SILNIKI WIATROWE

 


SILNIK WIATROWY SZYBKOBIEŻNY (ŚMIGŁOWY) D-1,2 O MOCY 80W

Poniższy opis wykonania wiatraka pochodzi z książki W. Jagodzińskiego pt.: "Silniki wiatrowe", PWT Warszawa 1959 r.


Rys. 2

Zespół wiatrowo-elektryczny D-1,2 o mocy 80 W (rys. 2) jest najprostszym zespołem o średnicy śmigła 1,2 m i o szybkości obrotowej od 300 do 800 obr/min. Zespół ten jest bezprzekładniowy i może być wykonany przez każdego nieco uświadomionego w mechanice stosowanej. Dla ułatwienia tej pracy w tabeli podano wszystkie części składowe zespołu wraz z ich szkicami.

Ilość sztuk

Nazwa części

Szkic lub dane techniczne

Materiał

1

Prądnica prądu stałego

6V; 80W; 300÷800 obr/min

------

1 Śmigło Sosna klejona
1 Tarcza hamulcowa Stal
1 Nakładka na śmigło Stal
2 Śruba do umocowania tarczy hamulcowej do śmigła Stal
6 Podkładka Stal
1 Obejma siodła Stal
1 Siodło wraz z rurą nasadczą Stal
1 Rura osadcza Stal
1 Ramię steru tylnego Stal
1 Cięgno hamulcowe Stal
1 Prowadnik cięgna hamulcowego Stal
3 Śruba do obejmy siodła Stal
1 Osłona prądnicy Blacha stalowa
1 Płat steru Blacha stalowa
1 Śruba podsiodłowa Stal
1 Pierścień wsporczy Mosiądz
1 Tulejka izolacyjna Bakielit
1 Rurka rozpórkowa Stal
1 Tulejka wsporcza Stal
2 Płytka Stal
1 Dźwignia hamulcowa Stal
2 Chomątko do umocowania rury osadczej Stal
1 Haczyk Stal
1 Sprężyna Stal
1 Wspornik gniazdka przyłączonego -----
1 Rurka gumowa Średnica wewnętrzna 10 mm, długość 0.5 m -----
1 Przewód giętki Przekrój 2×2.5 mm2, długość 3 m -----
1 Wtyczka przyłączowa Dwukołkowa -----
1 Gniazdko przyłączowe ------------------- -----
3 Wkrętka do drzewa Średnica 5 mm, długość 40 mm -----

Dwułopatowe śmigło drewniane jest wykonane ze sklejonych desek sosnowych wg rys. 3 oraz pomocniczych wzorników przedstawionych na rys. 4. Prawidłowe wykonanie śmigła jest sprawą najtrudniejszą, jednak przy pewnej dozie umiejętności i staranności można je dobrze wykonać w sposób następujący.

Jakkolwiek najlepiej jest wykonać śmigło z drewna klejonego, jednak w ostateczności można je również wykonać i z pojedynczej deski, ale musi być ona wtedy wycięta ze środkowej części pnia, aby słoje drzewne przebiegały w niej możliwie prostopadle do szerokości deski. W desce tej nie może znajdować się jednak rdzeń drzewny. Deska ta musi być sucha, niepopękana i prosta oraz powinna posiadać następujące wymiary: długość 1300 mm, szerokość 120 mm i grubość 50 mm.

Deskę te należy po jednej stronie dokładnie ostrugać, aby otrzymać gładką i równą powierzchnię (płaszczyznę). Na powierzchni tej wyznacza się możliwie dokładnie osie podłużną i poprzeczną oraz z punktu ich przecięcia się zakreśla się koło (niepełne) o średnicy 160 mm. Następnie po obu stronach osi poprzecznej w odległościach zaznaczonych na rys. 3 kreśli się linie równoległe, odpowiadające miejscom podanych przekrojów śmigła.

Rys. 3. Dwułopatowe śmigło zespołu D-1,2.

Na liniach tych zaznacza się po obu stronach osi podłużnej odpowiednie wymiary szerokości śmigła (rzuty długości profilów), a po połączeniu tych punktów linią otrzymuje się zarys rzutu całego śmigła na płaszczyznę poziomą; według tego zarysu trzeba deskę obciąć piłką.

Rys. 4. Wzorniki do wykonania śmigła zespołu D-1,2.

W celu ukształtowania przedniej (odwietrznej) powierzchni śmigła należy na obu bokach deski odpowiednio zaznaczyć odległości od jej powierzchni górnej obu końców krawędzi profilów przekrojowych (bez uwzględnienia ich zaokrągleń) i połączyć je odpowiednią linią; według tej linii należy zbędny materiał deski zestrugać. Podczas tego zestrugiwania sprawdza się linią prostą przykładaną poprzecznie do deski prawidłowość otrzymywanych dolnych krawędzi profilów.

Tylną (grzbietową) powierzchnię śmigła należy zestrugiwać wg wzorników górnych z rys. 4 wykonanych w wielkościach naturalnych ze sztywnej tektury. Zestrugiwanie to należy przeprowadzić w ten sposób, aby każdy wzornik w odpowiednim miejscu dokładnie przylegał do powierzchni śmigła.

Następnie należy wykonać zaokrąglenia i wykończenia dolnych części profilów wg ich wzorników dolnych (rys. 4) oraz dokładnie zestrugać środkową część śmigła do grubości 30 mm (rys. 3) i wywiercić w środku, odpowiedni otwór do osadzenia śmigła na wale prądnicy.

Następną czynnością jest wygładzenie powierzchni śmigła papierem szklistym, po czym śmigło należy dokładnie zrównoważyć statycznie.

W tym celu śmigło umieszcza się wg jego osi poprzecznej na ostrej krawędzi odpowiedniej podpory i doprowadza się je do położenia poziomego przez dodatkowe wygładzanie papierem szklistym stwierdzonych nierówności na połowie cięższej albo też przez dodatkowe obciążenie połowy lżejszej wbitymi w nią gwoździkami.

Dla ochrony przed wpływami atmosferycznymi śmigło należy dwukrotnie zagruntować gorącym pokostem, a po jego wyschnięciu i przetarciu drobnym papierem szklistym należy je pomalować odpowiednim lakierem.

Po przymocowaniu do śmigła tarczy hamulcowej 2 (rys. 1) umieszcza się je na wale prądnicy i przez stalową nakładkę unieruchamia się nakrętką. Prądnicę umieszcza się w siodle głowicy 5 i umocowuje się ją tam wierzchnią obejmą 3.

Najlepiej nadaje się prądnica radziecka typu GBF4600, 6V 80W, 300 do 800 obr/min i do jej wymiarów są przystosowane wymiary otworu w śmigle, wymiary siodła dla niej w głowicy zespołu, jak również i wymiary obejmy wierzchniej (podane na rysunkach w tabeli). Zamiast tej prądnicy może być również użyta jedna z prądnic samochodowych dostępnych w Polsce, np. typy: Pla od samochodu M-20 Warszawa, P2a od samochodu GAZ-51, P3a od kombajnu zbożowego, P6a od samochodu Star 20. Charakterystyki tych prądnic są do siebie zbliżone: 12 V, 13-18 A, szybkość obrotowa 800 do 1450 obr/min. Przez zmniejszenie szybkości obrotowej tych prądnic do połowy (400 do 725) oraz przez przełączenie ich uzwojeń magnesujących z szeregowych na równoległe łatwo jest je przystosować do naszych celów.

Wymiary otworu w śmigle oraz wymiary siodła w głowicy zespołu i obejmy wierzchniej należy przystosować do wymiarów posiadanej prądnicy.

W celu ochrony prądnicy przed zamoknięciem należy okryć ją odpowiednio wykonaną z blachy osłoną.

Głowicę zespołu stanowi rura stalowa o wewnętrznej średnicy 50 mm i długości 200 mm, do której jest przyspawane wyżej wspomniane siodło prądnicy wykonane z płaskownika szerokości 100 mm i grubości 4 mm.

Głowica zespołu jest nasadzona na stojak rurowy 7 wykonany z rury o zewnętrznej średnicy 48 mm i długości 1000 mm, wokół którego na odpowiedniej tulei może się obracać. Stojak ten przy pomocy dwu chomąt rozstawionych na odległości 500 mm jest przymocowany do wierzchołka drewnianego słupa odpowiedniej wysokości.

Do nastawiania silnika pod wiatr służy ster tylny 6 umocowany w głowicy zespołu (pod siodłem) przegubowo w ten sposób, że może się nieco wahać w płaszczyźnie pionowej. Płat steru o wymiarach 350 na 380 mm jest wykonany z blachy stalowej grubości l mm. Na drugim końcu ramienia steru jest umocowana dźwignia hamulcowa, mogąca swą główką o odpowiedniej wklęsłości opierać się na obwodzie tarczy hamulcowej. Aby zaś podczas pracy śmigła nie było ono hamowane, ramię steru jest podciągane ku górze przez odpowiednią sprężynę zaczepioną u tylnej pokrywy prądnicy.

Do zatrzymywania śmigła, np. podczas zbyt silnego wiatru wystarcza niewielkie ściągnięcie za pośrednictwem linki i cięgna 7 ramienia steru ku dołowi, przez co główka dźwigni hamulcowej może się oprzeć o tarczę hamulcową, wywołując odpowiednie tarcie.

Giętkie przewody od prądnicy są przeprowadzone przez środek rurowego stojaka i są zakończone dwukołkową wtyczką 9 wetkniętą w gniazdko 10. Co pewien czas, np. raz na pół roku trzeba wtyczkę wyjąć z gniazdka i sprawdzić, czy przewody nie są zbyt skręcone, co by mogło spowodować ich zerwanie się. Aby do tego nie dopuścić przewody należy rozkręcić.

Bateria akumulatorów o napięciu 6 V, (trzy ogniwa), typu samochodowego musi być przyłączona do prądnicy za pośrednictwem odpowiedniego samoczynnego wyłącznika, również typu samochodowego.

Regulacja szybkości obrotowej zespołu jest dokonywana systemem obciążenia użytecznego.

Do powyższego opisu dodam parę uwag:

  1. Zamiast tarczy hamulcowej można wykorzystać koło pasowe prądnicy, które należy tak przerobić, aby można do niego przymocować śmigło. Do dźwigni hamulcowej mocujemy odpowiednio (wystarczająco mocno) wycinek paska klinowego, tak by przy zaciągnięciu hamulca wchodził w rowek koła pasowego.

  2. Opisane tu śmigło można wykonać na bazie żywic epoksydowych.

  3. Można użyć programu Wiatrak 1.1 i zaprojektować śmigło w oparciu o wybrany profil (opis w pomocy do programu).

 


 

 http://darmowa-energia.eko.org.pl