何でも実習生の実習日誌

電子工作、模型スチームエンジン工作など、何でも工作が大好きです。
手持ちの工作機械は卓上ボール盤だけ、全て手作りです。

煙管を太く、底面積を広くすれば良いかも知れない   - 小型ボイラー工作 -

2014-06-29 21:17:07 | エンジン工作
2016/06/29 (日曜日) 曇り後晴れ午後は豪雨・雷雨


なるべく小さく作くてパワーが大きいボイラーを作ろうと欲張って
底面積が狭くて背が高い設計にしてみた。
そして更に欲張って8φパイプを上下に貫通させて18本もの煙管を
取り付けた構造になっている。
出来上がったものを見ると底は煙管の穴だらけで実面積はわずかしかない。
それをガスバーナーで炙って蒸気を出そうとしたのだが、全然パワーがでない。
お釜を囲ったケースは滅茶苦茶に熱くなる。
ボイラーを置いたケイカル板にはボイラーケースの底に形に焦げ跡が付いてしまうほどだ。
それでもパワーはでない。
試しに煙突を取り付けてみた。
これは効果があってパワーは大分増えた。
しかし、効果がある煙突はかなり大きなものになってしまう。
ボートに取り付けるにはまた別の問題になりそうだ。

煙突無しでもそれなりのパワーを出すボイラーを作りたい。
今まで作った定置型ボイラーもボートに載せた超大型ボイラーも煙突無しでも1、2Wの
パワーは出せる。
これは大型だから汽罐の底面積も広いし煙管用のパイプも太い。
これと同じような機関車用に作ったカマボコ型のボイラーが使われずに手元にある。
よーし、これを使ってパワーチェックをしてみよう。


↓ カマボコ型汽罐を包み込む袴(燃焼室)を作った。



↓ 今までのテストで使ったバーナーを取り付けた。



↓ 燃焼確認。



↓ 袴(燃焼室)に載せたカマボコ型汽罐。
   3年ぐらい前に初めて作った銅製煙管付お釜だ。 釜の容積は1リットル以上ある。
   機関車用に作ったけどちょっと大き過ぎと、ボコボコなのでお蔵入りしていた。




↓ パワーチェックの様子。




同じバーナーで炙っているのだがこのお釜はパワーが出る。
昨日チェックした小型四角釜は煙突を取り付けてチェッカーの目盛は“7”ぐらいだったが
このカマボコ型汽罐は煙突無しでも目盛の“8”までパワーがでた。
これでバーナーはそれだけの熱量が出せることがわかった。
釜の構造をうまくすればもうちょっと小型にできるだろう。


そのカマボコ型汽罐をテストしたときの様子を動画でご覧ください。







煙管は10φ以上に。 

煙管の本数はそこそこに。 少なめに。

底面積を広めに。

これを基にしてもう少し小型にした定格容積500ccの釜を作ろう。



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煙突は効果があるけど大き過ぎる   - 小型ボイラー工作 -

2014-06-28 20:57:34 | エンジン工作
2014/06/28 (土曜日) 雨



小型ボイラーの四角釜に底にぴったり嵌る「袴」を取り付けた。
この「袴」の中でバーナーを燃やすのだ。
こうすれば燃焼したときの熱は全て四角釜の底に伝わるはずだ。
そして排気ガスは18本の煙管を通って回りの水を熱してて外気に出て行く。
これでかなり強力な蒸気が出て来るはずだったがのだが・・・・・

「袴」の周囲はかなり熱く熱せられている。
下の方の隙間からは炎があふれ出ているみたいだ。


↓ ステンレスの薄板で工作した四角釜用の「袴」。



↓ 四角釜の底にぴったり嵌るようになっている。



↓ この袴の中でバーナーが燃えて釜底を熱する。



↓ 四角釜と燃焼部の合体。 これで強力な蒸気が出るはずだったのだが・・・・・



バーナーに点火して見ると、袴の開口部や隙間からはかなり高温の空気が噴出す。
多分、袴の中では燃焼ガスが渦巻いているのだろう。
ところがパワーは全然でない。
バーナーの熱が釜の中に伝わっていないみたいだ。
煙管の上端に手をかざしてもそれ程の熱さは感じない。
燃焼ガスが煙管の中を登ってこないみたいだ。
これでは釜の中の水には熱は伝わらないだろう。

煙突を付けて無理やり熱を吸い上げて見よう。


↓ カセットボンベの空缶を繋いで作った煙突。 長さは約50cmもある。





↓ この煙突を四角釜の煙管の上に被せて立てる。





↓ またボイラー・パワーチェッカーのお出ましだ。



煙突は効果があった。
煙突を立てるとパワーが増加するのがわかる。
バーナーの燃焼音も大きくなる。
換気が良くなって力強く燃焼するんだろう。


その様子を動画でご覧ください。






テスト中に段々とパワーが下がってくる。
ボンベが気化熱で冷えてガスの圧力が低下してしまうのだ。
初めてガスコンロを改造したボイラーを工作したときは、
ボンベがバーナーに近すぎる・・・と心配したものだが、
それよりも長時間運転を続けると気化熱のために冷却され過ぎて
ガス圧力が下がってしまう方が問題だった。
それ以降はボンベに熱を加える加温機構を設けているが、
今回のようなバラック組立でテストをするときには加温はなかなか難しい。
蒸気排気を利用するのが安直だがボンベにチューブを撒きつけるのが面倒だ。
そこで、今回こんな加温器(と言えるかどうか)を作った。


↓ 銅線のコイルの中にシリコンチューブを巻き込んである。




↓ これをボンベの下部に嵌める。 バネりがあるのでぴったり嵌められる。
   これで最初から最後までガス圧を維持できる。 





確かに煙突がある方がパワーは出る。
だけど、こんなに大きな煙突では小型ボイラーどころか超大型と名前を変えなくてはならない。
これでは小さなボートになんかは搭載できない。
やっぱりこのボイラーは失敗だ。
煙突が無くても強力な蒸気が沸くボイラーを作り直そう。






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また一からやり直し(続き)    - 小型ボイラー工作 -

2014-06-26 20:36:04 | エンジン工作
2014/06/26 (木曜日) 曇りときどき晴れ


小型に作ろう、小型にしよう・・・・・と無理して工作した小型ボイラー。
無理し過ぎて結局は失敗してしまった。
バーナーの燃焼状況、バーナーから汽罐の底までの高さ、煙管のサイズ、本数、
などなど全く考えず(考えたって解からないから)、見よう見まねの手探りだから
うまくいかないの当然だ。
もう一度初めからやり直ししよう。

というわけでボイラーのいろいろな実験に使う「ごとく」を作ってみた。
バーナーの燃焼を観察したり、罐底までの距離を変えられるとか、バーナーヘッドの
交換も簡単に出来るように工夫した。


↓ 苦心して作った小型ボイラーも結局は屑になってしまった。



↓ いろいろな釜を載せて実験できるように「ごとく」を作った。



↓ 小型四角釜を載せたところ。



↓ バーナー囲いで炎を釜の底部分に集中させる。(まだ工作途中)



↓ 今度は強力な蒸気を作ってくれるかな?



↓ このバーナーヘッド(メーカー製)もテストしてみよう。



さぁ、また火遊びが始まる。

(えっ、「火遊び」には気をつけなさいよ・・・・「危険」だからね)

はい、わかってます・・・・・

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また一からやり直し         - 小型ボイラー工作 -

2014-06-25 19:22:52 | エンジン工作
2014/06/25 (水曜日) 曇り後雨 雷


このところ大気の様子が不安定で荒れた空模様が続いている。
オイらも期待を込めて作ったスチームエンジンが思うような性能で
回ってくれないのでちょっと落ち込んでしまった。
エンジンパワー不足の原因はエンジン自身にもあるだろうけれど、
ボイラーが問題だと思っている。
小さなセットにしようと思って小型にし過ぎたのではないだろうか?
狭い燃焼室にして熱気を外に出さないようにすれば熱は汽罐に集中して
強力な蒸気を発生してくれるはずだと思ったのだが、うまくいかなかった。
ケースが過熱してものすごく熱くなる。
ボイラーを置くために敷いたケイカル板が燃焼室の熱で焦げるほどだ。
こんなに過熱する燃焼室ではバーナーの逆火も発生しやすいのではないだろうか?

バーナーの燃焼ガスが汽罐を熱せずにケースを過熱させているのではないだろうか?
それにバーナー面から汽罐の底までの距離も離れ過ぎているように思う。
ボイラーのパワーチェッカーで確認しながら設定した高さだからこれで最良なのだろうが
市販のガスコンロでは鍋底とバーナー面はこんなには離れていない。
どこかおかしいのだろう。


↓ ボイラー燃焼室に汽罐を固定するためのフランジ。
   汽罐の周囲を取り囲んでいてケース(燃焼室)に密着して取り付けることでバーナーの熱は
   ここで遮蔽されて上には回って来ないようにした(つもりです。)
   もしかしてこのフランジで上に回る熱を遮蔽していることが不調の原因か?
   そしてバーナーの熱がこのフランジを伝わってケースを熱くしてるのかな?




↓ このフランジを取り外そうと無理やり切り離したら汽罐に穴が開いてしまった!




↓ フランジを完全に取り除くのは止めて残るところはそのままにした。
  そして穴を塞ぐ作業を始めた。



↓ パッチを当ててロウ付けする。






↓ 穴ふさぎが終わった汽罐。 傷跡が痛ましいよ。




さぁ、今度はもう少しゆったりとしたボイラーを作るとしよう。



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シリンダー・ピストン換装後の運転テスト           - V4エンジンの小排気量化を目指して -

2014-06-21 08:45:15 | エンジン工作
2014/06/18(水曜日) 晴れ


悪戦苦闘しながらも何とか配管を終えてエアーチェックも済ませた。
そこでいよいよボイラーに接続してのテストを始めた。
先ず最初は無負荷での回転数チェックをしてみた。



↓ テストの様子。



↓ フライホイールはプーリを兼ねたアルミ製。
   もちろん手作り。 5mm厚のアルミ板を切り取ってヤスリで丸くしてから、丸ヤスリで削って溝をつけた。




ボイラーからの蒸気での回転は果たしてどんな結果に。
期待してボイラーに点火したのだが、その結果は・・・・・・

その様子を動画でご覧ください。





ボイラーの圧力は0.5気圧ばかり、回転数も22回転/秒(1320rpm)までにしか上がらない。
そして回転には力強さは感じられない。
なんだか期待外れの結果だった。


まぁ、それでもパワーの方はどうだろうかと、プーリーにベルトをかけて
発電機を回してみることにした。


↓ プーリー(フライホイール)にベルトをかけてパワーを取り出す。



↓ その回転を2段のプーリーで約3倍に増速して発電機(小型DCモーターで代用)を回す。



↓ 発電機には抵抗器(1Ω~4Ω)を負荷ににして消費電力を測定してパワーの目安にする。



テスト結果はやっぱり思わしくなかった。
発電電力は0.3Wがやっと・・・・・


その様子を動画でご覧ください。







これではわざわざ苦労してシリンダーやピストンを換装した意味がない。
やっぱりシリンダーとピストンの漏れが大きいのが災いしているんだろうか?
むしろ以前のシリンダーとピストンの方が良いくらいだ。

元のボアー13mmに戻して、ボイラーの性能アップを目指そうか?
あぁ、いつになったらボートに載せられるのだろうか・・・・・・・
苦難の道はまだまだ続く。


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