Vylepšená elektrostatická turbína vyrobená z recyklovatelných materiálů: 16 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Jedná se o elektrostatickou turbínu (EST), která je zcela postavená na škrábance a která převádí vysokonapěťový stejnosměrný proud (HVDC) na vysokorychlostní rotační pohyb. Můj projekt byl inspirován motorem Jefimenko Corona, který je poháněn elektrickou energií z atmosféry:

Turbína byla postavena z následujících položek: plastové trubky a brčka na pití, nylonové rozpěrky, lepenka, spojovací a montážní materiál z plechu a napájecí zdroj HVDC používaný místo zemského elektrického pole. Turbína je vybavena čirým plastovým pouzdrem, které snižuje riziko náhodného kontaktu VN a umožňuje vnitřní pohled na turbínu pro ukázky tříd a vědeckých veletrhů. Při provozu turbíny v zatemněné místnosti vytváří koronový výboj přízračnou, modrofialovou záři, která osvětluje vnitřek skříně. Porovnání starší verze EST vedle sebe ukazuje menší a efektivnější profil. Na stavbu jsem použil jednoduché ruční nářadí a elektrickou vrtačku. Upozornění: Tento projekt může produkovat ozónový plyn a měl by být provozován v prostorách s dostatečným větráním. Při práci s plechem se kvůli ostrým hranám doporučují pracovní rukavice. A konečně, HVDC není vždy uživatelsky přívětivý, takže se podle toho chovejte!

Krok 1: Jak funguje EST-3?

EST má 6 fóliových elektrod s ostrými hranami, které obklopují plastový rotor. K dispozici jsou 3 sériově zapojené horké elektrody, které ukládají nabité částice na povrch rotoru. Horké elektrody střídají polaritu se 3 uzemněnými rotory (v tomto případě: Hot-Gnd-Hot-Gnd-Hot-Gnd). Horké elektrody rozprašují rotor podobnými náboji, které pak elektrody odpuzují, což způsobí otáčení rotoru. Procesem indukce každá horká elektroda přitahuje segment rotoru, který byl elektricky neutralizován předchozí zemnící elektrodou. Rotor má plechovou podložku pro optimalizaci gradientu elektrického pole mezi přední hranou každé elektrody a povrchem rotoru. Působení horkých elektrod rozprašujících ionty na rotor spolu se zemními elektrodami na detaily čištění umožnilo nezatížené turbíně dosáhnout 3 500 ot / min pomocí průmyslového ionizátoru. Skica ukazuje prototyp EST s 8 elektrodami, což bylo strašné selhání kvůli vnitřnímu oblouku mezi elektrodami umístěnými příliš blízko sebe.

Lekce s sebou: Před použitím zdroje vysokého výkonu se ujistěte, že jsou elektrody řádně izolovány a/nebo od sebe vzdáleny; jinak by vaše turbína mohla být redukována na kouřící horký nepořádek!

Krok 2: Vyhledejte plastové trubky pro bydlení a rotor

Tyto akrylové tuby jsem našel ve šrotu místního obchodu s plasty. Použil jsem je k výrobě skříně turbíny a rotoru. Na přesných rozměrech nezáleží. Jedna trubka by se měla vejít do druhé s vůlí několika cm všude kolem. Fungovaly by i pevné plastové lahve, jako jsou nádoby na vitamíny, s odříznutými vrchními a spodními díly.

Krok 3: Vyřízněte elektrody z krůtí pánve

Šest elektrod bylo vyříznuto z odhozené hliníkové pánve na krůty, která zbyla z večeře. (Stavební tip: Použijte pánev na vaření velkého ptáka, kov je těžší a je nepravděpodobné, že by se ohnul.) Řezl jsem délku každé elektrody přibližně stejně jako délku rotoru, přičemž jsem se snažil nerozdrtit na srolované hrany.

Krok 4: Vložte nosné tyče elektrod

Otvorem každé elektrody jsem vložil segment tyče se závitem 8-32 (fit byl na místě !!). Segmenty byly o 3,0 cm delší než skříň turbíny.

Krok 5: Srovnejte náběžné hrany elektrod

Válečkem jsem odstranil zvlnění a škrábance ve fólii.

Krok 6: Ořízněte a zaoblete hrany elektrod

Náběžné hrany každé elektrody byly ořezány na 1,0 cm pomocí řezačky papíru. Rohy byly zaobleny hobby pilníkem, aby se omezil únik korony.

Krok 7: Odřízněte přídržné desky a koncové krytky pro pouzdro a rotor

Vyřezal jsem sadu 6 kartonových disků, abych vytvořil koncové kryty pouzdra; další sada disků pro koncové krytky rotoru; a nakonec jsem nařezal třetí sadu disků, abych vytvořil přídržné desky pro ložiska.

Krok 8: Zkontrolujte koncovky, rotor a pouzdro

Převlékl jsem koncové krytky rotoru a skříně přes hmoždinku z tvrdého dřeva o průměru 1/4 palce, která sloužila jako hřídel turbíny. Později v konstrukci byla hmoždinka upgradována na akrylovou tyč pro lepší vzhled. Ověřil jsem umístění koncovky a zkontroloval, zda je rotor soustředně umístěn v pouzdře. (Stavební tip: Omotejte papírovou pásku potřenou lepidlem na dřevo kolem disků, dokud nezapadnou těsně do trubek.)

Krok 9: Znovu vyvrtejte krytky ložisek

K sestavení krytu a koncových krytů rotoru jsem použil lepidlo na dřevo. Dále byly vyvrtány otvory 60 stupňů od sebe podél vnějšího obvodu koncových krytů pouzdra, aby mohly přijímat podpůrné tyče se závitem. Druhý prstenec otvorů od sebe vzdálených 120 stupňů byl vyvrtán uprostřed mezi vnějším prstencem a středem. Prostřednictvím přídržných desek byla vyvrtána odpovídající sada otvorů. Zpočátku jsem vyvrtal středy koncových krytů pouzdra, abych přijal kovová ložiska. Když se však turbína přiblížila plnému výkonu, čerpali jiskry ze špiček elektrod. Našel jsem řešení, které zahrnovalo 1/4 palce ID, nevodivé nylonové rozpěrky jako ložiska. Zajistil jsem je třemi nylonovými šrouby 8-32 vloženými skrz přídržnou desku. Když jsem rukou roztočil rotor, došlo k určitému valivému odporu, ale turbína by se pravděpodobně nespálila a neproměnila se v SHM (kouření horké kaše).:> D

Krok 10: Vyvrtejte montážní otvory v krytu

Na každém konci trubice pouzdra jsem vyvrtal dva montážní otvory o průměru 1/4 palce. Otvory akceptovaly 1/4 palcové nylonové šrouby s pojistnými podložkami a šestihrannými maticemi.

Krok 11: Připojte připojovací a podpůrný hardware k elektrodám

Přes každou zemnící tyč byly navlečeny dva prstencové konektory, jak je znázorněno. Jako distanční podložky jsem použil gumové průchodky (3/16 ID). Tento postup se opakoval pro elektrifikovaný konec turbíny. Vše bylo dočasně zajištěno nylonovými žaludovými maticemi, aby se zkontrolovalo, zda dobře sedí. (Rotor zde nebyl nainstalován směřovat.)

Krok 12: Příprava sestavy rotoru

Zpočátku jsem rotorovou trubku překryl plechem vyříznutým z plechovky od piva a poté jsem trubku spirálovitě navinul plastovou páskou. Později při napájení turbíny netrvalo dlouho a vnitřní oblouk z elektrod prorazil pásku a zničil rotor -!@#$, Další opečená turbína! (Tři obrysy vpichu se na obrázku při slabém osvětlení zobrazují jako hvězdicové výboje). Lepším nápadem bylo odstranit původní pásku a zakrýt plech silnějším izolačním materiálem s vyšší dielektrickou pevností. Použil jsem list odolného plastu vyříznutého z balíčku psích pamlsků, který jsem zajistil páskou.

Krok 13: Nainstalujte sestavu rotoru

Z turbíny jsem odstranil zemnící hardware a vložil dokončený rotor, dokud hřídel zcela nezapadla do ložisek. Pro napájení byly přidány prstencové konektory v polohách 5:00 a 7:00 hodin.

Krok 14: Oprava a izolace elektrod

Turbína pravděpodobně nepracuje správně b/c při zavádění sestavy rotoru bylo ohnuto několik náběžných hran. Mým úkolem bylo rozebrat turbínu a poté epoxidovat tyč na míchání kávy na každou elektrodu jako nosný paprsek. Tyčinky byly připraveny pomocí med/jemného smirkového papíru a poté obarveny stříbrným perem. K izolaci nosných tyčí jsem použil 12 barevně označených sekcí slámy (0,5 cm ID x 3,5 cm). Každá sekce sklouzla přes nosnou tyč a prošla otvory průchodky i koncového víčka.

Krok 15: Znovu sestavte turbínu a upravte mezery

Poté, co jsem turbínu dal znovu dohromady (znovu!) A sériově zapojil horkou a uzemněnou elektrodu, jsem připojil vstupní vodiče k vázacím sloupkům. Vzdálenosti mezer byly upraveny utažením žaludových matic na konci každé tyče, dokud náběžné hrany nebyly do 1 mm od povrchu rotoru. Uřízl jsem rukáv ze slámy „Big Gulp“o průměru 1/4 palce a navlékl ho přes konce osy, aby se omezil pohyb rotoru ze strany na stranu.

Krok 16: Testovací běh

Turbína hučela při 13,5 kV při odběru 1,0 mAmp; vyšší potenciály způsobily oblouk a ztrátu energie. Zde je video, které ukazuje, jak EST pracuje vysokou rychlostí. Druhé video je tady. Sledujte aktuální informace o tom, co EST dokáže!