DIYの風水ポンプ

今年の夏、訪問するやneのためにPVCからたくさんの楽しいものを作りました。この風力駆動の水ポンプは、これらのプロジェクトのうち2つを組み合わせたものです。風力駆動の鹿の抑止と、ポンプ式の水鉄砲です。

この水ポンプは間違いなくベータ段階です。 すべてのコンポーネントは機能しますが、設計は非常に非効率的であり、池から水を汲み出すためにかなりの風を必要とします。 以下のビデオでは、強風の一部を演じて、ポンプの仕組みを視覚的に示しています。 このインストラクタブルの最後のステップでは、現在の設計のバグと、風力をより効率的に使用するためにどのように改善できるかについて説明します。

完全な再設計と動作ポンプのビデオの最終ステップをご覧ください。

ステップ1:ホイールとギア

私の屋外シャンデリアプロジェクトのように、この風力ポンプの部品のほとんどは自転車店のゴミ箱から来ました。 これらのすべての部分の名前がわからないので、名前を付けていません。 私が言えることは、ギアのように見える部分はバイクのギアではなかったということです(ボルトを追加してギアに変えました)。 私はそれらをマウンテンバイクのホイールで見つけましたが、そもそもホイールが取り付けられているホイールにしか取り付けられません。
また、この風ポンプを組み立てるのに最適な順序がわからないので、私がやったことをただたたきましょう。
1.いずれかの「ギア」のすべての穴に小さなボルトを追加しました。 トップ(水平)ギアには短いボルトを使用しました。 縦長の場合は長いもの。 上部のボルトはそのままにし、ナイロン製のスペーサーを垂直ギア「歯」の上に置いて、テフロンテープで固定します。
2.マウンテンギアホイールの車軸に水平ギアを取り付けます。
3. 3つの金属製ブラケットを使用して、2つ目の自転車のホイールリムを1つに取り付けました(計画の変更により、この写真に示されているよりも短くなりました)。
4.三脚の上部に1インチPVCティーを固定する方法を見つけました。
5.自転車の車輪の仕掛けをPVCティーの上部に取り付けました。 1x2の部分からドリルで穴を開けた木製の円形部分をいくつか使用しました。 木片の中央にある穴は、車軸ロッドをしっかりと固定しました。 スペーサーとしていくつかの奇妙なピースを使用して、水平ギアを垂直ギアをキャッチする場所まで持ち上げました。
6.垂直ギアをPVCの水平部分に取り付けました。 歯車は、自由に回転できるようにボールベアリング上に配置する必要があります。 私は車軸の一部を使用し、内部にベアリングがありました。 見つけられるものなら何でも使用して、ギアを所定の位置に「詰め込み」、ぐらつかないようにします。

私は物事をフィットさせるために多くのシミングとシェービングをしなければなりませんでした。 トイレットペーパーの段ボールでシムをし、ドレンメルまたはサンドペーパーで剃った。 あなたはあなたがやらなければならないことをします。

ステップ2:風の箔を作る

ウィンドフォイルは、鹿の抑止ギズモに取り付けたものよりも大きくしたかったが、それでも軽いものでした。 ブリキは完璧な素材のように見えましたが、ブリキの破片をサイズに合わせようとすると、すべてが切断されるのが怖かったです(目的のためにリサイクルヤードからダクトをつかみました)。 だから私は5枚の絹を苦労して感じ、ポリウレタンでコーティングしました。 彼らは見事な結果になりましたが、私がそれらを設置し、風車をテスト用に設置したとき、それらは完全な不条理でした。 風はその毛羽立ちをどうするかを知りませんでした。 これらのプラスチック+シルク箔は、フェルトの代わりにすぐに使えます。
このプラスチックの名前がわかりません。 半透明で軽量なので、写真の拡散板として使用していました。 うまくいけば、誰かがそれが何と呼ばれ、どこでそれを購入するかを知っているでしょう。
フォイルについては、持っているものを5つに分けました。 仕事をしなければならないことを考えると、可能な限り大きな箔が欲しかった。 それから私は古着屋で絹のスカーフを買って、それを5つ(箔より少し大きい)に切りました。
プラスチックの鈍い面を紙やすりで磨き、接着剤としてポリウレタンで塗装しました(手元にあったので)。
シルクをプラスチックシートに接着した後、余分なシルクを切り取り、スポークを自転車のホイールリムに固定するための穴を開けました。

ステップ3:風の箔の取り付け

ウィンドフォイルを取り付けるために、自転車のスポークを両方の自転車の車輪の縁に収めるのに十分な大きさの穴を5つ開けました。 スポークはリムの内側から挿入され、配管工のエポキシで固定されます。 エポキシが乾燥したら、フォイルをスポークに滑り込ませ、エポキシでスポークの外側に固定します。 スポークナットをスポークの端にねじ込み、フォイルが脱落しないようにしました。

ステップ4:ウインドポンプコネクタ

垂直歯車機構をよく見ると、歯車の「歯」の裏側に小さな赤いボールベアリングがあります。 このベアリングと、ウォーターポンプのピストンに取り付けられたもう1つの同じベアリングは、風車とウォーターポンプ間の接続部品が自由に移動できるようにし、風の水平方向の力をウォーターポンプの上下方向の力に変換します。 接続「ロッド」自体はPVCで作られています。 さびて見えるように塗装し(詳細については屋外シャンデリアプロジェクトのステップ4を参照)、後でガスストーブで加熱してプラスチックに自転車のスポークナットを挿入しました。

ステップ5:PVCウォーターポンプ

これは私が訪問者のために作ったPVC水ポンプ銃の図面です。 アイフックをピストンの上部に追加し、2番目のボールベアリングをフックに固定する以外は変更しませんでした。
そして、ここに私がそれをどのように組み立てたかのビデオもあります。

ステップ6:風力水ポンプの組み立て

風力の水ポンプを組み立てるために、金属製の棒を地面に打ち込み、そこでポンプを立てました。 このロッドに、2つのねじクランプを使用してポンプ機構の外側部分を固定しました。 次に、全体の風車部分をポンプの中央に配置し、接続アームが座屈することなく伸縮できるように十分高くしました。 最後に、接続アームを2つのボールベアリングに取り付けました。1つは水平ギアに、もう1つはポンプピストンにあります。
プロジェクトが完了しました。 それは本当に美しさのものです...

ステップ7:バグレポート

この風力駆動の水ポンプ設計の最大の問題は、アセンブリのすべての部分が少しぐらついていることであり、すべてのぐらつきが代わりに水を汲み上げることになっているはずの多くの風力エネルギーを消費します。 次のバージョンでこの問題を解決するには、次のようにします。
1.丈夫な三脚を使用します。
2.歪んでいない自転車のリムを使用します。 このプロジェクトの下部リムは、自転車の事故でひどく曲がっており、その動きにより風力エネルギーが無駄になります。
3.ウィンドフォイルにスズまたはPVCを使用し、自転車のホイールリムに直接取り付けます。 私の鹿の抑止力は小さいフォイルを持っていますが、このウォーターポンプシステムのものよりも効率的です。 自転車のスポークを振ると、多くの風力エネルギーが失われます。
4.水ポンプを保持するために、地面に打ち込まれた重いロッドを使用します。 または、全体を4x4のポストにインストールして、不要な動きを排除します(これも私の鹿の抑止力です)。
5.すべての部品、特にギアとポンプピストン間の接続アームをできるだけ軽くします。 ギアを持ち上げる重量が大きいほど、ギアを持ち上げるのにより多くの風が必要になります。
6.ピストンのガスケット部分に適したソリューションを見つけます。 ピストンを押したり引いたりするのが難しいほど、水を汲み上げるためにより多くの風力エネルギーが必要になります。 プランジャーのゴム部分を潤滑するために3Mオイルを使用しましたが、私のものは可能な限り効率的ではないと思います。

上記の解決策をいただければ幸いです。

ステップ8:自転車部品からウォーターポンプを作動させる

ここに、読者による多くの提案を含む風力ポンプの最終的な再設計があります(ありがとう!)。
それらをリストできるかどうか見てみましょう。
*風力タービン/ポンプシステム全体のバックボーンを単一の中空金属パイプに置き換えました(以前は三脚でした)。
*ポンプが水を遠くまで上げる必要がないように、バルブシステムを地面まで下げました。
*圧力要件を緩和するために、アウトレットエンドからナイロンチップを取り外しました。
*自転車の衝撃に備えてPVCピストンを交換しました(スプリングを取り外し、チップを切断した後)。
*自転車のショックの内側部分のPVCアームを変更しました。
* 45度の角度でCDを自転車の上部リムに挿入しました(これが大きな効果をもたらすかどうかはわかりません)
*スポークを「アタックモード」に保持し、「ドラッグモード」で邪魔にならないように、スポークを所定の位置に残したまま、各スポークの下部をボトムスポークから外すことにより、セイルの風抵抗を減らしました。 これが風ポンプの最も効果的な変更でした!
ご意見ありがとうございます!

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