Vážení přátelé "parostrůjci" !!!

Vždycky mne bavilo, něco nového vymyslet, ale současně děsilo, něco obkreslovat a kopírovat.Pokud sledujeme historii parního stroje,za dobu několika století co existuje, bylo snad vymyšleno všechno co je možné. Stalo se tak nejen v laboratořích, ale i pomocí poznatků z praxe. Proto člověka dosti nemile překvapí, když v dnešní době sleduje například modeláře, zabývající se parními stroji na internetu.

Vyrobit parní stroj, třeba jen funkční model, znamená jednak dokonale porozumět principu, jednak poměrně dokonale zvládnout mechaniku, a jednak, pokud již dosáhneme výsledku, dovést pokračovat tak, aby nebyla zmařena předchozí práce,vložené finance a čas. Znám z praxe teoretiky, vlastnící například možnosti dokonalé mechanické výroby, zahrabané léta do fantasmagoriemi naplněných papírů, kteří celý život jen nesmyslně oblbují, a jejich praktické výsledky jsou nulové.Pokud s nimi přijdeme do styku, je lépe a někdy i bezpečnější odejít, a neztrácet drahý čas. Existuje totiž spousta případů, kdy třeba člověk se strojařským vzděláním ani nepochopil princip parního stroje, natož aby dovedl něco originálního a použitelného vymyslet a vyrobit. Někde se v praxi setkáváme i s fantastickými rozpracovanými monstry, která principielně nikdy nemohou udělat ani jednu,, natož třeba jen deset otáček.Říkám tomu soukromě tzv."Pakomodely", a nejvíce z nich mne fascinují ty, které jsou vyrobeny co možná nejdokonalejší a nejpřesnější technikou. Digitální fréza, lapování, plazmový nástřik teflonu a vysokotavitelných kovů, laserem vypálené holografické štítky se jménem " vynálezce"....Jindy pokročilý amatér stráví celý život neustále se opakujícím například seřizováním šoupátek, a třeba netuší, že šoupátka jsou v podstatě nejen úplně zbytečná, a i obtížně vyrobitelná.

Jednou před časem jsem také propadl fantasmagorii, a chtěl rozjet jeden svůj v podstatě "chorý výmysl". Parní stroj, kde by bylavšechna přepínací mechanika umístěna jenom ve válci. Mnoho lidí mi říkalo, že je to nemožné. Po prvních pokusech jsem samozřejmně zkolaboval na mechanice. Potom jsem udělal dvě velmi potřebné věci: jednak se naučil pracovat s takzvaným papírovým simulačním modelem, a druhou, ještě potřebnější, zhotovil si jednoduchý mechanický bastl, na kterém se vše co si vymyslím, dá jednoduše bez dalších velkých mechanických prací během pár minut smontovat, a okamžitě v praxi ověřit. V podstatě takzvaného "Merkura na parní stroje". Třetí potřebnou věcí je měřič účinnosti zhotoveného vzorku stroje.To znamená možnost, nějak jednoduše, názorně/objektivně!!!/ a přesně indikovat nejlépe třeba při laborování za chodu poměr energie, která do přístroje přichází, a energie, kterou přístroj odevzdává.Použil jsem magnetické dynamo/ inkurantní krokový motor/, zatížené odporem, a paralelním digitálním měřičem výstupního napětí.

Při realizaci funkčního modelu parního stroje v domácích podmínkách narazíme nejen na materiálové a výrobní potíže, ale i na bezpečnostní problémy.Hlavní z nich představuje už jen například vyviječ tlakové páry, a její vedení k modelu. Relativně snadný a bezpečný je například malý do jedné čtvrtiny výšky naplněný Papinův hrnec s odstraněnou ventilovou čepičkou. V každém případě jsem hned na začátku nešetřil, a opatřil víko parním výstupem s dvouatmosférovým manometrem.Pozor na malé "parní kotlíky" u většiny modelů:Nehledě na nebezpečí roztržení plechu, i při banální poruše přehřátá voda vykypí, a začne stříkat s potrubí, a může způsobit úraz či poškození okolí.

Klíčová součástka každého parního stroje je válec a nebrzdící, ale dostatečně těsný píst. Materiály jsou z praxe známě. Potíž je v dlouhodobějším provozu. Výroba pístu prý "chce soustruh". Slyšel jsem o do válce odlévaných pístech ze slitin, plastů a podobně. Někdy je možné použít i do sebe zapadající díly z jiných strojů a přístrojů.Já používám takzvaný " ražený" píst z teflonu. Do mosazné tenkostěné trubice vtlačím šroubovým mechanizmem jen o málo tlustší teflonovou tyčku tak, že se několik desetin milimetru hladce ořízne o ostrý okraj, zapilovaný kolmo pilníkem v přípravku. Zhruba okrojený píst se pak stejným přípravkem z trubice vytlačí, a teflon se jemně ostrou žiletkou opracuje aby píst šel přesně ale volně.

Všechny díly válce a potrubí jsou dohromady spájeny pistolovou páječkou. Je nutno použít vhodnou pájecí kapalinu, která je dostatečně aktivní. Na burzách se dostane malinká 25 ml lahvička s názvem SUPERLET za asi čtyřicet korun. Lepší kapalinu na pájení jsem neviděl.

Budeme li se zabývat ojnicemi a převodem podélného pohybu na kruhový, budeme chvíli šílet.Stalo se mi to také. ložiska po krátké chvíli odcházela, a "viklala se". Nakonec jsem proto použil mechanický výkyvný kloub, a pístní tyč drze ukotvil asymetricky přímo na setrvačník. To se dlouhodobě osvědčilo. Má to jednu nevýhodu : exotický vzhled stroje, nutnost mít ohebný přívod páry. Použil jsem tlustou silikonovou trubičku 8mm.

Setrvačník si buď musíme nechat vytočit u nějakého zloděje, promiňte, sametového podnikatele, "řemeslníka", a nebo jako já drze použít zinkalové "kolo" ze starého magnetofonu, který jsem jeden večer zdvihl od popelnice.Není to "profesionální, ale je to "zadara". Po mnoha pokusech jsem zjistil naprostou nutnost jednak pevného rámu stroje, a jednak dobře a bez vůle chodícího ložiska. Použil jsem mnohonásobně děravý rám z ocelového plechu 2mm od stařičké klávesnice PC, a do jedné vhodně velké díry, respektivě nad ní připájel cínem pistolovou páječkou kuličkové ložisku na hřídel 6mm. I zde jsem byl fascinován báječnými pájecími schopnostmi výšezmíněného SUPERLETU. Pájením jsem drze ale bezvadně snadno obešel nutnost soustruženého pouzdra na ložisko. Setrvačník je středem přišroubován na šroub M6, podložka setrvačník odděluje od středu ložiska, a na druhé straně další dvojka matic M6, a pak již jen kladka na pohon.....

Pokud se zajímáme o teorii principu výšezmíněného stroje, jehož vnitřní mechanické uspořádání pístu zatím tajím, Jednou ze zajímavých skutečností je to, že tlakový celek válce pracuje na rezonančním principu. V okamžiku zapnutí páry v jedné úvrati se válec přeplní tlakem, přívod se okamžitě uzavře, a setrvačník se prudce otočí. V druhé úvrati pára vyfoukne z výfuku, ale ten se také hned uzavře, takže malá část energie se spotřebuje také na to, aby píst doběhl zase k první poloze, a napustil páru do již ale předem mírně natlakovaného prostoru.Zde je nutno zmínit i druhou zajímavou věc: poměrně vysoká účinnost je závislá zejména na vhodném nastavení TZV : "mrtvého prostoru", který je u normálního principu žádoucí co nejmenší. Z tohoto důvodu se válec chová v podstatě jako mechanická pružina, píst má rezonanční frekvenci, a stroj může fungovat jen na plynná media / stlačitelná/ a ne i jako běžný stroj se správně seřízenými šoupátky, na nestlačitelné medium , například vodu!

Vše ostatní je uvedeno na obrázku. Omluvte špatnou kvalitu mé webové kamery, která pochází jako setrvačník, také z odpadkového kontejneru, kam ji zřejmně vyhodily nejaké náročnější školní děti........

Pokud se začneme zabývat účinností parních strojů různé konstrukce, a dokonce ji objektivně měřit, případně zlepšovat, zjistíme, že není slavná. Modely které jsem měřil, měly účinnost od dvou do deseti procent. Účinnost silně závisí na podmínkách provozu stroje/ optimální otáčky, optimální zatížení/. Popisovaný stroj s válcem průměru 12 mm a zdvihem mezi sáním a výfukem 37 mm/plus mínus kosínus/ měl účinnost asi od dvanácti do patnácti procent / v rezonanci, při otáčkách 420 za minutu, a na výstupu dynama automobilovou žárovku 12V, 36W, docela slušně svítící na 26 W.Na vařiči hořel na polovinu plynový hořák asi 600W /

Pracuji teď na další " moderní alternativě 2",která nebude již mít píst, ale vlnovec, a místo šoupátka bistabilní hysteresní ventil. Až budu zase něco konkrétního mít,přidám to sem na stránku...

-----------------------------------------------------------------------------------------------

11.12.2005:Slyšel jsem tuhle jednoho vynálezce teoretika, jak realizuje už léta takovýto projekt: Elektrické podniky prý už nepotřebuje. Prostě základem všech elektrických pokusů na chatě, kde nemá proud, bude velká plotna, parní kotel, a parní stroj. Ten bude točit dynamem, a na účinnost se můžeme vykašlat. Dřeva je prý dost.....A jinak stejně všechno teplo zůstane doma!!!

Rozžhavená plotna, to mne přivedlo k dalšímu patologickému nápadu, starému jak Metuzalém: Termočlánky. Kdysi jsem četl v ruském časopise o tzv. partyzánském kotlíku, a viděl jeho nákres. Zděsilo mne, že na jakémsi azbestovém kruhu bylo serioparalelně zapojeno asi 1600 termočlánků. Uprostřed hořel nějaký čadivý naftový plamen, a dovedlo to napájet radiostanici se spotřebou asi 5W, kterou i s "generátorem" unesl jeden člověk. Jak daleko, to se tam neříkalo....

Bejčácký termočlánek mám doma třeba v rozdělané staré endérácké plynové karmě. Slouží to tam jako hlídač plamene. Je to tlustá kulička na dvoumilimetrových drátech, připojená na cívku se silným měděným drátem. Když se to nahřeje plamenem, aktivuje se elektromagnet, který drží přitažený plynový ventil.Pokud plamen zhasne, asi po deseti sekundách elektromagnet odpadne, a plyn se uzavře.Když to vyzkoušíme prakticky, budeme nadšeni obrovskou silou elektromagnetu...

Odřízl jsem sadisticky vinutí cívky, a připojil termočlánek na 20 A multimetr. Bohužel, i když byl termočlánek dočervena, dávalo to jen asi dva ampéry při napětí asi padesát milivoltů. Jaké však bylo překvapení, když jsem k měření proudu použil o polovinu kratší a několikrát silnější přívody. I při jen silném ohřátí proud vylétl z rozsahu. Přinesl jsem ze sklepa starý stoampérový "magazín" s černou dýhovanou dřevěnou bedničkou, sklíčkem, a vepředu bočníkem "jak kráva".Před lety jsem ho chtěl vyhodit, a teď jsem byl rád, že jsem ho mohl poprvé smysluplně použít.

K mému překvapení, pokud jsem dal jako přívody 4mm reproduktorové kabely s minimální délkou, když byl termočlánek mírně rudý, šel i stoampérový přístroj prudce "za roh".....Nakonec jsem z kabelu udělal ještě improvizovaný bočník, nastavil výchylku na čtvrtinu rozsahu, a nakonec zjistil při padesáti milivoltech proud asi 165A /plus minus kosinus/.....to je bratru, skoro sedum watů výkonu. Pokud si tedy vezmu pět takových termočlánků, a dostatečně je rozžhavím, a dovedu trensformovat 5O mV, 160 A na něco rozumějšího, mám v podstatě "zadara" proudový zdroj o výkonu okolo dvaceti watů, tedy totéž jako parní stroj s dynamem, jenže bez páry a mechanicky se pohybujících součástí.....

Co se týče praktické konstrukce měniče tak malého napětí a tak velkého proudu, je nutno vzít v úvahu, že použijeme li na konstrukci ve výkonové sekci dráty pod čtyři milimetry, a budeme se je ještě pokoušet pájet například běžnou cínovou pájkou, budeme se jen divit, že nedosahujeme prakticky žádných výsledků. "Fety" například IFRZ 44 jsou naprosto geniální spínače, sepnutý stav je okolo několika miliohmů, ovšem i milimetr silný Cu drát je pro ně "odporem". Další zrada je v tom, že mají kapacity "gate" proti zemi dohromady asi 1O0 nF.Další obtíž je ta, že na sepnutí potřebují asi dvanáct voltů. Ve vzorku měniče je tedy prozatím takzvaná " polarizační baterie", která je nutná na nastartování měniče. Startování Gate se provádí ze dvou monočlánků R4 - 1,5V speciálním dalším tranzistorovým měničem, který, jakmile rozběhne měnič hlavní, není třeba, a odpojí se.Transformátor hlavního měniče je feritový, zhotovený s pěti na sobě umístěných "televizních VN jader". Jeho budicí vinutí je zhotoveno z měděného pásku 5 x 2 mm.Kmitočet cizího buzení je asi čtyřicet kilohertzů, jako usměrňovače jsou použity prozatím výkonové Sotkyho diody, které však silně snižují výslednou účinnost měniče.

Již první pokusy se sestavením naprosto triviálního dvojčinného měniče se 2 x 3 paralelními "fety" IFRZ 44 / zvolil jsem je z toho důvodu, že v popelnici se válela stará pentiová PC deska, a na ní bylo asi šest kusů této součástky/, ukazuje, že tato cesta, tj. Náhradní malý termoelektrický zdroj o výkonu asi dvacet watů s cenou pod dvěstě korun za cenu nových součástek, je nejen schůdná, ale i dokořán otevřená.