介紹萬向風車

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　　調整和調試（1）
　　搞風車已經好長時間了，大、小風車模型、樣機也不知製造了多少，可一直都是測試、觀察、研究、思考、學習、改進……，還從沒進入到調整、調試階段。原因就是，創新太複雜了，一切都是嶄新的，從沒遇到過的。前途是未知的，道路是迷茫的，一切都要摸索，一起都要學習，一切都要試驗。所以，十來年就在方案上改過來改過去，一直在方案上反復折騰，剛想深入一步，細緻地調整和調試一下，卻又發現了新的問題，又有了新的想法，又要進行新的修改。後來，就不怎麼設想如何深入，如何進行細緻地調整和調試了，以為這創新就是這樣，就是這麼沒完沒了的改下去了，沒有終點，也沒有頭緒，可最近卻有了新的現象——問題逐漸的少了，新的想法似乎也耗盡了，我想這應該是喜不是憂，俗話說，不是不報，時候沒到，大概也到了盡心竭慮的時候了。
　　方案基本確定了，也讓我有時間，對風車進行調整和調試了。
　　所述的調整，就是從新審視一下某些構件是否確實有用？材料、大小、尺寸是否合適？製造精度是否達到設計要求？誤差是否在允許範圍？各部件是否匹配？等等。
　　因為以前的製造，都是從最節儉的原則出發，材料能混就混，能湊就湊，尺寸差不多就行，誤差多大都沒關係，目的就是儘快造出能轉的風車，驗證一下自己的想法是否可行？至於品質那就根本一點也談不上。現在就要從新調整一下，雖不敢追求品質有多高，至少能達到設計要求，誤差在允許範圍內，這樣才能最終看看是否真的有特性，真的有優點，真的解決問題？
　　所述的調試，就是指對風車各參數進行調試，讓傾斜度、偏心度、安裝攻角處在最佳狀態，讓正回饋係數處在合適的位置。
　　還好，工作開展的第一天，就讓我獲得了一件振奮人心的驚喜。
　　我最先拿來開刀的是葉槳頭。說老實話，對葉槳頭的製造是最胡日鬼的，不僅材料選的不合適，其構造也與設計不符。本來葉槳頭有三根轉軸，分別調節傾斜度、偏心度、安裝攻角，可當時我只有3×30的扁鐵和ф6螺栓，就用3×30的扁鐵做支撐，用ф6螺栓做轉軸，然而支撐那麼大的葉槳，這些材料的強度根本不夠，只好用了不少支撐杆支撐著，這就使葉槳頭做什麼調節也做不了，只起到了支架的作用。另外，本來轉軸的次序是偏心度、傾斜度、安裝攻角，可為了節約和簡化，改變成了偏心度、安裝攻角、傾斜度，使調節簡直就成了一團亂麻。
　　從新調整後，我換成了4×40扁鐵和ф8螺栓，轉軸順序也換成了原設計順序。製作完成後，不光看著美觀了不少，調節起來也相當的順暢方便……。
　　把新的葉槳頭裝到支架上，裝上小葉槳，讓葉槳的位置與原先舊葉槳頭時的狀態差不多，在室內開啟電扇做測試。風車啟動了，開始加速，逐漸的轉速穩定在20轉/分（我用掐時間數轉數的方法觀察風車性能）。這是我用小葉槳有史以來獲得的最高轉速，心裏還滿足，覺得葉槳頭改造沒有失敗。
　　以前葉槳頭是不能調節的，只要能使風車旋轉就行了，按過去，實驗到此就該結束了，可現在不一樣了，改造後的葉槳頭可以調節了，那何不調節一下試試呢？
　　我先調節了一下安裝攻角，將其角度增加，然後再開啟電扇讓風車旋轉……，奇跡出現了，風車像脫韁的野馬一樣，飛快的轉起來，就像以前受著多大束縛，現在解脫了，自由了，歡快的飛奔起來了。數一數轉數，是32轉/分。
　　後來又進一步進行調試，最高達到42轉/分，一下子比原來提高了近一倍。
　　看來工藝製造，還蘊含著很大潛力，我感到十分驚喜！
　　

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　　調整和調試（3）
　　第二個拿來開刀的是頂端端板。頂端端板起兩個作用，一是起到防止葉槳末端的下方氣體向上方繞動，產生翼尖渦；二是起到改變正回饋係數β的大小的作用，而且後一作用比前一作用更重要。
　　頂端端板只是在葉槳頂端水平面內做圓周運動，不需要轉向，不像葉槳那樣在豎直方向上轉向而產生轉向損失，這就可以將面積做大，增大升力作用，而不必做的太厚。所以，頂端端板可以做得薄一些，並儘量保持水準（至少在葉槳傾斜度為45度時保持水準）。
　　根據風車效率η=k/(1-kβ)
　　可以看出，k與β越大越好，但當β等於1時，k不能等於或大於0.5，否則風車效率將大於等於1。；
　　由此可見，端板面積可以做得儘量大，β不會等於1，垂直軸風車的k不會大於0,5。
　　根據以上原則對端板進行調整，效果不錯。
　　
　　
　　
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　　四葉槳也優良
　　在我很熱衷、很癡迷製造兩葉槳萬向風車時，有一位網友曾對兩葉槳提出過建議，說，也許三葉槳啟動性能會更好。我當時卻沒做更多考慮的就回絕了他，我說，多一個葉槳就多不少事情，如果只為提高啟動性能而增加葉槳數目，還不如採用兩個兩葉槳風車錯開一定角度上下串聯，這樣既增加了掃風面積，又提高了啟動性能，一舉兩得。然而，經過大量的實踐測試發現，兩葉槳風車的啟動性能確實差強人意，一周中約有三分之一的位置啟動不了，我開始懷疑自己的想法是否正確了。
　　在大量的，反反復複的實驗測試和結構改進過程中，我總結出了一點經驗：在發明創新中，想像力再豐富，想像得再好，也只是紙上談兵；實踐才能發現細節，而細節決定成敗！有時覺得自己已經想得很好了，已經頭頭是道，細緻入微，無懈可擊了，實際這仍然是紙上談兵，只有經過實驗，你才能發現那些可笑的漏洞，你才能發現那些決定成敗的細節！
　　我準備試一下增加葉槳數量，看看效果如何？
　　因為使用的小機動車後橋，有四個螺孔，條件所限只能做四個葉槳，但考慮效果應該是一樣的，那就做四個葉槳好了。
　　經室內測試效果很好，啟動性能好了很多，效率也有所增加，過幾天拿到室外實驗。
　　
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　　一級風旋轉，二級風發電
　　今天風大，足有二級，風車旋轉速度加快，並且連續旋轉時間加長，連續旋轉足有1~2個小時。毫無疑問，只要加上發電機就能發電了。
　　如果設平均風速為2米/秒，風車連續工作1.5個小時，那麼，根據風車的槳長為1.2米，風車的掃風面積為0.72平米，風車就能發電P=0.6SV3=3.456瓦，再去掉其他損耗，發出3瓦的電功率，0.0045度電，是完全可能的。不要小看這些電，這些電完全可讓100部手機待機100小時（開個玩笑）。
　　看到今天風車的運轉情況我很開心，這說明調槳長的萬向風車是大有希望的，我們可以承諾：風車一級風旋轉（啟動），二級風發電！如有差錯，終身保換！
　　現在還僅僅是應用了葉槳最基本的技術，還沒有應用調槳長、正回饋等新技術，如果把所有的技術都應用上，效果會更好！
　　這麼好的風車，這麼好的風力發電設備，你不想盡快去批量生產？你還等什麼？
看視頻請點擊：http://v.youku.com/v_show/id_XNTQ5OTc0MTMy.html

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　　“零級風”啟動？
　　在網上看到有的風車能夠“零級風”啟動，感到十分震驚，覺得這應該是垂直軸風車最佳的啟動性能。當然有的網友質疑這是永動機，其實我心裏明白，所說的“零級風”絕不是指絕對沒有風，而是指在一級風以下，絕對無風以上，這與永動機無關。
　　不過，雖然很佩服這一性能指標，但心裏還是覺得有點玄乎，能達到嗎？達不到不就是忽悠人嗎？心裏雖這麼想，但行動上卻也暗暗把它定為了奮鬥目標，並以這個目標不斷調整和觀察啟動性能。因為，啟動性能比較簡單直觀，一看便知，不像其他性能需要測量，比較麻煩。
　　這幾天，又做了兩個新的葉槳，準備代替以前用幾塊彩鋼板拼湊起來的，又重又不平整的舊葉槳。今天把兩個舊葉槳換了下來，換上了兩個新的。剛剛換好，正好有一陣小風吹來，出人意料的，風車竟呼呼呼轉了起來，很明顯看到，風車啟動性能在原來一級風啟動，二級風發電的基礎上，又提高了一截，也讓我覺得，“零級風”啟動或許是可以實現的。
　　啟動風速是風車的重要性能，它顯示了風車收集風能的效果，風能轉換的成效，以及轉換的效率。升力型風力機是利用葉片的升力推動風輪旋轉做功，對於多數普通翼型的葉片在理想狀態下，在攻角為0至15度能產生升力，而在8至13度能產生大的升力且阻力較小。 實現“零級風”啟動，意義很大，只有這樣，風力發電進入城市、農村、牧民的家庭才變得可能。
　　雖然現在還不能說，調槳長的萬向風車已經實現了“零級風”啟動，但是，風車只是換了一下葉槳（減輕了一些重量，消除了蒙皮接頭，改善了槳面的形狀和平整度），就有這麼良好的表現，更何況還有別的新技術沒用應用，換句話說，十八般武藝還沒全部用上，所以，相信調槳長的萬向風車一定能實現“零級風”啟動，讓我們拭目以待！
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　　http://v.youku.com/v_show/id_XNTUyNjUwMjk2.html

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　　風車在晨風中啟動
　　迎著朝陽，
　　浴著春風，
　　風車在晨風中啟動。
　　
　　伴著楊花，
　　伴著柳絮，
　　只需“零級風”。
　　
　　走向大海，
　　走向曠野，
　　走向貧風區家庭……。
看視頻請點擊：http://video.sina.com.cn/v/b/103633660-1445175612.html

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　　風車在三級風中運行
　　自從與風車結緣，看風車旋轉似乎就成了我的嗜好，一天不看就有點受不了。當然，風車旋轉即給我帶來快樂，有時也帶來煩惱和苦悶，我也總願意把這些與大家分享。
　　今天風大，足有三級，風車從早上九點一直到下午五點，都在不停地旋轉。我計算了一下，如果把風車接上發電機發電，就可以發出12瓦，0.1度電。看起來發的電很少，但聚少成多，哪個大廈不是一磚一瓦建起來的呢？
　　如果風車加上調槳長，假設將槳長增加一倍，那就可發48瓦，0.4度電了，這就是調槳長的作用和意義。槳長增加一倍，風車掃風面積就增加四倍，輸出功率也就增加4倍。遺憾的是，因風車製造的安全係數不高，三級風下風車已吱吱作響，所以，雖然已加了調槳長的備用葉槳，但沒有拉它出來，只好等下次風小一點再試了。
　　調槳長就是讓風車在低風速下，增加風車的掃風面積和功率輸出，這也應該是風力發電進入貧風區家庭的重要條件。
　　通過視頻，您還可以看到自然風的風力和風向的變化是多麼強烈，如果風車沒有更好的性能，那是應付不了的。
　　看視頻請點擊：http://video.sina.com.cn/v/b/103798453-1445175612.html

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　　風車調槳長
　　調槳長是調槳長的萬向風車的核心技術之一。葉槳做成2～3節，並像無線電接收機拉杆天線一樣嵌套在一起，葉槳內部設有滑道和滾輪，使葉槳能輕鬆自如的在外力作用下伸長和縮短。在外界風大時使槳長縮短，減少掃風面積，少收集一些風能；在外界風小時，增加槳長，增大掃風面積，多收集一些風能，因為掃風面積與槳長的平方成正比，調節了槳長，就調節了掃風面積，而掃風面積又與輸出的電功率成正比，所以調槳長就可以實現輸出的電功率基本穩定。
　　為了驗證一下實際情況是否與理論分析相符，在實驗裝置上加裝了槳長伸縮功能，風小時可使活動的葉槳伸出，在風大時可使活動的葉槳縮回。
　　此次只在兩個葉槳上裝了可調葉槳，可最大伸出60公分。因為今天風不大，便把葉槳伸長了。這樣的一級不到的風力，在原來的情況下，風車是不會旋轉的，可葉槳伸長後，風車卻能慢慢的旋轉起來，啟動風速有所降低，令人十分欣慰，風車實現了“零級風”啟動！也說明風車的掃風面積和輸出功率都有增加，實踐與理論分析相符。
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　　http://v.youku.com/v_show/id_XNTU2MDAwMjEy.html

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　　世界風車新動態
　　近來對世界風車照片進行搜索，發現了一組風車新的照片，它採用了“V”型結構，升力型機翼葉槳，非常像調槳長的萬向風車。現把其圖片、說明和譯文貼在下面：
　　xperimental vertical axis wind turbines (VAWT)
　　V rotor vertical axis wind turbine (VAWT)
　　
　　 made this because the small model V-rotor self started easily and ran smoothly. The rotor was designed to have 3 blades with the blades angled at 45° to the vertical. The section is NACA 0018 curved to take account of the circular path and the chord width of the blades was a guess. Ive tried the rotor with the blades tilted up at a greater angle and also with both two and three blades. The pictures show it in the various configurations. With the blades angled more steeply the turbine would rotate faster when not under load but did not seem to have the torque to drive the alternator. The 2 blade version suffered in a similar manner so it has largely been run as the
　　《譯文》
　　實驗的垂直軸風力機 (VAWT)
　　V轉子垂直軸風力機 (VAWT)
　　因為小模型v轉子風車容易自啟動，並且運轉平滑。轉子設計有3個葉片，葉片與垂直方向的傾角為45°。葉片橫斷面是NACA 0018翼型，（這一節將分0018彎考慮到圓形路徑和和絃的葉片寬度是一個猜）。我試過了葉片的轉子更大的角度傾斜,還試用了兩個和三個葉片。照片顯示它在各種配置。葉片角度的更陡的渦輪旋轉速度很快（當不帶負載）但似乎沒有扭矩驅動交流發電機。2葉片版本以類似方式，所以它很大程度上被運行與原始三葉片設計。
　　
　　不難看出，對於v型轉子風車，已在世界範圍內受到了重視，開始了試製研究。但願我們國家不要錯過大好時機，對於v型轉子風車（調槳長的萬向風車），不重視、不關注，最後還要從國外進口！！！！！！！！！！！！！！！！！
　　
　　
　　[img][/img]

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　　端板的作用
　　調槳長的萬向風車在葉槳頂部設有端板，乍看起來似乎不倫不類。如果說是為了防止葉片上、下麵氣壓之差，會使葉片末端的下方氣體向上方繞動，產生翼尖渦。翼尖渦會擾亂葉片兩端氣流的正常流動，減小葉片的升力的話，那麼只要用一塊平板放在頂端就可以了（“H”型達裏厄風車是這樣做的）。而調槳長的萬向風車頂部端板卻做成了翼型，並且近於水準的安放在了葉槳頂端，即起不到增加掃風面積的作用，也起不到增加阻力的作用，它到底起什麼作用呢？
　　我們知道，調槳長的萬向風車啟動旋轉起來以後，隨著風車旋轉速度的增加，葉槳與周圍空氣的相對流速也增加，升力也增加。升力產生的附加轉矩回饋回風車的輸入端，與輸入端的風力轉矩相加，增強了對轉軸的旋轉作用，引入了正回饋。
　　提到正回饋，有人可能感到陌生，因為正回饋使系統不穩定，所以使用的不多，使用最多的是負回饋。然而，事情總有兩面性，正回饋使用得當，也會起到提高效率的作用。最好的例子就是再生式無線電收音機的再生線圈，它把經放大的無線電信號引回到輸入端再放大，引入正回饋，從而提高了收音機的效率。
　　但是，再生式無線電收音機可以用再生線圈繞在磁棒上，通過調節線圈匝數的多少來調節感應量的大小，從而調節回饋量的大小，使收音機工作在最佳狀態。如果沒有這樣的回饋量的調節，就可能因回饋量過大，使收音機產生自激嘯叫，或者因回饋量過小，達不到提高效率的目的。可以毫不誇張的說，沒有回饋量大小的調節，就談不上應用了正回饋。
　　現在來說調槳長的萬向風車頂部端板的作用，就比較清楚了，調槳長萬向風車頂端端板不僅起到防止葉槳末端的下方氣體向上方繞動，產生翼尖渦；還起到改變正回饋係數β的大小的作用，而且後一作用比前一作用更重要。
　　調槳長的萬向風車頂部端板，近於水準的裝於葉槳頂端，其特徵在於，端板的橫截面的翼型為下翼面平直的機翼型，風車旋轉時產生升力，改變翼型的面積、攻角等，可改變正回饋係數。
　　在實驗了調槳長以後，在葉槳頂部加了端板，讓人高興地看到，效果明顯！風車啟動風速進一步降低，真正做到了微風啟動。
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