專利名稱：建筑太陽能、風能復合發電裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能、風能發電技術，特別是一種利用太陽能、風能復合發電的發電裝置。
背景技術：
太陽能、風能是一種取之不盡的潔凈能源，人們熱愛它，設計出無數種太陽能、風 能發電裝置。為了提高發電效率，已研制出各式各樣的風輪和發電機及其組合，比如風光互 補發電裝置，但還嫌不夠。在大力倡導節能減排的當今，建筑節能減排意義甚大。目前，太陽能屋頂、透光采 熱保溫墻、隔熱保溫墻、在屋頂設置風車、利用地熱或地冷等節能建筑已被設計、被實施。但 低成本地利用太陽能、風能復合發電的發電裝置的幾乎沒有。
發明內容
本發明設計一種低成本建筑太陽能、風能復合發電裝置，最大限度地捕獲太陽能、 風能，充分提高發電效率、降低成本，為建筑提供部分電力。本發明按下述技術方案實現。如圖1圖2示。在建筑(或樓房)的墻1上躲開窗戶1-1和門設置垂直風道2和 風道3，但風道3下部垂直而上部斜向上與垂直風道2聯通，垂直風道2和風道3的下端高 出地面且做成喇叭口狀或做成半個喇叭口狀，垂直風道2由在墻1上開的垂直槽2-1和扣 在槽外的槽形板2-2組合而成，風道3由在墻1上開的槽3-1和扣在槽外的槽形板3-2組 合而成，或者垂直風道2用圓筒垂直固定在墻1上而成、風道3用圓筒固定在墻1上而成； 或者只在建筑(或樓房)的墻1上躲開窗戶1-1和門設置垂直風道2 ；槽形板2-2、槽形板 3-2及所述圓筒均用某種材料制成或用某種材料與光電池材料貼合制成；在垂直風道2頂 部垂直聯接導風裝置I ；墊臺6固定于基礎，發電機5固定在墊臺6上，葉輪4安裝在發電機 5軸的上端，葉輪4伸入垂直風道2的下端口內，葉輪4的葉尖不接觸垂直圓管2的內壁。如圖3示，為導風裝置I的一種結構示意圖，圖4為圖3中圓筒10的右視圖，圖5 為圖3中馬蹄形導風板21的右側視圖。圓圈7的內圓與垂直風道2頂部外圓聯接；垂直 圓管16用某種材料制成或用某種材料與光電池材料貼合制成，圓圈15套在垂直圓管16下 端外圓，圓圈7的上端固結沿垂向充磁的V環槽形永磁環8，圓圈15的下端固結沿垂向充 磁的倒V環槽形永磁環14 ；若干根聯接棍20間隔排列成圓，且使兩端分別與垂直圓管3上 端、垂直圓管16下端聯接；圓管10的右側有一從外到內向上斜穿的圓洞(如圖3示)，在 圓管10的上下端面分別固結錐環9和13，錐環9和13用沿垂向充磁的永磁體制作，錐環9 的錐度與永磁環8的V形環槽的錐度一致且同極性隔間隙垂直相對，錐環13的錐度與永磁 環14的倒V形環槽的錐度一致且同極性隔間隙垂直相對，圓管10隔間隙套在若干根聯接 棍20的外側，由于磁斥力作用，圓管10被懸浮；在圓管10的左側正對圓管10的右側圓洞 的中心線用聯接桿11將風向舵板12聯接在圓管10的左側外圓，在圓管10的右側外圓聯接馬蹄形導風板21 ；或者將錐環9和13用其它材料制作，同時將圓圈7上的V環槽和圓圈 15上的倒V環槽也都用其它材料制作，讓錐環9、錐環13分別與V環槽、倒V環槽配成滑轉 配合；墊臺22固定于基礎，發電機5與墊臺22聯接，葉輪6安裝在發電機5軸的上端，葉輪 6的葉尖不接觸垂直圓管3的內壁；在垂直圓管16上部內圓固定輪輻形支架19，在輪輻形 支架19上同軸聯接發電機18，葉輪17安裝在發電機18軸的上端，葉輪17的葉尖不接觸垂 直圓管16的內壁。如圖1示。僅在水平風力的作用下，舵板12帶動圓管10及馬蹄形導風板21轉到 圓管10上的斜洞迎著風，風從斜風洞通過聯接棍20之間的間隔進入到圓管10內，同時由 于風(具有運動速度的空氣)在斜虛線所示附近區域造成低壓，在垂直風道2的下端口處 的空氣受大氣壓的作用向上運動驅轉葉輪4帶動發電機5發電后繼續上升(以下稱上升的 空氣為上升氣流)，上升氣流與來自圓管10的斜洞的風匯合后向上運動驅轉葉輪17帶動發 電機18發電后從垂直圓管16上管口逸出。我們知道，通常情況下，從地球表面垂直向上氣溫逐漸變低，空氣密度逐漸變大， 所以，靠近地球表面處的較熱空氣要上升。在沒有風的情況下，僅利用垂直風道2、風道3收 集熱空氣驅轉葉輪4帶動發電機5發電，熱空氣穿過葉輪4后繼續上升，在圖1中垂直虛線 所示附近區域造成低壓，圓管10斜洞處的空氣受大氣壓的作用將進入圓管10內，與來自垂 直風道2、風道3的上升氣流匯合驅轉葉輪17帶動發電機18發電后從垂直圓管16上管口 逸出ο假設垂直風道2、風道3的下管口處的溫度與垂直圓管16上管口的相同，即假設 垂直風道2、風道3的下管口處的空氣密度與垂直圓管16上管口的相同，并假設把圓管10 的斜洞堵住。外界環境有水平方向的風(流動的空氣)，但由于從地球表面對風的阻滯和 空氣的粘滯性，因而越靠近地球表面的水平風速越小，換言之，從地球表面垂直向上水平風 速逐漸的地大。所以垂直圓管16上管口處的水平風速比垂直風道2、風道3的下管口處的 大，造成垂直圓管16上管口處的壓力比垂直圓管3的下管口處的小，自然在垂直風道2、風 道3、圓管10、垂直圓管16內產生上升空氣。這就是說，水平風吹過垂直圓管16上管口，就 能在垂直風道2、風道3、圓管10、垂直圓管16內產生上升空氣，驅動設置的發電機發電。太陽的光輻射到垂直風道2、風道3、垂直圓管16的光電池材料發電，太陽的熱輻 射還被傳導到垂直風道2、風道3、垂直圓管16的內側，加熱里面的空氣，從而加速氣流。就 是說垂直風道2、風道3、垂直圓管16既利用太陽的光輻射發電，又能利用太陽的熱輻射發 H1^ ο在通常情況下，所述的上升氣流、水平風、上升空氣(隨水平風而產生)總是有的， 只是各自時大時小。本發明就是將所述的上升氣流、水平風、上升空氣以上述方法匯合起來 發電，而且能利用太陽的光輻射發電。在風或上升氣流速度小、或者不便于安裝支架19、發電機18和葉輪17等情況下， 可以去掉輪輻形支架19、發電機18和葉輪17，用葉輪4帶動發電機5發電。在某種情況下，比如為了減輕噪聲的危害，可以去掉墊臺6、發電機5和葉輪4，用 葉輪17帶動發電機18發電。如圖6示，為導風裝置I的另一種結構示意圖，渦流發生器22的下端與與垂直風 道2頂部聯接，渦流發生器22圓周上有許多活門22-1，渦流發生器22內有螺旋線裝置。水平風通過活門22-1吹進發生器22內，螺旋線裝置使水平風進一步加速來自垂直風道2內 的上升氣流，形成龍卷風似的強烈的上升渦流，使垂直風道2、風道3內產生高速上升空氣， 驅動葉輪4帶動發電機5發電。所以說導風裝置I實質上是水平風能捕獲器，從而驅動設置的發電機發更多的 電。
所述的太陽能、風能復合發電裝置單獨用支柱支立在地面上，就是一種太陽能、風 能復合發電站。可在垂直風道2上與建筑或樓房頂部或樓房結合處開流水孔，垂直風道2就能兼 作雨水導流管，而且使雨水順垂直風道2流下能沖轉葉輪4帶動發電機5發電。本發明有益的效果是1、利用建筑或樓房的墻體建立利用太陽能、風能復合發電的發電裝置，能使所述 的上升氣流、水平風、上升空氣匯合起來發電，該建筑變成了能發電的建筑。所述太陽能、 風能復合發電裝置充分地利用了風能和上升氣流能及太陽光輻射能，提高了發電機的使用 率、提高了發電效率，比現有的一座塔架、一只風輪、一臺發電機組成的發電機組使用率和 發電效率高的多，且節省了所述塔架的成本；花費同樣的建設材料和同樣的工費，建筑太陽 能、風能復合發電裝置獲得的效益比現有的風力發電機組好。所述的太陽能、風能復合發電 裝置單獨用支柱支立在地面上，就是一種低成本的太陽能、風能復合發電站，極具實用和推 廣價值。2、現有的自對準風向發電裝置，使風輪自動對準風向，發電機能全方位發電，工作 率高，但是其風輪直接安裝在發電機的轉軸上，風輪連同發電機對準風向時，轉動慣量大， 欠靈活，對準較慢而影響工作率，軸承受力大；而且發電機發出的電能通過集流環和電刷輸 出增加了損耗、發電機的壽命不高；本發明具有現有的自對準風向發電裝置的優點，而且克 服現有的自對準風向發電裝置的缺陷，能實現微風發電。3、若在垂直風道2上與建筑或樓房頂部結合處開流水孔，垂直風道2就能兼作雨 水導流管，建筑或樓房不用再設置雨水導流管，這樣相當于所述的建筑太陽能、風能復合發 電裝置成本進一步降低了。
圖1為本發明的結構示意圖；圖2為圖1的A-A剖面圖；圖3為圖1中導風裝置I的一種結構示意圖；圖4為圖3中圓筒10的右視圖；圖5為圖3中馬蹄形導風板21的右側視；圖6為圖1中導風裝置I的另一種結構示意圖。
具體實施例方式實施例一如圖1圖2示。在建筑(或樓房)的墻1上躲開窗戶1-1和門設置垂 直風道2和風道3，但風道3下部垂直而上部斜向上與垂直風道2聯通，垂直風道2和風道 3的下端高出地面且做成喇叭口狀或做成半個喇叭口狀，垂直風道2由在墻1上開的垂直槽2-1和扣在槽外的槽形板2-2組合而成，風道3由在墻1上開的槽3-1和扣在槽外的槽形板
3-2組合而成，或者垂直風道2用圓筒垂直固定在墻1上而成、風道3用圓筒固定在墻1上 而成；或者只在建筑(或樓房)的墻1上躲開窗戶1-1和門設置垂直風道2 ；槽形板2-2、槽 形板3-2及所述圓筒均用某種材料制成或用某種材料與光電池材料貼合制成；在垂直風道 2頂部垂直聯接導風裝置I ；墊臺6固定于基礎，發電機5固定在墊臺6上，葉輪4安裝在發 電機5軸的上端，葉輪4伸入垂直風道2的下端口內，葉輪4的葉尖不接觸垂直圓管2的內 壁。如圖3示，為導風裝置I的一種結構示意圖，圖4為圖3中圓筒10的右視圖，圖5 為圖3中馬蹄形導風板21的右側視圖。圓圈7的內圓與垂直風道2頂部外圓聯接；垂直 圓管16用某種材料制成或用某種材料與光電池材料貼合制成，圓圈15套在垂直圓管16下 端外圓，圓圈7的上端固結沿垂向充磁的V環槽形永磁環8，圓圈15的下端固結沿垂向充 磁的倒V環槽形永磁環14 ；若干根聯接棍20間隔排列成圓，且使兩端分別與垂直圓管3上 端、垂直圓管16下端聯接；圓管10的右側有一從外到內向上斜穿的圓洞(如圖2示)，在 圓管10的上下端面分別固結錐環9和13，錐環9和13用沿垂向充磁的永磁體制作，錐環9 的錐度與永磁環8的V形環槽的錐度一致且同極性隔間隙垂直相對，錐環13的錐度與永磁 環14的倒V形環槽的錐度一致且同極性隔間隙垂直相對，圓管10隔間隙套在若干根聯接 棍20的外側，由于磁斥力作用，圓管10被懸浮；在圓管10的左側正對圓管10的右側圓洞 的中心線用聯接桿11將風向舵板12聯接在圓管10的左側外圓，在圓管10的右側外圓聯 接馬蹄形導風板21 ；或者將錐環9和13用其它材料制作，同時將圓圈7上的V環槽和圓圈 15上的倒V環槽也都用其它材料制作，讓錐環9、錐環13分別與V環槽、倒V環槽配成滑轉 配合；墊臺22固定于基礎，發電機5與墊臺22聯接，葉輪6安裝在發電機5軸的上端，葉輪 6的葉尖不接觸垂直圓管3的內壁；在垂直圓管16上部內圓固定輪輻形支架19，在輪輻形 支架19上同軸聯接發電機18，葉輪17安裝在發電機18軸的上端，葉輪17的葉尖不接觸垂 直圓管16的內壁。在風或上升氣流速度小、或者不便于安裝支架19、發電機18和葉輪17等情況下， 可以去掉輪輻形支架19、發電機18和葉輪17，用葉輪4帶動發電機5發電。在某種情況下，比如為了減輕噪聲的危害，可以去掉墊臺6、發電機5和葉輪4，用 葉輪17帶動發電機18發電。實施例二 如圖6示，為導風裝置I的另一種結構示意圖，渦流發生器22的下端與 與垂直風道2頂部聯接，渦流發生器22圓周上有許多活門22-1，渦流發生器22內有螺旋線 裝置。水平風通過活門22-1吹進發生器22內，螺旋線裝置使水平風進一步加速來自垂直 風道2內的上升氣流，形成龍卷風似的強烈的上升渦流，使垂直風道2、風道3內產生高速上 升空氣，驅動葉輪4帶動發電機5發電。實施例三可在垂直風道2上與建筑或樓房頂部結合處開流水孔，垂直風道2就能 兼作雨水導流管，而且使雨水順垂直風道2流下能沖轉葉輪4帶動發電機5發電。實施例四所述的太陽能、風能復合發電裝置單獨用支柱支立在地面上，建立一種 太陽能、風能復合發電站。
權利要求
建筑太陽能、風能復合發電裝置，其特征是在建筑或樓房的墻(1)上躲開窗戶(1 1)和門設置垂直風道(2)和風道(3)，但風道(3)下部垂直而上部斜向上與垂直風道(2)聯通，垂直風道(2)和風道(3)的下端高出地面且做成喇叭口狀或做成半個喇叭口狀，垂直風道(2)由在墻(1)上開的垂直槽(2 1)和扣在槽外的槽形板(2 2)組合而成，風道(3)由在墻(1)上開的槽(3 1)和扣在槽外的槽形板(3 2)組合而成，或者垂直風道(2)用圓筒垂直固定在墻(1)上而成、風道(3)用圓筒固定在墻(1)上而成；或者只在建筑或樓房的墻(1)上躲開窗戶(1 1)和門設置垂直風道(2)；槽形板(2 2)、槽形板(3 2)及所述圓筒均用某種材料制成或用某種材料與光電池材料貼合制成；在垂直風道(2)頂部垂直聯接導風裝置(I)；墊臺(6)固定于基礎，發電機(5)固定在墊臺(6)上，葉輪(4)安裝在發電機(5)軸的上端，葉輪(4)伸入垂直風道(2)的下端口內，葉輪(4)的葉尖不接觸垂直圓管(2)的內壁。
2.根據權利要求1所述建筑太陽能、風能復合發電裝置，其特征是導風裝置(I)為 圓圈(7)的內圓與垂直風道(2)頂部外圓聯接；垂直圓管(16)用某種材料制成或用某種 材料與光電池材料貼合制成，圓圈(15)套在垂直圓管(16)下端外圓，圓圈(7)的上端固 結沿垂向充磁的V環槽形永磁環(8)，圓圈(15)的下端固結沿垂向充磁的倒V環槽形永磁 環(14)；若干根聯接棍(20)間隔排列成圓，且使兩端分別與垂直圓管(3)上端、垂直圓管 (16)下端聯接；圓管(10)的右側有一從外到內向上斜穿的圓洞，在圓管(10)的上下端面 分別固結錐環(9)和(13)，錐環(9)和(13)用沿垂向充磁的永磁體制作，錐環(9)的錐度 與永磁環(8)的V形環槽的錐度一致且同極性隔間隙垂直相對，錐環(13)的錐度與永磁環 (14)的倒V形環槽的錐度一致且同極性隔間隙垂直相對，圓管(10)隔間隙套在若干根聯接 棍(20)的外側，由于磁斥力作用，圓管(10)被懸浮；在圓管(10)的左側正對圓管(10)的右 側圓洞的中心線用聯接桿(11)將風向舵板(12)聯接在圓管(10)的左側外圓，在圓管(10) 的右側外圓聯接馬蹄形導風板(21)；或者將錐環(9)和(13)用其它材料制作，同時將圓圈 (7)上的V環槽和圓圈(15)上的倒V環槽也都用其它材料制作，讓錐環(9)、錐環(13)分 別與V環槽、倒V環槽配成滑轉配合；墊臺(22)固定于基礎，發電機(5)與墊臺(22)聯接， 葉輪(6)安裝在發電機(5)軸的上端，葉輪(6)的葉尖不接觸垂直圓管(3)的內壁；在垂直 圓管(16)上部內圓固定輪輻形支架(19)，在輪輻形支架(19)上同軸聯接發電機(18)，葉 輪(17)安裝在發電機(18)軸的上端，葉輪(17)的葉尖不接觸垂直圓管(16)的內壁。
3.根據權利要求1所述建筑太陽能、風能復合發電裝置，其特征是導風裝置(I)為 渦流發生器(22)的下端與與垂直風道(2)頂部聯接，渦流發生器(22)圓周上有許多活門 (22-1)，渦流發生器(22)內有螺旋線裝置。
4.根據權利要求1所述建筑太陽能、風能復合發電裝置，其特征是在垂直風道(2)上 與建筑或樓房頂部結合處開流水孔，垂直風道(2)兼作雨水導流管，使雨水順垂直風道(2) 流下沖轉葉輪⑷帶動發電機(5)發電。
5.根據權利要求1所述建筑太陽能、風能復合發電裝置，其特征是將所述的太陽能、 風能復合發電裝置單獨用支柱支立在地面上。
全文摘要
本發明在建筑的墻上設置垂直風道和風道，但風道下部垂直而上部斜向上與垂直風道聯通，垂直風道和風道的下端高出地面且做成喇叭口狀或做成半個喇叭口狀，垂直風道由在墻上開的垂直槽和扣在槽外的槽形板組合而成，風道由在墻上開的槽和扣在槽外的槽形板組合而成，或者垂直風道、風道用圓筒垂直固定在墻上而成；或者只在建筑的墻上設置垂直風道；槽形板及所述圓筒均用某種材料制成或用某種材料與光電池材料貼合制成；在垂直風道頂部垂直聯接導風裝置；墊臺固定于基礎，發電機固定在墊臺上，葉輪安裝在發電機軸的上端，葉輪伸入垂直風道的下端口內，葉輪的葉尖不接觸垂直圓管的內壁。同時利用水平風、上升氣流及太陽光輻射發電，效率高、成本低。
文檔編號F03D3/04GK101907066SQ200910143689
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月2日 優先權日2009年6月2日
發明者劉新廣 申請人:劉新廣