Паровой катер Санта-Крус II , Эхо-Лейк, Калифорния

Другими источниками БТЕ могут быть горячие источники или солнечные батареи. Помните, что мы ищем разницу температур; чем выше мы можем поднять температуру воды, тем больше работы мы можем получить из воды. К сожалению, чем меньше разница температур, тем больше должен быть объем воды. Например, один фунт пара при температуре 800 градусов совершает определенную работу; чтобы произвести тот же объем работы при 400 градусах, нужно гораздо большее количество воды.

Итак, мы берем один фунт воды с температурой от 60 до 212 градусов и потребляем 152 БТЕ. (212 – 60 = 152) Теперь добавляем еще одну БТЕ и все это превращается в пар при атмосферном давлении. Верно? Неправильный!

Поднять температуру воды легко; замена воды на пар — совсем другое дело. Чтобы изменить физическое состояние материи, требуется много энергии. Помните, здесь это не пропадает даром; скорее хранится.

Для преобразования одного фунта воды из воды с температурой 212 градусов в пар с температурой 212 градусов (все еще один фунт по весу) при атмосферном давлении требуется еще 970 БТЕ. Если мы все это вместим, как в котле, то получим перепад давления (внутри и снаружи). Этот фунт воды при температуре 212 градусов занимал всего 0,2 кубических фута. Пар при температуре 212 градусов и атмосферном давлении (или 14,7 фунта на квадратный дюйм) займет 27 кубических футов.

Теперь, если этому пару не позволяют расширяться в эти объемы, потому что он содержится, мы получаем увеличение давления. Именно это давление мы будем использовать для выполнения нашей работы.

Какой тип котла?

Емкость, в которой мы будем делать наш пар, называется бойлером. Есть в основном три типа котлов.

Жаротрубный котел. Это самая старая, самая простая и самая стабильная выработка пара. Он же и самый опасный (склонен взрываться). Поэтому больше не об этом. Забудь, нада, никак и т.д. Наклей себе на мозг эту наклейку: В галлоне воды динамитная шашка .

Водяная трубка. Это эффективнее, безопаснее, распространеннее, проще в сборке и т. д. По сути, конструкция включает ряд труб, которые выходят из барабана вниз и окружают камеру сгорания (топку). Затем пар отводится из верхней части барабана, где по трубе направляется по назначению.

(См. рис. 1.)

Рис. 1. Водотрубный котел

Типичным примером этих типов является котел для отопления дома. Большие корабли и электростанции также используют эти конструкции. У нас есть такой на нашем 23-футовом пароходе, который работает на дровах, и он работает довольно хорошо. Позвольте мне вставить здесь, что если вы сжигаете твердое топливо (древесину или уголь), вы всегда будете присматривать за котельной . Если не можете, просто отбросьте эту идею. Если можете, будьте готовы к вечному блаженству.

Базовая компоновка показана на рисунке. Ни в коем случае не используйте эту иллюстрацию для проектирования собственного котла. Если вам пришлось учиться, читая эту статью, вы не можете, не будете и не будете строить один из них. Помните, смерть окончательна (и болезненна).

Существует множество утвержденных, сертифицированных и хорошо протестированных планов. Steam — определенно «доработанная» наука. Если вы заглянете в желтые страницы, вы найдете сертифицированных котловщиков, которые сделают работу правильно. Технически вы нарушаете закон, строя несертифицированный котел.

Однотрубные или испарительные котлы . На сегодняшний день это самый эффективный, легкий и безопасный котел. Его легко и недорого построить. Они лучше всего работают при непрерывной, устойчивой работе. Однако при небольшом запасе мощности они чувствительны к колебаниям запасов топлива и воды, не говоря уже о нагрузках. Наиболее распространенными вариантами являются портативные пароочистители. Современные мотели используют вариант в качестве водонагревателей.

Большой пароход

В основном они состоят из одного непрерывного бухта труб или труб различной конфигурации. Отсюда и название «Монотрубка». Если мы сможем обеспечить точный контроль подачи топлива/воды, то у нас будет идеальный домашний котел. Газовые и жидкие виды топлива являются идеальным видом топлива для однотрубных двигателей, поскольку их легко регулировать. И да, существуют утвержденные конструкции монотрубок, и профессионал может построить их довольно дешево.

Факты горения

Для сжигания определенного количества топлива требуется определенное количество воздуха — не больше и не меньше. Также требуется достаточное количество места для сжигания. Недостаточно воздуха, и вы получите неполное сгорание. Слишком много воздуха, и вы нагреваете воздух.

Кроме того, если мы слишком быстро встретим воздух с топливом, мы получим слишком жаркое пламя. Это плохо, потому что при температуре выше 1800 градусов азот в воздухе и некоторые другие химические вещества начинают окисляться. Мало того, что это ядовито, это еще и пустая трата энергии.

Место для горения важно, потому что слишком мало, и мы погасим пламя. Держите зажженную свечу так, чтобы пламя коснулось кубика льда, и если вы присмотритесь, то увидите невидимый слой газа, изолирующий пламя от поверхности. Этот слой представляет собой несгоревшие газы, такие как окись углерода, и возникает из-за того, что температура поверхности была ниже температуры воспламенения горючих газов. Правило таково: пламя не должно касаться металла.

Кроме того, слишком много места, и мы можем потерять наши коэффициенты излучения. Вообще говоря, котел получает 60-70% передачи энергии от лучистой энергии, а не от горячих газов.

Паровой трактор половинной шкалы

Идея состоит в том, чтобы аккуратно соединить воздух и топливо и дать им достаточно места или времени для выполнения своих задач. Существуют установленные формулы для всех этих факторов, и ваш производитель котлов будет знать, что делать, как только вы сообщите ему о своих потребностях.

Огромный крутящий момент

Теперь, когда у нас есть пар, давайте воспользуемся им. Мы извлекаем работу из пара, позволяя ему расширяться в контролируемой среде, такой как поршень в цилиндре или сопло в турбине.

Турбины хорошие, и у меня есть одна, но в домашних масштабах они очень неэффективны. Это просто вопрос физики и затрат. Я знаю, что есть много людей, которые будут спорить с этим, но если они смогут придумать эффективную домашнюю турбину и продать ее по разумной цене, я куплю ее.

Итак, мы застряли с поршневым (поршневым) двигателем. Мужаться. Они работают, они долговечны и существуют уже давно. Паровые двигатели тихие, тяжелые, долговечные и, если они современные, просты в обслуживании (в наших более крупных моделях используются герметичные шарикоподшипники).

Вы можете найти множество бывших в употреблении двигателей на старых верфях, нефтеперерабатывающих заводах, древних фабриках, шахтах и ​​железных дорогах. Или можно купить новый.

Паровые двигатели можно сравнить с быстродействующим гидравлическим цилиндром с автоматическим клапаном. Баран соединен с кривошипом, который вращается и дает полезную работу. Важно отметить, что большинство паровых двигателей предназначены для подачи пара с обеих сторон поршня, что делает их «однотактными». Это также заставляет поршневые двигатели создавать огромный крутящий момент практически на любых оборотах. Вы можете рассчитать этот крутящий момент, взяв квадратные дюймы поршня, умножив это значение на среднее давление в цилиндре и умножив это число на длину хода, измеренную в футах, деленную на 2. Примером может быть: Одноцилиндровый двигатель имеет диаметр цилиндра 3 дюйма и ход поршня 4 дюйма, и он работает при 100 фунтах среднего цилиндра или «среднего» давления. Трехдюймовый поршень имеет приблизительно 7 квадратных дюймов (3 x 3 x 0,7854) и ход 0,33 фута. (4/12). 7 х 0,33 = 2,31. Умножьте это на давление в 100 фунтов x 2,31 = 231 и разделите это на 2, и вы получите крутящий момент в 115,5 футо-фунтов. В действительности, однако, имеет место трение и потери эффективности.

Эффективность измеряется тем, сколько пара/воды потребляет двигатель для выполнения определенного объема работы. Обычно это измеряется в фунтах пара/воды на лошадиную силу в час. На английском языке это означает, что на каждую лошадиную силу, произведенную за один час, через двигатель проходит определенное количество пара/воды.

Наш цех работает уже 18 лет и производит 4000 ватт в час. Он потребляет около 250 фунтов воды (превратившейся в пар) за один час. 750 ватт считается одной лошадиной силой, а если подсчитать потери эффективности, то получается около 47 фунтов на лошадиную силу в час (250 фунтов разделить примерно на 5,3 лошадиных силы). Иными словами, на каждую лошадиную силу, производимую двигателем, мы испаряли 47 фунтов воды в пар и пропускали его через двигатель.

Есть двигатели, которые намного эффективнее, но они стоят гораздо больше, чем вы хотите платить. Эффективность — это хорошо, но если топливо бесплатное, какая вам разница? Потому что чем меньше дров вы сжигаете, тем меньше вам приходится рубить. За 10 дней я израсходовал столько же, сколько дрова, и для меня это слишком много работы.

Все это возвращает нас к вопросу, чем пар отличается от других форм независимой энергии? Потому что, если вам нужно большое количество тепла, выхлоп двигателя даст вам именно это.

Паровые двигатели и котлы обычно наиболее эффективны при полной настройке, все клапаны открыты, полный огонь и т. д., так что это подводит нас к следующему вопросу:

AC против постоянного тока

В домашних условиях электричество является наиболее распространенным форма энергии. Таким образом, паровой двигатель/генератор оказывается наиболее практичным применением.

Генераторы бывают переменного или постоянного тока, и оба имеют свое применение. В магазине Tiny Power наша Winco мощностью 4 кВт — это переменный ток. К сожалению, переменный ток требует точного контроля скорости в виде тонкого регулятора и тяжелого маховика. Я бы посоветовал большинству людей вместо этого использовать DC. DC проще в изготовлении, управлении и, самое главное, его можно хранить. Вырабатывая электричество постоянного тока и сохраняя его, паровая система может работать на максимальной мощности в течение короткого периода времени (наиболее эффективно), а не простаивать весь день (неэффективно). Это практично, потому что вы можете заранее включить электричество, а затем заняться своими делами.

Этот пароход с типичной силовой установкой использовался в фильме Maverick

Я управлял паровой электростанцией постоянного тока мощностью 1 кВт в качестве туристической достопримечательности здесь, в Брэнсоне, штат Миссури, какое-то время и влюбился в высокое напряжение постоянного тока. В системе работало освещение и двигатели на 120 вольт. Единственным недостатком является то, что постоянный ток сильно влияет на контакты и переключатели. Вы должны купить те дорогие выключатели и выключатели, которые рассчитаны на постоянный ток

Steam for home power

Tiny Power предлагает 13 различных моделей двигателей, а также аксессуары, и мы ориентируемся в основном на любителей, таких как бывшие машинисты и пароходщики по всему миру. Однако наше сердце по-прежнему стремится к самодостаточности.

Я сам нахожусь в процессе создания еще одной компании, занимающейся использованием пара в качестве домашнего источника энергии. Я не выпущу ее на рынок, пока система не станет надежной, эффективной и доступной по цене.

На следующем рисунке показана практическая концепция системы парогенератора в домашних условиях. Это не настоящий план, и я не несу ответственности за тех, кто использует его как таковой. Для тех людей, которые думают, что они собираются использовать свою дровяную печь для производства пара, пожалуйста, сделайте следующее: включите меня в свое завещание, отправьте детей жить к бабушке, честно предупредите соседей и расплатитесь за свою собственность на берегу океана. в Аризоне.

Начнем с потребностей. Нашему дому потребуется 2400 Вт/час электроэнергии в сутки. Поскольку мы получаем от батареи только 75% того, что в нее вкладываем, нам нужно вложить 3200 ватт/час (2400 / 0,75 = 3200). Несмотря на то, что 750 ватт = 1 лошадиная сила, генераторы, ремни и т. д. неэффективны. Безопасная цифра — это 30% потерь, поэтому 3200 ватт при КПД 70 % = 4266 ватт (3200 / 0,70 = 4571). Округляем до 4600. Наша потребность в мощности составляет 4600 ватт/час, деленное на 750, что составляет 6,1 лошадиных сил (4600 / 750 = 6,1).

Используя 47 фунтов пара на час лошадиных сил, потребляемых нашим двигателем, мы берем 6,1 и умножаем на 47, и мы получаем 286,7 или в основном требуется 287 фунтов пара/воды.

Мы скажем, что для превращения воды в пар при нашем рабочем давлении 120 фунтов на квадратный дюйм потребуется 1200 БТЕ на фунт воды/пара. Таким образом, требуется 287 фунтов пара/воды x 1200 БТЕ = 344 400 БТЕ (287 x 1200).

КПД нашего котла составляет 70 %, поэтому 344 400 БТЕ, деленные на 70 %, дают нам число 49. Фактически требуется 2000 БТЕ (344 400 / 0,70 = 492 000).

Наша древесина имеет теплотворную способность 7 000 БТЕ на фунт, поэтому нам нужно 70,3 фунта древесины (492 000 / 7 000 = 70,3). Давайте распределим нагрузку на два часа, и мы увидим, что мы будем сжигать 35,2 фунта дров в час (70,3 / 2 = 35,2), или около 35 фунтов. Чтобы представить это в перспективе, это здоровенная охапка дерева.

Помните, что это цифры «реального мира», и они резко отличаются от того, что придумает какой-нибудь так называемый «образованный» тип с розовыми руками.

>Нажмите на это изображение, чтобы просмотреть полную версию страницы (111K). Используйте кнопку НАЗАД вашего браузера, чтобы вернуться на эту страницу.

Если вы будете следовать иллюстрации на рисунке 2, обратите внимание на направление потока топлива и воды. Это однотрубная конструкция, в которой будут использоваться электрические насосы и воздуходувки, что обеспечивает простоту управления.

Он будет сжигать древесный газ из «варочных котлов», которые нагревают древесину до температуры воспламенения, но лишают ее кислорода. Этот несгоревший газ затем смешивается с нагретым воздухом и сжигается в основании котла. Дымовые газы проходят по трубам воды, а затем по воздухонагревателю и выходят из выхлопной трубы.

Вода будет поступать во внешний змеевик, набирать тепло, поступать в теплообменник (пароохладитель) и в сепаратор. Пар будет выходить из верхней части сепаратора во внутренний змеевик, который действует как пароперегреватель. Чрезмерно горячий пар будет проходить через пароохладитель, высвобождая некоторое количество БТЕ в поступающую воду. Теперь «закаленный» пар направится к двигателю, где и сделает свою работу. Выхлопные газы двигателя попадают в змеевик, который находится внутри большого резервуара, и отдают оставшееся тепло воде. Сделав это, наш пар сконденсируется в воду и прокачивается через вакуумный насос, который выбрасывается в «горячий колодец». С этого момента он перекачивается обратно в котел через питательный насос высокого давления, чтобы начать все заново.

Получение образования

Я не могу не подчеркнуть важность получения образования, прежде чем начинать возиться. У крупных лесопильных заводов обычно есть силовая установка, а инженеры — люди близкие по духу, которым всегда хочется похвастаться своим «детищем». Совершите поездку по старым кораблям или нефтеперерабатывающим заводам и не бойтесь задавать вопросы. Вы получите от кого-то больше, если будете задавать вопросы, чем пытаться рассказать им то, что знаете.

Высшее образование — это посещение шоу парового клуба. Их буквально тысячи каждый год. Скорее всего, вы находитесь менее чем в часе езды от одного из них. Обязательно приводите детей. Шоу, безусловно, семейное дело. Любой магазин для хобби должен быть в состоянии сказать вам, где он находится в этом районе.

Также ознакомьтесь с различными доступными публикациями. Есть несколько журналов о паровых машинах.