Savonius-roottori

Savonius-roottori on suomalaisen Sigurd Savoniuksen 1920-luvulla kehittämä pystyakselinen tuuliturbiini, jonka rakennetta kuvaa parhaiten ilmaisu kahdesta lomittain asennetusta tynnyrinpuolikkaasta. Turbiinin poikkileikkaus on katkenneen ja hivenen lomitetun S-kirjaimen muotoinen.[1]

Savonius-tuuliturbiinin toimintaperiaatekuva.
Savonius-roottorin rakenne.

Rakenne

Turbiinin etuja ovat yksinkertainen rakenne ja riippumattomuus tuulen suunnasta. Savonius-roottorin hyötysuhteena pidetään yleisesti 12–15 prosenttia. Oikeilla toimenpiteillä ja mitoituksella hyötysuhde voidaan kuitenkin kaksinkertaistaa. Tehoa voidaan nostaa suppenevilla ja avartavilla tuulenohjaimilla. Huonoja puolia taas ovat roottorin asennosta riippuva käynnistysmomentti ja epätasainen pyörimisliike. Pyörimisen epätasaisuutta voidaan vähentää asentamalla kaksi roottoria päällekkäin 90° kulmaan toisiinsa nähden. Pyöriessään Savonius-roottori aiheuttaa voimakkaita poikittaisvoimia, jotka rasittavat tukirakenteita ja laakereita, joten kovin suuria laitoksia siitä ei voi rakentaa.[2] Turbiinista on tehty lukuisia muunnelmia, joista merkittävin lienee niin ikään suomalainen windside-roottori.

Jatkokehitys

”Lytistetty” Bach-malli, jossa läpivirtauskanava on 112 asteen kulmasta (ulkoreunan säteen suhteen) alkaen suora, saavuttaa parhaimmillaan 23-24 prosentin hyötysuhteen. Jatkokehitystyötä ovat tehneet muun muassa Modi, Ushiyama ja Nagain.

Mitoitusohjeita
  • Päätylevyjen tulee olla viisi prosenttia halkaisijaa suuremmat
  • Siivet tulee kiinnittää vain päistään – ei siis roottoreita toisiinsa, koska ilmaraossa ei saa olla esteitä.
  • Muotosuhde korkeus : halkaisija = 6 : 8 antaa paremman suorituskyvyn, mutta muotosuhde 2 on taloudellisesti optimaalinen.
  • Siivekkeiden 20 prosentin väli heikentää hyötysuhdekerrointa 8 prosenttia. Savoniuksen mukaan läpisyötön leveys 1/3–3/5.
  • Siivekkeiden määrää ei pidä lisätä yli kahden.

Käyttökohteet
Savonius-roottoreita pyörimässä tamperelaiskatolla.

Savonius-roottoreiden perinteinen käyttökohde on vesipumpussa ja talon katolla, ilmanvaihtoputken päässä pyörivä roottori, jonka alapuoliset lavat imevät ilmaa hormista. Pieniä Savonius-turbiineja käytetään toisinaan huomion herättäjinä maassa jalustalla pyörivissä mainoksissa.

Oulussa Koskenniskassa sijaitseva taiteilija Pekka Jauhiaisen Synergia-taideteos koostuu viidestä värikkäästä Savonius-roottorin mukaelmasta. Veistos valaistaan turbiinien tuottamalla sähköllä.[3]

Katso myös

Lähteet
  • Tiusanen, Johannes: Salaojakastelu tuulivoimalla (pdf) (Veden pumppaamista erilaisin tuulivoimateknologioin, pro gradu) 4.11.2002. Helsingin yliopisto, Maatalousteknologia. Viitattu 14.2.2008. [vanhentunut linkki]
  • United States Patent Office: United States Patent 1697574 (pdf) (Rotor adapted to be driven by wind or flowing water) 1.1.1929. FreePatentsOnline.com. Viitattu 4.11.2007. (englanniksi)
  • United States Patent Office: United States Patent 1766765 (pdf) (Wind rotor) 24.6.1930. FreePatentsOnline.com. Viitattu 4.11.2007. (englanniksi)
  • Savonius generator (pdf) (Wind generator) homesopen.com. Viitattu 8.2.2008. (englanniksi)[vanhentunut linkki]
  • Suomen tuulivoimayhdistys ry: Tuulensilmä, 1994, nro 3.

Viitteet
  1. U.S.Patent 1697574 ja 1766765
  2. Tuulensilmä 3/1994.
  3. Hannu Katajamäki: Aikaansaava alue: tiivistys tähdellisimmästä, (Arkistoitu – Internet Archive) Pietarsaaren Seutu

    Aiheesta muualla
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.