Εκείνα τα χρόνια που μόλις γεννιόταν το αυτοκίνητο, ο κινητήρας εσωτερικής καύσηςβασιζόταν σε μία μόνο από τις κατευθύνσεις της σχεδιαστικής σκέψης. Οι ατμομηχανές και οι ηλεκτρικοί κινητήρες ανταγωνίστηκαν με επιτυχία το αυτοκίνητο, το οποίο χρησιμοποιούσε κινητήρες αυτού του είδους. Το ατμόπλοιο του Γάλλου Louis Sorpollet σημείωσε μάλιστα ρεκόρ ταχύτητας το 1902. Και τα επόμενα χρόνια - η αδιαίρετη κυριαρχία των βενζινοκινητήρων, υπήρχαν ορισμένοι λάτρεις του ατμού που δεν μπορούσαν να συμβιβαστούν με το γεγονός ότι αυτού του είδους η ενέργεια εξαναγκαζόταν να φύγει από τους αυτοκινητόδρομους. Οι Αμερικάνοι, οι αδερφοί Stanley, κατασκεύασαν ατμοκίνητα αυτοκίνητα από το 1897 έως το 1927. Οι μηχανές τους ήταν αρκετά προηγμένες, αλλά κάπως δυσκίνητες. Ένα άλλο συγγενικό ζευγάρι, επίσης Αμερικανό - τα αδέρφια Doble - άντεξε λίγο περισσότερο. Τερμάτισαν τον άνισο αγώνα το 1932, έχοντας δημιουργήσει αρκετές δεκάδες ατμοκίνητα αυτοκίνητα. Ένα από αυτά τα μηχανήματα εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σήμερα, χωρίς να έχει υποστεί σχεδόν καμία αλλαγή. Εγκαταστάθηκε μόνο ένας νέος λέβητας και ένα ακροφύσιο που λειτουργεί με καύσιμο ντίζελ. Η πίεση του ατμού φτάνει τις 91,4 atm. σε θερμοκρασία 400°C. Μέγιστη ταχύτητατο αυτοκίνητο είναι πολύ ψηλά - περίπου 200 km/h. Αλλά το πιο αξιοσημείωτο είναι η ικανότητα ανάπτυξης τεράστιας ροπής κατά την εκκίνηση. Οι μηχανές εσωτερικής καύσης δεν διαθέτουν αυτή την ιδιότητα της ατμομηχανής, και γι' αυτό κάποτε ήταν τόσο δύσκολο να εισαχθεί το ντίζελ στις ατμομηχανές. Το αυτοκίνητο των αδελφών Doble κινήθηκε κατευθείαν από το σημείο πάνω από ένα τετράγωνο διαστάσεων 30 επί 30 cm που ήταν τοποθετημένο κάτω από τους τροχούς. αντίστροφασκαρφαλώνει σε λόφους πιο γρήγορα από τα συμβατικά μπροστινά αυτοκίνητα. Ο ατμός της εξάτμισης χρησιμοποιείται μόνο για την περιστροφή του ανεμιστήρα και της γεννήτριας, κατά τη φόρτιση μπαταρία. Αλλά αυτό το αυτοκίνητο θα παρέμενε μια περιέργεια, υποψήφιο για μια θέση στο μουσείο της ιστορίας της τεχνολογίας, αν τα μάτια των σχεδιαστών σήμερα δεν είχαν στραφεί ξανά σε παλιές ιδέες - το ηλεκτρικό αυτοκίνητο και ο ατμός - υπό την επίδραση του κινδύνου από την ατμοσφαιρική ρύπανση.

Από αυτή την άποψη, τι είναι ελκυστικό σε ένα ατμοκίνητο αυτοκίνητο; Αποκλειστικά σημαντική περιουσία- πολύ χαμηλές εκπομπές με προϊόντα καύσης βλαβερές ουσίες. Αυτό συμβαίνει επειδή το καύσιμο δεν καίγεται στα φλας, όπως στο κινητήρας βενζίνης, αλλά συνεχώς, η διαδικασία καύσης είναι σταθερή, ο χρόνος καύσης είναι πολύ μεγαλύτερος.

Δεν φαίνεται να υπάρχει καμία ανακάλυψη σε αυτό - η διαφορά μεταξύ μιας ατμομηχανής και μιας μηχανής εσωτερικής καύσης έγκειται στην ίδια την αρχή της λειτουργίας τους. Γιατί τα ατμοκίνητα αυτοκίνητα απέτυχαν να ανταγωνιστούν τα βενζινοκίνητα αυτοκίνητα; Γιατί οι κινητήρες τους έχουν μια σειρά από σοβαρές ελλείψεις.

Το πρώτο είναι ένα γνωστό γεγονός: υπάρχουν όσοι ερασιτέχνες οδηγοί θέλετε, αλλά δεν υπάρχει ούτε ένας ερασιτέχνες οδηγοί ακόμα. Αυτός ο τομέας της ανθρώπινης δραστηριότητας καταλαμβάνεται αποκλειστικά από επαγγελματίες. Το πιο σημαντικό είναι ότι ένας ερασιτέχνης οδηγός, όταν πιάνει το τιμόνι, ρισκάρει μόνο τη ζωή του και αυτούς που τον εμπιστεύτηκαν οικειοθελώς. ο οδηγός - χιλιάδες άλλοι. Αλλά κάτι άλλο είναι επίσης σημαντικό: το σέρβις ατμομηχανής απαιτεί υψηλότερα προσόντα από το σέρβις βενζινοκινητήρα. Το σφάλμα έχει ως αποτέλεσμα σοβαρή ζημιάκαι μάλιστα έκρηξη λέβητα.

Δεύτερος. Ποιος δεν έχει δει μια ατμομηχανή να ορμάει κατά μήκος των σιδηροτροχιών σε ένα λευκό σύννεφο; Ένα σύννεφο είναι ο ατμός που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα. Η ατμομηχανή είναι ένα ισχυρό μηχάνημα, υπάρχει αρκετός χώρος για ένα μεγάλο λέβητα νερού. Αλλά το αυτοκίνητο δεν είναι αρκετό. Και αυτός είναι ένας από τους λόγους για την εγκατάλειψη των ατμομηχανών.

Το τρίτο και σημαντικότερο είναι η χαμηλή απόδοση της ατμομηχανής. Δεν είναι τυχαίο που στις βιομηχανικά ανεπτυγμένες χώρες προσπαθούν τώρα να αντικαταστήσουν όλες τις ατμομηχανές στους αυτοκινητόδρομους με θερμικές και ηλεκτρικές ατμομηχανές, δεν είναι τυχαίο που η αντιοικονομική φύση μιας ατμομηχανής έχει γίνει ακόμη και παροιμία. 8% - τι είδους απόδοση είναι αυτή;

Για να το αυξήσετε, πρέπει να αυξήσετε τη θερμοκρασία και την πίεση του ατμού. Για τη διασφάλιση της απόδοσης μιας ατμομηχανής με ισχύ 150 ίππων και άνω. Με. και άνω ίσο με 30% θα πρέπει να διατηρηθεί πίεση λειτουργίαςστα 210 kg/cm2, που απαιτεί θερμοκρασία 370°. Τεχνικά αυτό είναι εφικτό, αλλά γενικά είναι εξαιρετικά επικίνδυνο, γιατί ακόμη και μια μικρή διαρροή ατμού στον κινητήρα ή τον λέβητα μπορεί να οδηγήσει σε καταστροφή. Και από υψηλή πίεσηΗ απόσταση από την έκρηξη είναι πολύ μικρή.

Αυτές είναι οι κύριες δυσκολίες. Υπάρχουν και μικρότερα (αν και πρέπει να σημειωθεί ότι στην τεχνολογία δεν υπάρχουν μικρά πράγματα). Είναι δύσκολο να λιπάνετε τους κυλίνδρους επειδή το λάδι σχηματίζει ένα γαλάκτωμα με ζεστό νερό, εισέρχεται στους σωλήνες του λέβητα, όπου εναποτίθεται στους τοίχους. Αυτό μειώνει τη θερμική αγωγιμότητα και προκαλεί σοβαρή τοπική υπερθέρμανση. Ένα άλλο «μικρό πράγμα» είναι ότι η εκκίνηση μιας ατμομηχανής είναι πιο δύσκολη από το συνηθισμένο.

Κι όμως, οι σχεδιαστές ανέλαβαν κάτι πολύ παλιό και εντελώς νέο για αυτούς. Δύο εκπληκτικές μηχανές βγήκαν στους δρόμους των αμερικανικών πόλεων. Εξωτερικά δεν διέφεραν από συνηθισμένα αυτοκίνητα, ένα ακόμη και με το βελτιωμένο σχήμα του έμοιαζε με αθλητικό. Αυτά ήταν ατμοκίνητα αυτοκίνητα. Και οι δύο απογειώθηκαν σε λιγότερο από 30 δευτερόλεπτα. αφού άνοιξε τον κινητήρα και έφτασε σε ταχύτητες έως και 160 km/h, έτρεξε με οποιοδήποτε καύσιμο, συμπεριλαμβανομένης της κηροζίνης, και κατανάλωσε 10 γαλόνια νερού για 800 χιλιόμετρα.

Το 1966, η Ford δοκίμασε ένα τετράχρονο υψηλής ταχύτητας ατμομηχανήγια αυτοκίνητο με όγκο εργασίας 600 cm3. Οι δοκιμές έδειξαν ότι σε καυσαέριαπεριέχει μόνο 20 σωματίδια υδρογονάνθρακα ανά 1 εκατομμύριο (27 σωματίδια επιτρέπονται από την Επιτροπή Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης της Γερουσίας), το μονοξείδιο του άνθρακα περιείχε το 0,05% της συνολικής μάζας καυσαέρια, το οποίο είναι 30 φορές μικρότερο από το επιτρεπόμενο ποσό.

Ένα πειραματικό ατμοκίνητο αυτοκίνητο της General Motors, με το σύμβολο E-101, παρουσιάστηκε σε έκθεση αυτοκινήτων με ασυνήθιστους κινητήρες. Εξωτερικά, δεν διέφερε από το αυτοκίνητο βάσει του οποίου δημιουργήθηκε - το Pontiac - αλλά ο κινητήρας, μαζί με τον λέβητα, τον συμπυκνωτή και άλλα εξαρτήματα του συστήματος ατμού, ζύγιζε 204 κιλά περισσότερο. Ο οδηγός κάθισε στη θέση του, γύρισε το κλειδί και περίμενε 30-45 δευτερόλεπτα μέχρι να ανάψει το φως. Αυτό σήμαινε ότι η πίεση του ατμού είχε φτάσει στην απαιτούμενη τιμή και μπορούσαμε να πάμε. Ένα τόσο σύντομο χρονικό διάστημα μπορεί να χωριστεί στα ακόλουθα στάδια.

Ο λέβητας είναι γεμάτος - η αντλία καυσίμου ανάβει, το καύσιμο εισέρχεται στον θάλαμο καύσης και αναμιγνύεται με τον αέρα.

Ανάφλεξη.

Η θερμοκρασία και η πίεση του ατμού έχουν φτάσει το απαιτούμενο επίπεδο, ο ατμός μπαίνει στους κυλίνδρους. Ο κινητήρας είναι στο ρελαντί.

Ο οδηγός πατάει το πεντάλ. η ποσότητα του ατμού που εισέρχεται στον κινητήρα αυξάνεται, το αυτοκίνητο αρχίζει να κινείται. Οποιοδήποτε καύσιμο - ντίζελ, κηροζίνη, βενζίνη.

Όλα αυτά τα πειράματα επέτρεψαν στον Robert Ayres του Κέντρου Προηγμένης Ανάπτυξης της Ουάσιγκτον να δηλώσει ότι τα μειονεκτήματα του ατμοκίνητου αυτοκινήτου είχαν ξεπεραστεί. Υψηλό κόστος σε σειριακή παραγωγήσίγουρα θα κατέβει. Ένας λέβητας αποτελούμενος από σωλήνες εξαλείφει τον κίνδυνο έκρηξης, καθώς μόνο μια μικρή ποσότητα νερού εμπλέκεται σε λειτουργία ανά πάσα στιγμή. Εάν οι σωλήνες τοποθετηθούν πιο κοντά, το μέγεθος του κινητήρα θα μειωθεί. Το αντιψυκτικό θα εξαλείψει τον κίνδυνο παγώματος. Μια ατμομηχανή δεν χρειάζεται κιβώτιο ταχυτήτων, κιβώτιο ταχυτήτων, μίζα, καρμπυρατέρ, σιγαστήρα, ψύξη, διανομή αερίου ή συστήματα ανάφλεξης. Αυτό είναι το τεράστιο πλεονέκτημά του. Ο τρόπος λειτουργίας του μηχανήματος μπορεί να ρυθμιστεί παρέχοντας περισσότερο ή λιγότερο ατμό στους κυλίνδρους. Εάν χρησιμοποιείτε φρέον αντί για νερό, το οποίο παγώνει πολύ χαμηλές θερμοκρασίεςκαι επίσης έχει λιπαντική ιδιότητα, τότε τα οφέλη θα αυξηθούν ακόμη περισσότερο. Οι ατμομηχανές ανταγωνίζονται τους συμβατικούς κινητήρες όσον αφορά την επιτάχυνση, την κατανάλωση καυσίμου και την ισχύ ανά μονάδα βάρους.

Μέχρι στιγμής δεν γίνεται λόγος για ευρεία χρήση ατμοκίνητων αυτοκινήτων. Ούτε ένα μηχάνημα δεν έχει φτάσει σε βιομηχανικά πρότυπα, αλλά ανακατασκευάστηκε αυτοκινητοβιομηχανίακανείς δεν πρόκειται να. Αλλά οι ερασιτέχνες σχεδιαστές δεν έχουν καμία σχέση με τη βιομηχανική τεχνολογία. Και το ένα μετά το άλλο δημιουργούν πρωτότυπα παραδείγματα αυτοκινήτων με ατμομηχανές.

Δύο εφευρέτες, ο Peterson και ο Smith, επανασχεδίασαν το μενταγιόν εξωλέμβιος κινητήρας. Παρείχαν ατμό στους κυλίνδρους μέσω οπών από μπουζί. Ο κινητήρας βάρους 12 κιλών ανέπτυξε ισχύ 220 ίππων. Με. στις 5600 σ.α.λ. Το παράδειγμά τους ακολούθησαν ο μηχανολόγος μηχανικός Peter Barrett και ο γιος του Philip. Χρησιμοποιώντας ένα παλιό σασί, κατασκεύασαν ένα ατμόπλοιο. Ο Smith μοιράστηκε την εμπειρία του μαζί τους. Πατέρας και γιος χρησιμοποιούσαν τετρακύλινδρο εξωλέμβιος κινητήρας, συνδυάζοντάς το με έναν ατμοστρόβιλο σχεδιασμένο από τον Smith.

Ο ατμός παρήχθη σε έναν ειδικά σχεδιασμένο λέβητα που περιείχε περίπου 400 πόδια σωλήνες χαλκού και χάλυβα συνδεδεμένους σε σπειροειδείς δέσμες που τρέχουν το ένα πάνω από το άλλο. Αυτό αυξάνει την κυκλοφορία. Το νερό αντλείται στο λέβητα από τη δεξαμενή. Το καύσιμο αναμιγνύεται με τον αέρα στο θάλαμο καύσης και οι καυτές φλόγες έρχονται σε επαφή με τους σωλήνες. Μετά από 10-15 δευτερόλεπτα. το νερό μετατρέπεται σε συμπιεσμένο ατμό σε θερμοκρασία περίπου 350°C και πίεση 44 kg/cm. Εκτοξεύεται από το αντίθετο άκρο της γεννήτριας ατμού και κατευθύνεται στον αγωγό εισαγωγής του κινητήρα.

Ο ατμός εισέρχεται στον κύλινδρο μέσω περιστρεφόμενων λεπίδων, κατά μήκος των οποίων υπάρχουν κανάλια σταθερής διατομής.
Εξωτερική σύζευξη στροφαλοφόρος άξωνστενά συνδεδεμένο με μετάδοση αλυσίδαςστους κινητήριους τροχούς.

Τελικά ο υπέρθερμος ατμός έκανε τη δουλειά του χρήσιμη εργασία, και πρέπει τώρα να μετατραπεί σε νερό για να είναι έτοιμο να ξεκινήσει ξανά τον κύκλο. Αυτό γίνεται από έναν πυκνωτή που μοιάζει με κανονικό ψυγείο τύπος αυτοκινήτου. Τοποθετείται μπροστά - για καλύτερη ψύξηαντίθετα ρεύματα αέρα.

Οι μεγαλύτερες δυσκολίες για τους μηχανικούς έγκεινται στο γεγονός ότι συχνά, για να επιτευχθεί τουλάχιστον σχετική απλότητα σχεδιασμού, είναι απαραίτητο να μειωθεί η ήδη χαμηλή απόδοση του αυτοκινήτου. Οι δύο ερασιτέχνες σχεδιαστές βοηθήθηκαν πολύ από τις συμβουλές των Smith και Peterson. Είναι ως αποτέλεσμα συνεργασίακατάφερε να εισάγει πολλά νέα πολύτιμα προϊόντα στο σχεδιασμό. Ας ξεκινήσουμε με τον αέρα καύσης. Πριν μπει απευθείας στον καυστήρα, θερμαίνεται περνώντας τον ανάμεσα στα ζεστά τοιχώματα του λέβητα. Αυτό παρέχει περισσότερα πλήρης καύσηκαυσίμου, μειώνει τον χρόνο απελευθέρωσης και επίσης κάνει τη θερμοκρασία καύσης του μείγματος υψηλότερη και, επομένως, την απόδοση.

Για την ανάφλεξη του εύφλεκτου μείγματος σε ένα συμβατικό λέβητα ατμού, χρησιμοποιείται ένα απλό κερί. Ο Peter Barrett έχει σχεδιάσει περισσότερα από αποτελεσματικό σύστημα - ηλεκτρονική ανάφλεξη. Ως εύφλεκτο μείγμα χρησιμοποιήθηκε ανακαθαρισμένη αλκοόλη, αφού είναι φθηνή και έχει υψηλή αριθμός οκτανίου. Φυσικά, κηροζίνη καύσιμο πετρελαίουκαι άλλες υγρές ποικιλίες θα λειτουργήσουν επίσης.

Αλλά το πιο ενδιαφέρον εδώ είναι ο πυκνωτής. Η συμπύκνωση μεγάλων ποσοτήτων ατμού θεωρείται η κύρια δυσκολία των σύγχρονων ατμοηλεκτρικών σταθμών. Ο Smith σχεδίασε το ψυγείο για να χρησιμοποιεί υδρονέφωση. Ο σχεδιασμός λειτουργεί τέλεια, το σύστημα συμπυκνώνει την υγρασία κατά 99%. Σχεδόν δεν σπαταλάται νερό - εκτός από τη μικρή ποσότητα που διαρρέει τις σφραγίδες.

Αλλα ενδιαφέρον νέο προϊόν- Σύστημα λίπανσης. Οι κύλινδροι μιας ατμομηχανής συνήθως λιπαίνονται από μια περίπλοκη και δυσκίνητη συσκευή που ψεκάζει βαριά σκόνη λαδιού στον ατμό. Το λάδι κατακάθεται στα τοιχώματα του κυλίνδρου και στη συνέχεια απελευθερώνεται με τον ατμό της εξάτμισης. Αργότερα, το λάδι πρέπει να διαχωριστεί από το συμπύκνωμα νερού και να επιστρέψει στο σύστημα λίπανσης.

Οι Barretts χρησιμοποίησαν έναν χημικό γαλακτωματοποιητή που απορροφά τόσο νερό όσο και λάδι και στη συνέχεια τα διαχωρίζει, εξαλείφοντας έτσι την ανάγκη για ογκώδη εγχυτήρα ή μηχανικό διαχωριστή. Οι δοκιμές δείχνουν ότι όταν λειτουργεί ο χημικός γαλακτωματοποιητής, δεν σχηματίζεται ίζημα ούτε στον λέβητα ατμού ούτε στον συμπυκνωτή.

Ενδιαφέρον είναι επίσης ο μηχανισμός τύπου συμπλέκτη, ο οποίος συνδέει απευθείας τον κινητήρα με τον άξονα μετάδοσης κίνησης και κίνηση κάρδαν. Το μηχάνημα δεν έχει κιβώτιο ταχυτήτων η ταχύτητα ελέγχεται με αλλαγή της εισαγωγής ατμού στους κυλίνδρους. Η χρήση του συστήματος «εισαγωγής-εξαγωγής» σάς επιτρέπει να τοποθετείτε εύκολα τον κινητήρα ουδέτερη θέση. Ο ατμός μπορεί να κατευθυνθεί στον κινητήρα, να τον θερμάνει και ταυτόχρονα να φέρει τον ατμολέβητα σε θέση ετοιμότητας. ενεργή εργασία, διατηρώντας σταθερή πίεση κοντά στην εργαζόμενη. Η ατμομηχανή αναπτύσσει ισχύ 30-50 ίππων. s, και ένα γαλόνι καυσίμου είναι αρκετό για να μετακινήσετε ένα αυτοκίνητο σε απόσταση 15-20 μιλίων, η οποία είναι αρκετά συγκρίσιμη με την κατανάλωση καυσίμου των αυτοκινήτων με κινητήρα εσωτερικής καύσης. Σύστημα ελέγχουαρκετά περίπλοκο, αλλά πλήρως αυτοματοποιημένο. Δεν έχετε παρά να παρακολουθείτε τον μηχανισμό διεύθυνσης και να επιλέξετε την απαιτούμενη ταχύτητα. Κατά τη δοκιμή, το αυτοκίνητο έφτασε σε ταχύτητες περίπου 50 mph, αλλά αυτό ήταν το όριο επειδή το πλαίσιο του αυτοκινήτου δεν ήταν συμβατό με την ισχύ του κινητήρα.

Αυτό είναι το αποτέλεσμα. Όλα αυτά είναι ακόμα πειράματα. Αλλά ποιος ξέρει, μπορεί να μην γίνουμε μάρτυρες μιας νέας κυριαρχίας του ατμού στους δρόμους - τώρα όχι στους σιδηρόδρομους, αλλά στους αυτοκινητόδρομους.
R. YAROV, μηχανικός
Μοντελιστής-κατασκευαστής 1971.

Ζω μόνο με κάρβουνο και νερό και έχω ακόμα αρκετή ενέργεια για να κάνω 100 mph! Αυτό ακριβώς μπορεί να κάνει μια ατμομηχανή. Αν και αυτοί οι γιγάντιοι μηχανικοί δεινόσαυροι έχουν εξαφανιστεί πλέον σε μεγάλο μέρος του κόσμου σιδηροδρόμων, η τεχνολογία ατμού ζει στις καρδιές των ανθρώπων και ατμομηχανές όπως αυτή εξακολουθούν να χρησιμεύουν ως τουριστικά αξιοθέατα σε πολλούς ιστορικούς σιδηροδρόμους.

Οι πρώτες σύγχρονες ατμομηχανές εφευρέθηκαν στην Αγγλία στις αρχές του 18ου αιώνα και σηματοδότησε την αρχή της Βιομηχανικής Επανάστασης.

Σήμερα επιστρέφουμε ξανά στην ενέργεια ατμού. Λόγω του σχεδιασμού του, η διαδικασία καύσης μιας ατμομηχανής παράγει λιγότερη ρύπανση από μια μηχανή εσωτερικής καύσης. Σε αυτήν την ανάρτηση βίντεο, δείτε πώς λειτουργεί.

Σχεδιασμός και μηχανισμός δράσης ατμομηχανής

Τι τροφοδοτούσε την αρχαία ατμομηχανή;

Χρειάζεται ενέργεια για να κάνεις απολύτως ό,τι μπορείς να σκεφτείς: να κάνεις skateboard, να πετάξεις με αεροπλάνο, να πας για ψώνια ή να οδηγήσεις αυτοκίνητο στο δρόμο. Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που χρησιμοποιούμε για τις μεταφορές σήμερα προέρχεται από πετρέλαιο, αλλά αυτό δεν συνέβαινε πάντα. Μέχρι τις αρχές του 20ου αιώνα, ο άνθρακας ήταν το καύσιμο της επιλογής στον κόσμο, τροφοδοτώντας τα πάντα, από τρένα και πλοία μέχρι τα δύσμοιρα αεροπλάνα ατμού που εφευρέθηκε από τον Αμερικανό επιστήμονα Samuel P. Langley, έναν πρώιμο ανταγωνιστή των αδελφών Wright. Τι το ιδιαίτερο έχει ο άνθρακας; Υπάρχει άφθονο μέσα στη Γη, επομένως ήταν σχετικά φθηνό και ευρέως διαθέσιμο.

Ο άνθρακας είναι μια οργανική χημική ουσία, που σημαίνει ότι βασίζεται στο στοιχείο άνθρακα. Ο άνθρακας σχηματίζεται κατά τη διάρκεια εκατομμυρίων ετών όταν τα υπολείμματα των νεκρών φυτών θάβονται κάτω από βράχους, συμπιέζονται υπό πίεση και μαγειρεύονται από την εσωτερική θερμότητα της Γης. Γι' αυτό λέγεται ορυκτό καύσιμο. Τα κομμάτια άνθρακα είναι πραγματικά σβώλοι ενέργειας. Ο άνθρακας στο εσωτερικό τους συνδέεται με άτομα υδρογόνου και οξυγόνου με δεσμούς που ονομάζονται χημικοί δεσμοί. Όταν καίμε κάρβουνο στη φωτιά, οι δεσμοί σπάνε και η ενέργεια απελευθερώνεται με τη μορφή θερμότητας.

Ο άνθρακας περιέχει περίπου τη μισή ενέργεια ανά κιλό από τα καθαρότερα ορυκτά καύσιμα, όπως η βενζίνη, το ντίζελ και η κηροζίνη - κάτι που είναι ένας λόγος για τον οποίο οι ατμομηχανές πρέπει να καίνε τόσο πολύ.

Υπάρχουν δύο τύποι σύγχρονων ατμοκίνητων αυτοκινήτων: αυτοκίνητα ρεκόρ που έχουν σχεδιαστεί για αγώνες υψηλής ταχύτητας και οι λάτρεις της σπιτικής ατμοπροώσεως.

Inspiration (2009). Modern Steam Car No. 1, ένα αυτοκίνητο ρεκόρ που σχεδιάστηκε από τον Σκωτσέζο Glenn Bowsher για να σπάσει το ρεκόρ ταχύτητας για ατμοκίνητα αυτοκίνητα που έθεσε το Stanley Steamer το 1906. Στις 26 Αυγούστου 2009, 103 χρόνια αργότερα, το Inspiration έφτασε τα 239 km/h, αποτελώντας το ταχύτερο ατμοκίνητο αυτοκίνητο στην ιστορία.

Pellandini Mk 1 Steam Cat (1977). Μια προσπάθεια του Αυστραλού Peter Pellandine, ιδιοκτήτη μιας μικρής εταιρείας παραγωγής ελαφρών σπορ αυτοκινήτων, να εισαγάγει ένα πρακτικό και βολικό αυτοκίνητο ατμού. Κατάφερε μάλιστα να «εκβιάσει» χρήματα από την ηγεσία της πολιτείας της Νότιας Αυστραλίας για αυτό το έργο.

Pelland Steam Car Mk II (1982). Το δεύτερο ατμόπλοιο του Peter Pellandine. Σε αυτό προσπάθησε να σημειώσει ρεκόρ ταχύτητας για ατμομηχανές. Αλλά δεν πέτυχε. Αν και το αυτοκίνητο αποδείχθηκε πολύ δυναμικό και επιτάχυνε σε εκατοντάδες σε 8 δευτερόλεπτα. Η Pellandine αργότερα κατασκεύασε δύο ακόμη εκδόσεις της μηχανής.

Keen Steamliner Αρ. 2 (1963). Το 1943 και το 1963, ο μηχανικός Charles Keen κατασκεύασε δύο αυτοσχέδια ατμοκίνητα αυτοκίνητα, γνωστά αντίστοιχα ως Keen Steamliner No. 1 και Αρ. 2. Πολλά γράφτηκαν για το δεύτερο αυτοκίνητο στον Τύπο και μάλιστα προτάθηκε η βιομηχανική του παραγωγή. Ο Keen χρησιμοποίησε ένα σώμα από υαλοβάμβακα από το αυτοκίνητο κιτ Victress S4, αλλά όλα σασίκαι συναρμολόγησα τον κινητήρα μόνος μου.

Steam Speed ​​​​America (2012). Ένα ατμοκίνητο αυτοκίνητο ρεκόρ που κατασκευάστηκε από μια ομάδα ενθουσιωδών για τους αγώνες Bonneville το 2014. Ωστόσο, είναι ακόμα εκεί, μετά από ανεπιτυχείς αγώνες (ατυχήματα) το 2014, το Steam Speed ​​​​America βρίσκεται σε επίπεδο δοκιμών και ρεκόρδεν το έκανε πια.

Cyclone (2012). Ένας άμεσος ανταγωνιστής του προηγούμενου αυτοκινήτου, ακόμη και τα ονόματα των ομάδων είναι πολύ παρόμοια (αυτή ονομάζεται Team Steam USA). Το αυτοκίνητο που έσπασε ρεκόρ παρουσιάστηκε στο Ορλάντο, αλλά δεν έχει λάβει ακόμη μέρος σε ολόκληρους αγώνες.

Barber-Nichols Steamin" Demon (1977). Το 1985, σε αυτό το αυτοκίνητο, για το οποίο χρησιμοποιήθηκε το αμάξωμα του Aztec 7 kit car, ο οδηγός Bob Barber επιτάχυνε στα 234,33 km/h. Το ρεκόρ δεν αναγνωρίστηκε επίσημα από τη FIA ​λόγω παραβιάσεων στους κανόνες των αγώνων (ο Barber διεξήγαγε και τους δύο αγώνες προς μία κατεύθυνση, ενώ οι κανόνες απαιτούν να διεξαχθούν προς την αντίθετη κατεύθυνση, και μέσα σε μία ώρα, αυτή η προσπάθεια ήταν η πρώτη πραγματική επιτυχία). τρόπος για να ξεπεραστεί το ρεκόρ του 1906.

Chevelle SE-124 (1969). Μετατροπή του κλασικού Chevrolet Chevelleστο ατμόπλοιο, που παρήγγειλε ο Bill Besler General Motors. Η GM διερεύνησε τις επιδόσεις και τις οικονομικές δυνατότητες των ατμομηχανών όπως εφαρμόζονται στα αυτοκίνητα δρόμου.

Ξεκίνησε την επέκτασή του στις αρχές του 19ου αιώνα. Και ήδη εκείνη την εποχή, δεν χτίστηκαν μόνο μεγάλες μονάδες για βιομηχανικούς σκοπούς, αλλά και διακοσμητικές. Οι περισσότεροι πελάτες τους ήταν πλούσιοι ευγενείς που ήθελαν να διασκεδάσουν τον εαυτό τους και τα παιδιά τους. Αφού οι μονάδες ατμού έγιναν μέρος της κοινωνίας, οι διακοσμητικές μηχανές άρχισαν να χρησιμοποιούνται σε πανεπιστήμια και σχολεία ως εκπαιδευτικά μοντέλα.

Ατμομηχανές της σύγχρονης εποχής

Στις αρχές του 20ου αιώνα, η σημασία των ατμομηχανών άρχισε να μειώνεται. Μία από τις λίγες εταιρείες που συνέχισαν να παράγουν διακοσμητικούς μίνι κινητήρες ήταν η βρετανική εταιρεία Mamod, η οποία σας επιτρέπει να αγοράσετε ένα δείγμα τέτοιου εξοπλισμού ακόμη και σήμερα. Αλλά το κόστος τέτοιων ατμομηχανών ξεπερνά εύκολα τις διακόσιες λίρες στερλίνες, κάτι που δεν είναι τόσο λίγο για ένα μπιχλιμπίδι για μερικά βράδια. Επιπλέον, για όσους τους αρέσει να συναρμολογούν όλα τα είδη μηχανισμών μόνοι τους, είναι πολύ πιο ενδιαφέρον να δημιουργήσουν μια απλή ατμομηχανή με τα χέρια τους.

Πολύ απλό. Η φωτιά ζεσταίνει μια κατσαρόλα με νερό. Υπό την επίδραση της θερμοκρασίας, το νερό μετατρέπεται σε ατμό, ο οποίος σπρώχνει το έμβολο. Όσο υπάρχει νερό στο δοχείο, ο σφόνδυλος που είναι συνδεδεμένος με το έμβολο θα περιστρέφεται. Αυτό είναι ένα τυπικό διάγραμμα της δομής μιας ατμομηχανής. Αλλά μπορείτε να συναρμολογήσετε ένα μοντέλο με εντελώς διαφορετική διαμόρφωση.

Λοιπόν, ας περάσουμε από το θεωρητικό κομμάτι σε πιο συναρπαστικά πράγματα. Εάν ενδιαφέρεστε να κάνετε κάτι με τα χέρια σας και εκπλαγείτε από τέτοια εξωτικά αυτοκίνητα, τότε αυτό το άρθρο είναι μόνο για εσάς, στο οποίο θα χαρούμε να σας πούμε για με διάφορους τρόπουςπώς να συναρμολογήσετε μια ατμομηχανή με τα χέρια σας. Ταυτόχρονα, η ίδια η διαδικασία δημιουργίας ενός μηχανισμού δίνει χαρά όχι λιγότερο από την εκτόξευσή του.

Μέθοδος 1: DIY Mini Steam Engine

Λοιπόν, ας ξεκινήσουμε. Ας συναρμολογήσουμε την πιο απλή ατμομηχανή με τα χέρια μας. Δεν χρειάζονται σχέδια, πολύπλοκα εργαλεία και ειδικές γνώσεις.

Αρχικά, παίρνουμε από οποιοδήποτε ποτό. Κόψτε το κάτω τρίτο από αυτό. Δεδομένου ότι το αποτέλεσμα θα είναι αιχμηρές άκρες, πρέπει να λυγίσουν προς τα μέσα με πένσα. Αυτό το κάνουμε προσεκτικά για να μην κουρευτούμε. Δεδομένου ότι τα περισσότερα δοχεία αλουμινίου έχουν κοίλο πάτο, είναι απαραίτητο να το ισοπεδώσετε. Αρκεί να το πιέσετε σφιχτά με το δάχτυλό σας σε κάποια σκληρή επιφάνεια.

Σε απόσταση 1,5 cm από την επάνω άκρη του προκύπτοντος "γυαλιού", πρέπει να κάνετε δύο τρύπες απέναντι η μία από την άλλη. Συνιστάται να χρησιμοποιήσετε μια διάτρηση για αυτό, καθώς είναι απαραίτητο να έχουν διάμετρο τουλάχιστον 3 mm. Τοποθετήστε ένα διακοσμητικό κερί στο κάτω μέρος του βάζου. Τώρα παίρνουμε κανονικό αλουμινόχαρτο, το τσαλακώνουμε και στη συνέχεια τυλίγουμε τον μίνι καυστήρα μας από όλες τις πλευρές.

Μίνι μπεκ

Στη συνέχεια πρέπει να πάρετε ένα κομμάτι σωλήνας χαλκούΜήκος 15-20 cm Είναι σημαντικό να είναι κοίλο εσωτερικά, αφού αυτός θα είναι ο κύριος μηχανισμός μας για να θέσουμε σε κίνηση τη δομή. Το κεντρικό τμήμα του σωλήνα τυλίγεται γύρω από το μολύβι 2 ή 3 φορές για να σχηματιστεί μια μικρή σπείρα.

Τώρα πρέπει να τοποθετήσετε αυτό το στοιχείο έτσι ώστε η κυρτή θέση να τοποθετηθεί ακριβώς πάνω από το φυτίλι κεριών. Για να γίνει αυτό, δίνουμε στο σωλήνα το σχήμα του γράμματος "M". Ταυτόχρονα βγάζουμε τις περιοχές που κατεβαίνουν από τις τρύπες που γίνονται στο βάζο. Έτσι, ο χάλκινος σωλήνας στερεώνεται άκαμπτα πάνω από το φυτίλι και οι άκρες του λειτουργούν ως ένα είδος ακροφυσίου. Προκειμένου η δομή να περιστραφεί, είναι απαραίτητο να λυγίσετε τα αντίθετα άκρα του "Μ-στοιχείου" 90 μοίρες σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Ο σχεδιασμός της ατμομηχανής είναι έτοιμος.

Εκκίνηση κινητήρα

Το βάζο τοποθετείται σε ένα δοχείο με νερό. Σε αυτή την περίπτωση, είναι απαραίτητο οι άκρες του σωλήνα να βρίσκονται κάτω από την επιφάνειά του. Εάν τα ακροφύσια δεν είναι αρκετά μακριά, μπορείτε να προσθέσετε ένα μικρό βάρος στο κάτω μέρος του βάζου. Προσέξτε όμως να μην πνιγεί ολόκληρος ο κινητήρας.

Τώρα πρέπει να γεμίσετε το σωλήνα με νερό. Για να το κάνετε αυτό, μπορείτε να χαμηλώσετε το ένα άκρο στο νερό και να τραβήξετε αέρα με το άλλο σαν μέσα από ένα καλαμάκι. Κατεβάζουμε το βάζο στο νερό. Ανάψτε το φυτίλι για κερί. Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, το νερό στη σπείρα θα μετατραπεί σε ατμό, ο οποίος, υπό πίεση, θα πετάξει έξω από τα αντίθετα άκρα των ακροφυσίων. Το βάζο θα αρχίσει να περιστρέφεται μέσα στο δοχείο αρκετά γρήγορα. Έτσι φτιάξαμε τη δική μας ατμομηχανή. Όπως μπορείτε να δείτε, όλα είναι απλά.

Μοντέλο ατμομηχανής για ενήλικες

Τώρα ας περιπλέκουμε το έργο. Θα μαζέψουμε κι άλλα σοβαρός κινητήρας DIY ατμός. Πρώτα πρέπει να πάρετε ένα δοχείο βαφής. Θα πρέπει να βεβαιωθείτε ότι είναι απολύτως καθαρό. Στον τοίχο, 2-3 εκ. από το κάτω μέρος, κόβουμε ένα παραλληλόγραμμο με διαστάσεις 15 x 5 εκ. Η μακριά πλευρά τοποθετείται παράλληλα με τον πάτο του βάζου. Κόβουμε ένα κομμάτι μεταλλικό πλέγμα με εμβαδόν 12 x 24 cm Μετράμε 6 cm από τα δύο άκρα της μακριάς πλευράς. Παίρνουμε ένα μικρό "τραπέζι πλατφόρμα" με εμβαδόν 12 x 12 cm με πόδια 6 cm Τοποθετούμε τη δομή που προκύπτει στο κάτω μέρος του βάζου.

Είναι απαραίτητο να κάνετε πολλές τρύπες γύρω από την περίμετρο του καπακιού και να τις τοποθετήσετε σε σχήμα ημικυκλίου κατά μήκος του μισού του καπακιού. Συνιστάται οι οπές να έχουν διάμετρο περίπου 1 cm. Αυτό είναι απαραίτητο για να εξασφαλιστεί ο σωστός αερισμός εσωτερικός χώρος. Μια ατμομηχανή δεν μπορεί να λειτουργήσει καλά αν δεν υπάρχει πρόσβαση στην πηγή πυρκαγιάς. επαρκή ποσότητααέρας.

Κύριο στοιχείο

Φτιάχνουμε μια σπείρα από ένα χάλκινο σωλήνα. Πρέπει να πάρετε περίπου 6 μέτρα μαλακού χάλκινου σωλήνα με διάμετρο 1/4 ίντσας (0,64 cm). Μετράμε 30 cm από το ένα άκρο Ξεκινώντας από αυτό το σημείο, είναι απαραίτητο να κάνουμε πέντε στροφές της σπείρας με διάμετρο 12 cm το καθένα. Ο υπόλοιπος σωλήνας κάμπτεται σε 15 δακτυλίους με διάμετρο 8 cm. Έτσι, στο άλλο άκρο θα πρέπει να υπάρχουν 20 cm ελεύθερου σωλήνα.

Και οι δύο αγωγοί περνούν μέσα από οπές εξαερισμού στο καπάκι του βάζου. Εάν αποδειχθεί ότι το μήκος του ευθύγραμμου τμήματος δεν είναι αρκετό για αυτό, τότε μπορείτε να ξελυγίσετε μια στροφή της σπείρας. Ο άνθρακας τοποθετείται σε προεγκατεστημένη πλατφόρμα. Σε αυτή την περίπτωση, η σπείρα θα πρέπει να τοποθετηθεί ακριβώς πάνω από αυτήν την πλατφόρμα. Το κάρβουνο απλώνεται προσεκτικά μεταξύ των στροφών του. Τώρα το βάζο μπορεί να κλείσει. Ως αποτέλεσμα, έχουμε μια εστία που θα τροφοδοτεί τον κινητήρα. Η ατμομηχανή είναι σχεδόν φτιαγμένη με τα χέρια σας. Έφυγε λίγο.

Δοχείο νερού

Τώρα πρέπει να πάρετε ένα άλλο κουτί βαφής, αλλά μικρότερου μεγέθους. Μια τρύπα με διάμετρο 1 cm ανοίγεται στο κέντρο του καπακιού του Δύο άλλες τρύπες γίνονται στο πλάι του βάζου - η μία σχεδόν στο κάτω μέρος, η δεύτερη από πάνω, κοντά στο ίδιο το καπάκι.

Παίρνουμε δύο κρούστες, στο κέντρο των οποίων γίνεται μια τρύπα με διάμετρο χάλκινου σωλήνα. 25 cm πλαστικού σωλήνα εισάγεται στον ένα φελλό, 10 cm στον άλλο, έτσι ώστε η άκρη τους να μην κρυφοκοιτάζει μετά βίας από τα βύσματα. Ένας κορόκ με μακρύ σωλήνα εισάγεται στην κάτω τρύπα ενός μικρού βάζου και ένας μικρότερος σωλήνας στην επάνω τρύπα. Τοποθετήστε το μικρότερο κουτί πάνω από το μεγαλύτερο κουτί χρώματος έτσι ώστε η τρύπα στο κάτω μέρος να βρίσκεται αντίθετη πλευράαπό τις διόδους αερισμού ενός μεγάλου κουτιού.

Αποτέλεσμα

Το αποτέλεσμα θα πρέπει να είναι το ακόλουθο σχέδιο. Το νερό χύνεται σε ένα μικρό βάζο, το οποίο ρέει μέσα από μια τρύπα στον πυθμένα σε ένα χάλκινο σωλήνα. Κάτω από τη σπείρα ανάβει φωτιά, η οποία θερμαίνει το χάλκινο δοχείο. Ζεστός ατμός ανεβαίνει στον σωλήνα.

Για να ολοκληρωθεί ο μηχανισμός, είναι απαραίτητο να προσαρτηθεί άνω άκροέμβολο χάλκινου σωλήνα και σφόνδυλο. Ως αποτέλεσμα, η θερμική ενέργεια της καύσης θα μετατραπεί σε μηχανικές δυνάμεις περιστροφής του τροχού. Υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός διαφορετικών σχημάτων για τη δημιουργία ενός τέτοιου κινητήρα. εξωτερική καύση, αλλά σε όλα εμπλέκονται πάντα δύο στοιχεία - η φωτιά και το νερό.

Εκτός από αυτό το σχέδιο, μπορείτε να συναρμολογήσετε έναν ατμό, αλλά αυτό είναι υλικό για ένα εντελώς ξεχωριστό άρθρο.

Σε όλη την ιστορία της, η ατμομηχανή είχε πολλές παραλλαγές ενσωμάτωσης σε μέταλλο. Μία από αυτές τις ενσαρκώσεις ήταν η ατμομηχανή του μηχανολόγου μηχανικού N.N. Tverskoy. Αυτή η περιστροφική μηχανή ατμού ( Ατμομηχανή) χρησιμοποιήθηκε ενεργά σε διάφορους τομείς της τεχνολογίας και των μεταφορών. Στη ρωσική τεχνική παράδοση του 19ου αιώνα, ένας τέτοιος περιστροφικός κινητήρας ονομαζόταν περιστροφική μηχανή. Ο κινητήρας χαρακτηριζόταν από ανθεκτικότητα, απόδοση και υψηλή ροπή. Αλλά με την εμφάνιση των ατμοστρόβιλων ξεχάστηκε. Παρακάτω είναι αρχειακό υλικό που συγκεντρώθηκε από τον συγγραφέα αυτού του ιστότοπου. Τα υλικά είναι πολύ εκτεταμένα, επομένως μόνο ένα μέρος τους παρουσιάζεται εδώ μέχρι στιγμής.

Δοκιμαστική κύλιση συμπιεσμένος αέρας(3,5 atm) ατμού περιστροφικός κινητήρας.
Το μοντέλο έχει σχεδιαστεί για ισχύ 10 kW στις 1500 rpm σε πίεση ατμού 28-30 atm.

Στα τέλη του 19ου αιώνα, οι ατμομηχανές - «οι περιστροφικοί κινητήρες του N Tverskoy» ξεχάστηκαν επειδή οι ατμομηχανές με έμβολα αποδείχτηκαν πιο απλές και πιο προηγμένες τεχνολογικά στην κατασκευή (για τις βιομηχανίες εκείνης της εποχής) και οι ατμοστρόβιλοι παρείχαν περισσότερη ισχύ. .
Αλλά η παρατήρηση σχετικά με τους ατμοστρόβιλους ισχύει μόνο για το μεγάλο βάρος και τις συνολικές τους διαστάσεις. Πράγματι, με ισχύ μεγαλύτερη από 1,5-2 χιλιάδες kW, οι πολυκύλινδροι ατμοστρόβιλοι υπερτερούν των περιστροφικών κινητήρων ατμού από κάθε άποψη, ακόμη και με το υψηλό κόστος των στροβίλων. Και στις αρχές του 20ου αιώνα, όταν τα πλοία σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειαςΚαι μονάδες ισχύοςοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής άρχισαν να έχουν χωρητικότητα πολλών δεκάδων χιλιάδων κιλοβάτ, τότε μόνο οι τουρμπίνες μπορούσαν να παρέχουν τέτοιες δυνατότητες.

ΑΛΛΑ - οι ατμοστρόβιλοι έχουν ένα άλλο μειονέκτημα. Όταν κλιμακώνονται προς τα κάτω οι παράμετροι διαστάσεων μάζας τους, τα χαρακτηριστικά απόδοσης των ατμοστροβίλων επιδεινώνονται απότομα. Η συγκεκριμένη ισχύς μειώνεται σημαντικά, η απόδοση πέφτει, παρά το γεγονός ότι το υψηλό κόστος κατασκευής και υψηλές στροφέςκύριος άξονας (ανάγκη για κιβώτιο ταχυτήτων) - παραμένει. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο - στην περιοχή ισχύος μικρότερη από 1,5 χιλιάδες kW (1,5 mW) είναι αποτελεσματικό από όλες τις απόψεις ατμοστρόβιλοςΕίναι σχεδόν αδύνατο να το βρεις, ακόμα και για πολλά χρήματα...

Γι' αυτό εμφανίστηκε ένα ολόκληρο «μπουκέτο» εξωτικών και ελάχιστα γνωστών σχεδίων σε αυτό το εύρος ισχύος. Τις περισσότερες φορές όμως είναι και ακριβές και αναποτελεσματικές... Βιδωτοί στρόβιλοι, τουρμπίνες Tesla, αξονικές τουρμπίνεςκαι ούτω καθεξής.
Αλλά για κάποιο λόγο όλοι ξέχασαν τις "περιστροφικές μηχανές" ατμού - τις περιστροφικές ατμομηχανές. Εν τω μεταξύ, αυτές οι ατμομηχανές είναι πολλές φορές φθηνότερες από οποιονδήποτε μηχανισμό λεπίδας και βίδας (το λέω εν γνώσει του θέματος, ως άνθρωπος που έχει ήδη φτιάξει πάνω από δώδεκα τέτοιες μηχανές με δικά του χρήματα). Ταυτόχρονα, οι «περιστροφικές μηχανές» ατμού του N. Tverskoy έχουν ισχυρή ροπή από πολύ χαμηλές ταχύτητες, έχουν μέση ταχύτητα περιστροφής του κύριου άξονα ολοταχώςαπό 1000 έως 3000 σ.α.λ. Εκείνοι. τέτοιες μηχανές είναι κατάλληλες είτε για ηλεκτρική γεννήτρια είτε για ατμοκίνητο ( αυτοκίνητο-φορτηγό, τρακτέρ, τρακτέρ) - δεν θα απαιτήσει κιβώτιο ταχυτήτων, συμπλέκτη κ.λπ., αλλά θα συνδεθεί απευθείας με τον άξονά τους σε δυναμό, τροχούς ατμοκίνητου αυτοκινήτου κ.λπ.
Έτσι, με τη μορφή μιας περιστροφικής μηχανής ατμού - το σύστημα «N Tverskoy περιστροφική μηχανή», έχουμε μια γενική ατμομηχανή που θα παράγει τέλεια ηλεκτρική ενέργεια που τροφοδοτείται από έναν λέβητα στερεών καυσίμων σε ένα απομακρυσμένο δασαρχείο ή ένα χωριό τάιγκα, σε ένα στρατόπεδο. , ή παράγουν ηλεκτρική ενέργεια σε λεβητοστάσιο σε αγροτικό οικισμό ή «περιστρέφονται» με τα απόβλητα θερμότητας διεργασιών (ζεστός αέρας) σε εργοστάσιο τούβλων ή τσιμέντου, σε χυτήριο κ.λπ.
Όλες αυτές οι πηγές θερμότητας έχουν ισχύ μικρότερη από 1 mW, γι' αυτό οι συμβατικοί στρόβιλοι χρησιμοποιούνται ελάχιστα εδώ. Και άλλα μηχανήματα ανάκτησης θερμότητας μετατρέποντας την πίεση του ατμού που προκύπτει σε εργασία - συνολική τεχνική πρακτικήδεν ξέρει ακόμα. Αυτή η θερμότητα λοιπόν δεν αξιοποιείται με κανέναν τρόπο - απλώς χάνεται ανόητα και ανεπανόρθωτα.
Έχω ήδη δημιουργήσει μια «περιστροφική μηχανή ατμού» για την κίνηση μιας ηλεκτρικής γεννήτριας 3,5 - 5 kW (ανάλογα με την πίεση ατμού), αν όλα πάνε όπως έχουν προγραμματιστεί, σύντομα θα υπάρχει μια μηχανή 25 και 40 kW. Ακριβώς ό,τι χρειάζεται για την παροχή φθηνής ηλεκτρικής ενέργειας από λέβητα στερεών καυσίμων ή επεξεργασίας απορριμμάτων θερμότητας σε αγροτικό κτήμα, μικρό αγρόκτημα, κατασκήνωση, κ.λπ., κ.λπ.
Κατ 'αρχήν, οι περιστροφικοί κινητήρες κλιμακώνονται αρκετά προς τα πάνω, επομένως, τοποθετώντας πολλά τμήματα ρότορα σε έναν άξονα, είναι εύκολο να αυξηθεί επανειλημμένα η ισχύς τέτοιων μηχανών αυξάνοντας απλώς τον αριθμό των τυπικών μονάδων ρότορα. Δηλαδή, είναι πολύ πιθανό να δημιουργηθούν περιστροφικές μηχανές ατμού με ισχύ 80-160-240-320 kW και άνω...

Όμως, εκτός από τις μεσαίες και σχετικά μεγάλες μονάδες παραγωγής ατμού, τα κυκλώματα ατμοπαραγωγής με μικρές περιστροφικές μηχανές ατμού θα έχουν επίσης ζήτηση σε μικρές μονάδες παραγωγής ενέργειας.
Για παράδειγμα, μια από τις εφευρέσεις μου είναι «Γεννήτρια ηλεκτρικής κατασκήνωσης και τουρισμού με χρήση τοπικών στερεών καυσίμων».
Ακολουθεί ένα βίντεο όπου δοκιμάζεται ένα απλοποιημένο πρωτότυπο μιας τέτοιας συσκευής.
Αλλά η μικρή ατμομηχανή περιστρέφει ήδη χαρούμενα και δυναμικά την ηλεκτρική της γεννήτρια και παράγει ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας ξύλο και άλλα καύσιμα βοσκοτόπων.

Η κύρια κατεύθυνση των εμπορικών και τεχνική εφαρμογήΟι περιστροφικές μηχανές ατμού (περιστροφικές ατμομηχανές) είναι η παραγωγή φθηνής ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιεί φθηνά στερεά καύσιμα και εύφλεκτα απόβλητα. Εκείνοι. μικρής κλίμακας παραγωγή ενέργειας - κατανεμημένης ισχύος με χρήση περιστροφικών κινητήρων ατμού. Φανταστείτε πώς μια περιστροφική ατμομηχανή θα ταίριαζε τέλεια στο σχήμα λειτουργίας ενός πριονιστηρίου, κάπου στον βορρά της Ρωσίας ή στη Σιβηρία (Άπω Ανατολή) όπου δεν υπάρχει κεντρική παροχή ρεύματος, η ηλεκτρική ενέργεια παρέχεται σε ακριβή τιμή από μια γεννήτρια ντίζελ που τροφοδοτείται από ντίζελ καύσιμα που εισάγονται από μακριά. Αλλά το ίδιο το πριονιστήριο παράγει τουλάχιστον μισό τόνο τσιπς πριονιδιού την ημέρα - μια πλάκα που δεν έχει πού να βάλει...

Τέτοια απόβλητα ξύλου έχουν μια απευθείας διαδρομή στον κλίβανο του λέβητα, ο λέβητας παράγει ατμό υψηλής πίεσης, ο ατμός οδηγεί μια περιστροφική μηχανή ατμού και περιστρέφει μια ηλεκτρική γεννήτρια.

Με τον ίδιο τρόπο είναι δυνατή η καύση απεριόριστων εκατομμυρίων τόνων αγροτικών απορριμμάτων κ.λπ. Και υπάρχει επίσης φθηνή τύρφη, φθηνός θερμικός άνθρακας και ούτω καθεξής. Ο συγγραφέας του ιστότοπου υπολόγισε ότι το κόστος των καυσίμων κατά την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέσω μιας μικρής μονάδας παραγωγής ενέργειας ατμού (ατμομηχανή) με περιστροφική μηχανή ατμού ισχύος 500 kW θα είναι από 0,8 έως 1.

2 ρούβλια ανά κιλοβάτ.

Περισσότερο ενδιαφέρουσα επιλογήΕφαρμογή μιας περιστροφικής μηχανής ατμού είναι η εγκατάσταση μιας τέτοιας ατμομηχανής σε ένα ατμοκίνητο αυτοκίνητο. Το φορτηγό είναι ένα τρακτέρ ατμοκίνητου οχήματος, με ισχυρή ροπή και χρησιμοποιεί φθηνό στερεό καύσιμο - μια πολύ απαραίτητη ατμομηχανή στο γεωργίακαι στη δασοκομία. Οταν χρησιμοποιείτε σύγχρονες τεχνολογίεςκαι υλικά, καθώς και η χρήση του «Οργανικού κύκλου Rankine» στον θερμοδυναμικό κύκλο θα καταστήσει δυνατή την αύξηση της αποτελεσματικής απόδοσης στο 26-28% χρησιμοποιώντας φθηνό στερεό καύσιμο (ή φθηνό υγρό καύσιμο, όπως «καύσιμο φούρνου» ή απόβλητα λάδι μηχανής). Εκείνοι. φορτηγό - τρακτέρ με ατμομηχανή

και μια περιστροφική ατμομηχανή με ισχύ περίπου 100 kW, θα καταναλώσει περίπου 25-28 κιλά θερμικού άνθρακα ανά 100 km (κόστος 5-6 ρούβλια ανά κιλό) ή περίπου 40-45 κιλά τσιπς πριονιδιού (η τιμή των οποίων σε ο Βορράς είναι ελεύθερος)...

Υπάρχουν πολλοί πιο ενδιαφέροντες και πολλά υποσχόμενοι τομείς εφαρμογής της περιστροφικής ατμομηχανής, αλλά το μέγεθος αυτής της σελίδας δεν μας επιτρέπει να τις εξετάσουμε όλες λεπτομερώς. Ως αποτέλεσμα, η ατμομηχανή μπορεί ακόμα να καταλαμβάνει μια πολύ περίοπτη θέση σε πολλούς τομείς μοντέρνα τεχνολογίακαι σε πολλούς τομείς της εθνικής οικονομίας.

ΕΚΚΙΝΗΣΕΙΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ ΗΛΕΚΤΡΟΓΕΝΝΗΤΡΙΑΣ ΑΤΜΟ ΙΣΧΥΟΣ ΜΕ ΑΤΜΟΜΗΧΑΝΗ

Μάιος -2018 Μετά από μακρά πειράματα και πρωτότυπα, κατασκευάστηκε ένας μικρός λέβητας υψηλής πίεσης. Ο λέβητας συμπιέζεται σε πίεση 80 atm, επομένως θα διατηρήσει πίεση λειτουργίας 40-60 atm χωρίς δυσκολία. Θέση σε λειτουργία με πρωτότυπο μοντέλο ατμοκινητήρα αξονικού εμβόλου της σχεδίασής μου. Λειτουργεί υπέροχα - δείτε το βίντεο. Σε 12-14 λεπτά από την ανάφλεξη σε ξύλο είναι έτοιμο να παράγει ατμό υψηλής πίεσης.

Τώρα αρχίζω να προετοιμάζομαι για την παραγωγή τεμαχίων τέτοιων μονάδων - λέβητα υψηλής πίεσης, ατμομηχανή (περιστροφικό ή αξονικό έμβολο) και συμπυκνωτή. Οι εγκαταστάσεις θα λειτουργούν σε κλειστό κύκλωμα με κυκλοφορία νερού-ατμού-συμπυκνώματος.

Η ζήτηση για τέτοιες γεννήτριες είναι πολύ υψηλή, επειδή το 60% της ρωσικής επικράτειας δεν διαθέτει κεντρική παροχή ρεύματος και βασίζεται στην παραγωγή ντίζελ. Και η τιμή του καυσίμου ντίζελ αυξάνεται συνεχώς και έχει ήδη φτάσει τα 41-42 ρούβλια ανά λίτρο. Και ακόμη και όπου υπάρχει ηλεκτρική ενέργεια, οι ενεργειακές εταιρείες συνεχίζουν να αυξάνουν τα τιμολόγια και απαιτούν πολλά χρήματα για να συνδέσουν νέες δυναμικότητες.