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エコ発電 製作構想 その2

さて、大体の配線方法などが決まったところで、次に考えなければいけないのがオルタネータが安定して発電する回転数。
色々なメーカーの出力カーブを見ると1000rmp以上の回転が必要のようだ。車ではエンジンが低速回転やアイドリングに対応するため、プーリー径を小さくしてオルタネータの回転数を上げている。
alcurve.jpg

風力発電ではプーリーに直接ブレードを固定して回転させれば、ある程度の回転数を得られそうだが、自作でバランスの取れたブレードを作ることは難しい。
ただ、大手メーカーの保守用部品として安価な中国製ブレードなどの部品が出回っているようなので、品質はどうか分からないが、それを試す手もある。(純正ブレードより高性能?などと出ているけど。。。)
それを考慮するとブレード数が少なく比較的低速のジャイロミルタイプで、ベルトプーリー比でオルタネータの回転を上げる。
Jyrowind.jpg

先日、幅広の雪かきスコップを 4つブレードにしてジャイロミルタイプを自作している人の映像を見たけれど、細かい効率はとにかく風が強ければ回る訳で、これはこれで安全さえ確保できれば面白いアイデアだ。
他にも、樹脂パイプを加工してブレード(羽)を手作りしている事例は沢山あるようだ。

Yukikaki.jpg    ⇒   snowshovel2.jpg



ベルトはタイミング・ベルトがよさそうだが、駆動ベルトとして使用する場合、連続的に力が伝わらないので、高回転で振動やノイズが出ることがある。したがってVまたは平ベルトを使用。
また、Vベルトなら自作でのシャフトの芯のずれや精度の問題などにもある程度適応できる。

水力発電でも、ゆっくり回る大きな水車はベルトプーリー比で回転を上げられる。
小型の水車は、船舶用スクリューを流用してプロペラ水車として使用することも考えたが、水圧がかかりシャフトのシーリングが必要で、水量のコントロールも難しい。(シャフトの研磨やシールベアリングやら自作では手間がかかるし、メンテにも手間がかかる。)
小型のペルトン水車やターゴ水車の方が入手しやすく、駆動シャフトに水圧があまりかからないことと、軸を垂直に立てて設置し、上に発電機を持ってくれば水が下に落ちるので発電機も安心だ。メーカーによっては、オプションでシャフトやベアリングもあるので扱いやすい。(17mmの車のオルタネータ用アーバーを用意しているメーカーもある。) 水量は水道用のバルブを付ければ十分コントロール可能だ。また、ノズルの入手も加工も簡単だが、LOC-LINEを使用すれば配管の自由度が広がる。

wheel1.jpg

オルタネータへ水車を直接取り付けることも出来そうだが、効率は落ちるもののベルト駆動やカップリングでの接続の方が、後々のメンテや万が一シャフトから水漏れが生じた場合、少しも距離があった方が有利。

それから、機械部品として重要なポイントは駆動シャフトだが、軸受けの方はシール付きや腐食に強いタイプなど色々なピローブロックベアリングが販売されいて選択肢が色々あるので、デザインに合わせて選ぶことが出来る。
シャフトは小型ベルトン水車のようにメーカーのオプションとして販売されていれば良いが、シャフトの精度は速度が上がれば上がるほど必要になるので、適合するベアリングシャフトが無ければ、流用出来るものを探すか、近い形のものを加工するなどの必要がある。風力発電機でパイプ材を使用する例があるが、強度や軸のぶれを入念に考慮しなければならない。

つづく。。。




Southwest-Air.gif


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