3D-tulostettu tuuliruuvi

vesioinas

Active member
Kiersin kaikki ruuvit ylös, jotta magneettikentän voimakkuus olisi mahdollisimman iso. Kuvassa näkyy puolan rakenne. Vaihdan myös kuparin paksuutta 0.60 -> 0.40mm niin, että puolaan saa kelattua enemmän kierroksia ja jännite nousee sitten samassa suhteessa. Käsin pyöräyttämällä jännitettä pitäisi syntyä lähes 15V. Jos laitan perään oman lataussäätimen niin se pysyy todennäköisesti käynnissä myös puuskien välillä, eikä hukkaa aikaa starttiin. Yksittäisen vaiheen resistanssin pitäisi jäädä yhä alle 5ohm.

IMG_20211215_200524901.jpg
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Nyt on 0.40mm kuparia 260r per kela eli 3120 kierrosta yhteensä. Vaiheen resistanssi nousi kuitenkin kahdeksaan ohmiin kun kuvittelin pääseväni alle viiteen. Saa olla noin kun käämintä on aika työläs homma. Käsin pyöräyttämällä jännite on lähes 10V. Tasasuunnattuna saman pitäisi olla noin 17V. Käyrän muoto ei ole ihan siniä vaan enemmänkin kolmioaaltoa. Johtunee geometriasta. Puolat eivät ota mistään kiinni roottoriin ja samalla ilmarako on varsin pieni mikä on hyvä juttu.

Screenshot_20211217-203714-390.png
 

vesioinas

Active member
Kytkin vaiheet tähteen, mutta tasasuuntauisen jälkeen ulostulo jäi kummallisen epätasaiseksi. Ilmeisesti yhden vaiheen johtimet ovat väärin päin. Piti oikein varmistaa laskentataulukossa, että miten kääntö vaikuttaa (sininen käyrä). Vika poistuu kun vaiheen kääntää 180 astetta. Kelojen kääminnässä sattui yksi virhe kun aloitin viimeisen vaiheen väärästä puolasta ja tämä johtuu nyt samasta. Tarkkana sopii olla.

Screenshot 2021-12-18 10.35.59.png

Ulostulo näyttää itseasiassa tältä kun käyrät ovat huonon geometrian vuoksi enemmänkin saha-aaltoa, eivätkä siniä. Samasta syystä huippujännite jää selvästi pienemmäksi kuin 1.73.
Screenshot 2021-12-18 10.48.46.png
***
Sain johtimet käännettyä ja nyt lähtö on varsin tasainen. Vastaa taulukon piirrosta. Jännitettä saisi olla enemmänkin, mutta en vielä tiedä mitä tähän tulee lopulta kytkettyä. Ehkä mittailen ensin mitä huippuvauhdit ovat.
Screenshot 2021-12-18 17.46.37.png
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Sain mastokiinnityksen suunnilleen valmiiksi. Potkurin suunta on muutaman asteen verran ylöspäin. Alkupätkässä on 8mm reikä sähköjohdoille. Liukurengas on yhä matkalla. Tästä on helppo jatkaa takakopalla ja -puomilla.

Screenshot_20211219-164230_2.png IMG_20211219_162906917.jpg
 

vesioinas

Active member
Takakoppa ja 16mm puomin kiinnitys piirretty. Lisäsin reikiä teräsupotuksille niin kestää paremmin vääntöä.

Kuvakaappaus 2021-12-20 22-59-33.png

Takakopan pitäisi sopia suoraan paikoilleen - kiinnitys on yhdellä ruuvilla ja mekaanisella lukituksella. Kuori on noin 2mm paksu 100% täytöllä ts. kuoriosan rakenteessa ei ole ilmataskuja. Materiaalina on ABS. 16mm takapuomi kiinnittyy takaosaan poikittaisella sokkapultilla - upotusta on 30mm - jos ei riitä niin lisään tukea jonkinlaisella jatkeella, jonka voi liimata päälle asetonilla. Osan voisi vielä käsitellä epoksilla graniitinharmaaksi. Etuosaan jäi vielä aukko, johon voisi tehdä pienen paikan roiskeveden suojaksi. Osat on suunniteltu täysin purettaviksi. Varaosan tai parannellun version saa tehtyä suunnilleen nappia painamalla.
IMG_20211221_110608045.jpg IMG_20211221_110735315.jpg IMG_20211221_222202794.jpg Kuvakaappaus 2021-12-21 22-37-46.png
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Hyväā Joulua!

IMG_20211224_213608119~2.jpg IMG_20211225_180319930_3.jpg

Vähän liian kylmä keli takasiiven leikkelyyn, mutta puomin sovitus onnistui kyllä. Kiinnitys on valmiiksi sopivan tiukka ilman minkäänlaista välystä. Puomin läpi menee poikittainen pultti, joka pitää sen kiinni rungossa. Vipuvarttakin on riittävästi. Tarkoitus on halkaista toinen pää niin, että siihen saa hitsattua siiven kiinni.
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Tilasin tehomittarin aliexpressistä
Tuollainen standalone-mittari on kätevä hetkelliseen mittaukseen kun se ei kaipaa mitään ulkoista ohjausta. E-paperinäyttö olisi muuten hyvä esim. pidempiaikaiseen energian seurantaan, mutta päivitys on hidas ja blokkaa muun samanaikaisen toiminnan ainakin yksinkertaisella arduinolla ohjattuna.
 

juhe

Member
Millainen näissä ruuveissa on kiertymän suhde muihin mittoihin? Oma vapaasti pyörivä viipperä on rispaantunut ja kaipaan uudempaa. Savoniuksen mittojen suhteita löytyi täältä http://kho.unis.no/doc/Savonius_windrotor_basics.pdf Miten sitten on helix kierteen piirtäminen? Jos on vapaasti pyörivä, niin liiallisesta kierteestä ei taida olla haittaa, jos kovalla tuulella painaa enemmän alaspäin ja tulisi jarrutusta...

Oma piirrokseni löytyy tuolta https://www.thingiverse.com/thing:5181785 Yksi FreeCAD savonius puurustus löytyi, mutta tietenkin sen sovittaminen omiin toiveisiin tuntui työläältä. Tässä taulukkolaskentaan saa naputella parametrejä, kuten lavan paksuus. Onkohan 1,8 mm riittävän kestävä, jos suuttimena on 0,6 mm. Tulostusnopeuden takia tuo saisi olla joku suuttimen monikerta, muutoin tulee turhaa hidastetta. Taikka Curassa kai on niihin vajaisiin leveyksiinkin kohtalaisia asetuksia (pitäisi niitäkin tutkia). Oma tulostin on Creality Ender 5+ eli isommankin voi tehdä, mutta tuossakin jo kuluu riittävästi aikaa. Parempi demoilla pienempänä ideaa. Piirustuksessa elementin korkeus on 200 mm ja se ehkä toimii, jos liima pitää :) Käytännössä taitaa saada paremman kerrosten pidon, kun tulostaa vain yhden puolikkaan kerralla -- omaan piirustukseen syytä tehdä siihenkin muutos. Oman vääntömomenttinsa tuottaa korkean ja kapean kappaleen tulostus, jossa painopiste menee yli pedin liimausten -- se 100 .. 150 mm elementtien tulostaminen varmaan tuottaa vahvempaa ja varmempaa jälkeä.
 

vesioinas

Active member
Millainen näissä ruuveissa on kiertymän suhde muihin mittoihin? Oma vapaasti pyörivä viipperä on rispaantunut ja kaipaan uudempaa. Savoniuksen mittojen suhteita löytyi täältä http://kho.unis.no/doc/Savonius_windrotor_basics.pdf Miten sitten on helix kierteen piirtäminen? Jos on vapaasti pyörivä, niin liiallisesta kierteestä ei taida olla haittaa, jos kovalla tuulella painaa enemmän alaspäin ja tulisi jarrutusta...

Oma piirrokseni löytyy tuolta https://www.thingiverse.com/thing:5181785 Yksi FreeCAD savonius puurustus löytyi, mutta tietenkin sen sovittaminen omiin toiveisiin tuntui työläältä. Tässä taulukkolaskentaan saa naputella parametrejä, kuten lavan paksuus. Onkohan 1,8 mm riittävän kestävä, jos suuttimena on 0,6 mm. Tulostusnopeuden takia tuo saisi olla joku suuttimen monikerta, muutoin tulee turhaa hidastetta. Taikka Curassa kai on niihin vajaisiin leveyksiinkin kohtalaisia asetuksia (pitäisi niitäkin tutkia). Oma tulostin on Creality Ender 5+ eli isommankin voi tehdä, mutta tuossakin jo kuluu riittävästi aikaa. Parempi demoilla pienempänä ideaa. Piirustuksessa elementin korkeus on 200 mm ja se ehkä toimii, jos liima pitää :) Käytännössä taitaa saada paremman kerrosten pidon, kun tulostaa vain yhden puolikkaan kerralla -- omaan piirustukseen syytä tehdä siihenkin muutos. Oman vääntömomenttinsa tuottaa korkean ja kapean kappaleen tulostus, jossa painopiste menee yli pedin liimausten -- se 100 .. 150 mm elementtien tulostaminen varmaan tuottaa vahvempaa ja varmempaa jälkeä.
En tiedä onko noille mittasuhteille mitään optimia. Katsoin itse mallia windsiden pienimmästä mallista ja kiersin täydet 180 astetta. 1.8mm paksuus on varmaan riittävä. Kannattaa optimoida rakennetta keveyden suhteen ja varmistaa, että siipi on tasapainossa. Mulla oli lisähaasteita pienemmän tulostusalueen vuoksi ja se oli ainoa syy jakaa kerrokset puolikkaisiin. Vaihdoin filamentin kokonaan ABS:ään, jonka saa liimattua ja korjattua helposti asetonilla ja materiaali on myös hieman kevyempää, vaikkakin vaikeampi tulostaa. Dimafix on hyvä kiinnike tulostaessa, jos on pito-ongelmia.

Metrin korkuinen laitos vaatii jo yläpään tuennan tai ainakaan pelkkä tuloste tuskin kestää kovimpia puuskia. Tuossa mun mallissa on painavahko roottori ja vähän turhan järeät laakerimodulit, mikä tuntuu syövän käynnistysherkkyyttä varsinkin kylmällä säällä. Suunnilleen 6m/s keskituulella alkaa toimia. Nyt kun yläpääkin on tuettu niin alaosan laakerointia voisi kyllä herkistää.

Darrieus-mallissa olisi parempi hyötysuhde, mutta siinä on sitten muita käynnistyvyyshaasteita. Aikoinaan tulostelin kokeeksi kaikenlaisia siipiprofiileja ja saatan ehkä jatkaa kokeiluja jossakin vaiheessa.
 

vesioinas

Active member
Pikkupotkurin takapuomi kaipaa vielä lisätukea. Huomasin, että takasiiven paino ja pitkä vipuvarsi vääntävät takakoppaa hieman ylöspäin, jolloin se voi ottaa kiinni roottoriin. Staattorin kehä on ~15mm upotettuna roottorin sisään. Välissä ei ole mitään tiivistettä vaan pelkästään mahdollisimman pieni ilmarako.

Yksi ratkaisu olisi valaa takakoppaan jotakin, joka lukitsee staattorin paremmin paikoilleen. Mutta sitä on vaikea tehdä niin, että rakenne säilyy purettavana. Alapuolinen tuki tuntuisi riittävän, joten aattelin tulostaa 90-asteen kulmapalan, jonka saa pysymään paikoillaan ruuveilla puristamalla.

Jotakin tämäntyyppistä siis:

Screenshot 2022-01-02 12.39.31.png Kuvakaappaus 2022-01-02 14-54-03.png

Upotin 2mm teräspinnat kappaleen sisään vahvikkeeksi. Jos tuki ei olekaan riittävä niin hitsaan vastaavan osan sitten teräksestä. Tavoite on kuitenkin käyttää tulostettuja osia niin paljon kuin mahdollista. Kun kaikki osat löytyvät samasta piirroksesta niin ne saa myös sopimaan hyvin toisiinsa. Tässäkin osassa on kaarevia pintoja joka tasossa. Hitsatessa teräs vääntyy helposti, eikä lopputulos ole yhtä tarkka.
IMG_20220102_174537040.jpg IMG_20220102_205800684_HDR_2.jpg
 
Viimeksi muokattu:

eros

Member
IMG_20220102_174537040.jpg

Moi, vähän kommentoin, kun jotain ajatuksia joskus ollut. (en takaa, että olen oikeassa, mutta):
- Musta etukuuppa (ei kuvassa) hassu muotoilu, veikkaan, että soveltuu ehkä suihkuturbiinille (kompressio), mutta tuuliturbiinissa tekee hallaa, miksi ei pyöreähkö, esim naca0050 mukainen?
- takakartio näyttäisi olevan suht lyhyt, luulen, että virtaus irtoaa pinnasta ja sakkaa, pitäisikö olla pidempi, esim em. naca0050 tms. (samaa kuin etumus)
- genen magneettinen piiri, öh, onneton. Ilmavälit kehällä, sekä varsinkin juuressa, ei ole kytketty raudalla toisiinsa. 4mm pultti onneton johtamaan B:tä suhteessa kupariin aivan liian vähän rautaa, edes paksumpi pultti tai monta 4mm pulttia, lamellit olisi parhaita, kun tulee hiukan pyörrevirtaakin, tosin HZ melko vähän, mutta silti. Turbiinipuolella, kehällä magneetit ei ole kiinni raudassa, magneettipiiri sieltäkin avoin, eli ei kovin hyvä.


Sitten se varsinainen kysymys, eli oletko kiinostunut Beltramin tekosista, voisi olla iso apu turbiinin suunittelussa?

(Sitten tuulipuolella q-blade voi myös jeesata)

En osaa vielä itse auttaa, on juuri menossa freecadiin ko. palikka asennukseen ja vapaasti pyörivä (siis virtaukseen sijoitettava) vesivoimakone kiinostaisi, samoin pieni kilowatin kaplani, tietysti 3d tulostettuna ABS:stä. Mallit tietty foam-extend:iin tutkintaan ennen valmistuspäätöksiä jne..

T: http://eerin.fi/
 

vesioinas

Active member
Kiitoksia kommenteista - ihan mielenkiintoisia työkaluja ja pitääpä seurata, josko joku tekee niillä myös oikeasti jotakin.

Tähän mun pikkupotkuriin en ole päivittämässä vielä muuta ennenkuin saan testattua toimintaa tuulella. Waterlilyn tuulikonversio on verrokkina kun siitä löytyy jonkin verran mittausdataa. Siivet on helpointa päivittää ostamalla varmuudella toimivaksi todetut valmiina. Coreless-generaattoreita on tullut tehtyä tätä ennen yhteensä kolme kappaletta ja toiminnasta on ihan hyvä näppituntuma jo.

Tässä pikkupotkurissa napajako on vähän hankala ja rautaydin lisää nopeasti käynnistysmomentin liian suureksi. Magneetit valikoituivat siten kun sattui olemaan omissa varastoissa valmiina. Laitoin roottorin ulkokehälle, jotta kehänopeus olisi vähän isompi. Itse roottorikiekon ulkokehälle saisi kyllä jonkinlaisen vanteen johteeksi, mutta en tiedä, vahvistaisko se kenttää sisäkehälle kelojen suuntaan. Kelojen taakse sisäkehälle saisi ehkä lisättyä jonkinlaisen magneettijohteen.

Kuparia olin varannut nykyistä enemmän, mutta raja tulikin yllätyksenä vastaan akselin suunnassa - olisi pitänyt tehdä testikela ensin niin olisin voinut korjata piirrosta. Nykyisellään roottori on varsin kevyt ja kiihtyy ripeästi. Tummaksi pinnoitettu etukartio jäi noin laihaksi kun filamentti ei riittänyt pulleampaan malliin ja tulostin kävi itsekseen yöaikaan. Tumma väri oli samalla mica silikaattimineraalikokeilu smooth-on epoxyn kanssa. Hyvin onnistui liikoja valumatta.
 
Viimeksi muokattu:

eros

Member
Kiitoksia kommenteista - ihan mielenkiintoisia työkaluja ja pitääpä seurata, josko joku tekee niillä myös oikeasti jotakin.

Yritin eilen illalla tutkia niitä. Satunnaisesti kaatuu freecadi saattaa olla syynä nouveau ajurikin. En saanut (=löytänyt) mistä airfoil syötetään sisään, eikä muutenkaan oikein mennyt järkeen mitenkä siiven ominaisuuksia säädetään. Pitää tutkia lisää kun jaksaa, taikka tehdä ihan omat airfoil sisäänsyöttö piirrokset..
Siivet on helpointa päivittää ostamalla varmuudella toimivaksi todetut valmiina.
http://www.q-blade.org
ostaminen DIY projektissa vähän tylsää, kun voi tulostaakin
Tässä pikkupotkurissa napajako on vähän hankala ja rautaydin lisää nopeasti käynnistysmomentin liian suureksi.
Eikö momentti tehdä sopivaksi epätasamäärällä napoja ja puolia (esim kuten sullakin 12/14) lisäksi napojen päiden muotoilu vaikuttaa
Laitoin roottorin ulkokehälle, jotta kehänopeus olisi vähän isompi.
Mä luulin, että ne laitetaan kehälle, jotta saadaan mahdollisimman paljon napoja mahtumaan tiettyyn halkasijaan. (sitä et kumminkaan ole yrittänyt, koska niiden välissä on muovia..)
Itse roottorikiekon ulkokehälle saisi kyllä jonkinlaisen vanteen johteeksi, mutta en tiedä, vahvistaisko se kenttää sisäkehälle kelojen suuntaan.
Vahvistaa, mutta vain vähän, tarvii yhtenäisen piirin ks. seuraava
Kelojen taakse sisäkehälle saisi ehkä lisättyä jonkinlaisen magneettijohteen.
Yhdessä ulkokehän kanssa vahvistaa silloin kovin. Kokeile vaikka teräksisellä reikänauhalla, sekä ulkokehälle ja napojen juureen. voisi olla suht helposti soviteltavissa, eli tuloksen näkee vähällä vaivalla.

Kannattanee muuten katsoa vanha ketju, siinä on magneettipiirin femm kuvia:

Tumma väri oli samalla mica silikaattimineraalikokeilu smooth-on epoxyn kanssa. Hyvin onnistui liikoja valumatta.
Kerro hivenen lisää? Jotakin olen abs:stä tulostellut, reilu vuosi sitten plasmaleikkuupöydän osat.. (punanen=hips)
IMG_20201202_213303.jpg
 

vesioinas

Active member
XTC-3D epoksilla pinnan saa sileäksi ja kovaksi. UV-suojaus vaatii sekaan pigmenttiä. Mica-silikaatilla saa hienon kimalteen - kulta ja tuo silver black toimivat ainakin hyvin. Pearl white ei ollut yhtä hieno kun epoksi alkaa kellertää jonkin ajan kuluttua. Jos pelkkä kiiltopinta riittää niin asetonihöyrytys on hyvä konsti pienille osille. Pienet yksityiskohdat voivat kuitenkin kadota ja mitat voivat muuttua etenkin, jos kappaleella ei ole mitään tukirankaa. Toimii hyvin vaalean ABS:n kanssa - tummaan filamenttiin jää helposti harmaata harsoa asetonilla liimatessa tai sutiessa. Jos tarkoitus on maalata ja vaikkapa lakata osia lopuksi niin sprayfilleri on ehkä helpoin konsti tulostekerroksien siloitteluun. Nikkelöintiä en ole vielä kokeillut, mutta kuparielektrolyysin sain toimimaan - pinta pitää saada ensin sähköäjohtavaksi sopivalla grafiittipinnoitteella.
 
Viimeksi muokattu:

vesioinas

Active member
Piirsin siivet vähän pidemmiksi ja parantelin kärkiosaa (AoA ja muotoilu). Potkurin säde on tällä mallilla 36cm. Teräskierre ja pinna pitävät siiven kasassa ja estävät toivottavasti nyrjähtämisen siiven juuresta.

Screenshot_20220117-145901.png IMG_20220117_145703585.jpg
 
Viimeksi muokattu:

eros

Member
Piirsin siivet vähän pidemmiksi ja parantelin kärkiosaa (AoA ja muotoilu)
Näyttäisi olevan varsin symmetrinen airfoil, jotain naca00xx sarjaa? naca0018?

Saisko parilla pinnapultilla toiset 36cm siipeä jatkoksi, jotta tulisi hiukan energiaakin keskivertotuulilla?

T: http://eerin.fi/
 

vesioinas

Active member
Näyttäisi olevan varsin symmetrinen airfoil, jotain naca00xx sarjaa? naca0018?

Saisko parilla pinnapultilla toiset 36cm siipeä jatkoksi, jotta tulisi hiukan energiaakin keskivertotuulilla?

T: http://eerin.fi/
Siipi voi olla mitä vaan - napakiinnike on vakio. Windlily on halkaisijaltaan vähän pienempi (d=600mm) ja sille luvataan 15W @7m/s ja 23W @10m/s. Tavoite on ainakin tuplat. Uuden siiven etureuna on suora ja takareunan kulma kiertyy säteen kasvaessa. Naca0018 taisi tosiaan olla pohjana. Roottorikiekko on pinnoitettu epoksilla. Suojaan siivet UV-valolta jollakin maalilla.
IMG_20220118_193241609_HDR_2.jpg
 
Viimeksi muokattu:
Ylös