Článek
---
Autor vynálezu: Michal Mazgal · Optimalizováno pomocí ChatGPT o3
---
Když jsem se pustil do nápadu využít rotující trubku jako čerpadlo, rychle se ukázalo, že největším žroutem energie je zpětné prosakování vody úzkou mezerou nad hřebenem závitu. Gumu (liner) jsem nechtěl – hledal jsem kov-kov řešení, které přitom udrží mikrovůli a nebude pružně „uhýbat“. Tak vznikla myšlenka vložit do nosné trubky souběžné spirály z nerezových trubiček a celý svazek zalisovat: spirály vytvoří přepážky (flighty), jejich těla vymezí přesný kruh, lis vytlačí pružnost pryč a vůle mezi letmými hřebeny a pláštěm spadne na desetiny milimetru.
---
Jak jsme hledali nejlepší konfiguraci
1. Parametry, s nimiž lze hýbat
– vnitřní průměr pláště, vnější průměr trubiček, jejich počet, otáčky a velikost zbytkové vůle po zalisování.
2. Brute-force sweep bez kompromisů na fyzice: desetitisíce kombinací – každá spočítaná na hydraulický výkon, viskózní ztráty a konstantní ztráty ložisek.
3. Filtr reálné výroby – jen komerční nerezové trubky (nejčastěji AISI 316L, stěna 2–2,5 mm) a vůle zvládnutelná běžným lapováním.
Výsledek se objevil překvapivě ostře: plášť 250 mm, šest spirál z trubek 45 × 2,5 mm, stoupání rovné průměru trubičky, otáčky kolem 300 rpm a cílená vůle 0,20 mm. Vše nad nebo pod tímto bodem začne okamžitě ukusovat procenta účinnosti – buď kvůli větší kubické ztrátě (větší mezera), nebo kvůli přelévání kapes vody (příliš strmý helix), případně kvůli rychle rostoucím viskózním ztrátám (zbytečně vysoké otáčky).
---
Prostorové uspořádání beze ztrát
Spirálový svazek se skládá na přesný trn; každá trubička se podpírá sousedy, čímž odpadne pružný odskok. Po bodovém zavaření flightů k plášti se trn vytáhne a vnitřek se jen jemně přelapuje. Výsledná radiální spára se stabilizuje na dvě desetiny milimetru.
---
Čísla, která rozhodla
Celková účinnost (mechanická × volumetrická): ≈ 92 %
Průtok: přibližně 120 l · min⁻¹ při zdvihu 1,1 m
Příkon motoru: kolem 22 W (z toho 20 W užitečná hydraulická práce)
Otáčky: 280 – 300 rpm (bez rizika kavitace, s tichým chodem)
Směr výstřiku: 15 – 20° šikmo do sběrače, aby proud nevířil nazpět a ložiska zůstala suchá.
---
Co dělá tu poslední desetinu procenta
Mikrovůle – každá desetina milimetru odebere tři procentní body účinnosti, protože únik roste s třetí mocninou vůle.
Tangenciální výstupní hrdo – šetří ztráty při odtržení proudu.
Přesné vyvážení rotoru – šest flightů není souvislý prstenec; bez statického a dynamického vyvážení by vibrace požíraly další watty.
---
Proč tahle geometrie vyhrává
Roste-li průměr pláště, hydraulická práce (∝ D³) převažuje nad ztrátami (∝ D²), a proto se optimum zhmotnilo právě u 250 mm. Větší průměr by přidal desítky litrů průtoku, ale už by vyžadoval krotit odstředivé napětí a úměrně dražší konstrukci. Menší plášť zase nutí zvýšit otáčky a okamžitě prohrává s viskozitou.
---
Kam dál
Z konstrukční stránky zbývá doladit:
frézovaný vodicí trn s odnímatelnou kuželovou špicí,
automat viny spirál s konstantním stoupáním,
přípravek pro synchronní bodové svary.
S tím v ruce se dá tato geometrie škálovat nahoru pro zavlažovací kanály, nebo naopak upravit na laboratorní průměry kolem 150 mm – tam už účinnost spadne k 85 %, ale kompaktnost je bezkonkurenční.
---
Z nápadu udělat z rotující trubky čerpadlo se stala reálně měřitelná, extrémně úsporná mašina. Pokud hledáte řešení pro nízkou výtlačnou výšku a potřebujete každé procento účinnosti, tohle je pravděpodobně strop, kam se dá čistě s vodou došplhat – a celé to jde s dílensky dostupným materiálem a bez kapky elastomeru.
