Турбина фрэнсиса своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024


Замечательный человек, зовут Виталий, 27 лет от роду, по профессии я программист – системный администратор. Всему учится сам, так как считает, что этот путь намного эффективнее традиционного.

Практическую реализацию идей Тесла выполняет на следующей станочной базе ( это для тех кто собрался повторять подвиги Виталия, must have лист ):

Перечень возможных технологических операций:
1. Токарно-винторезные работы (диаметра 600, длины – 1500)
2. Сверлильные.
3. Координатно-расточные.
4. Шлифовальные.
5. Долбежные.
6. Фрезерные.
7. Зубо-шлицефрезерные (до М=6).
8. Термообработка, в т.ч. сементирование.
9. Изготовление нестандартного оборудования

История гидроэнергетики берет начало от простого водяного колеса, которое нашим предкам пришло в голову установить на порогах реки. Сначала его использовали для мельницы, тем самым облегчив работу жерновов. Позднее люди научились использовать силу воды для самых разных нужд – изготовления бумаги, распиловки бревен, в кузнечном деле и даже для пивоварения. Венцом творения был электрогенератор, который удалось подключить к турбине. Так появились ГЭС, принцип которых используют сегодня и для домашних изобретений, в том числе и в сегодняшней самоделке.
Ее автору удалось собрать ее буквально из старой стиралки, слегка модернизировав и грамотно использовав ресурсы ближайшей речки на его загородном участке. Он утверждает, что живет уже несколько лет без подключения к электрическим сетям, и не платит за электричество ни копейки. Мощности от гидрогенератора хватает чтобы снабдить электричеством не только все электроприборы в доме, но и потянуть работу мастерской с электроинструментами. Как такое возможно? Давайте посмотрим вместе.

Принцип работы гидроэлектрогенератора


В данной домашней разработке используется родной корпус стиральной машины. Двигатель перемонтируется в режим генератора, и помещается обратно на свое посадочное место. Колесо Пелтона применяется как движущая турбина, аккумулирующая потоки воды, и передающая кинетическую энергию генератору. Переменный 3-х фазный ток, получаемый на выходе генератора, пропускается через выпрямитель из трех диодных мостов. Постоянный ток подается на зарядку аккумуляторов через контроллер, а от них на инвертор 12V/220V, снова получая переменную частотность.

Материалы, инструменты

  • Старая стиральная машина с инверторным двигателем;
  • Колесо Пелтона;
  • Небольшой отрезок тента;
  • Фанера;
  • Оргстекло или плексиглас;
  • Силикон;
  • Гидроизоляция для пластика - краска или мастика;
  • Саморезы, гайки, шайбы, болты и наждачная бумага.
  • Дрель с корончатой фрезой, сверлами и насадкой под саморезы;
  • Сабельная пила или электролобзик;
  • Ручной инструмент: гаечные ключи, плоскогубцы, малярный нож и пистолет для силикона.

Собираем гидроэлектрогенератор


Подготовительные демонтажные работы
Для начала необходимо разобрать стиральную машинку, оставив лишь нужные нам детали.


Машинка вертикального типа, поэтому снимаем торцевую крышку с лицевой стороны и демонтируем электронную панель контроля режимов стирки.


Как мы можем убедиться, перемонтированный инверторный двигатель уже выдает электричество при вращении вала.

Изготовление гидротурбины


Герметизировать наш вал поможет резиновая прокладка, вырезанная из старой камеры. Делаем в ней отверстие посередине, и насаживаем плотно на стержне вала.


Небольшое колесо Пелтона будет осуществлять забор воды. Этому изобретению почти полторы сотни лет, а оно все не теряет актуальности и применяется даже на некоторых ГЭС. Его необходимо закрепить на валу так, чтобы оно могло свободно двигаться и не касалось корпуса.


Лобзиком или сабельной пилой делаем сливное отверстие в форме прямоугольника, и закрываем его на саморезы отрезком водонепронецаемого тента. Должно получиться вот так (фото).


Далее нужно изготовить заглушку для бака нашей гидротурбины. Делаем ее из куска влагостойкой фанеры, выпиливая лобзиком окружность, равную внутреннему диаметру барабана. В самой заглушке делаем смотровое отверстие для контроля работы агрегата. Которое затем будет закрыто оргстеклом.


Обмазываем торец фанеры силиконом, и насаживаем ее внутрь. Закрепляем ее с помощью саморезов через корпус турбины.


Засверливаем четыре отверстия по сторонам прямоугольника окошка, и с внутренней стороны помещаем в них прижимные болты. На них и будем закреплять оргстекло, чтобы оно было съемным на случай непредвиденных поломок.


Для защиты электрической части агрегата, автор установил дополнительный кожух из пластика на край турбины с помощью саморезов. Сам пластиковый корпус прокрасил краской чтобы защитить пластик от растрескивания.


Для получения постоянного тока для зарядки аккумуляторов закрепляем планку из трех диодных мостов, по каждому на фазу.


Накрываем двигатель крышкой ротора, и затыкаем лишние сливные отверстия для шлангов, оставшиеся в корпусе.

Установка и подключение


Наш гидрогенератор практически готов. Остается закрепить его на рамочном каркасе из сваренных уголков, и приспособить с помощью гидрантов подачу воды. Выходную мощность генератора можно регулировать силой напора, или диаметром отверстия сопла крана, подающего воду непосредственно в саму турбину. Направленный слив также обеспечит возврат воды без вреда для реки.


Проверяем работу генератора, и замеряем ток и выходное напряжение тестером. Автор заверяет, что при напоре воды на его участке агрегат выдавал 21А при 29V, что равняется 600Вт. При увеличении сопла крана, мощность достигла 900Вт.


Электрическая схема, предложенная автором данной самоделки, не ограничивается одним лишь генератором. Для планомерного расхода электричества в сети необходимо стабильное напряжение и ток, которые способны выдавать накопительные емкости – аккумуляторы. Инвертируя небольшое напряжение в достаточное для бытового можно организовать подачу и распределение его по домовой разводке к электроприборам. Автор также советует применить электронный контроллер, который показывает степень заряда аккумулятора, потребляемый и выдаваемый ток, температурный режим и т.д.


Природные ресурсы, которые в избытке вокруг нас, действительно можно использовать во благо. Нужно всего лишь немного знаний электротехники и старых запчастей, валяющихся без дела на заднем дворе. А в остальном помогут смекалка и находчивость настоящего любителя изобретений, ведь именно за такими людьми движение и развитие технического прогресса.

Смотрите видео



Недавно мне пришла мысль по улучшению подачи воздуха в воздухопровод двигателя. Тем самым попробовать увеличить мощность. Тут сразу налетели различные мнения, от того что полный бред, и может быть эффект будет, где то на ибэе и на али видели подобное.


И в правду полазив и почитав, есть уже готовые решения. И кто то даже пробовал.
Изучив, посмотрев уже готовые решения и видео Mighty Car Mods . И с верху почитав немного теории о работе обычной турбины.
Конечно механики из Mighty Car Mods, да и другие не глупые ребята, и мне с ними не тягаться в знаниях, но и они ошибаются. Все таки теория и немного логики в голове должна быть.
Я задался вопросом. Вот обычная турбина на выхлопных газах нормально нагнетает давление внутри воздухопровода, а основной ее секрет, она не выпускает воздух из себя, а только его нагнетает. Тут и встает вопрос, как это сделать. Ведь именно это забыли учесть в Mighty Car Mods.

Хитрость в том что, тип улитки и специальных лопастей играет большую роль. Это видно на мат мадели, но мне лень ее делать. А то что нам предлагают подобные аналоги сейчас, это все фигня без улитки и специальных лопастей.

Тут я решил попробовать сделать турбину сам. Сделать улитку не сложно, при том нам не нужна железная, подойдет обычная температуростойкая пластмасса или угли волокно или стекло волокно. И также самим сделать лопасть турбины. Ну и состыковать самоделки, это думаю будет сложнее ведь надо будет подогнать все стык в стык.


И так, обычная турбина за счет газов раскручивается где то до 100-120 тысяч оборотов. Этоже нам надо сделать и с электро турбинкой.
Я заказл для опыта электро моторчик который раскручивается до 55 тысяч оборотв в минуту, думаю этого будет достаточно.


Осталось только сделать улитку и спецальную лопасть.
Думаю у меня получится, получить хоть маленький эффект. )))

Одним из первых изобретателей водяной турбины по праву считают французского инженера и депутата Бенуа́ Фурнеро́н , родившегося 31 октября 1802 года в городе Сент-Этьен.

Турбина Фурнерона располагалась горизонтально, в отличие от традиционно вертикальных водяных колес; два набора лопастей, закругленных в противоположных направлениях извлекали из потока максимум энергии. Изобретение принесло Фурнерону приз Французского общества поощрения индустрии (French Society for the Encouragement of Industry) размером в 6000 франков.

В 1847 году инженер Джеймс Фрэнсис на базе турбины Фурнерона создал радиально-осевую гидротурбину, широко используемую и сейчас, например, на самой большой в мире ГЭС "Три ущелья".

Родился Джеймс Френсис будущий инженер-гидротехник 18 мая 1815 года в Англии. Свою трудовую деятельность Френсис начал в 14 лет как подмастерье у своего отца на железной дороге. Однако уже в возрасте 18 лет эмигрировал в США. Там Френсис работал в компании, специализирующейся на строительстве каналов, железных дорог и других инженерных сооружений. В 1837 году он занял пост главного инженера компании.

В период работы над совершенствованием системы каналов в Лоуэлле, Френсис выполнял также заказы на гидротехнические работы и в других частях страны. Когда возникла потребность в улучшении водоснабжения города Нью-Йорка, Френсис стал консультантом на строительстве дамбы на реке Кротон, а также консультировал на строительстве плотины на водопаде Сейнт-Энтони на реке Миссисипи. В воспоминаниях современников Джеймс Френсис предстает перед нами как замечательный исполнительный и административный сотрудник, а в своих опубликованных работах и докладах - пристальным и внимательным исследователем. В частной жизни господин Френсис был человеком честным и добросовестным. Не спешил давать оценку и выражать мнение. В своих же решениях всегда был последовательным.

Имя этого великого ученого было навсегда вписано в историю гидроэнергетики.

Родившийся в Вермилионе, штат Огайо, в 1829 году, в семье обычных фермеров, Лестер А. Пелтон на себе ощутил все тяготы такого существования. Еще, будучи ребенком, он работал на ферме своей семьи и посещал начальную школу "Каддбак", которая находилась примерно в миле к западу от деревни.

Читайте также: