達里厄（Darrieus）垂直軸風車 3D列印檔案大公開，有興趣都可以自己做一台！

Archer 垂直軸風車 0 Comment

本文提供 達里厄（Darrieus）風車實驗裝置的 3D 列印 .STL檔，說明文件與圖片等等。有興趣的人可以下載，實際製作來玩玩看！達里厄（Darrieus）風車屬於升力型垂直軸風車，轉速高，效率也高，是很值得研究的主題。本專案之實驗裝置，如下影片所示：

專案檔下載點 => iCloud

本專案注意事項與安全須知：

本專案是針對實驗需求而設計，為了能快速驗證想法而採用 3D 列印來製作零件，因此不適合長時間與強風狀況使用，原因說明如下：

      1. 3D 列印之零件，材質的機械強度較弱，請避免在強風之環境下使用，
      2. 3D 列印若採用 PLA 材質，長時間使用會有脆化現象，有解體風險，需特別注意！
      3. 為避免葉片重量對橫桿與主軸的連接件（如下左圖）造成過大的彎曲應力使零件受損，可用束帶強化之，並在主軸與橫桿間設置拉索。
      4. 達里厄風車是升力型，轉速較高，葉尖速比（TSR）可達 4 以上，因此橫桿與主軸之固定必須牢固，可採用插銷（如下右圖）以避免受離心力甩出。
      5. 橫桿與葉片採用 M4 螺絲鎖緊，因此橫桿必須攻內牙，請參閱下載之專案檔內容。

3D parts for Darrieus wind turbine

本專案 3D 列印零件搭配的其他零件說明如下，請自行加工或購買：

    1. 風車主軸之外徑為 12 mm，水平支撐（橫桿）外徑為 5 mm。
    2. 葉片（NACA0015）內支撐桿外徑分別為 8mm 與 5 mm。
    3. 葉片，主軸與橫桿長度可自行設計。
    4. 主軸之軸承座是根據軸承 6901 而設計。

達里厄（Darrieus）風車的基本特性：

  1. 為升力型 垂直軸風車，轉速高，效率也高。
    • 葉尖速比（Tip Speed Ratio，簡稱 TSR）可達 4 以上，表示葉片速度可超過風速 4 倍以上，遠高於阻力型的不到 1 倍。
    • 根據文獻，效率可以達到 40%，比阻力型不到 20% 高很多。
  2. 低速時扭力小，通常無法自行起動。必須仰賴其他輔助裝置來起動。
    • 通常在 TSR < 2 時，扭矩很小，不足以起動。
    • 常見的起動方式為加裝阻力葉片來協助起動，但也會使升力葉片的效率下降。
    • 與阻力葉片相比，本站推薦用 馬格努斯轉子來協助起動，起動扭矩更大，風車效率也更高，新/舊 方法 PK 的影片如下：

Ref. 馬格努斯效應 與 垂直軸風車，風車發電量計算神器，

 

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