Lenz2 vindmølle: 12 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:30

Denne instruktive vil vise dig, hvordan du bygger en Lenz2 vindmølle af materialer, du har rundt omkring i huset. Designet blev udviklet og testet af Ed Lenz fra Windstuffnow.com:https://www.windstuffnow.com/main/lenz2_turbine.htm Lenz2 VAWT (Vertical Axix Wind Turbine) er 4 fod høj og 3 fod i diameter. Det er i grunden en Savonius -stilmølle, men med den forfining, at de tre vinger også er formet til at give løft, fordi eller deres dråbeformede konfiguration. I ovenstående link beskriver Lenz, hvordan han placerede et ananometer inde i den stationære turbine og viste, at vindhastigheden tog fart forbi den solide del af vingerne. Denne turbine er mere effektiv end en ren Savonius, idet den gav både træk og løft. I mit design nedskalerede jeg diameteren til cirka 18 tommer og højden til 21 tommer. (Set i bakspejlet skulle jeg have gjort højden 18 tommer, så der ville være mere af midteraksen fri i begge ender for fleksibilitet ved montering.) Jeg var i stand til at bruge materialer, jeg havde til rådighed, til at bygge møllen. Da jeg testede det i en 15 mph vind, fungerede det så godt, at jeg var bange for at stoppe det af frygt for at blive skadet. Den eneste ulempe ved det, jeg producerede, er, at det syntes at producere meget lidt elektricitet. Dette skyldes ikke møllens design, men arten af DC -motoren, som jeg havde den knyttet til. Vægten i denne vejledning vil være på, hvordan man konstruerer selve møllen. Fuld kredit for designet og nogle af instruktionerne går til Ed Lenz. [Bemærk: Siden denne instruktør blev offentliggjort, lærte jeg mere om, hvordan vingerne skulle formes. Konstruktionsdetaljerne for lenz2 i denne instruks er stadig gældende, men vingens dimensioner i trin 2 bør erstatte dem, der er angivet i det nyligt indsatte trin 3.]

Trin 1: Nødvendige materialer

De materialer, du skal bruge, er angivet nedenfor. Erstat alternativer frit, hvis du tror, de vil fungere. Materialer Krydsfiner (kvart eller halv tomme) Stålbånd med huller i det (andre alternativer er mulige) Møtrikker og bolte24 tommer gevindstang (halv tommer diameter). 5 tommer møtrikker, der passer til althreadstangen (ca. 6 af dem) Tagblink, tyndt metalplade eller endda en slags fleksibel plast. 9 stykker tømmer,.5 "x 1" x 18 "hardware til montering af din turbine (du bliver nødt til at designe dette) VærktøjBor og bor bits snipsPuslespilNøgler

Trin 2: Klip vingestykkerne ud

[Bemærk: Vingens design i dette trin giver ikke det bedste løft. Se trin 3 for et bedre design. Det vil vise, at siderne af vingen ikke er symmetriske. Trin 3 vil også give en procedure til dimensionering af vingen baseret på diameteren af lenz2. (tilføjet 1. juni 2008). '' '] Endearmene til dråben vil give vingernes aerodynamiske form. Du skal bygge tre fløje, så du skal bruge 6 endestykker. Størrelsen, jeg brugte, var halvdelen af størrelsen i forhold til slutstykkerne beskrevet af Ed Lenz. De ligner dybest set iskegler. Jeg anbefaler, at du klipper en papskabelon ud og bruger den til at tegne seks billeder af den på en halv tommer krydsfiner. Sådan tegner du det: 1. Skær et rektangel af pap 3,5 "x 7,5" 2. Tegn en midterlinje langs den lange akse3. Lav et mærke på denne linje 1,75 "fra en af enderne (lad os kalde det den øverste ende) 4. Tegn en vandret linje gennem dette mærke til sidekanterne, så den skærer den lodrette linje ved 90 grader. 5. Brug en kompas, tegne en 1,75 "halvcirkel på oversiden af dette mærke. Det skal krydse de to sidekanter og den øverste kant. Fra hvor midterlinjen skærer den nederste kant, tegner linjer til de punkter, hvor den halve cirkel skærer sidekanterne. 7. Klip skabelonen ud. Brug papskabelonen til at tegne seks billeder på den halvtommers krydsfiner. Du kan redde dem på en sådan måde, at du ikke spilder krydsfiner. Brug et stiksav til at skære slutstykkerne ud.

Trin 3: Revision: en ændring i vingens form

Den originale form af vingen, der præsenteres i denne instruktive, er ikke helt i overensstemmelse med planen for Lenz2. Efter at have rådført mig med Ed Lenz blev jeg opmærksom på den fejl, jeg har begået ved fortolkningen af hans planer. Det nye design er illustreret i dette trin. Bemærk, at vinklen mærket "Vinkel A" er 90 grader. Side A er i en ret vinkel i forhold til diameterlinjen af vingens afrundede ende. I det originale design, som jeg præsenterede i denne instruktive, var de to linjer, der dannede den spidse ende af de, lige lange, og deres vinkler til diameterlinjen var identiske. Denne kegle var symetrisk, hvorimod keglen i den ændring, der er vist her, ikke er symmetrisk. At få vinkel A til at være 90 grader vil give vingen mere løft. Jeg har ændret størrelsen på designet, så jeg kan køre en minigenerator, der var blevet solgt på windstuffnow.com (men ikke længere er tilgængelig). De grundlæggende trin i fremstillingen af lenz2 er stadig gyldige. Grundlæggende beregning: Jeg forstår nu bedre, hvordan jeg bestemmer vingens størrelse og proportioner. Du bestemmer først, hvad diameteren på lenz2 vil være. Den nemmeste måde at gøre dette på er at bestemme, hvad afstanden vil være fra lenz2's midterakse til yderkanten af en vinge. Dette vil være radius af lenz2. Du fordobler det for at få diameteren. I mit nye design antog jeg, at diameteren på lenz2 vil være 16 tommer (det vil sige afstanden fra midteraksen til yderkanten af en vinge vil være 8 tommer). Til bestemme vingens diameter, multiplicere diameteren af lenz2 gange.1875. I mit eksempel 16 tommer *.1875 = 3,0 tommer. For at bestemme vingens længde multipliceres diameteren af lenz2 gange.4. I dette tilfælde er 16 tommer *.4 = 6,4 tommer. Længden af side A er 6,4 minus 1,5 eller 4,9 tommer. Jeg opretter en ny instruerbar, der inkluderer dette design i en lenz2, der driver en minigenerator

Trin 4: Skær ribben ud

Du skal have tre ribben for at forbinde de to endestykker i hver vinge. Længden af disse ribben bestemmes af, hvor høje du vil have vingerne. Jeg valgte 21 , fordi det var det, jeg troede, jeg kunne montere på den lodrette akse hele gevindstangen.

Ribbenene skal være.5 "dybe og 1" brede, og uanset hvilken længde du vælger (21 "i mit design). Du skærer ud. 5" x 1 "hak i slutstykkerne, hvor du vil lægge ribberne til. Jeg foreslår at du sporer enden af enden af en af ribberne på et stykke karton, som du kan bruge som en skabelon til at tegne på endebrikkerne. Du kunne måle rektanglet, men ved at spore det, kan du være sikker på, at hakene vil bare være stort nok.

Trin 5: Forbered slutstykkerne

Brug skabelonen.5 "x 1" til ribbenhak til at tegne tre hak på hvert slutstykke. To hak vil være på den ene side og en på den anden.

Der vil være et hak på hver side af slutstykket på det bredeste sted. Da dette vil være på en kurve, skal du sørge for, at dybden på hver side af skabelonen fuldt ud passer ind i slutstykket. Dette vil sikre, at ribben flugter med yderkant af slutstykket. På den ene side af endestykket nær den spidse ende tegnes et mønster, der er cirka en tomme fra punktet. Rektanglet vil være parallelt med den skrå side. Siden med to hak vil bagsiden af vingen (den side, der vender ud mod midten af turbinen.) Skær hakkene ud med et stiksav.

Trin 6: Planlæg vingevinklen

Den spidse ende af hver vinge vil blive drejet 9 grader tilbage mod midten af turbinen ved 9 grader fra parallelt med turbinens centrum. Denne måling blev empirisk bestemt af Ed Lenz. Jeg valgte den vinkel, og møllen syntes at fungere fint. Du vil have mulighed for at justere vinklen, efter at vingerne er monteret, hvis du føler, at du vil bevise det for dig selv.

Bor først et hul i midten af kegledelen af slutstykket. Dette vil være det punkt, hvor de lodrette og vandrette linjer mødes. Hullets størrelse vil være diameteren på bolten, som du vil bruge til at fastgøre den til stiveren, der fører fra midteraksen. Et sted langs en ret del af slutstykkets bagkant (siden med de to ribbeindskår) tegner en linje hen over endestykket, der er vinkelret på siden. Fra hvor den linje skærer slutstykkets bagkant, tegner du en linje 9 grader til højre for den 90 graders linje (dette vil være på den side, der er tættere på hullet). Denne linje vil være den, som stangen, der forbinder vingen med midteraksen, står på linje med. Hvis du ikke har en vinkelmåler, kan du se trin 8 for et link, hvor du kan downloade et vinkelmålerbillede. Gør dette med alle seks endestykker.

Trin 7: Saml vingerammen

For at samle hver vinge vil du indsætte en ribbe i tilsvarende hak på øverste og nederste endestykker. Sørg for, at ribben ikke stikker ud over de øverste og nederste stykker. De skal være flush.

Med en ribbe på plads skal du forbore et enkelt hul gennem ribben og ind i krydsfiner. Skru ribben på plads med en 1 træskrue. Du kan eventuelt lime disse ribber på plads, men dette er ikke nødvendigt, medmindre du bygger en møllen, som du rent faktisk har tænkt dig at bruge udenfor til at producere elektricitet. Fastgør de to andre ribber til form vingen.

Trin 8: Fastgør vingernes hud

Den runde del af vingen og bagsiden (siden med de to ribben) er dækket af en slags hud. Jeg valgte at bruge aluminiums blinkende materiale, som jeg havde tilovers. Du har muligvis anden form for materiale, der kan fungere.

Min blinkende rulle var 6 tommer bred. Jeg opdagede, at hvis jeg skar to stykker 6 "x 21", kunne jeg dække forkanten og bagsiden af hver vinge. Jeg var i stand til at vedhæfte et stykke blinkende fra den ene ribbe til den anden omkring forkanten. Jeg forankrede hvert stykke med et par metalskruer. Nogle af disse gik ind i ribbenene og andre ind i kanten af krydsfiner -endestykket. Derefter fastgjorde jeg det andet stykke blink til den bageste del af vingen, de blev skruet ind i de bageste ribber. Dette blinkende stykke kan overlappe lidt med det, der går rundt i forkanten. Gør dette for alle tre vinger. Nu er du klar til at fastgøre vingerne til midteraksen.

Trin 9: Forbered struts og centerdiske

Vingerne vil blive fastgjort til midteraksen (allthread bar) ved hjælp af to cirkler af krydsfiner og stiver, der forbinder disse med toppen og bunden af vingerne. Skær to 8 tommer cirkler af halv tommer krydsfiner. Ved hjælp af en helcirkelværn (jeg downloadede en fra https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/0/0f/Protractor1.svg/531px-Protractor1.svg.png) markerede jeg linjer på hver cirkel der var 120 grader fra hinanden. Disse vil være de linjer, som stiverne følger ud til vingerne. Bore et hul i midten af hver af cirklerne. Dette hul vil have samme diameter som all -thread baren. For stiver, der forbinder cirklerne med vingerne, har du en række valgmuligheder. Det nemmeste er måske bare at lave disse af træ. Jeg valgte at bruge træ til bundstiverne (fordi jeg ikke var sikker på, at metalremmen, jeg købte, ville understøtte vægten. Til toppen købte jeg et 4 fod stykke zinkbelagt metal, der havde huller i det langs midten linje af metalstrimlen. Jeg skar stiverne til 11 tommer i længden. Derefter placerede jeg enden af hver stiver 1 tomme fra midten af cirklen langs en af de 120 graders linjer. Jeg borede to huller i stiveren og en gennem en krydsfinercirkel. Jeg boltede dem fast på plads. Omkring en tomme fra den anden ende af stiveren borede jeg et hul med samme diameter som hullet i endestykket.

Trin 10: Monter vingerne til midteraksen

Tråd en 0,5 mm møtrik på bunden af aksen (all -thread bar), så den er cirka 2,5 tommer fra enden. Skub en af krydsfinerpladerne op fra bunden af aksen, hvor den møder møtrikken. Træk derefter en anden møtrik op på stangen, hvor den møder disken. Skru de to møtrikker mod hinanden, så skiven sidder godt fast på aksen.

Fastgør den anden disk til den anden ende af aksen. Du skal muligvis justere diskenes position, så de passer til vingernes højde og også giver plads til at fastgøre aksen til en generator eller en anden struktur. Bemærk, at der er meget lidt akse, der stikker over toppen af midterdisken. Jeg havde besluttet at lave vingerne 21 tommer på en 24 tommer aksestang. Dette var en fejl. Set i bakspejlet foreslår jeg, at du gør vingerne kortere, så du har meget mere af aksen, der stikker ud af bunden og toppen for fleksibilitet ved montering af hele møllen til en generator eller anden struktur. Jeg ville sandsynligvis gå med 18 tommer. Nu kan du montere vingerne. Med den overdækkede side af en vinge vendt mod aksen, boltes stiverne til endestykkerne. Disse kan være temmelig stramme, men løse nok til at rotere. Stil nu topstiveren op med den 9 graders linje, du tegnede, og stram derefter top- og bundmøtrikkerne ned. Denne vinkel vingerne mod midteraksen den rigtige mængde. Gør dette med de to andre vinger. Møllen er klar til at blive monteret på en generator eller en anden struktur.

Trin 11: Monter turbinen til generatoren

På en eller anden måde bliver du nødt til at montere møllen på en generator eller muligvis en slags understøtningsramme, der lader den rotere frit. I dette projekt monterede jeg den på en 24 volt jævnstrømsmotor, som jeg havde gemt fra en batteridrevet plæneklipper. Motoren blev brugt til at dreje plæneklipperens klinge. Motoren har plus og minus spade -stik i den ene ende og en aksel, der stikker ud fra den anden ende. Desværre var akslen en halv tomme i diameter med fint gevind. Dette gør det meget svært at parre sig med noget som en all -thread bar med en halv tommer grov tråd. Måden jeg løste problemet på er at bolt en L-formet beslag til motorens aksel. Derefter brugte jeg et stykke metal, som jeg havde gemt fra en gammel styrestang. Den er U-formet og har huller på siden og et gevindhul på toppen. Gevindet er en halv tommer groft gevind, bare perfekt til montering af gevindstangen. Til sidst boltede jeg det U-formede stik til L-beslaget. Jeg skar et hul i et stykke krydsfiner, der var stort nok til at indsætte motoren. Efter at have sat motoren i krydsfiner, boltede jeg den ned. For at prøve møllen placerede jeg hele affæren oven på en tung trækasse.

Trin 12: Demonstration af turbinen

Du kan se på videoerne, at møllen snurrer meget godt i den ret kraftige vind, der blæste. Jeg vil anslå, at det var omkring 15 mph. Det fungerede så godt, at jeg midlertidigt måtte binde møllen til kassen for at undgå, at den faldt om. Du kan tydeligt se, at det snurrer meget hurtigt, men også hopper rundt. Årsagen til dette er monteringen af turbinen til motoren er ikke perfekt. Det er lidt off-kilter, og dette kan aldrig forbedres med denne opsætning. Genererer det elektricitet? Trist at sige, ikke meget. Problemet er motoren. Jeg har ingen idé om motorens design. Du vil bemærke en ledning, der fører fra turbinen til ud af billedet. Dette er en forlængerledning med hanenden afskåret og fastgjort til motoren. Med denne opsætning kan jeg indsætte proberne fra et multimeter i hunenden. Det viser sig, at jeg næsten ikke genererer 1 volt, mens møllen kører meget hurtigt. Dette er det punkt, hvor et andet projekt skal starte. Der er mange diskussioner på internettet om, hvordan du bygger din egen generator. Det er også muligt at bruge den rigtige slags bilgenerator eller noget fra en vaskemaskine. Hvis du ikke har en generator i tankerne, vil jeg foreslå, at du tester dit håndværk ved at montere møllen på en slags struktur, hvor vinden vil fange den. Dette kan være en træramme eller noget lavet af PVC -rør. På denne måde kan du se, om designet fungerer, og om du skal foretage justeringer af vingernes vinkel. Du kan også måle, hvilken vindhastighed der er brug for for at starte møllen. Hvis du er interesseret i, hvad den gennemsnitlige vind er i dit område, kan du besøge en applikation, som jeg har på mit websted, der lader dig vælge en NOAA vejrstation i nærheden af dig og se et plot af vind, temperatur og tryk for det sidste døgn. Min applikation plotter disse data og giver dem i en tabel. Det, du ønsker, er den gennemsnitlige vindhastighed i løbet af de sidste 24 timer. Hvis du besøger din foretrukne placering med jævne mellemrum, kan du notere, hvordan gennemsnittet ændres. Linket er: