Известно немало конструкций водоподъемных устройств, работающих с приводом от ветряка. Так, достаточно эффективно работает цепная водокачка, которая черпает воду из колодца с помощью «бесконечной» цепи, состоящей из ряда сосудов. Вариант такого водоподъемника можно видеть на одном из рисунков. В качестве сосудов используются небольшие (полулитровые) пластиковые бутылки из-под газированных напитков, нужно только в каждой вырезать пару отверстий — через них емкости будут заполняться водой и опорожняться. В донышке каждой бутылки просверливается отверстие и в него пропускается резьбовая шпилька с двумя отверстиями , которая закрепляется парой гаек. В отверстия вводятся проволочные колечки, а в них — капроновый шнур.
Собранная из таких звеньев замкнутая цепочка подвешивается на барабан, сваренный из 12-мм стальных прутков и втулки-трубы, а тот с помощью двух звездочек и втулочно-роли-ковой цепной передачи соединяется с валом ветряка. Подует ветер, закрутится ветряк, а вместе с ним и вал водоподъемного барабана. Невелика емкость сосудов, но ими за час-дру-гой можно заполнить водой несколько 200-литровых бочек!
Используя бутылки, можно соорудить и другую, не менее эффективную водокачку. Главное, подобрать полуметровый отрезок трубы из металла или пластика с таким внутренним диаметром, чтобы в него с легким усилием входили поршни — нижние части полулитровых пластиковых бутылок. Скорее всего, такую трубу придется проточить и отшлифовать, чтобы довести ее внутренний диаметр до нужного размера. Части бутылок (поршни) соединяются в единую цепь точно так же, как и в предыдущем водоподъемнике — расстояние между ними должно быть меньше длины трубы-цилиндра. Последняя закрепляется в колодце и надстраивается сверху трубой большего диаметра или даже дощатым коробом квадратного сечения. Вращение ветряка приводит в действие водоподъемный барабан, при перемещении которого поршни последовательно попадают в цилиндр, захватывают воду и подают ее в верхнюю трубу или короб, по которому она поднимается к водоразборному лотку.
Цепной водоподъемник:
1 — барабан; 2 — водоподъемные сосуды (пластиновые бутылки емкостью 0,5 л); 3 — стакан; 4 — водоразборная труба; 5 — водосборник; 6 — капроновый шнур
Звено водоподъемной цепи:
1,6 — капроновые шнуры; 2 — водоподъемный сосуд; 3 — пластиковая бутылка-заготовка емкостью 0,5 л; 4 — шпилька М6 с двумя гайками; 5 — кольцо
Цепной насос:
1 — барабан; 2 — водоразборный лоток; 3 — водоподъемный короб; 4 — цилиндр насоса; 5 — капроновый шнур; 6 — поршни (нижние части пластиковой бутылки емкостью 0,5 л)
Насосная ветроустановка:
1,4 — стержни лопастей (сосна, конусный брусок с основаниями d25 и d40, L2100); 2 — псі пральная втулка ветроколеса (сваривается из стальных труб 44×2); 3,10 — ванты-растяжки (стальная проволока d2); 5—тормозное устройство (ступица и тормозной щит от мотоцикла ИЖ); 6 — каркас стабилизатора (сварен из стальных труб d25); 7 — обшивка стабилизатора (ткань); 8 — лопасть-крыло (ткань); 9 — гичок (сосновая рейка d25); 11 — выпускная труба насосной установки; 12 — насос; 13 —емкость д ля волы; 14 — усиливающие косынки фермы-опоры ветряка (сталь, лист sЗ); 15 — стойка фермы (сталь, уголок 40x40x3); 16 — раскосы (сталь, уголок 40x40x3); 17 — подводящая труба насосной установки; 18 — опорный фланец фермы-опоры (сталь, лист s5); 19 — гайки крепления фермы-опоры; 20 — фундамент (армированый бетонный столб); 21 — впускной клапан
Основной узел ветронасосной установки:
1,4 — втулки (капрон); 2 — подшипниковый корпус вала ветряка (сталь, труба 50×3); 3 — вал ветряка; 5 — кривошип ; 6 — поворотный диск (часть ступицы колеса «Нивы» или «Газели»); 7 — перемычка (сталь, труба 22×2,5); 8 — каркас стабилизатора (сталь, труба 25×2,5); 9 — косынка (сталь, лист s5); 10 — шатун; 11 — шаровой шарнир; 12 — ферма-опора ветронасосной установки; 13 — подводящая труба насосной установки; 14 — насос; 15 — выпускная труба насосной установки; 16 — ролик (4 шт.)
Но наиболее эффективна насосная ветроустановка, представляющая собой пирамидальную ферменную опору, в верхней части которой смонтированы ветряк, насос и водонапорная емкость.
Опора сваривается из стальных профилей типа «уголок» сечением 40x40x3 мм с использованием косы-нок-усилителей толщиной 3 мм. При этом проще предварительно сварить две плоские фермы, а затем, зафиксировав их относительно друг друга с помощью нескольких распорок, соединить уголками в единую пространственную конструкцию. В нижней части опоры привариваются четыре круглых фланца, в каждом предварительно просверливаются четыре отверстия под крепежные шпильки с резьбой М10.
Опора устанавливается на бетонные фундаментные столбы, отформованные непосредственно в скважинах, выбранных ручным буром. Предварительно в каждую из скважин опускается свернутый из рубероида полый цилиндр — форма и гидроизоляция будущего столбика. Над поверхностью земли фундамент должен выступать приблизительно на 0,2 м. В процесе закладки в форму бетонной смеси в нее вводятся арматурные прутки и резьбовые шпильки крепления опоры. Последние предварительно с помощью гаек закрепляются на кондукторе — фанерной пластине с отверстиями, просверленными в соответствии с отверстиями на крепежных фланцах опоры.
Ветряк — тихоходный, с четырьмя лопастями-крыльями мягкого типа, сделанными по образцу парусов виндсерфера, которые, как известно, обладают высокими тяговыми качествами.
Центральная втулка ветряка сварена из стальных труб: она состоит из вала и четырех гнезд (степсов, по парусной терминологии). Основой каждой лопасти служит деревянный стержень (мачта) — конусный брусок длиной 2100 мм и диаметрами его концов 40 мм и 25 мм. После обработки рубанком стержни шлифуются шкуркой и покрываются двумя-тремя слоями горячей олифы. На вершине каждой мачты устанавливается оковка — стальная втулка с приваренными к ней четырьмя ушками для крепления проволочных расчалок.
Лопасти-паруса сшиты из воздухонепроницаемой ткани, используемой обычно для легких плащей и курток-ветровок. Разметка паруса производится на ровном полу: сначала вычерчивается основной треугольник АВС, затем от задней и нижней его сторон откладываются величины «серпов» и точки А и С, равно как А и В, соединяются плавной лекальной кривой.
Парус выкраивается из четырех полотнищ ткани, причем линии швов должны быть перпендикулярными стороне АВ основного треугольника АВС. Заделка задней и нижней шкаторин производится с помощью синтетической тесьмы (ленты) подходящей ширины. Латы удобнее всего вырезать из пластикового Ш-образного профиля, используемого для монтажа стекол-движков в книжных шкафах. На мачту (стержень лопасти ветряка) парус надевается с помощью мачт-кармана и фиксируется капроновым штертиком, пропущенным через люверс в фаловой дощечке паруса и закрепленным на утке.
Ветряк смонтирован на поворотном устройстве, основу которого составляет колесо от автомобиля «Газель» или «Нива», свободно вращающееся на четырех роликах. На поворотном устройстве сваркой закреплена стальная труба с парой капроновых втулок (подшипников скольжения), в которой вращается вал ветряка с кривошипом. Последний с помощью шатуна через шаровой шарнир соединяется со штоком насоса. Вал — из стальной трубы, кривошип сварен из отрезка трубы квадратного сечения и точеного пальца с резьбовым хвостовиком.
Следует иметь в виду, что эксцентриситет кривошипа (и, соответственно, ход поршня) следует выбирать в зависимости от преобладающей в данном месте скорости ветра: чем она больше, тем большим можно выбирать ход поршня и тем большей будет производительность ветронасосной установки. Рассчитать такие параметры достаточно сложно, проще сделать несколько кривошипов с различным эксцентриситетом и выбрать из них оптимальный.
На валу ветряка смонтировано тормозное устройство, представляющее собой ступицу и тормозной щит от мотоцикла «Йж». Тормозной рычаг на щите соединяется с капроновым шнуром — при необходимости шнур натягивается и лопасти затормаживаются. Кстати, затормозить ветряк можно и чисто гидравлическим способом, врезав шаровой кран в нагнетающую трубу (после насоса). Если закрыть его с помощью того же капронового шнура, то ветер не сможет провернуть ветряк. После затормаживания ветряк необходимо развернуть боком к направлению ветра и зафиксировать в этом положении парой шнуров-ра-стяжек.
Сам же насос представляет собой цилиндр с поршнем — в верхней его части имеется шесть отверстий, закрытых шестилепестковым клапаном. Такой же клапан располагается в скважине или колодце, так что при движении поршня снизу вверх открываются отверстия водозаборного клапана и закрываются отверстия клапана поршневого, а при движении поршня сверху вниз открываются отверстия в поршне и закрываются отверстия в водозаборном клапане. Таким образом, при возвратно-поступательном движении поршня вода порциями подается в водонапорную емкость.
Лопасть-парус ветряка:
1 — полотнища ткани шириной около 440 мм; 2 — мачт-карман; 3 — боут с люверсом; 4 — заделка шкаторины (тесьма шириной около 40 мм); 5 — лат-карман
Насос:
1 —выпускная труба; 2,13 — прокладки (резина); 3 — шток (сталь, пруток d10); 4 — втулка (бронза); 5 — верхняя крышка (сталь, лист s5); 6,16 — гайки М8; 7,15 — болты М8; 8 — шестилепестковый клапан (резина sЗ); 9 — гайка крепления поршня и клапана; 10 — уплотнительное кольцо (капрон); 11 — поршень (дюралюминий); 12 — цилиндр (сталь, труба с внутренним диаметром 90); 14 — нижняя крышка (сталь, лист в5); 17 — угловая муфта подводящей трубы
Корпус насоса (цилиндр) сделан из отрезка стальной трубы, к которой приварены два фланца с шестью отверстиями под болты М6, которыми крепятся верхняя и нижняя крышки насоса. При этом в верхней крышке располагается втулка — направляющая штока, а к нижней приварена стальная угловая водопроводная муфта. Поршень насоса — дюралюминиевый, точеный с капроновым уплотнительным кольцом. Шестилепестковый клапан вырезан из жесткой резины толщиной 3—4 мм.
В задней части поворотного устройства сваркой крепится стабилизатор ветряка — стальной трубчатый каркас, на который натянуты треугольные полотнища синтетической ткани (той же, что пошла на изготовление лопасти-паруса).
Как уже упоминалось, ветроуста-новка одновременно выполняет функции насоса и водонапорной башни. Емкость для воды располагается на третьем «этаже» ферменной опоры. Сделана она из обычных досок и представляет собой, по сути, ящик, герметичность которого обеспечивается армированной полиэтиленовой пленкой, используемой для устройства оранжерей или парников. Несмотря на скромные размеры, бак вмещает свыше 800 литров воды.
И. КАРАМЫШЕВ
Даровая энергия ветра всегда побуждала и конструкторов-профессионалов, и энтузиастов-самодельщиков к многочисленным попыткам ее использования. Однако сделать это было не так-то просто в силу «ветренной» природы источника. Следует заметить, что в настоящее время существует немало ветрогенераторов различных конструкций, способных работать с высоким кпд и эффективно накапливать энергию в самой удобной ее форме — электрической. Однако изготовление таких ветроэлектростанций собственными силами — задача достаточно сложная.