S nápadem přišel tým z Pittsburghské university, konkrétně Laboratoře Herl. Vozítku dali jméno PneuKřeslo (PneuChair) a hned si ho dali patentovat. Patent se vztahuje na technologii pohonu stlačeným vzduchem. Řešení již známe ze vzduchem poháněných aut, jako například projektu AIRPod , MDI,... I když auta měla skýtat řadu výhod, moc se zatím neprosadila.
V případě našeho vozíku by tomu ale mělo být nyní jinak. Hlavním argumentem je totiž úspora hmotnosti. Navíc není potřeba složitá elektronika, což v praxi znamená menší poruchovost a bezproblémový provoz v dešti. Výhodu čištění vapkou také netřeba rozvádět.
Jak se nechal slyšet šéfkonstruktér Brandon Daveler, na vehiklu je vše tak jednoduché, že když se něco pokazí, většinu dílů, nebo těch zaměnitelných, seženete v místním železářství.
Doba potřebná k plnému natlakování je deset minut. U bateriových pohonů to je osm hodin. Hlavně ale tato technologie boduje co do hmotnosti. U klasických bateriových vozíků a skútrů se začíná někde okolo 130 kilogramů. Křesílko na vzduch z Pittsburghu má přitom neskutečných 36 kilogramů, a celé!
Čertovo kopýtko je v krátkém dojezdu. Na jedno natlakování má stávající verze ujet okolo pěti kilometrů. Zhruba tedy jednu třetinu vzdálenosti, kterou zvládají nejrozšířenější elektrická přibližovadla. V budoucnu by se měl tento parametr, díky zvýšení tlaku v kvalitnějších nádržích, vylepšit. Ale i za stávající situace by jmenovaný hendikep v řadě případů nemusel vadit.
Například v pečovatelských domech, nákupních střediscích, letištních halách,...
Vzduchový pohon má v rukávu několik es. Nízké pořizovacími náklady. Láci provozu. A ještě snadné a rychlé „dofoukání“ na jakousi nouzovku i když ne do pna, pak třeba i kompresorem v osobním autě. A pokud by se časem ještě v zábavních parcích, v okolí pamětihodností,... vybudovaly „čerpací stanice na vzduch“, nemělo by to chybu.
Pro zemičku s velkou průmyslovou tradicí a lidmi s šikovnýma rukama, by to nemusel být špatný tip k rozšíření výrobního programu. Kromě toho by i našim hendikepovaným, stejně jako těm ze sousedních zemí, slušelo, kdyby si mohli zajet i do akvaparků, na dovolené se brouzdat po pláži i tam, kde už stříkají slané vlny, nemuset se bát vyjet na ulici v dešti a obávat se, zda nějaký neomalený automobilista nevjede do louže tak nešetrně, až se začne pod sedačkou jiskřit. V případě zájezdů, a nemusí jít jen o ty letecké, mít sebou o metrák lehčí spoluzavazadlo také není k zahození. A dokonce, i když by došlo na nouzi nejvyšší a vše zůstalo jen na síle svalů, metrák rozdílu by tlačící osoba také ocenila.
Není divu, že v Americe, kromě University, v zavádění PneuChair do praxe hodně angažuje i Úřad pro válečné veterány (U.S. Department of Veterans Affairs).
Literatura
V Bangladéši by Američané s patentováním asi nepochodili:
Diskuze:
Neštěstí
Pavel Dočekal,2017-04-14 21:22:25
Takový invalidní vozík bych nechtěl ani zadarmo. Zkuste se podívat na: https://www.goldenmotor.com/
Hmotnost 30Kg, dojezd 28km, cena $2000 až $3000.
Tlak
Matej Havrda,2017-04-13 09:05:45
Jak už tu zaznělo, taky bych viděl problém v tlakování nádop pro to vazítko. Kompresor co natlakuje lahev na 200-300 Bar a rozhodně ho nemají na každém rohu. Na druhou stranu přípojku na 230V seženete ve městě asi snadno i když né zadarmo :-)
Divné
Josef Šoltes,2017-04-11 12:57:11
Já vám nevím, ale v dnešní době není problém postavit elektrický vozík, který bude ještě podstatně lehčí a srovnatelně levný. Předpokladem budiž elektromotor 250 W a k tomu běžná lithiová baterie s napětím 24–48 V a řekněme 10 Ah. Uloženo od 250 do 480 Wh. Pro pohon elektrokola tohle obvykle stačí tak na 30 km, pro pohon čtyřkolového vozíku to musí stačit minimálně na 10 km. Hmotnost všech těchto udělátek bude do 10 kg. K tomu lze zcela jistě z hliníku udělat konstrukci do 15–20 kg. Celkově by cena neměla přesáhnout cenu lepšího kola a celá elektrosada by neměla stát přes 10000 Kč ve velkoobchodních cenách (podobné lze klidně takové lepší pořídit z Číny i za méně). Důvod hmotnosti 200 kg tu fakt nevidím. To možná tak, když převážený člověk váží 150 kg. Použít lze standardní 20palcová kola z menších kol s širokými terénními plášti, aby se to nebořilo a dopředu 10palcová kolečka z dražších kočárků s kovovými ložisky. Sakum prdum to do 30000 Kč musí postavit i Lojza s TIG svářečkou z vesnice.
Dojezd a váha
Alexandr Kostka,2017-04-10 17:47:08
Dojezd 5 km mi přijde pro běžné účely poměrně dostatečný. Stačí to na dojetí na nákup, stačí to k dojezdu k místnímu doktorovi.. A případně k váze 36 kg není problém přibrat dvoukilový kompresůrek a někde chvíli tlakovat.
Vozík
Honza Krupiš,2017-04-10 11:09:59
Segway Genny: váha 93kg, dojezd na jedno nabití 30km, zdolává i obtížný terén:
https://www.youtube.com/watch?v=erQVrmYO5yU
https://www.youtube.com/watch?v=rWRQsbDBR48
Re: Vozík
Alena Toufarová,2017-04-10 11:37:05
Pozor na SEGWAY. Kolega s tím vjel na trávník a jel do mírného kopečku a byl tam dolík aby to vyjel tak se správně nahnul dopředu, jenže kolo proklouzlo řídítka se prudce sklonila dopředu, tak je pustil, jenže jak se kola chtla tak to ta řídítka vymrštilo zase zpět. Prakticky je dnes mrzák.... tak dávejte bacha!
Re: Re: Vozík
Turek N.,2017-04-10 14:22:33
Pozor na benzín! Kolega měl deci ve flaštičce, nesl si to v ruce, zakopnul a jak padnul tak mu flaška s benzínem vypadla, rozbila se a cigáco co měl v puse padlo do rozlitého benzínu. Prakticky je dnes mrzák.
Když příště budete psát pitomosti tak si zkuste uvědomit, že za prvé Segway i2 není Segway Genny a za druhé když je Váš kolega tak pitomý, že s i2 která je určená na zpevněný povrch vleze na travník a navyše pustí řídítka tak vyhrál Darwinovu cenu.
Re: Vozík
Florian Stanislav,2017-04-10 22:05:10
Genny.
http://www.vozka.org/aktuality/zdravotechnika/genny-genialni-vozitko-vlastnostmi-prevysujici-elektricky-vozik-102cz
"maximální rychlost: 20 km/h,
maximální užitečné zatížení: 95 kg,
rozměry: 67 x 67 x 67 cm,
celková hmotnost: 75 kg,
pohon: dvě saphio lithium-iontové baterie,
dojezd: až 38 km v závislosti na terénu a stylu jízdy
.....Může jezdit bahnem, v lese i na kočičích hlavách a štěrku. Se zimními pneumatikami to jde dokonce i na sněhu. "
Genny za 380 000 Kč ne pro každého, kdo potřebuje dojet nakoupit. Elektrické vozíky jsou 10 x levnější.
Jitka Salmanova,2017-04-10 07:48:57
Úsměvné, jak to tu pán nazval – možná pro něj, ale kdo má doma pacienta s frakturou v TH4 a ženská, která musí manipulovat s dvoumetrákovou „vymožeností“ a každý den několikrát. I kdyby se to dalo doma nafoukat aby to dojelo pouhopouhý kilometr, tak to to je božský!!! A věřte, že vím, co říkám! Pět let čekání a handrkování se, aby to člověk s podporou dostal a po dalších pěti letech to stejně nedojede dál, než dva kilometry (stačí aby to den den stálo)…. A víte vy vůbec, co ty dva metráky dělají na trávníku? Hlavně po dešti.... Těch 36 kilo si ani nedovedu představit :(
Trochu skepse neškodí.
Vojta Ondříček,2017-04-10 04:29:48
Text v úvodním odstavci: "... tak jednoduché a levné..."
Otázka jak jednoduché a jak levné?
Ten rovněž v článku uvedený jednomístný a kapotovaný vehikl na stlačený vzduch příjde na 10 tisíc US Dolarů.
No a do té kalkulace musí být zahrnuta i investice na pořízení a provoz kompresní stanice s větším zásobníkem a technickou úpravou, zejména vysoušení, stlačeného vzduchu.
Komresorem na pneumatiky do automobilů se to vozítko "nenabije".
Jen na okraj, automobily na stlačený vzduch byly opakovaně projektovány a konstruovány, aby skončily ve starém železe. První takový už v 1840 století. Ten systém pohonu stlačeným vzduchem je smysluplné použít jen tam, kde není alternativa, třeba v uhelných dolech se silným výskytem metanu (i do tšch lokomotiv) - celková účinnost stlačeného vzduchu jako nosoče energie je totiž celkem pod psa. Ty avizované automobily na stlačený vzduch (Francie, Švýcarsko) půjdou do sériové výroby příští rok - říká se už deset let.
Měrná hustota energie stlačeného vzduchu v tlakové nádobě je porovnatelná s měrnou hustorou energie v olověných akumulátorech.
Re: Trochu skepse neškodí.
Jiří Rychlík,2017-04-10 06:28:12
Já bych to tak skepticky neviděl. To pojezdové "kolo" ve druhém videu si vozí dokonce kompresor s sebou. A nějaké to natlakování z kompresoru v kufru auta by na nějaké to šourání, pochopitelně že ne s maximálním radiusem, taky bylo super.
Re: Trochu skepse neškodí.
Pavel Riedl,2017-04-10 08:40:40
Tak třeba v OKD jezdily důlní lokomotivy také na stlačený vzduch.
Re: Trochu skepse neškodí.
Florian Stanislav,2017-04-10 10:15:21
Píšete :"Měrná hustota energie stlačeného vzduchu v tlakové nádobě je porovnatelná s měrnou hustotou energie v olověných akumulátorech."
Hurá, když měrná energie je stejná. Hmotnost stlačeného vzduchu v nádobě je mnohem menší, což se projeví na podstatně nižší hmotnosti, která je hlavní výhodou. A je to uvedeno v článku.
Dojezd pneuvozítka je malý, ale do nejbližšího obchodu a zpět to dojede.
Motor je málo tepelně namáhaný. Při expanzi dojde k adiabatickému ochlazení a ventily by snad mohly v mrazu zamrznout. V 1 m3 vzduchu je zhruba 14 g vodních par.
Jiná věc je hlučnost motorů na stlačený vzduch proti akuvozítkám
https://www.vutbr.cz/www_base/zav_prace_soubor_verejne.php?file_id=27235
"Hlavní výhodou pneumatických motorů je vysoký poměr výkonu a hmotnosti. Pneumatické
motory nabízí srovnatelný výkon při zástavbě pouze 1/5 rozměru nebo 1/3 konstrukční velikosti
elektromotoru [5]"
Odkaz uvádí další podrobnosti o autech na stlačený vzduch.
Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Florian Stanislav,2017-04-10 11:12:49
http://auto.idnes.cz/auto-na-vzduch-0pf-/automoto.aspx?c=A140513_141939_automoto_fdv
"Nejlepší závodní speciály mají dojezd až 10 kilometrů na vzduchovou lahev s objemem 10 litrů a jezdí rychlostí až 45 kilometrů v hodině."
Je tam i fotka vozítka studentů z Brna.
Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Miroslav Pragl,2017-04-10 19:14:39
Jak chces rovnávat mernou hustotu energie stlačeného vzduchu s akumulátorem? Ony akumulatory s kazdym coulombem vyznamne ztezknou (v tech flaskach ve vozicku je v kazde tak 1-2 kg vzduchu).
Kde by se v silne stlacenem a tedy téměř dokonale vysusenem vzduchu vzala voda? To by bylo mrtvejch potapecu se zamrzlyma automatikama!
MP
Re: Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Florian Stanislav,2017-04-10 20:27:18
Normální kompresor stlačí vzduch a asi nevysuší.
Já jsem na srovnání hustoty energie odpovídal panu Vojta Ondříček,2017-04-10 04:29:48.
Vozítko studentů z Brna
http://auto.idnes.cz/auto-na-vzduch-0pf-/automoto.aspx?c=A140513_141939_automoto_fdv
má 10 litrů nádobu, to je při tlaku 20 MPa hmotnost = 0,010*200*1,3 =2,6 kg vzduchu. Při tlaku 10 MPa pak 1,3 kg vzduchu. Motor je nastaven na určitý výkon a odběr energie stejně jako elektrický.
Akumulátory použitím neztěžknou, elektrický proud je oběh elektronů. Pokles hmotnosti lahve se stlačeným vzduchem po vyčerpání energie není podstatný.
Re: Re: Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Vojta Ondříček,2017-04-11 04:30:18
Nadšené líčení úspěchů vozítek na vzduchový pohon mne neohromí, dokud nemám k dispozici veškeré technické údaje (a pochopitelně ověřené nezávislým odborníkem).
Váš údaj tank 10 litrů, tlak 200MPa znamená, že pro isothermické rozpínání vzduchu je uloženo 300 Wh energie. Dejme, že se při jednoduchém (jednostupňovém) motoru dá vytěžit na hřídeli 150 Wh. Na porovnání by moh sloužit olověný akumulátor s kapacitou 170Wh (24V 7,2Ah) zhruba 5 kg.
Pro stlačený vzduch ovšem hovoří vysoký možný maximální výkon, dejme na pět minut pro nějaké lámání rekordů, kdežto olověný akumulátor se nemá zatěžovat tak vysokým výkonem. Ovšem v aplikaci invalidního vozíku to není ani nutné.
No a ještě bych zmínil elektromechanické vozítko typu "Hoverboard" (MANIABOARD Elektroroller) + Go-kart přídavné zařízení, to první za 250€ a váží 10kg, to druhé za 110€ (sedadlo je ale 10 cm nad zemí, pro starší lidi asi nevhodné).
Ovšem jízdní vlastnosti hovoří za sebe rychlost 10km/h, dojezd 15km, stoupání 15°.
Doba nabíjení 2 až 3 hodiny.
Odkazy :
http://www.optonicaled.at/segway-6.5--weiss?gclid=CKzcy-qdm9MCFRYTGwodtk0ELg
http://www.vipdress.co.uk/de/416.html
Na každý pád zajímavé téma a prostor pro nadšené konstruktéry.
Re: Re: Re: Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Florian Stanislav,2017-04-11 10:42:43
Píšete tlak 200 MPa, to je 2 000 bar ( atmosfér), asi jste měl na mysli tlak 20 MPa.
To Vámi uváděné vozítečko
http://www.vipdress.co.uk/3768-large_default/go-kart-hoverkart-hoverboard-sitz-fur-selbst-gleichgewicht-scooter-65-8-10-zoll.jpg
asi pro lidi s potížemi s chůzí nebude, těžko si do něj jen sednout.
Re: Re: Re: Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Josef Hrncirik,2017-04-11 13:30:07
Pokud z výfuku bude kapalný vzduch vytékat pomalu a potichu, tak se z toho dá vytěžit až,14 kWh teoreticky.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Josef Hrncirik,2017-04-11 13:31:41
Nejásejte, je to přece jen 0,14 kWh!
Re: Re: Re: Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Florian Stanislav,2017-04-11 15:13:28
Pro V.Ondříček, píšete :"Váš údaj tank 10 litrů, tlak 200MPa ( opravil jsem na 20 MPa) znamená, že pro isothermické rozpínání vzduchu je uloženo 300 Wh energie. Dejme, že se při jednoduchém (jednostupňovém) motoru dá vytěžit na hřídeli 150 Wh"
Vyšlo mi to jinak. Práce plynu 10 litrů = 0,010 m3, tlak 20 MPa (200 bar). Zvětšení objemu 200x.
W = p*( V2-V1)=20 000 000*(200*0,01-0,01)= 39 800 000 [J] =39,8 [MJ]= 11 [kWh].
40 MJ je zhruba výhřevnost nafty ( u ní se uvádí 42,6 MJ/kg).
Účinnost motoru na vzduch neznám.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Vojta Ondříček,2017-04-11 17:36:08
Omlouvám se za ten překlep - Výchozí tlak je 20 MPa (200 bar).
Na výpočet energie při isotermické expanzi jsem použil rovnici
W = p1 x V1 x ln(V2/V1)
p1 = 20 MPa (p2 = 0,1MPa)
V1 = 0,01 m³
V2 = 2 m³
Výsledek W = 1,06MJ = 0,294kWh
Energetická účinnost motoru (bez ztrát třením a pod.) záleží na tom, jak dalece se dotáhne ta isotermie. Prakticky to bude řešeno: tlaková nádoba - redukční ventil - výměník tepla - motor. No a v tom motoru expanduje vzduch řekněme z 1 Mpa na 0,1MPa(ideálně) - vzduch ve výfuku bude mít jak o fous vyšší tlak než 100kPa a nízkou teplotu oproti teplotě okolí a představuje tudíž nevyužitou energii. Výměník tepla má také limitovanou účinnost.
Na obrázku vozítka není vidět výměník tepla, takže může být ta energetická účinnost eventuelně ještě nižší.
Proto jsem uved jako odhad 50% energetickou účinnost systému stlačený vzduch - hřídel (jednostupňového) motoru. Jestli je zde odborník, tak přivítám korekturu.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Florian Stanislav,2017-04-11 18:06:47
Pro izotermický děj asi máte pravdu.
Práce isotermická W = n.RT*ln(V2/V1)= 89,3*8,34*300*ln(200) =1 183 795,63 J = 1,18 MJ= 0,33 kWh.
Látkové množství n je počet molů plynu. 1 mol zaujímá plynu 22,4 dm3 plynu za norm. podm. A máme 200*10 litrů plynu za norm. podm.
Expanzí by se měl plyn ( adiabaticky) ochlazovat, konat práci i na úkor vnitřní energie. Adiabata klesá strměji jak izoterma, ale rozdíly nejsou tak velké.
Re: Re: Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Miroslav Pragl,2017-04-11 09:36:42
Normalni 200 Bar kompresor mam doma a vim, kolik toho odpoustim odkalovacím ventilem. Vzduch z kompresoru je VELMI suchy. Jinak by ocelove flasky rezly a potapeci umirali kvůli zamrzlym redukcnim ventilum.
MP
Re: Re: Re: Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Florian Stanislav,2017-04-11 10:32:31
Dobře, kompresor s odkalovacím ventilem, o který se někdo stará.
Re: Re: Re: Re: Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Miroslav Pragl,2017-04-11 11:02:58
Stare kompresory mají rucni ovladani odkalovacího ventilu, nove to mají automaticke. Proste kondenzat a mastnota musí pryc.
Starat se o to musí někdo tak jako tak (minimalne jednou za cas vymenovat aktivni uhli ...). Koneckoncu od toho je skoleni obsluhy kompresoru :)
MP
Re: Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Vojta Ondříček,2017-04-11 03:51:03
Voda, ve které se potápěči potápí má nějakou teplotu a tak je dýchací automat a i vdechovaný vzduch okolní vodní lázní ohříván ... aby nezamrzl. Jacques-Yves Cousteau uved v jedné ze svých knih, že k zamrzání došlo, když potápěč v panice intenzivně dýchal.
Ovšem ta technika dýchacích automatů zajisté od jeho dob pokročila.
Re: Re: Re: Re: Trochu skepse neškodí.
Miroslav Pragl,2017-04-11 09:42:01
JYC se moc nepotapel ve studene sladke vode - 4 oC moc nehrejou.
Nicmene normalne nemá moc co zamrznout, vzduch ve flaskach je suchy. Do 2. stupne se ale vždycky nejaka voda z okoli ci kondenzat z plic dostane. Pak staci intenzivni dychani, nebo napousteni neceho (bojka a pod.) vzduchem a zamrz je na svete. Pomuze uzavřít si privod vzduchu a v klidu počkat, az se vse prohreje teplem z okolni vody.
MP
Re: Trochu skepse neškodí.
Alexandr Kostka,2017-04-11 12:09:39
Nemá náhodou ta nepoužitelnost automobilů na stlačený vzduch něco společného právě s tím, že si hrají na automobil? Malý a velmi lehký automobil má půl tuny, a k tomu musí mít maximálku minimálně nějakých 50-60 km/h, což se "trošku" projevuje na neefektivnosti pohonu. Toto váží ani ne 40 kg a očekává se od toho rychlost chůze, takže to má lehce příznivější potřebu energie k rozhýbání. Nemluvě o tom, že invalida se fakt nepoměřuje se sousedem, kdo to má "v metle na hlínách", a nezajímá ho, že nemá ABS, klimošku a 50 dalších asistentů.
Vysokotlaky vzduch
Miroslav Pragl,2017-04-10 01:32:52
High pressure air ...
Ty kompozitni flasky vypadaji aspon na 150 Bar. Nevim, kde je clovek BEZNE natankuje za 10 minut (ani airsoftove ksefty nemivaji kaskadu) a ten "kompresor v osobním aute" bych take rad videl. Rozhodne bych ho "chtěl" slyset o vikendu.
No a potrebne revize, zivotnost (u kompozitních flasek dana poctem cyklu), skoleni, bezpecnostni opatreni ... také nic moc.
Nicmene dik za usmevny clanek o jinem zdroji, nez o novych "zázračných" elektrických akumulátorech, které byvaji vynalezany tak 4x rocne.
MP
Re: Vysokotlaky vzduch
Leoš Hofhanzel,2017-04-10 07:01:11
Na 200 barů vám to natlakuje na pláži kdejaké potápěčské středisko. Lahve plní už i většina lepších hotelů. Ostatně na ty potápěčské flašky by to taky jezdilo a nejspíš i dál :) Jetou kovovou na 200 Bar koupíte venku za pakatel. Kompresor si už vozí i jachty.
Re: Re: Vysokotlaky vzduch
Tibor Fidler,2017-04-10 08:09:46
Vysokotlaký kompresory už jsou dneska tiché, dávají jen okolo šedesáti decibelů. Máme je přes chodbu a někdy běží všechny tři najednou. Téměř o nich nevíme. dva nemají příkon ani celou kilowatu. Ale je pravda, že jsou na třífázový proud. Kéž by tak tichá byla i šéfová :)
Re: Re: Vysokotlaky vzduch
Miroslav Pragl,2017-04-10 15:46:47
Tohle jsou hasicske flasky - lehci, na zhruba stejny tlak, ale s menzi zivotnosti - je dana poctem cyklu. Takze to na ne bude jezdit lepe nez na (tezsi) potapecske.
V centru města je spousta potápěčských středisek a automatizovanych plnicich stanic, otevrenych 24/7. Jen tech mest moc není. Kolik jich znas v Praze?
On solidni tichy kompresor, který nafouka 20 litru na 200 baru za 5 minut není levna zalezitost.
MP
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce