Вятърна турбина Lenz2: 12 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

Тази инструкция ще ви покаже как да изградите вятърна турбина Lenz2 от материали, които имате около къщата. Дизайнът е разработен и тестван от Ed Lenz от Windstuffnow.com: https://www.windstuffnow.com/main/lenz2_turbine.htm Lenz2 VAWT (вертикална аксиална вятърна турбина) е с височина 4 фута и диаметър 3 фута. Това е основно турбина в стил Savonius, но с усъвършенстването, че трите крила са оформени така, че да осигуряват повдигане, защото или тяхната конфигурация на сълза. В горната връзка Ленц описва как той е поставил ананометър вътре в стационарната турбина и е показал, че скоростта на вятъра се е увеличила, преминавайки покрай твърдата част на крилата. Тази турбина е по -ефективна от чистата Savonius, тъй като осигурява както плъзгане, така и повдигане. В моя дизайн намалих диаметъра до приблизително 18 инча и височината до 21 инча. (Като се обърна назад, трябваше да направя височината 18 инча, така че да има повече свободни от централната ос от двата края за гъвкавост при монтажа.) Успях да използвам материали, които имах под ръка за изграждане на турбината. Когато го тествах при вятър от 15 мили в час, той работеше толкова добре, че се страхувах да го спра от страх да не се нараня. Единственият недостатък на това, което произведох, е, че изглеждаше, че произвежда много малко електричество. Това не се дължи на дизайна на турбината, а на естеството на постояннотоковия двигател, към който го бях прикрепил. Акцентът в този урок ще бъде върху това как да се конструира самата турбина. Пълна заслуга за дизайна и някои от инструкциите има Ед Ленц. [Забележка: Тъй като тази инструкция беше публикувана, научих повече за това как трябва да бъдат оформени крилата. Конструктивните детайли за lenz2, предоставени в тази инструкция, все още са запазени, но размерите на крилото в Стъпка 2 трябва да бъдат заменени с тези, дадени в новопоставената Стъпка 3.]

Стъпка 1: Необходими материали

Материалите, от които се нуждаете, са изброени по -долу. Сменете свободно алтернативите, ако смятате, че ще работят. Материали Шперплат (четвърт или половин инч) Стоманена лента с отвори в нея (възможни са и други алтернативи) Гайки и болтове 24 -инчов прът с резба (половин инч диаметър). 5 -инчови гайки, които се побират на пръта с нишка (около 6 от тях) Мигащ покрив, тънка ламарина или дори някакъв вид гъвкава пластмаса 9 парчета дървен материал,.5 "x 1" x 18 "Хардуер за монтиране на вашата турбина (ще трябва да проектирате това) Инструменти Свердел и свредла Калай snipsJigsawГайкове

Стъпка 2: Изрежете крайните части на крилото

[Забележка: Дизайнът на крилото в тази стъпка няма да даде най -добро повдигане. Моля, погледнете стъпка 3 за по -добър дизайн. Той ще покаже, че страните на крилото не са симетрични. Стъпка 3 също ще даде процедура за оразмеряване на крилото въз основа на диаметъра на lenz2. (добавено на 1 юни 2008 г.). ''] Сълзовидните накрайници ще осигурят аеродинамичната форма на крилата. Ще изграждате три крила, така че ще ви трябват 6 крайни части. Размерът, който използвах, беше наполовина по -голям от крайните части, описани от Ед Ленц. Принципно приличат на сладкиши за сладолед. Препоръчвам ви да изрежете шаблон от картон и да го използвате, за да нарисувате шест негови изображения върху половин инчов шперплат. Ето как да го нарисувате: 1. Изрежете правоъгълник от картон 3,5 "x 7,5" 2. Начертайте централна линия по дългата ос3. Направете маркировка на тази линия 1.75 "от един от краищата (да го наречем това горния край) 4. Начертайте хоризонтална линия през тази маркировка до страничните ръбове, така че да пресича вертикалната линия на 90 градуса. компас, нарисувайте 1.75 "полукръг от горната страна на тази маркировка. Тя трябва да пресича двата странични ръба и горния ръб. От мястото, където централната линия пресича долния ръб, начертайте линии до точките, където полукръгът пресича страничните ръбове. 7. Изрежете шаблона. Използвайте картонен шаблон, за да нарисувате шест изображения върху половин инчовия шперплат. Можете да ги вкарате по такъв начин, че да не губите шперплат. Използвайте мозайката, за да изрежете крайните части.

Стъпка 3: Ревизия: промяна във формата на крилото

Оригиналната форма на крилото, представена в тази инструкция, не е съвсем според плана, публикуван за Lenz2. След консултация с Ед Ленц, аз осъзнах грешката, която направих при тълкуването на плановете му. Новият дизайн е илюстриран в тази стъпка. Обърнете внимание, че ъгълът с надпис "ъгъл А" е 90 градуса. Страна А е под прав ъгъл спрямо линията на диаметъра на заобления край на крилото. В оригиналния дизайн, който представих в тази инструкция, двете линии, образуващи заострения край на, бяха с еднаква дължина и техните ъгли спрямо линията на диаметъра бяха идентични. Този конус е симетричен, докато при промяната, показана тук, конусът не е симетричен. Поставянето на ъгъл А на 90 градуса ще даде на крилото повече повдигане. Преоразмерих дизайна, така че да мога да управлявам минигенен генератор, продаван на windstuffnow.com (но вече не е наличен). Основните стъпки при производството на lenz2 са все още валидни. Основно изчисление: Сега разбирам по -добре как да определя размера и пропорциите на крилото. Първо определяте какъв ще бъде диаметърът на lenz2. Най -лесният начин да направите това е да решите какво ще бъде разстоянието от централната ос на lenz2 до външния ръб на крилото. Това ще бъде радиусът на lenz2. Удвоявате го, за да получите диаметъра. В моя нов дизайн направих предположението, че диаметърът на lenz2 ще бъде 16 инча (тоест разстоянието от централната ос до външния ръб на крилото ще бъде 8 инча). определете диаметъра на крилото, умножете диаметъра на lenz2 по.1875. В моя пример 16 инча *.1875 = 3,0 инча. За да определите дължината на крилото, умножете диаметъра на lenz2 по.4. В този случай 16 инча *.4 = 6,4 инча. Дължината на страна А е 6,4 минус 1,5 или 4,9 инча. Ще създам нова инструкция, която ще включва този дизайн в lenz2, който задвижва минигенен генератор

Стъпка 4: Изрежете ребрата

Ще трябва да имате три ребра, за да свържете двете крайни части на всяко крило. Дължината на тези ребра ще се определя от това колко високи искате да са крилата. Избрах 21 , защото това мислех, че мога да монтирам на вертикалната ос.

Ребрата трябва да са.5 "дълбоки и 1" широки и каквато и дължина да изберете (21 "в моя дизайн). Ще изрязвате.5" x 1 "прорези в крайните части, където ще закачите ребрата. Предлагам че проследявате края на края на едно от ребрата върху лист хартия, която можете да използвате като шаблон за рисуване на крайните части. Можете да измерите правоъгълника, но като го проследите, можете да сте сигурни, че прорезите ще бъде достатъчно голям.

Стъпка 5: Подгответе крайните части

Използвайте.5 "x 1" картонния шаблон за ребрата, за да нарисувате по три прореза на всяко крайно парче. Две прореза ще бъдат от едната страна и една от другата.

От всяка страна на крайната част в най -широката й точка ще има прорез. Тъй като това ще бъде на крива, уверете се, че дълбочината на всяка страна на шаблона напълно се вписва в крайната част. Това ще гарантира, че реброто ще бъде изравнено с външния ръб на крайната част. От едната страна на крайната част близо до заострения край нарисувайте модел, който е на около един инч от точката. Правоъгълникът ще бъде успореден на наклонената страна. Страната с два прореза ще задната страна на крилото (страната, която е обърната към центъра на турбината.) Изрежете прорезите с мозайката.

Стъпка 6: Планирайте ъгъла на крилото

Острият край на всяко крило ще се завърти на 9 градуса назад към центъра на турбината на 9 градуса, паралелно на центъра на турбината. Това измерване е емпирично определено от Ед Ленц. Избрах този ъгъл и изглежда, че турбината работи добре. Ще имате възможност да регулирате ъгъла след монтирането на крилата, ако почувствате, че искате да го докажете.

Първо пробийте дупка в центъра на конусната част на крайната част. Това ще бъде точката, където се срещат вертикалните и хоризонталните линии. Размерът на отвора ще бъде диаметърът на болта, който ще използвате, за да го прикрепите към подпората, водеща от централната ос. От някъде по изправената част на задния ръб на крайната част (отстрани с двете ребра) се начертава линия през крайната част, която е под прав ъгъл отстрани. От мястото, където тази линия пресича задния ръб на крайната част, начертайте линия 9 градуса вдясно от тази линия от 90 градуса (това ще бъде от страната, която е по -близо до отвора). Тази линия ще бъде тази, с която се подрежда лентата, свързваща крилото с централната ос. Ако нямате транспортир, вижте стъпка 8 за връзка, където можете да изтеглите изображение на транспортир. Направете това с всичките шест крайни части.

Стъпка 7: Сглобете рамката на крилото

За да сглобите всяко крило, ще вмъкнете ребро в съответните прорези на горния и долния край. Уверете се, че реброто не излиза извън горните и долните части. Те трябва да са изравнени.

С поставено ребро, предварително пробийте един отвор през реброто и в шперплата. Завийте реброто на място с 1 винт за дърво. Можете по избор да залепите тези ребра на място, но това не е необходимо, освен ако не изграждате турбина, която всъщност възнамерявате да използвате навън за производство на електричество. Прикрепете другите две ребра, за да образувате крилото.

Стъпка 8: Прикрепете кожата на крилата

Кръглата част на крилото и задната страна (страната с двете ребра) е покрита с някаква кожа. Избрах да използвам алуминиев мигащ материал, който ми беше останал. Може да имате друг вид материал, който може да работи.

Ролката ми мигаше с ширина 6 инча. Открих, че ако изрежа две парчета 6 "x 21", мога да покрия предния ръб и задната част на всяко крило. Успях да прикрепя едно парче мигащо от едно ребро към друго около предния ръб. Закотвях всяко парче с няколко метални винта. Някои от тях отидоха в ребрата, а други в ръба на крайната част от шперплат. След това прикрепих второто парче мига към задната част на крилото, Те бяха завинтени в задните ребра. Това мигащо парче може да се припокрие малко с това, което заобикаля предния ръб. Направете това и за трите крила. Сега сте готови да прикрепите крилата към централната ос.

Стъпка 9: Подгответе опорите и централните дискове

Крилата ще бъдат прикрепени към централната ос (лентата с всички нишки), като се използват два кръга от шперплат и подпори, които ги свързват с върховете и дъното на крилата. Изрежете два 8 -инчови кръга от половин инчов шперплат. Използвайки транспортир с пълен кръг (изтеглих такъв от https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/0/0f/Protractor1.svg/531px-Protractor1.svg.png), маркирах линии на всеки кръг които бяха на 120 градуса един от друг. Това ще бъдат линиите, които подпорите следват до крилата. Пробийте дупка в центъра на всеки от кръговете. Този отвор ще бъде със същия диаметър като лентата с всички нишки. За подпорите, които свързват кръговете с крилата, имате различни възможности за избор. Най -лесно би било просто да ги направите от дърво. Избрах да използвам дърво за долните подпори (защото не бях сигурен, че металната каишка, която купих, ще издържи теглото. За горната част купих парче от 4 фута оцинкован метал, в който бяха пробити дупки по средата линия на металната лента. Нарязах подпорите с дължина 11 инча. След това поставих края на всяка подпора на 1 инч от центъра на кръга по една от линиите от 120 градуса. Пробих два отвора в подпората и един през кръга от шперплат. Закрепих ги здраво на място. На около един инч от другия край на подпората пробих дупка със същия диаметър на отвора в крайната част.

Стъпка 10: Монтирайте крилата към централната ос

Завийте гайка с диаметър 0,5 инча в долната част на оста (лентата с всички нишки), така че да е на около 2,5 инча от края. Плъзнете един от дисковете от шперплат нагоре от дъното на оста до мястото, където се среща с гайката. След това навийте друга гайка нагоре на лентата до мястото, където се среща с диска. Завъртете двете гайки една към друга, така че дискът да седи здраво върху оста.

Прикрепете втория диск към другия край на оста. Може да се наложи да регулирате позицията на дисковете, така че да приспособяват височината на крилата и да оставят място за прикрепване на оста към генератор или друга конструкция. Имайте предвид, че има много малко оста, залепнала над горната част на централния диск. Бях решил да направя крилата 21 инча на 24 -инчова ос. Това беше грешка. Като се обърна назад, предлагам да направите крилата по -къси, така че да имате много повече от оста, стърчаща отдолу и отгоре за гъвкавост при монтирането на цялата турбина към генератор или друга конструкция. Вероятно бих отишъл с 18 инча. Сега можете да монтирате крилата. С покритата страна на крило, обърнато към оста, затегнете подпорите към крайните части. Те могат да бъдат доста стегнати, но достатъчно хлабави, за да се въртят. Сега подравнете горната опора с 9 -градусовата линия, която сте начертали и след това затегнете горната и долната гайка. Този ъгъл на крилата към централната ос е точното количество. Направете това с другите две крила. Турбината е готова за монтаж към генератор или друга конструкция.

Стъпка 11: Монтирайте турбината към генератора

По някакъв начин ще трябва да монтирате турбината към генератор или евентуално някаква подпорна рамка, която да я остави да се върти свободно. В този проект го монтирах към 24-волтов DC мотор, който бях запазил от косачка за косене на батерии. Моторът е използван за въртене на острието на косачката. Двигателят има плюс и минус конектори за лопатки в единия край и вал, стърчащ от другия край. За съжаление валът беше с диаметър половин инч с фина резба. Това затруднява много сдвояването с нещо като пръчка с нишка с половин инчов груб конец. Начинът, по който реших проблема, е да закрепя L-образна скоба към вала на двигателя. След това използвах парче метал, който бях запазил от стар мотофреза. Той е с U-образна форма и има отвори отстрани и отвор с резба отгоре. Резбата е половин инчова груба нишка, просто идеална за монтиране на шината с всички нишки. Накрая закрепих U-образния съединител към L-скобата, изрязах дупка в парче шперплат, достатъчно голямо, за да вмъкна двигателя. След като поставих двигателя към шперплата, го закрепих с болтове. За да изпробвам турбината, поставих цялата работа върху тежка дървена кутия.

Стъпка 12: Демонстриране на турбината

Можете да видите във видеоклиповете, че турбината се върти много добре при доста силния вятър, който духаше. Бих изчислил, че е около 15 мили в час. Работи толкова добре, че трябваше временно да завържа турбината към кутията, за да не падне. Можете ясно да видите, че се върти много бързо, но и подскача наоколо. Причината за това е, че монтирането на турбината към двигателя не е перфектно. Той е леко изкривен и това никога не може да бъде подобрено с тази настройка. Генерира ли електричество? Тъжно е да се каже, не много. Проблемът е в двигателя. Нямам представа за дизайна на мотора. Ще забележите проводник, водещ от турбината към снимката. Това е удължителен кабел с отрязан мъжки край и прикрепен към двигателя. С тази настройка мога да вмъкна сондите от мултицет в женския край. Оказва се, че едва генерирам 1 волт с много бърза турбина. Това е моментът, в който трябва да започне друг проект. В интернет има много дискусии за това как да изградите свой собствен генератор. Възможно е също така да се използва подходящият автомобилен генератор или нещо от пералня. Ако нямате предвид генератор, бих ви предложил да тествате работата си, като монтирате турбината на някаква конструкция, където вятърът ще я улови. Това може да е дървена рамка или нещо от PVC тръба. По този начин можете да видите дали дизайнът работи и дали трябва да направите корекции на ъгъла на крилата. Можете също така да измерите необходимата скорост на вятъра, за да стартирате въртенето на турбината. Ако се интересувате какъв е средният вятър във вашия район, можете да посетите приложение, което имам на моя уебсайт, което ще ви позволи да изберете метеорологична станция NOAA близо до вас и вижте график на вятър, температура и налягане за последните 24 часа. Моето приложение нанася тези данни и ги дава в таблица. Това, което искате, е средната скорост на вятъра през последните 24 часа. Ако посещавате любимото си място периодично, ще можете да отбележите как се променя средната стойност. Връзката е: