Nuevo generador eléctrico de leña

[MivilleAndré]

Hola,

Me gustaría unir fuerzas con autoconstructores equipados (o personas motivadas con sueños en la cabeza) para crear un nuevo motor. Se utilizará como caldera en casa en lugar de gasóleo/gas y producirá electricidad para usted al mismo tiempo.
Breve descripción:
Es un generador eléctrico lineal excitado por imanes conectados a los pistones de un motor de combustión externa. El fluido de trabajo es vapor seco y combustible de pequeñas briquetas de madera del tamaño de carbón. Es un motor de dos tiempos con pistones opuestos sin segmentación con sello de laberinto cuyo movimiento de retorno se realiza gracias a un resorte guiado sobre una corredera de fricción.

Estas son algunas de las ventajas de este motor:
-dos tiempos -> mejor relación peso/potencia y mejor eficiencia que los cuatro tiempos
- actúa como generador eléctrico y caldera
-la electricidad es una energía de mejor valor (más útil) que el movimiento
-sin cigüeñal -> sin fuerza radial del pistón sobre el cilindro -> menos calentamiento -> menos desgaste -> mejor eficiencia (8% más de eficiencia)
-Las luces están ubicadas en los extremos de los cilindros y no requieren válvulas
-los motores de combustión externa pueden utilizar cualquier combustible que "queme" (la caldera de alta temperatura quema los humos)
-combustión continua -> no necesita cámara de admisión -> mayor relación volumétrica -> más simple -> menor pérdida de pérdida en las tuberías -> mejor eficiencia
-relación de compresión variable
- sin aceite de motor
- sin desgaste de pistones y cilindros
-El vapor seco no es (o muy poco) corrosivo
-Si se transpone a un automóvil con motores de flujo axial en cada rueda, eso significa que no hay caja de cambios, eje de transmisión, motor de arranque, alternador -> ganancia de peso -> economía de combustible
-La energía de frenado se puede recuperar hasta la eficiencia del motor a través de una bobina que vuelve a calentar el agua
-cilindros independientes, extremadamente útiles con cargas bajas
-Motor de pistones opuestos genera menos vibraciones
-Diseño simple, se puede hacer hágalo usted mismo a diferencia de un motor diesel mucho más complicado

-Desventajas:
-La alta temperatura de ensamblaje para una buena eficiencia de Carnot limita el tamaño de la máquina debido a las pérdidas de costo/aislamiento
-Inercia térmica, requiere un precalentamiento importante
-Gran huella
- precisión de la alineación de la corredera y el pistón en el cilindro que tiene una gran influencia en el rendimiento (la tolerancia entre el pistón y el cilindro debe ser inferior a 30 micras y si es posible cerca de 10 micras, 50 micras ya es demasiado mucho y conduce a una pérdida significativa de rendimiento)


La máquina es excepcionalmente simple de construir para un motor, pero no tengo el espacio ni todas las herramientas ni el tiempo, tengo que llamar a maquinistas y pelacables profesionales...
No se requiere molde ni fundición. Pero solo operaciones de máquina-herramienta convencionales, más una operación de corte por láser y, por supuesto, mucho montaje y soldadura.

La máquina tiene una eficiencia del 40% si solo se usa electricidad, el 60% del calor se usa para agua caliente sanitaria

Ya tengo en mente las ecuaciones de dimensionamiento, materiales y grados, y la topología general. Echo de menos las ecuaciones que caracterizan al generador eléctrico lineal. Me centraré en el tipo de flujo axial (imanes a lo largo del pistón con polaridad alterna). Voy a diseñar un generador lineal que produzca una fuerza repentina en el punto alto del motor (y bajo durante el retorno del pistón) para maximizar la frecuencia recíproca y, por lo tanto, la relación potencia-peso. Por suerte sé cómo usar/programar ecuaciones macroscópicas de Maxwell.

Siéntase libre de hacer preguntas y desafiar el diseño, me he inspirado en muchas publicaciones sobre motores y lo que se ha intentado para validar mi topología. Un sitio esencial es zlibrary, que le permite acceder a la mayoría de las publicaciones científicas de forma gratuita.

Muy cordialmente

André Miville

[izentrop]

En caso contrario te compras una caldera de cogeneración con motor Stirling, está estudiada para, pero no seguro que todavía haya muchos fabricantes https://www.totalenergies.fr/particulie ... ion-atouts

[MivilleAndré]

No, porque las calderas de cogeneración individuales no tienen un rendimiento del 40%, necesariamente se necesitan grandes tamaños para llegar al 40% y un ciclo doble con dos turbinas para obtener el 60% es inasequible.

El interés del motor es su alta eficiencia y su diseño relativamente simple, si quieres es como un Stirling donde usas agua en vez de aire

Es cierto que disfrazo el 60% del calor de mi motor como uso de la caldera, pero en realidad queremos reducir la fracción de calor tanto como sea posible porque la electricidad es 100% convertible en calor.

[izentrop]

¿Cómo funciona el vapor seco?
Tal vez un diagrama

[MivilleAndré]

El vapor seco es vapor puramente gaseoso, no moja.

DEMO vapor seco:

Parece un motor de 2hp pero con una sola cámara de combustión en el centro en lugar de dos a los lados y sin cigüeñal y con un solo cilindro pero dos pistones opuestos.

[sicetaitsimple]

¿No habría que buscar sinergias a través de la integración con un generador de almacenamiento de nitrógeno líquido como se presenta aquí:
invenciones, innovaciones / motor-generador-líquido-nitrógeno-t15588.html

[izentrop]

El interés del motor es su alta eficiencia y su diseño relativamente simple.

Si entiendo correctamente, su motor de vapor de bricolaje en su garaje sería más eficiente que un motor Stirling probado por ingenieros.

¿Por qué pedir a otros que te lo hagan para que te roben la idea? Es absurdo, ¿no?

Tiens Okofen ofreció uno granulado.
Como data de 2012, nada indica que aún lo comercialicen? https://conseils.xpair.com/recherche_de ... ricite.htm

Parece que se están moviendo más hacia la cogeneración fotovoltaica https://www.oekofen.com/assets/france/p ... L_2019.pdf

El fabricante del motor da 26% de eficiencia ... 40% para tu bricolaje, santa pretensión

[MivilleAndré]

"Si entiendo correctamente, su motor de vapor de bricolaje en su garaje funcionaría mejor que un motor Stirling probado por ingenieros".
Sí, de lo contrario, el motor no tiene interés.

"¿Por qué pedirle a otros que lo hagan por ti para que te roben la idea? Es absurdo, ¿no?"

Ha habido muchas pruebas de motores y esta topología en el pasado y presente:

https://www.freikolben.ch/lineargeneratoren.shtml

lo importante es combinar lo mejor. El mío estará en esta lista si resulta que no supera el 40%. Como necesariamente hay un riesgo en este tipo de aventuras, es más fácil asociarse (la pérdida es menor) especialmente cuando se tienen pocos medios. Todavía no hay diagrama porque todavía hay problemas por resolver y todavía no tengo las ecuaciones de tamaño para los imanes y las bobinas.

Muchos equipos de investigadores están trabajando en estos motores... pero aún nada

26% de eficiencia no es terrible, ¡necesitas 40%!

[izentrop]

Ha habido muchas pruebas de motores y esta topología en el pasado y presente: https://www.freikolben.ch/lineargeneratoren.shtml

En 1930 no lo sabíamos pero hoy existe el motor Stirling lineal

26% de eficiencia no es terrible, ¡necesitas 40%!

No se especifica pero supongo que el 26% es la eficiencia total de energía térmica > mecánica > eléctrica y en la cogeneración esto no es un problema ya que el resto del calor se usa para calentar una vivienda y un poco para hacer funcionar la bomba de circulación de agua. .

40% sería la eficiencia térmica/mecánica que correspondería a la máxima eficiencia alcanzable en pequeños sistemas del ciclo de Carnot para una máquina térmica ditérmica, ¿no?

[izentrop]

no es terrible, se necesita el 40%!

Seguimos esperando que los planos coincidan con sus reclamos