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2008年5月24日 (土)

NGV、タービン改良

みなさん、おひさしぶりですねぇ
しばらく、ただのベトナム旅行日記見たいになっていましたが、
今回は、ジェットエンジンです。
いろいろな方にご指導いただき、少しずつ改良されてます。(たぶんね)
今回は、NGV(ノズルガイドベーン)と排気タービンを改良したので、アップします。

NGV改良
っていうか、今まで付けてなかったので、付けました。
燃焼した排気ガスをタービンへ吹き付けるためのものです。
Img_0016Img_0030Img_0033Img_0035

効果はいかに・・・?


タービン改良
今までのタービンは、とても弱そうだったので、羽部分を短く太くして、質量を下げることにより、以前よりは引っ張り応力に耐えられそうな構造になってます。
Img_0043Img_0045Img_0058



真ん中の写真は、左が改良版、右が前についていたものです。
角度は、おおよそ40度になっています。37度が最適だという話もありますが、角度確認次具も作ったので、これから調整ですね。


その他、改良点
ガスに対して、空気が多すぎる傾向にあったと思われるので、燃焼室の前部の穴を耐熱テープでふさぎました。
まったく穴が無いように見えますが、気化器のパイプからは確実に送風されるので、それで充分かもしれません。(今後の調整)
軸受けがある内側からも空気は入ります。


さて、試運転ですが・・・

ブタンガスだけで燃焼試験をしてみました。
以前は、排気温度が1000度に達し、どうしようもなかったのですが、
なぜか、改良後は、600度くらいに収まっています。
おそらく、NGVの効果で、排気速度が速まった為、圧縮が下がり、排気温度が下がったものと思われます。
以前は、どうやっても排気温度は下がらなかったので・・・

さてさて、ホンちゃんの燃焼試験ですが・・・

万が一、ちゃんと動くとおっかないので、ハノイの街に転がってるレンガでももらってきて、防爆壁をつくってからにしようと思います。(笑)
明日から、一週間中国へ出張なので、またしばらくお預け・・・

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コメント

 こんにちは。
 以前、NGV(タービン静翼)部の断面積の件で、

http://hpcgi3.nifty.com/rockhill/joy8/joyful.cgi?page:8=v

の 2007/11/28(Wed)のhottyさんの図面がちょっと変、と書きましたが、良々調べてみると、どうもKJ66の図面らしきものなので、Thomas Kampsの

http://www.amazon.co.jp/Model-Jet-Engines-Modellers-World/dp/190037191X

を購入して調べてみたのですが、NGVにキャンバー(反り)をつけて、実質的に軸方向のクロスセクション(断面積)を絞っているようです。この場合、ハウジング側ではなく、NGVの翼間が先細ノズルとなって働き、作動流体はNGV翼間内で減圧、膨張し、加速されることになります。この辺、勘違いしていましたm__m。Kampsの設計では軸方向に対するNGVの迎角は、前縁(入り口)部で25°、後縁(出口)部で60°のようです。
 で、試運転の状況はどうですか?例のYouTubeでは、相変わらずお馬鹿をやっているようです。

http://www.youtube.com/watch?v=M7FyAP29VLY

 基本的に、燃料過多ですね。タービンをインコネルで作っても、多分持たないでしょう。ハウジングが割れて、一部、炎が出てきています。また、これを自立運転と称するのかどうかも…。多分回転が足りず、コンプレッサーならぬ、ただの送風機かと。
 試運転では、燃料過多にならないよう十分注意して下さい。NGVの前縁部が赤熱し始めたら、そこが温度的に限界です。モーター(?)でスピンアップしながら、適当な時期に点火し、さらにモーターでスピンアップし回転を上昇させます。モータでのスピンアップが限界に達した後に、燃料量を僅かに増やして回転が上昇して行けば、取り合えずは成功です。
 ところで、タービンの材質はステンレスでしょうか? 以前、普通の鉄を使っていると拝見した記憶があるのですが、普通の鉄は600℃近辺では、常温の約1/3以下に強度が低下します(800℃近辺では完璧にあめ細工です)ので、高回転には耐えないというか、あっという間にクリープして、翼が伸びてハウジングと接触することになるかと思います。 くれぐれも、慎重にお願いします。

投稿: くり | 2008年5月31日 (土) 午後 12時54分

くりさん、こんにちわ
いつもコメントありがとうございます。

昨日まで中国へ出張の為、作業が遅れています。
先ほど、アパートの管理人にレンガを買ってくるように頼みました。
レンガが届き次第、防爆壁を作って、ぼちぼち試運転を始めます。

「NGVの仰角が変わると、排気温度が劇的に変わる」というのは、考えてみれば当たり前のことですね。
「排気温度が下がった分、膨張・加速してる」という事ですから・・・
現象が排気温度で分かるのが分かりやすいです。
ブタンガスで、10000rpm程度で、1000度だったのが、600度に下がったので、計算すれば、膨張率も分かるのでしょう・・・
とにかく、排気温度は600度程度を目指します!!

ちなみに、熱がかかる場所の材料は、ボルトナットも含めて、全てステンレスで、鉄はどこにも使っていません。
(100円ショップの筐体はブリキっぽいですが・・・、熱はかからない前提ですので・・・)

ステンレスといっても、ホームセンターか、100円ショップで買ったものなので、どこまで耐熱があるのやら・・・
(鉄よりはマシと思っています)

YouTubeの動画は、完全に燃料過多で、あっという間にタービンが死んでしまいそうですが、補助モーターは使っていませんから、自立運転は自立運転ですね・・・
排熱のコントロールをうまくやれば、使えそうですが・・・

投稿: 所長 | 2008年6月 1日 (日) 午後 01時33分

 こんばんわ。
 一つ、大事なことを言い忘れました(老婆心です)が、運転中はYouTubeの作者のように、決して直に排気口を覗かないで下さい。万一、何らかの拍子に燃焼のバランスが崩れると突然(失火→大量の生ガスの噴出→エンジン外での着火、燃焼→)火炎放射器となる場合があるからです。タービン部などの観察は必ず、鏡、もしくはモニタ・カメラなどを通して行って下さい。
 ステンレスの材質は、日本国内で売っているものならば、まず大抵の物が所謂18-8ステンレス(SUS304)です。入手性、加工性、耐熱性のバランスを考えると、これがベストかと思います。クロムとニッケルの量を増やしたものは、さらに耐熱性が上がります。

http://www.coguchi.com/data_s/stainless/stainless1/index.html

 一般の店舗では入手は無理ですが、それなりの材料屋さんに注文すれば、切り売りしてくれます。

>排熱のコントロールをうまくやれば、使えそうですが・・・

 多分、本人、冷却の重要性とか、まったく理解してないでしょう(ヒソヒソ、内緒、ナイショ…)。

投稿: くり | 2008年6月 2日 (月) 午後 10時03分

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