Odstredivú silu poznáme všetci zo školských lavíc na hodinách fyziky. V realite sa s ňou stretávame najmä pri jazde autom do zákrut. To, že odstredivá sila vie byť užitočná a využiteľná v praktickom živote, nás môže presvedčiť najnovší vynález „fyzikálneho rebela“ Pavla Nemeša. V priemyselnej oblasti štandardne používaný kompresor spotrebuje viac elektriny, než ktorýkoľvek iný typ zariadenia. Tá sa dá ušetriť zvýšením efektivity stroja. Ako dosiahnuť čo najlepšie ekvilibrium medzi spotrebou energie a samotným výkonom, to je zásadná otázka. Znížiť spotrebu elektrickej energie až do výšky 30 % by mohol dokázať vynález vibračného kompresora. Autor svoj odvážny nápad už prihlásil na Úrade priemyselného vlastníctva SR pre získanie patentu.
Tvrdohlavosť a sebamotivácia – tie boli hnacou silou pre vynález
Na trhu sú dostupné viaceré druhy vibračných motorov, kde sa uvádza odstredivá sila od 2 800 N až 6 000 N. Používajú sa na viacero účelov (preosievanie, triedenie a pod.) a uplatnenie našli v mnohých priemyselných odvetviach. V súčasnosti však nie je známa kombinácia vibračného motora a prvkov kompresora, ktorá by cielene využívala účinok generovanej odstredivej sily vibračným motorom pre stláčanie (kompresiu) vzduchu.
Idea pokúsiť sa zostrojiť „vibrokompresor“ vŕtala Pavlovi Nemešovi v hlave už dlhší čas. „Na základnej škole sme sa na hodinách fyziky učili , že teleso sa môže začať pohybovať len vtedy, ak naň pôsobí sila zvonka a ja som sa snažil vyvrátiť toto tvrdenie. Nakoniec to po rokoch vyústilo do tohto vynálezu,“ hovorí s úsmevom Pavol Nemeš.
Výnimočnosť a inovatívnosť vibračného kompresora
Predmetný vynález využíva účinky odstredivej sily a v praxi dokazuje, že odstredivá sila je reálne využiteľná a dokáže sa transformovať na užitočný výkon. Samotný prototyp „vibrokompresora“ bol vyrobený ako názorný príklad využitia odstredivej sily pre pohon kompresorov a čerpadiel. Testovanie ukázalo, že sa jedná o evidentne efektívny pohyb, ktorý by bol aplikovateľný takmer všade tam, kde je potrebný pohon strojov a zariadení cez stlačený vzduch.
Pravdepodobne sa jedná o výnimočný vynález minimálne v stredoeurópskom meradle, keďže obdobné zariadenie sa na komerčné účely zatiaľ nepoužíva, resp. nie je o tom žiadna dostupná zmienka. Sumár technických detailov a zhrnutie princípu fungovania vibračného kompresora je na webovej stránke autora. Princíp fungovania „vibrokompresora“ je zjednodušene znázornený v krátkom videu:
https://www.youtube.com/watch?v=zyUdgAoUxYY;t=4s
O polovicu nižšia spotreba energie pri vyššom výkone
Po pretavení svojej idey do reálneho prototypu začala fáza testovania. Tá priniesla viaceré prekvapenia. Pavol Nemeš pri teste prototypu porovnával kompresor bežne dostupný na trhu s príkonom (spotreba energie zariadenia pri jeho používaní) v intervale 600 – 760 W. Jeho „vibrokompresor“ mal príkon len 300 W. Bavíme sa teda zhruba o polovičnej spotrebe elektrickej energie oproti konvenčnému kompresoru z obchodu.
Ako dopadol tento benchmark? Zaujímavo. „Vibrokompresor“ s polovičným príkonom motora dokázal dosiahnuť maximálny tlak až 11 barov a maximálny prietok vzduchu cca 180 litrov za minútu. Porovnávaný klasický kompresor sa hýbal na nameraných hodnotách 8 barov (maximálny tlak) a na úrovni 160 litrov za minútu (prietok vzduchu). To znie ako veľmi slušný výsledok, ktorý signalizuje silný potenciál tohto nápadu.
Vynález s environmentálnym rozmerom
Znižovanie spotreby energie je nie len otázkou finančnej úspory. Civilizované krajiny sveta systematicky a dlhodobo vnímajú potrebu väčšej spoločenskej zodpovednosti smerom k ekológii. V tomto ohľade to teda nie je iba otázkou boja a reštrikcií namierených proti výrobným závodom a koncovým spotrebiteľom. Je to rozumnej o podpore a motivácii pre „zelené riešenia“ a inovácie. Technický popis vynálezu, ktorý je súčasťou patentovej prihlášky naznačuje, že „vibrokompresor“ by mohol svojim dielom dopomôcť k znižovaniu spotreby elektrickej energie. Celkovo by tak prispel k znižovaniu uhlíkovej stopy (emisie CO2) vo výrobnom procese firiem.
Technické merania prototypu „vibrokompresora“ ukázali, že má potenciál ušetriť až 30 % energie (úspora bola vyrátaná v porovnaní s účinnosťou skrutkových kompresorov, ktoré sú všeobecne účinnejšie než piestové kompresory). V priemysle je odhadom 10 % energie vynakladanej na pohon rôznych kompresorov. Náklady na 1 kompresor s výkonom 100 kW pri trojzmennej prevádzke môžu „vystreliť“ až do 70 tisíc eur ročne. V takomto prípade by výrobný podnik dokázal ušetriť do 20 tisíc eur ročne pri každom 100 kW kompresore. Pozitívne dopady na našu planétu by však boli výrazne hodnotnejšie.
Tento článok vznikol v spolupráci s klientom EKR Group.