专利名称：风轮机的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及一种风轮机，更具体地，涉及一种风轮机，其中多个帆结构通过链条连接，从而将风在各个帆结构中产生的动力收集起来发电，因此甚至风速低的风也能产生大量的电能。
背景技术：
一般地，风轮机用作利用风发电的设备，而风在地球上的生成是无限的。风轮机具有至少一个转子，该转子由风力产生的升力推动旋转。
风轮机的转子结构必须能从弱风中得到升力并能可靠地转动，同时又不能被强风损坏。即，转子必须加工成具有从弱风中得到推力的大尺寸以及不能被强风损坏的小尺寸。因此，转子必须满足这两个矛盾的条件。
传统的螺旋桨型风轮机的问题在于，与其发电能力相比其占据了大量的空间。而且，由于转子、发电机和其它部分需要装在地面以上的高处，安装成本高，难以进行维修和维护工作。并且，风轮机遇强风可能损坏。
考虑到转子结构，为了发电，风速必须维持在至少5-6m/s。因此，在刮弱风和风向经常变化的地区，不能满足发电要求。并且，由于风轮机的重心处于相当高的位置，因此难以将风轮机安装在靠近海岸的建筑物上。而且，支撑柱和转子易于被强风损坏，例如台风或狂风。
为了解决这些问题，本领域中提出了使用类似于船帆的帆结构的一些风轮机。但是，这些风轮机存在的不足在于，帆结构在强风下易于损坏。
发明内容
因此，在考虑现有技术出现的上述问题的情况下提出本发明，并且本发明的一个目的是提供一种风轮机，其结构使风轮机甚至在刮弱风的地区也能可靠地发电，并且受风面积可以调节成与风的强度相适应，从而防止风轮机由于台风或狂风而损坏。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种利用风发电的风轮机。所述风轮机包括铁塔，所述铁塔置于地面上并由沿纵向和横向定位的多个钢件紧固而成；装在铁塔上的支撑板；装在支撑板上并具有多个帆结构的动力产生装置；辅助链轮，所述辅助链轮置于支撑板上，通过动力传动链条连接到动力产生装置的驱动轴，并由动力产生装置产生的动力驱动旋转；以及转动轴，所述转动轴通过驱动链条连接到辅助链轮，将动力传递到发电机，其中，在动力产生装置中，驱动轴、多个柱以及引导轴顺序地装在支撑框架和盖框架之间，以使支撑框架和盖框架彼此连接，支撑框架通过多个支撑杆固定在支撑板上，盖框架位于支撑框架上方；多个引导轨道，所述多个引导轨道在垂直方向彼此规则地间隔开，并固定在柱上以形成环绕驱动轴、引导轴和柱的封闭环；以及多个帆结构，每个帆结构可以通过齿轮传动电机和螺旋弹簧调节其风压作用面积，并连接到位于引导轨道中的链轮链条上，使帆结构在风力作用下沿引导轨道运动，以驱动链轮链条以及与链轮链条啮合的驱动轴上的链轮转动，并且其中装有两个动力产生装置，使它们相对于支撑板的横向中心线具有预定的斜率和对称结构，以将驱动轴产生的动力通过动力传动链条传送到辅助链轮。
根据本发明的另一个方面，帆结构包括具有多个横向管和多个纵向管的框架，每个横向管的一端铰接在链轮链条上，纵向管在垂直方向与横向管彼此连接；装在沿着框架顶边缘和底边缘定位的横向管的两端的轴固定托架和连接轴固定托架；固定在连接轴两端的第一链轮，连接轴的两端由连接轴同定托架支撑；两端由轴固定托架支撑的圆筒；装在固定轴上的第二链轮，固定轴从圆筒两端向上和向下延伸，第二链轮通过链条与第一链轮连接；装在固定轴上的螺旋弹簧，固定轴穿过位于圆筒上端的第二链轮延伸，螺旋弹簧的一端固定在连接第一和第二链轮的链条上；连接在固定轴上以驱动圆筒转动的齿轮传动电机，固定轴穿过位于圆筒下端的第二链轮延伸；支撑托架，每个支撑托架的一端固定在横向管的后侧，另一端具有与引导轨道接触的多个辊；帆，其一端固定在圆筒上，从而可以卷绕在圆筒上，帆的上侧和下侧通过连接装置连接到沿框架顶边缘和底边缘定位的横向管上，由横向管引导，并且帆的另一端具有固定杆，用于连接上侧和下侧；以及用于连接固定杆和链条的连接缆，并且为齿轮传动电机供电的电源装置安装在动力产生装置上。
根据本发明的另一个方面，具有多个辊的制动块装在支撑板的下表面的下面，以使辊与装在铁塔上端的圆形轨道滚动接触；驱动电机装在制动块上；制动轴装在制动块上，并通过链轮和链条连接到驱动电机上；以及，制动衬片(lining)螺纹连接到制动轴上，并装在制动块上，以根据制动轴的转动方向向前、向后运动，从而接触圆形轨道。
根据本发明的另一个方面，连接装置包括钢索，钢索装在横向管中，每根钢索的一端固定在圆筒上，另一端通过装在横向管末端的导轮固定在与第一链轮同轴定位的绕线滑轮上；多个环，所述多个环悬挂在钢索上，以沿横向管中的钢索运动；以及多个连接器，每个连接器的一端连接到环上，另一端突出到横向管外并与帆上的帆环连接，从而使连接装置起到沿横向管引导帆的功能。
根据本发明的另一个方面，连接装置包括引导块，所述引导块装在横向管上并在其下或上表面形成沿横向延伸的引导槽；以及引导件，其一端固定在帆上，另一端具有多个突起，该突起形成拉链齿的形状并插入引导槽中。
根据本发明的另一个方面，防止帆结构松驰的防止松驰部分整体形成在每个引导轨道下端附近；且帆结构具有在防止松驰部分的上表面滚动的第一支撑辊和在引导轨道中滚动的第二支撑辊。
根据本发明的另一个方面，电源装置包括电源轨道，所述电源轨道具有环绕动力产生装置的形状，并由外部供给电力；以及电源部分，所述电源部分具有与电源轨道滚动接触的电源辊，并装在帆结构上与帆结构一起运动，从而为帆结构供电。
根据本发明的另一个方面，风轮机包括多个极限开关，所述极限开关按规则间隔固定在沿框架顶边缘定位的横向管上；接触块，所述接触块装在使第一和第二链轮彼此连接的链条上，当帆卷绕或展开时顺序地接触极限开关，从而检测帆的展开程度；以及控制部分，所述控制部分用于接收极限开关产生的开关信号，以便识别帆的展开程度，并且用于将帆的展开程度与由具有多个极限开关的风力检测装置检测的风压对比，以控制齿轮传动电机。
根据本发明的另一个方面，风轮机还包括风向改变板，所述风向改变板装在两个动力产生装置前面，以将从动力产生装置前面朝两个动力产生装置之间的间隙吹的风向，改变成朝位于动力产生装置外侧的帆结构吹的风向。
根据本发明的另一个方面，风力检测装置包括至少一个转动扇叶，所述转动扇叶具有多个翅片(wing)，并在风力作用下绕转动轴转动；泵，所述泵通过带和滑轮连接到转动扇叶的转动轴，从而利用转动扇叶的旋转力抽送油罐中贮存的油；油缸，所述油缸形成垂直延伸管形状，并从其下端开始充满由泵供应的油，所述油缸中设置有活塞，活塞在供应油时上升，并且在油缸上端连接有排出管；压力调节阀，用于调节由泵供应到油缸的油压；第一和第二信号发生块，所述第一和第二信号发生块通过固定在活塞上的活塞杆和连接到活塞杆的支撑柱连接到活塞，以与活塞一起上下运动；重物，所述重物装在活塞杆上端，用于对活塞施加预定压力；多个极限开关，所述极限开关装在与支撑柱平行安装的支撑杆上，用于在第一和第二信号发生块运动时，根据第一和第二信号发生块的位置产生信号；以及辊，所述辊装在与支撑柱平行安装的四边形杆上，用于引导第一和第二信号发生块向上和向下运动。
图1是表示本发明一个实施例的风轮机的结构的侧视图；图2是表示本发明制动块结构的平面图；图3是表示本发明风轮机结构的平面图；图4是表示本发明动力产生装置结构的平面图；图5是表示本发明帆结构构成的主视图；图6是表示本发明帆结构构成的平面图；图7是沿图6的线A-A截取的横断面图；图8是表示本发明连接装置结构的平面图；图9和图10是表示本发明另一个连接装置结构的侧视图和平面图；图11是表示风向检测装置的结构的主视图；图12是表示风向检测装置的结构的平面图；图13是表示风力检测装置的结构的主视图；图14是表示构成风力检测装置的极限开关的安装状态的侧视图；以及图15是表示用于支撑风力检测装置的第一和第二信号发生块的结构的平面图。
具体实施例方式
下面将参考附图描述，其中，在不同附图中使用的相同参考数字代表相同或相似的部分。
图1是表示本发明一个实施例的风轮机的结构的侧视图；图2是表示本发明制动块结构的平面图；图3是表示本发明风轮机结构的平面图；图4是表示本发明动力产生装置结构的平面图；图5是表示本发明帆结构构成的主视图；图6是表示本发明帆结构构成的平面图；图7是沿图6的线A-A截取的横断面图；图8是表示本发明连接装置结构的平面图；图9和图10是表示本发明另一个连接装置结构的侧视图和平面图；图11是表示风向检测装置的结构的主视图；图12是表示风向检测装置的结构的平面图；图13是表示风力检测装置的结构的主视图；图14是表示构成风力检测装置的极限开关的安装状态的侧视图；以及图15是表示用于支撑风力检测装置的第一和第二信号发生块的结构的平面图。根据本发明的一个实施例的风轮机的构成方式是，一对动力产生装置100和100’装在支撑板700上，每个动力产生装置具有多个帆结构200，两个动力产生装置100和100’产生的动力用于产生电力。
动力产生装置100和100’固定在支撑板700上，支撑板700装在铁塔600上端。铁塔600使动力产生装置100和100’能够固定在地面以上的高处，并获到较大的风力。铁塔600是通过在纵向和横向固定多个钢件形成的，或者可以通过彼此连接几个铁塔而成。
装在铁塔600上的支撑板700起到支撑动力产生装置100和100’以及随着风向转动动力产生装置100和100’的功能。参看图1和图2，具有多个辊711的制动块710装在支撑板700的下表面的下面，从而辊711与装在铁塔600上的圆形轨道610滚动接触。驱动电机712装在制动块710上。制动轴716装在制动块710上，并通过链轮713和714以及链条715连接到驱动电机712上。制动衬片717螺纹连接到制动轴716上，并被安装到制动块710上，以根据制动轴716的旋转方向向前和向后运动，从而与圆形轨道610接触。因此，如果驱动电机712根据风向检测装置800(这将在下面详细描述)产生的信号而启动并转动制动轴716，则螺纹连接到制动轴716的制动衬片717向前运动，并接触圆形轨道610的外圆周表面，以防止支撑板700转动。
动力产生装置100和100’利用风力发电。参看图3，在支撑板700上安装两个动力产生装置100和100’，使其相对于支撑板700的横向中心线S1具有对称结构。这对动力产生装置100和100’固定在支撑板700上，从而它们之间测量的距离从前到后逐渐增大。
风向改变板1000装在两个动力产生装置100和100’前面并位于二者之间。风向改变板1000固定在动力产生装置100和100’或者支撑板700上，以与动力产生装置100和100’一起转动。风向改变板1000起到改变风向的功能，使得从动力产生装置100和100’前面朝两个动力产生装置100和100’之间的间隙吹的风向，改变成朝位于动力产生装置100和100’外侧的帆结构200吹的风向，从而提高发电效率。并且，风向改变板1000的功能是衰减位于动力产生装置100和100’内侧的帆结构200突然被风折叠时产生的震动。
由于具有对称结构的两个动力产生装置100和100’是按相同方式构造的，因此下面将仅给出一个动力产生装置的构造的说明。
参看图1、图3和图4，在动力产生装置100和100’中，支撑框架101和盖框架102的形成方式是，它们在垂直方向彼此分开并且彼此保持平行。支撑框架101由多个支撑杆106固定在支撑板700上。
驱动轴103、引导轴104和多个柱105装在支撑框架101和盖框架102之间。引导轴104和多个柱105彼此固定并连接支撑框架101和盖框架102，而驱动轴103被设计成能够被框架101和102以驱动轴的两端为支撑点可旋转地支撑。驱动链轮107设置在驱动轴103下面。用于传递帆结构200产生的动力的动力传动链条730和740连接到驱动链轮107上。
多个引导轨道110装在引导轴104和多个柱105上。如图4和图5所示，每个引导轨道110具有环绕驱动轴103、引导轴104和多个柱105的形状。多个引导轨道110在垂直方向彼此规则间隔。链轮链条120置于每个引导轨道110中，与每根链轮链条120啮合的链轮103’装在驱动轴103上。防止帆结构200松驰的防止松驰部分111在每个引导轨道110的下端附近整体形成。
多个帆结构200按规则间隔分别固定在链轮链条120上，链轮链条120置于引导轨道110中。多个帆结构200起到利用风力沿引导轨道110转动链轮链条120的功能，从而通过驱动轴103发电。参看图5和图6，框架210铰接地连接到装在引导轨道110中的链轮链条120上，帆270装在框架210上，齿轮传动电机250和螺旋弹簧260用于使帆270随着风力卷绕和松开。
框架210包括多根横向管211、212和213，每根横向管铰接在链轮链条120上；以及与多根横向管211、212和213彼此连接的多根纵向管214。防止框架210反向转动的支撑托架220装在与链轮链条120铰接的横向管211、212和213的后侧。即，如图6所示，每个支撑托架220具有基本L形结构，以使支撑托架220的一端固定在横向管211、212和213上，支撑托架220的另一端具有多个辊221，这些辊与引导轨道110的外表面滚动接触。支撑托架220通过链轮链条120保证框架210沿引导轨道110可靠运动。当风向和框架210运动方向彼此相同时，支撑托架220使框架210(即，帆结构200)保持展开状态；当风向和框架210运动方向彼此相反时，支撑托架220使框架210(即，帆结构200)保持折叠状态。
每根横向管211、212和213具有第一和第二支撑辊218和219。第一支撑辊218与引导轨道110的防止松驰部分111滚动接触，并且第二支撑辊219装在引导轨道110中以实现滚动运动，从而可以保证帆结构200的可靠的旋转运动，并防止框架210由于承受载荷而向下松驰。
轴固定托架215和连接轴固定托架216分别装在沿框架210顶和底边缘定位的横向管211和212的两端，以使帆结构200向前伸展。上面卷绕帆270的圆筒240装在轴固定托架215上，连接轴234装在连接轴固定托架216上。
具体地，圆筒240的两端由轴固定托架215支撑，第二链轮231装在固定轴241上，固定轴241从圆筒240的两端向上下延伸。第二链轮231通过链条280连接到第一链轮230。齿轮传动电机250和螺旋弹簧260分别装在穿过第二链轮231向上下延伸的固定轴241上。
螺旋弹簧260装在穿过第二链轮231延伸的固定轴241上，第二链轮231定位在圆筒240上端。螺旋弹簧260的一端固定在连接第一链轮230和第二链轮231的链条280上。当齿轮传动电机250沿向前方向旋转并且帆270卷绕在圆筒240上时，其中一端固定在链条280上的螺旋弹簧260被拉长并保持拉伸状态。此后，如果齿轮传动电机250沿向后的方向旋转，则螺旋弹簧260被压缩并拉动链条280以松开帆270。
帆270具有多个帆环272，所述帆环固定在帆270的上、下侧且彼此以相同间隔分开。帆环272通过连接装置300连接到框架210上。帆270的一端固定在圆筒240上，帆270的另一端具有连接帆270的上、下侧的固定杆271。
连接缆290将装在帆270另一端的固定杆271的两端与连接第一链轮230和第二链轮231的链条280连接，从而，当帆卷绕在圆筒240上或从圆筒240上松开时，链条280可以随帆270一起运动。
参看图7和图8，连接装置300的功能是将框架210和帆270彼此连接，并且，当帆270卷绕在圆筒240上或从圆筒240上松开时，使帆270可靠地沿框架210运动。为了构成连接装置300，钢索310装在沿框架210顶、底边缘定位的横向管211和212中。钢索310的一端固定在圆筒240的每一端，钢索310的另一端通过装在横向管211和212末端的导轮232，固定在与第一链轮230同轴定位的绕线滑轮233上。这里，为了使装在横向管211和212中的钢索310连接到圆筒240和绕线滑轮233上，横向管211和212的侧面的部分被部分切除，以形成所需的开口。
绕线滑轮233的构成方式是，它们装在连接轴234上以与第一链轮230一起转动，连接轴234的两端由设置在横向管211和212上的连接轴固定托架216支撑。圆筒240、第一链轮230和第二链轮231以及绕线滑轮233具有相同直径，以按相同旋转比转动。
多个环320挂在钢索310上。每个连接器330的一端连接到每个环320上，另一端连接到帆270的帆环272上，以将帆270与框架210彼此连接。此时，为了使与连接环320连接的连接器330连接到横向管211和212外侧的帆环272上，每个横向管211和212上形成沿长度方向延伸的引导槽217。
参看图9和图10，表示按不同方式构造的另一种连接装置。在此连接装置中，在横向管211、212和213上装有引导块340，每个引导块形成有引导槽341；在帆270上装有引导件350，每个引导件具有多个突起351，这些突起被插入引导块340的引导槽341中。因此，当帆270卷绕在圆筒240上或从圆筒240上松开时，帆270可以沿框架210平滑地运动。
换言之，引导块340安装时定位在横向管211、212和213的上端或下端，在引导块340的上或下表面形成沿横向延伸的引导槽341。引导件350的结构类似于传统的拉链，其一端缝在帆270上，另一端形成多个突起351，这些突起的形状与拉链的齿相同。因此，当帆270卷绕在圆筒240上或从圆筒240上松开时，引导件350的突起351沿引导槽341与帆270一起运动。
同时，为齿轮传动电机250供应电源的电源装置400装在动力产生装置100和100’上。每个电源装置400包括固定在帆结构200上的电源轨道410和电源部分430，从而为沿引导轨道110运动的帆结构200的齿轮传动电机250供电。电源轨道410具有环绕动力产生装置100和100’的驱动轴103、柱105和引导轴104的形状，并且从外部得到电源。电源部分430具有与电源轨道410滚动接触的电源辊420。
为了随着天气变化控制齿轮传动电机250和驱动电机712，从而实现最佳发电条件，本发明的风轮机具有风向检测装置800和风力检测装置500。考虑到风轮机所安装的位置，风向检测装置800和风力检测装置500应安装在容易检测风速和风向的位置。
参看图11和图12，风向检测装置800包括风向指示器810。第一凸轮板830整体装在轴820的中部以与轴820一起转动，风向指示器810连接在轴820上。产生电信号的第一极限开关840设置在第一凸轮板830附近。在第一凸轮板830的外边缘形成有与第一极限开关840接触的突出凸轮850。
在按这种方式构成的风向检测装置800中，当支撑板700转动时，如果这对动力产生装置100和100’面向风，则第一极限开关840和突出凸轮850彼此接触以产生开关信号。通过此信号，驱动电机712启动，使制动衬片717向前运动，从而制动支撑板700。
参看图13和图14，风力检测装置500包括至少一个具有多个翅片的转动扇叶510，该转动扇叶受风力作用而转动；泵520，所述泵520通过带514和滑轮512、513连接到转动扇叶510上，以按与转动扇叶510互锁的方式工作，从而抽送油罐530中贮存的油；油缸540，其中具有垂直设置的活塞541，活塞541在泵520排出的油的作用下上升，并且在油缸540上端连接有排出管542，排出管542连接到油罐530上；压力调节阀570，用于调节由泵520供应到油缸540的油压；第一和第二信号发生块551和552，所述第一和第二信号发生块551和552与活塞541的活塞杆543平行，并且装在与活塞杆543连接的支撑柱550上，从而与活塞541一起上下运动；以及多个极限开关581、582、583、591、592和593，它们装在与支撑柱550平行安装的支撑杆560上，在第一和第二信号发生块551、552运动时，根据第一和第二信号发生块551、552的位置产生信号，从而检测风力。
由于转动扇叶510仅在风力作用下转动，而不使用单独的动力源，因此，转动扇叶510的旋转速度是由风力决定的，而通过带514和滑轮512、513与转动扇叶510的转动轴511连接而运行的泵520的运行速度，取决于转动扇叶510的旋转速度。
装在转动轴511上的滑轮512具有至少两个滑轮槽，从而滑轮512可以连接到至少两个泵上。
由泵520排出并流入油缸540的油量取决于转动扇叶510的旋转速度以及压力调节阀570的设置值。当油流入油缸540时，活塞541在油缸540中上升。由此，活塞541的活塞杆543以及连接到支撑柱550上的第一和第二信号发生块551和552上升一段距离，由此活塞541向上运动。
在活塞杆543的上端安装重物544。当转动扇叶510的旋转速度随风力减弱而降低时，重物544对活塞541施加预定压力，使流入油缸540的油通过压力控制阀570排放到油罐530中，从而降低活塞541。
未解释的参考数字531表示过滤器。
为了保证活塞杆543和装在支撑柱550上的第一和第二信号发生块551和552平稳地随活塞541一起上下运动，如图15所示，在支撑柱550旁边安装四边形杆553，所述四边形杆553平行于支撑柱550延伸。装在四边形杆553上的辊554与第一和第二信号发生块551和552连接，连接方式使得当第一和第二信号发生块551和552上下运动时，辊554能够在四边形杆553上运动，以支撑第一和第二信号发生块551和552。
而且，安装与辊554结构相同的辊554’，以将支撑柱550的上端和四边形杆553彼此连接，从而引导支撑柱550的运动。
装在支撑杆560上的极限开关根据与活塞541一起运动的第一和第二信号发生块551和552的位置产生信号。
当第一和第二信号发生块551、552装在支撑柱550上，从而它们可以与支撑柱550一起运动时，它们分别朝向相反方向并且其末端沿相反方向倾斜，并且极限开关581、582和583的操作与第一信号发生块551相关，极限开关591、592和593的操作与第二信号发生块552相关。
如上所述，由于第一和第二信号发生块551、552的安装朝向相反方向，并且其末端朝相反方向倾斜，所以当活塞541向上运动时，第一信号发生块551接触极限开关581、582和583，以产生卷绕帆270的信号；当活塞541向下运动时，第二信号发生块552接触极限开关591、592和593，以产生松开帆270的信号。各个极限开关产生的信号被传送到控制部分900。
如果信号是由最上端极限开关583产生的，则意味着正在刮强风，例如台风或狂风。因此，在这种情况下，帆270完全卷绕在圆筒240上，流入油缸540的油通过排出管542排放到油罐530中。
并且，如图6和图1 4所示，用于检测帆270松开程度的多个极限开关201a、201b、201c和201d按规则间隔装在构成框架210的横向管211上，框架210构成帆结构200。接触块202装在链条280上，当帆270卷绕到圆筒240上或从圆筒240上松开时，接触块202顺序接触多个极限开关201。由极限开关201产生的开关信号被传送到控制部分900。
结果，由于控制部分900根据利用风力检测装置500上的极限开关581、582、583、591、592、593以及帆结构200上的极限开关201a、201b、201c、201d产生的开关信号而确定的风力来控制齿轮传动电机250，因此就可以可靠地发电，而不会引起帆结构200的损坏。
下面将详细描述上述结构的风轮机的工作。
当刮风时，本发明的风轮机通过帆结构200接受风力。基于此，具有多个帆结构200的动力产生装置100和100’由于支撑板700和圆形轨道610的存在而沿着与刮风方向相同的方向转动。此时，由于驱动电机712在风向检测装置800产生的信号下启动，因此制动衬片717挤压圆形轨道610，以防止支撑板700转动。
位于动力产生装置100和100’外侧的帆结构200由支撑托架220保持在展开状态以接受风力；相反，位于动力产生装置100和100’内侧的帆结构200’绕铰接点P转动并保持在折叠状态。
如果风力作用在动力产生装置100和100’外侧处于展开状态的多个帆结构200上，则帆结构200被向后推并沿引导轨道110运动。此时，由于多个帆结构200通过链轮链条120彼此连接，因此与链轮链条120啮合的驱动轴103转动。
如果驱动轴103转动，则通过动力传动链条730和740与驱动轴103连接的辅助链轮720转动。通过驱动链条750连接到转动轴760的辅助链轮720使转动轴760转动。辅助链轮720连接到分别位于两个动力产生装置100和100’的驱动轴103上，以收集各个动力产生装置100和100’产生的动力，并将收集的动力传递到转动轴760。
当转动轴760被传递来的动力转动时，动力通过与转动轴760啮合的锥齿轮770以及增速齿轮780传递到发电机790，从而产生电力。
帆结构200的帆270的风压作用面积根据风力大小，通过卷绕在圆筒240上或从圆筒240上松开来进行调节。即，当风强度变化时，风力检测装置500检测风力变化并根据风力产生相应的电信号。当控制部分900综合这些信号以及由帆结构200的极限开关201产生的信号时，用于转动圆筒240的齿轮传动电机250被控制在与风强度相适应的工作方式下。
作为一个例子，如果风力增大，帆270完全从圆筒240上展开，从而转动扇叶510的旋转速度增大，则因为油泵520供应到油缸540的油量增大，所以活塞541向上运动。通过活塞541的向上运动，第一和第二信号发生块551、552也向上运动。此时，第一极限开关581接触第一信号发生块551以产生信号，此开关信号被传送到控制部分900，以使齿轮传动电机250启动以卷绕帆270。
当帆270卷绕到预定程度之后，装在链条280上的接触块202与帆结构200上的极限开关201b接触。此时，极限开关201b将通过检测帆270的卷绕状态而产生的开关信号传送到控制部分900。接着，控制部分900中断齿轮传动电机250的工作，从而电力可以在帆270从圆筒240上部分展开的状态下连续产生。
虽然在优选实施例中描述了在帆结构200上安装四个极限开关201的情况，但本领域一般技术人员容易理解，本发明并不限于这个固定数量的极限开关，用户根据需要可以使用或多或少的极限开关。
如果风强度进一步增大，随着较多数量的油供应到油缸540，活塞541以及第一和第二信号发生块551、552进一步向上运动。此时，第一信号发生块551顺序地接触位于第一极限开关581上方的第二和第三极限开关582和583，以产生进一步卷绕帆270的信号。在这些信号作用下，帆270卷绕到圆筒240上。此时，钢索310也与帆270一起卷绕。
如果按这种方式卷绕帆270，则通过连接缆290连接到固定杆271上的链条280沿螺旋弹簧260拉伸的方向转动。
以这种方式，当风强度增大，帆270卷绕到圆筒240上时，风压作用面积减小。此后，如果风强度再次减小，则齿轮传动电机250在风力检测装置500产生的信号作用下沿向后的方向转动。此时，螺旋弹簧260拉动链条280，并且当链条280通过连接缆290拉动固定杆271时，可以展开帆270，以增大风压作用面积。
工业实用性从上面的描述可以清楚看出，本发明的风轮机的优点在于，通过使用多个帆，甚至在弱风区也能可靠地产生电力，在相同刮风条件下能产生较多的电力，并且风压作用面积自动调节成与风的强度相适应，以防止风轮机由于台风或狂风而损坏。
虽然为了解释的目的已经描述了本发明的一个优选实施例，但本领域一般技术人员应该理解的是，在不偏离权利要求限定的本发明的范围和精神的情况下，可以做出不同的修改、增添和替代。
权利要求
1.一种利用风发电的风轮机，所述风轮机包括铁塔，所述铁塔置于地面上并通过在纵向和横向固定多个钢件而形成；装在铁塔上的支撑板；装在支撑板上并具有多个帆结构的动力产生装置；辅助链轮，所述辅助链轮置于支撑板上，并通过动力传动链条连接到动力产生装置的驱动轴，并由动力产生装置产生的动力驱动旋转；以及转动轴，所述转动轴通过驱动链条连接到辅助链轮，以将动力传递到发电机，其中，在动力产生装置中，驱动轴(103)、多个柱(105)以及引导轴(104)顺序地装在支撑框架(101)和盖框架(102)之间，以使支撑框架(101)和盖框架(102)彼此连接，支撑框架(101)通过多个支撑杆(106)固定在支撑板(700)上，盖框架(102)位于支撑框架(101)上方；多个引导轨道(110)，所述多个引导轨道(110)在垂直方向彼此规则地间隔开，并且固定在柱(105)上以形成环绕驱动轴(103)、引导轴(104)和柱(105)的封闭环；以及多个帆结构(200)，每个帆结构(200)可以通过齿轮传动电机(250)和螺旋弹簧(260)调节其风压作用面积，并且帆结构(200)连接到位于引导轨道(110)中的链轮链条(120)上，以使帆结构(200)能够在风力作用下沿引导轨道(110)运动，以驱动链轮链条(120)以及与链轮链条(120)啮合的驱动轴(103)上的链轮(103’)转动，并且其中装有两个动力产生装置(100、100’)，从而它们相对于支撑板(700)的横向中心线(S1)具有预定的斜率和对称结构，以将驱动轴(103)产生的动力通过动力传动链条(730、740)传递到辅助链轮(720)。
2.根据权利要求1所述的风轮机，其中帆结构(200)包括具有多个横向管(211、212、213)和多个纵向管(214)的框架(210)，每个横向管的一端铰接在链轮链条(120)上，纵向管在垂直方向与横向管彼此连接；装在沿着框架(210)的顶边缘和底边缘定位的横向管(211、212)两端的轴固定托架(215)和连接轴固定托架(216)；固定在连接轴(234)两端的第一链轮(230)，连接轴(234)的两端由连接轴固定托架(216)支撑；两端由轴固定托架(215)支撑的圆筒(240)；装在固定轴(241)上的第二链轮(231)，固定轴(241)从圆筒(240)的两端向上和向下延伸，第二链轮(231)通过链条(280)与第一链轮(230)连接；装在固定轴(241)上的螺旋弹簧(260)，固定轴(241)穿过位于圆筒(240)上端的第二链轮(231)延伸，螺旋弹簧(260)的一端固定在将第一和第二链轮(230、231)彼此连接的链条(280)上；连接在固定轴(241)上的齿轮传动电机(250)，固定轴(241)穿过位于圆筒(240)下端的第二链轮(231)延伸，齿轮传动电机(250)用于驱动圆筒(240)转动；支撑托架(220)，每个支撑托架(220)的一端固定在横向管(211、212、213)的后侧，另一端具有与引导轨道(110)接触的多个辊(221)；帆(270)，其一端固定在圆筒(240)上，从而可以卷绕在圆筒(240)上，帆的上侧和下侧通过连接装置(300)连接到沿框架(210)的顶边缘和底边缘定位的横向管(211、212)上以由横向管(211、212)引导，并且帆的另一端具有固定杆(271)，用于将帆的上侧和下侧彼此连接；以及用于连接固定杆(271)和链条(280)的连接缆(290)，并且其中为齿轮传动电机(250)供电的电源装置(400)安装在动力产生装置(100、100’)上。
3.根据权利要求1所述的风轮机，其中具有多个辊(711)的制动块(710)装在支撑板(700)的下表面的下面，以使辊(711)与装在铁塔(600)上端的圆形轨道(610)滚动接触；驱动电机(712)装在制动块(710)上；制动轴(716)装在制动块(710)上，并通过链轮(713、714)和链条(715)连接到驱动电机(712)；以及制动衬片(717)，所述制动衬片(717)螺纹连接到制动轴(716)上，并装在制动块(710)上，以根据制动轴(716)的转动方向而向前、向后运动，从而接触圆形轨道(610)。
4.根据权利要求2所述的风轮机，其中连接装置(300)包括钢索(310)，所述钢索(310)装在横向管(211、212)中，每根钢索(310)的一端固定在圆筒(240)上，另一端通过装在横向管(211、212)末端的导轮(232)固定在与第一链轮(230)同轴定位的绕线滑轮(233)上；多个环(320)，所述多个环(320)悬挂在钢索(310)上，以沿横向管中的钢索(310)运动；以及多个连接器(330)，每个连接器(330)的一端连接到环(320)，另一端突出到横向管(211、212)外并与帆(270)上的帆环(272)连接，从而连接装置(300)起到沿横向管引导帆(270)的功能。
5.根据权利要求2所述的风轮机，其中连接装置包括引导块(340)，所述引导块(340)装在横向管(211、212、213)上，并且在引导块的下或上表面形成有沿横向延伸的引导槽(341)；以及引导件(350)，其一端固定在帆(270)上，另一端具有多个突起(351)，所述突起形成拉链齿的形状并插入引导槽(341)中。
6.根据权利要求1所述的风轮机，其中用于防止帆结构(200)松驰的防止松驰部分(111)整体形成在每个引导轨道(110)的下端附近；并且帆结构(200)具有在防止松驰部分(111)的上表面滚动的第一支撑辊(218)，以及在引导轨道(110)中滚动的第二支撑辊(219)。
7.根据权利要求2所述的风轮机，其中电源装置(400)包括电源轨道(410)，所述电源轨道(410)具有环绕动力产生装置(100、100’)的形状，电源轨道(410)由外部供给电力；以及电源部分(430)，所述电源部分(430)具有与电源轨道(410)滚动接触的电源辊(420)，电源部分(430)装在帆结构(200)上以与帆结构(200)一起运动，从而为帆结构(200)供电。
8.根据权利要求2所述的风轮机，其中风轮机包括多个极限开关(201)，所述极限开关(201)按规则间隔固定在沿框架(210)的顶边缘定位的横向管(211)上；接触块(202)，所述接触块(202)装在将第一和第二链轮彼此连接的链条(280)上，从而当帆(270)卷绕或展开时顺序地接触极限开关(201)，以检测帆(270)的展开程度；以及控制部分(900)，所述控制部分(900)用于接收极限开关(201)产生的开关信号，以便识别帆(270)的展开程度，并且用于将帆(270)的展开程度与由具有多个极限开关(540、550)的风力检测装置(500)检测到的风压进行对比，以控制齿轮传动电机(250)。
9.根据权利要求1所述的风轮机，其中风轮机还包括风向改变板(1000)，所述风向改变板(1000)装在两个动力产生装置(100、100’)前面，用于将从动力产生装置(100、100’)前面朝两个动力产生装置(100、100’)之间的间隙吹的风向，改变成朝位于动力产生装置(100、100’)外侧的帆结构吹的风向。
10.根据权利要求8所述的风轮机，其中风力检测装置(500)包括至少一个转动扇叶(510)，所述转动扇叶(510)具有多个翅片并在风力作用下绕转动轴(511)转动；泵(520)，所述泵(520)通过带(514)和滑轮(512、513)连接到转动扇叶(510)的转动轴(511)上，从而利用转动扇叶(510)的旋转力抽送油罐(530)中贮存的油；油缸(540)，所述油缸(540)形成垂直延伸管形状，并从其下端开始充满由泵(520)供应的油，油缸(540)中设置有活塞(541)，活塞(541)在供应油时上升，并且在油缸(540)上端连接有通向油罐(530)的排出管(542)；压力调节阀(570)，用于调节通过泵(520)供应到油缸(540)的油压；第一和第二信号发生块(551、552)，所述第一和第二信号发生块(551、552)通过固定在活塞(541)上的活塞杆(543)以及连接到活塞杆(543)的支撑柱(550)连接到活塞(541)，从而与活塞(541)一起上下运动；重物(544)，所述重物(544)装在活塞杆(543)上端，以对活塞(541)施加预定压力；多个极限开关(581、582、583、591、592、593)，所述极限开关(581、582、583、591、592、593)装在与支撑柱(550)平行安装的支撑杆(560)上，从而在第一和第二信号发生块(551、552)运动时，根据第一和第二信号发生块(551、552)的位置产生信号；以及辊(554)，所述辊(554)装在与支撑柱(550)平行安装的四边形杆(553)上，以引导第一和第二信号发生块(551、552)向上和向下运动。
全文摘要
一种利用风发电的风轮机。在动力产生装置中，驱动轴、柱和引导轴装在固定于支撑板上的支撑框架与位于支撑框架上方的盖框架之间。引导轨道固定在柱上，以形成环绕驱动轴、引导轴和柱的封闭环。帆结构连接在引导轨道中的链轮链条上，每个帆结构可以通过齿轮传动电机和螺旋弹簧调节其风压作用面积，从而帆结构可以在风力作用下沿引导轨道运动，以驱动链轮链条以及与链轮链条啮合的驱动轴上的链轮转动。所安装的两个动力产生装置用于将驱动轴产生的动力通过动力传动链条传递到辅助链轮。
文档编号F03D3/00GK1898470SQ200480038269
公开日2007年1月17日 申请日期2004年12月22日 优先权日2003年12月27日
发明者张桔熏 申请人:张桔熏