Pinabuting Elektrostatikong Turbine na Ginawa Mula sa Mga Recyclable: 16 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Ito ay isang ganap na naka-built na, electrostatic turbine (EST) na nag-convert ng mataas na boltahe direktang kasalukuyang (HVDC) sa mataas na bilis, umiinog na paggalaw. Ang aking proyekto ay inspirasyon ng Jefimenko Corona Motor na pinalakas ng kuryente mula sa himpapawid:

Ang turbine ay itinayo mula sa mga sumusunod na item: mga plastik na tubo at inuming dayami, mga nylon spacer, karton, sheet metal na kumukonekta at tumataas na hardware pati na rin ang isang mapagkukunang kuryente ng HVDC na ginamit bilang kapalit ng larangan ng elektrisidad sa lupa. Nagtatampok ang turbine ng isang malinaw na plastik na pabahay na binabawasan ang peligro ng hindi sinasadyang pakikipag-ugnay sa HV habang pinapayagan ang isang paningin sa loob ng turbine para sa mga demo sa silid-aralan at patas na agham. Kapag pinapatakbo ang turbine sa isang madilim na silid, ang paglabas ng corona ay gumagawa ng isang multo, asul-lila na glow na nag-iilaw sa loob ng pabahay. Ang isang magkakatulad na paghahambing ng isang naunang bersyon ng EST ay nagpapakita ng mas maliit, mas streamline na profile. Gumamit ako ng mga simpleng tool sa kamay at isang electric drill para sa pagtatayo. Pag-iingat: Ang proyektong ito ay maaaring gumawa ng ozone gas at dapat na patakbuhin sa mga lugar na may sapat na bentilasyon. Inirerekomenda ang mga guwantes sa trabaho kapag nagtatrabaho sa sheet metal dahil sa matalim na mga gilid. Panghuli, ang HVDC ay hindi palaging madaling gamitin, kaya kumilos nang naaayon!

Hakbang 1: Paano gumagana ang EST-3?

Ang EST ay mayroong 6 foil electrodes na may mga labaha na matalim na gilid na pumapalibot sa isang plastic rotor. Mayroong 3 serye na wired, mainit na mga electrode na nagdeposito ng mga singil na partikulo sa ibabaw ng rotor. Ang mga maiinit na electrode ay kahalili sa polarity na may 3 grounded rotors (sa kasong ito: Hot-Gnd-Hot-Gnd-Hot-Gnd). Ang mga maiinit na electrode ay nagwilig ng rotor ng mga katulad na singil, na kung saan ang electrodes pagkatapos ay maitaboy, na sanhi ng pag-ikot ng rotor. Sa pamamagitan ng proseso ng pagtatalaga sa tungkulin, ang bawat mainit na elektrod ay umaakit sa segment ng rotor na na-neutralize ng kuryente ng naunang ground electrode. Ang rotor ay may isang sheet metal back upang mai-optimize ang gradient ng patlang ng kuryente sa pagitan ng nangungunang gilid ng bawat electrode at sa ibabaw ng rotor. Ang pagkilos ng mga maiinit na electrode na nagwiwisik ng mga ions sa rotor na kaisa ng mga ground electrode sa paglilinis na detalye ay pinagana ang hindi na-upload na turbine na umabot sa 3, 500 RPM gamit ang isang pang-industriya na ionizer. Ipinapakita ng sketch ang isang prototype EST na may 8 electrodes na kung saan ay isang malungkot na kabiguan dahil sa panloob na arcing sa pagitan ng mga electrode na nakalagay nang malapit na magkasama.

Take-away Aralin: Siguraduhin na ang mga electrode ay maayos na insulated at / o may spaced hiwalay bago gumamit ng isang mataas na mapagkukunan ng lakas na output; kung hindi man, ang iyong turbine ay maaaring mabawasan sa isang paninigarilyo mainit na gulo!

Hakbang 2: Hanapin ang Mga Plastikong Tubo para sa Pabahay at Rotor

Natagpuan ko ang mga acrylic tubes na ito sa scrap bin ng isang lokal na tindahan ng plastik. Ginamit ko ang mga ito upang gawin ang pabahay ng turbine at rotor. Hindi mahalaga ang eksaktong sukat. Ang isang tubo ay dapat magkasya sa loob ng iba pang mga may cms clearance sa paligid. Ang mga matigas na bote ng plastik, tulad ng mga lalagyan ng bitamina, na may putol na mga tuktok at ilalim ay gagana rin.

Hakbang 3: Gupitin ang Mga Elektroda Mula sa isang Turkey Pan

Anim na mga electrode ang pinutol mula sa isang itinapon na aluminyo na turkey basting pan na natitira mula sa isang hapunan. (Tip sa Konstruksiyon: Gumamit ng isang kawali para sa pagluluto ng isang malaking ibon, ang metal ay mas mabigat at mas malamang na yumuko.) Pinutol ko ang haba ng bawat elektrod na humigit-kumulang na katumbas ng haba ng rotor habang nagsisikap na huwag durugin ang mga pinagsama na gilid.

Hakbang 4: Ipasok ang Mga Rod Rod ng Suporta

Ipinasok ko ang isang 8-32, may sinulid na segment ng pamalo sa butas ng bawat elektrod (magkasya ang lugar !!). Ang mga segment ay 3.0 cms mas mahaba kaysa sa pabahay ng turbine.

Hakbang 5: Patagin ang Mga Nangungunang Mga Puno ng Mga Elektrod

Inalis ko ang mga corrugation at dings sa foil gamit ang isang rolling pin.

Hakbang 6: Trim & Round Off Electrode Edges

Ang mga nangungunang gilid ng bawat elektrod ay na-trim sa 1.0 cm gamit ang isang pamutol ng papel. Ang mga sulok ay bilugan ng isang file ng libangan upang mabawasan ang pagtulo ng corona.

Hakbang 7: Gupitin ang Mga Plato ng Retainer at End Caps para sa Pabahay at Rotor

Pinutol ko ang isang hanay ng 6 na mga disc ng karton upang makagawa ng mga takip ng pagtatapos ng pabahay; isa pang hanay ng mga disc para sa rotor end cap; at sa wakas, pinutol ko ang isang pangatlong hanay ng mga disc upang gumawa ng mga plato ng retainer para sa mga gulong.

Hakbang 8: Suriin ang Mga End Caps, Rotor at Pabahay

Nadulas ko ang rotor at mga dulo ng pabahay sa isang 1/4 pulgada na lapad, hardwood dowel na nagsilbing turbine shaft. Mamaya sa konstruksyon, ang dowel ay na-upgrade sa isang acrylic rod para sa pinabuting hitsura. Napatunayan ko ang paglalagay ng end cap at sinuri na ang rotor ay nakaposisyon nang pagtuon sa pabahay. (Tip sa Konstruksiyon: Balot ng papel na tape na pinahiran ng pandikit na kahoy sa paligid ng mga disc hanggang sa mahigpit na magkasya sa mga tubo.)

Hakbang 9: Re-Drill Housing End Caps para sa Bearings

Gumamit ako ng pandikit na kahoy upang tipunin ang mga takip ng pabahay at rotor end. Susunod, ang mga butas ay drilled 60 deg hiwalay kasama ang panlabas na paligid ng mga takip ng dulo ng pabahay upang matanggap nila ang sinulid na mga rod ng suporta. Ang pangalawang singsing na may butas na 120 deg na hiwalay ay na-drill sa pagitan ng panlabas na singsing at ng gitna. Ang isang katumbas na hanay ng butas ay drill sa pamamagitan ng mga plate ng retainer. Sa una, nag-drill ako ng mga sentro ng mga takip ng pagtatapos ng pabahay upang tanggapin ang mga metal na bearings. Gayunpaman, gumuhit sila ng mga spark mula sa mga tip ng electrodes habang papalapit ang turbine sa buong lakas. Natagpuan ko ang isang trabaho-paligid na nagsasangkot ng 1/4 pulgada ID, hindi nagsasagawa ng nylon spacers bilang mga bearings. Sinigurado ko ang mga ito gamit ang tatlong 8-32 nylon bolts na ipinasok sa pamamagitan ng plate ng retainer. Mayroong ilang paglaban ng paglaban nang maikot ko ang rotor, ngunit ang turbine ay marahil ay hindi mapaso at maging isang SHM (paninigarilyo ng mainit na gulo).:> D

Hakbang 10: Mag-drill Mounting Holes sa Pabahay

Nag-drill ako ng dalawa, 1/4 pulgadang mga butas na nakakabit sa bawat dulo ng tubo ng pabahay. Ang mga butas ay tumanggap ng 1/4 pulgada nylon bolts na may mga lock washer at hex nut.

Hakbang 11: Ikabit ang Kumokonekta at Suporta sa Hardware sa Mga Electrode

Dalawang mga konektor ng singsing ang nadulas sa bawat ground rod tulad ng ipinakita. Gumamit ako ng mga rubber grommet (3/16 ID) bilang mga stand-off. Ang pamamaraang ito ay paulit-ulit para sa nakuryenteng dulo ng turbine. Ang lahat ay pansamantalang na-secure sa mga nylon acorn nut upang suriin para sa isang mahusay na magkasya. (Ang Rotor ay hindi na-install dito punto.)

Hakbang 12: Paghahanda ng Rotor Assembly

Sa una, tinakpan ko ang tubo ng rotor ng isang metal sheet na hiwa mula sa isang lata ng serbesa at pagkatapos ay paikot-ikot na plastik na sugat sa paligid ng tubo. Nang maglaon, kapag pinapagana ang turbine, hindi nagtagal bago ang panloob na pag-arko mula sa mga electrode ay binutas ang tape at sinira ang rotor -! @ # $, Isa pang toasted turbine! (Lumilitaw ang tatlong mga arct ng pagbutas bilang mga starbursts sa mababang ilaw na larawan). Ang isang mas mahusay na ideya ay alisin ang orihinal na tape at takpan ang sheet metal na may isang mas makapal na insulate na materyal na nagtataglay ng mas mataas na lakas na dielectric. Gumamit ako ng isang sheet ng mabibigat na tungkulin na plastik na gupit mula sa isang pakete ng mga dog treat na na-secure ko gamit ang tape.

Hakbang 13: I-install ang Rotor Assembly

Inalis ko ang ground end hardware mula sa turbine at ipinasok ang nakumpleto na rotor hanggang sa ganap na makisali ng baras ang mga gulong. Ang mga konektor ng singsing ay idinagdag sa mga posisyon ng 5:00 at 7:00 para sa pag-input ng kuryente.

Hakbang 14: Pag-ayos at Insulate Electrodes

Ang turbine ay malamang na hindi gumana nang maayos b / c maraming mga nangungunang gilid ay baluktot habang pinapasok ang rotor Assembly. Ang aking pinagtatrabahuhan ay upang i-disassemble ang turbine at pagkatapos ay i-epoxy ang isang stick ng pagpapakilos ng kape sa bawat elektrod bilang isang sinag ng suporta. Ang mga stick ay inihanda gamit ang med / pinong buhangin na papel at pagkatapos ay may kulay na isang pen ng pinturang pilak. Gumamit ako ng 12 mga seksyon ng dayami na naka-code sa kulay (0.5 cm ID x 3.5 cm) upang ma-insulate ang mga support rod. Ang bawat seksyon ay nadulas sa isang pamalo ng suporta, dumadaan sa parehong mga butas ng grommet at end cap.

Hakbang 15: Muling pagsamahin ang Turbine at Ayusin ang mga puwang

Matapos ibalik ang turbine (muli!) At serye ng mga kable ang mainit at mga ground electrode, nag-atache ako ng mga input wires sa mga nagbubuklod na post. Ang mga distansya ng agwat ay naayos sa pamamagitan ng pag-torquing ng mga acorn nut sa dulo ng bawat tungkod hanggang sa ang mga nangungunang gilid ay nasa loob ng 1 mm ng ibabaw ng rotor. Pinutol ko ang isang manggas mula sa 1/4 pulgadang ID na "Big Gulp" at dinulas ito sa mga dulo ng ehe upang malimitahan ang kilusan ng rotor sa tabi.

Hakbang 16: Patakbuhin ang Pagsubok

Ang turbine ay humuhuni sa 13.5 kV na may 1.0 mAmp draw; mas mataas na mga potensyal na sanhi ng arcing at pagkawala ng kuryente. Narito ang isang video na ipinapakita ang EST na tumatakbo sa mataas na bilis. Narito ang isang pangalawang video. Abangan ang mga update sa kung ano ang maaaring gawin ng EST!