JP2021516312A - 渦加速風力エネルギ塔 - Google Patents
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Abstract
Description
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
‐(集風原理とアーキテクチャを結び付ける)建物自体の物理設計
‐(帆走原理を用いた)複数の固定旋回風翼および風ツイスタ
‐(煙突原理を用いた)強制風空気加熱、回転、およびこれの中央渦塔への導入
‐(トルネード原理を用いた)中央渦塔設計および機能
‐(浴室ファン原理を用いた)風の吸上げおよび吸引
‐(ベンチュリ原理を用いた)能動的な同時圧縮および吸上げ動作による渦風力の複合および加速。
Claims (38)
- 複数の階と、
前記複数の階の各々を通り、前記複数の階から受け取られた移動する空気を建物構造の頂上における出口へ向かって上向きに方向付けるように構成された中央渦塔と、
風からエネルギを収穫するための前記中央渦塔内に位置する少なくとも1つの風力タービンと、
各々が前記複数の階のそれぞれ異なる1つに配置され、各々が複数の様々な方向で前記建物構造の外部に面する風入口を介して入射風に晒された、複数の水平配向風取入口と、
各水平配向風取入口における、各々がそれぞれの垂直ピボット軸に旋回可能に取り付けられ、各々が、限られた揺動範囲を有し、前記入射風への露出に依存して、前記入射風を前記中央渦塔へ向かって内向きに渦巻くように向け直すために前記限られた揺動範囲の端部における対応する位置へ旋回するように構成された、複数の可動風翼と、
前記水平配向風取入口の少なくとも1つにおける、前記入射風が内向きに渦巻き続け、前記中央渦塔内へ上向きに方向付けられて、前記少なくとも1つの風力タービンを駆動するための前記中央渦塔内の空気渦を供給するように、前記可動風翼からの前記入射風を受け取って向け直すように構成された複数の固定空気流方向付け表面を画定する、前記複数の可動風翼の径方向内側に位置するそれぞれの風ツイスタと
を備えるエネルギ収穫建物構造。 - 前記複数の可動風翼は、前記水平配向風取入口の径方向外側部分に配置された第1の複数の風翼と、前記水平配向風取入口の径方向内側部分に配置された第2の複数の風翼とを備え、前記第1の複数の風翼の各々の径方向内側エッジは、前記入射風を向け直すための表面を形成するために、前記第2の複数の風翼の対応する1つの径方向外側エッジと当接するように構成される、請求項1に記載の建物構造。
- 前記可動風翼の少なくともいくつかは、開放フレームと、開放フレームの1つの側面に取り付けられた変形可能部分とを備え、前記変形可能部分が前記入射風に対して前記開放フレームの風下側にある場合、前記変形可能部分は、前記変形可能部分が、前記入射風を湾曲経路に沿って向け直すための全体的に湾曲した形状を取るように、前記入射風に応じて変形し、前記変形可能部分が前記入射風に対して前記開放フレームの風上側にある場合、前記変形可能部分は、前記入射風を向け直すための略平坦形状を取るように前記開放フレームに接して横たわる、請求項1または2に記載の建物構造。
- 前記変形可能部分は、前記開放フレームから吊り下げられた可撓性垂直表面を備え、前記開放フレームは、前記変形可能部分が前記開放フレームの前記風上側にある場合、前記可撓性垂直表面と接触する1または複数の支持体を備える、請求項3に記載の建物構造。
- 前記変形可能部分は、ヒンジ連結を用いて一体に結合された一対の表面を備え、前記ヒンジ連結は、垂直軸に関する前記一対の表面の限られた範囲の相対的な旋回を可能にする、請求項3または4に記載の建物構造。
- 前記可撓性垂直表面は、伸縮式帆または表面であり、前記可動風翼の前記少なくともいくつかは、前記伸縮式帆または表面のためのハウジングと、前記伸縮式帆または表面を前記ハウジング内に引き込むように付勢された機構とを更に備える、請求項3〜5のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記可撓性垂直表面は、2つ以上のヒンジ結合された剛性部を備える屈曲パネルである、請求項3〜5のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記第2の複数の風翼の各々は、第1面および前記第1面に対向する第2面を有する選択的変形可能部分を備え、前記第1面が前記入射風に晒され、前記第2面が前記入射風の風下にある場合、前記選択的変形可能部分は、前記第1面が、前記入射風を湾曲経路に沿って向け直すための略凸形垂直表面を有するように変形し、前記第2面が前記入射風に晒され、前記第1面が前記入射風の風下にある場合、前記選択的変形可能部分は、前記第2面が、前記入射風を直線経路に沿って向け直すための略平坦垂直表面を有するように変形する、請求項2に記載の建物構造。
- 前記湾曲経路または前記直線経路は、前記それぞれの風ツイスタによって画定された更なる対応する風経路へ滑らかに通じる、請求項8に記載の建物構造。
- 前記第1の複数の風翼の各々は剛性である、請求項8または9に記載の建物構造。
- 前記風入口は、全ての水平方向からの入射風に晒される、請求項1〜10のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記建物構造は、マルチアングル建物構造である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記建物構造は、円形建物構造である、請求項1〜11のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記複数の階は、各々が前記水平配向風取入口のそれぞれ1つを有する3つの階を含む、請求項1〜13のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記水平配向風取入口の最も上の1つは、前記入射風を、前記中央渦塔内に位置し、前記水平配向風取入口の前記最も上の1つと位置合わせされた追加のツイン風力タービンへ供給するように構成され、前記追加のツイン風力タービンは、前記水平配向風取入口の前記最も上の1つからの風によって駆動されると、前記中央渦塔内で上向きに空気を引き上げるように構成される、請求項1〜14のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記追加のツイン風力タービンは、
底面および複数の上向きに角度を有するまたは上向きに湾曲したタービンブレードを備える外周風タービンであって、前記底面は前記中央渦塔から前記外周風タービンを閉め切り、前記外周風タービンの頂部は前記中央渦塔へ開放され、前記上向きに角度を有するまたは上向きに湾曲したタービンブレードは、風に晒されると前記追加の風力タービンを回転させ、風を上向きに強制するように構成される、外周風タービンと、
頂部および底部において前記中央渦塔へ開放され、前記風力タービンに固定的に結合されてそれとともに回転する複数のファンブレードを備える内側風タービンであって、前記複数のファンブレードは、前記追加の風力タービンの下から前記追加の風力タービンの上へ上向きに空気を引き上げるように構成される、内側風タービンと
を備える、請求項15に記載の建物構造。 - 前記風入口の外側に位置する複数の水平配向ベンチュリファンネル構造を更に備え、前記ベンチュリファンネル構造は、前記入射風を受け取って前記風入口の方向へ集中させるように構成された上面、底面、またはそれらの組み合わせを備える、請求項1〜16のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記ベンチュリファンネル構造の1または複数の壁は、前記建物構造内の占有可能建物空間の外壁である、請求項17に記載の建物構造。
- 前記ベンチュリファンネル構造の1または複数の表面は、太陽パネルを備える、請求項17または18に記載の建物構造。
- 各々が入射風を受け取り、対応する前記壁入口の1つへ向かって内側に向け直すように構成された、1または複数の垂直外壁を更に備える、請求項1〜19のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記垂直外壁は、平坦または湾曲である、請求項20に記載の建物構造。
- 前記垂直外壁の各々は、前記建物構造の中央を通過するそれぞれの軸に沿って配向され、前記中央は、前記中央渦塔を包含する、請求項20または21に記載の建物構造。
- 前記1または複数の外壁は、階段吹き抜けの外壁としての機能を果たす、請求項20〜22のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記水平配向風取入口の最も下の1つより下に設けられた強制温風生成システムを更に備え、前記強制温風生成システムは、温風を生成し、前記温風を、前記空気渦に対応する上向きの渦巻きにおいて前記中央渦塔内へ上向きに供給するように構成される、請求項1〜23のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記強制温風生成システムは、前記温風を受け取って上向きに供給し、前記温風に上向きの螺旋運動を加えるように構成された固定ウォーム式風翼を有する中央シリンダを備える、請求項24に記載の建物構造。
- 前記強制温風生成システムは、前記温風を生成するように構成された1または複数の熱源を備え、前記1または複数の熱源からの熱は、建物熱、建物水熱、機械エネルギ、および電気エネルギの1または複数を生成するために更に用いられる、請求項24または25に記載の建物構造。
- 前記1または複数の熱源は、地熱熱源および焼却熱源を含む、請求項26に記載の建物構造。
- 前記水平配向風取入口の第1の1つの垂直高さは、前記水平配向風取入口の前記第1の1つより下に設けられた前記水平配向風取入口の第2の1つの垂直高さよりも大きい、請求項1〜27のいずれか1項に記載の建物構造。
- 1または複数の占有可能建物階を更に備える、請求項1〜28のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記占有可能建物階の少なくとも1つは、連続した水平配向風取入口の間に設けられる、請求項29に記載の建物構造。
- 前記中央渦塔は、前記複数の水平配向風取入口の少なくとも1つを通る時、上に向かって径が大きくなる、請求項1〜30のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記それぞれの風ツイスタの第1の1つは、前記水平配向風取入口の第1の1つと同じ高さであり、前記それぞれの風ツイスタの第2の1つは、前記水平配向風取入口の前記第1の1つより上にある前記水平配向風取入口の第2の1つと同じ高さであり、前記それぞれの風ツイスタの前記第1の1つの径は、前記それぞれの風ツイスタの前記第2の1つの径よりも小さい、請求項31に記載の建物構造。
- 前記建物構造の外側表面は、滑らかな外側表面仕上げを備える、請求項1〜32のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記風入口は、風の通過を可能にするための開位置と、風の通過を妨げるための閉位置との間で形を変えることが可能な調整可能ルーバを備える、請求項1〜33のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記風ツイスタは、能動側で入来する風を、前記中央渦塔内への周回上向き方向へ向け、更に、受動側に吸引力を生み出し、前記受動側から前記中央渦塔内へ空気を吸い上げるように構成される、請求項1〜34のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記複数の固定空気流方向付け表面は、各々がそれぞれの風入口および風出口を含む複数のチャネルを画定し、前記複数のチャネルの各々の前記風出口は上向きに方向付けられ、そこから追い出された風が前記複数のチャネルの他の各々へ移動することを妨げる、請求項1〜35のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記風ツイスタの前記複数の固定空気流方向付け表面は、前記入射風を圧縮するために次第に減少する断面積のチャネルを画定する、請求項1〜36のいずれか1項に記載の建物構造。
- 前記風ツイスタの前記複数の固定空気流方向付け表面および前記複数の可動風翼は、前記入射風を次第に向け直すように協働的に構成される、請求項1〜37のいずれか1項に記載の建物構造。
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