Самодельный ветрогенератор для забора воды
Хочу рассказать о ставшей уже легендарной на просторах рунета конструкции этого вертикального ветрогенератора, оригинал которой здесь Этот ветрогенератор построил в далеком 2005-м году Андрей Анатольевич Батрак г. Кривой Рог Украина.
У него в аренде было 15 гектар земли, расположенной в трех километрах от ближайшего села, на которой так-же имелось небольшое естественное озеро. Рядом с ним был построен домик. Так-как здесь не-было электричества, в доме сделано 12-ти вольтовое освещение от автомобильного аккумулятора, а так-же к нему подключался маленький телевизор на 12 вольт.
Но аккумулятора на долго не хватало и его приходилось часто возить на зарядку в город за 50 километров. Кроме такой необходимости в зарядке аккумулятора глубокий разряд так-же существенно сокращает срок службы его, так-как свинцово-кислотные аккумуляторы не любят глубоких разрядов.
Идея построить ветрогенератор возникла сама собой, в этом случае казались только одни плюсы и простота. Надо было заряжать аккумулятор, и ради этого возится с бензогенератором не хотелось, так-как это шум и топливо, а ветряк не шумит и не требует топлива.
В поисках информации в интернете о ветрогенераторах была найдена простая конструкция вертикального ветрогенератора, которая очень понравилась своей простотой, а так-же тем что ее вроде-бы рассчитал какой-то умник, а так-же как он заявлял что с нее можно получить до 800 ватт мощности. Изначально конструкция там была из фанеры, а здесь было проще все сделать из имеющегося в наличие материала, а имелся всякий металлолом.
Изготовление ветрогенератора.
Лопасти для ветрогенератора сделаны из жести от автомобильных крыш, в количестве 4 шт. Размеры лопасти ширина 80 см , а высота 1 метр, общий диаметр окружности лопастей получился 1,9 метра. Для креплений лопастей к оси приварены пластины. Ось представляет из себя двухдюймовую трубу, которая прикручена через приваренный фланец к жигулевской полуоси. А полуось посажена на два подшипника.
Верхний — 308 от волговской полуоси, а нижний — 306 от жигулёвской полуоси. Подшипники закреплены в разборном основании, сделанном из уголка. Хомуты для крепления подшипников я сначала были прихвачены сваркой вместе с подшипниками, а затем вынув подшипники обварены по кругу оставив немного непроверенного места для зажима подшипников, в общем если расслабить болты, то подшипники легко снимаются.
Когда делался генератор, то расчет был на 150-200 об/м на ветре около 12 м/с, исходя из этого был сделан мультипликатор для автомобильного генератора Г-250 на 60 ампер. Мультипликатор собран на основе задней звездочки от мопеда на 48 зубов, которая установлена на вал ветрогенератора. Через цепь привод крутил вторую звездочку на 10 зубов, которая крутила шкив, а он через ремень крутил генератор. Общее передаточное число получилось примерно 1 к 12-ти.
Но как оказалось обороты лопастей намного ниже ожидаемых и на ветре 10-10м/с обороты лопастей всего 30-40 об/м. При ветре 4-5м/с частота вращение ротора ветрогенератора всего около 15 об/м, через мультипликатор генератор крутился со скоростью всего 150-200 об/м, и выдавал всего лишь 6-8 вольт. После таких просчетов почему-то вспоминался тот умник, советовавший и обещавший совсем другие параметры ветрогенератора, скорее всего он ничего не считал и не делал.
Дальше поднимать обороты автогенератора не хотелось, так-как мультипликатор заберет много мощности на себя. Было решено изготовить новый генератор. Конструкцию нового генератора подсмотрел в интернете, это дисковый или как его еще называют аксиальный генератор на постоянных магнитах. Но из этого генератора тоже ничего хорошего не вышло.
В итоге чтобы такая конструкция не простаивала без дела было решено приладить к ней насос чтобы качала воду из озера. Дело стало за насосом, который был сделан из тормозной передней камеры от ЗИЛ. Тормозная камера была разобрана и модернизирована. Заменена мембрана на более мягкую, которая вырезана из автомобильной камеры.
Так-же приварены два вывода с резьбой пол-дюймовых для соединения шлангов. И просверлен шток, в котором нарезана резьба под болт М10 для крепления прижимной пластины мембраны. Ход штока мембраны 3см, он прикручен к валу ротора болтом М10 со смещением от цента на 1,5см.
Чтобы тормозная камера заработала как насос на выводы прикручены обратные клапана. Это обычные обратные клапана для поливных шлангов, кстати очень герметичные и воду насос закачивает прямо на сухую без дополнительного заполнения водой системы, что очень удобно, ведь ветер не постоянный и система работает не стабильно.
Расстояние от озера до дома 40 метров. При ветре примерно 5-6 м/с ветрогенератор накачивает бочку объемом 75 литров примерно за полчаса. При таких ветрах правда ветрогенератор часто останавливается и работает не стабильно, уверенней работает на ветру 7-10 м/с. Если пальцем зажать шланг, то струя бьет до четырех метров, давление насос развивает примерно пол-атмосферы.
С насосом ветрогенерато страгивается и начинает работать на ветру 5-6м/с, в будущем хотелось сделать более слабенький насос чтобы он качал на более слабых ветрах, за счет чего увеличить общее время работы насоса, ведь хорошие ветра не часто.
Сама конструкция ветрогенератора очень устойчива за счет своего веса и раскинутых опорных ножек. Даже при штормовом ветре стоит как вкопанная. Надежность конструкции не вызывает сомнений так-как все сварено надёжно, а ось на крупных подшипниках, которые рассчитаны на гораздо большие нагрузки в автомобилях.
Из недостатков можно выделить главный, это слишком маленькие обороты, из-за этого трудно приладить к ветрогенератору какой либо генератор. Сам ветрогенератор не шумит, ну это и понятно так-как обороты очень маленькие. Когда стоял генератор с мультипликатором то была еле слышна работа мультипликатора.
Так-же одно время ветрогенератор был установлен на крыше дома, и из-за этой вращающейся штуковины все чаще в гости под разными предлогами стали заезжать местные селяне, и расспрашивать что да как и зачем.
Расходы на изготовление этой ветроустановки совсем небольшие, немного денег и свой приятно потраченный труд.
Подшипники -34 гр. 12 метров уголка -79 гр. Два полудюймовых клапана -12 гр. 1 банка краски -10 гр. Пневмоцилиндр -30 гр. Полуось б/у -25гр. Крыши от машин достались бесплатно. Итого: 190 гривней или 29 евро.
Для выработки электроэнергии вертикалки не очень годятся, а вот совершать напрямую какую нибудь работу могут хорошо, там где нужен большой крутящий момент и небольшие обороты. Например подавать воду из скважины или колодца, или просто перекачивать. Что нибудь перемалывать приводя в движение дробилку. При этом не нужны ни какие аккумуляторы, а значит ветрогенератор получается очень дешёвый и быстро себя оправдает.
Ветряной насос для воды своими руками
Как и в случае с моим проектом люстры на открытом воздухе, большинство деталей для этого ветряного насоса были изготовлены из того, что я нашел в мусорном контейнере для велосипедов. Я не знаю имен для всех этих частей, поэтому я не называю их. Что я могу сказать, так это то, что элементы, выглядящие как шестерни, не были шестернями на мотоциклах (я превратил их в шестерни, добавив болты). Я нашел их на колесах для горных велосипедов, и они могут быть установлены только на те колеса, которые были на первом месте.
Я также не уверен, что лучший способ собрать этот ветронасос, так что я просто расскажу, что я сделал.
1. Добавлены маленькие болты в каждое другое отверстие в одной из «шестеренок». Для верхней (горизонтальной) передачи я использовал более короткие болты; более длинные для вертикального. Я оставил верхние болты как есть и наложил нейлоновые проставки на зубья вертикального зубчатого колеса, закрепив их тефлоновой лентой.
2. Прикрепите горизонтальную шестерню к оси колеса горного велосипеда.
3. Прикрепите второй обод колеса велосипеда к первому с помощью трех металлических кронштейнов (мой из-за изменения планов оказался короче, чем показано на этом рисунке).
4. Найден способ закрепить 1 «тройник из ПВХ на верхней части штатива.
5. Установить приспособление для велосипедного колеса в верхнюю часть тройника из ПВХ. Я использовал пару деревянных круглых деталей, просверленных из куска 1×2. Отверстие в центре деревянных деталей надежно удерживало тягу оси. Я использовал пару лишних деталей в качестве проставок, чтобы поднять горизонтальную передачу до того места, где она будет захватывать вертикальную передачу.
6. Установлен вертикальный редуктор в горизонтальную часть из ПВХ. Передача должна находиться на шариковом подшипнике, чтобы она могла свободно вращаться. Я использовал часть оси, которая имела подшипник внутри. Используйте все, что вы можете найти, чтобы «запихнуть» механизм на место и не дать ему колебаться.
Я должен был сделать много шимминга и бритья, чтобы привести вещи в порядок. Я переливался туалетной бумагой из картона и побрился дреммелем или наждачной бумагой. Ты делаешь то, что должен.
Шаг 2: Создание ветроуловителя
Я хотел, чтобы ветрозащитная пленка была больше, чем те, что я установил на штуковину для отпугивания оленей, но все еще светлая. Олово казалось идеальным материалом, но я боялся разрезать все, когда пытался нарезать кусочки олова по размеру. Поэтому я кропотливо валял пять кусочков шелка и покрывал их полиуретаном. Они получились ошеломляющими, но когда я установил их и отправил мельницу на тест, они были совершенно неудачными. Ветер не знал, что делать со всем этим пухом.
Я не знаю, как называется этот пластик. Я использовал его как рассеиватель света в фотографии, так как он полупрозрачный и легкий. Надеюсь, кто-нибудь узнает, как он называется и где его купить.
Для фольги я разделил то, что у меня было на пять. Затем я купил шелковый шарф в благотворительном магазине и разрезал его на пять частей (немного больше, чем фольга).
Я отшлифовал тусклую сторону пластика и покрасил.
Приклеив шелк к пластиковым листам, я обрезал лишний шелк и пробил отверстия для спиц, которые удерживали их на ободах велосипедного колеса.
Шаг 3: Установка фольги
Чтобы установить фольгу от ветра, я просверлил пять отверстий, достаточно больших, чтобы в них можно было вставить велосипедную спицу — в оба обода велосипедного колеса. Спицы вставляются с внутренней стороны обода и закрепляются эпоксидной смолой. Как только эпоксидная смола высыхает, фольга надевается на спицы и закрепляется на внешней стороне спиц эпоксидной смолой. Я прикрутил гайки спиц к концам спиц, чтобы не дать пленке упасть.
Шаг 4: Разъем ветряного насоса
Если вы внимательно посмотрите на механизм вертикального зубчатого колеса, вы увидите маленький красный шариковый подшипник на задней стороне одного из зубьев шестерни. Этот подшипник и другой идентичный подшипник, прикрепленный к поршню на водяном насосе, позволяют свободно перемещаться соединительному элементу между ветряной мельницей и водяным насосом, передавая горизонтальную силу ветра в силу подъема и опускания водяного насоса. Сам соединительный стержень изготовлен из ПВХ. Я покрасил его так, чтобы он выглядел ржавым, а затем вставил несколько пластиковых гаек в пластик, нагревая их над газовой плитой.
Шаг 5: ПВХ водяной насос
Вот чертеж пистолета с водяным насосом из ПВХ, который я сделал для своих посетителей. Я не сделал никаких изменений, кроме как добавить петлю с проушиной к верхней части поршня и закрепить второй шарикоподшипник на крюке.
И вот также видео того, как я собрал это.
Шаг 6: Сборка ветряного водяного насоса
Чтобы собрать ветряной водяной насос, я врезал металлический стержень в землю, где я хотел, чтобы насос стоял. К этому стержню я прикрепил внешнюю часть механизма насоса с помощью двух винтовых зажимов. Затем я расположил часть ветряной мельницы в центре над насосом и достаточно высоко, чтобы соединительный рычаг растягивался и сжимался без перегибов. Наконец, я прикрепил соединительный рычаг к двум шарикоподшипникам — один на горизонтальной шестерне, другой на поршне насоса.
Проект завершен. Это действительно вещь красоты …
Шаг 7: Отчет об ошибке
Самая большая проблема этой конструкции водяного насоса, работающего от ветра, заключается в том, что каждая отдельная часть узла немного колеблется, и все колебания поглощают много энергии ветра, которая вместо этого должна идти на перекачку воды. Чтобы решить эту проблему в следующей версии, я бы:
1. Использовал более крепкий штатив.
2. Используйте велосипедный обод, который не деформирован. Нижний край этого проекта сильно согнут из-за аварии на велосипеде, и движение, которое он совершает, тратит впустую энергию ветра.
3. Используйте олово или ПВХ для защиты от ветра и прикрепите их непосредственно к ободам велосипедного колеса. Мое моющее средство для оленей имеет меньшую фольгу, но они более эффективны, чем у этой системы водяного насоса. Много энергии ветра теряется при встряхивании велосипедных спиц.
4. Используйте более тяжелый стержень, врезанный в землю, чтобы удерживать водяной насос. Или установите все это на стойку 4х4, чтобы избежать нежелательных движений.
5. Сделайте все детали как можно более легкими, особенно соединительный рычаг между шестерней и поршнем насоса. Чем больше вес должен поднять механизм, тем больше ветра потребуется для его подъема.
6. Найдите лучшее решение для прокладки поршня. Чем сложнее толкать и тянуть поршень, тем больше энергии ветра требуется для накачки воды. Я использовал масло 3М для смазки резиновой части поршня, но думаю, что мое не так эффективно, как могло бы быть.
Любые решения вышеперечисленного будут оценены.
Шаг 8: Работающий водяной насос из велосипедных деталей
Вот окончательная модернизация ветрового насоса, включая многие предложения, сделанные читателями (спасибо!).
Посмотрим, смогу ли я перечислить их:
* Заменена одна полая металлическая труба для магистрали всей ветротурбины / насосной системы (раньше была штативом).
* Опустите систему клапанов на землю, чтобы насос не поднимал воду так далеко.
* Снял нейлоновый наконечник с выпускного конца, чтобы снизить давление.
* Поменял поршень из ПВХ для велосипедного удара (после снятия пружины и спиливания наконечника).
* Заменен рычаг из ПВХ для внутренней части велосипедного амортизатора.
* Вставлены компакт-диски под углом 45 градусов в верхний обод велосипеда (не уверен, что это оказало большое влияние)
* Снижение сопротивления ветра на парусах за счет отсоединения нижней части каждого паруса от нижней спицы, оставляя спицу на месте, чтобы удерживать парус в «режиме атаки», но позволяя ему отклоняться в сторону в «режиме сопротивления». Это было ЕДИНСТВЕННОЕ НАИБОЛЕЕ ЭФФЕКТИВНОЕ изменение для насоса ветра!
Спасибо всем за ваш вклад!
Ветряной насос для воды своими руками: эффективное решение проблемы водоснабжения
Жизнь дачников немало осложняет отсутствие загородного водопровода. Полив участка, приготовление пищи, решение прочих бытовых вопросов — все это требует значительного количества воды, таскать которую от ближайшей колонки очень тяжело. Решение проблемы — бурение скважины для последующего забора воды с использованием погружного насоса. Электроэнергию для работы устройство будет получать от централизованной энергосети. Если же качество электроснабжения на участке оставляет желать лучшего, домашний умелец легко сможет самостоятельно сконструировать и установить на участке обычный ветряк. Приходя в движение за счет силы ветра, он обеспечит работу насоса, и из скважины в дом будет стабильно поступать чистая вода.
Немного физики для тех, кто решил серьезно заняться проблемой водоснабжения
Работа погружного насоса основана на вращательных движениях кривошипного механизма. Запустить устройство в действие позволяет обычный ветрогенератор. Его эффективность доказана практическим опытом многих дачников, сумевших разобраться с нюансами механизма и самостоятельно сконструировать его. Действительно, несмотря на кажущуюся сложность, собрать ветронасос своими руками можно достаточно быстро и с минимальными затратами. Единственное условие — при выполнении расчетов и разработке чертежей важно учесть несколько моментов:
- Чем глубже скважина, тем больше энергии требуется для работы насоса, и тем мощнее должен быть новый ветрогенератор.
- Для стабильной работы погружного механизма ветряного насоса для воды на его штоке постоянно должно быть некоторое усилие. Иначе вода будет подаваться с перебоями.
- В конструкции ветряка необходимо учитывать силу ветра на участке. Чем крупнее модель устройства, тем больше ветровой энергии требуется для его запуска. При слабом ветре такой генератор будет находиться в покое. Зато крупный ветряк отличается высокой мощностью, в отличие от более компактных моделей.
Как показывает опыт, первоначальный выбор в пользу крупного ветрогенератора со временем заставляет подумать о приобретении или изготовлении устройства средних размеров. Некоторые потери мощности в данном случае компенсируются стабильной работой ветряка даже при небольшой скорости воздушного потока. Тем более что на большей части страны сильные ветра наблюдаются сравнительно нечасто.
Из каких материалов можно собрать самодельные ветряные насосы для воды
Простота конструкции технических устройств в большинстве случаев означает их надежность. Ветряной насос для воды своими руками — не исключение. Модель в виде помпы не требует сложной сборки и гарантирует безотказную и продолжительную работу. Такая конструкция имеет форму цилиндра, нижняя часть которого соединена с обратным клапаном и всасывающим патрубком. Внутри цилиндра в вертикальном направлении двигается поршень. Разреженная среда, создаваемая при поднятии поршня, заполняется водой из скважины, которая затем поступает в дом по системе труб.
В перечне материалов для сборки ветряного насоса своими руками — пластик и металл. Каждый из вариантов имеет свои достоинства и отдельные недостатки:
- Металлическая конструкция прочнее и долговечнее. Для сборки металлического насосного оборудования используют детали из латуни и дюралюминия. Стоит учесть, что далеко не все сплавы способны длительное время выдерживать повышенную влажность окружающей среды. Кроме того, изготовление деталей такого насоса требует наличия токарного оборудования.
- Пластиковые модели не боятся воды. Конструкция такого ветряного водяного насоса легко собирается из полипропиленовых труб. В качестве обратного клапана можно использовать резину, прикрепленную к заглушке. Двигаясь одновременно с поршнем, она поднимется, открывая путь для воды. А при опускании поршня резиновая деталь перекроет выход, тем самым исключив утечку. Однако с наступлением сильных холодов возникает риск разрыва конструкции из-за распирающего действия замерзшей воды.
Более простое решение — приобретение готовой модели насоса достаточной мощности. Оно позволит сразу перейти к сборке конструкции ветрогенератора и сэкономит время на запуск новой системы альтернативного водоснабжения.
Как выбрать и изготовить модель ветронасоса для воды своими руками
Работу рекомендуется построить в такой последовательности:
- Выполняется расчет оптимального размера лопастей, после чего из металлического листа толщиной 1 мм вырезается необходимое количество деталей .
- Изготавливаются спицы для лопастей. Для этого берут металлические трубки нужной длины диаметром около 12 мм.
- В ступице, на которой крепятся лопасти, на токарном станке выполняют нужное число отверстий – гнезд. Спицы вставляют в гнезда ступицы и зажимают болтами.
- Лопасти фиксируют на несущих спицах методом клепки.
- Чтобы изготовить стабилизатор ветряка, используют листовой дюралюминий около 5 мм толщиной. Увеличить его жесткость можно с помощью проволочного каркаса. Стабилизатор крепится на ветряк с помощью алюминиевой трубки диаметром около 32 мм.
- Для сборки редуктора ветрогенератора используют листовую сталь толщиной 5 мм. Из нее вырезают и сваривают деталь корпуса. В качестве шестерней можно использовать аналогичные детали старых советских авто, которые подходят по размеру к готовому корпусу. Для заполнения пространства между днищем и шестернями редуктора приготавливают смесь литола и нейтрального масла, чтобы готовый состав имел текучее кашеобразное состояние.
- В качестве мачты для ветряка используют трубы диаметром 10 см с фланцевым соединением.
- Для конструкции насоса изготавливают специальный насосный ящик. Для работы потребуются металлические листы толщины не менее 2 мм, из которых вырезают подходящие по размеру детали и сваривают их в единую конструкцию. Внутрь устанавливается обычная модель бытового ручного насоса, диаметр цилиндра которого составляет 76-80 мм. Если его необходимо заставить работать в горизонтальном положении, штатные клапаны заменяют резиновыми деталями того же размера.
Предлагаемая конструкция ветронасоса легко справится с подъемом воды с глубины до 12 м. При условии исправности обратного клапана поршневой конструкции насоса его работа будет стабильной и безотказной.
Если вы остановили выбор на горизонтальной конструкции ветряка, необходимо приобрести или изготовить горизонтальный вал, устройство для передачи вращения на кривошипный механизм, а также — симметричную лопастную конструкцию, напоминающую мельницу. Вращающийся вал устанавливают на поворотную платформу, после чего на него монтируют лопасти. Вращение на кривошип передает цепная или зубчатая передача.
Привязка ветряного генератора к водяной скважине существенно ограничивает выбор подходящего места для монтажа устройства. Поэтому рекомендуется сразу отдать предпочтение прочной и высокой мачте, чтобы позже не заниматься переносом или переделкой всей конструкции.
Источник http://e-veterok.ru/vetrogeneraror_dlya_podyema_vody.php
Источник https://izobreteniya.net/vetryanoj-nasos-dlya-vody-svoimi-rukami/
Источник https://altenergiya.ru/veter/vetryanoj-nasos-dlya-vody.html