Kotitekoinen"kosan" kaasuturbiini.

[maanma]

Katselin tämän rakenteluvideon

Pyöräilijänä mieleen tuli jäte rataspakkojen käyttö mm. hampaita poistamalla. Samankokoiset rattaat samassa kotelossa ja useampi kotelo samalla akselilla. Jako koteloihin vaikkapa jakotukilla. Askelmoottori generaattoriksi, jos parempaa ei ole.

 

[kotte]

Katselin tämän rakenteluvideon

Aika omaperäinen muunnos alkuperäisestä Teslan turbiinista tuo on. Suurin ongelma videon konstruktiossa on keskisen suljetun ratasmöykyn paksuus. Teslan turbiinin höyryn (tai kaasun) poistoaukkojen tulisi olla suhteessa hyvin lähellä akselin keskipistettä, jotta tulevan massavirran nopeus saadaan jarrutetuksi hyödyksi kunnolla. Koko konstruktiolta putoaa toiminnan teorian ydin, jos yritetään ottaa myös aksiaalinen virtaussuunta osaksi toimintaa. Silti koko konstruktion ongelmana on auttamatta, että massavirran jarrutus jää osittaiseksi (toisin kuin tavanomaisissa turbiineissa, joissa jarrutus saadaan optimaaliseksi siivistön muotoilulla yhdistettynä tulevan massavirran ja roottorin kehänopeuden synkronointiin, mikä puolestaan on helppoa verkon kanssa tahdistetyn vesiturbiinin tapauksessa, vaikeaa kaasuturbiinin tapauksessa ja tätäkin vaikeampaa höyryturbiinilla.

Tuossahan ei oltu rakennettu massavirran syöttöä ollenkaan, eli turbiinin toiminnan kannalta kriittisin osa puuttui vielä. Teslan mallin mukaisella turbiinilla massa pitåisi syöttää tasanopeudella koko roottorin pituudelta kehän suuntaan, mikä ei totisesti onnistu videossa kuvatun reiän kautta. Tuollaisen rakenteen hyötysuhde on väistämättä kokonaisuutena varsin huono.

 

[viivelinja]

Tuollainen "kaasuturbiini" ei tuota käytännössä juuri mitään turbiiniin, ellei polttokammioon saada painetta. Kaasuturbiini vaatii ahtimen (ellei sitten ole asennettu lentokoneeseen tms., missä vauhti antaa patopainetta; alkaa kuitenkin antaa riittävästi, kun ollaan luokkaa äänen nopeudessa, missä ahtimen kanssa alkaa olla tosi ongelmia, ellei sovelleta sellaisia jekkuja kuin Concordessa tai hävittäjälentokoneissa).

Joku on onnistunut saamaan tavallisen auton turboahtimen toimimaan jonkinlaisena kaasuturbiinina (mutta mahtaako saada tehoa ulos; sama on tilanne lennokeille tarkoitettujen suihkuturbiinien kohdalla, joista lähtee hirveä ääni ja polttoainetta palaa todella paljon työntövoimaan nähden).

Jotakin voisi saada irti korkeasta "savupiipusta", jonka eristetyn putken päähän laittaa turbiinin tms. propellin ja kuumentaa alapäätä tohottimella, mutta täytyy nostaa hattua, jos pääsee edes 1% termiseen hyötysuhteeseen.

Joku ruotsalainenhan teki turboahtimesta kaasugeneraattorin, jolla pyöritti varsinaista voimaturbiinia. Tämä asennettiin moottoripyörään, ja kovaahan se kulki.

Turbothan ovat nimenomaan tehty jalostamaan pakokaasun hukkalämmöstä mekaanista energiaa sen laajentuessa turbiinipuolella, joten kyllähän tämä toimii melko tehokkaasti, jollei sitten onnistu sulattamaan turboa .

Mäntämoottorikäytössähän turbon ahdinpuoli ja mäntämoottori ovat kaasugeneraattori, ja turbon turbiinipuoli syöttää kuumasta kaasusta jalostetun mekaanisen energian takaisin ahtimelle.

Lisäys: Volvolla on nykyään dieselmoottori, mikä on ns. turbo-compound, missä pakokaasun energiaa ei käytetä ahtamiseen, vaan sekin menee kampiakselille. Tiedä sitten mitä hyötyä tästä on, koska laskeehan dieselin teho toki turbotettuun verrattuna, mutta toisaalta turbiinista tulee myös tehoa kampiakselille.

 

[kotte]

Turbothan ovat nimenomaan tehty jalostamaan pakokaasun hukkalämmöstä mekaanista energiaa sen laajentuessa turbiinipuolella, joten kyllähän tämä toimii melko tehokkaasti, jollei sitten onnistu sulattamaan turboa

Tuo muuten on varteenotettava näkökulma, eli tavanomaisessa mäntämoottorissa (erityisesti dieselissä) männän kuumennetuista kaasusta ottama teho jäähdyttää pakokaasuja varsin tehokkaasti ennen kuin ne päästetään pakoventtiilistä turboahtimen turbiinille. Tavanomainen kaasuturbiini joutuu toimimaan paljon pahemmissa oloissa kuin turboahtimen turbiiniosa. Suuremmissa kaasuturbiineissa käytetäänkin erikoisia materiaaleja ja jäähdytysratkaisuja, joiden toteuttaminen pienessä mittakaavassa tulisi hyvin kalliiksi. Noissahan on tyypillisesti mm. turbiinin siipiin upotettu tiheä jäähdytyskanavisto, joiden kautta johdetaan paineistettua ja lähelle ottoilman lämpötilaan jäähdytettyä ilmaa siirtämään siipien sisempien materiaalien lämpöä kohti pintaa ja lopulta siipien ulkopinnalle pakokaasuvirtauksen mukaan. Ilman tuollaisia hienouksia kaasuturbiinin hyötysuhde on varsin heikko verrattuna mäntämoottoriin, joka pääsee paljon helpommalla massiivisten ja suhteellisen helposti jäähdytettävien rakenteidensa ja vain jaksottaisen kuumuuden takia. Männät ja pakoventtiilithän ovat mäntämoottorissa vaikeimmin jäähdytettävät osat, mutta molemmille on melko kustannustehokkaita jäähdytysratkaisuja (jäähdytys öljyllä, rakenne ja materiaalivalinnat).