人力エアコンプレッサーとエネルギー貯蔵システム

Andy Lagzdins著、初出：Low-Tech Magazine

2023 年 8 月 15 日

Andy Lagzdins は、オートバイの作業場で電動工具を動かすためのペダル式エアコンプレッサーを構築し、文書化しました。

バイクショップを見回すと、空気圧工具があちこちにあります。 インパクトガン、サンダー、ハサミ、鋸、グラインダーなどの手持ち工具から、サンドブラストキャビネットやタイヤマシンなどの大型機器まで。 空気はさまざまな作業を行う上で不可欠な要素です。

私が 1990 年代から使用しているエアコンプレッサーは、220V、7 馬力の電気モーターを使用して 2 段階のエアポンプを 800 rpm で回転させ、80 ガロンのタンクを約 5 分で 150 psi まで満たします。 ほとんど何も考えないほど、非常に信頼できるマシンでした。 停電が起こったときに初めて、私がどれほど圧縮空気の供給に依存しているかに気づきました。

安価で信頼性の高いエネルギーの将来はもはや当たり前のことではなくなり、急速に変化する世界において、私は電気や燃料を使用せずに空気タンクを満たすシステムの構築に着手しました。 私の設計にはいかなる種類の電子機器も使用せず、最小限のメンテナンスでコンポーネントは一生続くはずです。 コストを削減し、リサイクルと再利用を促進するために、できるだけ多くの中古部品を使用したいと考えました。

最初の仕事は空気タンクを見つけることでした。 1952 年に製造された 80 ガロンの Ingersoll Rand エアコンプレッサーを見つけました。エア ポンプと電気モーターを取り外しました。 元のエアポンプは、定格 115 psi の新しい Speedaire ユニットに置き換えられ、通常、作動するには 1/2 馬力のモーターが必要です。 ポンプは、元のモータープレートにボルトで固定されたスチールプレートを使用してエアタンクの上部に取り付けられています。

電気モーターの位置には、セルフセンタリングピローブロックベアリングにソリッドスチールシャフトを取り付けました。 このシャフトには、動作をスムーズにするフライホイールとして使用される 20kg のコンプレッサープーリーが 3 つ取り付けられています。 これらのプーリーの内径は 1 ⅜ インチ、直径は 16 インチです。 1 本の 4L シリーズ V ベルトでフライホイール シャフトとエア ポンプを接続します。

画像: フライホイールとして使用されるコンプレッサーとコンプレッサーのプーリー。 写真提供：アンディ・ラグズディンズ

画像: フライホイールとして使用される 3 つのコンプレッサー プーリーを備えたソリッド スチール シャフト。 写真提供：アンディ・ラグズディンズ

次に議題となったのは、フライホイールを回転させるための人力源を見つけることでした。 私は 1970 年代の Schwinn エクササイズ バイクを見つけました。これは、ほぼすべてのスチール製コンポーネントで非常によく作られていました。 必要最低限​​のものまで取り除き、元のスポークホイールの代わりに Sturmey Archer 8 速内装変速自転車ハブを取り付けました。 このハブのレシオ範囲は 1:1 ～ 3.25:1 で、ギア変更はハンドルバーのセレクター スイッチを使用して行われます。

激しいペダリングの力に対処するために、クランク アセンブリは、BMX レーシング バイクの管状 Cr-Mo 合金クランク アーム、シールド ベアリング、プラットフォーム ペダルに置き換えられました。 ハードな使用時のたわみを最小限に抑えるために、ハンドルバーとステムは Cr-Mo コンポーネントに置き換えられ、信頼性を高めるために最高強度の 1/8 インチ自転車チェーンが使用されています。

この時点で、自転車とエアタンクは互いに位置合わせされ、6 インチ x 6 インチの処理された木製フレームに正しい位置で取り付けられました。 自転車の出力スプロケットは別のチェーンによってフライホイール シャフトの端にある同様のスプロケットに接続され、駆動システムが完成します。

画像: 1970 年代の Schwinn エアロバイク。 クランク アセンブリは、BMX レーシング バイクの管状 Cr-Mo 合金クランク アーム、シールド ベアリング、プラットフォーム ペダルに置き換えられました。 写真提供：アンディ・ラグズディンズ

画像: Sturmey Archer 8 速内装変速自転車ハブ。 写真提供：アンディ・ラグズディンズ

空気の流れを管理するために、2 段階システムを組み込みました。 10 ガロンのタンクと 80 ガロンのタンクは別々にバルブが付いているので、それぞれを独立して充填したり、両方を一緒に充填したり、一方のタンクからもう一方のタンクに空気を移したりできます。 各タンクのゲージは圧力を監視するために使用されます。 大きなタンクに最初に水を入れるときは、エアポンプから直接供給して最大 50 psi まで圧力を加えます。 その時点で、小さなタンクを単独で最大 100 psi まで充填し、それを大きなタンクに投入します。