小麦粉ではなく、現在のものです。スキーム、説明

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小麦粉ではなく、電流です。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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自家製の発電所プロジェクトを開発して実装するには、アマチュアの設計者は、まず電力を供給する必要があるオブジェクト（別の建物、不動産、観光拠点、いくつかの家など）の特徴を分析する必要があります。同様に、水の流れや油圧装置を使用してレベル差を取得する可能性も考慮されます。マイクロ水力発電所が一定の負荷、一定の (日中) 消費電力で動作しなければならないことが判明した場合、水流は流量リミッターによって調整されます。最も単純なケースでは、XNUMX つのガイドの間に固定されたプレート (ボードなど) を使用できます。現在の状況に応じて、「標準」よりも下または上の位置に簡単に配置される可能性があります。そして、ここでは蓄電池を緊急に使用する必要はありません。電力消費量に大きな差がある場合（特に「ハサミ」がキロワット時を超える場合）、充電式バッテリーが非常に望ましいものになります。

水の流量と水がタービンに突入する高さが、水力発電所から負荷に供給される電力の主な要素です。彼らが言うように、計算にそれらを欠かすことはできません。

水流は、川の一定の部分（運河など）で、ストップウォッチとフロートを使用して測定されます。この区間の基準長さは約10mで、瀬上に設置された計測フロート（光球や泡片など）は障害物にぶつからずに移動します。そして、フロートがこの 10 メートル移動する時間の値から、流れ自体の速度を簡単に計算することができます。

しかし、チャネルの断面は何ですか？

対応する測定が XNUMX 点で実行されます。平均化されたデータを使用して、断面が求められます。速度もわかれば、流量自体も計算されます。

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米。 1. マイクロ水力発電所のレイアウトと構成: 1 - 本流流量 (オプション) 1,2 t/s の河川、2 - 流量リミッター (詳細は本文を参照)、3 - 流れのある輸送路速度 0,4 t/s、4 - 杭上のガイドトレイ (スクラップ材料から作られる: たとえば、適切なサイズと種類の木のブロック)、5 - 技術室 (木材とライニングで作られる)、6 - 動力伝達ライザー（磁器碍子が固定されている）、7 - 送電線（8線空気）、9 - 運転中の水力発電ユニット（a - 下向きの水の流れ、b - タービンアセンブリ、c - XNUMX段Vベルトトランスミッション、 d - 中間シャフトアセンブリ、e - 発電機、f - 鋼製ベースプレート、g - カラマツ杭またはオーク材）、XNUMX - 廃水排水管

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米。 2. 油圧タービン: 1 - クラウンリング (5 mm 鋼板、2 個)、2 - ブレード (5 mm、ステンレス鋼、12 個)、3 - ドラム (1,5 mm、錫)、4 - スポーク (から500 mm の 26 mm 鋼波形補強材、8 個）、5 - M12 ボルト（2 個）、6 - ハブスリーブ（100x20 シームレス鋼管から）、7 - タービンシャフト（St 45）、 8 - ハウジング内のボールベアリング（農業機械から、自動調心、2個）、9 - サポートプレート（チャネル番号18のセクションから、2個）、10 - セルフロックナット付きM20ボルト（ 4本）、11 - 皿頭付き大型ネジ（16本）、12 - 杭（アカシア、オークまたはカラマツ製、2150 mm、4本）

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米。 3. 主要コンポーネントの詳細を含む、自家製油圧ステーションの変形例の 1 つの運動学 (タービンインペラは示されていません): 45 - 水力タービンシャフト (スチール 2)、5 - フライホイールプーリーハブ (St 3)、12 - M4 ボルト、20 - V ベルト駆動初段フライホイール駆動プーリー (鋼 5)、10 - M4 ボルト (6 個)、10 - M4 セルフロックナット (7 個)、2 -コード織り V ベルト (8 本)、20 - 中間シャフトプーリー (鋼 9)、10 - ウェッジキー、45 - 中間シャフト (鋼 11)、12 - 鋼板、3 - カバー付きベアリングハウジング (St 13) )、180206 - ボールベアリング 2 (14 個)、8 - M8 ボルト (15 個)、8 - ワッシャー (16 個)、8 - M8 ナット (17 個)、800 - DC 発電機 (24 W) 、700V、18rpm）、6-座金付き大ネジ（19個）、20-ジェネレータープーリー（スチールXNUMX）

水位（輸送路）に必要な差を作り出すには、特定の水力工学作業が必要です。かなりボリュームがありますが、対応する構造は絶対に必要です（図を参照）。油圧流の潜在エネルギーは、次の式を使用して計算されます。

Wn = mgh、

ここで、Wn は位置エネルギーです。 m は 9,8 秒間にタービンに落ちる水の質量です (ここで、以前に求めた流量が役に立ちます!)。 g - 2 m/sXNUMX に等しい自由落下加速度。 h は滝の高さ (タービンを出る前) です。

自社生産用に提供されるタービンから得られる理想的な出力は約 10 kW です。図にそのバージョンが示されている実際のマイクロ水力発電所で動作すると、このようなタービンは負荷に800 Wを供給できます（ここでの避けられない損失を考慮に入れています）。これをもとに発電機を選定しました。パラメーターは次のとおりです: 800 W、24 V、700 rpm。

夕方と夜間の電気は主に照明に使用され（3〜4時間しか消費されない）、日中は1〜2台の冷蔵庫の電力に使用されるという事実を考慮すると、どうやら、24 V ネットワークでの充電と動作のために接続されたバッテリーに蓄えるのが合理的ですが、バッテリーは配電盤のできるだけ近くに配置する必要があります。結局のところ、ここでの損失は線路の長さと電気ケーブルの断面積に比例して増加します。

幸いなことに、アルミニウムコアの総断面積が 150 mm25 のケーブルを使用する 2 メートルのラインでは、「標準」を超えることはありません。

マイクロ水力発電所の水エネルギーから XNUMX ワットも失われないようにするため、タービンには、下降流の動力学を最大限に活用できる角度で取り付けられたブレードが装備されています。互いに追従するブレードは、「疲れた」使用済みの水によって速度を落とすことはできません。そしてここでは摩擦が最小限に抑えられます。結局のところ、タービンブレード（翼）とドラム（一種の「ボウル」）を形成するそれぞれの内面は、慎重に研磨されます。 Vベルト伝動のロスも大幅に低減され、発電機の回転数が最適な値になります。すべてのシャフトにはボールベアリングが使用されています。ベルトが滑らない（サポート取り付け箇所でテンション調整）。

次に、提案されたデザインのその他の詳細について説明します。重さ 26 キログラムのタービン (図を参照) は、12 つのリングリング (鋼板)、XNUMX 枚のブレード (ステンレス鋼)、ブリキのドラム、鉄筋補強材で作られた XNUMX 本のスポーク (直径 XNUMX mm)、およびハブで構成されています。ハブは XNUMX つの MXNUMX ボルト接続を使用して作業シャフトに固定されています。シャフトは XNUMX つの自動調心 (そして水から保護するために必ず密閉された) ボールベアリング上で回転します。

これらはすべて、最大 1,5 トンの荷重に耐えることができる 200 つのサポート上にあります。後者は、直径 250 ～ 700 mm (アカシア製) の 80 本の杭に取り付けられ、地面に 80 メートル打ち込まれます。タービンシャフト上にはフライホイール（直径60mm、重さ約XNUMXkg）が配置されており、XNUMX段Vベルトトランスミッションの駆動プーリーを兼ねています。回転数はXNUMXrpm（アイドリング時）、XNUMXrpm（負荷時）です。

発電機に必要な 700 rpm を得るために、プーリーを備えた中間シャフト (駆動 (D=150 mm) と駆動 (D=350 mm)) が導入されました。後者から、トルクが DC 発電機のシャフトに伝達されます。ここでのプーリーは、走行プーリー (Z=130) と考えることができます。したがって、マイクロ水力発電所に備えておいたほうがよいでしょう。例えば、廃止された農業機械から適切なものを選択します。確かに、以前のすべてのように。しかし、自分で作ることもできます。この方法は、雑誌で何度も詳細に掲載されているため、多くの DIY 愛好家によく知られている方法によるものです。

検討中の残りの構造は、イラスト自体から明らかだと思います。

また、このマイクロ水力発電所（24V、800W）の開発は、シャサ渓谷（標高600メートル）の観光森林基地のテントに電力を供給するために、コシャバ森林地帯で成功裡に実施されたことにも注目すべきである。海面）。

もちろん、他にも同様に価値のある開発があります。ロシア製も含めて。しかし、ここでは古代から、自由に流れる水のエネルギーをダムなく利用することに技術的思想が向けられてきました。

特に、1 世紀に遡る多くの文書には、ドン川のコサックの集落に川の流れの力で工場が建設されていたことが示されています。これらの水車の車輪は、急流に 4/XNUMX 沈み、XNUMX 隻のカヌーの間のシャフトに取り付けられていました。浮遊基地の名前に基づいて、このような構造物はそれ以来「カヌー」構造物と呼ばれるようになりました。さらに、この方向での技術思想のさらなる発展は、出現し、国民経済におけるその影響力をますます主張する電気工学によって刺激されました。

残念ながら、第一次世界大戦とその後の南北戦争により、この分野の科学研究は中断されました。そして1926年になって初めて（産業の成長とともに）、川の流れのエネルギーを利用して集団農場、国営農場、農民アルテルにエネルギーを供給する、安価ですぐに建設できるダムレス発電所のアイデアが実用化されました。「エンジニアB.カジンスキーによるカヌー水力発電所」の設計。 1926 年から 1930 年にかけて、そのような発電所が 4 基 (図 11 を参照) 建設され、その設計は今日の DIY 愛好家でも簡単に再現できました。

小麦粉ではなく、現在
米。 4. エンジニア B. カジンスキーによって設計されたボートフリーフローミニ水力発電所: 1 - 2 つのフロート (双胴船タイプ) 上の木製の着陸ステージ、3 - V ベルトマルチプライヤーによって発電機に接続された水車、4 - 補助室、6 - 条件付きで表示されていないアンカーを備えたストレッチャー（5個）、6 - 技術室、XNUMX - 送電線（架空XNUMX線）。ここで使用されている水車の特徴は本文中に記載されています。

ロシアの川（流速6...24メートル/秒）にある4,5枚の羽根（長さ1,0メートル、幅1メートル）を備えた直径1,5メートルの水車（流速10...12メートル/秒）の「心臓」は、そのようなものです。ミニ水力発電所は毎分 6 ～ XNUMX 回転し、最大 XNUMX kW のシャフト出力を生成します。後者は (V ベルトマルチプライヤーのおかげで) 発電機に転送されます。

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