CN112534130A - 涡流加速风能塔 - Google Patents

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Abstract

能量收集建筑结构具有多个层，垂直的竖井(中央涡流塔)将风向上引向顶部的出口，竖井中有多个风力涡轮机。多级的集风区暴露于多个方向。风向标枢转至逆止位置，以将风重新定向为向内朝着竖井旋转。风向阻旋器接收并进一步将风向内和向上重定向到竖井中，以馈入空气涡流，从而在不同高度驱动涡轮机。在集风区内可包括两个同心级的风向标，内级风向标具有在一个方向上变形而在另一方向上不变形的表面。该建筑物可以包括集风水平之间的居住区。加热的空气可以释放到竖井的底部以供给涡流。在最高层，另一台风力涡轮机可以将风向上拉。

Description

涡流加速风能塔
技术领域
本发明一般涉及能量收集结构，尤其涉及收集和利用风能、太阳能、地热能和焚化能的建筑结构。
背景技术
发电风车和涡轮机
多年来，用于生产能源和电力的工业的石油、煤炭和其他天然气储备在世界范围内正在减少。这些行业在对空气以及我们的土地和水源造成严重污染的同时，已成为领先科学家和公众批评的主要目标。清洁，无污染，可再生能源项目已成为未来能源生产的重点。每年都会设计和制造出许多概念，并且每年都会为新概念申请专利和测试。在太阳能电池板，波浪式，潮汐式和许多其他类型的发电系统中，基于风的设计和涡轮发电机对当今对我们现在和将来的电厂的规划产生了重大影响。水平和垂直风力涡轮机设计概念中有多种配置，各有很多优缺点。
HAWT(水平轴风力涡轮机)是许多世纪前构思的最古老的想法。自创建以来就对其进行了修改，如今的HAWT非常复杂且效率更高，为创建清洁能源提供了可行的替代方案。
HAWT的主要挑战和劣势：即使采用先进的叶片设计，为了使其成为可行的能源，风力涡轮机的塔架也必须高并且具有大直径的叶片扫掠，这对于在风很大期间的破坏很敏感。轴需要对准风，这需要风感测和定向机制。HAWT在靠近居民区和人口稠密的地区非常不受欢迎。它们也可能对鸟类和空中交通构成危险。它们的维修和保养可能非常麻烦且昂贵，尤其是在更换损坏或磨损的零件时。
垂直轴风力涡轮机(VAWT)是这样一种风力涡轮机，其主转子轴设置成横向于风(但不一定垂直)，而主要部件位于风力涡轮机的底部。这种布置允许发电机和齿轮箱放置在离地面较近的位置，方便维修和保养。VAWT无需对准风，因此不需要风感应和定向机构。早期设计的主要缺点(Savonius，Darrieus，旋转涡轮机以及Giromill涡轮机)包括在每转期间明显的扭矩变化或“波纹”，以及叶片上的大弯矩。后来的设计通过螺旋扫掠叶片解决了扭矩波纹问题。
垂直轴风力涡轮机的轴垂直于风力流线并且垂直于地面。包含此选项的更通用的术语是“横轴风力发电机”或“横流风力发电机”。例如，原始的Darrieus专利，美国专利1835018，包括这两种选项。VAWT与传统(HAWT)相比具有许多优势：
VAWT是全向的，不需要跟踪风。这意味着它们不需要复杂的机制，也不需要电动机来偏航转子并使叶片俯仰。它们有能力利用湍流和狂风。HAWT不会收集此类风，实际上会导致HAWT加速疲劳。
VAWT的齿轮箱比HAWT的齿轮箱要疲劳得多。如果需要的话，由于齿轮箱可以在地面上轻松够到，因此更换成本更低，更简单。这意味着现场不需要起重机或其他大型设备，从而降低了成本并减少了对环境的影响。电动机和齿轮箱故障通常会增加HAWT风电场在近岸和离岸的运行和维护成本。
在加利福尼亚的加州理工大学物理和数学部门的研究还表明，使用VAWT精心设计的风电场的输出功率可以是相同规模的HAWT风电场的数倍。在过去的二十年中，已经开发了许多不同的先进VAWT设计和项目，这些设计和项目显着提高了机械效率以及功率输出。当今更复杂的VAWT设计和项目的特征可以分为以下几类：
太阳能上吹式发电厂(SUPP)，也称为太阳能烟囱式发电厂，其工作原理是烟囱上吹力。通过废热焚烧的太阳能电池板在工厂的底部将空气加热，并抽入高大的烟囱，产生强力的上风，为在其烟囱的底部、中间、顶部或它们的组合的垂直或水平轴涡轮机提供动力。这些发电厂非常大，很高，占地很多英亩。这种工厂的建设需要大量的资本投资和长期的投资回报。这些设备的输出不是恒定的，效率仍然很低，并且在很大程度上取决于烟囱的高度和太阳能集热器的表面积。在美国专利号2009/0212570 A1和美国专利号US2004/0112055A1中描述了该技术的许多示例之一。
太阳能下吸式发电厂(SDPP)也是一个非常大的项目，其工作原理是“蒸发驱动的下吸式发电系统”，它结合了被太阳的太阳光线加热的干燥空气和H20，充当了产生强有力的自然下吸风的强大催化剂。水滴蒸发引起的冷却，再加上未蒸发的水滴的重量，使空气变得更重，更稠密，并在塔的深处沉没。在塔的底部，空气被水平压缩，从塔基出来时驱动多台涡轮机。工厂的最大生产率是当环境相对湿度最小时(午后)。这种设计的一个例子是将在亚利桑那州建造的“太阳风能塔”项目。该工厂将占地640英亩，塔高超过2,200英尺，直径为1,200英尺(专利号8,517,662 B2)。这种工厂的建设需要大量的资本投资，因此，长期投资回收率的多层次参与和投资非常关键，而且很难获得。已经提出了几种这样的工厂，并广为宣传和大肆宣传，但迄今为止尚未建造。
偏转风向标VAWT通常包括多个垂直定位的固定定子风向标，它们绕转子周向间隔开。在单排或多排配置中，这些固定风向标充当定向的垂直表面，迫使风向一个所需的方向流动，并引导通过定子风向标的较窄部分，从而将风及其速度压缩到转子叶片中，从而驱动涡轮机。当今存在着许多设计和项目，尽管它们使用相同的原理，但它们在将风捕获和引导到转子叶片中的方式都不同。该原理的示例可以在专利号US 6740989 B2、专利号US5852331 A和专利号WO 2014043507 A1中看到。
压缩空气VAWT或HAWT的设计原理是在多向顶部进气收集器处捕获风，迫使风向下通过漏斗，从而通过文丘里效应集中风。然后，漏斗将风进一步引导到涡轮发电机所在的第二个水平文丘里狭窄处。风通过扩散器排出漏斗。这种概念的一个例子是SheerwindINVELOX的项目。该项目已经吸引了很多宣传和投资，但是该公司发布的一些数据和计算结果的有效性受到质疑。
垂直多级VAWT代表了将单个偏转风轮机堆叠在一起的概念，如008所述，从而使功率输出成倍增加。这个概念的一个例子是名为KIONAS的项目。根据Demos T.Tsahalis于2016年接收到并于2017年接受的KIONAS数值与计算研究，该项目无法与产生2至3MW功率的大型结构竞争，但它是具有10至100kW的范围的较小结构的主要竞争对手。
建筑物表面风力涡轮机(BSWT)是一种利用建筑物垂直壁表面上的风压，并利用成角度的水平墙壁型固定风向标压缩风压从而为小型多HAWT提供动力的概念。Jeongsu Park等人并由Frede Blaabjerg编辑的题为“利用建筑物的新型建筑物集成风轮机系统(A NewBuilding-Integrated Wind Turbine System Utilizing the Building)”的概念计算研究于2015年发表在Energies，第8卷，第10期，第11846-11870页。结论指出，与一栋高层住宅的能源消耗相比，从这种类型的系统估算的可产生的电力仅能提供其所需电力的6.3％，迄今为止尚未安装任何使用该原理的项目。
建筑物形状定向的风力涡轮机(BSDWT)是一种高层建筑概念，它的外壁略呈凸形，可将风引向WAVT所在的机械地板。这个概念的一个例子是广州高1,015英尺的珠江大厦，该大厦于2013年完工。该项目代表了高层建筑中集成可再生能源的先进方法。
发明内容
本发明的一个目的是提供能量收集建筑结构，其利用涡旋结构收集风能。该建筑物可以从风以及其他能源(例如太阳能、地热和焚化)中收集能量。可以例如通过使用热能来辅助维持风涡流来合作地收集和利用多个能源。根据本发明的一个方面，能量收集建筑结构包括：多个层；中央涡流塔，其穿过所述多个层中的每个层，并且被构造成将从所述多个层中接收的移动空气向上引向所述建筑结构的顶部的出口；至少一台位于所述中央涡流塔中的风力涡轮机，用于从风中收集能量；多个水平定向的进风口，每个进风口布置在所述多个层中的不同的相应一个层内，每个水平定向的进风口经由面向所述建筑结构外部的进风口沿多个不同方向暴露于入射风；在每个水平定向的进风口，多个可移动风向标分别可枢转地安装在相应的垂直枢转轴线上，每个所述可移动风向标具有有限的摆动范围，并且构造成根据暴露于入射风而枢转到在其有限的摆动范围的末端的相应的位置，用于使入射风重定向朝向中央涡流塔向内盘旋；以及在至少一个水平定向的进风口中，相应的风向阻旋器位于多个可移动风向标的径向内侧，并限定多个固定的导风面，该固定的导风面构造成接收和重定向来自可移动风向标的入射风，从而入射风继续向内盘旋，并被向上引导进入中央涡流塔，以在中央涡流塔中馈入空气涡流，以驱动至少一个风力涡轮机。
不同于如在背景技术中描述的能量回收设计和系统的所有的概念，在使用或公开于日期，这仅使用一个或最多两个设计原理以产生动力，该CIVAR能源塔的实施方案是基于多达六个不同的物理设计原理：建筑物本身的物理设计，帆板和航行原理，文丘里效应原理，壁炉上升气流原理，浴室风扇排气原理和龙卷风涡流原理。CIVAR能源塔是利用太阳、风和地热系统的热量以及垃圾焚烧作为其能源以及同时使用所有六项原则，整合成一个交互发电机。CIVAR能源塔的建筑结构旨在充分利用风的暴露，以捕获多个级别的风，并通过活动的风向标将风通过内部固定的风向阻旋器引导到中央涡流塔中。与此同时，加热的空气被强制通过接地进风口进入涡流塔的底部。烟囱效应将空气向上拉，并与多个水平的复合涡流进气口相结合，空气被旋转，激励，并成簇状到达塔顶出口，从而为不同水平的多个发电机提供动力。传统上，风力发电设备要么构成高塔的一部分，要么安装在建筑物和其他结构的顶部，但是在人口稠密的地区，它们都很明显且不受欢迎。在没有风发电设备从建筑物的外部或内部可见的CIVAR能源塔中，使建筑视觉上有吸引力且是人民友好的。CIVAR塔式建筑物除了用作发电设备外，还可以容纳多种用途，例如住宅、办公室或轻工业类型。该CIVAR能源塔会全年24/7产生电流，其结构是飓风证明，在大风提供高功率的生产。在强风期间产生的访问能量可以被存储在多个锂电池或通过泵送水到靠近的更高的地面贮存器并使用它由建筑物低发电期间运行水轮机到较低的水贮存器。为了获得最大的能源生产，将CIVAR能源塔定位在更高的地面或者有很多可预见的风暴露是理想的。CIVAR能源塔将成为第一个项目，同时使用所有六个物理原理来产生动力，提供在同一建筑物内的多个占有率，并且同时在物理上不是唯一的非侵入性的，而是一个非常有吸引力和人民友好的建筑物。
本发明的实施方案提供一种复合，互动，涡加速回收(CIVAR)能源塔，其可以潜在地是100％的清洁能源回收建筑，具有多个内部占有率，特别是，用于产生能量以运行建筑能源要求而设计的结构。本发明可以通过所有这些来源组合到一个交互式能量产生系统而使用风能、太阳能、地热以及垃圾焚烧热，并将其转换成清洁能源。本发明可以在建筑物的多个层上体现进风口，从而以垂直复合的方式在中央涡流塔内交互。在本发明中，中央涡流塔中的风的正，负力共同作用于产生，加速和增加涡流风力，没有从外部或内部可见的风力发生设备，这使建筑物在视觉上更具吸引力并且是人民友好的。
附图说明
以下附图描述仅是简要描述和/或一般性说明，以阐明所述附图的内容。
图1是典型的CIVAR能量回收风平台，显示了基本八角形概念、其尺寸和比例以及典型的“外、中和内环”风向标和风力涡轮机的位置和相互关系的示意图。
图2是典型的CIVAR风能回收平台，显示了基本八角形概念的示意图，通过外环枢转和中环弯曲风向标(借鉴航行原理)捕获最大风暴露，将其引导到“内环”固定式风向阻旋器中。
图3描述了CIVAR中环弯曲风向标的细节，显示了两个选项。选项A具有帆型柔性风向标设计，选项B具有脊状风向标设计。该图还显示了风向标枢转点相对于风向的位置。
图4是CIVAR中环弯曲风向标的3维图，显示了风向标相对于风向和枢转点的偏斜。
图5是示出具有外环枢转风向标、中环枢转和偏转风向标、内环固定风力阻旋器风向标以及垂直风壁的典型风平台的全部风暴露的平面图。
图6是顶层进风口的平面图，显示了CIVAR涡流塔中的外部和内部风力涡轮机。它还描绘了带有弯曲或锯齿状叶片的外部风力涡轮机的3D图。
图7是CIVAR垂直塔示意图概念的横截面，显示了在不同建筑物层的多个进风口，以及日益强大的风涡流的复合作用。
图8是3维示意图，显示了来自两个水平风口的典型内环型风向阻旋器，它们共同工作以提高中央塔风涡流CIVAE的功率。
图9是CIVAR能源塔建筑的横截面示意图，显示了复合风涡流概念的所有零件和组件以及风力涡轮机的位置。
图10描绘了CIVAR能源塔中型单元的多层堆叠的示意图，它将通过增加到塔上的每一级来增加涡旋风力。
图11是CIVAR能源塔建筑物外部的概念立面图，显示了多个进风口，垂直风壁和倾斜的外围墙的选项以及多个占有率级别的区域。
图12是完整的八角形CIVAR能源塔的3维概念图，显示了进风口、风壁、外围倾斜墙和解散的涡旋风出口。
图13显示了CIVAR能源塔八角形建筑风平台水平的平面图，该平面具有一个附接的弯曲建筑物，可容纳多个占用率的额外水平。
图14描绘了两个图。图14A推挤了图13所示的CIVAR能源塔风平台的平面图。图14B表示与图14A相同的建筑物的平面图，但在占用率级别中具有开放式概念，可用于多个占用。
图15显示了CIVAR能源塔的占用率级别划分为住宅用途的实施例。以下是完成的CIVAR塔的概念性立面图，具有主入口和额外的扩展地面建筑物。
图16示意性地示出了可以位于CIVAR能源塔底部的机械室。
具体实施方式
在此使用的技术措词是为了描述特定实施方案的目的，并不旨在限制本发明。术语“和/或”包括一个或多个所列项目的所有组合。单数词“一”、“一个”和“该”旨在包括单数形式和复数形式。术语“包括，包含”、“代表，表示”、“由……组成，由……构成”指定存在所述特征、操作、元件和组件，但不排除其他特征、操作、元件、组件和组的存在。通过描述CIVAR垂直塔的发明，阐明了许多过程和功能被公开，每个都有其独特的优点，并且可以与一个、多个或所有其他所公开的特征、操作或组件结合使用。下文中，代表本CIVAR能源塔发明及其多项的短语“CIVAR能源塔”由全部所述短语、部分短语或单数短语“CIVAR”使用，所有短语均表示所述全部短语“CIVAR能源塔”发明。
本公开被认为是对本发明及其部分的说明和澄清，并且无意将本发明限制为如下附图、概述的附图、数字或描述中所示的特定实施方案。应当理解，以下示出和/或提出本发明的附图是示意性和/或概念性的，并不代表所述发明的最终结构。
在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体的细节和功能，以便提供对本发明的透彻理解。为了使前述CIVAR能源塔发明的描述和所述描述更容易理解和阅读，应当理解，将按照顺序绘制附图，从而遵循从01至16的所述次序的渐进附图编号提供信息、讨论和说明。
根据说明性实施方案，CIVAR能源塔的发明体现了六个独立的组件，以同时相互作用来捕获风，太阳以及地热和/或废物焚烧源的热，并将其合成为强大的涡旋能量以运行多种功率处于相同水平的风力发电机，在相同的风暴露情况下，其发电量比HAWT高出5倍至6倍。CIVAR能源塔基于六种不同且独立的物理原理：建筑物本身的物理设计，帆板和航行原理，文丘里效应原理，壁炉上升气流原理，浴室排气扇原理和龙卷风涡流原理。通过图1至图16，将对所述原理进行单个或多个讨论和参考。
图1
建筑物的物理设计体现了各种高度的八角形结构。其他多角度的建筑物和/或圆形的构造可以用作所述八角形设计的变型。多角度建筑结构是指(通常是凸面的)结构，例如，可以具有五个，六个或更多个呈规则多边形形状的侧壁。所述八角形结构的高度和直径确定CIVAR能源塔发电的最终量以及可用于各种用途的内部空间。如图1所示，CIVAR建筑风平台的平面图由几个部分组成。八角形建筑物10填充了外部半径10A(虚线)，并且其半径分为3个相等的部分：外环7，中环8和内环9,包括部分3、4和5。在该当前构造中，这些环的宽度显示为20英尺(6m)，但可以进行修改以适应各种需求。建筑设计的其他重要特征在图5、图6、图7、图9、图11和图12至图15中进行了讨论和引用。
通过安装两排枢转和偏转的风向标，在CIVAR能源塔中使用了滑浪风帆和航行原理。如图1所示，外环7由索具材料构成，该外环7具有竖直枢转的风向标1，枢转点11在建筑物的外周上。中环8体现为竖直枢转的风向标2，枢转点朝外，由柔性的弯曲材料和/或脊状的运动部件组成，安装在带有开口的脊状的枢转框架上，承载所述风向标。在图2、图3和图4中对风向标进行了更详细的说明。如图1所示，风向标2的枢转点形成环8的一部分，位于中间，在外部风向标1之间，形成环7的部分。这样的划分将八角形建筑物的一个直边分成四个相等的部分6。
内环3(以下称为“内环”)构成内环9的1/4(5英尺)，其总宽度为20英尺，并且还包括风力涡轮机4和5，代表所述环的3/4(25英尺)，包含多个垂直固定的成角度的风向标。内部风向标的起点位于每个风向标2的中心，并从风进入点开始沿正确的方向倾斜(位于所述风向标2的斜面中)，以继续加速风流，同时有益地增加中心风涡旋的功率，并因此增加对风力发电机4和5的叶片的涡旋迎角。在图8和图9的描述中对内部风向标进行更具体的讨论。
图2
CIVAR塔式典型风平台的整体示意图(在不同级别上可能会有一些细微变化)描绘了风向标1和2的功能，它们的枢转点11和所述风向标的摆动范围12。垂直风向标根据风从哪个方向进入CIVAR结构，在其枢转点11上摆动。远离平台中心的地方，脊状风向标1在进入的风的作用下摆动，直到它们接触风向标2的枢转点为止。风向标2由开放式刚性框架组成，风帆带有位于进入风向的所述框架的叶侧的板条或弯曲板。就像在帆板和帆船运动中一样，其原理是基于使用风的功率和风帆的曲率，通过修整来调整这些以捕获最大的暴露和风能来驱动船只。在CIVAR概念中，使用两排枢转风向标和风帆曲率原理来引导风，对内塔式风力涡轮机的阻力有限且可能最小。一旦进入的风撞击风向标2的敞开框架，并且帆或弯曲面板位于框架的叶侧，帆或弯曲面板将以弯曲的构型远离框架突出，以使风不受阻碍地流向内环固定风向标3，这进一步增加了风进入中央塔架的角度。这种配置允许CIVAR风平台发明捕获接近所述平台的大部分风力(例如，接近100％)，同时限制由于风的湍流和缺乏有利的风向标设计或其位置而造成的能量损失。
风向标的敞开框架可以包括外部框架，允许风通过外部框架内的开口的开口，以及一个或多个支撑件，例如在外部框架的相对边缘之间的横梁。帆或弯曲面板(也称为可变形部分)位于敞开框架的一侧。当帆或弯曲面板位于敞开框架的背风侧时，风会通过外框架中的开口，并使帆或弯曲面板弯曲远离敞开框架。当帆或弯曲面板位于敞开框架的迎风侧时，风将帆或弯曲面板推向敞开框架。帆或弯曲面板(例如其支撑件)因此接触支撑件和/或外部框架。这种接触会阻止帆或弯曲板通过敞开框架的开口的进一步运动，并使帆或弯曲板具有与支撑件接触的基本平坦的构造。
图2包括图细节A和B，示出了风向标1和2相对于风向的示意性操作以及所述风向标枢转点的位置。如果风向标的枢转点位于进入风向的右侧(向下看)“细节A”，则风向标1会碰到风向标2的枢转点(请参见摆动12的范围)。在这种情况下，帆或弯曲面板位于框架的迎风侧，并且被风推入直脊形敞开框架中，从而防止帆或面板伸出。在这种情况下，敞开框架的支撑可阻止帆或面板伸出。直的风向标2将被风推动以接触环3的固定风向标，并将风不受阻碍地引导到其开口中，而不会产生破坏或阻碍力。
细节B(在图2上)还示出了风向标1和风向标2与风向以及所述风向标的枢转点的位置有关的示意性操作。如果风向标的枢转点位于进入的风向的左侧(顺风看)细节B，风向标1将碰到风向标2的枢转点(摆动12的范围)，因此风向标1在其摆动范围的末端枢转到逆止位置。风向标2同样枢转至当它接触固定风向标3的边缘时，在其摆动范围的末端的逆止位置。在这种情况下，该帆(此后表示该帆或弯曲面板)位于笔直的脊状敞开框架的叶侧，因此，一旦帆或面板撞到内环固定风向标3上，就为帆或面板提供了一种明确的方式来延长和偏转其表面，以适应风流入所述环3风向标的全部力，并引导风穿过环3固定风向标开口，基本上没有阻碍，没有(或有有限的)破坏或阻碍力。
图3
图3示出了带有板条的中环2枢转风向标/帆的示意图，其具有自动伸出和/或弯曲能力，以最大化流向固定内环风向标3的风向。该图还示出了风向标相对于下风和/或上风进近的枢转动作。具体地，该图示出了风向标构造概念的两种选项。
选项2A描绘了风向标2的脊形敞开框架13的示意图，其中带板条15的帆处于伸出的位置，使用伸出限制器15R控制伸出的帆的弯曲，以适应接近所述风向标的风的任何角度。在没有风的力作用到风向标2上的情况下，为了使帆伸出，所述伸出的帆借助张力电缆或弹簧载荷绕着风向标2的敞开框架后面的枢转位置自动缩回14，并进入位于风向标2枢转点处的帆壳体16中。该概念是从帆船上使用的自卷帆原理中借鉴而来的。这类似于帆船上的自卷起原理。
选项2B描绘了风向标2，即脊状的敞开框架13和两个或更多个处于伸出位置以适应接近所述风向标2的风的任何角度的铰接式脊状面板的示意图。在没有风力作用到风向标2上的情况下，伸出的脊状面板在张力电缆或弹簧负载的帮助下绕着枢转位置自动缩回，回到风向标2的敞开框架后面的笔直位置。该图还显示了风向标2在敞开框架19B后面的伸出位置，及其左翼18L上的枢转位置，以及在敞开框架19A的前面，在狭窄位置的风向标，以及右翼18R上的枢转位置，两者都是相对于进入风的。
图4
图4是显示一个典型风向标1和2的三维示意图，每个风向标都位于中央CIVAR塔5的相对侧。该图显示了进入风的方向以同时激活在中央塔架5的相对侧的风向标1和2，将风向彼此相反的方向引导。该图还示出了圆10C，风向标2的所有枢转点都位于圆10C上。
顺风看，左侧风向标1接触风向标2的顺风枢转点18L，并且风向标2的脊状敞开框架13被推到顺风固定风向标3上。风向标2的帆，下面表示帆和弯曲面板两者被风推动以从其壳体16伸出以形成弯曲的帆19A，以平滑地重定向风向并将其引导至环3固定风向标。
同时，在相对侧的风向标1上，其枢转点在右侧HR上，也将撞击风向标2的顺风枢转点。在这种情况下，帆位于框架的迎风侧并被风推动进入风向标2的笔直的脊状敞开框架，从而防止帆伸出19B。风向标2的笔直的风向标框架13的枢转点在其右侧18R上，将被风推动以接触环3的顺风固定风向标，并且不受阻碍地且没有破坏力或阻碍力地将风引导到其开口中。
图5
图5是描绘CIVAR能源塔建筑物整体的平面图，并同时描绘了迎风侧AWI的全部“主动风暴露”以及对侧PWI的“被动进风”。如图所示，在主动迎风侧AWI上，迎风平台通过主动风向标1和2和内环固定风向标3强制风进入中央垂直塔5，主动风向标1和2和内环固定风向标3相对于垂直方向成角度，以便在进入中央垂直塔时增加风的圆周方向成风旋涡。由于内部风向标3的设计，向上推动风(请参见图8)，从环3风平台AWI的主动侧进入的旋转强制空气的动力会产生负压，从而对风环3平台PWI的被动侧产生消音效果，通过内环3将更多的可用空气虹吸到中央涡流塔中，中央涡流塔也可以描述为垂直轴，风可以通过垂直轴向上流动。
具体而言，该图示出两个枢转风向标1和2，它们的枢转点18A表示其枢转方向顺风向右，枢转点18B示出其枢转方向顺风向左。在左侧顺风看时，所述风向标2，被推动而触到顺风固定风向标3并且伸出19A以便顺利地分流风移入风向标3的方向。在右侧顺风看时，所述风向标2，被推动而触到内环3的顺风固定风向标，它的帆按压在风向标的框架上，产生直风表面19B以顺利地分流风移动到风向标3的方向。
不同于所描绘的图1上，八角形建筑物10的外周位于所述圆10A的外侧。这表示仅规模和比例的变化，并仅限于CIVAR发明的功能性部分没有影响。本发明中描述的建筑物尺寸由尺寸10C组成，该尺寸与图1中所示的尺寸相同，由部分7、8和9组成，总计60英尺，而10D代表20英尺，占尺寸10C的1/3。如果整个CIVAR能源塔的总比例和功能没有受到损害，则示出的尺寸可以被修改。该图还描绘了建筑C的八个垂直部分，位于建筑物的直通道连接点的外周边，形成CIVAR能源塔发明的整体设计的一部分。这个概念也是本发明的一部分，通过建筑物本身的设计来改善风的暴露。所述垂直风壁C的目的，将甚至更多的风引入八角形建筑物的风平台，利用AWI的箭头示出，并且还充当整体CIVAR塔结构的结构构件。连接垂直风壁C的外侧水平周界线10B表示倾斜的水平壁，也在图7、图9、图10、图11、图12和图15中示出和描述，以促进进入的风在进入风平台之前的压缩。
图6
图6是示出CIVAR能源塔风平台的基本八角概念的示意图，捕获最大可用风暴露AWI可用的被动空气暴露PWI，利用垂直风壁C顺利引导它，外侧枢转风向标1，中环枢转风向标2和2A，和内环固定风向标3，以加速并最大化风力发电运行其风力涡轮机。具体地，该图表示CIVAR能源塔进风平台的顶部，具有顶部单元进风口TUWI/24(图7)。
该图还包括顶层风力平台风力涡轮机及其叶片取向4的3维概念图，可以对其进行调整以优化各种需求。涡轮机4和5的高度25是可变的，这取决于顶部风平台入口的高度。双顶层涡轮体现外侧涡轮机4，由垂直圆筒型分离从内圆风力涡轮机5分离，由顶层进风口驱动，由进入的水平风提供动力，内圆风力涡轮机5由从下面进入的中央塔涡旋风驱动。
进风口大致水平定向，并且也可以作为水平集风区提及。
图7
图7表示CIVAR能源塔建筑的典型截面图，体现单位为内部占用，如地面单元GU，基础单元BU，顶部单元TU和屋顶顶部，具有倾斜的外壁以利用文丘里原理捕捉风，引导它进入各个CIVAR塔风平台。此示意性横截面示出了在地面单元进风口GUWI，基座单元进风口BUWI，顶部单元进风口TUWI的进风口，以配混的方式垂直地相互作用，随着风被向上压向涡旋出口塔32而产生加速涡旋风力发电。每个进风口水平代表一个功能强大的循环风涡流进入垂直塔，增加所述涡流的总功率，在不同水平运行风力涡轮机(图9)
地面单元包含中央机械室20，在该机械室中，空气通过热交换器加热，并由进气通过建筑地面21处的地面管道和入口进入中央涡流塔21的底部。涡旋风力的加速度是由以下物理原理产生的：首先，正压通过进风口21进入中央涡流塔。被强制的空气通过热交换器加热，并像烟囱一样散发出来，燃烧着壁炉的火焰。这本身会在中央涡流塔中产生上升气流。其次，建筑物本身的设计就像集风器一样，利用其垂直和水平形状引导和压缩进入的风。第三，风由GU，BU和TU单元压缩，这些单元包含内部空间，并使用文丘里原理设计成具有周边倾斜壁，并将其引导到风平台22、23和24中，在此处再次压缩风。第四，进入风平台的压缩通道风通过枢转和柔性风向标A引导，体现为风向标1和2，采用航行和帆板原理。第五，是固定的内部风向标B，其中包含内部风向标3，这些内部风向标形成一定角度并向上倾斜(请参见图8)，从而利用龙卷风涡旋原理产生向上旋转的强力旋转运动。第六，吸风原理，代表浴室风扇的原理，它是由CIVAR中央涡流塔内的多个风力涡轮机和顶部内部风力涡轮机5产生的。与外部涡轮机4共同作用并产生强劲的向上吸力，多个风力涡轮机将涡流向上拉向涡流塔出口。这种多重“推和拉”或“吹气和虹吸”原理使CIVAR能源塔的发明成为收集风能并将其功率倍增以使垂直轴风力涡轮机在多个层面运行的潜在独特示例。
图8
图8表示多个风平台风入口和内环风向标3的三维概念图，这些风向标用作风向阻旋器，迫使风沿向上方向旋转。下部和中间的风向阻旋器都采用相同的设计，但直径不同。在下部涡流塔中，固定的内环风向阻旋器3A位于地面单元进风口GUWI处。所述风向阻旋器迫使进入的风沿圆形向上方向进入CIVAR下部涡流塔LVT。在基础单元BU上方的下一层是基础单元进风口BUWI，它代表(向上看)压缩的进入风的下一层。内环固定式风向阻旋器3B迫使进入风沿圆形向上方向进入直径大于下部涡流塔LVT的直径的CIVAR中央涡流塔MVT。这种配置将新的风引入CIVAR中央涡流塔，从而在向上移动时增加了风量和涡流力。
在顶部单元TU上方的下一层(图7)是顶部单元进风口TUWI，向上看时代表进入的压缩风的最后水平。所述顶部单元进风口TUWI成比例地为下方的进风口的两倍高。为清楚起见，此图仅表示该高度，未示出任何细节。可以理解的是，顶部内环固定式风向阻旋器3C仅沿圆周方向推动风，而不像风向阻旋器3A和3B一样向上推动风。该构造的原因在于顶部双涡轮机的设计，包括两种叶片设计。如图6所示，周边风力涡轮机4的叶片向上倾斜，仅由高度TUWI处的进入的压缩风提供动力。构成所述顶部双涡轮机一部分的内部风力涡轮机5由CIVAR中央涡流塔中产生的风力涡流提供动力。顶部带角度叶片的外围风力涡轮机(图6)迫使压缩进入风向上进入CIVAR涡流塔出口，直径大于内部中央风塔的直径，从而随着向上移动而增加了风量和涡流力(参见图9)。顶部涡流塔TVT的直径比LVT和MVT下方的风涡流塔的直径大。像较低级别的配置一样，此概念将更多的新风引入CIVAR中央涡流塔中，从而在朝向中央涡流塔32的出口向上移动时增加了风量和涡流力。
周边风力涡轮机4也称为双涡轮机的径向外部，内部风力涡轮机5也称为双涡轮机的径向内部。圆柱形侧壁设置在径向外部和径向内部之间，以防止风在两个部分之间流动，而是向上导风。
图8还包括图8A，其示出了风向阻旋器设计的横截面。该图描绘了三个风向阻旋器的横截面，中间的一个也显示在3D图中(在横截面图8A的左侧)，分别是3A和3B。图3A上的风向阻旋器适于特定地适应CIVAR塔的用途和功能。中间的图显示了风向阻旋器3A，该阻旋器在其整个物理整体上具有相同的垂直高度。CIVAR风向阻旋器，体现了风向阻旋器BVT的底部和所述风向阻旋器CVT的顶板，基本设计与阻旋器3A所示相同，但具有特定的设计功能，即进入垂直CIVAR中央塔架时，进入的外围高度会增加。所述阻旋器的底部和顶板的这种特定渐进式向上弯曲的设计是CIVAR中央涡流塔发明的特征，并在两个选项3C1和3C2中示出。
CIVAR风向阻旋器的发明体现了相同的设计组件，如图8A中的示例3A所示，但是风向阻旋器的内圆出口高度不同。在设计3Cl中，进入的风高开口与中央开口的内环相同，但风向阻旋器叶片弯曲到高度3Cl，遵循阻旋器顶板的弯曲度，如图所示，占进风口总高度的额外的66％。在设计3C2中，进风高度开口(即风向阻旋器的顶板)比中央开口的内环高25％，并且风向阻旋器叶片是弯曲的，遵循阻旋器顶板达到高度3C2，如图所示，占进风口总高度的额外的50％。可以修改本文所述的C1 VAR风向阻旋器的尺寸和/或高度的百分比，以满足各种需求，只要所述变化不偏离设计概念本身即可。3C1和3C2风向阻旋器设计的目的是消除进入CIVAR中央涡流塔的可能的侧风湍流。来自任何方向的风将始终被强制沿一个方向进入CIVAR中央塔，从而向所述塔内馈入风涡。
图9
图9是CIVAR能源塔建筑的示意性截面图，显示了风涡操纵的所有组件，从建筑物的底部开始，到顶部的涡流塔出口开口为止。具体而言，该图显示了将风引导到建筑物中的周边垂直风壁C。地面单元GU、基础单元BU、顶部单元TU和室顶单元RU将空气压缩到风平台及其进风口中，例如地面单元进风口GUWI、基础单元进风口BUWI、顶部单元进风口TUWI和室顶单元，形成了TUWI的一部分。在GUWI、BUWI和TUWI风平台中，该图描绘了枢转风向标1，枢转和伸出风向标2以及内环固定式风向阻旋器3。虚线/点划线的水平线FL表示单元GU、BU、TU和RU中内部占用的地板。如前段所述和描绘的CIVAR能源塔发明，在前段中描述和讨论了复合涡旋过程。
机械室20(图7和图16)位于CIVAR塔底部的中央。进入的空气通过地面管道GD及其位于地面39上的多个进风口38(图11)，并通过水平百叶窗板26被吸入中央集气器27，并在其中利用可通过各种途径获得的地热热泵和废物焚烧产生的热量通过机械室中的多个热交换器53和54进行加热(图16)。像在壁炉烟囱中一样，热空气自然会上升，从而将空气拉过管道系统GD。即使在绝对没有风的情况下，空气也自然会从地面管道GD中抽出，在进入上方的热交换器缸体之前，推动安装在空档的电风扇52，然后通过固定加热式风向标55(图16)扭曲成圆周运动，固定加热式风向标55位于通向离开出口的顶部的缸体的内壁上。有风时，风进入地面进风口GU，从而将自然上升气流原理改变为强制热空气加热系统，从而推动热强制向上风通过圆形加热风向标筒单元55而进入中央涡流塔。如果需要更多的强制空气，则可以启动电风扇52，从而为向上风产生更大的力。
在地面单元GU上方的地面级风平台处，压缩风进入地面单元进风口GUWI，该进风口GUWI与风向标1和2导通到第一内环固定式风向阻旋器3A中。风被强制作圆周向上运动，产生附加的向上力，从较小直径的热空气出口中抽出热空气(直径增加的大小和比例是可变的，可以进行修改以适应各种需求)。这产生了CIVAR中央塔中的垂直风涡流的开始。如在第032段中所阐明并如图5所示，主动进风口AWI将在风向阻旋器3A的另一侧产生负压，即被动进风口PWI，从而虹吸额外的可用空气以供给垂直生长的涡流。
在单元BU上方的基础级风平台处，压缩风进入基础单元进风口BUWI，该进风口BUWI与风向标1和2导通到第二内环固定式风向阻旋器3B中(风向阻旋器直径增加的尺寸和比例是可变的，可以修改以适应各种需求)。风被强制作圆周向上运动，产生附加的向上力，将热空气阻旋器从下面较小直径的涡流塔中拉出。BUWI处的第二进风口向CIVAR中央涡流塔中引入了新的风，从而在风向上移动增加了风量和涡流力。这种相互作用在CIVAR中央塔中产生了垂直风涡流的复合力。与在032段中阐明并在图5描述的相同，基础级的主动进风口AWI也将在相反侧产生负压，即被动进风口PWI，从而虹吸额外的空气以馈入垂直不断增长的涡流。
在顶部单元TU上方的顶部级风平台，压缩风进入顶部单元进风口TUWI。所述顶部单元进风口TUWI成比例地是下方进风口的两倍。通过风向标1和2进入顶部内环固定式风向阻旋器3C的压缩风的直径与下方的风向阻旋器相同，但由于进风口尺寸的增加，其较高以匹配风平台的高度。该顶部阻旋器3的直径是可变的，并且可以修改以适应各种需求。风被外部周边风力涡轮机4向上推动，从而产生附加的向上力，从而将热空气阻旋器与顶部内部风力涡轮机5从下方的较小直径的涡流塔中拉出。TUWI处的第三进风口将新风引入CIVAR能源塔，从而在向上移动以驱动出口涡轮机31时增加风量和涡流力。
CIVAR中央塔架中的垂直风涡流的这种复合力是三个主要原理的结果：首先，被加热的空气被迫进入涡流塔的底部；其次，由强制压缩的进风口GUWI、BUWI和TUWI产生的正驱动力，由呈圆形的风向阻旋器3A、3B、3C引导并沿向上方向引导到中央塔架，产生强大的正涡旋力；第三，由驱动力和顶层风力涡轮机5的作用所产生的吸力，产生附加的吸力，将涡流拉动通过涡轮机到达CIVAR涡流塔的出口。涡流塔32在出口30处偏转，以在涡旋风离开塔时偏转涡旋风。
该图还描绘了风力涡轮机在塔架内的位置，以及在多个水平上位于CIVAR中央涡流塔外部的发电机和相关机械室的位置。发电机PG配备有无齿轮传动装置，可在低风或高风时更高效地运转。发电设备PG位于各自的风力涡轮机4和5附近，但是可以被重新布置以满足各种需求。
图10
图10是示出通过引入要放置和/或堆叠在基础单元BU和顶部单元TU之间的中间单元MU的CIVAR能源塔的垂直堆叠选项的示意图。所述中间单元MU在整体上与基础单元BU相同，但是如果不损害整个涡流塔的概念和功能，则可以适应小的变化。该图显示了三个堆叠选项，它们表示所述CIVAR能源塔高度及其发电输出的变化，但不仅限于所示。
第一示意性横截面图T1代表了本发明的附图中目前描述，阐明和描绘的完整的原始CIVAR能源塔。第二可选变型T2描绘了CIVAR能源塔，其具有位于基础单元BU和顶部单元TU之间的一个中间单元MU。第三可选变型T3描绘了CIVAR能源塔，其具有位于基础单元BU和顶部单元TU之间的三个中间单元MU。该图还显示了这三个变型上的风平台入口，以及它们通过向CIVAR中央涡流塔中增加更多的入口来增加风能时的复合风效应。
图11
CIVAR能源塔建筑的概念性外立面图还示出了例如GU、BU和TU以及MU(图10)的典型内部占用单元35的垂直风壁C的设计选项37以及倾斜的外墙的设计选项，以形成三角形构造。在本发明中，所述单元的典型高度可容纳三层，但是只要不损害CIVAR能源塔的功能，就可以实现其许多变化。该立面图还描绘了CIVAR塔式风入口WI，地面进风口38，完成的外部坡度39和带有包层选项的倾斜外墙单元35，包层选项例如代表玻璃或实心面板的太阳能电池板34和36。
具体地，该图还示出了将以不同的形状CA、CB和CC构造的风壁C的变型。在本发明中，附图描绘了选项CA和CC。选项CA是平坦(例如矩形)的墙形状。选项CB可描述为使用平坦壁部分的水滴形或凸起形。选项CC可以描述为使用弯曲壁部分的水滴形或凸起形。应当注意，配置CC是用于经由垂直风壁收集风的最大优点。例如CU、BU、MU、TU的内部占用单元35的外部倾斜设计变化是可变的，但是可以理解的是，倾斜的壁越浅，进入风平台的风流动越好。该图示出了选项35A和35B，但是许多其他设计变型是可以接受的，只要它们不阻碍风向风平台的流动，就如本发明的前述和前述段落和附图所阐明的那样。CIVAR能源塔的顶部是中央涡流塔开口，其内壁向外倾斜以使离开塔的涡流风32转向。
图12
图12是整个八角形CIVAR能源塔的概念性3D图，显示了不同水平的进风口，例如地面单元进风口GUWI、基础单元进风口BUWI和顶部单元进风口TUWI。所示的进风口具有功能性水平百叶窗，该百叶窗由脊状，不生锈的防水材料制成，可以打开和关闭以维护风平台区域，或者增加和减少流入风平台内部的风量。为了更容易理解该图，CIVAR塔的垂直风壁显示为选项CA(请参见图11)，内部占用单元35的外部倾斜壁显示为选项35B。单元35的上部倾斜壁的外壁显示为选项35B。单元35的上倾斜壁的外壁覆盖有透明的太阳能电池板34，倾斜壁的下部覆盖有玻璃板，为所述单元35的内部带来了充足的自然光。CIVAR能源塔建筑40的屋顶平坦，可容纳更多的太阳能收集器，例如旋转的太阳能电池板，或跟踪太阳能集热器以提供直接能量或运行斯特林发动机的发电机。在CIVAR塔的中心是中央涡流塔的开口，用于排出和分流离开的涡流风32。出口塔的高度可以增加以满足各种需求。
图13
图13表示CIVAR能源塔建筑设计变化的平面图，为内部占用空间43增加了额外的空间。该图描绘了CIVAR塔平面图，显示了风平台高度，体现了原始CIVER塔配置中设计的组件(请参见图5)，其中增加了翼形塔架设计41，该设计集成到原始的所述八角形CIVAR塔中。该图描绘了垂直风壁C(设计形状选项CC)，其垂直交通运动44通过风壁内的楼梯进行，风向标1、2、3和伸出风向标2A，以及中央涡流塔风力发电机5。附加的翼形塔架41延伸到八角形CIVAR塔式建筑的整个高度，从而通过电梯45或其他楼梯提供了附加的垂直交通选项。在本图所示的CIVAR发明中，该图上提供的比例尺仅供参考，不用于反映概念平面图和/或其整个组件的确切尺寸。该图示出了风WD的进入方向以及风平台上的风向标1和风向标2被风激活以有利于压缩风以流动不受干扰的方式进入固定风向标3。
附加的翼形塔架被设计成通过其机体的形状和附加的垂直风向标42促进无阻碍的风流入CIVAR塔风平台，垂直风向标42的垂直枢转点42A位于迎风侧。翼形塔架位于CIVAR八角形建筑的连接点之一的中间，在建筑物有利的盛行风的另一侧。有翼建筑的尖头起点开始于枢转风向标2的圆处，并从该点向CIVAR塔向外延伸100英尺41A。建筑物的宽度为50英尺41B，并延伸超过建筑物的八角形相交点的外部点50英尺41C。如图所示，长宽比为2：1，但是只要不影响流向CIVAR塔式风平台的风量，就可以进行一些修改。为了促进适当且不受干扰的风流，强烈建议CIVAR翼形塔架的壁包层质地平整，例如金属和/或复合镶板。
图14
图14显示了两个示意性的平面图，其中一个在左侧，图14A是与图13相同的图，显示了在风平台水平的八角形CIVAR能源塔，垂直的风壁C，带有垂直风向标的新的翼形设计形状的塔架41和用于内部占用43的新空间。
右图14B描绘了相同的八角形CIVAR能源塔，但显示了典型的占用水平35平面图，位于风平台之间，如图11所示。该平面图包含CIVAR八角形建筑物46中的开放空间，但不包括具有多个风力涡轮机5的中央涡流塔，但是包括具有内部空间43的翼形塔架附加物41。图14B还示出了垂直风壁C，其结构内壁CST，风壁44内的垂直楼梯流量和所述风壁44A内的额外的可用空间。平面图描绘了占用水平的水平内周壁4735以及所述占用水平35的水平外周壁的48。翼塔附加物41包括电梯45，用于服务具有此翼附加物的CIVAR塔建筑的各级。
图15
图15是示出典型的占用水平35的概念图(也参见图11)，其是具有翼形附加物的CIVAR能源塔的占用平面图。在CIVAR能源塔的本发明中，该示意图中的配置示出了平面图的空间划分示例，显示了用于公寓或公寓居住的空间46A，每个空间约3,000平方英尺，对于较小的公寓，较小的分区46B，占每个空间1,500平方英尺。翼塔46C中的空间可以用作一个单元或划分成两个较小的单元。平面图还显示了行人通道、楼梯44(参见图14)和电梯45。
该图还描绘了CIVAR能源塔建筑物的整体外立面的概念图，包括翼形塔架附加物41。在该图中，立面示出了风壁C和占用水平35的细微变化，示出了外部倾斜的选项35B，如图11所示。该建筑物还包括具有其入口50的地下附加物49，该附加物49用于公共、办公室或商业目的。附加物49是任选的附加物，并且不构成本CIVAR能源塔发明的一部分。它的存在是为了显示CIVAR能源塔建筑发明的良好灵活性，以适应日常生活的各种需求，同时通过使用本发明创造其自身的能量，如在本发明中描述和描绘的。
图16
如在图16中所见，CIVAR机械室20(图7)位于建筑物的地面或地下室水平的中心(请参见图9)，该室包含多个使用水或油基循环系统的热交换器，此后称为加热线，通过互动式加热系统加热多个涡流塔进风口38，同时利用地热和垃圾焚烧热能为建筑物提供热空气，热水供应，并通过排气管发电。
具体地，在示意性概念中描绘了在061中概述的交互式加热系统的功能，该示意性概念示出了从中央空气收集器27(图9)穿过电风扇型涡轮机52进入中央涡流缸的进入空气51，在大风中处于中性位置时会产生能量或处于活动位置时，在没有风的情况下，空气会进入缸体。然后强制空气进入中央缸体HE1中的双重热交换器，并由地热热源GTH产生的地热热室53和焚烧热源WIH产生的焚化热室54加热，然后强制加热的空气通过位于缸体内的固定蜗杆式风向标进入中央缸体55的上部，从而推动热的强制空气旋转时，通过并离开顶部缸体出口进入中央涡流塔CVT。
当通过热交换器HE1的加热室时，加热管线通向第二热交换器HE2，进入热室53A和54A，加热来自建筑物56的建筑物空气，该建筑物空气由风扇57驱动和控制，并通过加热室，在顶部离开而返回到建筑物的供热BHS。在两条加热线都已经离开第二热交换器HE2之后，它们进入第三热交换器HE3以利用组合的热室54C加热来自地面供应58并离开建筑物59的生活用水以用于混合目的。附加的按需电热水器可以位于各个位置，以满足各种需求。
在该系统中唯一产生污染废气的加热单元是废物焚烧单元WIH，该废物焚烧单元WIH可以产生很高的热量。所述使用空气供应装置60来输送火的单元仍然有非常热的排出空气离开炉子，该空气被引导通过具有多种过滤系统的多级清洁模块61，所述多种过滤系统使用许多已知的现有技术和催化剂来清洁和过滤废气，首先将一氧化碳转变为二氧化碳，然后转变为可呼吸的空气(或市场上可买到的类似系统)，然后借助在线风扇62，将仍然热而干净的废气引导通过许多热交换器63以运转多个斯特林发动机64，后者运行发电机65，以提供动力66以运行多个设备，然后最终作为清洁，低热量的废气67离开建筑物(如有必要，在风扇的帮助下)。
尽管已经描述了CIVAR能源塔发明的元件和实施方案的优选材料，但是本发明不受这些材料的限制。在本发明的各种实施方案中，其他材料可以包括这些元件中的一些或全部。
尽管这里完整地描述和描绘了本发明的CIVAR能源塔发明，以及其多个实施方案，其中具体涉及优选实施方案及其特定实施例，但是对于本领域普通技术人员而言，显然其他实施方案和实施例也可以在各种应用中执行类似的功能，但是在整体上和本发明的多个方面确实与CIVAR能源塔不同。
在各种实施方案中，CIVAR能源塔体现了包括多个原理和创新组件的发明，该发明被组合到一个视觉吸引人的能量回收结构中，该结构为多个空间提供内部空间，以帮助解决当今的清洁能源需求，而不会在人口稠密的地区造成不必要的视觉障碍，例如典型的大型风力涡轮机，提供清洁能源生产的使用寿命很长，直到现在几十年来，已经开发出革命性的新型清洁，廉价能源生产。当时，可以通过将其所有风平台高度更改为占用空间，轻松构成CIVAR结构，从而构成整个建筑物的一部分。
本发明的实施方案提供了一种涡旋加速风能塔，其通过利用太阳、风以及地热和焚化热，并具有多种原理和功能的输入和同时相互作用，体现了产生无CO2排放的电能，包括以下主要参与组件：
-建筑物本身的物理设计(将建筑与风收集原理结合起来)
-多个固定的，可枢转的风向标和风向阻旋器(使用航行原理)
-强制风加热，旋转并将其引入中央涡流塔(使用烟囱原理)
-中央涡流塔的设计和功能(使用龙卷风原理)
-风虹吸和抽吸(使用浴室风扇原理)
-通过主动同时压缩和虹吸作用来复合和加速涡流风能(使用文丘里原理)
本发明的实施方案提供了一种八角形(多角度或圆形)的物理建筑物，其体现了设计，其形状，比例及其相关功能，特别是为此目的而设计的结构，以用作垂直和水平集风器，包括多个组件，这些组件捕获可能接近其风暴露100％的部分，并通过将进入的风压缩和加速到建筑物的风平台中而不受阻碍地进行引导，以在建筑物内创建风旋涡，并包含多个倾斜的带有透明太阳能板和玻璃板的水平壁，用于发电并向多个占用单元的内部捕获自然光。
在一些实施方案中，与CIVAR塔相同的高度并且形成八角形建筑结构的一部分的建筑物的外周垂直风壁设计被特别地设计成利用建筑物的形状和构造将进入风引入建筑物，可以是多角度或弯曲类型，其平坦的垂直结构壁位于外侧壁之内，并使用光滑的外表面处理(例如金属或复合材料镶板)，建议使用弯曲的外墙配置以发挥最大功效，在所述壁的周界上表现出一个较宽的圆，然后将壁以一条直线缩小到内部点，以使外环风向标的枢转点与风向标枢转点相遇。
在各个实施方案中，建筑物包括多个风平台入口，其将进入的压缩风引导到中央涡流塔中，以及建筑物单元，其外围水平倾斜壁通向外周边的一点，并覆盖有透明太阳能电池板，用于单个和/或多个内部使用(例如住宅、办公室、商业和轻工业用途)，它们位于所述多个风平台入口之间，用作水平集风器，使用文丘里原理压缩进入的风将其导入多个风平台。
在各种实施方案中，建筑物包括如上所述的塔架构造，但是使用地面单元、基础单元和顶部单元以及位于所述单元之间的风平台作为起始组装点，并且堆叠一个或多个中间单元，它们与顶部单元是相同的，位于基础单元与顶部单元之间，从而创建了一个垂直堆叠的CIVAR塔，该塔具有多个内部占用级以及更高的能源产量，可以满足建筑物的需求。
在各个实施方案中，建筑物包括专门为CIVAR建筑物设计的外围风平台百叶窗式入口，其功能性水平百叶窗具有用于寒冷气候区的内置供暖选件，由脊状，不生锈的拒水材料制成，使用典型的水平百叶窗操作系统自动打开和关闭，以维护风平台区域或增加和减少流入风平台内部的风量，并提供从外观到建筑物的视觉和声音屏障，还提供了由非生锈材料制成的脊形金属丝网，可防止鸟类进入所述风平台。
在各个实施方案中，建筑物被专门设计用于加速中央塔架内的风涡旋，其中每个风台入口(包括多个向上看的所述风台入口)增加塔直径都会使多个风量通过风向阻旋器进入中央塔，而不会产生阻风作用，并通过扩大塔顶的出口直径而离开塔从而允许风偏斜。
在各种实施方案中，该建筑物包括除了CIVAR塔建筑物之外的翼形建筑物，其中比例为建筑物的长度为5个单元，建筑物的最宽部分为2.5个单元，CIVAR塔环1和2的宽度，每个代表一个单元(20英尺)，包括翼型弯曲的建筑物，该建筑物具有光滑的金属或复合包层，高度与CIVAR塔相同，并且建筑物的翼尖从CIVAR塔伸出，并在该塔的中环风向标2的枢转点终止。
在各种实施方案中，并且是专门为CIVAR塔而设计的，翼形建筑物(附加设施)包括两排垂直运行的风向标，具有有限但有利地计算的朝向建筑物中心的摆动范围，该范围由脊状和防水材料制成，具有水平框架结构，该水平框架结构策略性地定位在塔架周围，以最大程度地发挥导风的作用，使用多个安装在建筑物上的水平框架并使放置在水平框架上的风向标垂直枢转，并通过进入风来进行操作，将风导向中央涡流塔。
各个实施方案提供了多个固定和活动风向标在风平台中的特定定位，将风引导和压缩成涡旋旋涡并将其与多个风进入平台复合，该风进入平台包括外环枢转脊状风向标、中环枢转和偏转风向标和内环固定风向阻旋器风向标。
在一些实施方案中，外环包括脊状枢转风向标，其包括敞开的脊状框架，框架内的实心面板，具有金属或尼龙低摩擦枢轴垫圈的可伸缩底部和/或顶部枢轴销，框架枢轴位置另一侧的橡胶型顶部和底部保险杠，用于减轻撞击中环风向标枢转点上的地板和天花板限流器时的冲击力，位于CIVAR八角形结构中，其枢轴位置位于所述八角形结构的每个相交点以及该建筑物相交的八角形点之间的中心，因此总共有16个枢转的脊状风向标，具有特定的摆动范围，范围在中环风向标的枢转点之间，以将进入的风顺利地引导到中间的风向标。
风向标具有有限的摆动范围，并且该范围的极限被称为有限的摆动范围的末端，或者可替代地称为逆止位置。通过使风向标的一部分(例如，远离风向标的枢轴锚定并且当风向标摆动时行进的最里面的边缘)接触固定物体，来提供对摆动范围的限制。固定物体可以是在风向标的径向内侧的另一风向标的锚固部分。固定物体可以是风向阻旋器的固定部分。
在一些实施方案中，中环枢转风向标包括开放的脊状框架，其由3个水平和2个垂直的脊状构件组成，该构件由铝或复合材料制成，在枢转点处具有壳体以容纳可伸缩帆或弯曲板，当其位于进入风向的所述框架的后面时伸出，并且当所述帆或弯曲板位于所述框架的前面(位于进入风的迎风侧)时，回缩到所述壳体中以形成直的风向标形式。
在各个实施方案中，在顺风看时，可伸出的中环风向标帆具有板条或脊状但可弯曲的面板，该板条或脊状但可弯曲的面板安装在完全封闭的竖直脊状壳体内部的枢转点位置之间，所述壳体的出射点式偏转开口定位在框架后面(作为所述风向标的枢转点)，并拉伸或安装在同一风向标框架的相对垂直侧，在风的作用下伸出并通过位于风向标壳体内并且具有可伸缩的防止器线的弹簧或类似机构缩回，该防止器线安装在敞开框架上，以限制所述帆和/或面板的偏转。
在各种实施方案中，数个直径的风向阻旋器由铝或复合防水材料制成，包括风平台的内环双作用固定涡流风向标，其位置和角度被设置成将主动进入的风引导成圆形和向上方向进入中央涡流塔，同时在进风口的被动侧产生吸力，通过该双作用风向阻旋器将来自该侧的风虹吸进入中央涡流塔。
在各种实施方案中，几种不同直径的风向阻旋器是这样的直径，该直径包括用于从下方垂直进入的风的底部内部入口直径和形成用于垂直排出的风的风向阻旋器出口的顶部的上部排出出口直径，是水平测量的，其大小与涡流塔在不同风平台入口处向上增加的宽度相匹配，从而允许更多的风量进入涡流塔，从而增加了风的旋涡功率。
在各个实施方案中，内环风向阻旋器体现为多个固定的风向标，其中，垂直风向标被设计成匹配来自风平台的中环风向标的风的进入角度(两者相对于进入风具有相反的枢转位置)，继续沿与所述中间风向标导引的进入风相同的方向引导所述风，将其压缩并将其引导到中央涡流塔，从而产生圆形涡流型风运动，同时在被动式风向阻旋器的进气侧产生负压，并将可用空气从被动式进气侧虹吸到中央风涡中。
在各个实施方案中，在下部涡流塔处，阻旋器的风向标的长度较长，在下部涡流塔处，风进入CIVAR地面单元上方，作为地面单元的进风口；在中间风阻旋器上，阻旋器的风向标的长度较短，其中风进入在CIVAR基础单元上方，是基础单元的进风口，以促进中央涡流塔直径的增加，从而允许增加进入所述塔的风量。
在各个实施方案中，内环风向阻旋器体现为多个16个固定风向标，被设计为匹配从中环风向标出风的入射角，并且位于中间风向标的摆动的确切中心，其起始点在所述摆动范围的外周边处以当它们被风激活并推入所述风向阻旋器垂直风向标的外侧点时，匹配所述风向标的开口。
在各个实施方案中，内环风向阻旋器体现出由两个圆形凹形环构成的外壳，下部是基部组件，上部环是顶板组件，其中基部在环的外周边处是水平的并且朝着所述环的内部较小的周长向上弯曲，从而形成向上进入中央涡流塔的连续无阻碍的风流，以45度角进入所述中央涡流塔，并且所述风向阻旋器的顶板组件与风进入平台处于相同高度(基部的内部出口高度相同或更低)，从进风口的顶板在环的外周边水平开始，并朝着所述顶环的内部较小的周边向上弯曲，匹配上方的中央涡流塔的直径，形成向上进入中央涡流塔的连续无阻碍的风流，以45度角进入所述中央涡流塔，只要所述变化符合设计概念及其预期功能，就可以修改本文所述的风力阻旋器的尺寸、度和/或高度百分比，以满足各种需求。
在各种实施方案中，机械热力送风系统位于CIVAR中央涡流塔的底部，包括多个实施方案：将地热和焚化加热单元集成到一个系统中，多个进风口馈给中央涡流塔，集成式三重热交换器系统，用于输送由位于热交换器上方缸体中的垂直热驱动器扭曲的强制热空气，将热空气向上旋入中央涡流塔，为建筑物供热，为生活用水供热用于建筑物和排气系统，以运行多台斯特林发动机来发电。
在各个实施方案中，CIVAR中央涡流强制空气加热系统包括在建筑物底楼的多个进风口，其中管道通过设置为中性或工作模式的风扇型叶片式电动机通向中央机械室，到达垂直圆柱型外壳的底部，内部装有双热室热交换器，通过燃烧植物和人粪便通过地热和焚化热进行加热，顶部圆柱体部分在所述圆柱体的内周长上包括多排蜗杆式叶片，当进入的强制空气离开缸体顶部时旋转。
在各个实施方案中，集成式热交换器包括中央塔筒单元的地热加热室和焚化加热室，其中来自其加热室的出口加热线进入第二热交换器，该第二热交换器也包括所述双加热室，用于为CIVAR建筑物内部居住空间加热和/或冷却空气。
在各种实施方案中，热交换器的连续集成包括地热和焚化加热室，其中来自第二热交换器的加热室的出口加热管线进入第三热交换器，该第三热交换器包括作为一个单元的组合加热室，以对CIVAR建筑物内部居住空间的生活用水进行加热。
在各个实施方案中，用于处理和利用废物焚烧炉废热的能量的组合动作使用已知的现有技术和催化剂，通过首先将一氧化碳改为二氧化碳，然后变为可呼吸的空气(或市场上可用的类似系统)来清洁和过滤废气，然后在管道风扇的帮助下，将仍然热但干净的废气通过大量的空气引入液体热交换器，以运转多台运行小型发电机的斯特林发动机。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.能量收集建筑结构，包括：
多个层；
中央涡流塔，其穿过所述多个层中的每个层，并且被构造成将从所述多个层中接收的移动空气向上引向所述建筑结构的顶部的出口；
至少一台位于所述中央涡流塔中的风力涡轮机，用于从风中收集能量；
多个水平定向的进风口，每个进风口布置在所述多个层中的不同的相应一个层内，每个水平定向的进风口经由面向所述建筑结构外部的进风口沿多个不同方向暴露于入射风；
在每个水平定向的进风口，多个可移动风向标分别可枢转地安装在相应的垂直枢转轴线上，每个所述可移动风向标具有有限的摆动范围，并且构造成根据暴露于入射风而枢转到在其有限的摆动范围的末端的相应的位置，用于使入射风重定向朝向中央涡流塔向内盘旋；以及
在至少一个水平定向的进风口中，相应的风向阻旋器位于多个可移动风向标的径向内侧，并限定多个固定的导风面，该固定的导风面构造成接收和重定向来自可移动风向标的入射风，从而入射风继续向内盘旋，并被向上引导进入中央涡流塔，以在中央涡流塔中馈入空气涡流，以驱动至少一个风力涡轮机。
2.根据权利要求1所述的建筑结构，其中，所述多个可移动风向标包括布置在所述水平定向的进风口的径向外部中的第一多个风向标，以及布置在所述水平定向的进风口的径向内部中的第二多个风向标，第一多个风向标中的每个风向标的径向向内边缘构造成与第二多个风向标中的相应一个的径向向外边缘邻接，以形成用于重定向入射风的表面。
3.根据权利要求1或2所述的建筑结构，其中，至少一些所述可移动风向标包括敞开框架和安装在所述敞开框架的一侧上的可变形部分，其中，当所述可变形部分位于所述敞开框架的相对于入射风的背风侧上时，可变形部分响应于入射风而变形，以使可变形部分采用大体弯曲的形状以使入射风沿着弯曲路径重定向，而当所述可变形部分位于所述敞开框架的相对于入射风的迎风侧上时，所述可变形部分接触并抵靠在所述敞开框架上，以采用大体平坦的形状来使入射风重定向。
4.根据权利要求3所述的建筑结构，其中，所述可变形部分包括悬挂在所述敞开框架上的柔性垂直表面，并且其中，所述敞开框架包括一个或多个支撑件，当所述可变形部分位于所述敞开框架的迎风侧时，所述支撑件接触所述柔性垂直表面。
5.根据权利要求3或4所述的建筑结构，其中，所述可变形部分包括使用铰链连接而联接在一起的一对表面，所述铰链连接允许所述一对表面围绕竖直轴线进行有限范围的相对枢转。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的建筑结构，其中，所述柔性垂直表面是可伸缩帆或表面，所述至少一些可移动风向标中的每一个还包括用于所述可伸缩帆或表面的壳体，以及偏向于将可伸缩帆或表面缩进壳体的机构。
7.根据权利要求3至5中任一项所述的建筑结构，其中，所述柔性垂直表面是包括两个或更多个铰接联接的刚性部分的弯曲面板。
8.根据权利要求2所述的建筑结构，其中，所述第二多个风向标中的每个风向标包括可选择性变形的部分，所述可选择性变形的部分具有第一面和与所述第一面相对的第二面，其中，当所述第一面暴露于入射风且当第二面相对于入射风背风时，所述可选择性变形的部分变形以使所述第一面具有大致凹入的垂直表面，用于沿弯曲路径重定向入射风，并且当第二面暴露于入射风并且第一面相对于入射风背风时，所述可选择性变形的部分变形以使第二面具有大体平坦的垂直表面，以使入射风沿笔直路径重定向。
9.根据权利要求8所述的建筑结构，其特征在于，所述弯曲路径或所述笔直路径平滑地通入由相应的风向阻旋器限定的另一相应的风道。
10.根据权利要求8或9所述的建筑结构，其中，所述第一多个风向标中的每一个都是刚性的。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的建筑结构，其中，所述进风口暴露于来自所有水平方向的入射风。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的建筑结构，其中，所述建筑结构是多角度的建筑结构。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的建筑结构，其中，所述建筑结构是圆形建筑结构。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的建筑结构，其中，所述多个层包括三个层，每个层具有相应一个的水平定向的进风口。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的建筑结构，其中，所述水平定向的进风口中的最上方的进风口构造成将入射风水平地馈送到位于所述中央涡流塔中并且与所述水平定向的进风口中的最上方的进风口对齐的另一双风力涡轮机，所述另一双风力涡轮机构造成，当由来自水平定向的进风口中的最上方的进风口的风驱动时，将中央涡流塔内的空气向上抽吸。
16.根据权利要求15所述的建筑结构，其中，所述另一双风力涡轮机包括：
外围风力涡轮机，包括底面和多个向上倾斜或向上弯曲的涡轮机叶片，所述底面将所述外围风力涡轮机与所述中央涡流塔隔离开，并且所述外围风力涡轮机的顶部向中央涡流塔，向上倾斜或向上弯曲的涡轮机叶片构造成在暴露于风时旋转另一风力涡轮机并迫使风向上；以及
内部风力涡轮机，在顶部和底部向中央涡流塔敞开，并且包括固定地联接到风力涡轮机以与其一起旋转的多个风扇叶片，所述多个风扇叶片构造成从另一风力涡轮机的下方向上抽吸空气以达到在另一风力涡轮机上方。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的建筑结构，还包括位于所述进风口的外部的多个水平定向的文丘里漏斗结构，所述文丘里漏斗结构包括顶面、底面或其组合，构造成接收入射风并将其集中到进风口。
18.根据权利要求17所述的建筑结构，其中，所述文丘里漏斗结构的一个或多个壁是所述建筑结构内的可占用建筑空间的外壁。
19.根据权利要求17或18所述的建筑结构，其中，所述文丘里漏斗结构的一个或多个表面包括太阳能电池板。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的建筑结构，还包括一个或多个垂直外壁，每个垂直外壁被构造成接收入射风并将其向内重定向到相应的一个进风口。
21.根据权利要求20所述的建筑结构，其中，所述垂直外壁是平坦的或弯曲的。
22.根据权利要求20或21所述的建筑结构，其中，每个所述垂直外壁沿着穿过所述建筑结构的中心的相应轴线定向，所述中心包含所述中央涡流塔。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的建筑结构，其中，所述一个或多个外壁用作楼梯间的外壁。
24.根据权利要求1至23中的任一项所述的建筑结构，还包括位于水平定向的进风口中的最低的进风口下方的热强制空气产生系统，所述热强制空气产生系统被配置为产生热空气并将热空气以与空气涡流相对应的向上螺旋形向上馈送到所述中央涡流塔。
25.根据权利要求24所述的建筑结构，其中，所述热强制空气产生系统包括具有固定的蜗杆型风向标的中央圆筒，所述固定的蜗杆型风向标被构造成接收并向上馈送所述热空气并且向所述热空气施加向上的螺旋运动。
26.根据权利要求24或25所述的建筑结构，其中，所述热强制空气产生系统包括被配置为产生所述热空气的一个或多个热源，其中来自所述一个或多个热源的热还被用于产生以下一种或多种：建筑热，建筑水热，机械能和电能。
27.根据权利要求26所述的建筑结构，其中，所述一个或多个热源包括地热热源和焚烧热源。
28.根据权利要求1至27中任一项所述的建筑结构，其中，所述水平定向的进风口中的第一个的垂直高度大于位于所述水平定向的进风口中的第一个下方的所述水平定向的进风口中的第二个的垂直高度。
29.根据权利要求1至28中任一项所述的建筑结构，还包括一个或多个可占用的建筑物楼层。
30.根据权利要求29所述的建筑结构，其中，所述可占用的建筑物楼层中的至少一个位于连续的水平定向的进风口之间。
31.根据权利要求1至30中任一项所述的建筑结构，其中，当通过所述多个水平定向的进风口中的至少一个时，所述中央涡流塔的直径向上增大。
32.根据权利要求31所述的建筑结构，其中，各个风向阻旋器中的第一个与所述水平定向的进风口中的第一个齐平，各个风向阻旋器中的第二个与所述水平定向的进风口中的第一个上方的所述水平定向的进风口中的第二个齐平，各个风向阻旋器中的第一个的直径小于各个风向阻旋器中的第二个的直径。
33.根据权利要求1至32中任一项所述的建筑结构，其中，所述建筑结构的外表面包括光滑的外表面处理。
34.根据权利要求1至33中任一项所述的建筑结构，其中，所述进风口包括可调节百叶窗，所述可调节百叶窗在允许风通过的打开位置和用于禁止风通过的关闭位置之间可重构。
35.根据权利要求1至34中的任一项所述的建筑结构，其中，所述风向阻旋器被配置为将在主动侧上的进入的风沿圆形且向上的方向引导到所述中央涡流塔中，并且进一步在被动式侧产生吸力，从被动侧将空气虹吸到中央涡流塔中。
36.根据权利要求1至35中任一项所述的建筑结构，其中，所述多个固定的空气引导表面限定了多个通道，每个通道包括各自的风入口和风出口，并且其中，所述多个通道中的每一个的风出口向上引导，以防止从那里排出的风彼此进入多个通道中的一个。
37.根据权利要求1至36中任一项所述的建筑结构，其中，所述风向阻旋器的多个固定的空气引导表面限定逐渐减小的横截面积的通道，以压缩入射风。
38.根据权利要求1至37中任一项所述的建筑结构，其中，所述风向阻旋器的所述多个固定空气引导表面和所述多个可移动风向标被共同地构造成逐渐重定向入射风。

Claims (38)

1.能量收集建筑结构，包括：
多个层；
中央涡流塔，其穿过所述多个层中的每个层，并且被构造成将从所述多个层中接收的移动空气向上引向所述建筑结构的顶部的出口；
至少一台位于所述中央涡流塔中的风力涡轮机，用于从风中收集能量；
多个水平定向的进风口，每个进风口布置在所述多个层中的不同的相应一个层内，每个水平的集风区经由面向所述建筑结构外部的进风口沿多个不同方向暴露于入射风；
在每个水平的集风区，多个可移动风向标分别可枢转地安装在相应的垂直枢转轴线上，每个所述可移动风向标具有有限的摆动范围，并且构造成根据暴露于入射风而枢转到在其有限的摆动范围的末端的相应的位置，用于使入射风重定向朝向中央涡流塔向内盘旋；以及
在至少一个水平定向的进风口中，相应的风向阻旋器位于多个可移动风向标的径向内侧，并限定多个固定的导风面，该固定的导风面构造成接收和重定向来自可移动风向标的入射风，从而入射风继续向内盘旋，并被向上引导进入中央涡流塔，以在中央涡流塔中馈入空气涡流，以驱动至少一个风力涡轮机。
2.根据权利要求1所述的建筑结构，其中，所述多个可移动风向标包括布置在所述水平的集风区的径向外部中的第一多个风向标，以及布置在所述水平的集风区的径向内部中的第二多个风向标，第一多个风向标中的每个风向标的径向向内边缘构造成与第二多个风向标中的相应一个的径向向外边缘邻接，以形成用于重定向入射风的表面。
3.根据权利要求1或2所述的建筑结构，其中，至少一些所述可移动风向标包括敞开框架和安装在敞开框架的一侧上的可变形部分，其中，当所述可变形部分位于所述敞开框架的相对于入射风的背风侧上时，可变形部分响应于入射风而变形，以使可变形部分采用大体弯曲的形状以使入射风沿着弯曲路径重定向，而当所述可变形部分位于所述敞开框架的相对于入射风的迎风侧上时，所述可变形部分接触并抵靠在所述敞开框架上，以采用大体平坦的形状来使入射风重定向。
4.根据权利要求3所述的建筑结构，其中，所述可变形部分包括悬挂在所述敞开框架上的柔性垂直表面，并且其中，所述敞开框架包括一个或多个支撑件，当所述可变形部分位于所述敞开框架的迎风侧时，所述支撑件接触所述柔性垂直表面。
5.根据权利要求3或4所述的建筑结构，其中，所述可变形部分包括使用铰链连接而联接在一起的一对表面，所述铰链连接允许所述一对表面围绕竖直轴线进行有限范围的相对枢转。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的建筑结构，其中，所述柔性垂直表面是可伸缩帆或表面，所述至少一些可移动风向标中的每一个还包括用于所述可伸缩帆或表面的壳体，以及偏向于将可伸缩帆或表面缩进壳体的机构。
7.根据权利要求3至5中任一项所述的建筑结构，其中，所述柔性垂直表面是包括两个或更多个铰接联接的刚性部分的弯曲面板。
8.根据权利要求2所述的建筑结构，其中，所述第二多个风向标中的每个风向标包括可选择性变形的部分，所述可选择性变形的部分具有第一面和与所述第一面相对的第二面，其中，当所述第一面暴露于入射风且当第二面相对于入射风背风时，所述可选择性变形的部分变形以使所述第一面具有大致凹入的垂直表面，用于沿弯曲路径重定向入射风，并且当第二面暴露于入射风并且第一面相对于入射风背风时，所述可选择性变形的部分变形以使第二面具有大体平坦的垂直表面，以使入射风沿笔直路径重定向。
9.根据权利要求8所述的建筑结构，其特征在于，所述弯曲路径或所述笔直路径平滑地通入由相应的风向阻旋器限定的另一相应的风道。
10.根据权利要求8或9所述的建筑结构，其中，所述第一多个风向标中的每一个都是刚性的。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的建筑结构，其中，所述进风口暴露于来自所有水平方向的入射风。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的建筑结构，其中，所述建筑结构是多角度的建筑结构。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的建筑结构，其中，所述建筑结构是圆形建筑结构。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的建筑结构，其中，所述多个层包括三个层，每个层具有相应的水平的集风区。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的建筑结构，其中，所述水平定向的进风口中的最上方的进风口构造成将入射风水平地馈送到位于所述中央涡流塔中并且与所述水平定向的进风口中的最上方的进风口对齐的另一双风力涡轮机，所述另一双风力涡轮机构造成，当由来自水平定向的进风口中的最上方的进风口的风驱动时，将中央涡流塔内的空气向上抽吸。
16.根据权利要求15所述的建筑结构，其中，所述另一双风力涡轮机包括：
外围风力涡轮机，包括底面和多个向上倾斜或向上弯曲的涡轮机叶片，所述底面将所述外围风力涡轮机与所述中央涡流塔隔离开，并且所述外围风力涡轮机的顶部向中央涡流塔，向上倾斜或向上弯曲的涡轮机叶片构造成在暴露于风时旋转另一风力涡轮机并迫使风向上；以及
内部风力涡轮机，在顶部和底部向中央涡流塔敞开，并且包括固定地联接到风力涡轮机以与其一起旋转的多个风扇叶片，所述多个风扇叶片构造成从另一风力涡轮机的下方向上抽吸空气以达到在另一风力涡轮机上方。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的建筑结构，还包括位于所述进风口的外部的多个水平定向的文丘里漏斗结构，所述文丘里漏斗结构包括顶面、底面或其组合，构造成接收入射风并将其集中到进风口。
18.根据权利要求17所述的建筑结构，其中，所述文丘里漏斗结构的一个或多个壁是所述建筑结构内的可占用建筑空间的外壁。
19.根据权利要求17或18所述的建筑结构，其中，所述文丘里漏斗结构的一个或多个表面包括太阳能电池板。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的建筑结构，还包括一个或多个垂直外壁，每个垂直外壁被构造成接收入射风并将其向内重定向到相应的一个进风口。
21.根据权利要求20所述的建筑结构，其中，所述垂直外壁是平坦的或弯曲的。
22.根据权利要求20或21所述的建筑结构，其中，每个所述垂直外壁沿着穿过所述建筑结构的中心的相应轴线定向，所述中心包含所述中央涡流塔。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的建筑结构，其中，所述一个或多个外壁用作楼梯间的外壁。
24.根据权利要求1至23中的任一项所述的建筑结构，还包括位于水平定向的进风口中的最低的进风口下方的热强制空气产生系统，所述热强制空气产生系统被配置为产生热空气并将热空气以与空气涡流相对应的向上螺旋形向上馈送到所述中央涡流塔。
25.根据权利要求24所述的建筑结构，其中，所述热强制空气产生系统包括具有固定的蜗杆型风向标的中央圆筒，所述固定的蜗杆型风向标被构造成接收并向上馈送所述热空气并且向所述热空气施加向上的螺旋运动。
26.根据权利要求24或25所述的建筑结构，其中，所述热强制空气产生系统包括被配置为产生所述热空气的一个或多个热源，其中来自所述一个或多个热源的热还被用于产生以下一种或多种：建筑热，建筑水热，机械能和电能。
27.根据权利要求26所述的建筑结构，其中，所述一个或多个热源包括地热热源和焚烧热源。
28.根据权利要求1至27中任一项所述的建筑结构，其中，所述水平定向的进风口中的第一个的垂直高度大于位于所述水平定向的进风口中的第一个下方的所述水平定向的进风口中的第二个的垂直高度。
29.根据权利要求1至28中任一项所述的建筑结构，还包括一个或多个可占用的建筑物楼层。
30.根据权利要求29所述的建筑结构，其中，所述可占用的建筑物楼层中的至少一个位于连续的水平定向的进风口之间。
31.根据权利要求1至30中任一项所述的建筑结构，其中，当通过所述多个水平定向的进风口中的至少一个时，所述中央涡流塔的直径向上增大。
32.根据权利要求31所述的建筑结构，其中，各个风向阻旋器中的第一个与第一水平集风区齐平，各个风向阻旋器中的第二个与第一水平集风区上方的第二水平集风区齐平，各个风向阻旋器中的第一个的直径小于各个风向阻旋器中的第二个的直径。
33.根据权利要求1至32中任一项所述的建筑结构，其中，所述建筑结构的外表面包括光滑的外表面处理。
34.根据权利要求1至33中任一项所述的建筑结构，其中，所述进风口包括可调节百叶窗，所述可调节百叶窗在允许风通过的打开位置和用于禁止风通过的关闭位置之间可重构。
35.根据权利要求1至34中的任一项所述的建筑结构，其中，所述风向阻旋器被配置为将在主动侧上的进入的风沿圆形且向上的方向引导到所述中央涡流塔中，并且进一步在被动式侧产生吸力，从被动侧将空气虹吸到中央涡流塔中。
36.根据权利要求1至35中任一项所述的建筑结构，其中，所述多个固定的空气引导表面限定了多个通道，每个通道包括各自的风入口和风出口，并且其中，所述多个通道中的每一个的风出口向上引导，以防止从那里排出的风彼此进入多个通道中的一个。
37.根据权利要求1至36中任一项所述的建筑结构，其中，所述风向阻旋器的多个固定的空气引导表面限定逐渐减小的横截面积的通道，以压缩入射风。
38.根据权利要求1至37中任一项所述的建筑结构，其中，所述风向阻旋器的所述多个固定空气引导表面和所述多个可移动风向标被共同地构造成逐渐重定向入射风。
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