自家製風力タービン。風力タービンの翼。スキーム、説明

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手作りの風力発電所。風力タービンの翼。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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特定の材料の現地での入手可能性と生産能力に応じて、風力タービンの翼は木材、金属、または木材と金属の組み合わせで作ることができます。木材は腐らずに乾燥した状態で採取されます。

木製の翼。風力タービンの翼は、時間の経過とともに形状が変化してはなりません。この条件を満たすには、木材から翼を作るときに特別な措置を講じる必要があります。最良の方法は、厚さ 8 mm、長さ 1 mm、幅 650 mm 以下の 150 枚の板から翼のブランクを作ることです。板は慎重にかんなで削り取られ、カゼイン接着剤で接着されます。

カゼイン接着剤は、乾燥カッテージチーズ（分離したミルクから）をアンモニアと濃厚なサワークリームに混合し、それに10体積％のケイ酸塩液体ガラス（オフィス接着剤）を加えることによって作られます。このような添加剤がないと、カゼイン接着剤は湿気に非常に敏感になります。カゼイン接着剤は、希釈後 XNUMX 時間以内に使用する必要があります。

接着する各板の両面にカゼイン接着剤を（ブラシを使用して）すばやく塗布し、XNUMX 枚の板をすべて重ね合わせ、クランプ、万力、または大工用のくさびを使用して圧縮します。プレスの下で、接着されたボードを乾燥させる必要があり、これには少なくとも XNUMX 日かかります。この後、翼ブランクはプロファイル（以下に示す）に従って加工されます。

翼は 4 枚の無垢板から作ることもできます (ワークピースの木材が滑らかでよく乾燥していないと、無垢板から作られた翼が反る可能性があることに注意する必要があります)。これを行うには、腐ったり結び目のない滑らかでねじれていない木のブロックを取り、（屋根のこけら板を分割するのと同じ方法で）丸太に沿って分割し、それによって狭い三角形の板を取得します（図1、a）。この板の中から最も平坦なものを選び、長さ650mm、幅120mm、中央部の厚さ20mmの板を切り出す。デッキの厚さが 300 mm 未満の場合は、中央部分から 4,6 枚のボードを切り出す必要があります (図 6)。板を選ぶときは、木材の粒子が細かく、節の直径がXNUMX mmを超えていないことを確認する必要があります。

次に、翼の輪郭をマークします（図）。図４、ｃは、ブッシュの中心から１２０ｍｍの距離のセクションＩＩに沿って、および翼の端部のセクションＩに沿って示されている。図面内の破線は右回転プロファイルに対して示されていることを覚えておいてください。これは、翼を風から見ると、時針と同じ方向に回転することを意味します。この翼はGAU-4発電機用に設計されています。 GAU-120 発電機の場合は、左側回転翼を作成する必要があります。この翼では、プロファイルの厚い前部を図とは反対の方向に回転させる必要があります。 4101.

セクション I と II の間の翼を適切に加工するには、まず定規と鉛筆を使用して、端部プロファイルの主要な点から内側プロファイルの対応する点まで線を引く必要があります。定規の長さは少なくとも 800 mm で、断面は一辺が少なくとも 20 mm の正方形または三角形でなければなりません。

自家製の風力タービン。風力タービンの翼
図4。木製の翼。

マーキングはこんな感じで行います。まず、翼ブランクを操作中に風側に向けて置きます。次に、後部（薄い部分）の一番端の I 部分の底線から 6 mm の位置に印を付けます。また、袖の II 部分でも、下端から 16 mm の位置に印を付けます。ライン。これらの点は、プロファイルの左隅に接続されています。次に、この平らな面を加工し、ノミ、カンナ、または単に鋭利なナイフを使用して余分な材料を除去し、翼の輪郭が図に示す断面形状になるようにします。 4 本の太い線 (残りの無傷の木材は影付き)。

4 つのメイン I と II の間の中間プロファイルはすべて定規を使用してチェックされ、定規を翼に沿ってプロファイルの前部の厚いエッジ、次に後部の薄いエッジ、および相互に同じ距離にある個々の点に適用します。たとえば、プロファイル I および II の番号 1、2、3、4、5、および 6 で示されるように、プロファイルを長さに沿ってそれぞれ XNUMX つの部分に分割し、同じ番号を線で接続します。同一の点を結ぶ定規は、端全体が完成した翼の表面に触れなければなりません。

翼の凸面側の前縁も同様に処理されます。丸めは「目で見て」行われ、プロファイルの長さの約 1/4 に調整されます (プロファイルの長さは翼の幅です)。

翼の表面はガラスペーパーまたはガラスの鋭い端できれいに処理する必要があります。翼が滑らかであればあるほど、風力エンジンが提供するパワーは大きくなります。

大気中の湿気による悪影響を軽減するには、翼を注意深く塗装する必要があります。プライマーは作業中に落ちてしまうため、プライマーは塗布しないでください。翼に最適な塗料はエナメルとニトロワニスです。油絵の具は木の強度を低下させるため、翼の塗装には使用しないでください。少なくともXNUMX層に塗装する必要があり、最初の層が完全に乾燥した後にのみXNUMX層目を塗布します。

動作中の翼端部は高い周速度（最大 200 km/h）が発生するため、ひょうや雪などによって翼前部の塗装が剥がれる可能性があります。これを回避するには、翼前部の塗装が剥がれる可能性があります。図のように翼の前部に釘で固定されています。図１に示すように、幅５０〜６０ｍｍのプレートは、例えば電気配線に使用される絶縁チューブから得られる最も薄いシートメタルから切り取られる。ブリキ板は釘で留めることができないので釘付けできません。直径1〜50 mm（ノートブックと同じ）のワイヤークリップをドリルで開けた穴に挿入し、翼の動きの方向に端を曲げて取り付けます。これらのペーパークリップを 60 つまたは 0,4 つ、互いに等距離に配置します。プレートの端は、翼の平面から0,5 mmでも遅れないように翼に向かって曲げる必要があります。これにより、翼の出力が0,5〜30％減少する可能性があります。

翼の中心に、発電機シャフト用の対応する穴を開ける必要があります。翼は、ネジ径 4 mm の 2 本のボルトで部品 8 (図 10 および 4) に取り付けられています。四角い錫ワッシャーをナットの下に配置する必要があります。ワッシャーの一端は部品 4 上に曲げられ、もう一端はナット上に曲げられ、エンジン動作中にナットが自動的に緩むのを防ぎます。部品 67 と部品 5 (図 4101) の中央の穴は、GBT タイプの発電機のシャフトに翼を固定する場合に示されているため、円錐上に作られています。 GAU-XNUMX発電機のシャフトに翼を取り付ける際、シャフトの直径に沿った円筒形の穴を通して穴を開けます。

金属の翼。木製の翼は金属製の翼に比べて製造が簡単ですが、最初に与えられた形状が崩れやすく、その結果、風力タービンが必要な速度や出力を生成できなくなる可能性があります。金属翼にはこの欠点がありません (図 5)。

自家製の風力タービン。風力タービンの翼
図5。金属の翼。

金属翼本体は厚さ 2,0 ～ 2,5 mm の軟鋼板で作られています。厚さ 1,3 ～ 1,5 mm の鋼板を使用することもできますが、翼の幅の広い部分に 15 mm の鋼板 (翼の幅に沿った) を 20 ～ 1,5 個のリベットで固定して強化する必要があります。太くて長さ100〜150 mm。

金属翼の幅広部分の長さは 650 mm、セクション II の幅は 70 mm、セクション II-II の幅は 90 mm です。曲げた後、翼は図に示す外観と寸法になります。 5、35つのセクション用。セクション II は外縁から XNUMX mm の距離にあり、セクション II-II は翼の内縁に沿って作成されます。翼のプロファイルの必要な形状は、テンプレート上に置かれたワークピースに、木製のハンマーで打撃することによって与えられます。この場合、木製の翼の場合と同様に、ワークピースのプロファイルがセクション II および II-II に沿って定期的にチェックされ、中間位置が定規でチェックされます。

テンプレートは木材 (合板) または鋼板でできており、互いに 615 mm の距離で木の板に取り付けられます。翼が XNUMX つのテンプレートに同時に適合しない場合 (少なくとも各テンプレートに個別に完全に十分に適合する場合)、翼は多少ねじれていて、端を万力または木製のレバーで固定しています。

完成した翼は部品 66 のセクションに挿入され、厚さ 5 ～ 6 mm のリベット 66 つでリベット留めされます。パーツ50はカット無しでも製作可能です。次に、先端を鍛冶場で60～2,0mmの長さに鍛造し、徐々に厚みを2,5～66mmまで薄くしていきます。この場合、部品 50 は翼の凹面側にリベット留めされます。翼を組み立てるときは、最初にロックナットをねじ込み、50x67 mm の角ワッシャーを置き、次に翼をハブに挿入し、必要な限界までねじ込み、適切な角度に置き、ロックナットで固定します。ロックナット、角ワッシャーの一方の端は部品 XNUMX の後ろで曲がり、もう一方の端はロックナットの後ろで曲がります。

必要な厚さの鋼板がない場合や、スピードコントローラーを使用したい場合など、翼を木製（木製翼サイズで長さ650mm）にした方が有利な場合があります。直径 6 mm のリベットまたはボルト 66 ～ 4 個で部品 67 に取り付けます。このオプションでは、木材の要件を減らすことができるため、製造が大幅に容易になります (木材がわずかにねじれている場合は、これをまっすぐにすることができます)。翼を適切な角度に回転させます)。このような翼のハブ (パーツ XNUMX または XNUMX) は、翼が回転しないように保護するキーを使用して発電機のシャフトに取り付けられています。これらの部品は、発電機のシャフトにあるボルトで圧入されます。

バランス調整。風力タービンの翼は同じ重量、同じプロファイルを持ち、厳密に同じ平面内で回転する必要があります。重量を確認するには、完成した翼をローラーの上に置き、その端を66つの水平な板またはベンチに置きます。翼の重い半分が軽い半分を上回る場合は、対応する重りを軽い半分に取り付けることでバランスを取る必要があります。これを行うには、パーツ 120 (金属翼) に鋼鉄または鉛 npQBojiOKH を必要な回数だけ巻き付けます。軽い木製の翼では、翼の軸から150〜XNUMX mm（それ以上）の距離に鋼製または鉛のワッシャーをネジで取り付ける必要があります。適切な重さのワッシャーを選択し、木製の翼に沿って移動させることで、任意の位置で翼のバランスを実現できます。このバランス調整は風の影響を避けるために屋内で行う必要があります。

両方の翼が厳密に同じ平面内で回転するかどうかを確認することも必要です。これを行うには、翼を発電機のシャフトに取り付け、翼の下端からそれに最も近い物体 (たとえば、このテストが実行されるテーブルの脚) までの距離を測定します。次に、発電機に触れずに翼を慎重に回転させ、テーブル上の同じ点までの距離をもう一方の翼から測定します。差が 2 mm を超える場合は、歪みを除去する必要があります。これを行うには、鋼製の翼をそれに応じて曲げる必要があり、木製の翼の場合は、翼と対応する側の部品 4 の間に紙または最も薄いブリキを配置する必要があります。場合によっては、ボルトをよりきつく締めるか、部品 14 に隣接する木製の翼の表面の部分をガラスでごくわずかにこするだけで十分です。

このようなバランスをとった後、翼はXNUMX回塗装されます。 XNUMX回目の塗装は、最初の塗装が乾燥した後に塗布されます。最終的なバランス調整は、ペイントの XNUMX 層目が乾燥した後に行われます。このために、明るい翼にさらに数回ブラシストロークを適用するだけで十分な場合もあります。さらなる操作中に、翼が「ビート」して頭を振っていることが判明した場合は、翼を取り外して、同じ面での重量と回転を再度チェックする必要があります。

著者：Perli S.B.

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