Esta página es un diario acerca de nuestro esfuerzo por construir una máquina de vapor accionando un " generador de respaldo "para cargar las baterías. En su mayor parte tenemos toda la potencia que podríamos necesitar de nuestros pequeños paneles solares de 600 vatios y de nuestro aerogenerador 20 ' de diámetro, pero en ocasiones necesitamos hacer funcionar un generador y siempre pensé que con una máquina de vapor sería más divertido, además ... no necesitamos depender de petróleo - tengo un montón de madera a mi alrededor!
Este proyecto ha avanzado lentamente en el transcurso de un año, ya hemos reunido todas las piezas necesarias. El motor es un motor de vapor de 6 caballos de fuerza 1903 C & BC . Lo compré en una subasta en las inmediaciones (lo robé) por menos de 150. Tiene muy buena pinta, creo que ha sido reconstruido y nunca ha funcionado desde entonces. La caldera fue colocada alrededor de un año más tarde. Supongo que es una caldera de alrededor de 4 hp. Fue hecha por 'La empresa de calderas Look Out' en 1940. Parece estar en buenas condiciones. El primer paso fue probar hidrostáticamente la caldera. La llenamos toda hasta arriba (en realidad por encima de la parte superior porque pusimos tubos por encima de la caldera) con agua, y luego pusimos presión de aire a 150 PSI y parecía que no haya fugas. Se mantuvo bien. La caldera sólo es para 100 PSI y va a funcionar un poco por debajo, de ese modo tenemos algún factor de seguridad.
En la imagen de arriba están la mayoría de las otros piezas que necesitamos. Un silbato de vapor es necesario, este silbato es un silbato Crane de 1880. También tenemos un "inyector Penberthy 3.4. El inyector utiliza vapor para inyectar agua caliente en la caldera cuando está funcionando. También en la foto arriba hay dos aceiteras de goteo para mantener la cruceta lubricada, un medidor de vapor y una válvula de retención para colocarse entre el inyector y la caldera. por supuesto un montón de otras válvulas, tuberías, etc ... son obligatorios. las partes críticas no representadas son la válvula pop off (el pop off es una válvula de seguridad que debe abrir la caldera cuando supera 100 PSI) y el lubricador para la motor que inyecta aceite en la línea de vapor y mantiene el cilindro lubricado.
Hay está casi la configuración completa y en funcionamiento. Hasta ahora, todo bien...
Nuestra primera prueba fue para adaptarse a una de nuestras turbinas de viento 10 'de diámetro para el motor. Este alternador es aproximadamente 50% eficiente en 1000 vatios de salida. Con esta configuración podríamos obtener fácilmente en la salida 1 KW - a sabiendas de que el alternador también fue disipando 1.000 vatios de calor en el estator. Así que, aunque no era muy eficiente era una prueba divertida y me sentí seguro de que con un alternador mayor podríamos fácilmente tener 1.500 vatios de salida continua. Con este alternador en que podría generar alrededor de 1 kWh con 60 libras de pino torcido como combustible.
No está mal pensé ...
Así que iniciamos la construcción de un alternador más grande. La imagen de arriba son los 12 bobinas terminadas para nuestro alternador de 3 fases. El estator es idéntico a los que construimos para los aerogeneradores más grandes de 17 ' diámetro con la excepción de que hemos cambiado su forma (así podríamos montarlo en una plataforma de hormigón) y terminamos un poco diferente las bobinas . Estas bobinas se enrollan con 4 hilos de cable de calibre # 15 (equivalente a cable de calibre 9) y hay 40 vueltas por bobina.
La imagen de arriba estamos moldeando el estator con éster de vinilo mezclado aproximadamente 50:50 en volumen con ATH (trihidrato de alúmina) como relleno.
Ahí, el estator está fijando en el molde - hemos sujetado una clara tapa de plexiglás en él.
El alternador será un doble rotor axial tipo de flujo - al igual que los aerogeneradores que construimos. Los rotores de acero 18 " de diámetro y 1/2 "de espesor.
Hay un rotor con todos sus imanes. Cada rotor tiene 16 imanes de grado N40 de NdFeB en él, miden 1.5 "x 3" x 0.75". De nuevo, es idéntico a un 17 'de turbina eólica.
Tomamos algo de 3/4 " material de fleje de acero inoxidable, enrollamos alrededor de la circunferencia de los rotores y cortamos casi 3/16" corto. Luego soldarlos juntos así tenemos una banda que no encaja alrededor del rotor. Calentamos con un soplete sólo hasta que comience a cambiar de color ( el acero se comenzará a tornar ligeramente dorado a cierta temperatura). Cuando hace calor se expande y nos deja caer sobre el rotor y se encoge de allí. Esto agrega un seguro a todos los imanes contra el vuelo.
Una vez que la banda está alrededor de los rotores de imanes ponemos una "isla" de madera en el centro y verter una mezcla de éster de vinilo, ATH, y fibra de vidrio picada en el rotor hasta la parte superior de la banda de acero. La imagen de arriba es un rotor de imán acabado atornillado a una hub.Este es el mismo concentrador Dexter 81-9A que usamos en los aerogeneradores de 10 'de diámetro. Para la máquina de vapor, tenía que eliminar los anillos de rodadura y la llevé a cabo el diámetro interior por lo que encajaría el eje del motor.
Ahí está el rotor de imán trasero montado en el eje del motor.
Jorge y Tomás atornillan el estator entre dos piezas de 2" de ángulo de hierro . El ángulo de hierro servirá como base en la cual podemos atornillar el estator a la plataforma de hormigón.
En la imagen de arriba estoy ajustando el estator al rotor trasero, a continuación, he marcado la ubicación de los postes de madera que había puesto en el hormigón. Perforamos el hormigón con un 1/2" taladro percutor medio poco y en forma tacos para montar el estator.
Ahí está todo acabado. Tiempo de llenar la caldera, encender un fuego y ver qué pasa!
Gran alegría ser capaz de utilizar casi cualquier cosa que arda como combustible. Nuestra mejor combustible en esta área es el pino torcido ... Ojalá tuviéramos roble o algo así. Yo sé de algunas personas con tiendas de madera en la ciudad que puede suministrar pequeños y agradables trozos de madera dura sin embargo.
Se tarda unos 40 minutos en ir de una caldera en frío a 80 libras de vapor, que es donde me gusta correr esto. La imagen de arriba el motor en marcha con el gobernador en la parte superior. En mis requisitos, el gobernador no es realmente necesario porque el alternador hace mantener una carga constante en el motor. debería el alternador llegar a ser desconectado de cualquier manera, aunque, el gobernador mantuviera el motor en exceso de velocidad.
Este alternador empieza a cargar mi banco de baterías de 48 V a 120 rpm. A 200 rpm generamos poco más de 2000 vatios. Es bastante emocionante es fácil de mantener este nivel de potencia de salida, incluso con la madera de baja calidad que tenemos por aquí. En este nivel de potencia todo el alternador apenas se calienta, y las cosas parecen muy eficiente. Nos generó en la salida 3KW por un corto espacio de tiempo, pero no pudimos mantener la presión en la caldera. Parece que lo mejor que podemos esperar es sobre 2.5KW sostenidos ... que es genial! Mucho mejor de lo que esperaba.
Mucha satisfacción y me encanta cuando las cosas salen mejor de lo previsto. La energía de vapor es algo increíble - es increíble la cantidad de energía que puede almacenar en un galón de agua!