रिसाइकिल से बने बेहतर इलेक्ट्रोस्टैटिक टर्बाइन: 16 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

यह पूरी तरह से खरोंच से निर्मित, इलेक्ट्रोस्टैटिक टर्बाइन (ईएसटी) है जो उच्च वोल्टेज प्रत्यक्ष धारा (एचवीडीसी) को उच्च गति, रोटरी गति में परिवर्तित करता है। मेरी परियोजना जेफिमेंको कोरोना मोटर से प्रेरित थी जो वातावरण से बिजली द्वारा संचालित होती है:

टरबाइन का निर्माण निम्नलिखित मदों से किया गया था: प्लास्टिक ट्यूब और पीने के तिनके, नायलॉन स्पेसर, कार्डबोर्ड, शीट मेटल कनेक्टिंग और माउंटिंग हार्डवेयर के साथ-साथ पृथ्वी के विद्युत क्षेत्र के स्थान पर उपयोग किया जाने वाला एचवीडीसी पावर स्रोत। टरबाइन में एक स्पष्ट प्लास्टिक आवास है जो कक्षा और विज्ञान मेला डेमो के लिए टरबाइन के अंदर के दृश्य की अनुमति देते हुए आकस्मिक एचवी संपर्क के जोखिम को कम करता है। एक अंधेरे कमरे में टरबाइन का संचालन करते समय, कोरोना डिस्चार्ज एक भूतिया, नीली-बैंगनी चमक पैदा करता है जो आवास के अंदर को रोशन करता है। EST के पुराने संस्करण की साथ-साथ तुलना छोटी, अधिक सुव्यवस्थित प्रोफ़ाइल दिखाती है। मैंने निर्माण के लिए साधारण हाथ के औजारों और एक इलेक्ट्रिक ड्रिल का इस्तेमाल किया। सावधानी: यह परियोजना ओजोन गैस का उत्पादन कर सकती है और इसे पर्याप्त वेंटिलेशन वाले क्षेत्रों में संचालित किया जाना चाहिए। तेज किनारों के कारण शीट मेटल के साथ काम करते समय वर्क ग्लव्स की सिफारिश की जाती है। अंत में, एचवीडीसी हमेशा उपयोगकर्ता के अनुकूल नहीं होता है, इसलिए तदनुसार कार्य करें!

चरण 1: ईएसटी -3 कैसे काम करता है?

ईएसटी में 6 फ़ॉइल इलेक्ट्रोड होते हैं जिनमें रेजर नुकीले किनारे होते हैं जो एक प्लास्टिक रोटर को घेरते हैं। 3 श्रृंखला-वायर्ड, गर्म इलेक्ट्रोड हैं जो रोटर की सतह पर आवेशित कणों को जमा करते हैं। गर्म इलेक्ट्रोड 3 ग्राउंडेड रोटर्स के साथ ध्रुवीयता में वैकल्पिक होते हैं (इस मामले में: हॉट-जीएनडी-हॉट-जीएनडी-हॉट-जीएनडी)। गर्म इलेक्ट्रोड रोटर को समान आवेशों के साथ स्प्रे करते हैं, जिसे इलेक्ट्रोड तब पीछे हटाते हैं, जिससे रोटर घूमता है। प्रेरण की प्रक्रिया के माध्यम से, प्रत्येक गर्म इलेक्ट्रोड रोटर खंड को आकर्षित करता है जिसे पूर्ववर्ती ग्राउंड इलेक्ट्रोड द्वारा विद्युत रूप से बेअसर किया गया था। प्रत्येक इलेक्ट्रोड के अग्रणी किनारे और रोटर की सतह के बीच विद्युत क्षेत्र ढाल को अनुकूलित करने के लिए रोटर में शीट मेटल बैकिंग होती है। सफाई विवरण पर ग्राउंड इलेक्ट्रोड के साथ युग्मित रोटर पर आयनों को छिड़कने वाले गर्म इलेक्ट्रोड की क्रिया ने अनलोडेड टर्बाइन को औद्योगिक ग्रेड आयनाइज़र का उपयोग करके 3, 500 आरपीएम तक पहुंचने में सक्षम बनाया। स्केच 8 इलेक्ट्रोड के साथ एक प्रोटोटाइप ईएसटी दिखाता है जो एक साथ बहुत करीब से रखे गए इलेक्ट्रोड के बीच आंतरिक आर्किंग के कारण एक दयनीय विफलता थी।

टेक-अवे सबक: सुनिश्चित करें कि उच्च आउटपुट पावर स्रोत का उपयोग करने से पहले इलेक्ट्रोड ठीक से इन्सुलेट और/या अलग-अलग हैं; अन्यथा, आपका टर्बाइन धूम्रपान करने वाली गर्म गंदगी में बदल सकता है!

चरण 2: आवास और रोटर के लिए प्लास्टिक ट्यूबों का पता लगाएँ

मुझे ये ऐक्रेलिक ट्यूब एक स्थानीय प्लास्टिक स्टोर के स्क्रैप बिन में मिलीं। मैंने उनका उपयोग टरबाइन हाउसिंग और रोटर बनाने के लिए किया। सटीक आयाम कोई फर्क नहीं पड़ता। एक ट्यूब दूसरे के अंदर फिट होनी चाहिए जिसमें चारों ओर कई सेमी निकासी हो। कठोर प्लास्टिक की बोतलें, जैसे विटामिन कंटेनर, ऊपर और नीचे से कटे हुए भी काम करेंगे।

चरण 3: एक तुर्की पैन से इलेक्ट्रोड काट लें

एक डिनर पार्टी से छोड़े गए एल्यूमीनियम टर्की बस्टिंग पैन से छह इलेक्ट्रोड काट दिए गए थे। (निर्माण युक्ति: एक बड़े पक्षी को पकाने के लिए एक पैन का उपयोग करें, धातु भारी होती है और झुकने की संभावना कम होती है।) मैंने प्रत्येक इलेक्ट्रोड की लंबाई को लगभग रोटर की लंबाई के बराबर काट दिया, जबकि लुढ़कने वाले किनारों को कुचलने का प्रयास नहीं किया।

चरण 4: इलेक्ट्रोड सपोर्ट रॉड्स डालें

मैंने प्रत्येक इलेक्ट्रोड के छेद के माध्यम से 8-32, थ्रेडेड रॉड सेगमेंट डाला (फिट स्पॉट पर था !!) टर्बाइन हाउसिंग की तुलना में सेगमेंट 3.0 सेमी लंबे थे।

चरण 5: इलेक्ट्रोड के प्रमुख किनारों को समतल करें

मैंने पन्नी में रोलिंग पिन के साथ गलियारों और डिंग्स को हटा दिया।

चरण 6: इलेक्ट्रोड किनारों को ट्रिम और राउंड ऑफ करें

प्रत्येक इलेक्ट्रोड के प्रमुख किनारों को एक पेपर कटर का उपयोग करके 1.0 सेमी तक काटा गया था। कोरोना रिसाव को कम करने के लिए कोनों को एक हॉबी फ़ाइल के साथ गोल किया गया था।

चरण 7: हाउसिंग और रोटर के लिए कट रिटेनर प्लेट्स और एंड कैप्स

मैंने हाउसिंग एंड कैप बनाने के लिए 6 कार्डबोर्ड डिस्क का एक सेट काटा; रोटर एंड कैप के लिए डिस्क का एक और सेट; और अंत में, मैंने बेयरिंग के लिए रिटेनर प्लेट बनाने के लिए डिस्क के तीसरे सेट को काटा।

चरण 8: एंड कैप्स, रोटर और हाउसिंग की जाँच करें

मैंने रोटर और हाउसिंग एंड कैप को 1/4 इंच व्यास, दृढ़ लकड़ी के डॉवेल पर खिसका दिया जो टरबाइन शाफ्ट के रूप में काम करता था। बाद में निर्माण में, बेहतर उपस्थिति के लिए दहेज को ऐक्रेलिक रॉड में अपग्रेड किया गया था। मैंने एंड कैप प्लेसमेंट को सत्यापित किया और जाँच की कि रोटर आवास में एकाग्र रूप से स्थित था। (निर्माण युक्ति: डिस्क के चारों ओर लकड़ी के गोंद के साथ लिपटे पेपर टेप को तब तक लपेटें जब तक वे ट्यूबों में कसकर फिट न हो जाएं।)

चरण 9: बियरिंग्स के लिए हाउसिंग एंड कैप्स को फिर से ड्रिल करें

मैंने आवास और रोटर एंड कैप को इकट्ठा करने के लिए लकड़ी के गोंद का इस्तेमाल किया। इसके बाद, छेदों को हाउसिंग एंड कैप की बाहरी परिधि के साथ 60 डिग्री अलग ड्रिल किया गया ताकि वे थ्रेडेड सपोर्ट रॉड्स को स्वीकार कर सकें। बाहरी रिंग और केंद्र के बीच में 120 डिग्री की दूरी पर छेद की एक दूसरी रिंग ड्रिल की गई थी। अनुचर प्लेटों के माध्यम से एक संबंधित छेद सेट को ड्रिल किया गया था। प्रारंभ में, मैंने धातु के बीयरिंगों को स्वीकार करने के लिए हाउसिंग एंड कैप के केंद्रों को ड्रिल किया। हालांकि, जैसे ही टरबाइन पूरी शक्ति के करीब पहुंच गया, उन्होंने इलेक्ट्रोड की युक्तियों से चिंगारी खींची। मुझे एक कार्य-आसपास मिला जिसमें 1/4 इंच आईडी, गैर-संचालन नायलॉन स्पेसर बीयरिंग के रूप में शामिल थे। मैंने उन्हें रिटेनर प्लेट के माध्यम से डाले गए तीन 8-32 नायलॉन बोल्ट के साथ सुरक्षित किया। जब मैं रोटर को हाथ से घुमाता था तो कुछ रोलिंग प्रतिरोध था, लेकिन टरबाइन शायद नहीं झुलसेगा और SHM (धूम्रपान गर्म गंदगी) में बदल जाएगा।:>डी

चरण 10: आवास में बढ़ते छेद ड्रिल करें

मैंने आवास ट्यूब के प्रत्येक छोर के माध्यम से दो, 1/4 इंच बढ़ते छेद ड्रिल किए। छेद ने लॉक वाशर और हेक्स नट्स के साथ 1/4 इंच नायलॉन बोल्ट स्वीकार किए।

चरण 11: इलेक्ट्रोड से कनेक्टिंग और सपोर्ट हार्डवेयर संलग्न करें

दिखाए गए अनुसार प्रत्येक ग्राउंड रॉड पर दो रिंग कनेक्टर फिसल गए थे। मैंने स्टैंड-ऑफ के रूप में रबर ग्रोमेट्स (3/16 आईडी) का उपयोग किया। टरबाइन के विद्युतीकृत छोर के लिए इस प्रक्रिया को दोहराया गया था। एक अच्छे फिट की जांच के लिए सब कुछ अस्थायी रूप से नायलॉन एकोर्न नट्स के साथ सुरक्षित किया गया था। (इस पर रोटर स्थापित नहीं किया गया था) बिंदु।)

चरण 12: प्रेप रोटर असेंबली

प्रारंभ में, मैंने रोटर ट्यूब को बीयर कैन से कटी हुई धातु की शीट से ढक दिया और फिर ट्यूब के चारों ओर सर्पिल घाव प्लास्टिक टेप। बाद में, टर्बाइन को चालू करते समय, इलेक्ट्रोड से आंतरिक आर्सिंग से टेप को पंचर करने और रोटर को बर्बाद करने में बहुत समय नहीं लगा - !@#$, एक और टोस्टेड टर्बाइन! (तीन पंचर चाप कम रोशनी वाली तस्वीर में स्टारबर्स्ट के रूप में दिखाई देते हैं)। एक बेहतर विचार यह था कि मूल टेप को हटा दिया जाए और शीट धातु को एक मोटी इन्सुलेट सामग्री के साथ कवर किया जाए जिसमें उच्च ढांकता हुआ ताकत हो। मैंने डॉग ट्रीट के पैकेज से कटे हुए भारी शुल्क वाले प्लास्टिक की एक शीट का इस्तेमाल किया, जिसे मैंने टेप से सुरक्षित किया।

चरण 13: रोटर असेंबली स्थापित करें

मैंने टर्बाइन से ग्राउंड एंड हार्डवेयर को हटा दिया और पूरा रोटर तब तक डाला जब तक शाफ्ट पूरी तरह से बीयरिंगों को संलग्न नहीं कर लेता। पावर इनपुट के लिए ५:०० और ७:०० बजे की स्थिति में रिंग कनेक्टर जोड़े गए।

चरण 14: इलेक्ट्रोड की मरम्मत और इन्सुलेट करें

टरबाइन के ठीक से काम करने की संभावना नहीं थी b/c रोटर असेंबली को सम्मिलित करते समय कई प्रमुख किनारे मुड़े हुए थे। मेरा काम-आसपास टरबाइन को अलग करना था और फिर एक समर्थन बीम के रूप में प्रत्येक इलेक्ट्रोड के लिए एक कॉफी हलचल छड़ी को एपॉक्सी करना था। स्टिक्स को मेड/फाइन सैंड पेपर का उपयोग करके तैयार किया गया और फिर सिल्वर पेंट पेन से रंग दिया गया। मैंने सपोर्ट रॉड्स को इंसुलेट करने के लिए 12 कलर-कोडेड स्ट्रॉ सेक्शन (0.5 सेमी आईडी x 3.5 सेमी) का इस्तेमाल किया। प्रत्येक खंड ग्रोमेट और एंड कैप होल दोनों से गुजरते हुए एक सपोर्ट रॉड पर फिसल गया।

चरण 15: टर्बाइन को फिर से इकट्ठा करें और अंतराल को समायोजित करें

टर्बाइन को वापस एक साथ रखने के बाद (फिर से!) और हॉट और ग्राउंड इलेक्ट्रोड को सीरीज़-वायरिंग करते हुए, मैंने इनपुट तारों को बाइंडिंग पोस्ट से जोड़ दिया। प्रत्येक छड़ के अंत में एकोर्न नट्स को तब तक घुमाकर गैप दूरियों को समायोजित किया गया जब तक कि प्रमुख किनारे रोटर की सतह के 1 मिमी के भीतर न हों। मैंने एक 1/4 इंच आईडी "बिग गल्प" स्ट्रॉ से एक आस्तीन काट दिया और साइड-टू-साइड रोटर आंदोलन को सीमित करने के लिए इसे धुरी के सिरों पर फिसल दिया।

चरण 16: टेस्ट रन

टर्बाइन १३.५ kV पर १.० mAmp ड्रॉ के साथ गुनगुना रहा था; उच्च क्षमता के कारण उत्पन्न होने और बिजली की हानि हुई। यहां एक वीडियो है जो ईएसटी को उच्च गति से संचालित कर रहा है। एक दूसरा वीडियो यहाँ है। ईएसटी क्या कर सकता है, इस पर अपडेट के लिए बने रहें!