g
Zkušenosti

 

 

Poznámky ke stavbě parního stroje Midwest model VI

Brzy po uvedení stavebnice se našlo několik zájemců, kteří se odvážně pustili do stavby a přitom slíbili podělit se zde o zkušenosti se strojem. Prvním stavitelem, který parní stroj nejen dokončil, ale napsal také o průběhu stavby podrobnější povídání (které jsem posléze sice místy redakčně přeformuloval, ale většinou ponechal psané v první osobě) je Petr Tietze. Text je rozdělen do tří kapitol, první dojmy byly psány po prohlédnutí stavebnice, ale ještě před zahájením stavby, druhá kapitola byla naopak napsána nad již dokončenou stavebnicí. Následuje ještě závěrečné shrnutí.

Můžete si také stáhnout dvě krátká videa ze zkušebního provozu dokončeného parního stroje: jedno a druhé.


Zkoušky se sestaveným parním strojem připojeným na kotel s alternativním topeništěm. Parní stroj je na tomto snímku již s upraveným pístem.

1. první dojmy

- vlastní parní stroj

Jedná se o jednočinný parní stroj běžné, často opakované konstrukce, tj. mohlo by to fungovat. Problematické se zdá být přichycení válce šroubem bez zajištění (při kyvném pohybu se může šroub uvolňovat - považuji tedy za nutné jej nějak zajistit). Tady počítám s jedinou úpravou - hřídel s oboustranným závitem vlastní výroby, zajištěný pájením.

Jako ne zcela nutnou úpravu vybavím setrvačník zajišťovacím šroubkem - tím dosáhnu opakovaně rozebíratelné spojení pro případné následné úpravy. Do budoucna předpokládám úpravu - výměnu válce a pístu spojenou s úpravou základny pro dvojčinný parní stroj. Základna k tomu přímo vybízí.

- kotel

Sestavení kotle podle návodu není problém. Doporučená je měkká pájka 50Sn/50Pb - tj. "klempířina". Výrobce zdůrazňuje nutnost použít doporučené palivo, jinak nezaručuje dostatečnou tepelnou odolnost spojů (pájka má teplotu tavení 205°C a vyšší). Co není tak úplně jasné, to je otázka, co se stane, když vyvařím vodu v kotli - při absenci vodoznaku s tím musíme počítat. (Nebo snad do topeniště nelze nacpat tolik gelu, kolik je k vyvaření vody v kotli potřeba?)

Další je otázka přetlakové pojistky - možná je počítáno s tím, že nasunutá hadička vypadne v případě přetlaku. I když to není ideální řešení, bude fungovat. Otázkou zůstává, zda hadička nebude vypadávat i při provozním tlaku.

Výsledkem těchto úvah jsou plánované změny při stavbě. Vzhledem k předpokládanému použití jiného paliva, než doporučuje výrobce, jsem měl v úmyslu pájet spoje vrchního víka kotle stříbrnou pájkou (teplota tavení nad 600°C), nakonec jsem ale kotel pájel cínem. Dalšími možnými změnami jsou: dosazení přetlakové pojistky a změna konstrukce z mokré na přehřátou páru.

Na místě měkké pájky budu pravděpodobně používat Sn97Cu3 (teplota tavení 230°C a vyšší), což je pájka používaná pro rozvody vody v mědi.

2. poznámky ze stavby parního stroje

změny oproti návodu a návrhy na další úpravy

- parní stroj - rám

Dodaný rám je vyroben z měkkého bílého kovu (hliníková slitina?). Vzhledem k tomu, že dodané armatury jsou z podstatně tvrdšího materiálu (mosaz), došlo při pokusu o jejich nalisování k "shrnutí" materiálu. Po analýze byla zvolena varianta armatur zašroubovaných do závitu M4. Ložiska osy klikové hřídele a válce nebyla změněna. Pro mazání osy klikové hřídele byl vyvrtán mazací otvor.

- válec

Změna se týká osy, na které válec kýve. Původní konstrukce šroubu do závitu v tělese válce byla nahrazena natvrdo připájenou (stříbrná pájka) osičkou se závitem. Pružina zajišťující přítlak je držena maticí s podložku, jištěna proti uvolnění kontramatkou. Tato konstrukce je bezpečná proti uvolnění a umožňuje seřízení síly přítlaku válce.

- píst

Původní píst vykazoval konstrukční vadu - vlivem krátké konstrukční délky a velké vůle se píst ve válci příliš naklápí a následně se "kousne". Dalším problémem bylo příliš rychlé vysušení maziva ve válci při provozu. Z tohoto důvodu jsem vyrobil nový píst odpovídajících rozměrů jako náhradu původního.

- setrvačník

V porovnání s jinými konstrukcemi jednočinných parních strojů podobných, nebo stejných rozměrů, které jsem měl k dispozici, je v tomto případě použit setrvačník cca polovičního průměru z mosazi (ostatní konstrukce používají jako materiál převážně železo). Mosaz má sice o něco vyšší specifickou hmotnost, ale vzhledem k malému průměru je výsledný moment setrvačnosti menší. Lehký setrvačník se projevil v nepravidelnosti chodu. (Nedostatečný odpor setrvačníku vede k rychlému uvolnění páry, poklesu tlaku a nakonec k zastavení stroje. Maximální dosažená doba chodu před úpravami setrvačníku a pístu byla cca 30s.) Řešením by mohla být náhrada setrvačníku jiným, ale upřednostnil jsem využití původního, který může být výhodný v případě zástavby do malého prostoru. Zároveň bylo mojí snahou minimalizovat potřebu nových dílů. Proto byla alespoň doplněna protiváha na klice, vytvořená vyplněním části drážky v setrvačníku cínem (zbytky pájky při pájení).

Dalšími úpravami setrvačníku jsou závit pro pojistný šroub a převrtání díry pro hřídel. Tím bylo dosaženo rozebíratelného spoje a usnadnilo se čištění a mazání.

- kotel

Kotel je pro daný typ konstrukce relativně krátký. Z tohoto důvodu jsem ho vybavil soustavou trubiček pro zvýšení účinnosti. Porovnání s původní konstrukcí nemám k dispozici.

Při testech byla ověřena nutnost dobré izolace vnějších stěn. Použití obkladu minerální vatou a dřevem je nutnost, nikoli estetická záležitost. (Při testech bylo původní dřevo nahrazeno IPE - je tmavší a nehoří - ale nemusí to být nezbytně nutné, viz.odstavec topeniště.)

Upravený kotel je schopen dodat dostatek páry pro chod parního stroje.

- topeniště

I když byly provedeny také testy s hořlavou pastou (nejblíže dostupná náhrada paliva doporučeného výrobcem), dále byla používána směs kapalného technického lihu s pastou, kapalný líh v misce a nakonec speciální hořák na kapalný líh (který je v hořáku zplynován a pak teprve spalován). Výsledky byly prakticky shodné pro všechny testované způsoby vytápění.

Původní konstrukce topeniště plamen vždy spolehlivě udusila. Testy odhalily nedostatečný přísun spodního vzduchu (pod plamenem) i v úrovni plamene. Je nutno zkonstruovat nové topeniště, nebo alespoň nadzvednout celou sestavu minimálně o 5 mm (mezera mezi podložkou a spodním okrajem sestavy kotle) a vytvořit tak spodní přístup vzduchu. Doporučená konstrukce podle manuálu nefunguje.

Vzhledem k testování kapalného paliva jsem vyrobil nouzové testovací topeniště. Zvýšené riziko při testech vedlo k použití jiného dřeva pro izolaci kotle, než bylo dodáno. V podstatě ale vyhoví jakékoliv dřevo. Čím tvrdší tím lépe. Ochranu proti opalování izolace je potřeba řešit konstrukcí topeniště.

3. závěr

Uvedená stavebnice může posloužit pro vytvoření dobře fungujícího parního stroje, za předpokladu, že se dostane do ruku zkušenému modeláři, s ochotou improvizovat. Originální návod je podle výsledků testu vhodný leda pro stavbu modelu do vitríny. Doba běhu parního stroje po všech úpravách nebyla změřena, protože vždy došlo palivo v hořáku dříve, než voda v kotli. Použitý hořák na kapalný líh hoří cca 5 - 7 min, voda v kotli postačí v tomto případě asi na 2 náplně paliva (kotel plněn vařící vodou). Výrobcem udávaná doba běhu 10 - 15 minut se tedy zdá být dosažitelná.

Na stavebnici lze pohlížet také jako na soubor dílů, které lze použít.pro vlastní improvizaci (například díly pro kotel - vyrobit čela bez lisu a formy je obtížné, tady jsou hotová).

V návodu navrhované použití vteřinových lepidel a řada rozměrů nevzbuzovala důvěru od začátku, nicméně při použití tradičních postupů lze získat zajímavý a fungující stroj. Při vhodné konstrukci topeniště není nutná náhrada dřeva pro izolaci kotle. V žádném případě nedoporučuji pouštět model doma v obýváku. Provoz na mokrou páru s volným výfukem je vhodný spíše na zahradu. Testy na přehřátí kotle a přetlakové zkoušky nebyly prováděny.


Čerstvě sletovaný válec.


Dva detailní pohledy na sestavený parní stroj - zde ještě s původním pístem, který se kouše.


Parní stroj byl mimo jiné zkoušen s tímto gelovým palivem (dodává ho Viali spol s r.o., Liberec).

Autorem fotografií na této stránce je Petr Tietze.

Informace o aktuální nabídce parních strojů a o jejich cenách naleznete v příslušném ceníku.

nahoru

 

 

Home ]

 
Send mail with questions, orders or comments to our address - Komentáře, objednávky, otázky a jiné zprávy posílejte na některou z našich adres.