Ветровая турбина с вертикальной осью.
Ветровые турбины – эффективный способ получения энергии из природного источника. Многие компании рассматривают альтернативы «зеленой» энергии, поскольку цены и стоимость ископаемых видов топлива для окружающей среды растут.
Мы являемся командой студентов второго года обучения проектированию изделий из Школы искусств Глазго и Университета Глазго.
Наша цель состояла в том, чтобы создать наиболее эффективную ветряную турбину из имеющихся в нашем распоряжении ресурсов и времени. Мы исследовали множество различных конструкций и разработали их, пока не достигли окончательного решения.
Наш дизайн основан на специально построенной аэродинамической трубе, которую мы использовали для проверки наших концепций и окончательного дизайна. Указанные размеры могут быть увеличены или уменьшены в зависимости от применения.
Следующее пошаговое руководство покажет вам, как вы можете производить экономичную ветряную турбину.
Материалы:
древесноволокнистые плиты средней плотности (MDF);
лист из алюминия;
экструдированный пенополистирол;
шарикоподшипники;
две передачи;
генератор;
винты;
клей ПВА и прочее…
Шаг 1: Основа
Вентилятор является одним из наиболее важных компонентов в этом устройстве.
Основание из МДФ состоит из двух дисков диаметром 300 мм, между которыми находится диск диаметром 260 мм – все толщиной 18 мм. Они были грубо обрезаны по форме с помощью ленточной пилы, а затем точно отмерены с помощью ленточной шлифовальной машины. Для скрепления дисков использовались пистолет для горячего клея и панели 30 x 1,6 мм.
Самый нижний диск был обрезан по размеру так же, как и другие диски. Этот диск имел канал диаметром 155 мм, вырезанный с помощью маршрутизатора. Канал предназначен для шариковых подшипников, и его ширина составляла 6 мм (выбран из-за приобретенных шариковых подшипников).
На всех четырех дисках находится штифт из лиственных пород дерева диаметром 22 мм, вырезанный до длины 240 мм с помощью ленточной пилы. Отверстие того же диаметра, что и ось, было проделано во всех дисках с помощью перфоратора. Из-за точной подгонки ось была проложена и не требовала клея.
Шаг 2: Лезвия
Лезвия вырезаны по форме с помощью ленточной пилы из листа алюминия толщиной 1 мм. Шероховатые края были заполнены, и отверстия диаметром 4 мм были пробиты. Два прямых края были согнуты, используя листогибочный станок. Ножницы для олова использовались для вырезания складок, через которые проходили винты, и треугольных секций – это было сделано для того, чтобы лезвие могло быть изогнуто. Весь клинок был изогнут вручную и с помощью резинового молотка. Они стоят 186 мм в высоту после изгиба.
Отверстия в основании диаметром 3,5 мм были просверлены с помощью дрели. Лезвия были привинчены в двух местах на лезвие, а шестигранный ключ использовался для их максимального затягивания. Винты были длиной 20 мм и диаметром 4 мм (головка 7 мм).
Шаг 3: База
Основа проста и быстро строится, но должна быть аккуратно сделана.
Основание было изготовлено из куска MDF (древесноволокнистая плита средней плотности) 415 x 340 мм толщиной 18 мм. В этой базе было вырезано отверстие с помощью маршрутизатора. Затем диск диаметром 320 мм был погружен и приклеен на место.
Канал наружного диаметра 155 мм был вырезан с помощью маршрутизатора. Канал предназначен для шариковых подшипников, и его ширина составляла 6 мм (выбран из-за приобретенных шариковых подшипников). Это соответствует одному вырезу из базы вентиляторов.
Ручной лобзик и наждачная бумага использовались, чтобы сформировать отверстие в середине; диаметр 115мм. Это было сделано для того, чтобы ось генератора могла соединяться с редуктором, прикрепленным к нижней части основания вентилятора.
Опорные стойки были разрезаны на высоту 147 мм с помощью ленточной пилы. Эта высота была необходима, чтобы генератор и его корпус могли поместиться снизу. Стойки из МДФ имеют толщину 15 мм, а куски были склеены ПВА и склеены.
Шаг 4: Генератор
Генератор с указанными значениями 3500 об / мин и 24 В постоянного тока был передан нам для использования; другой генератор может быть использован в вашем дизайне.
Корпус должен был удерживать генератор в правильном месте, а также защищать генератор. Экструдированный пенополистирол разрезали по размеру с помощью пилы и прикрепляли с помощью пистолета для горячего клея. Пена допускает небольшое движение генератора, что необходимо для эффективной работы. Он также действует как хороший изолятор, так как генератор нагревается во время использования.
Корпус МДФ был разрезан по размеру с помощью ленточной пилы с отверстиями на обоих концах, чтобы обеспечить доступ к оси генератора и соединениям. Внешние размеры 67 х 70 х 68 мм.
Это было приклеено горячим клеевым пистолетом к подставке, которая была спроектирована так, чтобы маленькая шестеренка была на правильной высоте (соответствует большой шестерне на основании вентилятора). Дополнительный кусок стирола был отформован в форме тепла для дальнейшей защиты генератора от ветра.
Большая шестеренка была привинчена к центру основания вентилятора. Два отверстия были просверлены вручную в редукторе, и были просверлены винты. Это зацепление создает передаточное число, чтобы увеличить число оборотов, которые вращает ось генератора (и, следовательно, уменьшить крутящий момент).
Шаг 5: Дефлектор ветра
Поскольку наша ветряная турбина была разработана с учетом испытаний в аэродинамической трубе, был изготовлен дефлектор ветра. Лопасти сконструированы (изогнуты) так, что на одну сторону вентилятора будет оказываться большее усилие, чем на другую, что приводит к вращению вентилятора. Дефлектор уменьшит противодействующую силу и тем самым увеличит скорость вращения вентилятора.
Это может не подходить для вашего применения, поскольку естественное направление ветра не может быть гарантировано, и поэтому дефлектор может быть неэффективным.
Алюминиевый лист толщиной 1 мм разрезали гильотиной до высоты 260 мм. Ножницы для олова использовались для вырезания складок и треугольных секций, а листогиб – для сгибания этих частей до 90 градусов. Лист был изогнут вручную, чтобы соответствовать внешнему радиусу основания вентилятора.
Отверстия 4 мм были пробиты в складки для винтов (так же, как для лезвий), чтобы пройти. Основание было просверлено вручную для винтов, которые были затянуты с помощью шестигранного ключа.
Шаг 6: Вывод
Благодаря нашему приложению мы не подключили генератор к выходу. Однако это можно сделать просто с помощью электрических проводов, подключенных к генератору на одном конце.
Мы надеемся, что вы нашли это поучительное информативным и простым для понимания.
Любые вопросы или советы по изменению дизайна приветствуются, пожалуйста, прокомментируйте ниже.
Источник