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阻力型垂直轴风力机资料

屏障平板式风力机(垂直轴阻力式风力机之一)
一个垂直于风向的平板会受到一个与风向相同的力,我们称这个力为阻力。

屏障平板式风力机就是利用风的阻力做功的风力机。

这是一个屏障平板式风力机的叶片转子(叶轮),在转轴上分布着六个平板叶片。

当风吹向风叶转子时,转子并不会旋转,因为风在转子两侧的阻力相同。

如果在轴的一侧装上挡风的屏障。

在挡风屏障一侧的风将绕屏障外面通过,不对叶片产生推力;而另一侧接受风力,叶片转子就会旋转。

叶片转子的轴垂直于地面安装,结构简单,维护方便。

当风向变化时,为了保证屏障总在转子旋转逆风一面,屏障是可绕轴旋转的,在屏障后侧装有尾舵。

安有尾舵的屏障可保证在任何风向下叶片转子都朝一个方向旋转。

风叶片可以是平板,也可以是别的形状,这个屏障式风力机的叶片是弧面的。

屏障平板式风力机对风的利用效率不高,在叶尖速比λ值为0.2至0.6时出力最大。

由于结构简单,增速箱与发电机可安装在地面,方便安装维护,适合在小型风电应用,。

平板摆转式风力机(垂直轴阻力式风力机之二)
一个垂直于风向的平板会受到一个与风向相同的力,我们称这个力为阻力。

平板摆转式风力机是利用风的阻力做功的风力机。

这是平板摆转式风力机的叶片,在叶片一边有轴
把叶片装在转子支架上,可以旋转,在支架上有挡杆限止叶片的转动角度。

在转子支架上安装六个可转动的叶片。

当风吹向风叶转子时,在上侧的叶片顺风摆动,对风不产生阻力;在下侧的叶片在风力作用下,转向挡杆限定的位置,并继续受到风力的作用,于是风叶转子就旋转起来。

叶片转子的轴垂直于地面安装,由于风叶转子结构的对称性,各个方向的风力均可推动它旋转。

平板摆转式风力机由于叶片的摆转增加了机械磨损;对挡杆的冲击产生噪声,也易造成叶片与挡杆的损坏。

如果把叶片的轴设在叶片中部一侧的位置,可减缓叶片的摆速以减小对挡杆的冲击。

还有把叶片轴水平安装的(叶片轴与风机轴垂直呈辐射状),这里就不再介绍了。

平板摆转式风力机在较低风速时也能旋转,能较好的利用风的阻力,在叶尖速比λ值为0.2至0.6时出力最大,增速箱与发电机可安装在地面,方便安装维护,但机械磨损与噪声是最大的缺点。

风杯式阻力差风力机(垂直轴阻力差风力机之一)
两个半球面的碗状杯,一个凸面向风,另一个凹面向风,显然在相同风力下后者对风的阻力比前者大。

本小节介绍利用风的阻力差做功的风力机——风杯式阻力差风力机。

这是一个风杯式风力机转子,两个半球面杯对称安装在转轴两侧,球面方向相反。

当垂直方向有风时,凹面向风的球面受到的风阻力要比凸面向风的球面大,两侧的阻力差将使风力机转子转动。

为提高风力机效率,使转动平稳,风力机转子至少有三个风杯,这是装有四个风杯的转子。

当风吹向风杯转子时,转子就因阻力差而旋转。

二个半球面风杯在正面风向时的阻力差一般为3至4倍。

风杯式风力机转子的轴垂直于地面安装,可接受任何方向的水平风力。

为接收更多的风力,风杯要大又要简单结实,可做成是弧面的风杯,如图中右面的风力机,不过阻力差一般为2倍左右。

多个半球面组成多层结构也是好办法,如图中左面的风力机就由多个锥形风杯构成。

风杯式风力机对风的利用效率较低,但结构最简单,无对风装置,适合在小型风电应用,增速箱与发电机可安装在地面,方便安装维护。

S式阻力差风力机(垂直轴阻力差风力机之二)
两个半圆柱面的叶片,一个凸面向风,另一个凹面向风,显然在相同风力下后者对风的阻力比前者大。

本小节介绍利用风的阻力差做功的风力机——S式阻力差风力机。

这是一个S式风力机转子(叶轮),两个半圆柱面叶片对称安装在转轴两侧,柱面朝向相反,呈S形排列。

当垂直方向有风时,凹面向风的半圆柱面受到的风阻力要比凸面向风的半圆柱面大,两侧的阻力差将使风力机转子转动。

这是一台S式风力机,其转子的轴垂直于地面安装。

由于结构在水平方向对称,任何方向的水平风力均可推动它旋转。

当风向与两半圆柱面直径方向夹角很小时,静止的叶轮不能起动,为防止这个死角,也为转动平稳,S式风力机转子一般由上下两组叶片阻成,在水平方向相互垂直安装。

风叶也可以是螺旋状,同样可防死角,旋转平稳,也很美观。

S式风力机对风的利用效率不高,但转矩较大,且结构简单,无对风装置,性价比较高,适合在小型风电应用,增速箱与发电机可安装在地面,方便安装维护。

S式阻力差风力机之二(垂直轴阻力差风力机之三)
本小节介绍S式阻力差风力机的另两种结构。

这个S式风力机转子(叶轮)两个半圆柱面叶片对称安装在转轴两侧,柱面朝向相反,两个半圆柱面叶片部分交错。

半圆柱面叶片直径为d,交错距离为e。

当风吹向叶轮时由于阻力差会旋转,而且凹面部分气流会通过交错的空隙进入凸面背后,转折的气流能抵消部分凸面的阻力,可提高风机的效率。

空隙e过大也会降低效率,当e/d=0.17左右时效果较好。

这是一台交错叶片S式风力机,由于交错空隙e较小,主轴不通过叶轮中心,考虑薄叶片强度不够,通过外框架来支撑叶轮。

另一种类似S式风力机的是塞内加尔式风力机,它的叶轮由三个半圆柱面叶片与三块平板构成。

塞内加尔式风力机的启动力矩较大,能较好的利用风能。

上述两种风力机的性能较普通S式风力机有所提高,但结构要复杂些,适合在小型风电应用。

阻力型风力机图片
转载一些网上的阻力型风力机图片,大部分为国外图片,供大家参考。

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