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。

2次側圧力を可変にしました

2016-03-31 18:52:59 | エンジン工作


2016/03/27 (日曜日)  晴れ


自作ボイラーのバーナー燃焼を安定させようとして市販の卓上カセットコンロから
取り外したレギュレータを使ってみた。
ところがバーナーの炎は小さくて火力は全然ない。
こんなはすしゃなかったんだけど・・・・・・・
レギュレータの実験で出力側(2次側)のガス圧が0.07気圧しかないことがわかった。
これではダメだ、自作の筒型バーナー3連装では0.5気圧ぐらいは必要だ。
そこで2次側圧力を上昇させるためにダイヤフラムを押し付けているバネを強くするように
改造した。


↓ ダイヤフラムを押し付けているバネをもっと強く押すように改造してみた。
   これはバネを押し付けるための座金。 ネジで押し込んでもバネが飛び出さないように爪を付ける。



↓ バネ(スプリング)にかぶせて上からネジで押さえる。



↓ ケースの中央にネジを取付けて繰り出すことでバネの強度を変化させられる。



↓ 座金には四方に爪があり、バネ(スプリング)を抱えるので押し込んでも脇に逃げることはない。



この座金が間に入っただけで、レギュレータは機能しなくなってしまった。
座金の材料は厚さ0.5mmしかないのに、バネの押し圧が強くなって弁が開きっぱなしに
なってしまうのだ。
スプリングの反撥を弱くしなくてはならないがこれがなかなか大変だった。
短く切ってしまえばいいのだが、そうなるともう元には戻せなくなってしまう。
何とか形は変えずに弱くしようとがんばってみたが、結局は3巻きばかり切り詰めて調節した。

これで何とか調整ネジを回すと2次側の圧力が変化するようになった。

その様子を動画でご覧ください。






市販の卓上カセットコンロはその用途に合わせて最高の効率を発揮するように
諸元を最適な数値に設定しているのだろう。
それを素人工作のいい加減なバーナーに流用しようというのが大間違いなんだろう。
でもここまで来たんだから、実際に燃焼させるまで行ってみよう。
でも、何だか怖いなぁ・・・・(弱気)





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レギュレータを分解してみました

2016-03-31 08:34:41 | エンジン工作

2016/03/25 (金曜日) 晴れ


昼間の実験でこのレギュレータ(市販の卓上カセットガスコンロ用)は出力側ガス圧が
0.07気圧ぐらいなのがわかった。
自作ボイラー用のバーナーはノズルの孔径が0.3mmでガス圧は0.5気圧ぐらいが
必要だからこれでは使い物にならない。
ウェブサイトに記載されている記事を見てみると、ダイヤフラムが動作する圧力を高くすれば
出力圧力側圧力が上がるとのことである。
専門的なレギュレータにはこの調節ができる機構を備えているのだが、卓上コンロには
そんなものは必要ないので省いてある。
何とか改造して調節できるようにしたい・・・・・というわけでレギュレータの構造を
調べることにした。


↓ 作業部屋の机上に置いて分解してみる。



↓ 蓋を外してみた。 ダイヤフラムを押し付けているバネがある。



↓ ダイヤフラムを外してみた。 ダイヤフラムの動きで作動する部品と結合されていた。



↓ この部品がダイヤフラムの膨張・収縮によって駆動されてガスの流入量を制御する。





↓ この孔がボンベからくるガスの出口だ。



↓ ガスコントロール部分の全部品。 



こんなに手の込んだ構造になっている。
この他にバーナーや圧電着火装置、ごとく、筐体、など一式で作られているのだが
これで1,980円とはびっくりだ。
儲けがあるんだろうか・・・・・・・・・・

ま、それはさておき、出力ガス圧を調節できるようにするにはここを何とかすればいいか・・・


↓ この押しバネを外から押し込めるように調節ネジを取付ければいいかな?



イメージ的にはこんなところだ。



うまくいくかどうかはやってみなくっちゃわからない・・・・・・・・

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ガス・レギュレータを取付けてみましたが・・・・・

2016-03-30 15:43:32 | エンジン工作


2016/03/25 (金曜日) 晴れ



自作スチームエンジンボートの走航速度を上げようと努力しているところだが
なかなかうまくいかず、苦労している。
何しろほとんどの部品が手作りだから精度が低くて、例えばエンジンはピストンと
シリンダの間の漏れが大きくて力がでないとか、ボイラーのバーナーの燃焼が
不安定で火力を維持できないとか、船体の構造がいびつで走航抵抗が大きいとか
その他いろいろで速く走れないのだ。
エンジンはこれで精一杯だし、新しい船体を作るのは大変だし・・・・・
バーナーを改良するぐらいが関の山かな・・・・

そこでバーナーの燃焼を安定させるために市販ガスコンロに付いていた
ガスレギュレータを取外してそれを使ってみた。
ところが安定燃焼したとはいっても炎は小さく、火力はほとんど出ない。

これでは全くダメだ。
いったいどんな具合になっているんだろう?
実験して確かめてみた。



↓ 作業台に並べた実験装置。 送り込むガスは本物では危険なので「自転車用空気ポンプ」から
   送り込む空気で代用した。



レギュレータは供給されたガスを0.07気圧に下げてバーナーに送り込んでいる。
供給圧力はどんなに高くても出力は0.07気圧一定だ。
市販の卓上コンロはこんな低圧のガスで燃えているんだろうか?
スチームエンジンボートのボイラーでは0.4気圧とか0.5気圧以上が必要なんだからねぇ・・・

その実験の様子を動画でご覧ください。





もっとも市販卓上コンロのバーナーはノズルの孔径は0.7mmほどの大きさだ。
ボートのバーナーのノズルは0.3mmだから単純に比較はできないと思うけど・・・・
それにしてもこのレギュレータはこのままでは使えないことがわかった。

もっと出力のガス圧力を上げるようにしなくては・・・
それにはレギュレータの中身を調べなくてはならない。
それは明日にしよう。

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バーナーノズルの孔径とパワー

2016-03-19 19:18:08 | エンジン工作

2016/03/17(木曜日) 晴れ



小型ボイラーの燃焼を安定させようと、バーナーに送り込まれるガスの量を減らすべく
ノズルの孔を直径0.3mmから0.2mmにしてみた。
直径の比率ではわずか1/1.5(0.67倍)になるだけだがこの孔から噴出すガス量は
1/2.25(0.44倍)と半分以下に減少することになる。
(ガス噴出量が減った分、ボンベ圧力が高くなると思うので単純に計算はできないが・・・・)

これでは火力が落ちてパワー不足になると思ったのだが、不安定な燃焼が改善されて、
ガスが有効に燃焼すればそれを補ってパワーは増加するかもしれないし、燃費の良い
パワープラントが実現できるかもしれない、と期待を込めて実験してみた。

ところがパワーは大きくダウンしてしまった。
炎はおとなしく燃え上がって確かに安定した燃焼になったが、これでは使い物にならない。
バーナー面と釜底までの間隔を狭くしてみたところパワーは持ち直したがそれでも前よりも
大分ダウンしている。
ガス量が半分以下になるとパワーはそれなりだ。

そこでまたノズルの孔を0.3mmに戻して燃焼させてみた。
やっぱり火力が違う。
炎も力強く、燃焼の様子をみる顔面に熱気が熱く感じられた。

そのテストの様子を動画でご覧ください。










こうなると、やっぱりノズルの孔は0.3mmが必要だ。
そうすると燃焼異常を引き起こす心配がある。
あぁ、どうしよう・・・・ 世の中うまくはいかないものだ。

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バーナーのガスノズル孔は0.2mmではパワーが出ない

2016-03-18 20:23:23 | エンジン工作


2016/03/17(木曜日) 晴れ


自作スチームエンジンボートの走りっぷりを良くしようと悪戦苦闘中だ。
船体が大きい割りには搭載しているパワープラントが非力で押し切れないのだ。
その走りっぷりは今まで目で見た感じで「ノロノロ」とか「ヨタヨタ」とか
抽象的な表現しかできなかったのだが、つい先日、「GPSロガー」という装置を
入手したので「時速○○Km」と具体的な表現ができるようになった。
それによると、このボートは時速2.8Kmだった。
このボートに乗せているボイラーは筒型のバーナーを3連装で燃焼させている。
狭い燃焼室でバーナー3本を燃やしているせいか、その燃焼は不安定で、変な燃焼音が
するときがある。
もしかすると不完全燃焼を起こしているのかもしれない。
それなら噴出すガスの量を減らせば安定するかもしれない・・・・というわけで
バーナーノズルの孔を0.3mmから0.2mmにへんこうしてみることにした。
その差はわずか0.1mmだからどうっていうことは無いようだが、噴出するガス量は
約1/2.3に減少するのだから影響は大きいはずだ。
改造後、燃焼テストをしてみたが確かに燃焼状況は穏やかになり、炎は安定したように見えた。
しかし、この穏やかな燃焼は力強い燃焼の裏返しできっとパワーが落ちてるんだろうと感じた。
でも、もしかして燃焼が安定すれば全体的に火力が上がってパワーが増えているかも・・・
との期待もある。
まっ、テストしてみなくてはなんとも言えない。


↓ ボイラーに「蒸気分出力チェッカー」を繋いでそのパワーをチェックした。



↓ 0.2mmノズルのバーナーの燃焼はおとなしい感じだ。


↓ テスト結果は惨澹たるものだった。



↓ 最高出力は「目盛4.1」ぐらい。 ガス圧は0.7気圧もあるのに・・・・・



炎が穏やかになったので、釜底までの空間が広くなり過ぎたのかもしれない。
そこでバーナーの取付位置(高さを)を嵩上げして釜底に近づけてみた。
これでバーナー面から釜底までの間隔は約23mmとなった。





その結果、再テストではパワーはアップして目盛7.5に到達することができた。
しかし、以前のバーナーノズル孔0.3mm時には「目盛8」を軽くオーバーしていた
んだから大幅なパワーダウンだ。

(「目盛1とか2・・・は噴出蒸気がパドルに間近に吹き付けるので弱い力でも指針が動くが
 「目盛7とか8になると、パドルとの距離が開き、またパドル面が水平に近づき、蒸気を受ける
 面積が減少するので蒸気は相当力強く吹付けないと指針は動かない。)

そのテストの様子を動画でご覧ください。



 

この後、ノズルを0.3mm孔のものに取り替えてテストしてみた。
これでは「目盛8」をオーバーしてくれた。
このときはバーナー面と釜底までの距離はさっきと同じ23mmだったので、これも
元のように33mmにすればもっとパワーが出たと思う。

まっ、いずれにしろ燃焼する「ガスの量が減る」ということは「パワーが落ちる」と
言うことがわかった。
ハイパワーを出すには安定的にいかに大量のガスを燃やすかだ。
燃焼室をもっと広げるかな?



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