Самодельная ГЭС без плотины

Рассмотрим конструкцию: на длинном стальном тросе, перекинутом с одного берега речки на другой, укреплена гирлянда гидророторов. Поток воды вращает их, а вместе с ними и трос. Если соединить конец троса с генератором постоянного тока, генератор начнет вырабатывать электричество. А если к тросу присоединить вал насоса, он будет еще и качать воду на приусадебный участок, огород, бахчу рис. 4.4.

Мощность такой самодельной «ГЭС» зависит не только от скорости течения реки, но и от числа гидророторов, их размеров. Следовательно,
присоединяя к тросу дополнительные пары гидророторов, мы можем пропорционально ее увеличивать.

В данном случае рассмотрен движитель, который будет вращать генератор от легкового автомобиля. Напряжение, вырабатываемое генератором, — 12 В, а мощность — до 150 Вт.

Готовимся к постройке гидростанции. Прежде чем приступать к постройке гидростанции, подберите генератор. Заготовьте материалы: трос, доски, кровельное железо, стальной пруток и полосы.

1131 Заранее подберите место, где будет установлена электростан-

ция. Желательно, чтобы это был прямой участок реки с чистыми, не заросшими кустарником берегами.

На выбранном участке длиной 15—20 м наметьте два попереч­ных створа и, пользуясь поплавком, например, щепкой, определите скорость течения. Бросьте поплавок в воду немного выше верхнего створа и по секундомеру отсчитайте время, за которое плавок про­плывет расстояние от верхнего створа до нижнего.

Бросая поплавок на разное расстояние от берега, сделайте несколько таких замеров. А потом подсчитайте среднюю скорость течения реки. Если она не меньше 0,8 м/с, смело приступайте к строительству.

Длину троса вам подскажет ширина реки. Все остальные узлы и детали даны на рис. 4.4. Подробности см. на http://www. audens. ru/ или в приложении к журналу «Юный техник» № 6 — 1982 г.

Каждый гидроротор состоит из двух полуцилиндров, ограничен­ных дисками и смещенных относительно друг друга. Гидророторы попарно прикреплены к тросу. В каждой паре один гидроротор повер­нут относительно другого на угол 90°. Это сделано для того, чтобы получить равномерное вращение каждой пары, иначе трос будет закручиваться рывками. Трос все время растянут и в таком положе­нии передает вращение на генератор, находящийся на берегу.

Береговые опоры — это доски и короткие бревна, врытые в грунт и связанные между собой стальными полосами (рис. 4.4). На одном берегу на такой опоре устанавливают генератор с редуктором (см. левую половину рисунка), а на другом — свободную опору с упорным подшипником и крюком, которые позволяют тросу вращаться.

Конец троса, идущий к генератору, перекинут через ролик и закре­плен. Ролик крепится к выходному валу редуктора тоже крюком.

Установленная поперек течения речки гирлянда держится на поверхности, почти не выступая над ней.

Когда нужно снять гирлянду, вынимают чеку из отверстия в крюке и снимают узел упорного подшипника вместе с концом троса. Снятую гирлянду укладывают по течению речки вблизи от берега.

Внимание.

Во избежание несчастного случая необходимо помнить, что в момент снятия гирлянды с крюка трос раскручен не полностью. Только через 20—30 с после сброса гирлянды его можно брать в руки.

Изготовление деталей и узлов самодельной ГЭС. Трос играет роль гибкого вала. Он металлический, диаметром 10 мм. Его длина должна быть процентов на 10— 15 больше ширины речки. Трос должен иметь законцовки: на одну опирается упорный подшипник, установленный на свободной опоре, через вторую на трос надеваются гидророторы. Обе законцовки пропаиваются оловом или твердым припоем.

Начинать следует с конца троса, через который надеваются гидро­роторы. Прежде всего, покрепче стяните его тремя витками стальной проволоки 0 0,2—0,5 мм, чтобы он не расплелся. Прежде чем пролу - дить конец троса, опустите его в бутыль с паяльной кислотой (соля­ная кислота, травленная цинком), а затем — в тигель с расплавленным оловом.

Внимание.

Работу проводите в защитных очках и фартуке.

Операцию повторите 2—3 раза, пока не образуется сплошная пленка припоя. Лишь после этого снимите витки проволоки и конец опилите до диаметра троса. Наконечник закруглите, чтобы его было удобнее продевать через диски гидророторов.

Под второй конец троса на токарном станке выточите втулку, вну­тренний диаметр которой равен диаметру троса, а толщина стенки — 1,5—2,5 мм. Вставьте во втулку стальной стержень, и в таком виде зажмите в тисках. Заостренным концом молотка короткими, но не сильными ударами отогните борта втулки на 45°. Затем наденьте ее на конец троса и, чтобы она пока не мешала, продвиньте немного вперед. Каждую проволочку троса на длине 20 мм согните вдвое и пролудите. Трос готов.

Узел упорного подшипника состоит из обоймы, подшипника и кре­пежной скобы. Обойму подшипника лучше изготовить из водопрово­дной трубы, внутренний диаметр которой равен диаметру упорного подшипника. Длина отрезка трубы 135 мм. С одного конца заложите в нее оправку, равную внутреннему диаметру трубы, и на наковальне или на толстой плите ударами молотка сплющите (лучше предвари­тельно трубу разогреть докрасна). Затем просверлите отверстия 0 12,5 и 0 4,2 мм и закруглите края напильником. Упорные подшипники под­берите готовые, от старых авто - или сельскохозяйственных машин.

Крепежную скобу сделайте из стальной проволоки 0 6 мм. Разрежьте ее на куски длиной по 60 мм и запилите концы. Потом плашкой нарежьте резьбу Мб на длину 10 мм. Полученный стержень согните — скоба готова. Скобу упорного подшипника делают так же.

Порядок сборки. Наденьте на трос подшипник и продвиньте его до упора (до втулки). Вложите его в обойму и скрепите крепежной скобой. Чтобы в подшипник не попадал песок, между ним и скобой проложите фетровую прокладку.

Гидроротор состоит из пар дисков и полуцилиндров, изготовленных из кровельного железа толщиной 0,5—0,8 мм. Начнем с того, как делать диски. На листе кровельного железа прочертите окружности. По рискам ножницами по металлу аккуратно вырежьте заготовки, а потом, чтобы увеличить жесткость и, кроме того, не порезаться, согните в два приема края заготовок. Сначала под прямым углом заготовка станет похожей
на крышку от коробки из-под гуталина. Затем в тисках отогните борта молотком полностью. Получится утолщенная кромка.

Вырезать прямоугольные заготовки для полуцилиндров не соста­вит труда. Дополнительную прочность им придадут стальные спицы 0 3 мм, которые надо закатать в края. Как это делается, показано на http://www. audens. ru/ или в приложении к журналу «Юный техник» №6 — 1982 г. Кроме того, боковые края заготовок надрежьте до штри­ховых линий и согните на оправке под углом 90°. А потом на круглом полене 0 80—100 мм согните заготовки в полуцилиндры.

Полуцилиндры и диски скрепите между собой заклепками, винтами или точечной сваркой. Гидророторы готовы. Но прежде чем надевать их на трос, сделайте прорезные накладки и скобы.

Прорезная-накладка — это диск, диаметр которого меньше диаме­тра диска ротора. Изготовление накладок аналогично изготовлению дисков. Все заготовки должны иметь центральное отверстие, через которое проходит трос, и паз для скоб. Чтобы получить паз, сначала расширьте половину центрального отверстия готовой заготовки полу­круглым напильником до окружности 0 16 мм, а потом сделайте в дисках пропилы длиной 18 мм.

Но так как обычное ножовочное полотно в такое отверстие не пройдет, сточите его на наждаке под ширину 15 мм. Ширину паза рас­ширьте надфилем до размера 2,8 мм.

Скобы 70x40 мм вырежьте из стальной полосы толщиной 2,5 мм. Вдоль продольной оси каждая скоба должна иметь полукруглый паз глубиной 4 мм. Чтобы его было проще сделать, нагрейте заготовку на огне до красного каления, положите на тиски и через накладку уда­рами молотка осадите металл до требуемой глубины.

Соединение гидророторов. Гидроротор со скобой входит в вырез накладки. В каждой паре, напоминаем, один из гидророторов должен быть развернут на 90°. Трос жестко притянут болтовой дужкой к стя­гивающей скобе. Осевое перемещение прицепного гидроротора огра­ничено мягкой проволокой, которая одной стороной продета в дужку; а второй закреплена на шайбе. Такое соединение обеспечивает пере­дачу мощности с гидророторов на трос, а'также необходимую свободу при перемещении одного гидроротора относительно другого.

Крюки изготовьте из стального прутка 0 16 мм. Прежде чем сги­бать заготовку, нагрейте ее. В крюке ролика просверлите отверстие 0 2 мм под шплинт; в крюке упорного подшипника — 0 4,2 мм под чеку.

Ролик выточите на токарном станке или склепайте из трех дис­ков — одного толщиной 10 мм и двух других — по 3 мм. Материал — сталь, латунь.

Кол выстругайте из твердого дерева и набейте на него стальные кольца — отрезки трубы с внутренним диаметром 28 мм. Вместо деревянного кола можете взять отрезки стальных труб, вбив в них заглушки с наконечниками, как показано на рис. 4.4.

Устройство передачи. Трос должен вращаться со скоростью 3—4 оборота в секунду. Генератор же может вырабатывать электрический ток при 1000—1500 оборотах в минуту. Чтобы получить такую частоту вращения на генераторе, нужен повышающий редуктор с передаточ­ным отношением от 5 до 10. Его можно сделать самим или приобрести в магазине.

Практические советы. Вы изготовили детали, собрали узлы и, нако­нец, установили их на береговых опорах. Через реку перекинули трос с гидророторами — электростанция начала вырабатывать электриче­скую энергию. Немного, всего 150 Вт, но и этого количества вполне хватит, чтобы в полный накал горело несколько лампочек, рассчитан­ных на рабочее напряжение 12 В. А вот как быть, если вам потребуется мощность в несколько раз большая, например, для питания насоса с электрическим приводом? Тогда можно собрать несколько таких элек­тростанций. Разумеется, на воде гирлянды следует установить парал­лельно и на некотором отдалении друг от друга. Также параллельно подсоедините проводники от генераторов к линии электропередачи.