自作バーナーで１Ｗ発電を達成しました！

２０１４／０９／３０（火曜日）　晴れ


新しく作った単動式のＶ型４気筒スチームエンジンは一応、目標の０．５Ｗ出力をクリアー
することができて一段落・・・のはずなのだが、何だかちょっと物足りない。
その後もあーでもない、こーでもない、とエンジンをいじくり回してパワーアップを図っていた。
そして、テスト中にボイラーのバーナーの燃焼がおかしくなることに気が付いた。

あれこれ対策を巡らしているなかで、空缶を利用した自作のバーナーを取り付けてテストしてみたところ、
エンジンが今までより力強く回ってくれた。
自作のバーナーを使うとパワーがアップする・・・・これは嬉しいこと発見した。
異常燃焼がなければ、こんなことはしないから、まさか自作の空缶バーナーの方がパワーが出るなんて
気が付きもしなかっただろう。

異常燃焼に感謝・・・・かな・・・・



↓　今までは市販のアウトドアー用小型ガスコンロのバーナーを取り付けていた。（右側のもの）
　　　異常燃焼原因切り分けのために自作空缶バーナー（左側)を取り付けてみた。　



小型ボイラーを作ろうと思ったとき、一番のネックはバーナーをどうしようか？と言うことだった。
バーナーなんて作ったことはないし、ガスを扱うので危険ではないか？と自作は敬遠して市販品を
流用することにした。　その結果がこのバーナーだった。
ただ、この小型ガスコンロ用のバーナーは真下からガスを吹き込むために縦型構造で背が高くなって
ボイラーも背丈が高いものになってしまう。
そこで意を決して自作したのが空き缶バーナーだった。
これは燃焼部にはスチール缶を使い、ガスは横方向から吹き込むので背丈は低くできた。
サイズも穴の大きさも穴の数もみないい加減で見よう見真似で作ったものだが、何とか完全燃焼させる
ことができた。　ただ燃焼試験中に逆火現象が起きて泡をくった苦い経験がある。
そのため、安全第一と背が高くなるのは承知の上でメーカー製のバーナーを使っていた。


メーカー製バーナーと自作バーナーの燃焼状況を比べてみました。
その様子を動画でごらんください。







↓　ボイラーに自作バーナーを取り付けてエンジンのテストを始めた。　



↓　やっぱり自作バーナーはパワーがあるようだ。　無負荷ではエンジンは３２回転／秒近くで回ってくれた。




そのテストの様子を動画でご覧ください。







↓　ハイパワーを期待して発電電力を測定してみた。





↓　右端の電流計は１.０１アンペアを表示している。　発電機の負荷は１Ω抵抗器だ。
　　　消費電力は　Ｐ＝（Ｉ×Ｉ）×Ｒ　（Ｗ）で計算されるそうだから　１.０１×１.０１×１＝１.０２（Ｗ）
　　　１Ｗを超える（ほんの「０．０２」ですが・・・）パワーが得られたわけだ。
　　　圧力計（左下の円形）も１気圧を指し示している。




やっと１Ｗ近いパワーを出すことができた。（ほんの瞬間的ですが・・・・）
ボイラーにも問題があったんだなぁ・・・


そのテストの様子を動画でご覧ください。







この空缶バーナーはガスを横から吹き込むようになっている。
今までの縦型バーナーは背が高くてボイラーも背高のっぽだったが、
この空缶バーナーを取り付ければ４～５ｃｍは背を低くできる。
ボイラーケースを改造しなくてはならないがやるっきゃない。






これでなんとか動力周りの目処は付いた。
さぁ、そろそろ船体の工作に入ろうか・・・・・・

自作バーナーの方がパワーがある・・・・・・

２０１４／０９／２８（日曜日）　晴れ


今日は午前中は用事で工作は午後からになってしまった。
午後からの工作は作業時間も短いので始めようか、止めようかと迷ったが
ちょっと気になっていることがあったので始めることにした。

その気になっていることはボイラーのバーナー燃焼のことだ。
エンジンテストでパワーを上げようとしてガス量を増やして火力を強くしていくと
始めのうちは順調に燃焼して蒸気圧も上がり、エンジンのパワーも強くなっていくが
そのうち燃焼音が小さくなって蒸気圧が下がってしまう。
バーナーの状況を確認すると炎はほとんど見えず、まるで消えてしまったように
見える。　シューっというガスが噴出す音は聞こえる。
急いでガス栓を閉めていくと途中からまた正常に燃焼を始める。
だから火は消えてしまったわけではない。

この状況は必ず発生するわけではないが、ちょっと困った問題だ。
原因はなんだろう？

先ず、バーナーヘッドを交換してみた。
今までは市販のアウトドアー用小型ガスコンロのバーナーを取り付けていたが、
試しに空缶を利用して自作したバーナーに交換してみた。



↓　アウトドアー用コンロのバーナーを取り外して空缶利用の自作バーナーを取り付けた。　



↓　アウトドアー用コンロのバーナー。　メーカー製だからきれいに出来ていて炎も安定している。
　　　しかしガスが真下から供給するので構造上、背が高くなってしまうという問題がある。



↓　空缶利用の自作バーナー。　真横からガスを吹き込むので取り付け位置は低くできるのが利点。



自作バーナーでの燃焼状態はどうだろうか？
異常燃焼が発生しなければいいが・・・・と念じながらバーナーに点火した。
自作バーナーは炎の形はあまり良くない。
バーナー面の中央部は安定した炎の形をしているが、周辺の炎は踊りを踊ったように
飛び跳ねてしまう。
まっ、初めて作ったバーナーだから仕方がないか・・・・・

やがて蒸気圧力が上がってエンジンが回りだした。
かなり力強い。
エンジンは回転数を上げていく。
ついには２９回転を超えて３０回転に到達し、さらに３１・・・　３２回転を記録した。


そのテストの様子を動画でご覧ください。






テストの結果はなんと秒・３０回転以上を記録したではないか。
自作バーナーの方がパワーがでるみたいだ。

問題の燃焼異常はどうだろうか？
何度かテストを繰り返しているとやっぱり異常が発生してしまった。

釜を取り外して燃焼させればガス栓を全開にしても全く問題はない。
釜を取り付けてバーナーの上の方を塞ぐと発生するみたいだ。

もしかして空間が狭過ぎて空気が不足なのかもしれない。
空間を広げるためにはバーナーヘッドの位置を下げればいいのだが、これも
そうはいかない。　ガス燃焼面と釜底までの距離も最適値があるのだ。

もう一度、その間隔を実際の燃焼状況を見ながら確認してみた。


その様子を動画でご覧ください。






今までの実験とは違って、炎の火力の強いところはかなり低い位置にあるようだ。
やっぱり市販のガスコンロのゴトク（五徳）の位置が低いのは正解なんだ。
（当たり前か・・・　市販製品はそれなりにちゃーんと研究してあるのだから）

しかしこれは困ったことになった。
バーナー燃焼面と釜底の距離を狭めるともっと異常燃焼になってしまうだろう。

もし空気不足が原因なら空気穴を開けてやればいいかも・・・・
熱遮蔽に穴を開けてやることにした。
これによって熱遮蔽効果が落ちることは止むを得ない。


↓　熱遮蔽の燃焼ケース側面に小さな穴（直径３.２ｍｍ）を開けた。





ガス栓を大きく開いて燃焼させても大丈夫みたいだ。（まだ良くなったかどうかは時間不足でよくわかりませんが・・・・）






定時間が迫ってきた。　今日の工作はここまでにしよう。