CN109779841A - 建筑风能利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑风能利用装置，包括竖直环绕设置的建筑本体，所述建筑本体的内侧壁围绕其中心形成从下至上的气流通道，所述气流通道的出风口设置有风力发电装置，所述建筑本体的内侧壁呈圆柱形，环绕建筑本体中心在建筑本体上均布有若干风口，所述风口从建筑本体的外侧壁延伸至内侧壁且与所述气流通道连通，还包括同时用于控制所述风口开闭的阀门系统，本发明可在风力发电装置不需要运行时对风口进行关闭，不会影响建筑内用户的正常生活，也不会影响建筑的整体结构的稳定性，安全性好，能很好地满足建筑用户的需求。

Description

建筑风能利用装置

技术领域

本发明涉及建筑结构技术领域，具体涉及一种建筑风能利用装置。

背景技术

随着人类社会的进步发展，能源与环境问题日益严重，开发新能源势在必行，风能作为一种可再生绿色能源逐渐受到人们的广泛关注。考虑到城市建筑中风环境的特点，建筑与风能一体化能够有效缓解城市能源短缺的问题，且相比于传统的风能利用方式有着诸多优点，同时作为绿色建筑能够有效改善城市环境，目前已成为国际上研究的前沿课题

现有技术中，也存在一些在高层建筑上设置风扇来对建筑内进行发电的技术，但是由于设置不合理，在风向多变时没有相关的控制装置，收集效率低下且在运行时会影响建筑内用户的正常生活，同时会影响建筑的整体结构的稳定性，安全性不好，不能很好地满足建筑用户的需求，得不偿失。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种建筑风能利用装置，可以在风力发电装置不需要运行时对风口进行关闭，不会影响建筑内用户的正常生活，也不会影响建筑的整体结构的稳定性，安全性好，能很好地满足建筑用户的需求。

本发明建筑风能利用装置，包括竖直环绕设置的建筑本体，所述建筑本体的内侧壁围绕其中心形成从下至上的气流通道，所述气流通道的出风口设置有风力发电装置，所述建筑本体的内侧壁呈圆柱形，环绕建筑本体中心在建筑本体上均布有若干风口，所述风口从建筑本体的外侧壁延伸至内侧壁且与所述气流通道连通，还包括同时用于控制所述风口开闭的阀门系统，所述阀门系统包括与风口一一对应设置的风门以及连接所述风门的框架，所述风门环形均布且与建筑本体的内侧壁配合，所述框架的中心连接有驱动电机，所述驱动电机的驱动轴与框架固定连接用于驱动所述风门绕建筑本体的中心旋转，相邻两个风门之间形成用于风口让位的缺口，所述缺口与风口在周向依次间隔设置，所述风门在驱动电机的驱动下旋转对风口形成周期性的开闭。

进一步，所述风口沿着建筑本体的高度方向设置有若干组，各组风口的数量相同且在竖直方向上一一对应。

进一步，所述风门的截面为弧形，若干风门环形均布且与建筑本体的内侧壁配合，所述风门竖直设置并与同一竖直方向上的风口进行配合开闭。

进一步，所述框架包括上框架和下框架，所述上框架和下框架均呈环形且分别与风门的上下两端固定连接，所述上框架和下框架的外圆柱面分别与建筑本体的内侧壁滑动配合，所述下框架的中心与所述驱动电机的驱动轴固定连接。

进一步，所述风力发电装置包括转动轴、与所述转动轴固定连接的风扇叶片以及用于支承所述风扇叶片的底座，所述底座呈环形且设置在建筑本体上，所述风扇叶片通过转动轴与所述底座转动连接，所述风扇叶片设置在建筑本体中心顶部。

进一步，所述建筑本体的内侧壁向内形成有用于支撑所述底座的凸台，所述凸台呈环状，与建筑本体一体成型，所述凸台的下端环形均布有若干加强筋。

进一步，所述底座和凸台之间设置有垫块，所述垫块环形均布设置有至少两个，所述垫块的高度可调。

进一步，所述风口从建筑本体的外侧壁延伸至内侧壁的截面开口逐渐减小。

进一步，所述风口包括上侧壁、下侧壁以及左右侧壁，所述上侧壁水平设置，所述下侧壁与水平方向的夹角为30°～60°。

进一步，所述气流通道的下端与地下停车场连通。

本发明的有益效果在于：

本发明建筑风能利用装置，由于各个风门是与风口是一一对应的，在驱动轴转动一定角度时，风门可以同时对所有的风口进行封闭，再转动一定的角度时，相邻两个风门之间形成用于风口让位的缺口，缺口刚好与风口对应，从而使风口正常工作，风口形成从下至上的导向通道，自然风经风口进入建筑本体中心的气流通道内，作用于风力发电装置进行发电，对建筑群体内的用户用电进行供给，满足建筑用户的用电需求。由于本发明设置了在风向多变时进行控制的阀门系统，收集效率高，可在风力发电装置不需要运行时对风口进行关闭，不会影响建筑内用户的正常生活，也不会影响建筑的整体结构的稳定性，安全性好，能很好地满足建筑用户的需求。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为阀门系统的结构示意图；

图3为底座和风扇的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图1为本发明的结构示意图，图2为阀门系统的结构示意图，图3为底座和风扇的结构示意图。本发明建筑风能利用装置，包括竖直环绕设置的建筑本体1，所述建筑本体1的内侧壁围绕其中心形成从下至上的气流通道，所述气流通道的出风口设置有风力发电装置2。建筑本体1环绕设置，指的是建筑本体1从地面拔地而起，且围绕中间空地形成四面封闭的结构，类似于四合院，建筑本体1优选为圆筒形，相关形状应当可以理解，圆筒形建筑本体1的中心留有空白的圆形空地且上端开口不封闭。本处所述的气流通道的出风口是位于建筑本体1的上端的，所述建筑本体1的内侧壁呈圆柱形，环绕建筑本体1中心在建筑本体1上均布有若干风口3，所述风口3从建筑本体1的外侧壁延伸至内侧壁且与所述气流通道连通，还包括同时用于控制所述风口3开闭的阀门系统4，阀门系统4包括与风口2一一对应设置的风门401以及连接所述风门401的框架，所述风门401环形均布且与建筑本体1的内侧壁配合，所述框架的中心连接有驱动电机5，所述驱动电机5的驱动轴6与框架固定连接用于驱动所述风门401绕建筑本体的中心旋转，相邻两个风门401之间形成用于风口3让位的缺口404，所述缺口404与风口401在周向依次间隔设置，所述风门401在驱动电机5的驱动下旋转对风口3形成周期性的开闭，驱动电机5可通过需要连接至变速箱，再通过输出轴与框架连接，从而更具需要设置合适的旋转速度，此种设置属于本领域的常规技术手段。

本处所述的周期性开闭，如图2所示，由于各个风门是与风口是一一对应的，在驱动轴6转动一定角度时，风门401可以同时对所有的风口3进行封闭，再转动一定的角度时，相邻两个风门401之间形成用于风口3让位的缺口404，缺口刚好与风口3对应，从而使风口3正常工作，风口3形成从下至上的导向通道，自然风经风口3进入建筑本体1中心的气流通道内，作用于风力发电装置2进行发电，对建筑群体内的用户用电进行供给，满足建筑用户的用电需求。由于本发明设置了在风向多变时进行控制的阀门系统，收集效率高，可在风力发电装置2不需要运行时对风口3进行关闭，不会影响建筑内用户的正常生活，也不会影响建筑的整体结构的稳定性，安全性好，能很好地满足建筑用户的需求。

当然，还可以在本建筑本体1上设置蓄电装置，在白天用电比较少时，聚集多余的风讷讷感，可以对多余的电量进行一个储存，集中供应给夜间使用。

本实施例中，所述风口3沿着建筑本体1的高度方向设置有若干组，各组风口的数量相同且在竖直方向上一一对应。各个高度上的风口数量是一致的，且排列方式是一样的，各组风口的数量相同且在竖直方向上一一对应，使同一风门可以对竖直方向上的多个风口进行开闭。采用此种设置，可以节省控制机构，节约了成本，控制更为方便。

本实施例中，所述风门401的截面为弧形，若干风门401环形均布且与建筑本体1的内侧壁配合，所述风门401竖直设置并与同一竖直方向上的风口3进行配合开闭。例如，上层的小端风口702和下层的小端风口302是处于同一竖直直线上的，风门401的外侧壁理论上是尽可能靠近于建筑本体1的内侧壁的，但是两者属于间隙配合且互不影响，风门401为板状结构，外侧壁与建筑本体1的内侧壁配合，使同一风门可以对竖直方向上的多个风口进行开闭，不容易漏风，提高了阀门系统4的工作效率和稳定性。

本实施例中，所述框架包括上框架402和下框架403，所述上框架402和下框架403均呈环形且分别与风门401的上下两端固定连接，所述上框架402和下框架403的外圆柱面分别与建筑本体1的内侧壁滑动配合，所述下框架403的中心与所述驱动电机5的驱动轴6固定连接。本实施例上框架402的作用在于将风门401的上端全部连接在一起，下框架403的作用在于将风门401的下端全部连接在一起，使其形成稳固的形状，下框架403的中心与所述驱动电机5的驱动轴6固定连接，驱动电机5控制驱动轴6转动时，可以通过下框架403带动风门401转动，采用此种结构，控制方便，结构简单稳定，驱动电机5的驱动轴6与框架固定连接用于驱动所述风门401绕建筑本体的中心旋转，相邻两个风门401之间形成用于风口3让位的缺口404，所述缺口404与风口401在周向依次间隔设置，风门401在驱动电机的驱动下旋转可以对风口3形成周期性的开闭。

本实施例中，所述风力发电装置2包括转动轴201、与所述转动轴201固定连接的风扇叶片202以及用于支承所述风扇叶片202的底座203，底座203上设置有支架204，所述底座203呈环形且设置在建筑本体1上，所述风扇叶片202通过转动轴201与所述底座203转动连接，所述风扇叶片202设置在建筑本体1中心顶部。其中205为轴向设置的套筒，用于风扇叶片202在轴向的定位。本实施例风扇叶片202与转动轴201可通过键连接，然后通过相关的齿轮箱连接至传动机构，通过机械能进行发电，再连接至用户的用电线路，相关发电方式属于现有技术，本领域技术人员应当理解，在此不再赘述。

本实施例中，所述建筑本体1的内侧壁向内形成有用于支撑所述底座203的凸台8，所述凸台8呈环状，与建筑本体1一体成型，所述凸台8的下端环形均布有若干加强筋。本实例凸台8属于圆环型凸台，是与建筑本体1一体成型的，形状与底座203相对应，但是内径小于底座203。加强筋呈三角状，用于支承凸台8，加强了凸台8的支承能力。

本实施例中，所述底座203和凸台8之间设置有垫块9，所述垫块9环形均布设置有至少两个，所述垫块9的高度可调。通过调节垫块9的高度，可以调节底座203在此处的高度，从而改变了底座203和风扇叶片202的倾斜角度，由于各个季节的风向是不同的，因此气流通道内的风向也有细微的差别，与竖直直线往往存在一定的偏差，因此设置垫块，可以让风扇叶片的偏转角度与风向相适应，达到最大的利用效率，节约了设计成本和制造难度。

本实施例中，所述风口3从建筑本体1的外侧壁延伸至内侧壁的截面开口逐渐减小，如图1所示，风口3具有大端进口301和小端出口302。所述风口3包括上侧壁303、下侧壁304以及左右侧壁，所述上侧壁303水平设置，所述下侧壁304与水平方向的夹角为30°～60°，优选为33°。本实施例风口3形成从下至上的导向通道，出风方向稳定，受到了通道的限制和保护，更好地利用了自然风，减少了风能的损失。

本实施例中，所述气流通道的下端与地下停车场连通。由于地下停车场也是与外部地面连通的，也具有比较多的风能，因此气流通道的下端与地下停车场连通，可以更好地利用地下停车场的风能，提高整体风能的利用率。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种建筑风能利用装置，其特征在于，包括竖直环绕设置的建筑本体，所述建筑本体的内侧壁围绕其中心形成从下至上的气流通道，所述气流通道的出风口设置有风力发电装置，所述建筑本体的内侧壁呈圆柱形，环绕建筑本体中心在建筑本体上均布有若干风口，所述风口从建筑本体的外侧壁延伸至内侧壁且与所述气流通道连通，还包括同时用于控制所述风口开闭的阀门系统，所述阀门系统包括与风口一一对应设置的风门以及连接所述风门的框架，所述风门环形均布且与建筑本体的内侧壁配合，所述框架的中心连接有驱动电机，所述驱动电机的驱动轴与框架固定连接用于驱动所述风门绕建筑本体的中心旋转，相邻两个风门之间形成用于风口让位的缺口，所述缺口与风口在周向依次间隔设置，所述风门在驱动电机的驱动下旋转对风口形成周期性的开闭。

2.根据权利要求1所述的建筑风能利用装置，其特征在于，所述风口沿着建筑本体的高度方向设置有若干组，各组风口的数量相同且在竖直方向上一一对应。

3.根据权利要求2所述的建筑风能利用装置，其特征在于，所述风门的截面为弧形，若干风门环形均布且与建筑本体的内侧壁配合，所述风门竖直设置并与同一竖直方向上的风口进行配合开闭。

4.根据权利要求3所述的建筑风能利用装置，其特征在于，所述框架包括上框架和下框架，所述上框架和下框架均呈环形且分别与风门的上下两端固定连接，所述上框架和下框架的外圆柱面分别与建筑本体的内侧壁滑动配合，所述下框架的中心与所述驱动电机的驱动轴固定连接。

5.根据权利要求1所述的建筑风能利用装置，其特征在于，所述风力发电装置包括转动轴、与所述转动轴固定连接的风扇叶片以及用于支承所述风扇叶片的底座，所述底座呈环形且设置在建筑本体上，所述风扇叶片通过转动轴与所述底座转动连接，所述风扇叶片设置在建筑本体中心顶部。

6.根据权利要求5所述的建筑风能利用装置，其特征在于，所述建筑本体的内侧壁向内形成有用于支撑所述底座的凸台，所述凸台呈环状，与建筑本体一体成型，所述凸台的下端环形均布有若干加强筋。

7.根据权利要求6所述的建筑风能利用装置，其特征在于，所述底座和凸台之间设置有垫块，所述垫块环形均布设置有至少两个，所述垫块的高度可调。

8.根据权利要求1所述的建筑风能利用装置，其特征在于，所述风口从建筑本体的外侧壁延伸至内侧壁的截面开口逐渐减小。

9.根据权利要求8所述的建筑风能利用装置，其特征在于，所述风口包括上侧壁、下侧壁以及左右侧壁，所述上侧壁水平设置，所述下侧壁与水平方向的夹角为30°～60°。

10.根据权利要求1所述的建筑风能利用装置，其特征在于，所述气流通道的下端与地下停车场连通。