またまたNo.1ピストンが齧ってしまった － V型単動式４気筒スチームエンジン運転テスト －

２０１４／０７／２１（月曜日）　晴れ



なるべく小型に作ったボイラーも出来上がった。
そしてなるべく小型に作ったＶ４エンジンも１Ｗ近くのパワーを出してくれた。
何だかうまく行ってるみたいで嬉しかった・・・・・・が、そうは問屋が卸さない。
今日、バーナー面から釜底までの距離をもう少し狭めてそのテストと、エンジンの
長時間安定運転を目指すテストを実行してみた。



↓　なるべく小型カマボコボイラーのバーナー面と釜底までの間隔は６．５ｃｍもある。　これはちょっと開き過ぎかな？
　　　そこで市販のアウトドアー用小型バーナーのそれを調べてみた。　３．８ｃｍぐらいだった。　　





６．５ｃｍでは開きすぎだろう。　これをもっと狭くすればボイラーの背の高さも低く出来る。


↓　バーナー固定金具を長くしてバーナーヘッドと釜底の間隔を狭くした。　これで２．５ｃｍ背を低く出来るはずだ。



バーナーと釜底の間隔を狭くしてパワーチェッカーでチェックしてみた。
結果は目盛８をオーバーで上々だった。
早速、Ｖ４エンジンを繋いでパワーチェックをしてみた。




テスト中、何度か釜に水を補給した。
今回のカマボコ型釜では給水口は釜の罐体に直接取り付けてある。
これは余計なパイプがないのですっきりしてカッコウ良いがちょっと問題もある。
それはうっかり水を注ぎすぎて溢れた場合である。
漏れた水は罐体を伝って流れて下部に滴り落ちてバーナーヘッドを水浸しにしてしまった。
こうなるともう点火は出来ない。

↓　給水口から溢れた水が滴り落ちて水浸しになったバーナーヘッド。　これではもう点火はできない。



↓　ボイラーケースを分解して釜を取り外して水をこぼしてからトーチランプで炙って乾かす。



バーナーヘッドを乾かすのも一苦労だ。
もっと正確な給水窓（水位計）が必要だよ・・・・・・
そんなこんな手間を食いながら運転テストを続けていたが、ついにトラブルが発生してしまた。


↓　始めの内は調子よく動いていたエンジンから異常な音が出始めた。



↓　ボイラーの火を消してエンジンを停止させた。　クランク軸を回して見るとザラザラした感じで動きが重い。
　　　そのうち、固くなってビクとも動かなくなってしまった。　あぁーぁ、またピストンが齧ったんだよぉ・・



その時の様子を動画でご覧ください。






↓　取り外したピストンには筋のような傷が付いていた。
　　　あれほど入念に摺り合わせをしたのにまたこんな傷が付いている。



ピストン齧りのトラブルはいつもＮｏ.１ピストンが引き起こす。
その都度、摺り合わせを行って組立て直しているが、どうしてＮｏ.１ばかりこうなるんだろうか？
シリンダー内を清掃してみても切り屑やゴミなどは出てこない。
ひょっとするとシリンダーにしている１５φ（内径１３ｍｍ）パイプに問題があるのかな？
パイプの製造工程で素材に異物が混入するか、それとも固い部分が出来て蒸気で加熱すると、
何か悪さをするのかも知れない。（全くの想像）
こうなったら新しくエンジンを作り直したほうが良さそうだ。
あぁーぁ、苦難の道はまだまだ続く・・・・・・・・・・・・

煙管は効果がある（・・・・・と思います） － “なるべく小型”カマボコ型ボイラー工作 －

２０１４／０７／１７　（木曜日）　曇り


なるべく小型に作ったつもりのカマボコ型ボイラーだけど
出来上がってみるとかなり大きくなってしまった。
でも、船に積んであるボイラーや定置型ボイラーに比べれば
それなりに小型だ。
昨日のテストではまずまずの成果が出せた。
だけど気になることもある。
直径１２ｍｍ内径１０ｍｍの銅パイプ６本を飾りみたいな感じで
煙管として取り付けたが果たして効果があるのか？が気になった。

そこで煙管の出口を金属片で塞いで煙管として機能しないときと、
正常に機能するときの状況を比べてみることにした。


↓　燃焼室の高温燃焼ガスを流す煙管。　６本立ててある。



↓　煙管の出口を金属片で塞いだところ。　これで煙管は無いことになるかな？




先ず、煙管が無い状況（煙管出口を金属片で塞いだ状況）での
釜の沸きあがりまでの時間を計ってみた。
湧き上がりは給水口に差し込んだ温度計が「１００℃になったとき」とした。


沸き上がりまでは４分ほどかかった。

その時の様子を動画でご覧ください。







次は煙管が正常に機能しているときの沸きあがりまでの時間。
この時は約３分で湧き上がって、沸騰する勢いも強い感じだった。

その時の様子を動画でご覧ください。






最後は煙管の無いときとあるときの蒸気噴出力の差を観察してみた。
始めに煙管を塞いだ状態でバーナーを点火してチェッカーで確認した。
チェッカーの針は目盛は５に到達して停止状態になった。
十分時間を置いて出力が一定になったことを確認してから煙管を塞いだ
金属片を取り除いた。
これで煙管は機能し始め、チェッカーの針は動き出して最高地点では
目盛８まで到達した。
つまり、煙管が機能して目盛３つ分パワーが増加したわけだ。

その時の様子を動画でご覧ください。





煙管を塞ぐとやっぱりパワーは落ちる。
このチェッカーは上昇時と下降時での針の動きに大きなヒステリシスがある。
針の動きはリニアーではないけど、煙管機能の有無によるパワーの変化は
読み取れると思います。


こんなテストをしていて一日が終わってしまった。
そしてこの間、３箱（ボンベ９本）も買って来たガスボンベが残り１本になってしまった。
また、買出しに行ってこなくっちゃ・・・・・

“なるべく小型”カマボコ型ボイラー完成

２０１４／０７／１６　（火曜日）　晴れ



３月末頃から工作を始めた超小型ボイラーは敢え無く失敗、それに懲りて
今度は“なるべく小型”とちょっと条件を緩めてカマボコ型のお釜を取り付けた
ボイラーを作った。
もう７月の半ばを過ぎた今日、やっと完成した。

↓　ボイラーケースの前後の蓋。



↓　組立てたケース。　この中に燃焼室、お釜がセットされる。



↓　空気取入穴を開けて、お釜（カマボコ型罐）を取り付けた。



↓　天井蓋も作ったけど・・・・・



早速、ボイラーの「裸」の性能を確認してみた。
ボイラーから噴出す生の蒸気の噴出力をチェックするのだ。
チェッカーの針は目盛８を示して、まずまずのパワーだ。


そのチェックの様子を動画でご覧ください。






ガスボンベは使用中自身の気化のために熱が奪われ冷えてしまう。
長時間運転をしていると、氷のように冷たくなってガス圧力が低くなって火力が低下してしまう。
この冷却を防ぐためにボンベを暖める工夫が必要だ。
家庭で使う卓上ガスコンロにもこの工夫がなされている。
仕組みは簡単・・・・　燃焼している炎の熱を引き出してボンベを加温するようのなっている。
このボイラーでも同じこと、ケースが熱せられて熱くなるのでそれを伝える仕組みだ。
そしてこれはボンベを支える役目も果たす。

↓　ボンベ支え（加温板）を作るところ。
　　　アルミ板に定規を当てて、先の尖ったツール（自作）で真っ直ぐに筋を付けていく。
　　　何度も繰り返して深い溝状に削る。



↓　適当な深さの溝になったら机の角のようなところで折り曲げてまた戻すように抉るとまっすぐに切断できる。



↓　１ｍｍ厚ぐらいのアルミ板なら簡単に切断できる。（厚い板や真鍮材などは無理です）



↓　ボンベのホルダー兼加温板の工作。



↓　ホルダーを取り付けてボイラーは完成だ。




↓　完成したボイラーとＶ４エンジンを組合わせてパワーチェックをした。



ボイラーには水を５００ｃｃ（定格容量）注入した。
ガスボンベは新品をしようして早速テストを始めた。

そのテストの様子を動画でご覧ください。





ボイラーの圧力は１気圧に近く、エンジンは力強く回転した。
発電電力も最高では０．９Ｗをオーバー、おおよそ１Ｗぐらいを示した。
工作目標は０．５Ｗ以上だったから目標を達成できた。

ついでに無負荷高速回転もチェックしてみた。





このエンジンは今までは運転を続けているとだんだん回転数が下がって、それとともに
ボイラーの圧力は上昇していくというトラブルが出ていた。
この現象からバルブのタイミング不良か？、フライホイールの大きさ（重さ）が不足か？
などと見当違いを疑って無駄な時間を費やしてしまった。
結局は１番、２番のシリンダーとピストンの摺り合せが悪かったのが原因だった。
それを修理したので今回は快調に回転を続けてくれた。

このカマボコ型ボイラーはあまり小型にはならなかった。
「なるべく小型」にしたかったけどかなり大型だ。
まぁ、オイらの技術力ではこのくらいが限度だろう。
さぁて、次は何を作ろうか？
えっ、船体ですか？・・・・・　そうですね・・・・
今日は疲れたからこれで休みます。　そして寝ながら考えます。　おやすみなさい。

ケースを作り始めました － “なるべく小型”カマボコ型ボイラー工作 －

２０１４／０７／１４　（月曜日）　晴れ



いよいよボイラーケースの工作を始めた。
汽罐や燃焼室をケースで囲って風が吹き込んでバーナー燃焼を乱したり、
冷たい外気が釜を冷やしてパワーがダウンするのを防ぐのが目的だ。
材料は厚さ１ｍｍのアルミ板だ。


↓　買ってきたばかりのアルミ板は大きくて部材を切り出すのが大変だ。
　　　万力のアゴが短くて作業台の縁にぶつかってしまう。　ジグソーを使えば良いのだがアルミ板が歪むし
　　　なかなか真っ直ぐには切れない。




↓　あごの突き出た万力を買おうと思ったが結構値が張る。　そこでこんなものを作った。



↓　名づけて「継足しアゴ」。　



↓　これで長い材料でも万力で押さえることができる。　（もうずいぶん前のことですが、「新工夫」でした。）
　　　万力の締め付け位置でレバーが邪魔になることがあります。　それも洗濯バサミで工夫しました。



↓　レバーを洗濯バサミで止めます。　（えっ、くだらねぇ・・・・ですってぇ。　一生懸命考えたんですよぉ）



↓　さて、そんなくだらねぇー話は置いといて、ケースのベース（土台）になる底板部分を作りました。



↓　燃焼室を立ててみました。　おや、何だか万華鏡みたいだけど・・・・



↓　ぴかぴかの燃焼室にバーナーヘッドが映ってまるで六つ頭バーナーヘッドのようだ。



↓　ケースの様子。　まだ未完成だけど・・・・・





ようやくここまでたどり着いた。
完成まではあと二日ぐらいかな？
早くテストをしてみたいなぁ・・・・・

燃焼室を作りました － “なるべく小型”カマボコ型ボイラー工作 －

２０１４／０７／１３（日曜日）　曇り


ロウ付けが終わったカマボコ型釜をきれいに整形して、それに合わせた燃焼室を作った。
この燃焼室の中でガスバーナーが炎をあげるのだからかなりの高温に曝されるわけだか
ら材料は高温に耐えるステンレスを使った。


↓　カマボコ型釜の両端を塞ぐ板（鏡板に相当）はただ板を貼り付けてあるだけだ。（芋付け工法）　だから耳が
　　　はみ出していてちょっとみっともない。　鋏で切り取ってヤスリで削って整形した。





↓　できあがった釜に合わせて燃焼室を工作した。　材料は１００円ショップで調達したステンレス皿。






↓　燃焼室に載せたカマボコ型汽罐。



↓　燃焼室の壁と汽罐の間に隙間を設けた。
　　　この狭い隙間に高温の燃焼ガスが吹き上がって汽罐の両サイドを加熱する。（つもりです。）



↓　燃焼室の内部。　この空間でガスバーナーが燃焼する。



ガスバーナーを燃焼させる燃焼室（？）が出来上がった。
次はこの燃焼室を取り付ける底板の工作だ。
その次はボイラーケース・・・・その次は・・・えーと、何をしようか・・・・
まぁ。焦ってもしょうがない。　一歩ずつ確実に行こう。