Hout-cv kachel met stoomturbine

[nck]

Ik ben werktuigbouwer in hart en nieren en niets mooiers dan grote zuigers die staan te ploffen.

Ook ik ben werktuigbouwer en 1 van de dingen die je opdoet is dat je een systeem moet vereenvoudigen tot het uiterste.
Hoe minder bewegende delen hoe beter. hoe minder afdichtingen en overbrengingen hoe beter.
Elke turbine heeft vanuit zijn constructie een overbrenging en een lagering nodig. laat dit achterwege en het systeem heeft een langere levensduur of een langere onderhouds interval.
Dat was de insteek van mijn idee.

Jan

[pelletpower]

@nck, de nadelen die je beschrijft zijn juist de voordelen van de turbo.

@Michel
Volgens mij werken ze beiden (stoom, turbo,vaanmotor) volgens carnot, maar dat probeer ik me zo te herinneren. Zou ik echt op moeten zoeken. Pas als je stoom condenseert zou je een groot voordeel van faseovergang hebben. Dit is dan voornamelijk thermisch. Maar de kunst is, denk ik het aandeel mechanische energie zo groot mogelijk te krijgen.

[account verwijderd]

@Pelletpower,

Ja, het aandeel mechanische energie zo groot mogelijk krijgen kan alleen door de thermische energie optimaal te expanderen / imploderen zodat
het temperatuursval zo groot mogelijk wordt, dit gaat gepaard met een zuigerbeweging of iets dergelijks.

Je kan ook stoom of hete lucht ergens in spuiten en wachten totdat het implodeerd. De cv omloop zou voor optimale warmteopname kunnen zorgen.
Al zou je een cilinder bij deze wkk rechtstreeks op de condensor ruimte aansluiten, dan werkt dat al vrij snel, vooral bij een gesloten systeem.
Er komt geen buitenluchtdruk meer bij kijken, alleen maar stoom en condenseren naar gedeeltelijk vacuum.
Daar zou je ook het idee van permanent magneten van Nck in kunnen verwerken.

Ik vraag me af als stoom in een condensor ruimte inbreng,
en breng de condensor ruimte in hele korte tijd naar de keteldruk van bijvoorbeeld 0.5 bar, daarna stop je de stoom toevoer.

De condensor ruimte is dan gesloten en koelt de stoom terug naar gedeeltlijk vacuum in korte tijd met als gevolg een geweldige temperatuursval die rechtevenredig gepaard gaat met volumeverkleining.

Als er dan een cilinder in de condensorwand is opgenomen, dan gaat deze
zuiger ingetrokken worden bij arbeids slag. Het mooie is ook dat de cilinder & zuiger aan de onderzijde kan zitten, het koude gedeelte.
Je hebt ook geen krukas nodig, alleen een lange veer die de zuiger terug trekt.
Lijkt wel op een hybide, die condensor krijgt gewoon een longfunctie.

Het lijkt op een omgedraaide warmtepomp die electriciteit produceert uit warmte.

Ach het is maar een gedachte.

[Dutch John]

Met stoom als drijvend medium en een kleine oogstmachine blijf je het probleem van grote wrijvingsverliezen, maar ook het corrosieve karakter behouden. Zelfs grote installaties hebben moeite met het overbruggen van een langere stilstandsperiode zonder ergens schade op te lopen. Zoals nck voorstelt, is het zeker zaak het aantal bewegende delen te reduceren. Deze delen uit niet corrosief materiaal vervaardigen is de volgende stap. Combineer je dat met lage wrijvingsverliezen, dan gaat het richting keramische materialen en wordt het lastig. Zulk klein spul is er wel, maar dan is het stervensduur of het past niet in jouw toepassing. Het wordt een lastig verhaal.

Misschien is er nog iets dat niet te duur is om te proberen. Gast maakt dubbelkops, olieloze vacuumpompjes. Cilindervoering en zuigerafdichting zijn van een soort teflon. De zuiger is plat en één geheel met de drijfstang die een kolossaal lager heeft. De zuiger kantelt door de cilinder en je verwacht dat zo'n veredelde droge fietspomp na een uurtje wel versleten is. Ik heb zo'n ding als compressor in het gebruik: nu 4.000 draaiuren zonder onderhoud. Hier een voorbeeld: http://www.gastmfg.com/pdf/rockpist/specsht/raa.pdf Zoals veel Yankee spul onverwoestbaar, maar een herrie die grootheidswaanzin doet vermoeden.... Je vindt ze regelmatig voor een paar tientjes in machinedumphandels. Voor het draaiend gedeelte ben ik niet zo bang, maar de koppen zijn van aluminium en de membraanklepjes dichten erop af. Hoeveel er langs de zuiger weg kan lekken richting open motor is niet bekend. Wel is het een kortsluitankermotor, dus bruikbaar als generator.

Groet,
DJ

[account verwijderd]

Vandaag ben ik aan het relativeren geweest, na het lezen van alle ideën.

Ik denk dat een oververhitter op de ketel in de 1e rook kast de stoom naar een temperatuur van ruim 400 graden kan krijgen op 0.5 bar. (zie ethalpie tabel, zwarte lijn).
De stoom ethalpie is dan ongeveer 3400 Kj/kg.
Dit is ook beter voor het rendement van de vlampijpwisselaar.

De temperatuursval is op dat moment enorm mits er een goede expansie in de motor kan plaatsvinden.
Je moet dus op zoek naar een motor die die deze temperaturen aankan.

[pelletpower]

Michel, weet je inmiddels zeker dat de generator op de juiste manier werkt. Er is een aardige discussie geweest hierover. Als je dat afgevinkt hebt kun je verder met de motor. Wil je die wezenlijk veranderen dan is dat ingrijpender dan een aantal condenstoren vervangen en/of overbrengratio.

[account verwijderd]

@Pelletpower,

Hier heb je wel een punt.
De afvlak condensator zie je hooguit terug in het toerental balans van de generator en de constantheid van de netinverter, of eventuele
input storingen van de netinverter, maar die zijn er nog niet geweest.
Deze schommeling is nu wel iets aanwezig, maar heeft ook met mpp (maximum power point) tracken te maken van de netinverter software.

Met de kleine 4Am vaanmotor zou ik een factor 3 aandrijf reductie kunnen gebruiken om er hetzelfde vermogen te halen als met de 8Am vaanmotor.

Hier de testresultaten van de 8Am tijdens bedrijf.
Er zit een lijn in en je weet zo wat ie bij 3 bar aan vermogen geeft op een 1 stage vaanmotor.
Je zit dan net nog in het verzadigde gebied, zal dit zo aangeven op de ethalpy tabel.

Als je 0.8 bar stoom doorzet boven de 500 graden gaat het ontleden in H2 + O. Je hebt dan helemaal geen draaiende delen meer nodig om
energie op te nemen. Alleen een geschikt membraam met 2 uitgangen.
Zonder gein, zie pagina 1 van dit topic hoe het werkt.

140W 0.9 bar
110W 0.6 bar
90W 0.4 bar
65W 0.2 bar

Je kunt het ook anders bekijken, 0.5 bar bij ruim 400 graden. Het draait immers om de Kj/kg.
Dat is de schaalverdeling links tot 3500 Kj/kg. Hierin is de interne energie van de stoom terug te herleiden.

[deleted]

Michel & co,

Ik lees uiteraard mee, maar mijn technische kennis is ver beneden het pijl om een mondje te kunnen meespreken.
Daarom bij deze een dikke proficiat met de reeds werkende installatie !

(en ik durf het bijna niet meer te vermelden, is iets wat nog nooit iemand echt werkend heeft gekregen, maar als ik de opmerkingen over 'wrijvingsproblemen' en 'teveel bewegende onderdelen' lees moet ik toch weer denken aan de turbine van Tesla ... slechts één bewegende as en het is juist de wrijving die voor de beweging zorgt ... Maar nogmaals: daar hebben zich al anderen de tanden op stuk gebeten)

G

[pelletpower]

Michel, ik heb zojuist tekeningen, dvd, etc Mike Brown Stoommachine 3pk binnengekregen. Interesse?

[Chicken Power]

Hallo Michel, eerst maar rondje ophaalpost(en):

Ik heb vorig jaar een paar rvs rotos en stators laten laseren voor een 2 traps stoomturbine.

Met alle respect voor het (las)werk, maar dat had toch meer weg van een veredelde windmolen dan een stoom- of gasturbine. Dat is toch echt andere koek.

Het liefst gebruik ik iets kant en klaars.

Ook mijn idee, alle andere suggesties zijn slechts tegen zeer hoge kosten te verwezenlijken.

Een triple expansie motor lijkt me ook wel wat.

Die bestaat niet; triple expansie is per definitie een stoommachine met drie zuigers, waarbij de expansie verdeeld wordt over die 3 zuigers. Bij een stoommotor daarin tegen, gebeurt de expansie in 1 en dezelfde cilinder. De mate van expansie wordt bereikt door de kleptiming!

Bij stoom gaat het om expansie in een zuigerslag of draaiend deel en daarbij de temperatuursval tussen in en uit.*

Dat is helemaal juist, goed onthouden, erg belangrijk. Komt iedere keer weer terug!

Bij een roots principe zie ik totaal geen expansie mogelijkheid, het is meer een doorgeefluik.

Ja hoor, gedurende de hele uitlaatslag expandeert de stoom toch echt. Anders zou de kamer nooit meer gevuld kunnen worden…

Een turbine is wel ingericht als expansie machine.

Elk machien, denk aan je uitspraak*! Alleen de mate van expansie en energieonttrekking kan beduidend verschillen.

Over een paar jaar wil iedereen zo'n wkk.

Volgens mij zijn er nu al heeel erg nieuwsgierig!

De vaanmotor Gast 8am draait zeer goed, heel soepel en draait mega lang na, en dit zonder aanpassing op stoom.

Kijk, dat zijn de betere berichten (op m’n onderbuikgevoel); zaak is nu om goede duurtesten te houden. Die kunnen vertelen wat er eventueel aan gemodificeerd moet worden, en of dit concept bruikbaar blijft.

Het is idd. een lage stoomdruk. Op 3 bar haal ik denk ik al 400 Watt.

Dat moet er minstens eerst is uitkomen.

In dat verband denk ik er ook aan, zoals Jan al memoreerde, om de capaciteit van de ketel eerst eens vast te stellen. Voor we op zoek zijn naar vermogen wat er wellicht niet is, een klassieke fout die vaker gemaakt wordt.

Heb je die ketel trouwens al is “omgekeerd” gestookt? Ik zie nu het hele bed in vlam, maar wat om eerst een opwarmvuur in het begin van de tunnel te stoken en die vervolgens naar achter te schuiven? Daarna kun je hem verder beladen, met een rustige en constante verbranding.

Ik heb geen idee wat en hoe je uit hete lucht met een turbo systeem energie gaat opwekken?

Naar mijn idee weinig, de warmte-inhoud van stoom is idd vele malen grote dan die van lucht.

De cv omloop zou voor optimale warmteopname kunnen zorgen.

Ja, maar vergeet niet dat indien die temperatuur oploopt, je rendement op eli gaat dalen. Je zou dan de 3e condensor met slootwater kunnen koelen, net als in het echt.

Al zou je een cilinder bij deze wkk rechtstreeks op de condensor ruimte aansluiten, dan werkt dat al vrij snel, vooral bij een gesloten systeem.
Er komt geen buitenluchtdruk meer bij kijken, alleen maar stoom en condenseren naar gedeeltelijk vacuum.

En wat treed er dan toe aan de andere kant van de zuiger, en waar komt dat vandaan?

Ik vraag me af als stoom in een condensor ruimte inbreng, en breng de condensor ruimte in hele korte tijd naar de keteldruk van bijvoorbeeld 0.5 bar, daarna stop je de stoom toevoer. // enz. // Je hebt ook geen krukas nodig, alleen een lange veer die de zuiger terug trekt.
Lijkt wel op een hybide, die condensor krijgt gewoon een longfunctie.

Laat dat 2 eeuwen geleden nu al eens bedacht zijn…

Het fraaiste voorbeeld kun je hier zien, gemaal de Cruquius. Geen veer maar een contragewicht. In een arbeidsslag op onderdruk 64 ton water 5 meter omhoog!

Lees en studievoer:
Algemene info: http://nl.wikipedia.org/wiki/Gemaal_De_Cruquius

Specifiek technisch (bekijk zeker “stoom cyclus”, “kloswerk” en “katarakt”): http://www.cruquiusmuseum.nl/dutchsite/nederlands.html

en hier info als je het museum wilt bezoeken: http://www.museumdecruquius.nl/

Het lijkt op een omgedraaide warmtepomp die electriciteit produceert uit warmte.

Die vergelijking gaat aardig op, denk ook aan de Organic Rankine Cycle. Maar ook daar zijn maar heel weinig passende turbinetjes in te vinden.

Vandaag ben ik aan het relativeren geweest, na het lezen van alle ideën.

Altijd verstandig, even pas op de plaats en alles overzien.

Ik denk dat een oververhitter op de ketel in de 1e rook kast de stoom naar een temperatuur van ruim 400 graden kan krijgen op 0.5 bar.

Kan, of je het werkelijk zo heet moet doen is inderdaad de vraag, bij deze temperaturen gaat je huidige leidingwerk het ook niet lang uithouden.

Dat je wel oververhitting nodig hebt is zeker. Op het filmpje met het afblazen is duidelijk te zien dat je stoom nu zeiknat (oververzadigd) is. Ik ben bang dat dit je meer vermogen kost dan je beseft. Als je de stoom bij de huidige drukken eerst is op 160 graden krijgt, dan zijn we al weer een heel stuk verder.

[verlangmodus]Het zou ook wel mooi zijn als de temperaturen op meerdere plekken te meten zou zijn, dat geeft ook al meer inzicht. Weet/heeft er iemand daar wat voor?[/verlangmodus]

Dit is ook beter voor het rendement van de vlampijpwisselaar.

Die zie ik eerlijk gezegd nog niet…

De temperatuursval is op dat moment enorm mits er een goede expansie in de motor kan plaatsvinden. Je moet dus op zoek naar een motor die die deze temperaturen aankan.

Daarom, eerst maar is van die verzadigde stoom af!

Hier heb je wel een punt. De afvlak condensator zie je hooguit terug in het toerental balans van de generator en de constantheid van de netinverter, of eventuele
input storingen van de netinverter, maar die zijn er nog niet geweest.

Ik zou je geloven als je er een scoop aan had hangen! Maar dat is het geval niet, en zou daarom het advies van x21r toch ter harte nemen. Het mogen natuurlijk ook meerdere elco’s parallel zijn, als je maar wel op de werkspanning let!

Deze schommeling is nu wel iets aanwezig, maar heeft ook met mpp (maximum power point) tracken te maken van de netinverter software.

Met mijn klompengevoel jojoot die inverter me toch te hard. Ik ben toch bang dat daar een aardig stuk vermogen blijft hangen. Raar spul hoor, software. Vergeet niet dat het hier niet op ontworpen is! Uit een zonnepaneel komt een DC zo glad als een babyhuidje, nu maken we met steam, mean DC power.

Met de kleine 4Am vaanmotor zou ik een factor 3 aandrijf reductie kunnen gebruiken om er hetzelfde vermogen te halen als met de 8Am vaanmotor.

Die vat ik nog effe niet…


Wordt vervolgd! Cp

Edit: laatste 3 alinea's vergeten vast te plakken...
Edit 2: oorspronkelijk woord vervangen door "leidingwerkwerk"
Edit 3: leidingwerkwerk vervangen door leidingwerk

[Chicken Power]

Hallo Joep,

Dolle pret voor de kabouter.

Die begrijp ik even niet, enige kabouter op dit forum besproken is die in de WKK draad van Tim. Overige kobolden en trollen even buiten beschouwing gelaten natuurlijk.

@Michel, het nadeel van een vaanmotor zijn de slepende schotten. Bij een rootsblower heb je dit niet, deze draaien met een minimale speling.

Dat is maar betrekkelijk, je hebt bij de rootsblower de weerstand van 2 assen, en de zijoppervlakken van de rollen zijn groter. Denk netto gezien lood om oud- ijzer.

Beiden zijn van het verdringerprincipe en zullen dus dezelfde karakteristieken hebben.

Eens.

Aangezien je met lage drukken blijft werken zou een turbine achtig iets passender zijn.

Niet eens. Turbine heeft betere werkingsgraad bij grotere drukval. Nadeel is dan het enorme stoomvolume wat je moet neerslaan. Wordt alleen efficiënt bij zeer grote vermogens. Denk maar is aan de SS Rotterdam, turbine- stoomschip, ook nog toegepast op enkele tankers uit die tijd. Toen er eenmaal dieselmotoren kwamen met vergelijkbare vermogens was het gedaan met turbine- aandrijving, wegens de veel betere brandstofeconomie van een diesel.

Kom op michel ..een beetje opschieten … je zit nu al boven zijn vermogen in Watt ..maar hij haal je zo in ….

Die kende ik al. Het is echt niet om dat ie gebruikte spullen gebruikt, maar dit is zo’n rommelaar… Zou het echt vertederend vinden als deze snurker nagelaten had om zijn concept voor geld aan te bieden, lijkt me eerder dat dit zijn drijfveer is.

Wat in deze draad staat is veel beter, en bijna gratis (er zijn nog steeds meelezers die de donatie knop voor het in stand houden van dit forum nog niet gebruikt hebben!).

Misschien geen vaanmotor maar dus een compressor uit een auto .. de scroll motor is erg leuk .. even modificeren.

Even voor de goede orde, het is zeker geen scrollmotor, noch compressor. Dit zijn meestal zuigercompressoren van het “woggle” type, ben het Nederlandse woord even kwijt (schuine plaat op aandrijfas i.p.v. krukas).

Heb al wel is zo’n echte scroll (in elkaar draaiend slakkenhuis)uit een doorgebrande koelaggregaat gesloopt. Dat gaat het ook niet worden.

@cp, ben je bekend met enthalpietabellen?

Zeker wel, ben er geen pikeur in, maar met de koeltechniek hier in diverse cursussen meer dan genoegzaam kennis van genomen.

Ik blijf namelijk bij een turbine en dan wel met hete lucht

Helaas, de warmte-inhoud van stoom is vele malen groter dan lucht. Dat is eigenlijk ook wat het rendement van het “Stirling”principe parten speelt. Daarbij is stoom veel makkelijker te condenseren dan lucht…

Maar alles moet toch elke keer afgeremd en op gang gebracht worden. Dit heeft een turbine niet. De levensduur hiervan is in de hedendaagse auto's ook wel bewezen.

Dat is op zich geen bezwaar, waar het eerst achterblijft, zal het naderhand weer doorlopen. De grotere kinetische massa is bij elektriciteitsproductie juist een voordeel.

Stoom hierin moet ook geen probleem zijn, condens wel. Maar dat is ook een probleem in eender welke zuigermotor.

Van daar ook de aansporing tot het toepassen van een oververhitter, niet alleen vanwege het betere rendement.

Voor mij is het lang geleden die enthalpietabellen, maar ik zou wel eens willen weten hoe groot het verschil in bruikbare energieinhoud tussen hete lucht en stoom is.

In het voordeel van stoom: groot! Kijk alleen maar is naar het verschil tussen verzadigde stoom en oververhitte stoom.

Inmiddels heb ik een gebruikte compoundturbo gevonden, maar 1000euro is me teveel om een beetje te spelen, afgezien van de beschikbare tijd.

Wat is dat, waar komt dat vanaf? Plaatje? Ken het alleen van Napier en Detroit, maar dat zie ik nog niet op stoom draaien.

@Michel, als je een marktrijp product wilt ontwikkelen, dan moet je zeker niet stoom gaan introduceren in de huiskamer.

Daar zie ik eerlijk geschreven, een straalmotor nu ook direct toegepast worden. Binnen dit huidige stoomconcept moet het veilig mogelijk zijn. De maximale werkdruk is gelijk aan een conventionele CV installatie (3 Bar), en beduidend lager dan de drukken die optreden bij sanitair warm water (8 Bar).

Wil je hier meer vermogen uithalen t.o.v. hete lucht dan zal de druk en de temperatuur omhoog moeten.

Die fase is door het natuurkundige verschil al bereikt.

@nck, de nadelen die je beschrijft zijn juist de voordelen van de turbo.

Wellicht ten overvloede en het duurde bij mij ook even, maar Jan bedoelde dit in zijn algemeenheid. Als opstap naar een techniek zonder al deze nadelen.

Volgens mij werken ze beiden (stoom, turbo,vaanmotor) volgens carnot, maar dat probeer ik me zo te herinneren.

Klopt, hoofdwetten der thermodynamica.

Pas als je stoom condenseert zou je een groot voordeel van faseovergang hebben. Dit is dan voornamelijk thermisch. Maar de kunst is, denk ik het aandeel mechanische energie zo groot mogelijk te krijgen.

Ahum, niet voor het een of ander, lees nog is een pagina of wat terug…

Michel, weet je inmiddels zeker dat de generator op de juiste manier werkt. Als je dat afgevinkt hebt kun je verder met de motor.

Dat is dus nog ongewis, wellicht dat een ohmse belasting en die afvlak elco het vermogen nog omhoog krijgen. Ik weet werkelijk niet hoe zo’n omvormer zich als belasting gedraagt. Ik kom niet verder dat ie opneemt wat hem aangeboden wordt, maar dat zou weer nadelig op de bekrachtiging van de gen kunnen werken. Misschien dat de metingen/testjes daar wat duidelijkheid in brengen.

A.d.h.v. filmpjes heb ik nog niet het idee dat de gen of de motor ‘door hun knieën aan het gaan zijn’.

En wie weet heeft x21r daar ook nog wel ideeën over…

Wil je die wezenlijk veranderen dan is dat ingrijpender dan een aantal condenstoren vervangen en/of overbrengratio.

N.a.v. de discussies ben ik ook weer verder in gedachten.

Mies heeft nu een 2- polige motor als gen. Gezien de vermogenskromme van de vaanmotor, zou een 8- of nog meer polige motor ook nog een optie zijn. Maxiumum koppel ligt bij 300 toeren. Schiet dat in deellast omhoog, door de gelijkrichter ook niks aan de hand. Al komt er 400 Hz uit. Soort omgekeerde inverter aggregaat.

Tis maar een idee…

Michel, ik heb zojuist tekeningen, dvd, etc Mike Brown Stoommachine 3pk binnengekregen. Interesse?

Zeker en vast dat ie die is wil bekijken. Ik weet van dat fabrikaat in dit land nog een 20 Pk uitvoering te staan.

Wordt vervolgd!

[kockie]

[verlangmodus]Het zou ook wel mooi zijn als de temperaturen op meerdere plekken te meten zou zijn, dat geeft ook al meer inzicht. Weet/heeft er iemand daar wat voor?[/verlangmodus]

Hoeveel en wat zijn de verwachte temperaturen?

[Chicken Power]

Beste Kockie,


Temperatuurbereik van 10 tot ca 200 graden. Eigenlijk na elke stap waarbij er in natuurkundige zin iets veranderd. Zal uit m’n hoofd het schema even doorlopen.

-voedingswatertank wz
-uitlaat voorverwarmer (1e condensor) wz
-ketelwater wz
-uitlaat ketel sz
-uitlaat oververhitter sz
-uitlaat vaanmotor
-uitlaat 1e condensor sz
-uitlaat 2e condensor sz
-uitlaat 3e condensor sz
-inlaat 2e condensor wz
-uitlaat 2e condensor wz
-uitlaat 3e condensor wz
-ontluchting voedingswatertank sz

wz = waterzijdig, sz = stoomzijdig

Bij voorbaat dank!


Groet, Cp

[kockie]

Alles onder de 125 graden is eenvoudig; daar kan"mijn" systeem voor gebruikt worden(al moet ik nog uitvogelen hoe ik boven de 100 graden kan meten....), boven de 125 zul je toch naar pt100/1000 oid moeten; dat wordt iets gecompliceerder. Ik ga even zoeken

[pelletpower]

@cp, ben het helemaal met je schrijven eens, behalve de teloorgang van stoomturbines. Ken de geschiedenis niet precies, maar een dieselmotor is qua bedieningsgemak te verkiezen boven een stoomturbine.

Daarnaast hoeft een turbine niet groot te zijn, denk maar aan de greenturbine bijvoorbeeld. Zelf ben ik geinspireerd door Talbott-50, zij gebruiken een compoundturbo afkomstig van Scania.

Wat doneren betreft, ik bestel wel eens wat bij Technische Unie. Als Michel daar eens kijkt wat hij nodig heeft, kan ik het wellicht afsturen