30cmのハブダイナモ水車

 １作目のハブダイナモ水車は、シナベニヤを使った木製水車でした。

そして今回の水車は、農業用・用水路に設置することを目標に、
錆びない材質、耐久性のある材料を選び製作しました。

アルミ板と塩ビ管で作られた、耐久性重視のハブダイナモ水車です。





製作する水車の直径は３０ｃｍ
側面板には、厚さ１ｍｍのアルミ板を使用しています。

■　主要部品

ハブダイナモ（リム取り付け穴数３６を使用）　１個
１ｍｍ厚アルミ板
φ１５０ｍｍライト管（塩ビ管）
ステンレスボルト・ナット等

①　側面板の製作

下記が製作した水車側面板の図面です。

　　

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まず、アルミ板に穴をあけ、ザックリとカットします。
注意する点は、内側６０°間隔であけるφ３．５ｍｍの穴位置です。
よく見ると左右の穴がずれているのがわかります。
スポーク取り付け用の穴を利用しますから、左右の角度がずれています。
また、使用するハブダイナモの種類によっては、穴の数やピッチが違いますからこの図をまねて作る場合には、十分注意してください。(特に見た目を気にしないなら、どちらでも使えるように穴を全部開けてしまうのが良いかもしれません。）

水掻き用羽根の取り付け穴を揃え、２枚を合わせます。
※２枚合わせて加工することで、穴位置がずれてしまっても、左右対称に加工されています。

その後、外形のφ３００ｍｍと内径のφ６０ｍｍを成型します。



②　羽根を作る

サイズ　横６０ｍｍ×縦１０５ｍｍ

水を掻く羽根の部分はφ１５０ｍｍの塩ビ管を縦に１／４、カットして使います。
カットした４枚の長さは、写真の縦方向で１０５ｍｍくらいになります。
もしバラツキがあるようなら、長さを１００ｍｍ程度で収まるように削り直します。

羽根の横幅は、使用するハブダイナモの幅と同じ６０ｍｍにカットします。
（ハブダイナモによって幅が違う）

③　取り付け金具を作る

側面板へは、自作のアルミアングルで固定します。

市販品のアングルを購入したほうが簡単で良いのでしょうが、数が多いのでコストを下げるために、幅１５mmのアルミ平板をカットして、その後９０度に曲げてアングルを作りました。

すべて手作業なため、バラツキも大きくなります。曲げた後に取り付け穴を加工しましょう。

④　組立て

ハブダイナモと水掻き用の羽根を片側の側面板に軽く締めて固定します。
羽根の取り付け角度は、こんなもんかな？という感じ（見た目）で固定しました。

見た目とはいっても、図面を書いたときにはそれなりの計算をしたつもりです。
アングルの角度でいうと、ハブダイナモ中心から放射状にラインを引き、そこから約２０度ほど傾けて固定しています。

反対側・側面板を固定したら、「ハイ！」出来上がりです。

⑤　絶縁処理

配線端子は、水が掛かっても特に絶縁処理はしなくても大丈夫でした（テスト時は）。
しかし、銅線も錆びが発生しますから、シリコンコーキングやバスボンドを厚めに塗って置きましょう。

⑥　使ってみる

さて、完成した水車の活用法ですが、今回は農業用・用水路を利用した胸掛け（中掛け）水車の形を紹介します。

農業用・用水路の幅は３０ｃｍ。流速は、段差の手前５ｍほど上流で測ったところ、秒速なんとたったの５０ｃｍでした。想像以上のゆっくりとした流れです。

そこで、水路の段差を利用し、胸掛け式水車としました。

水車を上の段より１５ｃｍほど下げ用水路にセット！
１２Ⅴのバッテリーへの充電をしましたが、倍電圧全波整流回路（コンデンサ容量４７０μＦ）を使用し、１００ｍAの充電電流が確認できました。
※ハブダイナモの回転とコンデンサ容量の関係は、『ハブダイナモの力』を見てください。

水車位置を下げたり、水車本体をもう少し下流に移して水掻き羽根部にパイプで集中的に当てることで、充電電流もアップできる筈です。また、本体を段差より下流にずらす事で、増水対策にもなります。

さて、コストを下げることと、加工のし易さから１ｍｍ厚のアルミ板を選定しましたが、出来上がるまでは、薄くて曲がってしまうのではないかと不安もありましたが、落としたり、ぶつけたりしないかぎりは、全く問題の無い厚みでした。