CN100390408C - 风能转动机及其发电系统 - Google Patents

Abstract

一种风能转动机及其发电系统，由中心轴、二组至数组框架机体，每组框架机体设有至少一套风压受力机构构成的风能转动机，以中心轴上下两端轴部配置之含座轴承将其竖立地、有序地分布集成安装在具有集风幕墙活动卷门的、充分利用高度空间的特殊大型高层框架结构体内安装架上，透过垂直组合集成系统手段或水平组合集成系统手段或两者并用构成大规模的发电系统。

Description

风能转动机及其发电系统

技术领域

一种风能转动机及其发电系统属于利用风能构成动力技术、设备与发电技术、设备领域。

背景技术

地球资源如石油、煤炭之消耗与枯竭预期及产生环境污染破坏问题，能源成本与经济价值问题，皆促使人们关注和对新能源、新技术产品研究开发之热情投入。利用风能发电之技术和设备生产已形成一个新产业，且应用日渐增长，然从能源与电力需求而言，风能发电技术和产品及发电总量进展显然还处于较被动局面，许多风力发电机及设施建设依赖各国政府奖励与投资支持，这较多的因素是由于目前的风力发电机与设施还有许多制约发展问题，风力发电机及其设施以及自然条件仍有待克服技术瓶颈和完善。

当前已商品化使用之风力发电机已知者多为浆叶转动直结发电绕组型式，其风能利用率较低，另外，它一开始起动运转就必需驱动发电绕组转动，可以想见其起动扭矩要足够大，它必需在风力足够强情况下才能转动，因之此类风力发电机作功机率较少也较难大型化，其发电厂建设需要选择在常年风能资源丰富之郊野地区，地理与自然条件要求高。

发明内容

解决上述风力发电机与设施之问题及追求在更小的占地面积内产生更大的动力和更多的发电量，同时降低设备投资金额和运转成本以及运用风能动力和发电的普及化是实现本发明的目的。

为实现上述目的，本发明提出具代表性实施例技术方案：

风能转动机，其特征是：一垂直设置的中心轴1上下两端之间圆周水平方向设置4组或5组或3组或数组等份、均匀分布的框架机体2，每组框架机体2之间设置1或2或数套能随风向变化而依支撑轴3b或支撑轴凸轮组5为中心作出机能需求设定的逆风时自动开启构成其整个平面无风压、风阻形态及顺风时自动闭合构成承受风压形态的风压受力机构3，此风压受力机构在风能转动机转动时产生的离心力能被设于框架机体2底部横梁2a上与风压受力机构3上之支撑轴凸轮组5或可调压力平衡归位器4或两者兼具作用所消除，并协同顺风压亦即运行至其转动方向与风向相同时使之闭合归位至与该对应的框架机体横梁2a、2b平行触压之定位位置，从而承受任何风向、风速风能形成风力驱动作用构成风能转动机A。

中心轴下端轴部1a设有含座止推滚筒轴承6及上端轴部1b装设有含座滚珠轴承6a，用以将风能转动机A垂直固定于构成稳定旋转机能之独立单体机架E上构成一部独立输出动力的风能转动机A或安装于以更多的、大量的转动机A机组设想而统合规划建造的大型高层框架结构体B内之安装架N：N1、N2上；中心轴两端轴部1c、1d依动力组合不同需求装设有离合器7或连轴器7a，下端轴部1a还设有制动器8，另外，作为终端动力输出的转动机A之轴部1c还设有链齿轮10或皮带齿轮10或斜齿轮14。

风压受力机构3正面承受风力一面为具有]或凹形面型体3a，其水平宽度向由近中心轴一侧向外度量大致宽度三分之二位址处底部平面设有一组公母配对之支撑轴凸轮组5，其中母凸轮安装固定在框架机体2下横梁2a相对应位址上，母凸轮还具有可以调整风压受力机构3开启幅度与平衡离心力度之可调旋转角度的定位阴阳条齿5a，公母凸轮之斜度在30度至45度之间；而同一对称位址顶部平面部位设有支撑轴3b配以含座滚珠轴承3d安装在上横梁2b相对应位址上，构成能依所限定的旋转幅度范围内与自动开启、闭合机能要求可控制地转动；以支撑轴垂直中心线为中心，宽度较窄幅一边之立面即面对风向之立面呈45度斜度减少风阻之迎风斜面3g，而宽幅一边近外侧上下部位设有定位板3f；

大量集成设置于大型高层框架结构体B之风能转动机A可以透过垂直组合集成系统C手段或水平组合集成系统D手段构成一个可扩展的更大的机组系统动力。

为了实现上述目的，本发明最佳实施例的发电系统，包含：充分利用高度立体空间开放式框架结构体B集成设置如权利要求1所述的风能转动机A与发电机G为主要设备透过垂直组合集成系统C手段或水平组合集成系统D手段构成的复数部风能转动机机组为一独立单元大动力的发电系统或统合各个单元发电系统C、D及变电配电供电所H构成之更大型发电系统。

所述框架结构体B系依据发电系统建设地理位置、气候条件及动力与发电规模大小来规划设定框架结构体各层高度、总高度及面积，其各层次之间有隔开封闭的地板F，但各层次四周围无固定的遮蔽物体，然设有作为可在强风吹袭或设备维修时需停机而阻隔各风向来风之可上下活动的卷取式气动或电动卷门L，还于框架结构体B外周围东南、东北、西南、西北四方向各层次之间外框体上设置有一定长度的活动式集风幕墙M，它可运用卷取机M10或卷扬机M2之操作控制集风帆M5向外布展构成集风幕墙聚集风能作用或卷回缩存取消集风作用。

框架结构体B各层内部空间合理分布设置一定数量的风能转动机A，各个设置位址具有用来安装风能转动机之安装架N1、N2，且于此位址各层次上下之间各个风能转动机中心轴1皆位于同一垂直中心线，其相对应之间的楼层地板F均具有一个装配窗口通孔O，藉此使各层次之间分布的上下层互相对应的各个风能转动机A彼此可以利用离合器7或连轴器7a联结构成一个合力功效，动力扩增的大动力机组。

透过垂直组合集成系统C手段，包括运用离合器7联结传递或断开各层上下层之间各部风能转动机A动力，任何上下层之间选定的作为最终动力输出或一个单元机组动力输出终端的风能转动机通过离合器7联结传动组合I机能将动力联结驱动发电机G；或者透过水平组合集成系统D手段，包括运用离合器7联结传递或断开同一层各部风能转动机动力，通过传动组合J将各层次同一层所有风能转动机A动力联结传动发电机G发电。

利用设于框架结构体B各层外部之风速检测仪P测定风速强弱及输出讯号给控制电路控制盘K来操控各层各个气动或电动卷门L以及集风幕墙集风帆M5之启闭量，以控制风能转动机A所承受风压及转速在一个理想值状态，同时利用卷门L全关闭达到停止全部风能转动机运转作用，而以制动器8作为停止单个风能转动机之运转。

本发明：风能转动机及其发电系统的效果，主要在于利用了自然风能作为产生动力的能源，风能转动机起动运转时不直接驱动发电机，而是在无负载或轻负载情况下起动运转之后才透过离合器或垂直组合集成系统手段或水平组合集成系统手段联结发电机运转发电，是以能以较小的风力驱动风能转动机，同时还可透过集风幕墙聚集风力作用使其即使在较小风速情况下也能得到较强的风能，从而令风能转动机运转，使用率更高更有功效；另外，建设风能转动机及其发电系统场所之选择较一般的风力发电机与设施场所所受地理环境自然条件限制及要求较少较低，更易普及实施，对开发利用风能资源之前景非常良好。

在于风能转动机单机动力机能的最大扩展性，以及藉由垂直组合集成系统手段或水平组合集成系统手段形成更大动力规模与大规模发电系统发电能力，其普遍实施可以减少火力发电的依赖与环境不良影响，对于经济的发展繁荣及自然环境的优化有很大助益。

还在于本风能转动机不受任何风向限制，任何方向来风皆能驱动风能转动机向同一方向转动，同时透过支撑轴凸轮组或可调压力平衡归位器以及支撑轴设置之位置不在框架边缘而是在三分之二位址外均使风压受力机构能够依据所设定要求机能顺畅稳定地运行发挥作用。

还在于系统中诸多使用动力之场合都大量地运用以风能转动机提供动力驱动空气压缩机产生的气压为动力而不需使用电力，充分展现本发明风能转动机广泛的应用功能。

附图说明

以下结合图1-15进一步详细说明本发明：风能转动机及其发电系统的具体实施方式。

图1是本发明的风能转动机集成设置于框架结构体中构成的集群大动力机组之其中两个相邻上下楼层布设之示意透视图。

图2是本发明的风能转动机之中心轴与框架机体组合视图。

图3是本发明的风能转动机之风压受力机构视图。

图4是本发明的风能转动机之小型风压受力机构视图。

图5是风压受力机构支撑轴凸轮组视图。

图6是本发明的风能转动机由4组框架机体及8套风压受力机构组成之基本构造立体图。

图7是本发明的风能转动机运用垂直组合集成系统手段构成的一种大规模发电系统之示意图。

图8是本发明的风能转动机运用水平组合集成系统手段构成的一种大规模发电系统示意图。

图9是风能转动机单机安装于单体机架示意图。

图10是安装架与中心轴轴部组合示意立体图。

图11是本发明的发电系统集风幕墙构成视图。

图12是本发明的发电系统集风幕墙另一种构成视图。

图13是本发明的发电系统之气压供气设备与流程示意图。

图14是本发明的发电系统之离合器构成图。

图15是平衡归位器视图。

具体实施方式

首先参看图1所示，显示在本发明内涵范畴，一个综合规划建设的大规模发电系统主要包含的框架结构体B与各项机能设施及集成设置的风能转动机A布设状态，这是一个仅显示相邻的两楼层间设备布设示意图，图中示出，各层的风能转动机A之设置分布彼此间有一定之距离而且从各方向来风彼此间的影响最小。上下层之间所有的风能转动机之中心轴1均位于同一垂直中心线上，由此可以利用离合器7或连轴器7a联结构成一个更大动力的单元机组。

框架结构体B是一种钢结构体，由立柱B1、横梁B2组合构成，它也可以是一种混凝土框架结构体。各楼层之间仍具有楼地板F但四周围没有固定的遮蔽物体，各层次横梁边设有能够上下活动之气动或电动卷门L，它的作用在于比如风速很强时可能破坏风能转动机、发电机及各式附属设施之情况下可以将各层四周围封闭起来阻隔强风，同时也可以运用它来调控风力令风能转动机维持在一个合适的稳定的风压设定值下转动。

图中一个箭头指标表示风向，在此风向风能作用下，各楼层所有风能转动机A右边的风压受力机构3皆自动打开，而左边的风压受力机构压靠定位在框架机体2上，形成整个]形型体平面3a受到风力推动而顺风向地转动，同时间的另两个风压受力机构3整个平面因与风向平行而不受风压，如此连续不断地转向左边区域的风压受力机构持续不断地受到风能推动带动整个风能转动机持续转动，构成一个可输出动力的风能转动机A。

框架结构体B立柱B1与横梁B2皆采用型钢结构组合。本发明的发电系统之框架结构体B各层次高度、总高度及面积系依据风能转动机A动力大小、高度、总动力功率及发电机G与发电量需求规模来规划设定，本实施例各楼层高度约为2～5米是适合本实施例之高度。

框架结构体B东南、西南、东北、西北四角隅立柱B1各楼层地板横梁B2部位各设有水平向朝东南、西南、东北、西北方向之集风幕墙M，这是一个可以伸展与卷收机能的活动式集风幕墙，伸展时构成一面墙产生集聚风能作用，透过设置于上述四个方向的集风幕墙M，任何风向的变化都可被聚集利用，比如吹南风时，设若风速低于理想值，通过设于楼层外的风速检测仪P和楼层内的控制电路控制盘K便可以自动将东南向和西南向各楼层之间的集风帆M5向外定位点Q1拉伸布展，形成一种集聚风能的集风幕墙使风力加强，风能转动机A能照常运转；同样地，强风时可以将集风帆卷收于卷取机M10内或运用卷扬机M2将集风帆收回到内侧定位点Q2，消除聚风作用。

为充分开发利用风能，所述的卷取机M10和卷扬机M2及气动卷门之驱动动力均优先采用气动马达18，其气压源之构成如图13所示，设置于框架结构体B一专属供气机房楼层的空气压缩机19由本发明的风能转动机A驱动运转，被压缩之气压蓄积于大型蓄压器20，由蓄压器配气管21分配至各楼层副蓄压器20a，再由副蓄压器分配至各个气动马达18及离合器7之气压缸22。，

上述风速检测仪P各楼层东南和西北方位各设置一个，但也可以相邻数楼层间共同由一个楼层设置之风速检测仪提供控制讯号，其讯号值能依据各楼层对应的设备状况调节设定，控制电路控制盘之控制有自动控制及人工控制两种模式选择。

图2表示中心轴1与框架机体2之构成。中心轴上下两端固定圆盘1e之间的轴段为钢管，两端轴部1a、1b、1c、1d则为实心轴。中心轴可以设置2至数组框架机体2，本实施例为具有4组框架机体2，它由立柱2c、下横梁2a、上横梁2b组合焊接构成，立柱上下两端具有螺栓孔2d，以螺栓将两组框架机体互为对称地组装在中心轴上，另两组与此两组互为90度均匀分布对称地安装于中心轴，各组下横梁、上横梁近立柱端亦有螺栓孔2d用螺栓将其组合在中心轴固定圆板1e上。

各组框架机体2之间可以设置1至数套的风压受力机构3，图2显示的各组框架机体上下横梁具有安装风压受力机构支撑轴凸轮组5或支撑轴3b含座轴承3c、3d之相对应之螺栓孔2e，它离中心轴的位址距离是风压受力机构水平宽度三分之二的宽度，加上与中心轴的间距，这是安装1套风压受力机构的方式。各组框架机体上横梁设有平衡归位器4，与定位板3f相对应的位置设有缓冲垫2f。中心轴1轴部1a为安装含座止推滚筒轴承6及制动器8之部位，轴部1b为安装含座滚珠轴承部位；轴部1c与1d作为上下相对应两风能转动机中心轴以离合器7或连轴器7a联结之轴部。

图3显示的是一组大型的风压受力机构2，]形型体3a由框架3a1及]型面板3a2组成，左边顶部与底部设有定位板3f，由左边横向计量约宽度三分之二位址处顶部与底部位址设有风压受力机构支撑轴3b或底部设有支撑轴凸轮组5(图5所示)，右边框立面做成面对风向呈45度的迎风斜面3g，框顶支撑轴与定位板之间还设有系耳3e。图4显示一组小型的应用在一个框架机体2设置2组或以上的风压受力机构3。

风压受力机构可以底部与顶部皆设置支撑轴凸轮组5，也可以仅在底部设置支撑轴凸轮组，在此场合，顶部则另设支撑轴3b。

参见图5，支撑轴凸轮组为公母配对凸轮，其斜度约为30～45度间，公凸轮固定在风压受力机构3底框部位，母凸轮还具有定位阴阳齿5a的公母套，母套可以螺栓或其它方式固定在框架机休2下横梁2a上，通过阴阳齿公母套可以调节风压受力机构3旋转启闭扭力与开启幅度。

一种较佳实施例包含4组框架机体2及8套风压受力机构3的风能转动机A之基本构成如图6所示，4组框架机体彼此构成90度互为对称地固定在中心轴1，各组框架机体设有2套风压受力机构3，其下部支撑轴配以含座止推滚筒轴承3c，上部支撑轴配以含座滚珠轴承3d将其竖立地安装在框架机体。视图右边之风压受力机构宽幅一边承受风压被推开形成无风阻运行状态，左边风压受力机构同样承受风压但因定位板3f靠压在框架机体上而不被推开，保持承受风能压力而推动旋转，同时另两组框架机体的4套风压受力机构在风力及平衡归位器作用下受风]形型体3a归位靠压在框架机体而与风向平行亦无风阻，在有风能的情况下将循环不息地运转，形成能输出动力的风能转动机A。

在风压受力机构3被开启时，平衡归位器4系于系耳3e并套在小滚轮4d之引拉绳4c亦被拉伸，内置于中空筒体4a之压缩弹簧4d受压缩蓄能，当风压消除，压缩弹簧能消除风能转动机旋转产生的离心力，形成与风向平行时协同顺风压闭合风压受力机构。

本发明的发电系统运用垂直组合集成系统C手段或水平组合集成系统D手段或两者并合运用构成的大动力驱动大型发电机G的大规模发电系统，还能运用此三种集成系统手段无限制之扩展形成无限制规模的发电系统，并结合变电供电所H形成完整发电供电体系。

从图7垂直组合集成系统示意图可以理解系统之构成，设定某一楼层设置发电机G及传动组合I，上面数层及下面数层位于同垂直中心线的所有风能转动机A利用离合器7或连轴器7a联结起来将动力经由传动组合I驱动发电机。

中心轴1轴部1b配以含座滚珠轴承6a及轴部1a配以含座止推滚筒轴承6将风能转动机A垂直竖立安装在框架结构体B横梁B1或副梁B3之安装架N1、N2上，轴部1d穿过楼板F装配窗口O和轴部1c对应以离合器7或连轴器7a联结。作为联结上楼层数部或下楼层数部风能转动机A动力至发电机G的传动组合I，其第1传动轴12穿过上下楼地板F装配窗口以含座轴承安装在上下楼地板安装架N1、N2上并和上下楼层相对应的中心轴轴部1c、1d以离合器联结，第2传动轴和第3传动轴同样以含座轴承安装于架构上，第1传动轴与第2传动轴及第3传动轴与发电机G之间都装有链齿轮或皮带齿轮10及其链条或传动皮带11，第2传动轴13和第3传动轴14则由离合器7联结，第3传动轴还装设恒速转速调节器9，通过恒速转速调节器能够将所有合并动力更平衡地传递驱动发电机发电。

再看图8示出的水平组合集成系统D构成的大规模发电系统，透过此集成系统手段能够将所有分布设在同一楼层的风能转动机A联结起来合并所有机组动力传输驱动发电机G发电。

风能转动机A中心轴轴部1b、1a分别配以含座滚珠轴承6a与含座止推滚筒轴承6将风能转动机垂直地安装在安装架N2、N1上。轴部1a装有制动器8，轴部1c装有斜齿轮15，风能转动机A所属对应各段水平传动轴16设有互为啮合传动的斜齿轮15及离合器7或连轴器7a，通过离合器将动力联结传递或断开，各段水平传动轴以含座轴承17安装在楼地板横梁或副梁上，发电机G两边的终端水平传动轴16各设有1恒速转速调节器9，轴前端的斜齿轮15则与发电机之斜齿轮啮合，轴另一端与相对应另一轴部以离合器联结，构成一个完整机能要求的动力传输。

风能转动机也可以单机动力输出，图9表示一部风能转动机A安装在一个独立的单体机架E，这样的一部机组可以很方便地广泛应用于风能较丰富之各地区的各种动力需求，它既能直接提供动力，也能联结发电机发电.它的中心轴上轴部1b配以含座滚珠轴承6a安装在机架上梁，下轴部1a则装设制动器8和作为输出动力用的链齿轮或皮带齿轮10，当然也可以用其它传动方式，末端的轴部1c配以含座止推滚筒轴承6将风能转动机竖立地安装在机架上。

图10进一步示出风能转动机A中心轴1下端轴部组合情形，轴部1a之上半部份装设制动器8，下半部配以含座止推滚筒轴承6安装在架高的固定在副梁B3上之安装架N1上，轴部1c穿过安装架中心通孔O在安装架下方而与下一楼层风能转动机穿过楼地板装配窗口O相对应之轴部1d以离合器7相互联结。

接下来进一步说明集风幕墙M的构成，图11示意图显示某一楼层设置的有一定长度的集风幕墙，上下两根支撑臂M1右端组合在框架结构体B之立柱B1上，两支撑臂相距距离等同于一个楼层高度，其左边一端则与一根辅助支撑重量之立柱组合，前端靠近立柱M1中间设置气动或电动卷扬机M2，集风帆M5总长之间均匀布设有支撑杆M6，上支撑臂M1I型钢下半部份及下支撑臂I型钢上半部份做为轨道各装有与支撑杆同等数量的滚轮组M3，支撑杆则装挂于滚轮组构成一个可活动的幕墙。卷扬机一条钢索从正面穿过导向轮M7沿集风帆中央水平向外侧拉出再附挂于滑轮M4之后反向系住拉杆M9，当需要集聚风能时卷扬机正转将集风帆往外侧拉出至外定位点11形成集聚风能作用之集风幕墙：卷扬机另一条钢索穿过导向轮M8之后由集风帆背面中央水平地向外侧拉出并系住拉杆M9，当需要消除聚集风能作用时卷扬机逆转将集风帆拉回到内侧定位点12即解除聚集风力作用。

另一种卷收集风帆M5方式见图12，上下支撑臂M1各设有支持槽M11，集风帆总长度之间均匀布设有一定数量之支持管M12并套入支持槽内，右端近立柱边设置1气动或电动卷取机M10，及卷扬机M2。集风帆拉出布展仍由卷扬机承接，集风帆收回时则由卷取机卷收。

在致力于风能利用设想下，本发明的风能转动机及发电系统的离合器7系一种自动气压离合器，由活动盘7-1、固定盘7-2、气压缸22、进气阀23、拉伸弹簧24、拨杆25、支点支座26、进气管27、移位托板28组成，图14显示其构成，活动盘、固定盘分别装设在两相对应的中心轴1之轴部1c、1d上或两相对应的传动轴13、14或16上。

对风能转动机A而言，活动盘7-1最好是装设在相对应的上部机组之轴部1c，固定盘装设在下部机组轴部1d。固定盘7-2外周围具有阳条齿7-21，活动盘7-1由滑动套7-11和固定体7-12构成，固定体7-12中心有贯通轴孔7-13用以安装在轴部1c上或传动轴上，外圆周则具有阳条齿7-16，滑动套为中空腔体，其内圆周具有与滑动体及固定盘阳条齿相啮合之阴条齿7-14，外圆周中间部位有槽沟7-15，移位托板28中央部位有一配合套在槽沟7-15的可以拆卸套装的附件形成的孔。水平中心线对称两边各有一个导引孔可滑动地套在可强化移位托板及滑动套稳定的导柱7-18，移位托板以3或4根拉伸弹簧24以适当之拉力系住，底部或上部孔的对称两边设有两个滚轮7-17，一根拨杆25有U形叉的一头套入滑动套7-11且顶托在移位托板滚轮下面，拨杆则可上下摇动地固定在一个作为支点的支座26上，构成较长一边为力臂，末端和气压缸22活塞轴铰接，气压缸之进气管接到进气阀23及副蓄压器20a上。

离合器7之断离或闭合作动控制可以有两种模式，一为常时闭合，一为常时断离，以下以常时闭合模式作为说明，此模式下，进气阀23自动关闭，气压缸22没有压力，拉伸弹簧24拉着移位托板28将滑动套7-11保持在固定盘7-2之原定位上，这个定位位置滑动套是与固定体7-12及固定盘7-2一同啮合联结在一起。

当离合器进行断离动作时，进气阀开启，气压缸作动将拨杆25往下推动，通过力臂推力作用，支点另一边抵托在移位托板滚轮7-17的拨杆将滑动套7-11顶出固定盘7-2脱离啮合，完成断开离合作用。

常时断离模式之构成主要不同在于拉伸弹簧将滑动套全段阴条齿保持在固定体，另外拨杆系置于移位托板上部滚轮上，当离合器作动时，将力臂往上推压形成另一端拨杆将移位托板往下推动同时将滑动套推进固定盘，两者联结一体。

于本实施例中传动组合I和J中的离合器7是采用常时断离模式，其作用在于使风能转动机A已起动运转平衡时再闭合离合器联结发电机G运转，令风能转动机在无发电机负载情况下以较低的风能要求起动运转。

图15表示所述的可调压力平衡归位器4，一有一定长度之高蓄能压缩弹簧4b置于一中空筒体4a内腔中，拉绳4C是一种由柔软的钢索和拉伸弹簧连接起来的，它的钢索一端从设在中空腔体前面端口的小滑轮4d穿过并由压缩弹簧中心伸进至另一端系住，而拉伸弹簧这一头则系于系耳3e上。

风能转动机A在运转时，离心力之作用会产生风压受力机构3不能归位闭合的现象，透过此平衡归位器4或前述的支撑轴凸轮组5能够消除离心力同时协同顺风压作用闭合风压受力机构。

Claims (13)

1.一种风能转动机，其特征是：一垂直设置的中心轴(1)上下两端之间周围等份、均匀分布地设置数组框架机体(2)，每组框架机体(2)之间设置1或2或数套能随风向变化而依支撑轴(3b)或支撑轴凸轮组(5)为中心作出机能需求设定的逆风时自动开启构成其整个平面无风压、风阻形态及顺风时自动闭合构成承受风压形态的风压受力机构(3)，此风压受力机构在风能转动机转动时产生的离心力能被设于框架机体(2)底部横梁(2a)上与风压受力机构(3)上之支撑轴凸轮组(5)或可调压力平衡归位器(4)或两者兼具作用所消除，并协同顺风压亦即运行至其转动方向与风向相同时使之闭合归位至与该对应的框架机体横梁(2a、2b)平行触压之定位位置，从而承受任何风向、风速风能形成风力驱动作用构成风能转动机(A)，

中心轴下端轴部(1a)上装设有含座止推滚筒轴承(6)及上端轴部(1b)装设有含座滚珠轴承(6a)，用以将风能转动机(A)垂直固定于构成稳定旋转机能之独立单体机架(E)上构成一部独立输出动力的风能转动机(A)或安装于以更多的、大量的转动机(A)机组设想而统合规划建造的大型高层框架结构体(B)内之安装架(N：N1、N2)上；中心轴两端轴部(1c、1d)依动力组合不同需求装设有离合器(7)或连轴器(7a)，下端轴部(1a)还设有制动器(8)，另外，作为终端动力输出的转动机(A)之轴部(1c)还设有链齿轮(10)或皮带齿轮(10)或斜齿轮(14)；

风压受力机构(3)正面承受风力一面为具有]或凹形面型体(3a)，其水平宽度向由近中心轴一侧向外度量大致宽度三分之二位址处底部平面设有一组公母配对之支撑轴凸轮组(5)，其中母凸轮安装固定在框架机体(2)下横梁(2a)相对应位址上，母凸轮还具有可以调整风压受力机构(3)开启幅度与平衡离心力度之可调旋转角度的定位阴阳条齿(5a)，公母凸轮之斜度在30度至45度之间；而同一对称位址顶部平面部位设有支撑轴(3b)配以含座滚珠轴承(3d)安装在上横梁(2b相对应位址上，构成能依所限定的旋转幅度范围内与自动开启、闭合机能要求可控制地转动；以支撑轴垂直中心线为中心，宽度较窄幅一边之立面即面对风向之立面呈45度斜度减少风阻之迎风斜面(3g)，而宽幅一边近外侧上下部位设有定位板(3f)；

大量集成设置于大型高层框架结构体(B)之风能转动机(A)可以透过垂直组合集成系统(C)手段或水平组合集成系统(D)手段构成一个可扩展的更大的机组系统动力。

2.根据权利要求1所述的风能转动机，其特征是：各组框架机体(2)由立柱(2c)、上横梁(2b)、下横梁(2a)焊接构成，立柱上下两端有螺栓通孔(2d)以螺栓将立柱通过相对应的中心轴(1)螺栓通孔组合在中心轴上，上下横梁(2b、2a)邻近立柱(2c)边亦有螺栓通孔(2d)可以螺栓将上下横梁通过中心轴上下两端之间固定圆板(1e)相对应之螺栓通孔(2d)组合在中心轴(1)上；各组框架机体(2)上下横梁均具有安装风压受力机构(3)支撑轴凸轮组(5)或支撑轴含座轴承之上下互为对称的螺栓通孔(2e)，于上横梁(2b)还设有与风压受力机构(3)离心力匹配的离心力平衡归位器(4)，另外上下横梁受定位板(3f)触压部位装有缓冲垫(2f)。

3.根据权利要求1所述的风能转动机，其特征是：风压受力机构(3)正面承受风力一面为具有]或凹形面型体(3a)，其水平宽度向从靠近中心轴(1)这一侧向外度量大约在三分之二宽度位址处之顶部与底部平面垂直地各设置一支撑轴(3b)，底部支撑轴配以含座止推滚筒轴承(3c)并以螺栓将其安装在下横梁(2a)相对应之螺栓孔(2e)上，顶部支撑轴配以含座滚珠轴承(3d)并以螺丝安装在上横梁(2b)相对应的螺栓通孔(2e)上，而能依限定的旋转幅度范围可控制地转动；以支撑轴(3b)为中心较窄幅一边立边即迎风立面呈45度斜度迎风斜面(3g)，而宽幅一边近外侧上下部位设有定位板(3f)，及在定位板与支撑轴之间有一系耳(3e)。

4.根据权利要求1或2所述的风能转动机，其特征是：离心力平衡归位器(4)具有一中空筒体(4a)，内置一压缩弹簧(4b)，它内端一头系住引拉绳(4c)，前端口装有一个小滚轮(4e)，引拉绳则套在其上并由拉伸弹簧一端连接到系耳(3e)，引拉绳一半为柔性钢索，一半为拉伸弹簧。

5.一种发电系统，其特征是：充分利用高度立体空间开放式框架结构体(B)集成设置如权利要求1所述的风能转动机(A)与发电机(G)为主要设备透过垂直组合集成系统(C)手段或水平组合集成系统(D)手段构成的复数部风能转动机机组为一独立单元大动力的发电系统或统合各个单元发电系统(C\D)及变电配电供电所(H)构成之更大型发电系统；

所述框架结构体(B)系依据发电系统建设地理位置、气候条件及动力与发电规模大小来规划设定框架结构体(B)各层高度、总高度及面积、其各层次之间有隔开封闭的地板(F)，但各层次四周围无固定的遮蔽物体，然设有作为可在强风吹袭或设备维修时需停机而阻隔各方向来风之可上下活动的卷取式气动或电动卷门(L)，还于框架结构体(B)外周围东南、东北、西南、西北四方向各层次之间外框体上设置有一定长度的活动式集风幕墙(M)，它可运用卷取机(M10)或卷扬机(M2)之操作控制集风帆(M5)向外布展构成集风幕墙聚集风能作用或卷回缩存取消集风作用；

框架结构体(B)各层内部空间合理分布设置一定数量的风能转动机(A)，各个设置位址具有用来安装风能转动机之安装架(N1、N2)，且于此位址各层次上下之间各个风能转动机中心轴(1)皆位于同一垂直中心线，其相对应之间的楼层地板(F)均具有一个装配窗口通孔(O)，藉此使各层次之间分布的上下层互相对应的各个风能转动机(A)彼此可以利用离合器(7)或连轴器(7a)联结构成一个合力功效，动力扩增的大动力机组；

透过垂直组合集成系统(C)手段，包括运用离合器(7)联结传递或断开各层上下层之间各部风能转动机(A)动力，从任一上下层之间选定的作为最终动力输出或一个单元机组动力输出终端的风能转动机通过离合器(7)联结传动组合(I)机能将动力联结传动发电机(G)；或者透过水平组合集成系统(D)手段，包括运用离合器(7)联结传递或断开同一层各部风能转动机动力，通过传动组合(J)将各层次同一层所有风能转动机(A)动力联结传动发电机(G)发电；

利用设于框架结构体(B)各层外部之风速检测仪(P)测定风速强弱及输出讯号给控制电路控制盘(K)来操控各层各个气动或电动卷门(L)以及集风幕墙集风帆(M5)之启闭量，以控制风能转动机(A)所承受风压及转速在一个理想值状态，同时利用卷门(L)全关闭达到停止全部风能转动机运转作用，而以制动器(8)作为停止单个风能转动机之运转。

6.根据权利要求5所述的发电系统，其特征是：框架结构体(B)各层四周围近外侧边缘框体横梁(B2)上各设有复数个能将四周围封闭的气动或电动卷门(L)，及在框架结构体(B)每一层外侧东南及西北方位各设一风速检测仪(P)，各层次间设一控制电路之控制盘(K)，所有各层次设置之气动或电动卷门和集风幕墙(M)皆能透过各自层次间之风速检测仪及控制电路控制盘自动控制启闭，同时也可通过控制盘选择人工控制启闭或人力操作启闭。

7.根据权利要求5所述的发电系统，其特征是：其框架结构体(B)各楼层之间东南、东北、西南、西北方向角隅位置各具有一定长度的集风幕墙(M)，它由固定在框架结构体(B)立柱(B1)上之支撑臂(M1)及卷扬机(M2、滑轮组(M3)、滑轮(M4)、集风帆(M5)、支持杆(M6)、导向轮(M7、M8)、拉杆(M9)等构成，上下层次间共用一根工型钢支撑臂(M1)，集风帆总长度之间等份分布安装若干支持杆并装挂在滚轮组上，集风帆上部滚轮组可滚动地装在上一层之支撑臂工型钢之下半部位上，而下部滚轮组则安装在下一层支撑臂工型钢之上半部位上；卷扬机之钢索正转一条穿附于导向轮(M7)后沿集风帆正面中间平行延伸到外侧再穿附滑轮(M4)之后系住集风帆外侧拉杆(M9)，卷扬机另一条逆向钢索作为收回集风帆作用则穿附导向轮(M8)后从集风帆背面沿中间水平方向延伸至外侧系住拉杆(M9)。

8.根据权利要求5或7所述的发电系统，其特征是：集风幕墙(M)是由固定在框架结构体(B)立柱上之支撑臂(M1)和卷扬机(M2)、滑轮(M4)、集风帆(M5)、导向轮(M8)、拉杆(M9)、卷取机(M10)、支持槽(M11)、支持管(M12)等组成，运用卷取机卷收集风帆时支持管支撑着集风帆滑行于支持槽并与集风帆一同卷收于卷取机(M10)；卷扬机(M2)作为拉出集风帆以布设集风幕墙作用，钢索则穿过导向轮(M7)后沿集风幕墙中央水平地延伸到外侧穿附于滑轮(M4)之后系住拉杆(M9)。

9.根据权利要求5所述的发电系统，其特征是：框架结构体(B)安装风能转动机(A)位址处之楼层地板(F)及安装架(N1、N2)均具有中心轴(1)同一垂直中心线之安装窗口(O)或通孔(O)；安装架(N1)系架高装设于地板(F)框架副梁(B3)上，下部构成一个安装离合器(7)空间，中心轴(1)下端轴部(1c)穿过此安装架中间之通孔(O)与下层风能转动机中心轴(1)上端之轴部(1d)穿过楼地板(F)安装窗口(O)于此空间以离合器(7)联结，安装架(N2)则安装在上层地板(F)底部或上部。

10.根据权利要求5所述的发电系统，其特征是：垂直组合集成系统藉由离合器(7)联结上下数层数部风能转动机构成一个大动力之大型机组单元，还利用离合器联结上下层间两个大型动力机组单元形成一个更大动力的更大型动力机组并透过传动组合(I)：包括第1传动轴(12)、第2传动轴(13)、第3传动轴(14)、链齿轮或皮带齿轮(10)、链条或皮带(11)、含座轴承(6、6a)、离合器(7)或连轴器(7a)、恒速转速调节器(9)将动力传递发电机(G)，构成一大型发电系统。

11.根据权利要求5所述的发电系统，其特征是：水平组合集成系统(D)，经由同一层所有的风能转动机(A)直接利用中心轴设有之斜齿轮(15)将动力传输至所属水平传动轴(16)，传动轴(16)以含座轴承(17)安装在楼层地板(F)副横梁(B3)上，通过离合器(7)联结各传动轴(16)最终藉由恒速转速调节器(9)及齿轮将动力传递转动发电机(G )，构成一个大动力机驵的发电系统。

12.根据权利要求5所述的发电系统，其特征是：卷取机(M10)及卷扬机(M2)之气动马达(18)以及离合器(7)之气压缸(22)的气压源构成是运用风能转动机(A)驱动空气压缩机(19)将气压蓄积于蓄压器(20)并通过配气管(21)将气压分配至各楼层副蓄压器(20a)，再由副蓄压器以进气管(27)将气压分配至各个气动马达及气压缸。

13.根据权利要求5或10或11所述的发电系统，其特征是：离合器(7)是一种具有常时闭合或常时断离两种模式的自动气压离合器；常时闭合模式的构成是：具有活动盘(7-1)与固定盘(7-2)，设活动盘装设在中心轴(1)轴部(1C)，则固定盘装设在中心轴(1)轴部(1d)，固定盘外圆周具有阳条齿(7-21)，活动盘(7-1)由滑动套(7-11)和固定体(7-12)组成，固定体外圆周有阳条齿(7-16)，滑动套中空腔体内圆周具有与阳条齿(7-16、7-21)相啮合之阴条齿(7-14)，外圆周中间部位有1槽沟(7-15)，移位托板(28)中央部位的孔洞则套在此槽沟上，板孔水平中心线对称两边各有一导引孔可滑动地套设在导柱(7-18)，移位托板以3或4根拉伸弹簧(24)系住，底部中间孔的对称两边设有两个滚轮(7-17)，一根拨杆(25)有U形叉的一端套入滑动套且顶托在滚轮下面，拨杆则可上下摇动地固定于一个支点的支座(26)上，较长的一边杆末端和气压缸(22)轴铰接，气压缸之进气管(27)接到进气阀(23)及副蓄压器(20a)

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