叶片可摆动的垂直轴风力机

把叶片做成可转动的，即可解决达里厄风力机不能自起动的问题，又可改善达里厄风力机的工作特性。理想的方法是采用微处理器根据功率要求、风向与风速调节翼片的转角，使叶片在各个位置上都能产生最大的转矩，采取这样技术的达里厄风力机效率完全可以达到水平轴风力机的水平，不过制造加工的复杂性与控制系统的可靠性要求使之成本高昂，只适用于大中型风力机，本节仅介绍靠风力驱动来摆动叶片的风力机。

叶片采用对称翼型，为长直型，叶片上有叶片转轴，叶片转轴在叶片弦线上，在叶片压力中心前方，也就是在弦线四分之一前，风力就可推动叶片摆动，下图是叶片转轴位置图

叶片通过叶片转轴安装在风轮支架上，图中是一个叶片（截短图）与支架（部分图）。

在支架上有两个挡块，限制叶片的摆动角度，叶片可在限制范围内正负方向摆动。

在静止时，在风的作用下两个叶片分别摆向不同位置，对风的阻力不同，两叶片的阻力差就会产生转矩使风轮旋转。这就解决了自起动问题，在有三个以上叶片时，效果更好。图中是风轮两侧对称的两个叶片在风作用下的初始状态。

叶片随风摆动可使风力机在较低的风速下也能较好的工作，叶片旋转至风轮向风侧时，叶片向风轮内侧偏摆，叶片旋转至风轮背风侧时，叶片向风轮外侧偏摆，均能形成较大的转矩力，下图中左方是叶片旋转至风轮向风侧时受力状况，右方是叶片旋转至风轮背风侧时受力状况。

这种方式的缺点是叶片顺风位置较多，叶片在风向的两侧时是在挡块中间位置，是随风摆动位置，不产生升力，而且挡块限制的范围越大，顺风位置的范围越大。从机械角度讲，叶片与与挡杆间的撞击不但对结构有损害，也有较大的噪声。

使叶片摆动角度连续可调可解决这些问题，在风速低与转速低时摆动角度大些，在风速高与转速高时摆动角度要减小些，一种利用风轮旋转产生离心力来调节叶片摆动角度的方法可达到此目的。

在风轮支架靠叶片位置设置一个滑道，在滑道上有一个滑块，滑块可在滑道上自由滑动，滑块上有两个档轮，为加大滑块质量附加了一个离心锤，下图左图为该结构顶视图，右图为该结构透视图。由滑块、两个档轮、离心锤共同构成离心滑动控制件。

一个由4个叶片组成的风轮由下图所示

把风轮安装在风力机主轴架上，风轮就会随风旋转。离心滑动控制件受到离心力作用而紧靠叶片，随转速增高其对叶片的压力加大。在下图中，是在转速较低时，离心滑动控制件对叶片的压力较小，风力推动叶片以较大角度偏摆，使叶片能在不失速的情况下工作，以取得较大的升力矩推动风轮旋转。

在下图中，是在转速较高时，离心滑动控制件对叶片压力较大，风力仅能推动叶片在较小的角度偏摆，可使叶片在正常的攻角下以较大的叶尖速比运行，以取得较大的风能利用系数推动风轮旋转。

这种利用离心滑块控制叶片摆动角度的效果是不错的，不但能自起动，而且能在较宽的风速变化与较宽的负荷变化时很好的工作。其缺点是滑动机械件对加工要求较高，密封与维护都较麻烦。