en ENGLISH
es ESPAñOL
sv SVENSKA
Jaa

Tietoa QUADRUM HöyryMoottorista

Päivitetty 2013-01-17

Energiatehokkuus ja päästöjen vähentäminen yhdessä.

Ensimmäinen pienvoimala valmistuu VillaHöyrylinnaan Paraisilla.

Lue Dual Cycle höyrymoottori - Keksinnön tarkoitus, kirjoittanut Risto Auvinen.

Quadrum, planeettaliikkeinen ja pyörivämäntäinen moottori

Vipuvarren – vääntövarren pituussuhde männän vääntävässä rakenteessa on vakio.

Mäntää liikuttava voima vaikuttaa yhtä aikaa kahdessa tilavuudeltaan kasvavassa sylinteripesän kammiossa. Kiertäessään napa-akselin ympäri mäntä samalla pyörii keskiakselinsa ympäri.

Järjestämällä männän kiertosykäykset jonkin määrätyistä kiertotukipisteistä kohdalla olevan, paikallaan pysyvän napa-akselin ympäri kiertyväksi siten, että männänkulmien liikeradat ovat ympyränkaaria, muodostetaan joka sykäyksen yhteydessä myös männän keskiakselin ympäri tasainen rotaatio, ja näin saadaan aikaan kaksi vääntökampea, joista toinen vaikuttaa kiertävästi napa-akseliin ja toinen männän keskiakseliin, jolloin mäntää liikuttava voima vaikuttaa tangentiaalivoimana  kahden kampirakenteen kautta yhtä aikaa kahdelle eri akselille. Kiertomäntää pyörittäen liikuttamalla tuotettu mekaaninen energia voidaan saada täydellisemmin talteen kahden momenttilinjan kautta.  

Vuonna 2012 tehdyssä kokeessa kahdelle akselille kiertävästi vaikuttavat tangentiaalivoimat yhdistettiin vetopyöristä muodostetulla voimansiirtolaitteella  siten, että pääakselin kierrosnopeus nousi puolitoista-kertaisesti yli männän kierrosnopeuden. Samassa suhteessa nousivat myös kyky kumota akselia kuormittava voima (vääntömomentti) ja tuotetun mekaanisen energian määrä.

Patentointi

Hakemukset  20085817 – SUOMI,  20115769 – SUOMI, välipäätöksiin on vastattu  ja PCT/ FI2012/ 050740  on jätetty Suomen patentti- ja rekisterihallitukseen.

Perinteiset pyörivämäntäiset moottorit ja kiertomäntämoottorit

Pyörivämäntäinen kone: Pyörimisliikkeessä olevat osat liikkuvat paikallaan olevan napa-akselin ympäri pyörien. Joissakin moottoreissa akselin ympäri liikkuva kappale on epäkesko, jolla tehostetaan vääntöä. Sylinteripesässä liikkuvia osia on yleensä kaksi tai enemmänkin. 

Esim.  rataspumput ja eräät pyöreämäntäiset  sekä  ’vipumäntäiset’  moottori-ideat

Kiertomäntämoottori, jonka männänkulmien kiertorata on muodostettu trokoideista:

Vierivän kiertotuen ( esim. hammaspyörien ) varassa toteutettu männän kiertoliike siirretään sylinteripesän keskellä olevaan akseliin epäkeskolla.  Vipuvarren – vääntövarren pituussuhde ei ole vakio eikä väännön kannalta optimaalinen. Männän keskiakselille ei ole muodostettu sellaista kampirakennetta, että tangentiaalivoima sen kautta vaikuttaisi keskiakseliin tasaisen kiertävästi.

QUADRUM - HÖYRYMOOTTORI

Tälle kiertomäntämoottorille on tunnusomaista moninapaisuus. Se erottuu muista kiertomäntäkoneista mm. siten, että se omaa männän vääntävän rakenteen kiinteämuotoisen, suhteellisen pitkän vipuvarsipituuden, suuren kierrostuoton ja voimakkaan, tasaisen väännön, erillistä venttiilikoneistoa ei ole, eikä tarvita kahden moottorilohkon tahdistusta yhteen.  Aikaisemmin tunnetut kiertomäntämoottorit ovat yksinapaisia, joissa liikkuvan männän kiertotukiakseli on koko ajan vierivässä kiertoliikkeessä.

Höyrymoottori on suunniteltu käytettäväksi hajautetussa energiantuotannossa. Ero höyryturbiiniin on, että se pystyy hyödyntämään kosteampaa kylläistä höyryä, eli höyryn seassa voi olla enemmän kylläistä vettä.  Jo hyvin maltillinen tulistus parantaa huomattavasti höyrymoottorin isentrooppista hyötysuhdetta. Tämän johdosta moottorille höyryä tuottavan kattilan tekniset vaatimukset jäävät matalammiksi. Moottorin valmistus- sekä käyttökulut ovat matalammat kuin aikaisemmin tunnettujen mäntä- tai turbiinimoottoreiden kulut.

Höyrymoottorista poistuneessa höyryssä on vielä runsaasti lämpöenergiaa tallella. Tätä voidaan hyödyntää rakennusten lämmityksessä.  Sähkön ja lämmön suhteellista osuutta voidaan säätää. CHP-voimala, yhdistetty sähkön- ja lämmöntuotannon voimala, sopii pienimuotoiseen energiantuotantoon haja-asutusalueille  ja pk-sektorin yritystoimintaan. Voimaloita voidaan käyttää esim. maatilojen, kasvihuoneiden, sahojen ja konepajojen sähkön ja lämmön tuotantoon. Pientuotanto on liitettävissä verkkoon.

Energiamarkkinavirasto on laatinut sähkömarkkinalainsäädännön pohjalta yhteenvedon pienvoimalan verkkoon liittymisen ehdoista.

Edelleen höyrymoottori on suunniteltu käytettäväksi kotimaista uusiutuvaa energiaa käyttävissä voimaloissa. Esim. Itä-Suomen maakuntien vuosittain käyttämästä energiasta 40 prosenttia saadaan puusta. Hyödyllisintä ja kestävää olisi käyttää puuta yhä enemmän energiaksi.

Jo tuotekehitysvaiheessa höyrymoottori on herättänyt kiinnostusta ja saanut tilaustiedusteluja erityisesti pienvoimaloiden käyttäjiltä ja rakentajilta kotimaasta ja maailmalta. Tuotantoon on suunniteltu eri kokoisia yksi-, kaksi- tai kolmelohkoisia malleja.

Hakemusjulkaisu WO 2010/026288 A1 on uusin Höyrymoottoria koskeva patenttijulkaisu.

 Vuonna 2010 kaksilohkoisen Höyrymoottorin koeponnistuksessa 1,2 kW höyryä käyttäen saatiin hyötysuhdearvoksi 45 %. Vuonna 1998 eräällä yksilohkoisella versiolla, jota käytettiin paineilmalla, saavutettiin syöttöpaineen funktiona 52 % mekaaninen hyötysuhde.

WebGnome XHTML CSS