DARMOWA ENERGIA - Pompa kawitacyjna

POMPA KAWITACYJNA cz. 2

STRONA 2/2

MA•A POMPA KAWITACYJNA PK01

Na pocz•tek chcia•em zaznaczy•, •e pompa kawitacyjna to jedynie urz•dzenie zamieniaj•ce

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/pk/pk_00.html (1 von 13)20.09.2009 15:36:19

DARMOWA ENERGIA - Pompa kawitacyjna

energi• mechaniczn• w ciep•o, wi•c je•li chcemy ogrzewa• np. wod• do mycia to lepiej
zastosowa• kolektor s•oneczny, gdzie mamy naprawd• darmow• energi• ciepln• (nie licz•c ceny
samego urz•dzenia).
Pompa kawitacyjna ma t• wad•, •e do jej nap•du jest potrzebna du•a pr•dko•• obrotowa - a to
znaczy, •e je•li uszczelnienia nie b•d• poprawnie zrobione, b•d• si• szybko zu•ywa• i traci•
szczelno••. Jednak w profesjonalnym wykonaniu (produkowane modele) jest to urz•dzenie do••
trwa•e. Pod••czaj•c poprzez przek•adni• tak• pomp• do wiatraka (wiatrociep•ownia) czy turbiny
wodnej uzyskujemy darmow• energi• ciepln• bez konieczno•ci montowania pr•dnicy - niestety
wad• w tym przypadku s• wysokie obroty wymagane do nap•du PK, a to znaczy wysoki koszt
przek•adni. Poza tym pompa taka ma wiele innych zastosowa•. Jednak poni•szy prototyp mia•
na celu jedynie sprawdzenie efektywno•ci tego urz•dzenia i nie jest przewidziany do
u•ytkowania w jaki• praktyczny sposób.

Zrobiona przeze mnie PK (rysunek powy•ej), jest moim w•asnym projektem opartym o ró•ne materia•y
jakie czyta•em i nie jestem te• specjalist• w tej dziedzinie, po prostu bazuje na informacjach z Internetu.
Z tego wzgl•du prosz• o potraktowanie poni•szej konstrukcji jedynie jako takiego prototypu
zbudowanego amatorsko.

Zamieszczone poni•ej rysunki by•y wykonane na w•asny u•ytek, ale my•l• •e s• wystarczaj•co jasne.
Rysuj•c plany tej pompy wzorowa•em si• na rys. 4 pompy (poprzednia strona) zmniejszaj•c j• nieco
(szeroko••) do wymiarów, elementów jakie by•y by mo•liwe do wykonania u tokarzo-frezarza w mojej
okolicy. Do nap•du przewidywa•em na pocz•tku, •e b•dzie konieczny silnik ok. 2 kW, ale okaza• si• za
s•aby (szerzej o tym dalej).

Uwagi do rysunków

Zamieszczam rysunki do •ci•gni•cia wykonane w AutoCAD'zie (mo•na przegl•da• w wersji 13, 14 lub
2000) w formacie *.dwg.

RYSUNKI POMPY PK01 W AUTOCAD'dzie (*.zip - 384 KB)

Poni•ej do pobrania s• rysunki w formacie *.gif. Osoby nie maj•ce dost•pu do AutoCAD'a mog• je
skopiowa• do programu Word; nast•pnie nale•y klikn•• prawym klawiszem myszy i wybra• "Formatuj
rysunek". W otwartym oknie klikamy kart• "Uk•ad" i zaznaczamy w "Stylu otaczania" opcj• "Przed
tekstem". Przechodzimy na kart• "Rozmiar" i w polach "Szeroko••" i "Wysoko••" rysunku wpisujemy
warto•ci rozmiaru rysunku podane poni•ej. Potwierdzamy OK. Po tych zabiegach rysunki powinny
drukowa• si• w skali 1:1. Przesuwamy ewentualnie rysunek na stronie myszk• lub zmieniamy uk•ad
strony na poziomy (niektóre rysunki zajmuj• do czterech stron A4 - po wydrukowaniu ich w cz••ciach
mo•na je sklei• w jeden) sprawdzaj•c widok w podgl•dzie wydruku. To samo mo•na zrobi• te• w innych
analogicznych do Worda edytorach tekstu.

RYSUNKI POMPY PK01 W FORMACIE *.gif (*.zip - 1,58 MB)

Wymiary rysunków:
pkcala.gif - 25,2x34,2 cm
pkwalek.gif - 26,5x19,9 cm
pkwirnik.gif - 46,2x37,0 cm
pkpokr1.gif - 54,2x37,0 cm
pkpokr2.gif - 54,2x37,0 cm

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/pk/pk_00.html (2 von 13)20.09.2009 15:36:19

DARMOWA ENERGIA - Pompa kawitacyjna

pkpanprz.gif - 54,8x20,0 cm
pkpantyl.gif - 50,8x20,0 cm
pkzaslep.gif - 19,7x27,9 cm
pkkolo.gif - 26,5x19,9 cm

Zastosowane w pompie dodatkowe cz••ci:
•o•yska ze smarem 3 szt.: •r. zew=35mm, •r. wew=15mm, szeroko••=11mm.
Uszczelniacze (zimeringi) 3 szt.: •r. zew=35mm, •r. wew=15mm, szeroko••=7mm.
Pier•cienie zabezpieczaj•ce (segery) 2 szt.: na wa•ek o •r. 15mm (w rowku •r. 14mm).
Uszczelniacze od pompy uk•adu ch•odzenia samochodu FSO 1500 (Fiat 125p) 2 szt.
Wszystkie cz••ci (powierzchnie styku) przed z••czeniem smarowa• cienk• warstw• silikonu (np. do
silników samochodowych), tak•e •ruby ••cz•ce wirnik (te z •bem sto•kowym) z wa•kiem. Wa•ek z
wirnikiem nale•a•oby w miar• mo•liwo•ci wyrównowa•y•.

Do otworu wlotowego i wylotowego b•d• do••czone rurki miedziane o •rednicy 15 mm, po••czone np. na
klej epoksydowy, ale lepiej nagwintowa• otwory i wykona• solidne po••czenie. Pompa mo•e by•
po••czona z dowolnym zbiornikiem z wod•.

Ko•o pasowe cienki pasek klinowy, np. od FSO 1500 do nap•du alternatora.

Na wa•ku tam gdzie zaznaczono chropowato•• powierzchni (0,63) - chodzi•o mi tam oto aby te
powierzchnie by•y szlifowane (nie wiem czy dobrze to oznaczy•em) - pracuj• one z uszczelniaczami i s•
bardzo wa•ne (szczególnie te poprzeczne do osi wa•ka).

Minimalna pr•dko•• obrotowa (dla tej •rednicy) to 3450 obr/min, je•li nie b•dzie dobrze pracowa• to
zwi•kszy• nawet do 6000 obr/min. Im mniejsza •rednica tym wi•ksza pr•dko•• obrotowa - pr•dko••
obwodowa musi by• odpowiednio du•a.

Sprawno•• mo•na b•dzie zmierzy• licz•c energi• dla silnika (napi•cie, nat••enie pr•du, czas pracy) i
energi• pompy (dla danej ilo•ci wody na podstawie zmiany temperatury w okre•lonym czasie mo•na
obliczy• energi• dostarczon• do wody), nast•pnie porówna• energi• pobran• przez silnik z energi•
dostarczon• przez pomp• do wody.

Je•li ta konstrukcja si• sprawdzi mo•na j• ulepszy• zwi•kszaj•c szeroko•• wirnika i stosuj•c wi•cej rz•dów
otworów, otwór wylotowy mo•e by• wtedy u góry w p•aszczy•nie osi otworów jednego z rz•dów - woda
wtedy b•dzie pompowana si•• od•rodkow• do wylotu. Nale•a•o by zastosowa• klasyczne uszczelnienia
bazuj•ce na szczeliwie (sznur grafitowy o przekroju prostok•tnym z zawartym smarem), zwi•kszy•
•rednic• wa•u (nie mog•em zdoby• innych uszczelnie• ani szczeliwa, wi•c musia•em dostosowa• wa•ek
do uszczelnie• od pompy samochodowej). Mo•na te• wirnik zamocowa• klasycznie, na wpust. Z tego co
wiem to nale•y przy budowie, projektowaniu trzyma• si• nast•puj•cych regu•:

●

pr•dko•• obwodowa musi by• odpowiednio du•a, a to znaczy, •e nie mo•e by• zbyt ma•a •rednica
wirnika, bo obroty b•d• musia•y by• bardzo wysokie; przy wirniku o •rednicy ok. 80 cm obroty
optymalne to 1800 obr/min, a przy 40 cm ok. 3600 obr/min, cho• budowane by•y mniejsze, jak
konstrukcje z patentu [•rednica w cm/obroty na min]: 25,4/3450 i 15,24/5000;

●

szczelina mi•dzy obudow•, a wirnikiem powinna wynosi• ok. 0,1 cala, tzn. ok. 2,54 mm (tak
zaleca patent);

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/pk/pk_00.html (3 von 13)20.09.2009 15:36:19

DARMOWA ENERGIA - Pompa kawitacyjna

●

otwory wirnika o •rednicy ok. 1,5-2 cm i g••boko•ci równej lub troch• wi•kszej od ich •rednicy;

●

odpowiednio usytuowany wlot i wylot wody (pary), tak by para nie wypycha•a wody z pompy.

Jak powy•sze warunki s• spe•nione to powinno wszystko dzia•a•, pozosta•e elementy (uszczelnienia
itp.) mo•na zrobi• na ró•ne sposoby.

Do pompy nale•y wykona• odpowiedni uchwyt pasuj•cy np. do odpowiednio d•u•szych •rub ••cz•cych
pokrywy.

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/pk/pk_00.html (4 von 13)20.09.2009 15:36:19

DARMOWA ENERGIA - Pompa kawitacyjna

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/pk/pk_00.html (5 von 13)20.09.2009 15:36:19

DARMOWA ENERGIA - Pompa kawitacyjna

Fot. 1. Poszczególne cz••ci

Fot. 2. Wirnik

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/pk/pk_00.html (6 von 13)20.09.2009 15:36:19

DARMOWA ENERGIA - Pompa kawitacyjna

Fot. 3. Wirnik z wa•kiem (widok z ty•)

Fot. 4. Wirnik z wa•kiem (widok z przodu)

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/pk/pk_00.html (7 von 13)20.09.2009 15:36:19

DARMOWA ENERGIA - Pompa kawitacyjna

Fot. 5. Pokrywa tylna wraz z panewk• i uszczelniaczem

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/pk/pk_00.html (8 von 13)20.09.2009 15:36:19

DARMOWA ENERGIA - Pompa kawitacyjna

Fot. 6. Pokrywa tylna wraz z panewk• i z••czk• wylotow• wody

Fot. 7. Pokrywa tylna z zamontowanym wa•kiem i wirnikiem

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/pk/pk_00.html (9 von 13)20.09.2009 15:36:19

DARMOWA ENERGIA - Pompa kawitacyjna

Fot. 8. Pompa PK01 - widok z przodu

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/pk/pk_00.html (10 von 13)20.09.2009 15:36:19

DARMOWA ENERGIA - Pompa kawitacyjna

Fot. 9. Pompa PK01 - widok z ty•

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/pk/pk_00.html (11 von 13)20.09.2009 15:36:19

DARMOWA ENERGIA - Pompa kawitacyjna

Fot. 10. Pompa PK01 - widok z boku

Marzec 2003
Obecnie mam zbudowany ju• prototyp tej pompy, jednak nap•d pasowy zupe•nie nie zda• egzaminu -
im wi•ksze obroty tym mocniej rosn• opory ruchu wirnika, tak •e nie uda•o mi si• osi•gn•• wymaganych
obrotów (3450 obr/min), poniewa• pasek zaczyna si• •lizga• (a• leci dym). Próbowa•em te• z
przek•adni• •a•cuchow•, ale te• nie nadaje si• - przy takich obrotach •a•cuch wpada w silne drgania i
spada. Nie mam odpowiedniego silnika by nap•dza• pomp• bezpo•rednio, ani na razie pieni•dzy by
wykona• odpowiedni• przek•adni• (np. na kilka pasków), wi•c na razie musz• wstrzyma• si• z
eksperymentami. Jednak otrzyma•em par• e-maili, •e kilka osób buduje te• tego typu urz•dzenia, a z
przeprowadzonych prób wynika, •e pompa dzia•a (podgrzewa wod•). Na razie zamieszczam fotografie
pompy przed zmontowaniem (na ko•cu strony). Pompa trzyma szczelno••, brak przecieków, nie
potrzeba dodatkowej pompy podaj•cej wod• - si•a od•rodkowa powoduje samoczynny przep•yw wody.
Wirnik zosta• wykonany z aluminium, pozosta•e elementy stalowe.

Czerwiec 2003
Dodaj• kilka fotografii. Silnika elektrycznego na 3450 obr/min do bezpo•redniego nap•du nie zdob•d• -
w USA cz•stotliwo•• pr•du jest 60Hz i dlatego silniki szybciej tam si• obracaj• - u nas przy 50Hz silniki
(bezkomutatorowe, asynchroniczne) kr•c• si• maksymalnie z pr•dko•ci• 3000 obr/min. Z braku pieni•dzy
nie mam mo•liwo•ci zbudowania innej przek•adni do PK czy nabycia odpowiedniego silnika. Aby
pompa by•a odpowiednia do warunków w Polsce (silników) powinna mie• wi•ksz• •rednic•, by mo•na
uzyska• odpowiedni• pr•dko•• obwodow• wirnika.

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/pk/pk_00.html (12 von 13)20.09.2009 15:36:19

DARMOWA ENERGIA - Pompa kawitacyjna

Stycze• 2005
W mi•dzyczasie pomp• zainteresowali si• panowie z Instytutu In•ynierii •rodowiska Politechniki
Pozna•skiej badaj•cy m.in. zjawisko kawitacji. Wypo•yczy•em im j• nieodp•atnie w zamian za wyniki
bada•. Okaza•o si• przewidywany prze ze mnie silnik jest za s•aby, zastosowali o mocy 4kW. Troch• to
trwa•o - bo maj• tam równie• zaj•cia dydaktyczne. Pomp• uda•o si• rozkr•ci• do ok. 4000 obr/min (mog•
tam sobie regulowa• cz•stotliwo•• pr•du, a wi•c i obroty). Jednak uszczelnienia straci•y swoj• szczelno••
- PK zasysa•a powietrze i by•y przecieki. Je•li b•d• mia• jakie• szczegó•y to zamieszcz• na stronie.
Pompa jest obecnie rozbierana i przerabiane s• uszczelnienia, ponowne próby maj• ruszy• wkrótce.

Pa•dziernik 2005
Na razie uzyska•em takie informacje z Politechniki Pozna•skiej:
Maksymalne sprawno•ci s• rz•du 0,99+/-0,03 do 1,08+/-0,07, osi•gane s• przy pr•dko•ci obrotowej
silnika ok. 2800 obr./min. Sprawno•• by•a wyznaczana jako stosunek mocy uzyskanej do mocy
dostarczonej. Moc uzyskana, brana pod uwag•, to ilo•• ciep•a w watach, jak• uda•o si• wytworzy• przy
danym nat••eniu przep•ywu wody oraz danej pr•dko•ci obrotowej silnika. Moc dostarczona, to z kolei
moc czynna pr•du elektrycznego, wyra•ona w watach, jak• zu•yto do nap•du silnika elektrycznego
urz•dzenia przy danej pr•dko•ci obrotowej (danej cz•stotliwo•ci pr•du zasilaj•cego silnik) i danym
nat••eniu przep•ywu wody.

Tak wi•c podany wy•ej wspó•czynnik sprawno•ci bliski jedno•ci (100%), to sprawno•• ca•ego zespo•u
silnik - pompa kaw., bior•c pod uwag•, •e silniki elektryczne maj• sprawno•ci poni•ej jedno•ci, np. 0,8-
0,9, to znaczy, •e pompa musia•a nadrobi• jego straty wi•c jej sprawno•• musi by• powy•ej 1 (100%) np.
1,1-1,2.

Wynika z tego, •e urz•dzenie to nie nadaje si• raczej do ogrzewania np. domku jednorodzinnego -
znacznie bardziej skomplikowana w porównaniu od grza•ki elektrycznej, a sprawno•• przekracza 100%
tyko nieznacznie, w wykonaniu amatorskim k•opoty z uszczelnieniami itp. Jednak pk znalaz•a
zastosowanie w wielu dziedzinach przemys•u, bo sprawno•• ca•ego zespo•u 100% to wynik bardzo
dobry, a odznacza si• kilkoma przydatnymi w•a•ciwo•ciami (

opis pompy

). Ostatnio zaczyna si•

stosowa• pompy kawitacyjne (hydrosoniczne) w produkcji biodiesla

http://www.advancedbiofuel.net

.

I po•owa roku 2006
Na obecnym etapie badaj•cy pomp• w Politechnice Pozna•skiej stan•li przed ciekawym problemem
dotycz•cym zachowania si• wody po przej•ciu przez urz•dzenie. Okaza•o si•, ze woda na wyj•ciu z
"pompy hydrosonicznej" zmienia swoje w•a•ciwo•ci. Badano warto•• napi•cia powierzchniowego,
porównuj•c to jakie woda ma przed urz•dzeniem z tym jakie ma po przej•ciu przez pracuj•c• "pomp•".
Warto•• napi•cia powierzchniowego na wyj•ciu z urz•dzenia okaza•a si• wy•sza, ni• by• powinna z
punktu widzenia temperatury wody. W tej chwili próbuje si• opracowa• badania, które mog•yby da•
odpowied• na pytanie, jak to si• dzieje, •e napi•cie powierzchniowe wody zmienia si• inaczej ni•
wynika•oby to z samej tylko zmiany temperatury wody. Z wykonanych oblicze• wynika, •e zjawiska
wyst•puj•ce wewn•trz urz•dzenia w trakcie jego pracy, w jaki• sposób rekompensuj• straty energii
zwi•zane z zamian• energii elektrycznej na ciep•o. Badaj•cy obecnie nie wiedz• co jest przyczyna
takiego stanu rzeczy, ale wydaje si• im, •e jaki• udzia• ma w tym zmiana w•asno•ci wody jako o•rodka,
w którym zjawisko kawitacji zachodzi. Ich zdaniem nie powinno si• rozpatrywa• pompy jako osobnego
urz•dzenia, poniewa• jego integraln• cz••ci• musi by• zespó• nap•dowy. Sugeruj•, •e lepiej mówi• o
sprawno•ci ca•ego agregatu (silnik i pompa), poniewa• nie wiadomo (poza silnikiem) jaki udzia• w
stratach energii maja poszczególne elementy uk•adu.

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/pk/pk_00.html (13 von 13)20.09.2009 15:36:19