DARMOWA ENERGIA - Mechaniczny Generator Ciep•a

Mechaniczny Generator Ciep•a

(Opis tego urz•dzenia zmie•ci•em z kserowanych stron z nieznanego •ród•a. Informacje o tym

urz•dzeniu pojawi•y si• w czasopi•mie "Sam Zrobi•" nr 4/14/1988 r., by• to artyku• Wies•awa

Klimowicza - tre•• by•a taka sama jak cz••• "Zasada dzia•ania MGC", tylko nie by•o rysunków

generatora i sposobu jego wykonania, zamiast tego by• rysunek przedstawiaj•cy pod••czenie

generatora do wiatraka. By• mo•e opis wykonania i rysunki generatora pochodz• z innego nr-u tego

pisma.)

Zasada dzia•ania MGC

Generator dzia•a na zasadzie tzw. m•ynka Joul'a. W urz•dzeniu takim energia mechaniczna
zamieniana jest na ciep•o przez tarcie cieczy roboczej miedzy •opatkami wirnika i stojana. Kszta•ty
projektuje si• tak, aby wzajemny ruch •opatek wywo•ywa• mo•liwie najwi•ksze zawirowania cieczy
roboczej znajduj•cej si• w ich otoczeniu. Tarcie cz•steczek cieczy o •opatki i mi•dzy sob• powoduje
nagrzewanie si• ca•ego urz•dzenia. Dla wykorzystania tej energii nagrzan• ciecz kieruje si• do
urz•dzenia grzewczego (np. kaloryfera).

Moc przetwarzana przez generator (a wi•c i
energia mo•liwa do uzyskania w postaci
ciep•a) zale•y w przybli•eniu od 3 pot•gi
pr•dko•ci obrotowej wirnika wzgl•dem stojana.
Dlatego wa•ne jest, aby rozmiary MGC by•y
dopasowane do mocy •ród•a energii, gdy•
wtedy wirnik pracuje w najkorzystniejszym
zakresie pr•dko•ci obrotowej.
W wi•kszych si•owniach wiatrowych o pr•dko•ci
pr•dko•ci obrotowej wirnika wielokrotnie
mniejszej od najkorzystniejszej dla MGC,
wskazane jest zastosowanie przek•adni
podwy•szaj•cej. Powinna ona by•
zainstalowana na dole po to, aby pr•dko••
obrotowa d•ugiego wa•u by•a mo•liwie niska.
W mniejszych urz•dzeniach pr•dko•• obrotowa
wirnika bywa zbli•ona do pr•dko•ci wymaganej
dla MGC. W takim wypadku mo•na pionowy
wa• nap•dowy sprz•c bezpo•rednio z
generatorem.

Wielko•• energii przetwarzanej przez MGC
zale•y równie• od wielu innych czynników
(przede wszystkim rodzaju cieczy roboczej,
•rednicy wirnika, powierzchni •opatek,
szeroko•ci szczeliny mi•dzy nimi, liczby
•opatek oraz proporcji mi•dzy tymi
wielko•ciami). Dlatego dobre dopasowanie
w•a•ciwo•ci MGC i na przyk•ad wiatraka wymaga•oby dok•adnej znajomo•ci ich parametrów oraz
•mudnych oblicze•. Znacznie pro•ciej jest skorzysta• z gotowego wykresu przedstawionego obok.

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/mgc.html (1 von 7)20.09.2009 15:38:32

DARMOWA ENERGIA - Mechaniczny Generator Ciep•a

Wykres jest wynikiem praktycznych pomiarów przeprowadzonych na specjalnie wykonanym modelu.

Parametry MGC: liczba •opatek - 4, •rednica wirnika - 180 mm, wysoko•• wirnika - 260 mm, szczelina
mi•dzy •opatkami - 1 mm.

Na wykresie podano zale•no•• mocy przetwarzanej przez MGC od pr•dko•ci obrotowej jego wirnika.

Przyk•ad korzystania z wykresu:
Istniej•cy wiatrak ma moc oko•o 4kW przy pr•dko•ci obrotowej wirnika oko•o 200 obr/min. Krzywa
wskazuje, •e dla przetwarzania mocy oko•o 4kW MGC powinien dzia•a• z pr•dko•ci• obrotow• oko•o
400 obr/min. Nale•y zastosowa• przek•adni• podwy•szaj•c• w stosunku 1:2.

W modelu jako cieczy roboczej u•yto oleju silnikowego, natomiast ciep•o odbierano dzi•ki przep•ywowi
wody wokó• zbiornika MGC. Mo•na te• zbudowa• MGC z otwartym obiegiem wody. W tym przypadku w
zbiorniku MGC trzeba wykona• otwory: wlotowy i wylotowy oraz starannie zabezpieczy• wewn•trzne
elementy przed korozj•. MGC w postaci przelotowej pracuje jak s•aba pompa od•rodkowa. W ka•dym
przypadku trzeba dba• o staranne izolowanie cieplne zarówno generatora, jak i przewodów. Sposób i
materia•y izolacji cieplnej s• dowolne. Dobra izolacja cieplna umo•liwia pe•ne wykorzystanie •rodka
energii.

Dane techniczne generatora:
- •rednica - 286 mm
- wysoko•• - 382 mm
- pojemno•• zbiornika - 15 litrów
- liczba •opatek wirnika - 4 szt.
- liczba •opatek stojana - 8 szt.
Samodzielne wykonanie MGC nie jest •atwe i wymaga dysponowania dobrze wyposa•onym
warsztatem mechanicznym. Elementy generatora mo•na zamówi• w zak•adzie rzemie•lniczym, a
samodzielnie je zmontowa•.

Mechaniczny generator ciep•a sk•ada si• z czterech podstawowych zespo•ów:
- zawieszenie wirnika
- wirnik
- stojan
- obudowa

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/mgc.html (2 von 7)20.09.2009 15:38:32

DARMOWA ENERGIA - Mechaniczny Generator Ciep•a

Rys. 1. MGC - obudowa i zawieszenie wirnika.

Zawieszenie wirnika

Do mocowania wirnika wykorzystano kompletny zespó• zawieszenia tylnego ko•a samochodu Fiat
126p (rys. 1, poz. 1.1) z piast•, •o•yskami i uszczelnieniami, osi• ko•a tylnego z nakr•tk• oraz tulej•
dystansow• i ••cz•c• pó•osie (zwan• flansz•).

Wirnik

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/mgc.html (3 von 7)20.09.2009 15:38:32

DARMOWA ENERGIA - Mechaniczny Generator Ciep•a

Rys. 2. Wirnik

Jest to konstrukcja rurowa z •opatami mocowanymi •rubami (rys. 2). O• wirnika wykonano z rury Ø 38 x
3 mm, do której przyspawano ko•nierz z blachy o grubo•ci 5 mm oraz cztery wsporniki •opatek
zrobione z rury instalacyjnej 3/4". Cztery •opatki z blachy stalowej o grubo•ci 5 mm s• przymocowane
do wsporników dwiema •rubami M8. Wirnik jest przymocowany do swego zawieszenia •rubami M12 (ze
zmniejszonymi •bami).

Stojan

Rys. 3. Stojan.

Jest wykonany jako konstrukcja spawana (rys. 3) z p•yty o grubo•ci 10 mm, k•towników 30x30x3 mm,
które s• •opatkami stojana (poz. 3.2) i krzy•aka wi•••cego.
Do stojana jest przymocowane zawieszenie wirnika za pomoc• 4 •rub M10.

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/mgc.html (4 von 7)20.09.2009 15:38:32

DARMOWA ENERGIA - Mechaniczny Generator Ciep•a

Obudowa

Obudowa stojana wykonana jest ze stali. Mo•na zrobi• j• równie• z innego materia•u odpornego na
temperatur•, jak na przyk•ad ocynkowanej blachy stalowej, blachy mosi••nej lub kompozytu (•ywica
poliestrowa zbrojona w•óknem szklanym). Przy budowie MGC dla instalacji otwartej w obudowie nale•y
wykona• odpowiednie kró•ce: wlotowy i wylotowy. Obudowa jest mocowana do p•yty stojana wkr•tami
M5. Otwory dla nich nale•y wywierci• po wst•pnym zestawieniu obudowy ze stojanem.

Uwagi wykonawcze

Zaleca si• staranne, dok•adne spasowanie (i sprawdzenie wszystkich spoin), poniewa• urwanie si•
•opatki mo•e spowodowa• awari• nie tylko MGC, ale i ca•ego uk•adu nap•dowego.
Je•li jako ciecz robocza ma by• stosowana woda, to wszystkie wewn•trzne elementy konstrukcji
powinny by• zabezpieczone przed korozj• (sposób zabezpieczenia podany jest poni•ej).

Monta• generatora

Po wykonaniu wszystkich zespo•ów MGC wed•ug rysunków i dok•adnym sprawdzeniu ich wymiarów
mo•na przyst•pi• do wst•pnego monta•u. W tym celu nale•y kolejno:
1. montowa• o• ko•a (rys. 1, poz. 1.1.2) do piasty (poz. 1.1.1) i wype•ni• piast• smarem do •o•ysk
tocznych, a nast•pnie za•o•y• tulej• dystansow• (poz. 1.1.4), tulej• ••cz•c• (poz. 1.1.5) i nakr•tk• (poz.
1.1.3). Po uzyskaniu w•a•ciwego docisku •o•ysk zabezpieczy• nakr•tk• przed zluzowaniem.
2. przymocowa• zawieszenie wirnika (poz. 1.1) do p•yty stojana (rys. 3, poz. 3.1).
3. przymocowa• o• wirnika do osi zawieszenia.
4. osadzi• •opatki na wirniku.
5. sprawdzi• szeroko•• szczeliny mi•dzy •opatkami wirnika i stojana (nominalnie 1 mm). Mo•na j•
skorygowa• przez przesuni•cie •opatki w odpowiednim kierunku (po poszerzeniu otworów Ø 8 mm w
•opatkach).
6. za•o•y• obudow• na stojan i przykr•ci• j• wkr•tami M5, szczelno•• nale•y zapewni• przez
posmarowanie (przed skr•ceniem) powierzchni stykaj•cych si• cienk• warstw• Hermetiku.

Instalowanie MGC w si•owni

MGC powinien by• trwale po••czony z fundamentem posadowionym w ziemi (ni•ej poziomu
przemarzania) albo przykr•cony do wie•y. Mo•na go mocowa• wy••cznie za pomoc• otworów
wykonanych w p•ycie stojana (rys. 3, poz. 3.1). Szczególn• uwag• nale•y zwróci• na wspó•osiowo••
wa•u nap•dowego si•owni i wirnika MGC. Je•eli generator ma by• nap•dzany bezpo•rednio przez wa•,
nale•y jego ko•cówk• mocowa• do tulei ••cz•cej (rys. 1, poz. 1.1.5). Wskazane jest zastosowanie tak
zwanego po••czenia podatnego. Dlatego zamiast tulei ••cz•cej mo•na za•o•y• przegub pó•osi od fiata
126. Je•eli generator ma by• nap•dzany przez przek•adni• pasow•, wówczas do tulei ••cz•cej przykr•ca
si• odpowiednie ko•o pasowe.

Zestawienie cz••ci i materia•ów

Nr cz••ci wg

rys.

Nazwa cz••ci

Liczba

cz••ci

Materia• (wymiary w mm)

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/mgc.html (5 von 7)20.09.2009 15:38:32

DARMOWA ENERGIA - Mechaniczny Generator Ciep•a

Rys. 1

MGC

1

1.1

Zawieszenie wirnika

1

1.1.1

Piasta

1

Fiat 126p

1.1.2

O•

1

Fiat 126p

1.1.3

Nakr•tka

1

Fiat 126p

1.1.4

Tuleja dystansowa

1

Fiat 126p

1.1.5

Tuleja ••cz•ca

1

Fiat 126p

•ruba M10x20

4

St45

•ruba M12x20

4

St45, sze•ciok•t 17

podk•adka spr••ysta

10,2

4

podk•adka spr••ysta

12,5

4

wkr•t M5

16

St45

1.2

Rys. 3, poz. 3.1

1.3

Rys. 2, poz. 2.4

1.4

zbiornik

1

St, Mo, kompozyt; Ø

282x270

Rys. 2

WIRNIK

1

2.1

ko•nierz

1

St3s; Ø 82x3

2.2

o• wirnika

1

St3s; rura Ø 38x3

2.3

wspornik •opatki

4

rura 34"

2.4

•opatka

4

St3s; 120x56x5

•ruba M8x30

8

St45

nakr•tka M8

8

podk•adka spr••ysta 8,2

8

Rys. 3

STOJAN

1

3.1

p•yta

1

St3s; Ø 282x10

3.2

•opatka stojana

4

St3s; L30x30x3x260

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/mgc.html (6 von 7)20.09.2009 15:38:32

DARMOWA ENERGIA - Mechaniczny Generator Ciep•a

3.3

krzy•ak

1

St3s;

L30x30x3x145
L30x30x3x118

L30X30X3X266

Sposób zabezpieczenia elementów wewn•trznych

W przypadku zastosowania jako cieczy roboczej wody mo•emy zabezpieczy• elementy wewn•trzne
przez fosforanowanie.

Odt•uszczanie.
Po mechanicznym usuni•ciu •ladów korozji i zgorzelin ze spawów powierzchnie wewn•trzne
odt•uszczamy przez zmycie acetonem lub benzyn• ekstrakcyjn•. Nast•pnie odt•uszczamy papk• z
wapna gaszonego lub w k•pieli alkalicznej o sk•adzie: 20g wodorotlenku sodu (NaOH) i 60g w•glanu
sodu (Na2CO3) oraz woda w obj•to•ci 1 litra. W tej k•pieli ogrzanej do temp 70-90°C odt•uszczamy stal
przez 5-15 minut, po odt•uszczeniu op•uka• starannie bie••c• wod• i przenie•• do k•pieli trawiennej.

Trawienie.
Trawienie stalowych wyrobów wykonujemy w 10% wodnym roztworze kwasu solnego (HCl). Proces
trwa 5-15 minut. Po wytrawieniu nale•y przedmioty (elementy) op•uka• w bie••cej wodzie i natychmiast
przenie•• do k•pieli fosforanuj•cej.

Fosforanowanie.
Do ok. 50 ml wody dola• i 4 ml st••onego kwasu fosforowego o masie w•a•ciwej 1,7/cm3 i wymiesza•.
Do tego roztworu doda• 1,1 h tlenku •elaza (Fe2O), a nast•pnie ma•ymi porcjami 9 g w•glanu manganu
(MnCo3) (roztwór burzy si•). Po rozpuszczenie sk•adników roztwór rozcie•czy• do obj•to•ci 1000 ml.
Zachowuj•c te proporcje mo•na sporz•dzi• wi•ksz• ilo•• roztworu niezb•dn• do zanurzenia
fosforanowanych elementów. K•piel nale•y ogrza• do temp 95-98°C i utrzymywa• j• przez ca•y czas
trwania procesu (40-90 minut). Po wyj•ciu z k•pieli starannie op•uka• i wysuszy• w suszarce (120°C) lub
nadmuchem gor•cego powietrza. Nast•pnie pow•ok• nale•y uszczelni• przez nasycenie gor•cym olejem
lnianym i pozostawi• do wysuszenia.

http://darmowa-energia.eko.org.pl/pliki/cieplo/mgc.html (7 von 7)20.09.2009 15:38:32