Baubericht 66mm Turbine

Hallo Turbinen-Fans,

nach einer längeren Zwangspause habe ich endlich wieder Zeit, eine (oder auch mehrere):) neue Turbine(n) zu bauen.
Ich habe natürlich die Zwischenzeit genutzt um alles Mögliche an Material zu Sammeln.
Vieles habe ich aus der Bucht, man sollte sich aber Zeit lassen, denn nicht alles ist brauchbar, und einiges wird teurer hochgeboten als es neu kostet.

Turb01.JPG
In zwei Jahren hat sich einiges angesammelt.

Ich baue seit 1995 Turbinen und habe damit schon einiges an Erfahrung gesammelt, denke aber das es hier im Forum noch genug Leute gibt mir mit einigen Tipps weiter helfen können.
Auf der anderen Seite soll dieser Thread auch allen, die eine Turbine bauen wollen, einen Überblick geben was alles so auf einen zukommt.


Turb02.JPG
Der benötigte Maschinenpark ist nicht so gewaltig. Mit der emco-kompact5 habe ich bisher alle Teile fertigen können. Zusammen mit dem Fräszusatz und einem Teilapparat sogar das recht aufwendige Verdichter-Leitsystem. Man kann zwar mit dem Fräsanbau auch bohren, aber eine kleine Tischbohrmaschine schadet auf keinem Fall.
Die emco-CNC-Drehmaschine ist nicht unbedingt notwendig, es ist aber bei einigen Teilen nicht schlecht wenn man so was hat.

An Literatur habe ich alle Bücher von Schreckling und Kamps, den Plan von Thiel und einen Bauplan von wren-turbines. Die hier beschriebene Turbine hat von allen ein bisschen was.


Turb03.JPG
Das Verdichterleitsystem ist von Eb..y . Da hat mal einer jede Woche eins eingestellt. Der Stückpreis von 50.- Euronen war auch in Ordnung. Den Wellentunnel habe ich von Hank (hier aus dem Forum). Da das Leitsystem für eine Lagervorspannung auf der Turbinenradseite vorgesehen war, musste hier etwas nachgearbeitet werden.
Die Keilschaufeln sind zwar nicht der letzte Schrei (Beschleunigung), das ist aber kein Problem für mich.


Turb06.JPG
Das Turbinengehäuse habe ich aus einer Edelstahl-Aufbewahrungsdose gemacht. Die hat zwar einen anderen Durchmesser (um 1mm kleiner) als die Gasdose, das wird aber (hoffentlich :eek: ) nichts ausmachen.


Turb04.JPG
Für die Bearbeitung habe ich mir eine Halterung gebaut. Die kann in mehreren Variationen verschraubt werden und ermöglicht die Bearbeitung des Gehäuses auf beiden Seiten.


Turb05.JPG
Die Bleche für die Brennkammer wollte ich auf meiner CNC-Fräse machen, das ging aber mächtig in die Hose. So habe ich mir halt Schablonen aus GFK gefräst und die Bleche per Hand gemacht.

Fortsetzung folgt.
 
Brennerbau

Brennerbau

Hallo Leonhard,

schön das Du wieder Brenner baust! Machst Du in Einspritzung von vorne durch den BK- Deckel?
 

Holle07

User
Hallo Leonhard,

finde das ist echt eine tolle Sache mal einen Bauthred zu starten.
Ich finde das Thema generall sehr interessant und bin wirklich mal gespannt was aus dieser Bine später mal wird.
Eine Frage gleich vorne weg. Welche Leistungsklasse peilst du bei der hier vorgestellten Turbine an bzw. ist das gute Stück für den Einsatz auf dem Teststand oder später auch in einem Modell vorgesehen?

Gruß, Jens.
 
Einige Fragen

Einige Fragen

Servus Markus,
Ist schon lange überfällig dass ich wieder was baue. :D
Die Einspritzung kommt von vorne, da habe ich den Bauplan von Thiel als Vorbild. Ich mache auch 9 Sticks rein. (Ich wollte ja ursprünglich12 machen, denke aber das ist ein guter Mittelweg).

Nun habe ich auch gleich ein paar Fragen an die Spezialisten.
Bringt es was wenn ich an den Sticks einen Diffusor anforme? Da die Börtelung zum Anpunkten so erst nach dem Durchstecken durch den Stickring gemacht werden kann, wird es hier sonst etwas kompliziert.
stick.JPG

Wo bekomme ich das 6mm Inconel-Rohr her?. Habe zwar noch etwas da, das reicht aber nicht.
(Ich möchte noch 2 Stück 70er Turbinen bauen.)

Bis die Antworten kommen stelle ich schnell die nächsten Bilder rein.:D

@Hallo jens,

habe gerade noch vor dem Absenden deine Frage gesehen.
Die Bine wird so 80N bringen (hoffe ich jedenfalls), und fliegen muss sie natürchlich auch.:)
 
Brennkammerdeckel

Brennkammerdeckel

So nun geht’s an die Brennkammer.

Der Brennkammerboden und der Stickring werden kaltverformt (gedrückt)

Turb07.JPG
Dazu habe ich mir zwei Formen gedreht. Auch wenn damit Edelstahl gebogen wird, reicht Alu dafür aus. Die vielen Borungen in der Form vom Stickring müssen nicht sein, die Stammen von diversen Versuchen.

Turb08.JPG
Der Blechrohling wird mit ein paar mm Übermaß zugeschnitten und auf der Drehmaschine mit dem Reitstock und einer Mitlauflünette zwischen den Formen eingeklemmt.
Nun wird auf ca. 5mm Überstand abgedreht. Ein Sauberer Rand ist wichtig, weil das Blech sonst beim Biegen einreißen kann.

Turb09.JPG
Der Überstand wird mit einem ölgedrängtem Hartholz bei langsamer Drehzahl noch hinten umgebörtelt.

Turb10.JPG
Turb11.JPG
Den Rand etwas abdrehen und fertig ist der Deckel. Für eine Brennkammer braucht man 2 Stück davon.
Wie daraus ein Boden und ein Stickring wird kommt in Kürze.
 
Brennkammerdeckel Teil 2

Brennkammerdeckel Teil 2

Turb12.JPG
Die gefrästen Schablonen werden in die Deckel eingelegt und an den markierten Stellen mit 1mm durchgebohrt und danach auf 3.5mm aufgebohrt.

Turb13.JPG
Auf jede der Biegeformen wird ein Boden aufgelegt und mit 3 Schrauben befestigt.
In die Drehmaschine spannen ein Loch ausstechen und nach innen umbiegen, analog wie auf der Außenseite.
Die Deckel haben jetzt ihre Form.
 
Hallo Leonhard,

schön dass du hier einen Baubericht online stellst.

Aus welchem Material machst du die Brennkammer und die Deckel? Inconel oder einfaches Edelstahlblech?

Die Bördelung der Sticks soll ja eine Verzögerung des Gases und ein Abreissen der Flammen verhindern, so dass höhere Beschleunigungen möglich sind. Wieviel das jedoch bringt kann ich dir aber auch (noch) nicht sagen. Wobei ich allerdings auch kein Profi bin...

Viele Grüße
Michael
 
Hallo Leonhard,

9 Sticks ist auch völlig o.k.. Mach die Sticks einfach gerade, geh von vorne mit den Nadeln gerade nach hinten und lasse sie nach hinten stehen. Also nicht umbiegen. Ende ca. 10-5mm vor dem Ende des Sticks. Damit hast Du auch gleich den letzten Stand, die Gegenstromeinspritzung von Alfredki.

Ich habe bisher die Stickrohre bei Alfred Frank geordert oder bei Behotec abgeholt.

Sollte beim Stickring die innere Bördelung nicht nach hinten gehen? Damit das über das Leitsystem geschoben werden kann? So habe ich es noch nirgends gesehen, in die gleiche Richtung gebördelt wie der Rand.....
 
Hallo Markus,

ok. Ich werde die Sticks gerade lassen, ist auch einfacher so.

Meine alten Brennkammern sind auch anders gebogen. Ich habe das aus dem Thiel Bauplan übernommen. Da ich von Vorne einspritze brauche ich hinten keinen Einspritzring. Die Brennkammer ist dafür um 5mm länger.
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Leonhard,

ahh verstehe! Reicht dann noch die normale Gasdose oder musst Du deshalb auf die etwas kleinere Blechdose umsteigen wegen der Länge?
 
Brennkammer Außenring

Brennkammer Außenring

Hallo Turbinen Fans,
es geht weiter.

Der Außenring wird zugeschnitten und mit der Schablone gebohrt (1mm). Anschließend auf 2mm und 5.5mm aufgebohrt.
Turb15.JPG
Turb18.JPG
Für dass Aufhutzen habe ich ein kleines Werkzeug gemacht. Das wird in die Bohrmaschine gespannt und diese als Presse missbraucht. Der Stempel ist zweistufig und das Gegenstück kann gewendet werden. So sind beide Durchmesser damit zu machen.
Turb19.JPG
Der Werdegang des Außenrings

Der Innenring wird genauso hergestellt.
 
Schweißen

Schweißen

Jetzt hat man alle Teile der Brennkammer und muss sie irgendwie zusammenpappen.
Ich hab schon einiges probiert, aber das Punktschweißen ist hier mein absoluter Favorit.
So ein Gerät ist auch relativ einfach selbst herzustellen. Als Herzstück wird ein möglichst kräftiger Trafo (aus einem altem Elektroschweißgerät zum Beispiel) benötigt. Hier wird die Sekundärwicklung (die Äußere) abgewickelt und durch ca. 15 Windungen eines 16mm² Kupferkabels ersetzt. Es sollten so ca. 4V anstehen. Einen Timer zur Steuerung des Schweißimpulses findet man auf meiner Homepage.
Turb21.JPG
Ich habe ein altes Baumarktschweißgerät „entkernt“ und zum Punktschweißen umgebaut.
Turb20.JPG
Am Ende der neuen Sekundärwicklung kommt eine Zange aus Kupferdraht. Werden zwei Blech eingeklemmt und ein Stromstoß ausgelöst, erwärmen sich die Bleche sehr stark (höherer Leitungswiderstand) und verschmelzen miteinander. Der Rest des Bleches wird kaum warm und es verzieht sich nichts.

Soweit die Theorie und nun zur Praxis.

Turb16.JPG
Aus drei Edelstahlschrauben werden Bolzen mit Rand gedreht.
Turb14.JPG
Ein Kleiner Ansatz am Bolzen wird durch die Bohrung am Deckel gesteckt und der Bolzen rundum verschweißt. Durch den Ansatz haben alle Bolzen gleich die richtige Position.
Turb23.JPG
Danach Außen- und Innenring anschweißen und die Brennkammer ist fast fertig.

Weiter geht’s wenn ich wieder was fertig habe.
 

Holle07

User
Nabend Leonhard,

die Feuerbüchse schaut ja schonmal klasse aus.
Ich hab mal eine Frage zur Anordnung der Sticks. Scheinbar scheint da ja jeder seine eigene Philosophie zu haben, was die Anzahl und die Ausrichtung bzw. das Umbiegen / nicht Umbiegen angeht.
Hat das etwas mit der besseren Zerstäubung des eingespritzten Kerosins zu tun oder welchen Einfluss hat das auf die Brennkammer?
Was hat es denn damit genau auf sich bez. wonach richtet sich die jeweilige Auslegung?

Gruß, Jens.
 
Brennkammer

Brennkammer

Hallo Jens
Aufgabe der Brennkammer ist es die vom Verdichter komprimierte Luft zu erhitzen und sie zum Expandieren zu bewegen. (wie im Ottomotor)
Das sollte so gleichmäßig wie möglich geschehen und der Treibstoff muss vollkommen in der Brennkammer verbrannt werden. Ist die Verbrennung ungleichmäßig gibt es sogenannte Hotspot’s . Das sind heiße meist glühende Sektoren am Turbinenleitsystem. Das kann zum verziehen und blockieren des Leitapparates führen.
Ist die Verbrennung in der Brennkammer nicht fertig, kommen Flammen aus der Düse und die Bine kann in der Regel nicht mehr beschleunigt werden, die Flammen werden nur immer größer.
Ziel ist es, die heiße Flamme am Stick (so 1700°) so mit der kalten Luft vom Verdichter zu vermischen, das am Turbinenrad nur noch heiße Luft mit ca. 600 bis 700 Grad austritt.
Dabei spielt die Belochung der Brennkammer und die Zerstäubung des Treibstoffes eine große Rolle. Hier gibt es viele Wege, es werden aber immer wieder kleine Verbesserungen die sich bewähren entdeckt. (Ein Beispiel ist die Gegenstromeinspritzung von Alfred)
 

Holle07

User
Super - vielen Dank für diese genaue Ausführung ;).
Ich freue mich wirklich über Infos die ich zu konstruktiven Details bekommen kann. Im Großen und Ganzen kenne und verstehe ich den Aufbau ja - aber es sind halt doch die kleinen Feinheiten die es ausmachen.
Weiterhin gutes Gelingen beim Bau.
Gruß, Jens.
 
Gegenstromeinstritzung

Gegenstromeinstritzung

Das mit der Gegenstzromeinspritzung hört sich einfach und interessant an. Bislang hatte ich vor, wie bei Thiel in Stromrichtung einzuspritzen bzw. das Kerosin an die Stickwand laufen zu lassen.

Wie sieht denn das bei der Gegenstromeinspritzung aus, da auch an die Stickwand spritzen oder Mittig nach hinten? Da hinten ist die Stickwand doch noch relativ Kühl, also verdampft schlechter? Bei der mittigen Einspritzing müsste die Nadel doch ein Bisschen zugeniffen sein, damits besser vernebelt.

Viele Grüße
Michael
 
Nicht ganz so einfach

Nicht ganz so einfach

Hallo Michael,

ich hab die Gegeneinspritzung mal probiert. Allerdings hab ich in meiner Konstruktion, für den Fall, das Problem, daß die Nadeln ja von vorne kommen.
Da ist es nicht ganz so einfach die Kanülen exakt mittig zu positionieren.
Wenn die Kanülen an den Wandungen anliegen funktioniert das Prinzip nicht so gut.Dann kann die Luft nicht so gut angreifen und den Kraftstoff zerstäuben.
Ich hab es wieder zurückgebaut.
Was aber nicht heißt das es nicht funktioniert. Bei einer Einspritzung von hinten ist das leichter zu realisieren. Da klappt das sicher sehr gut.

Gruß Uli

@ Alfred,
bin am 03.02 Abends wieder in Hamburg. Ich denke ich sollte mal wieder rein schauen. Hättest Du Zeit wenn ich es schaffe?
 
Ansicht hell / dunkel umschalten
Oben Unten