何とか安全弁を作りあげました － スチームエンジンボート工作 －

２０１２／９／３０　（日曜日）　曇り後雨（台風１７号が接近中）


安全弁の残り部品を工作した。　さぁ、組み立てだ・・・・
その前にパイプとスチールボール（鋼球）との密着性を確認した。
パイプとボールを水の中に入れてフットポンプから圧力空気を吹き込んで漏れを確認した。
案の定、弁になるパイプとボール（鋼球）の密着が悪くて盛大に漏れる。
やっぱり摺り合わせが必要だ。
設計ではパイプは内径４ｍｍ（外形５ｍｍ）　鋼球は直径５ｍｍでうまくいくはずだが
何度も摺り合わせをしても漏れが止まらない。
そこでパイプを内径２ｍｍ（外形３ｍｍ）に変えてみた。
今度は漏れは止まった。　１気圧以上かけても漏れない。
これで密着性はＯＫだ。



↓　工作した安全弁の部品。



↓　鋼球とパイプの接着面の摺り合わせ。　鋼球をボール盤で回転させてコンパウンドを塗って
　　　パイプの接着面を磨き上げた。



↓　鋼球とパイプの密着性を確認した。　最初は盛大に漏れてしまった。



↓　パイプを内径２ｍｍに替えて作り直した。　それをコンパウンドを付けて念入りに摺り合わせた。



↓　漏れは止まった。　１気圧以上かけても漏れない。




これでパイプとボールの密着はＯＫだ。
安全弁を組み立てて水中テストをした。


そのときの様子を動画でご覧ください。







↓　出来上がった安全弁の構造。



安全弁は０．４気圧から０．６気圧ぐらいまではほとんど漏れはない。
（０．４気圧くらいからわずかに漏れ始める）
このくらいならエンジンは回転してくれるだろう。
１気圧近くになると漏れは大きくなる。
だけどこの漏れ程度で圧力が低下するかちょっと心配だ。
何と言っても実際にボイラーに取り付けて運転して見なくては機能は確認できない。
明日、そのテストをしてみよう。

安全弁工作で苦戦中 － スチームエンジンボート工作 －

２０１２／９／２９　（土曜日）　晴れ


これも前から作ろう、作ろう、と思いながらなかなか手を付けなかった部品だ。
オイラのパワープラントは非力で圧力も大して上がらず、安全弁を付ける必要も
なかったからね。
ところが今度のスチームエンジンは固形燃料をいっぺんに４個も燃やすのだから
圧力の上がり過ぎがちょと心配だ。
そこでついに安全弁工作を始めた。
今までいろいろなデザインを考えていたが、オイラでも工作できそうなパイプの
先端に鋼球をスプリングで押し当てて密閉する方式にした。
ところがこれがなかなか大変だった。

“４ｍｍのパイプに４ｍｍのネジを切る”　

これがなかなかうまくいかない。
安全弁はボイラーに設けられた取付口（４ｍｍナット）にねじ込むようにするので
このパイプに４ｍｍのネジを切るのは必須条件だ。
４ｍｍパイプは肉厚は０．５ｍｍしかない。　普通にネジを切ったら破けてしまう
ので対策が必要だ。
そこでオイラは３ｍｍパイプと４ｍｍパイプを重ねてロウ付けして肉厚１ｍｍにし
てネジをきることにしていた。
この方法は練習の時にはうまくいった実績があるので安心していたが、どうしたこ
とか今回はうまくいかない。
原因はロウ付けの銀ロウがパイプとパイプの隙間にうまく流れてくれないことだ。
それでネジを切ると４ｍｍパイプが破れてしまうのだ。
対応策として内側の３ｍｍパイプを細く削ってゆるゆるにしてからロウ付けした。
これで何とかネジを切ることができた。



↓　イメージ図を基に材料のパイプを揃えた。



↓　１回目の工作は組み立ててからいっぺんにロウ付けした。　ロウがうまく回らず失敗した。



↓　　４ｍｍパイプに４ｍｍのネジを切ったが破けてぐしゃぐしゃになってしまった。



↓　２回目も失敗した。　



↓　３回目で何とか４ｍｍネジが切れたパイプ。



↓　鋼球を押し付ける５ｍｍパイプをロウ付けする。　今度は慎重に・・・・・・



↓　今日出来上がった部品。　






↓　出来上がりはこんなイメージ。　




こんな小さな部品を作るのに１日かかってしまった。
やっぱりロウ付けは難しい。
残る部品はスプリングを押し当てる圧力を調整する部分だけだ。
明日は完成するかな？

蒸気切替バルブ（回転制御バルブ）を作りました － スチームエンジンボート工作 －

２０１２／９／２８　（金曜日）　曇り時どき雨


この前金曜日だったのにまた今日も金曜日だ！
１週間の経つのが早いこと、早いこと・・・・
今日は久しぶりに金属工作をした。
前前から作ろう、作ろう・・・と思いながらなかなか手が出せなかった
蒸気切替バルブ（回転制御バルブ）を作り上げた。


↓　頭の中やＰＣ（ＣＡＤ）でイメージしていてもやっぱり実寸で設計してみないとよくわからない。



↓　材料箱の中から適当な材料を見つけ出した。　５ｍｍ厚のアルミ板と３ｍｍ厚の真鍮板。



↓　久しぶりのアルミ工作だ。　オガクズガ出ないからいいなぁ・・・








↓　整形し終わった切替弁の回転部。



↓　久しぶりの真鍮板工作。　オガクズが出ないからいいなぁ・・・



↓　切替弁の固定部分。　蒸気パイプや排気パイプを取り付けるので真鍮版でなくてはならない。



↓　真鍮板はやっぱり硬い。　せっかく持っているグラインダーなんだから使わなくっちゃねぇ・・・



↓　グラインダーで削ると材料はものすごく熱を持つ。　水で冷やしながら削った。



↓　整形し終わった固定部（真鍮板）と回転部（アルミ板）



↓　穴あけ加工中。



↓　回転部には蒸気や排気を通す溝を掘る。　ドリルで下穴を掘った。



↓　その下穴をリューター用の錐で広げてちょっと深めの溝を掘った。
　　　何だかフライス盤の作業みたいだ。　人間フライス盤・・・・なんちゃって！




↓　揃った部品。




↓　整形した部品をサンドペーパーできれいに仕上げた。（鏡面仕上げとはいかないけど・・・）




↓　固定部に蒸気パイプや排気パイプを半田付けした。



↓　出来上がった蒸気切替バルブ。直径４ｃｍもある。　手作りなので小型のものは作れない・・・



↓　バルブの底面。　パイプは６本もある。



↓　バルブを分解したところ。




↓　出来たばかりのバルブを仮に取り付けてテストしてみた。




バルブのテストの様子を動画でご覧ください。





蒸気切替バルブは案外軽く動かせる。
それに蒸気漏れも少ないみたいだ。
ただし逆回転（後進状態）の動作がぎごちない。
これはエンジンが不調なのであって切替バルブに問題があるわけではない。
停止状態にするとボイラーの圧力は急上昇するので怖い感じだ。
これでは安全弁を作らなくてはならないなぁ。
（この切替弁が圧力上昇で蒸気漏れになってくれれば安全弁はいらないのに・・・・）
さぁ、次は安全弁の工作だ。

新しくサーボを買い求めました － スチームエンジンボート工作 －

２０１２／９／２５　（火曜日）　雨のち曇り



ボートを広い池で走らせるときは前進や後退が自由にできる方が好い。
前進、後退はスクリュープロペラの回転方向を変えたり、プロペラの
ピッチを逆転したりしておこなうのが普通だ。
だけどピッチを逆転する方法は工作がとても難しい。
そこで今回はプロペラの回転方向を変える方法でいくが、プロペラを
回す動力にするスチームエンジンは乾電池で動かすモーターのようには
簡単に逆回転させることはできない。
メカ部分に逆回転機構を組み込むか、ピストンへの蒸気の供給、排気経路を
切り替えて実現するのだが今回は比較的簡単に実現できると思われる蒸気の
切替方式で行くことにした。
蒸気の経路を切り替えるには可動する弁を設けてサーボで動かして行う。
この蒸気切替弁は高圧（といっても高々０.５気圧ばかりだが）蒸気を
外部に漏らさないように気密構造にしなくてはならない。
専門メーカーの製品なら精巧に作られてスムーズな動作をしてくれるだろうが
オイラが作るいい加減なものでは可動部を固定部にそうとう強く押し付ける
必要があると思う。
そのため、弁を動かすにもかなりの力が必要なのではないかと思う。
そこで、重いものでも動かすことができる力の強いサーボを買い求めた。


↓　通販で買い求めた台湾製のサーボ。　１台１，２００円の安物だが、トルクは７.４ｋｇ/ｃｍも
　　　ある。（と、いってもこれがどのくらいの力かはオイラにはわかりません）



↓　モーターボートに取り付けてあるサーボは３.２ｋｇ/ｃｍだからその倍以上の力が出るわけだ。



↓　ラジコンに接続して動かしてみた。　内部ではモーター回転数を５段の歯車で減速している。
　　　動作はゆっくりでギー、ギーと大きな音がする。　力は相当強い感じがする。　　　



↓　これで動かす蒸気切替弁を作るには、このサーボの動作角度がわからなくてはダメだ。
　　　分度器を置いて動作角度を確認してみた。




サーボの動作角度確認の様子を動画でご覧ください。





サーボは右回りは角度約４２度、左周りは約５２度だった。
これを基に蒸気切替弁を工作しようと思うがなんだか難しそうだ。
またオイラの悪戦苦闘ぶりをご報告しますので応援をよろしくお願いします。

明日、明後日はちょっとお出かけしますので工作はお休みです。

船体（木工部分）ができあがりました － スチームエンジンボート工作 －

２０１２／９／２４　（月曜日）　晴れ


昨日一日中降り続いた雨も上がって真っ青な空の秋晴れだ。
さぁ、今日も頑張って工作だ。


↓　船体の補強と見栄えをよくするための“鍔”（“鉢巻”と言おうか）を作る。
　　　船体をひっくり返して材料のベニヤ板に形を写し取った。



↓　船体の型を手書きで加筆して鍔のようにした。　



↓　かたどった図に合わせて糸鋸で切り出した。



切り出した鍔を船体に合わせてカーブを付けて仕上げた。
（このときは真剣に作業していたので写真を撮る余裕がありません
　でしたので画像はありません。）



↓　船体に鍔（鉢巻）を張り付けた。　これで船体が少しは補強されたはずだ。
　　　そしてフレームの端っこが隠されて見栄えが良くなった（と、思います）。



↓　前から見たところ。




↓　後から見たところ。　　スタンチューブと舵を取り付けるパイプも嵌めてみた。



↓　船底の様子。



↓　やっと出来上がった船体（木工部分）。




９月の３日頃から船体工作に取り掛かってやっと木工部分が出来上がった。
これであの嫌いなオガクズともおさらばだ。
今日は早めに作業を終えて、オガクズだらけの作業場をきれいに掃除した。
作業台、ボール盤も細かいオガクズが積もって掃除するのは大変だった。
さぁ、明日からは・・・・あれっ、何をすればいいのかなぁ？
やることがいっぱいあって何からやれば良いのかわからないよぉ～

雨の日は部屋の中で － 久しぶりにスチームエンジンを回しました －

２０１２／９／２３　（日曜日）　雨


昨夜からの雨が一日中降り続いた。
外にも出られず、退屈しのぎに気になっていたスチームエンジンの
逆回転性能の確認と再調整をしてみた。


↓　このスチームエンジン（実習生型縦型２号）は逆回転の調子がよくない。
　　　定置型エンジンとしてはどちらか一方に回転すれば良いのであまり気にしていなかったが
　　　ボートに搭載して動力とするには正回転（前進方向）、逆回転（後退方向）とも調子よく
　　　回転してくれなくたは具合が悪い。　




↓　逆回転時には排気となる方のチューブからエアー漏れが多い。　多分ピストン弁に問題が
　　　あるんだろう。　外して中を見ようと思ったが分解しないと外せないので止めた。




↓　エキセントリックの取り付け位置（位相）を調整して弁の開閉タイミングを変えてみたが
　　　改善は見られなかった。




調整後の縦型２号エンジンの動作状況を動画でご覧ください。






室内での動作テストなのでガス炊ボイラーを使った。
実際のボートでは固形燃料４個を燃やすのだが、
多分、ガス炊きと同じぐらいの火力になるはずだ。
エンジンは正回転（前進方向の左回転）は順調に回転してくれる。
パワーも相当ありそうだ。
しかし、逆回転（後退方向の右回転）はやっぱり蒸気漏れが多くて
パワーが出ない。
まぁ、かろうじて自己起動してくれるので何とか使えるかも知れない
まず、このエンジンを載せて走らせて見よう。
その結果では第３号エンジンを作らなくてはならないかもね。

工作中の船体の大きさに呆れる － スチームエンジンボート工作 －

２０１２／９／２２　（土曜日）　晴れたり曇ったり　暑い一日



工作中のスチームエンジンボートの船体が大分出来上がってきた。
今日は午前中は部屋の中で船底部分の水漏れ防止処理をして
午後は外で船体の隙間埋めをした。
それにしてもこのスチームエンジンボートの船体は大きい。
全長９３ｃｍ　最大幅は２２ｃｍ　高さは２４ｃｍもある。
部屋の中を持ち歩くとにうっかりすると壁にぶつかってしまう。

「壁にキズをつけないでよ・・・・」とお代官。

「おっとっと、船体を壊しては大変だ・・・」とオイラ。

お互いに価値観が違うんだからしょうがないよね・・・・・



↓　船底の水漏れ対策は板と板のつなぎ目にエポキシ接着剤を塗った。　外側から塗ると、塗料が
　　　うまく塗れなくなってしまうので内側から塗ったがとてもやりにくい作業だった。




↓　舷側板と舷側板のつなぎ目には長い隙間ができてしまった。　エポキシパテで隙間を埋めた。




↓　それにしてもこのスチームエンジンボートの船体は大きい。　ベニヤ船体工作の練習で作った
　　　１／２サイズのモーターボートと比べてみるとその大きさに呆れる。






何でこんなに大きな船体に？
それはこの船に載せるボイラーやスチームエンジンが大きいからだ。
もっと小型のボイラーやエンジンならこんな大きな船体は必要ないのだが
オイラの工作技量では小型のものは作れない。
この船が出来上がったらどうやって運ぶんだろう？
まだそんな先のことは考えていない。

隙間塞ぎと水漏れ防止 － スチームエンジンボート工作 －

２０１２／９／２１　（金曜日）　曇り後晴れ


朝のうちはあまりぱっとしない天気で小雨が降ったりしたがやがて晴れ間も出てきた。
今日は工作は休もうと思っていたが、こうなるとしないわけにはいかない。
船尾が取り付けられた船体はほぼ組み立て終わりだ。
そこで隙間を埋めたり、水漏れ防止のために接着剤を塗ったりした。



↓　船体にはいたるところに隙間がある。　そのまま接着剤やパテで埋めてもかまわないが
　　　ちょっと心配なので細い板で隙間を埋めていった。



↓　隙間を埋める板はとても薄くしなくてはならない。　削るのはなかなか面倒だ。



↓　薄く削った板に接着剤を塗って隙間を埋めていく。



↓　細い隙間はエポキシパテを塗りこんで埋めた。



↓　プランクやベニヤ板の接合部はエポキシ接着剤を盛り上げて水漏れがしないようにした。



底板や舷側板との接合部には細い隙間がたくさんある。
それを接着剤で塞いでいくのはとても手間がかかる。
船体が大きいから接着面も広くて、接着剤がたくさん必要だ。
エポキシ接着剤のＡ液Ｂ液をチューブから搾り出してよーくかき混ぜて
へらに付けて塗りつけていく。
手がベタベタになって気持ち悪い。
混ぜた接着剤はすぐなくなってしまうので、何度もチューブから
搾り出してかき混ぜてまた張り付けていく。
作業台が低くて中腰での作業が続いたので腰が痛くなってしまった。
船底の１／３程を塗ったところで定時になってしまった。
もうこの時期は日が暮れるのも早いので残業もできない。
さぁ、今日の工作はこれでおしまいにしよう。

　　　秋の日は釣瓶落とし

明日はお彼岸の中日、昼と夜の長さが同じになるんだ。
そして次の日からは昼間が短くなって夜が長くなっていく。
うーん、何だかちょっと寂しい感じだ・・・・

船尾が大体できあがりました － スチームエンジンボート工作 －

２０１２／９／２０　（木曜日）　晴れ


船尾の工作を始めてから３日目、やっと船尾の形が出来上がった。
船尾はファルカタという材木を何枚か接着・積層したブロックを
ヤスリやカンナで削って整形して作った。
このファルカタという材木は軽くて柔らかくて細工は楽だが
ヤスリで削るのは結構難しい。
木目の向きによってはささくれ立ってしまい、きれいに削れないのだ。
それに削り屑（オガクズかな？）が細かくて軽くて風に吹き飛ばされて
舞い上がってしまい、体中に降りかかってくるので閉口した。


↓　ファルカタ材の積層ブロックを整形して作った船尾のパーツ。



↓　いよいよ接着を始めた。　この部品は接着面が広いので１液型のセメダインスーパーＸＧという
　　　接着剤を使った。　２つの液体を混ぜなくていいので使いやすい。　　　



↓　スタンチューブを通して取り付け角度をチェックした。



↓　船尾ブロックを船体に張り付けた。　船体を縦にしてあれこれ使って固定して何とか接着だ。
　　　ちょっと強い風が吹いたら倒れてしまうだろう・・・・まるでサーカスみたいだ。


↓　アンビル（金床）と鉄板を重石の代わりにして圧着させた・・・・効果の程はわからない。



↓　船尾ブロックに張り付ける“縁板”。　曲げ輪っぱのように曲げるのだけど、こんな方法で
　　　曲げ形を付けた。　Ｖブロックもいろいろなことに活用している。



↓　曲げ形が付いた縁板を船尾に張り付けた。



↓　２段目の張り付け。　カーブを合わせて洗濯バサミで固定。



↓　３段目の張り付け。



↓　大体出来上がった船尾部。



↓　船尾の平らな部分には舵を動かす角（ラダーホーン）やラジコン受信機を取り付ける。



↓　横から見た船体。　船尾は絶壁型だけど仕方ない。



↓　真後ろから見た船尾。　変な形だなぁ・・・　だけど仕方ない。



↓　後から見た船体内部。



↓　正面から見た船体内部。



船体が何とか形になった。
だけどまだ、あばたや隙間があちこちにある。
明日からはその処理をしよう。
そして船腹を横からの圧力に耐えるように縁取りを付ければ完成だ。
あと一息だ。（と思います・・・）　ガンバロー（っと）

船尾の工作を始めました － スチームエンジンボート工作 －

２０１２／９／１８　（火曜日）　晴れ


何とか底板や舷側板を張り終わった船体に船尾を取り付ける工作を始めた。
船尾は舵を取り付けたり舵を動かす機構を置くのでどうしても必要だ。
工作はどうしても船首ばかりに気を取られて船尾の方は何かやっつけ仕事的だ。
そこでばっさり尻切れの断崖絶壁型船尾になってしまうのだ。
今回も船尾の工作を始める段階になってから、「少しはかっこよく、流線型に
してみよう・・・」なんて色気を出したが、試験水槽（幼児用ビニールプール）
のサイズの制約からそれも出来ず、やっぱり断崖絶壁型になってしまった。


↓　船尾の工作。　材料はファルカタという板。　軽くて柔らかくて加工しやすい。




↓　ファルカタ材を何枚も重ねて接着してブロックにして整形する。




↓　頭で描いたイメージを頼りにぶっつけ本番で加工していく。　




↓　反対側のブロックを作成中。　




↓　ファルカタ材を張り付け中。　この作業中に例の　♪　よい子のみなさん、もうすぐ日が暮れます・・
　　　の時間になってしまった。　　さぁ、オイラもお片付けだ。




↓　積層ブロックを整形するのにヤスリ、カンナ、ノコギリ、グラインダーまで使った。
　　　細かいオガクズが飛び散って大変だった。




木工工作を始めると、ときどきクシャミが出てしまう。
工作を始めた頃は「あれっ、今頃風邪を引いたのかな？」と心配したぐらいだ。
そして「夏風邪を引く奴はバカだ」って言われそうで参ったなぁ・・・と思ったりした。
ところがクシャミの原因は多分オガクズだ。
オガクズガ舞散ると大きなクシャミが出る。　多分オガクズアレルギーだな、きっと！？

あぁー、木工工作は嫌だ・・・・・　速く終わらせたいよぉー