螺丝设计的风力涡轮机

 

    




风力发电今天是一个积极发展分支。 但是使用风能源是相关联的某些困难，特别是弱者和不一致的风。 下面的螺丝设计允许增加的效率的风力涡轮机。

 

今天有许多设计的螺旋桨的风力涡轮机。 这种设计是一个改进版的这个设定并具有更高的性能方面使用薄弱和不稳定的风。
所有现有许多可以分为两种类型。 第一种类型采用的提升力风(a风车与一横轴旋转)，第二种类型使用武力的流动(风力涡轮机的垂直轴旋转)。 这种设计结合的可能性使用风力发电。
让我们仔细看看这个设计。



上面的图表显示的设计风力涡轮机的垂直轴旋转。 叶片绕轴旋转向相反方向旋转的风车。
风力涡轮有必要严格依靠的风的方向。
下图显示了结构上的风力涡轮机(上面图)。



在操作期间的风力涡轮机叶片绕轴旋转向相反方向旋转的风力涡轮机，在这样一种方式，在旋转的涡轮机的360度，叶片将旋转180度。
观察这种比例的旋转，我们终于找到刀片朝风的方向垂直流动的风。 (1)
在其返回行程的时候刀移，对风力、她转向流的边缘，并有少拖累。 (3)
在中间状态中，叶片的角度来方向的运动，它的工作提矢量相吻合的矢量旋转的风力涡轮机。 (2,4)
让我们仔细看的部队的作用叶片上的风力涡轮机。



我们认为，风车是纺的速度风或接近它。 刀刃是在第1位，位于垂直流动风移动而移动速度的风，它没有任何工作，其效率等于零。 在位置的2-3刀朝风的方向开始转变垂直流动的风和速旋风车和风速进入流命的边缘刀,流动的周围，并创建电梯矢量其是针方向旋转的风力涡轮机。 箭头、大小箭头有条件地表明增加的升力风。 在4位刀略的方向移动的风，它的主要运动的垂直流动和给予的速度的风力涡轮机和风速进入流命的边缘刀,流动的周围，并创建电梯矢量其是针方向旋转的风力涡轮机。 在5-叶片的位置垂直移动的流动，因为它发生在风力涡轮机用横轴旋转时，它是相同的强度。 在位置6-7-8叶片不仅垂直移动的流动，但是开始朝着他。 因此，提升力风力的增加，但矢量它现在正逐步偏转方向的方向旋转的风力涡轮机。 指示的箭头。 在第9条的刀片面临的风正视并向他以同样的速度。 因此，提升力是2倍，但是向垂直方向的运动风力涡轮机。 将通过传统零，提升力改变其方向相反的，维护的价值。 在位置且10-11-12片逐渐减速，运动对流和增加运动垂直到它。 因此，矢量的升力减少，但是矢量方向对准以及逐渐开始相吻合的方向旋转的风力涡轮机。 我希望注意到刀片的位置仍然是最佳的对事件的流动，环绕着它和失不会发生。 在位置13刀，是垂直移动的流动，因为它发生在风力涡轮机用横轴旋转时，它是相同的权力的典型风车与一横轴旋转。 在位置14-15-16刀逐步减缓其运动的垂直风流和增加运动风的方向。 升力风逐渐减少。 矢量的提升力相吻合的方向旋转的风力涡轮机。 作为涡轮旋转速度等于或接近到风的速度，我们无法获得任何益处，从该部队的流动。 但是，在一个静态的位置时，风车是停止时，能力的设计使用权力的流动是一个巨大的加。 这给设计的高启动门槛值低风的速度，允许的推设计，直到刀片将东方相对于进入的流动，并从事的提升力风。



为便于比较，考虑杯风速计。 气压在左边和右边的计是相同的，但是由于这样的事实，一方面，杯子是转向流动凸面、凹在其他造成差异的压力左右侧。 设计圈。 这种差异是5%至10%。 在我设计的叶片的位置1、旋转平面流动，因为在位置9通过一个边缘。 这种安排的叶片上的压力差的左边和右半将远远超过杯风速计。 因此得出结论：启动门槛值的结构上启动门槛值的传统的风力涡轮机的垂直轴旋转和课程水平。
设计有缺点：特别是，前面和后面的车是最充分地使用的提升力风，但是侧翼上升力风或趋于零或矢量的提升力风偏离方向旋转的风力涡轮机。



为便于比较，考虑的典型风车与一横轴旋转。 让我们整齐划分的表面成三个领域：A、B、C.在区域一刀片移动速度快于风速和没有工作做，而仅创造了一个不愉快的低频噪音。 在B区，叶片的移动，风速度和产生最大的工作。 在这个区域里的刀片的移动速度慢得多的风的速度和因此产生较少的工作。 鉴于特定的设计有大大小和重量在基地的刀片，从而导致过度的航行和惯性的风力涡轮机。 上述就是看到刀片的风力涡轮机用横轴旋转的运行中的片段。 在我设计的叶片的工作，在其表面而且，如果你记得的理论，更接近理想。 完美的风力涡轮机已经无限长和无限薄片。
让我们仔细看看装置的设计。 乍一看，这似乎设计的风力涡轮机相当复杂并需要严格的方向风，使得需求的旋转的刀片一定比例，但它不是。
考虑中的一个变种的执行情况的设计与指定的参数。



上图一示意图的一个肩膀上的风力涡轮机：
1. 叶的风力涡轮机。
2. 齿形带(时带)发送转动齿轮箱的刀片。
3. 元素的方向风(天气风，tail)。
4. 减速。
5. 齿轮向风力涡轮机的风。
6. 基风力涡轮机。
7. 桅杆上这是固定的一个风力涡轮机。
一个风力发电机安装在桅杆7通过的活动联接(承)而转由其轴线。 所需比率的旋转和方向旋转的风力涡轮机叶片是通过实施这齿轮机4和传输到刀片1通过的绑带2. 在操作期间的风力涡轮机叶片绕轴旋转向相反方向旋转的风力涡轮机(风力涡轮机旋转顺时针逆时针方向旋转的刀片)，在这样一种方式，在旋转的涡轮机的360度，叶片将旋转180度。 该方向上的风力涡轮机相对于风是通过确定位置的刀片，而这又取决于齿轮的向风力涡轮机的风5. 齿轮5固定桅杆7通过的活动联接(承)而转由其轴线。 位置齿轮5确定的叶片3(尾)，这是刚性地固定在轮5和旋转，围绕的轴根据风的方向。 因此，我们看到，对本组织所需旋转的刀片，是很简单的机制的变速箱4和带2，这是很简单的部件，并可以在不增加费用的风力涡轮机。 到东方的风力涡轮机的风不需要转动的整个结构作为一个风力涡轮机用横轴旋转时，它足以转动齿轮5，使用它可以很容易地应对叶3没有附加的能源消耗。
一个风力涡轮机和一个小额叶片叶片可以很容易应付的任务向风力涡轮机的风向，但是，增大的风力涡轮机和数量的叶片上的齿轮5(向齿轮风力涡轮机的风)将有重大的扭矩，这就转动齿轮5的方向旋转的风力涡轮机。 叶片就会反对这支部队并返回该轮到原来的状态，这是最佳选择正确的方向风力涡轮机的风的方向。 相互作用的这些相对针对部队将被摇摆的齿轮5，它将发送的通过变速箱4和带2，叶片1，导致不必要的振动。 为了防止不想要的震动，这是必要的，以代替叶片上的其他设计。



照片上面是一个传统的图像设计的风力涡轮机，其系统的取向在风中包括一个旋转的叶轮9时，旋转壳10和减速齿轮装置11，这将扭矩的齿轮5。



考虑的原则，这种系统的方向。 在上述图左意地表示该轮和屏幕，年龄及地质意义的轮从风。 在这个位置，叶轮是在休息。 当时的风向的改变，屏幕不会推叶轮完全和流动的风推动在屏幕上发现了，叶片叶轮，导致他们在运动。 叶轮9旋转，发射这个转过减速齿轮11、齿轮5，这是固定的屏幕10。 屏幕转动方向相同的叶轮但与指定的减速齿轮，并关闭的叶轮流的风。 由此，叶轮停止。 当时的风向变动方向相反，一切都完全相同，只有轮旋转的其他方向和屏幕，转方向旋转的叶轮、关闭。 屏幕上的大小会影响的敏感度的设计。 如果是四分之一的圆周，设计变为更敏感的变化的风向。
该应用程序的减速，使我们能更清楚地修复的位置齿轮5和避免可能摇摆和不必要的振动。 另一方面不反对旋转的叶轮设计更加敏感到丝毫改变风的方向。 更多的减少系数的减速，大力转让的齿轮5和更高的灵敏度的设计变化的风的方向。 但是，大量减少因素而增加的时间处理的改变风的方向，这是不希望在条件经常变化的风向。
之间的一种折衷的刚性的位置齿轮5、尺寸的轮9和屏10、灵敏度的设计变化的风向、及时处理的旋转，有必要建立实验，考虑到特殊的操作在特定条件。



考虑减速器的设计细节。 上图说明：叶轮9、齿轮在第11和轮5(向齿轮风力涡轮机的风). 叶轮9刚性地固定在轮外壳11和使一个单一的整体。 整个结构是附着桅杆7通过轴承和转动自由在桅杆。 齿轮和刚性地固定在桅杆7和不相对旋转天线杆。 四个齿轮B固定在车轴过轴承和自由转动这些轴。 轴牢固地安装在齿轮5。 齿轮5固定桅杆7通过轴承和转动自由在桅杆。
转叶轮发送扭矩齿轮外壳的11个，这反过来驱动器齿轮B.轮B移动齿轮和发送这一运动通过轴线上的齿轮5，其中确定位置的叶片的风力涡轮机相对风。 增加减少的因素的减速可以使用多个分段，如下图所示的。



设计的风力涡轮机能够使用该电子系统向来风。 要做到这一点，删除屏幕和叶轮。 在地方的叶轮机相配合，这是通过控制的电子电路的方向风的方向。 这个方案的方向，使它能够远程控制的位置叶片。 如果有必要，删除的风力涡轮机从风，因而停止它对维护、连接和切断设备，等等。
不像风力发电机，与一个横向轴心的旋转，那里的驱动设备是高高在上的地面，这种设计的风力发电具有一个明显的优势。 设计的风力发电机可以让你轻松地发射扭矩下降到基桅杆的一个轴12。 这是一个重大优势，如果被驱动设备具有较大的重量和尺寸并不能提高高在上地下。
风车的使用提升力风力作为一种驱动力，但实现通过不同的轨迹的刀片，比典型风车与一横轴旋转。 使用权力的流动结构只能在一开始，这使得它高起的阈值。 设计不会旋转速度快于风速和叶片、位于垂直的流动，不会减速旋转。 让我们仔细看看如何在风车。
如果设计的旋转的风力，其位于叶片的流动是严格的平行，本流动绕着刀的两面均匀和提升力不会发生。 如果旋转的风车后面风速在一定的角度，免费流的压力，叶片上的一个积极的角度攻击和产生的提升力风。 风车将寻求实现的风的速度，但近速度的风力涡轮机的风速较低的攻角进入的流动，并因此解除力。 如果我们负荷的风车，试图放慢它的角度攻击将会增长，因此将增加的提升力风。 该涡轮旋转速度将不会下降，但是扭矩将会增加。 风力涡轮机控制的角度旋转的刀片，这取决于风速和删除的权力。 如果我们打个比喻，一个典型风车有一个横向轴心的旋转，应能够改变的角度旋转和干扰的刀根据风速每一时刻的时间。 这些刀片是非常困难的事。
如果你比较的设计简单水平的风力涡轮机，这是当然更加困难。 但这是一个必要的复杂的设计，以便使其适应我们的条件。 我住在克拉斯诺达尔。 年平均风载我们—6米/秒，差异的速度，从死平静的飓风力风的频繁变化的风的方向。 这样的条件几乎在整个领土的俄罗斯。 在这种情况下，古典风车与一横轴旋转的有效运作不会。 这是必要的复杂的设计，使得转叶片，以提高系统的方向风(避免累积的)。 也就是说，我们有复杂的设计，以提高其效率。 如果我的风车就很容易应付的任务的规范的角度攻击根据射击负荷和风速度，有一个经典的水平风车不是那么简单。 做旋转的刀片，我们将被迫放弃的楔角刀片，有必要使刀刃笔直的，并且它将进一步恶化的空气动力学的转子的。 旋转整个风力涡轮机一起与一个发电机更难于转动齿轮5在我的设计(向齿轮风力涡轮机的风).
主要利用我设计的经典横向风力涡轮机是一个大的扭矩时的速度移动的片风速。 高起的阈值。 简单的方向风的方向。
经典横向风力涡轮机已经非常高的速度(可达到大约300。 第二)，但应使其负载的旋转速度急剧下降。
如何进行数字比较接收的功率,我不知道如果你可以告诉我。
风力涡轮机应视为一组：螺加有效载荷，其螺拉。 和协调的螺旋与负载一个非常重要的一点。 考虑的典型风车与一横轴旋转。 当局的旋转速度开始下降，但能力增加到一定的价值。 我们继续加大选和随后的动力和转速下降。 任务的控制调节力量保持恒定的最大值，平衡的高峰。 如果螺旋旋转的刀片，这取决于速旋转的刀片改变的角度攻击，以提高效率的风力涡轮机。 所有的这些调整是近似，我们不知道为什么下跌的速度。 改变风速、风车处理专利和商标局或一些其他原因。 然后我们决不能忘记，楔角叶片的计算一个特定的风速和螺丝可以发出的最大只如果风相对应的参数的螺纹。 和刀片把我们甚至被迫放弃的楔的角度，这大大损害的空气动力学的转子的。 理论基辅完美的螺旋横轴旋转N.E.茹科夫斯基0,593G.H.Sabinin0,683真正螺丝带实际上，基辅的0.4，它被认为是一个很好的结果。 大体上讲，实际上，基辅三分之二的理论。 这不是因为理论上是不好的，这是根本不可能让叶片，将改变的楔角度和角度攻击根据风速。 还不清楚如何调整攻角的刀片取决于拍摄的电力(为什么权力下降，则必须增加的角度攻击，或只是改变流动率)。 因此，所有的水平螺钉工作的平均参数，楔角度计算的平均水平风速、攻角叶根据不同的速度转动，不考虑删除负荷，等等。
我的设计中的另一种方式，涡轮机控制的角度旋转的刀片，这取决于风速和删除的权力。 如果我们超负荷的风力涡轮机的角度攻击变得太大，有一个中断的流离叶片和转的风力涡轮机的降低风速度。 这是一个明确的边界，我们可以负荷的风力涡轮机为只要的旋转速度等于速度的风力。 风力涡轮机控制的角度旋转的刀片，这取决于风速和输出功率和生产的最大值，而旋转速度等于速度的风力。
的速度旋转我的风力涡轮机将永远不会超过风速度相比，风力发电机，与一个横向轴心的旋转，扭矩，它可以得到的，大大超过了矩的风力涡轮机用横轴旋转。 并且旋转的风速有其优点。 所以当径的风力涡轮2米周的6.28等于m。 也就是说，在一个风速度的6米/秒的风车将使大约一场革命。 和飓风的25m/s将使只有4转的每秒。 这是一个小的速度并没有禁止载的设计经验将是，虽然这一风有一个石板从屋顶上飞行。 没有必要比较有风力涡轮机，使用电力的流动作为一种驱动力，因为他们做的最大工作时的叶片活动的三倍速度较慢的风，并且我的设计—当叶片的移动是在风速。 因此我设计的是三倍更加有效。
有关的损失同步的机制，旋转的刀片。 让我们仔细看看。 在缺乏风我们的手捻设计的肩上，这是固定于叶片和机制的旋转的刀片。 我们将花一些能源在旋转的结构，这部分精力花在旋转的刀片绕轴的。 但是，当风车是不同的。 刀片驱动的设计细节叶片上的操作电梯的风。 考虑刀刃上。 刀刃是对称的和弦，两者脸上的刀片同样的圆润(为旋转的刀片，以纹一个单一的脸，然后其他)。 在径的圆形端的刀片的流动将破碎，形成一个低压地区，这将导致事实上，矢量的提升力风移稍后向相对于该中心对称的刀片。 总之，叶片落在一些角事件的流动，往往会转相平行的流。 会有力矩。 如果这是手提箱的处理附上关闭中心和滑到一边，行李箱扭曲，加重行李箱将不会是一个简单点的支持不配合的重心。 当刀移动到面前的相对进入的流动，发生了扭曲效果相吻合的方向旋转的刀片。 当后所产生的扭曲效应的抵消旋转的刀片。 这些部队都是平等的，但相对针，并必须相互平衡。 但在实践中，叶片的移动沿着前将收到更多的能量从流动比的刀移动沿着后(这是因为如果在阴影的第一部分的能源流动已经给出的，其影响，叶片上的弱的)。 因此，结果除了这些向相对力量，我们将留下一个积极的平衡与方向旋转的刀片。 更多的叶片的设计中，更大的阴影的效果，并强将清单转矩的刀片。
现在典型风力发电机，与一横轴旋转用于工业生产的电力。 这是因为他具有较高的基辅，简单的设计。 但是，这些风车挑剔的位置。 它应该是一个平台，一个强大的恒风。 这地方一点，主要海岸的海洋和海洋。 工作在其他情况下，我们有复杂的设计，给它一个新的质量。 安静的(可能性的住所附近居住的地方)，便于向风，启动门槛值高、抗飓风的风力。
我的设计所有这些素质。 她的利基市场是一个小型风力发电机放在屋顶上或附近的建筑物。
基本的想法，这种设计是要获得紧凑的风力涡轮机能够稳定地工作，在低度和中度风。 这种风的负载几乎整个领土的俄罗斯。 这打开了设计广泛的应用和巨大的市场。

 

资料来源：alternativenergy.ru