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。

小型ボイラーとV型4気筒エンジンを組み合わせてパワーチェック

2014-05-31 20:01:36 | エンジン工作
2014/05/30(金曜日) 晴れ



小型ボイラーに安全弁を取り付けて一応出来合った。
このボイラーと何とか小型に作ったつもりのV型単動式4気筒スチームエンジンを
組み合わせて果たしてどのくらいのパワーが出せるのか、チェックして見た。



↓ 出来上がったばかりの小型ボイラー。



↓ V型4気筒エンジンとその出力軸回転数を4.1倍に増速するプーリーを経由して発電機(小型DCモーター)を
   回す。 そして発電機には1Ωの抵抗器を負荷にして発電電力を測定してエンジンパワーの目安にする。




圧力が0.7気圧を超えるとエンジンは回転し始めた。
回転数が徐々に上がり、発電電力も大きくなっていく・・・・
ところがその電力も0.3Wをちょっと超えたところで頭打ちだ。
こんなはずではなかったんだけど・・・・・


そんなパワーチェックの様子を動画でご覧ください。







その後もチェックやテストを続けたがエンジンの調子が思わしくない。
途中で回転が急に停止して、手で回して見ると何だかザラザラとした感じで
重たく回る。
油が切れたのかな?

急遽、給油器の噴出し孔を大きく(0.8φ → 1.5φに)開けた。
エンジンからの排気蒸気の戻り水を見てみるとかなりの油が浮いている。
これでもやっぱりエンジンは調子が悪い。

停止して調子を見ている間にエンジン温が下がる。 そして回転させると
始めの内は調子が良いがだんだん時間が立ってくると回転が落ちてきてついには
停止してしまう。
やっぱり油切れが出ているシリンダーがあるのかも知れない。

このエンジンはV型でクランクケース(もどき)の中にクラック軸が収まっていて
クランクやコンロッドの動きは見ることができない。
シリンダーの開放口をみれば油を含んだ水が垂れているか、油切れかどうか
わかるかもしれない。

そこでV4エンジンを立てかけて取付て内部の動作が確認できるように架台を
作って見た。








さぁ、今度はこの状態でV4エンジンを動かして不調の原因を探って見よう。





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安全弁の動作を確認しました      - 実習生型小型ボイラー工作 -

2014-05-30 18:34:07 | エンジン工作
2014/05/29 (木曜日) 晴れ 午後一時雷雨 その後再び晴れ


小型ボイラーに安全弁を取り付けた。
このボイラーで動かすエンジンにはせいぜい1気圧もかければ十分だろうから
1気圧をオーバーしたら安全弁が作動するように設定してみた。



↓ 蒸気の出口を洗濯ばさみで押さえてバーナーに点火した。 圧力はすぐ上がっていく。




この安全弁は蒸気の逃げ道をスプリングで押し付けたゴムパッキンで塞いで機密状態に
しているので機密性はかなり良い。
低圧から圧力が上昇し、規定の圧力まではほとんど漏れはない。
しかし、限界まで達して蒸気が漏れ出すと、今度は圧力が低下してもダラダラと蒸気漏れが
続いて相当に低下しないと漏れが止まった状態にはならない。
(ヒステリシス現象が大きいとでもいうのかな?)
こんな簡単な構造なんだから仕方がないか・・・・


安全弁のテストの様子を動画でごらんください。






さぁ、これでボイラーは一応出来上がり(完成ではないので)としよう。
次はいよいよV4エンジンのパワーチェックだ。



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安全弁を取り付けました       - 実習生型小型ガス焚きボイラー工作 -

2014-05-28 19:40:10 | エンジン工作
2014/05/28 (水曜日) 曇り後晴れ



ガス焚きのボイラーとなると、何かの拍子で蒸気の流れが止まると圧力が
急激に上昇してしまう。
そしてちょっと緩めなシリコンチューブなどは圧力に耐え切れずパイプから
外れてしまう。(吹き飛んでしまう、という方が合ってるかな・・・)
そんなわけで安全弁を作って取り付けた。


↓ 定置型ボイラーに取り付けてあった安全弁を取り外して分解してみた。



↓ 小型ボイラー用に新しく作った安全弁。 構造はほとんど同じだ。 実習正式とでもいうのかな?




↓ 二つ目は少しは改良してある。 



↓ 小型ボイラーに取り付けてみた。



↓ ほとんどが手作りだから出来上がりは不恰好だ。 まっ、不恰好なのはこれだけではないんだから、いいかぁ・・・



↓ アルコール焚きなら1気圧が計れれば十分だったけどガス焚きとなると2気圧が必要になった。
   そこでこれを新しく作ったがかなり面倒だった。




2気圧まで計れる圧力計も用意した。
さぁ、明日はパワーの測定をしてみよう。
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バーナーの逆火現象も体験しました       - 実習生型小型ボイラー工作 -

2014-05-28 05:44:53 | エンジン工作
2014/05/28 (水曜日) 曇り


ボイラー・・・・ これがエンジンを動かすエネルギーを発生する源(みなもと)だ。
少々出来の悪いエンジンでもそれをカバーするエネルギーを送り込んでくれればそれなりに
パワーを出してくれる。
いつも出来の悪いエンジンしか工作できない実習生はボイラーの頑張りに頼るしかないのだ。
何とか高圧の大量の蒸気を発生してくれるボイラーを作ろうと今日も無駄な努力を続ける。

ボイラーの心臓部はバーナーだ。
バーナーに送り込まれた燃料が燃えるときに出すエネルギーが高圧の蒸気に姿を変えて
エンジンを回すのだからバーナーの性能が一番影響するだろう。
だけど「燃焼」のことも「ガス」のことも、こういう学科的なことは何も知らない。
こんな実習生がそのバーナーを工作しようというのだから「無謀」の一語に尽きる。
無知ほど怖いものはない・・・・・・・
これから相手にするガスがどんなに危険なものなのかを知る由もない。




↓ 「メンタム缶」という薄べったい金属缶を使って新しいバーナーヘッドを工作した。




↓ ガスが噴出する速度を緩やかにするつもりで直径1.8mmの孔を開けた。(今まではせいぜい1mm以下)



↓ ボンベを繋いで燃焼させてみる。 



孔が大きくなったので噴出する圧力が低くなったのだろう。
燃焼は穏やかで炎が飛ぶのは解消したかのように見えた。
 
おぉー、調子いいじゃんかー・・・

とろがしばらくすると・・・・・  


その結果は動画でご覧ください。



      (途中で入る「カン、カン、カン・・」という音はご近所で屋根を修理する音です)


バーナーの表面で外に向かって燃えていた炎が逆方向に燃えてバーナーヘッドの内部で
燃焼してしまう「逆火」という現象が発生してしまった。
見る間に缶が赤熱していく。
もしこれがもっと酷くなってボンベの中のガスが燃えたらどうなるんだろう?
爆発?  おぉー、それは大変だ。
急いで火を消した。

うーん、なるほど、バーナーヘッドの孔を無闇に大きくしては危険なことがわかったよ。

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怖い目にも遭ってます       - 実習生型小型ボイラー工作 -

2014-05-27 18:54:44 | エンジン工作
2014/05/27 (火曜日) 朝のうちは雨その後晴れ



何だかんだと野暮用があって落ち着かない。
工作も手が付かず、ネタが作れない。
仕方がないので、先日の工作中にとても怖い目に遭ったのでそれをネタにします。



(2014/05/22(木曜日))

小型ボイラーの工作中にボンベを取り付けてバーナーを燃焼させることもある。
カセットボンベから伸びたガスパイプとバーナーに繋がったガスパイプとを
シリコンチューブで繋いでボンベからのガスをバーナーに送り込んでいる。
これはまだバーナーが完全ではなく、途中で加工修理する必要があるからで、
双方のパイプを完全に結合することが出来ないのだ。
危険とは知りつつ、ついこんな状況で燃焼テストを繰り返していた。
ところがついに、その危険が現実となってしまった。



↓ ボンベとバーナーの間をシリコンチューブで繋ぐのは危険だ、とは承知していた。 試験の都度、チューブの
   嵌り具合を確認しては深く差し込んでいたのだが、ついうっかりその確認がおろそかになっていた。




ボイラーの燃焼テストを繰り返したいるうち、ボンベへの加温が効いてきてガスの圧力が
高くなったのだろう。
火力も強くなり、パワーが上がって調子よくテストをしていたがついに・・・・・・・・


その時の様子を動画でご覧ください。







↓ ボンベのガス圧が上がってシリコンチューブが外れてしまったのだ。




あぁ、こんなことを部屋の中でしてなくてよかったよぉ・・・・・・
その後でパイプはハンダ付けで結合しました。

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