风车的作用

【专家解说】：动力机械 　　风车也叫风力机，是一种不需燃料、以风作为能源的动力机械。古代的风车，是从船帆发展起来的，它具有6～8副像帆船那样的篷，分布在一根垂直轴的四周，风吹时像走马灯似的绕轴转动，叫走马灯式的风车。这种风车因效率较低，已逐步为具有水平转动轴的木质布蓬风车和其它风车取代，如“立式风车”、“自动旋翼风车”等。 　　2000多年前，中国、巴比伦、波斯等国就已利用古老的风车提水灌溉、碾磨谷物。12世纪以后，风车在欧洲迅速发展，通过风车（风力发动机）利用风能提水、供暖、制冷、航运、发电等。 　　中国古代风车具有明显的特点，除卧式轮轴外，风帆为船帆式。帆并非安装於轮轴径向位置，而是安装在轴架周围的八根柱杆上。帆又是偏装，即帆布在杆的一边较窄，在另一边较宽，并用绳索拉紧。如图，当风作用於A时，帆为顺风，帆与风向垂直 (受力最大) 并被绳拉紧；转到位置C时，帆被吹向外，帆面与风向平行；至E处再恢复迎风位置。利用绳索的松紧和帆的偏装，它可以利用戗风或逆风，如同在船帆中一样。这种装置方式使帆可以自由随风摆动，而不产生特别的阻力，帆在外周转动的有效风力作用范围，超出180度。如在位置G，开始转入顺风，帆还可以利用部分风力少量作业。这种船帆式风车的特色，为中国所独有 。 　　公元7世纪在西亚—大概在叙利亚，建造了第一批风车。世界上的这个地区有强风，几乎总是朝着相同的方向吹，因此就面向盛行风而建造了这些早期风车。它们看上去不像如今所见到的风车，而是有着竖式轴，轴垂直排列着翼，与旋转木马装置上排列着木马很相似。 　　12世纪末在西欧出现了第一批风车。有些人认为，在巴勒斯坦参加了十字军东侵的士兵们回家时带回了关于风车的信息。但是，西方风车的设计与叙利亚的风车迥然不同，因而它们可能是独立发明出来的。右图：典型的地中海风车有着圆形石塔和朝向盛行风安装的垂直翼板。它们仍用于磨碎谷物。 　　西方风车的不同之处在于翼板环绕着垂直面而转动。因为风在欧洲比在西亚较为变化不定，所以风车还另有一个机械装置，以使翼板面对着风来的方向转动。左图：在丹麦圣瑞斯的埃洛岛上，现代风车与供电的发电机相连。 　　风车在如今已很少用于磨碎谷物，但作为发电的一个手段正在获得新生。“装有发电涡轮机的农场”是由驱动发电机的大型风车组构成的。 　　近代风车主要用于发电，由丹麦人在19世纪末开始应用，20世纪经过不断改进趋于成熟，功率最大达到15MW。 　　我国一直以来没有自己的知识产权，2001年在西军电、西交大、上复旦、上同济等高校一批专家的配合下，上海模斯电子设备有限公司在不到一年的时间里，就成功研制出了世界上第一台新型(H型)垂直轴风力发电机，并装机试验成功，获得了基础数据和实际经验。在后续的一年里，MUCE对产品进行无数次改进和测试，2002年底产品通过了各项测试，并达到了各项设计要求。 　　2002年底至今，MUCE先后在部队安装了60多套垂直轴风力发电机和风光互补系统，为稳定国防，做出了不朽的贡献！ 荷兰风车 　　——金德代克—埃尔斯豪特的风车系统 　　英文名称：The Mill Network at Kinderdijk-Elshout 　　编号：563-003 　　1997年根据文化遗产遴选标准C（I）（II）（IV）被列入《世界遗产目录》，评为遗产的报告：世界遗产委员会第21届会议报告 　　世界遗产委员会评价： 　　用于“低矮的国家”控制海水的技术得到了一笔巨额的捐助，金德代克区域的装置足以证明了技术的成功。从中世纪起，人们利用水力浇灌土地，用于农业和居民用水，并坚持到今天。此地建有与技术有关的所有设施—沟壑，水池，抽水站，行政楼，和一系列完整的保护风车的设施。 　　简介： 　　荷兰被誉为“风车之国”，风车是荷兰的象征。荷兰坐落在地球的盛行西风带，一年四季盛吹西风。同时它濒临大西洋，又是典型的海洋性气候国家，海陆风长年不息。这就给缺乏水力、动力资源的荷兰，提供了利用风力的优厚补偿。 　　荷兰的风车，最早从德国引进。开始时，风车仅用于磨粉之类。到了16～17世纪，风车对荷兰的经济有着特别重大的意义。当时，荷兰在世界的商业中，占首要地位的各种原料，从各路水道运往风车加工，其中包括：北欧各国和波罗的海沿岸各国的木材，德国的大麻子和亚麻子，印度和东南亚的肉桂和胡椒。在荷兰的大港鹿特丹和阿姆斯特丹的近郊，有很多风车的磨坊、锯木厂和造纸厂。随着荷兰人民围海造陆工程的大规模开展，风车在这项艰巨的工程中发挥了巨大的作用。根据当地的湿润多雨、风向多变的气候特点，他们对风车进行了改革。首先是给风车配上活动的顶篷。此外，为了能四面迎风，他们又把风车的顶篷安装在滚轮上。这种风车，被称为荷兰式风车。 　　荷兰风车，最大的有好几层楼高，风翼长达20米。有的风车，由整块大柞木做成。18世纪末，荷兰全国的风车约有12000架，每台拥有6000匹马力。这些风车用来碾谷物、粗盐、烟叶、榨油，压滚毛呢、毛毡、造纸，以及排除沼泽地的积水。正是这些风车不停地吸水、排水，保障了全国三分之二的土地免受沉沦和人为鱼鳖的威胁。20世纪以来，由于蒸汽机、内燃机、涡轮机的发展，依靠风力的古老风车曾一度变得暗淡无光，几乎被人遗忘了。但是，因为风车利用的是自然风力，没有污染、耗尽之虞，所以它不仅被荷兰人民一直沿用至今，而且也成为今日新能源的一种，深深地吸引着人们。目前，荷兰大约有2000多架各式各样的风车。 　　荷兰人很喜爱他们的风车，在民歌和谚语中常常赞美风车。风车的建筑物，总是尽量打扮得漂漂亮亮的。每逢盛大节日，风车上围上花环，悬挂着国旗和硬纸板做的太阳和星星。 　　位于荷兰境内的金德代克—埃尔斯豪特，尤以风车闻名遐迩，成为荷兰一道独特的风景线。在世界范围内，也没有任何一个其他地方的风车比荷兰的一个村镇——金德代克—埃尔斯豪特的风车还要多。18世纪金德代克村就开始修建坚固的风车，保存至今仍然完好。世界遗产委员会决定将其列入世界文化遗产，是因为“金德代克—埃尔斯豪特的风车网络系统是人工制作的突出景观，它展示了人类的独创性和坚韧性。当地人民依靠发展水利技术和应用水利技术，用近千年时间，建设了这个排水系统，并且成功地保护了这片土地。” 　　金德代克—埃尔斯豪特村，距荷兰首都阿姆斯特丹约8千米，这里有19个建于18世纪30～40年代的风车，形成当今世界最大的风车群。每一个风车就是一个风车塔房，呈圆锥形，墙壁自上而下向里倾斜。风车的4l片长方形翼板固定在塔房顶部的风车上。塔房分几层，分别为睡觉、吃饭之用，有的家族在风车塔房里已生活了245年。每年七八月份的星期六对外开放的“童堤镇”风车，为荷兰旅游业的一大景观。 　　公元1229年荷兰人发明了世界上第一座风车，从此开始了人类使用风车的历史。（另一资料在年代上出入较大，称：世界上第一台风车于1408年诞生于荷兰）当时的作用是灌溉农田。18世纪中叶，荷兰的风车多达1万台。现在，大部分风车已被电力代替，只剩下不足1000台。仍有300 多台在使用。（另一资料：目前，荷兰仅剩970座风车，其中只有210座还在继续使用，余下的均作为历史古迹保留下来供人参观。）为此，荷兰将每年5月的第二个星期六定为“风车日”，这一天全国所有风车都会转动起来，吸引无数的游人前来观赏。 　　荷兰这些风车的作用主要是将风力转化为桨轮转动得来的动力。从物理上讲，就是将风能转化为动能，从而将低处的水提上来，这个提水的工作现在已由电力驱动的抽水机代替。如今，荷兰有一个是全欧洲最大的抽水站。 　　金德代克位于鹿特丹附近，该村镇坐落在被称为阿尔布拉瑟丹低田的地区。荷兰人围海造成了阿尔布拉瑟丹低田（它们的海拔高度是低于海平面的），这些风车的作用则是将阿尔布拉瑟丹低田中多余的水抽出来，由于这个低田地区一直是洪水的多发地区，所以在这儿建造风车的目的就是将多余的水抽出，然后排放在存水区中。如果存水区的水位达到一个高度后，人们就再一次将水从存水区中抽出，然后排放到河流中。 　　从公元1927年起，柴油机的抽水站就做了实际上的抽水工作。风车就不再被人们使用了。不过，在第二次世界大战中，由于当时的柴油机缺乏燃料而不能驱动抽水机，因此，风车又一次得到使用，这也是人们最后一次使用风车进行抽水工作。 　　如今，在夏季到来的一段时间里，风车再次得以“使用”。不过，这时候，它主要用于旅游者的观光，游客们沿着运河和河流散步，到近处细细观看这些巨大的风车，欣赏这儿美丽如画的风景。在其中一个风车所处的位置附近，当地人们还建立了一个小型博物馆，里面有展览，内容是关于荷兰有风车家庭的生活情况。