Comment fabriquer une voiture avec une machine à vapeur. Machine à vapeur bricolage

Des moteurs à vapeur ont été installés et alimentaient la plupart des locomotives à vapeur du début des années 1800 jusqu'aux années 1950. Je tiens à souligner que le principe de fonctionnement de ces moteurs est toujours resté inchangé, malgré les évolutions de leur conception et de leurs dimensions.

L'illustration animée montre le principe de fonctionnement d'une machine à vapeur.

Pour générer de la vapeur fournie au moteur, des chaudières utilisant à la fois du bois, du charbon et du combustible liquide ont été utilisées.

Première mesure

La vapeur de la chaudière pénètre dans la chambre à vapeur, à partir de laquelle elle pénètre dans la partie supérieure (avant) du cylindre par un robinet-vanne à vapeur (indiqué en bleu). La pression créée par la vapeur pousse le piston jusqu'au PMB. Lorsque le piston passe du PMH au PMB, la roue fait un demi-tour.

Libérer

À la toute fin du mouvement du piston vers le PMB, la vanne de vapeur se déplace, libérant la vapeur restante par un orifice de sortie situé sous la vanne. La vapeur restante s’échappe, créant le son caractéristique des machines à vapeur.

Deuxième mesure

En même temps, le déplacement de la vanne pour libérer la vapeur résiduelle ouvre l'entrée de vapeur vers la partie inférieure (arrière) du cylindre. La pression créée par la vapeur dans le cylindre force le piston à se déplacer vers le PMH. A ce moment, la roue fait encore un demi-tour.

Libérer

À la fin du mouvement du piston jusqu'au PMH, la vapeur restante est évacuée par le même orifice d'échappement.

Le cycle se répète.

La machine à vapeur a ce qu'on appelle point mort à la fin de chaque course lorsque la soupape passe de la course d'expansion à la course d'échappement. Pour cette raison, chaque machine à vapeur possède deux cylindres, ce qui permet de démarrer la machine depuis n'importe quelle position.

Salut tout le monde! Kompik92 est de nouveau avec vous !
Et aujourd'hui, nous allons fabriquer une machine à vapeur !
Je pense que tout le monde, à un moment ou à un autre, a voulu fabriquer une machine à vapeur !
Eh bien, réalisons vos rêves !

J'ai deux options pour le réaliser : facile et difficile. Les deux options sont très cool et intéressantes, et si vous pensez qu’il n’y aura qu’une seule option, alors vous avez raison. Je posterai la deuxième option un peu plus tard !

Et passons directement aux instructions !

Mais d'abord....

Les règles de sécurité:

Lorsque le moteur tourne et que vous souhaitez le déplacer, utilisez des pinces, des gants épais ou du matériel non conducteur de chaleur !
Si l’on souhaite rendre un moteur plus complexe ou plus puissant, mieux vaut apprendre de quelqu’un que d’expérimenter ! Un montage incorrect peut provoquer une explosion de la chaudière !
Si vous voulez prendre un moteur en marche, ne dirigez pas la vapeur vers les gens !
Ne bloquez pas la vapeur dans la canette ou le tube, sinon la machine à vapeur pourrait exploser !

Et voici les instructions pour l'option n°1 :

Nous aurons besoin:

Canette de Coca-Cola ou de Pepsi en aluminium
Pinces
Ciseaux en métal
Perforatrice à papier (à ne pas confondre avec un broyeur à bois)
petite bougie
Feuille d'aluminium
tube de cuivre de 3 mm
Crayon
Saladier ou grand bol

Commençons!
1. Vous devez couper le fond du pot sur une hauteur de 6,35 cm. Pour une meilleure découpe, tracez d'abord un trait avec un crayon puis coupez le fond du pot exactement le long de celui-ci. C'est ainsi que nous obtenons notre carter moteur.

2. Retirez les bords tranchants. Pour plus de sécurité, retirez les bords tranchants du fond à l'aide d'une pince. Enroulez pas plus de 5 mm ! Cela nous aidera à poursuivre le travail avec le moteur.

3. Appuyez sur le bas. Si le pot n'a pas de fond plat, appuyez dessus avec votre doigt. Ceci est nécessaire pour que notre moteur flotte bien ; si cela n'est pas fait, il y restera de l'air qui peut s'échauffer et renverser la plateforme. Cela aidera également notre bougeoir.

4. Faites deux trous. Faites deux trous comme indiqué sur l'image. Il doit y avoir 1,27 cm entre le bord et le trou et le trou lui-même doit avoir au moins 3,2 mm de diamètre. Les trous doivent être face à face ! Nous insérerons notre tube de cuivre dans ces trous.

5. Allumez une bougie.À l'aide de papier d'aluminium, placez la bougie de manière à ce qu'elle ne bouge pas dans le corps. La bougie elle-même doit être posée sur un support métallique. Nous avons installé une chaudière qui chauffera notre eau, assurant ainsi le fonctionnement du moteur.

6. Créez une bobine. Réalisez trois à quatre écheveaux au milieu du tube à l'aide d'un crayon. Il doit y avoir au moins 5 cm de chaque côté.Nous avons fait une bobine. Vous ne savez pas ce que c'est ?

Voici une citation de Wikipédia.

Un serpentin est un long tube en métal, verre, porcelaine (céramique) ou plastique, courbé de manière régulière ou irrégulière, conçu pour assurer un transfert de chaleur maximal dans un volume d'espace minimum entre deux milieux séparés par les parois du serpentin. Historiquement, un tel échange de chaleur était à l’origine utilisé pour condenser les vapeurs traversant le serpentin.

Je pense que c’est devenu plus facile, mais si ce n’est toujours pas devenu plus facile, je l’expliquerai moi-même. Un serpentin est un tube dans lequel circule un liquide pour être chauffé ou refroidi.

7. Placez le combiné. Placez le tube en utilisant les trous que vous avez faits, et assurez-vous que la bobine est exactement à côté de la mèche de la bougie ! Ainsi, nous en avons presque fini avec le moteur, le chauffage peut déjà fonctionner.

8. Pliez le tube. Pliez les extrémités du tube à l'aide d'une pince afin qu'elles pointent dans des directions différentes et soient pliées à 90 degrés par rapport à la bobine. Nous avons des sorties pour notre air chaud.

9. Préparation au travail. Abaissez notre moteur dans l’eau. Il doit bien flotter en surface, et si les tubes ne sont pas immergés à au moins 1 cm dans l'eau, alors alourdir le corps. Nous avons fait sortir des tubes dans l’eau pour qu’elle puisse bouger.

10. Un peu plus. Remplissez notre tube, plongez un tube dans l'eau et tirez l'autre comme avec une paille à cocktail. Nous avons presque fini avec le moteur !

Les locomotives à vapeur ou les automobiles Stanley Steamer viennent souvent à l’esprit lorsque l’on pense aux « machines à vapeur », mais l’utilisation de ces mécanismes ne se limite pas au transport. Les machines à vapeur, créées sous une forme primitive il y a environ deux millénaires, sont devenues la plus grande source d'énergie électrique au cours des trois derniers siècles et, aujourd'hui, les turbines à vapeur produisent environ 80 % de l'électricité mondiale. Pour mieux comprendre la nature des forces physiques sur lesquelles fonctionne un tel mécanisme, nous vous recommandons de fabriquer votre propre machine à vapeur à partir de matériaux ordinaires en utilisant l'une des méthodes proposées ici ! Pour commencer, passez à l'étape 1.

Pas

Machine à vapeur fabriquée à partir d'une boîte de conserve (pour les enfants)

Coupez le fond de la canette en aluminium à 6,35 cm. À l'aide de cisailles à ferblantier, coupez le fond de la boîte en aluminium jusqu'à environ un tiers de la hauteur.

Pliez et appuyez sur la jante à l'aide d'une pince. Pour éviter les bords tranchants, pliez le bord du pot vers l’intérieur. En effectuant cette action, veillez à ne pas vous blesser.

Appuyez sur le fond du pot de l’intérieur pour le rendre plat. La plupart des canettes de boisson en aluminium auront une base ronde qui se courbe vers l'intérieur. Nivelez le fond en appuyant avec votre doigt ou à l'aide d'un petit verre à fond plat.

Faites deux trous sur les côtés opposés du pot, à 1/2 pouce du haut. Pour faire des trous, une perforatrice en papier, un clou et un marteau conviennent tous deux. Vous aurez besoin de trous d'un peu plus de trois millimètres de diamètre.

Placez une petite bougie chauffe-plat au centre du pot. Froissez le papier d'aluminium et placez-le sous et autour de la bougie pour la maintenir en place. Ces bougies sont généralement livrées dans des supports spéciaux, de sorte que la cire ne doit pas fondre et couler dans le pot en aluminium.

Enroulez la partie centrale d'un tube de cuivre de 15 à 20 cm de long autour d'un crayon de 2 ou 3 tours pour former une bobine. Le tube de 3 mm de diamètre doit se plier facilement autour du crayon. Vous aurez besoin de suffisamment de tubes incurvés pour s'étendre sur le dessus du pot, ainsi que de 5 cm supplémentaires de tuyau droit de chaque côté.

Insérez les extrémités des tubes dans les trous du pot. Le centre de la bobine doit être situé au-dessus de la mèche de la bougie. Il est souhaitable que les sections droites du tube des deux côtés du tube aient la même longueur.

Pliez les extrémités des tuyaux à l'aide de pinces pour créer un angle droit. Pliez les sections droites du tube de manière à ce qu'elles pointent dans des directions opposées depuis différents côtés de la boîte. Alors encore pliez-les pour qu'ils tombent sous la base du pot. Lorsque tout est prêt, vous devriez obtenir ce qui suit : la partie serpentine du tube est située au centre du pot au-dessus de la bougie et se transforme en deux « buses » inclinées regardant dans des directions opposées des deux côtés du pot.

Placez le pot dans un bol d’eau en laissant les extrémités du tube plonger. Votre « bateau » doit rester solidement en surface. Si les extrémités du tube ne sont pas suffisamment immergées, essayez d’alourdir un peu le pot, mais attention à ne pas le noyer.

Remplissez le tube d'eau. Le moyen le plus simple est de plonger une extrémité dans l’eau et de tirer par l’autre extrémité comme avec une paille. Vous pouvez également utiliser votre doigt pour bloquer une sortie du tube et placer l'autre sous l'eau courante du robinet.

Allumer une bougie. Après un certain temps, l'eau dans le tube va chauffer et bouillir. Lorsqu'elle se transforme en vapeur, elle sort par les « buses », faisant tourner la canette entière dans le bol.

Pot de peinture Machine à vapeur (Adultes)

Découpez un trou rectangulaire près de la base d'un pot de peinture de 4 litres. Faites un trou rectangulaire horizontal de 15 cm x 5 cm sur le côté du pot près de la base.
- Vous devez vous assurer que ce pot (et l’autre que vous utilisez) ne contient que de la peinture au latex et le laver soigneusement à l’eau savonneuse avant utilisation.
Découpez une bande de grillage de 12 x 24 cm. Pliez 6 cm le long de chaque bord selon un angle de 90°. Vous obtiendrez une « plate-forme » carrée de 12 x 12 cm avec deux « pattes » de 6 cm. Placez-la dans le pot avec les « pattes » vers le bas, en l'alignant avec les bords du trou découpé.

Faites un demi-cercle de trous autour du périmètre du couvercle. Vous brûlerez ensuite du charbon dans la canette pour fournir de la chaleur à la machine à vapeur. S’il y a un manque d’oxygène, le charbon brûlera mal. Pour assurer une bonne ventilation dans le pot, percez ou percez plusieurs trous dans le couvercle qui forment un demi-cercle le long des bords.
- Idéalement, le diamètre des trous de ventilation devrait être d'environ 1 cm.
Fabriquez une bobine à partir de tubes de cuivre. Prenez environ 6 m de tube de cuivre souple d'un diamètre de 6 mm et mesurez 30 cm d'une extrémité. À partir de ce point, faites cinq tours d'un diamètre de 12 cm. Pliez la longueur restante du tuyau en 15 tours d'un diamètre de 8 cm, il doit vous rester environ 20 cm.

Passez les deux extrémités du serpentin à travers les trous d’aération du couvercle. Pliez les deux extrémités de la bobine de manière à ce qu'elles pointent vers le haut et passez-les toutes deux à travers l'un des trous du couvercle. Si le tuyau n'est pas assez long, vous devrez plier légèrement l'un des tours.

Placez la bobine et le charbon de bois dans le pot. Placez la bobine sur la plate-forme maillée. Remplissez l'espace autour et à l'intérieur du serpentin avec du charbon de bois. Fermez bien le couvercle.

Percez des trous pour le tube dans un pot plus petit. Percez un trou d'un diamètre de 1 cm au centre du couvercle d'un pot d'un litre. Sur le côté du pot, percez deux trous d'un diamètre de 1 cm - un près de la base du pot et le second au-dessus. près du couvercle.

Insérez le tube en plastique scellé dans les trous latéraux du petit pot. A l'aide des extrémités d'un tube en cuivre, faites des trous au centre des deux bouchons. Insérez un tube en plastique dur de 25 cm de long dans un bouchon et le même tube de 10 cm de long dans l'autre bouchon. Ils doivent être bien ajustés dans les bouchons et ressortir un peu. Insérez le bouchon avec le tube le plus long dans le trou inférieur du petit pot et le bouchon avec le tube le plus court dans le trou supérieur. Fixez les tubes dans chaque bouchon à l'aide de pinces.

Connectez le tube du plus grand pot au tube du plus petit pot. Placez la plus petite canette sur la plus grande, avec le tube et le bouchon orientés à l'opposé des trous d'aération de la plus grande canette. À l’aide de ruban métallique, fixez le tube du bouchon inférieur au tube sortant du bas de la bobine de cuivre. Ensuite, fixez de la même manière le tube du bouchon supérieur avec le tube sortant du haut de la bobine.

Insérez le tube de cuivre dans la boîte de jonction.À l'aide d'un marteau et d'un tournevis, retirez la partie centrale du boîtier électrique rond en métal. Fixez le serre-câble électrique avec la bague de verrouillage. Insérez 15 cm de tube en cuivre de 1,3 cm de diamètre dans le serre-câble de manière à ce que le tube dépasse de quelques centimètres en dessous du trou du boîtier. Pliez les bords de cette extrémité vers l’intérieur à l’aide d’un marteau. Insérez cette extrémité du tube dans le trou du couvercle du petit pot.

Insérez la brochette dans la cheville. Prenez une brochette de barbecue en bois ordinaire et insérez-la dans une extrémité d'une cheville creuse en bois de 1,5 cm de long et 0,95 cm de diamètre. Insérez la cheville et la brochette dans le tube de cuivre à l'intérieur de la boîte de jonction métallique avec la brochette vers le haut.
- Pendant que notre moteur tourne, la brochette et le goujon agiront comme un « piston ». Pour mieux voir les mouvements du piston, vous pouvez y attacher un petit « drapeau » en papier.
Préparez le moteur pour le fonctionnement. Retirez la boîte de jonction du petit pot supérieur et remplissez le pot supérieur avec de l'eau, en lui permettant de se verser dans la bobine de cuivre jusqu'à ce que le pot soit rempli aux 2/3 d'eau. Vérifiez les fuites à toutes les connexions. Fixez hermétiquement les couvercles des bocaux en les tapotant avec un marteau. Réinstallez la boîte de jonction en place au-dessus de la plus petite boîte supérieure.
Demarre le moteur! Froissez des morceaux de journaux et placez-les dans l'espace sous la grille au bas du moteur. Une fois le charbon allumé, laissez-le brûler pendant environ 20 à 30 minutes. Au fur et à mesure que l'eau dans le serpentin se réchauffe, de la vapeur commencera à s'accumuler dans le pot supérieur. Lorsque la vapeur atteint une pression suffisante, elle poussera le goujon et la brochette vers le haut. Une fois la pression relâchée, le piston descendra sous l’influence de la gravité. Si nécessaire, coupez une partie de la brochette pour réduire le poids du piston - plus il est léger, plus il « flottera » souvent. Essayez de fabriquer une brochette d'un poids tel que le piston « bouge » à un rythme constant.
- Vous pouvez accélérer le processus de combustion en augmentant le débit d'air dans les bouches d'aération à l'aide d'un sèche-cheveux.
Soyez prudent. Nous pensons qu'il va sans dire qu'il faut faire preuve de prudence lors du travail et de la manipulation d'une machine à vapeur artisanale. Ne le faites jamais fonctionner à l’intérieur. Ne le faites jamais fonctionner à proximité de matériaux inflammables tels que des feuilles sèches ou des branches d'arbres en surplomb. Utilisez le moteur uniquement sur une surface solide et ininflammable telle que du béton. Si vous travaillez avec des enfants ou des adolescents, ils ne doivent pas être laissés sans surveillance. Il est interdit aux enfants et aux adolescents de s'approcher du moteur lorsque du charbon y brûle. Si vous ne connaissez pas la température du moteur, supposez qu'il est trop chaud pour être touché.
- Assurez-vous que la vapeur puisse s'échapper de la « chaudière » supérieure. Si, pour une raison quelconque, le piston reste coincé, la pression peut s'accumuler à l'intérieur de la plus petite boîte. Dans le pire des cas, la banque pourrait exploser, ce qui Très dangereux.

Placez la machine à vapeur dans un bateau en plastique, en plongeant les deux extrémités dans l'eau pour créer un jouet à vapeur. Vous pouvez découper une simple forme de bateau dans une bouteille de soda ou d'eau de Javel en plastique pour rendre votre jouet plus écologique.

Avertissements

Pour manipuler un moteur en marche, utilisez des pinces, des pinces ou une manique.
N'essayez pas de fabriquer une machine à vapeur plus complexe avec une chaudière si vous n'en avez jamais fabriqué auparavant. L'explosion même d'une petite chaudière peut provoquer des blessures graves.
Si vous devez manipuler un moteur en marche, ne dirigez pas les extrémités des tubes vers des personnes, car la vapeur ou l'eau chaude peut vous brûler la peau.
Ne bouchez pas les extrémités du tube en cuivre par un autre moyen que l'immersion dans l'eau. Il est toutefois peu probable qu’une pression excessive puisse se produire et provoquer la rupture du tube.

La machine à vapeur a commencé son expansion à l’aube du XIXe siècle. A cette époque, on construisait déjà de grandes unités destinées à un usage industriel et de petites machines à vapeur, remplissant parfois des fonctions purement décoratives. Ces « jouets » étaient principalement achetés par des nobles éminents qui voulaient faire plaisir à eux-mêmes et à leurs enfants. Lorsque les unités à vapeur sont devenues plus solidement implantées dans la vie quotidienne, les unités à vapeur décoratives n'ont été utilisées que dans les établissements d'enseignement comme aides.

Machines à vapeur modernes

Au début du 20ème siècle, la popularité des unités à vapeur a commencé à décliner. La société britannique Mamod est restée l'une des rares entreprises à continuer de produire des machines à vapeur miniatures. Un échantillon d'une telle technologie peut être acheté encore aujourd'hui. Cependant, le coût de ces appareils dépasse deux cents livres. Ceux qui aiment assembler et fabriquer de manière indépendante divers mécanismes aimeront certainement l'idée de créer eux-mêmes une machine à vapeur ou d'autres.

Assembler une machine à vapeur est assez simple. Sous l'influence du feu, une chaudière à eau se réchauffe, l'eau, sous l'influence de températures élevées, se transforme en état gazeux et pousse le piston. Le volant relié au piston tournera tant qu'il y aura de l'eau dans le récipient. Il s’agit de la conception standard d’une machine à vapeur. Il est possible de produire des modèles avec des configurations complètement différentes. Passons de la théorie à la pratique. Cet article est consacré aux méthodes de fabrication d'une machine à vapeur de vos propres mains.

Première méthode

Commençons le processus de fabrication de la version la plus simple d'un moteur thermique. Pour cela, nous n'avons pas besoin de dessins complexes ni de compétences particulières. Alors, prenez une simple canette en aluminium et coupez-en le tiers inférieur. Les bords tranchants résultants de la boîte doivent être pliés vers l'intérieur à l'aide d'une pince. Cela doit être fait très soigneusement afin de ne pas vous couper. Comme la plupart des canettes en aluminium ont un fond légèrement concave, il est nécessaire de le niveler. Pour ce faire, appuyez simplement le bas avec votre doigt sur une surface dure.

Dans le verre obtenu, à une distance de 1,5 cm du bord supérieur, vous devez faire deux trous opposés. Il est nécessaire de faire des trous d'un diamètre d'au moins 3 mm. Une perforatrice ordinaire est parfaite à cet effet. Placez une bougie au fond du pot. Maintenant, vous devez prendre du papier d'aluminium ordinaire, le froisser et envelopper notre mini-brûleur. Ensuite, vous devez prendre un morceau de tube de cuivre creux de 15 à 20 cm de long. Ce sera le mécanisme principal du moteur, qui mettra toute la structure en mouvement. La partie centrale du tube est enroulée autour du crayon deux ou trois fois pour former une spirale.

Ensuite, cet élément doit être placé de manière à ce que la section incurvée soit directement au-dessus de la mèche de la bougie. Pour ce faire, vous pouvez donner au tube la forme de la lettre M. Les sections du tuyau qui descendent sont sorties à travers des trous spécialement pratiqués. De ce fait, on obtient une fixation rigide du tube sur la mèche. Les bords du tube agissent comme des sortes de buses. Pour que toute la structure tourne, vous devez plier les extrémités opposées de l'élément en forme de M dans différentes directions à angle droit.

Notre machine à vapeur est prête. Pour le démarrer, le pot est placé dans un récipient rempli d'eau. Il faut que les bords du tube soient au dessus de la surface de l’eau. Si les buses ne sont pas assez longues, un petit poids peut être placé au fond du pot. Cependant, vous devez être prudent en faisant cela, sinon vous risquez de couler le moteur. Nous abaissons une extrémité du tube dans l'eau, et avec l'autre, nous aspirons de l'air et abaissons le pot dans l'eau. Le tube se remplira d'eau. Vous pouvez maintenant allumer le fusible. Quelque temps plus tard, l'eau contenue dans la spirale se transformera en vapeur qui s'échappera des buses sous pression. Le pot commencera à tourner assez rapidement dans le récipient.

Deuxième méthode

La conception proposée est un peu plus complexe que la première version du moteur. Tout d’abord, pour créer un tel appareil, nous aurons besoin d’un pot de peinture. Assurez-vous qu'il est suffisamment propre. A une distance de 2 cm du bas, découpez sur le mur un rectangle dont les dimensions sont de 5X15 cm. Le côté long du rectangle est placé parallèlement au bas.

Dans un treillis métallique, vous devez découper un morceau de 24x12 cm. Nous mesurons 6 cm des deux extrémités du côté long de la pièce. Ces sections doivent être pliées à angle droit. En conséquence, nous devrions obtenir une petite table plate-forme avec des pieds de 6 cm de long.La structure résultante doit être installée au fond du pot. Plusieurs trous sont pratiqués sur tout le périmètre du couvercle. Ils doivent être placés en forme de demi-cercle uniquement sur la moitié du couvercle. Ceci est nécessaire pour assurer la ventilation : une machine à vapeur ne fonctionnera pas s'il n'y a pas d'accès d'air à la source d'incendie.

Pour fabriquer l’élément principal du moteur, nous avons besoin d’un tube en cuivre. Nous le plions en forme de spirale. Nous reculons de 30 cm d'une extrémité du tube. À partir de ce point, nous faisons cinq tours de spirale, le diamètre de chaque tour doit être de 12 cm. Le reste du tube est plié en forme de 15 anneaux dont le diamètre est de 8 cm.

Il doit rester environ 20 cm à l'extrémité opposée du tube. Les deux extrémités du tube passent à travers les trous de ventilation pratiqués dans le couvercle du pot. Le charbon est placé sur une plateforme préinstallée. La spirale doit être placée directement au-dessus de la plateforme. Le charbon doit être soigneusement étalé entre les tours de la spirale. Vous pouvez maintenant fermer le pot. En conséquence, nous avons reçu un foyer qui entraînera notre machine à vapeur.

MOTEUR ROTOR À VAPEUR et MOTEUR À PISTONS AXIAUX À VAPEUR

Une machine rotative à vapeur (machine à vapeur de type rotatif) est une machine motrice unique, dont le développement n'a pas encore fait l'objet d'un développement approprié.

D'une part, différents modèles de moteurs rotatifs existaient déjà dans le dernier tiers du XIXe siècle et fonctionnaient même bien, notamment pour entraîner des dynamos destinées à produire de l'énergie électrique et à alimenter toutes sortes d'objets. Mais la qualité et la précision de fabrication de ces machines à vapeur (machines à vapeur) étaient très primitives, elles avaient donc un faible rendement et une faible puissance. Depuis lors, les petites machines à vapeur appartiennent au passé, mais à côté des machines à vapeur à piston vraiment inefficaces et peu prometteuses, les moteurs rotatifs à vapeur offrant de bonnes perspectives sont également devenus une chose du passé.

La raison principale est qu'au niveau technologique de la fin du 19e siècle, il n'était pas possible de fabriquer un moteur rotatif vraiment de haute qualité, puissant et durable.
Par conséquent, parmi toute la variété des machines à vapeur et des machines à vapeur, seules les turbines à vapeur d'une puissance énorme (à partir de 20 MW), qui produisent aujourd'hui environ 75 % de l'électricité de notre pays, ont survécu en toute sécurité et activement jusqu'à ce jour. Les turbines à vapeur de grande puissance fournissent également l’énergie des réacteurs nucléaires des sous-marins de combat porteurs de missiles et des grands brise-glaces arctiques. Mais ce sont toutes d’énormes machines. Les turbines à vapeur perdent considérablement toute leur efficacité à mesure que leur taille diminue.

…. C'est pourquoi il n'existe pas dans le monde de machines à vapeur de puissance ni de machines à vapeur d'une puissance inférieure à 2 000 - 1 500 kW (2 - 1,5 mW), qui fonctionneraient efficacement avec de la vapeur obtenue à partir de la combustion de combustible solide bon marché et de divers déchets combustibles gratuits. .
C'est dans ce domaine technologique vide aujourd'hui (et dans une niche commerciale absolument nue, mais qui a grand besoin d'un approvisionnement en produits), dans cette niche de marché des machines de faible puissance, que les moteurs rotatifs à vapeur peuvent et doivent prendre leur place. endroit digne. Et leur besoin dans notre seul pays s'élève à des dizaines et des dizaines de milliers... Les petites et moyennes entreprises dans les zones éloignées des grandes villes et des petites et moyennes entreprises ont particulièrement besoin de machines électriques de petite et moyenne taille pour la production d'énergie autonome et l'alimentation électrique indépendante. grandes centrales électriques : - dans les petites scieries, les mines isolées, dans les campements et les parcelles forestières, etc., etc.
…..

..
Examinons les facteurs qui rendent les moteurs à vapeur rotatifs meilleurs que leurs plus proches parents - les moteurs à vapeur sous la forme de moteurs à vapeur alternatifs et de turbines à vapeur.
… — 1) Les moteurs rotatifs sont des machines à cylindrée positive, comme les moteurs à pistons. Ceux. ils ont une faible consommation de vapeur par unité de puissance, car la vapeur est fournie à leurs cavités de travail de temps en temps, et en portions strictement dosées, et non en un débit constant et abondant, comme dans les turbines à vapeur. C'est pourquoi les moteurs rotatifs à vapeur sont beaucoup plus économiques que les turbines à vapeur par unité de puissance de sortie.
— 2) Les moteurs à vapeur rotatifs ont un épaulement d'application des forces de gaz agissant (épaulement de couple) nettement (plusieurs fois) supérieur à celui des moteurs à vapeur à piston. La puissance qu’ils développent est donc bien supérieure à celle des moteurs à vapeur à pistons.
— 3) Les moteurs à vapeur rotatifs ont une course beaucoup plus longue que les moteurs à vapeur à piston, c'est-à-dire avoir la capacité de convertir la majeure partie de l’énergie interne de la vapeur en travail utile.
— 4) Les moteurs rotatifs à vapeur peuvent fonctionner efficacement avec de la vapeur saturée (humide), permettant sans difficulté à une partie importante de la vapeur de se condenser en eau directement dans les sections de travail du moteur rotatif à vapeur. Cela augmente également l'efficacité d'une centrale à vapeur utilisant un moteur rotatif à vapeur.
— 5 ) Les moteurs rotatifs à vapeur fonctionnent à des vitesses de 2 à 3 000 tours par minute, ce qui est la vitesse optimale pour produire de l'électricité, contrairement aux moteurs à pistons à vitesse trop faible (200 à 600 tours par minute) des moteurs à vapeur traditionnels de type locomotive. , ou de turbines à vitesse trop élevée (10 à 20 000 tours par minute).

Dans le même temps, sur le plan technologique, les moteurs rotatifs à vapeur sont relativement simples à fabriquer, ce qui rend leurs coûts de production relativement faibles. Contrairement aux turbines à vapeur, dont la production est extrêmement coûteuse.

DONC, UN BREF RÉSUMÉ DE CET ARTICLE — un moteur rotatif à vapeur est une machine à vapeur très efficace permettant de convertir la pression de la vapeur provenant de la chaleur de la combustion de combustibles solides et de déchets combustibles en puissance mécanique et en énergie électrique.

L'auteur de ce site a déjà reçu plus de 5 brevets d'invention sur divers aspects de la conception des moteurs rotatifs à vapeur. Un certain nombre de petits moteurs rotatifs d'une puissance de 3 à 7 kW ont également été produits. La conception de moteurs rotatifs à vapeur d'une puissance de 100 à 200 kW est actuellement en cours.
Mais les moteurs rotatifs présentent un « inconvénient générique » : un système complexe de joints qui, pour les petits moteurs, s'avère trop complexe, miniature et coûteux à fabriquer.

Parallèlement, l'auteur du site développe des moteurs à vapeur à pistons axiaux avec contre-mouvement opposé des pistons. Cet agencement constitue la variante la plus économe en énergie de tous les schémas possibles d'utilisation d'un système à piston.
Ces moteurs de petite taille sont un peu moins chers et plus simples que les moteurs rotatifs et les joints qu'ils utilisent sont les plus traditionnels et les plus simples.

Vous trouverez ci-dessous une vidéo d'un petit moteur boxer à pistons axiaux avec mouvement à contre-piston utilisé.

Actuellement, un tel moteur à pistons axiaux opposés de 30 kW est en cours de fabrication. La durée de vie du moteur est estimée à plusieurs centaines de milliers d'heures de fonctionnement car le régime d'une machine à vapeur est 3 à 4 fois inférieur au régime d'un moteur à combustion interne, la paire de friction « piston-cylindre » est soumise à une nitruration par plasma ionique en un environnement sous vide et la dureté des surfaces de friction est de 62 à 64 unités. Pour plus de détails sur le processus de durcissement de surface à l'aide de la méthode de nitruration, voir.

Voici une animation du principe de fonctionnement d'un moteur boxer à pistons axiaux similaire avec des pistons contra-mobiles