TW201400697A - 組合之能量收集器 - Google Patents
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Abstract
一種類型之組合之能量收集器,其包含:一轉子(1),其具有葉片(3),葉片(3)耦接至根據對流之一通風口(9),以藉由在內部環境與外部環境之間自然產生之對流來操作;及一定子(8),其配備有用於該通風口(9)之夾具,其緊固至基於轉子(1)運動之能量利用元件;且該組合之能量收集器可包含將該對流朝向該等葉片(3)預導引之元件;且該組合之能量收集器亦可包含至少一整流罩,該至少一整流罩使用外部風移動,將所有該等風朝向不具有一整流罩之轉子部分驅動;支撐額外元件以藉由外部風操作該轉子(1),諸如一達里厄渦輪機。
Description
本發明係關於組合之能量收集器,具體而言,係關於經設計以用於組合風能利用建築物內之對流能量。
已知來自同一申請人之西班牙專利申請案第P200931310號,該申請案係關於一種熱力學發電機,其顯示一種垂直軸風力渦輪發電機,該發電機之葉片係由建築物之通風分流器(ventilation shunt)中所產生之對流來驅動(經由相比於外部溫度之溫度梯度)。
該風力渦輪發電機實施一種發電機,使得將風車之運動變換成該發電機之相對轉子定子運動,該相對轉子定子運動借助於外部連接最終產生可用電力。
又,在上文所提及之專利申請案中所闡述的發電機預見了藉由安裝引導整流罩(guidance fairing)借助風自身來利用外部風,該引導整流罩將風車葉片隱藏,在旋轉時,該等風車葉片面向風並同時將風朝向在風方向上旋轉之葉片導引,從而增加風車葉片上之動壓力。
雖然仍能夠令人滿意地操作,但該專利申請案下之發電機呈現與由發電機自身所造成之對流有關之壓力降問題,該問題在過低之溫度梯度以及弱外部風條件下將觀察到。在此等條件下,由對流產生之氣流可能不足以使發電機移動,或僅提供低功率,且另外,其自身的通風減緩。此效應在風車停止時惡化,此係由於其必須克服額外的慣
性才能開始移動。
另一限制係僅預見了電能之利用,此情形意謂在自電至建築物環境內之其他可用形式之變換過程中將產生損失。
應理解,本發明之申請領域在專用於利用再生性能源及廢棄物變能源之器具、裝置及構件之安裝及生產的製造工業內。
本發明之組合之能量收集器具有一最佳化設置以使通風分流器氣流及風力之廢棄物變能源之使用最大化。
根據本發明,該收集器包含:一轉子,其具有葉片,該等葉片緊固至一類似分流器之對流通風口以藉由在內部環境與外部環境之間自然產生的對流來操作;以及一定子,其配備有可裝設至彼通風口上之支撐構件。亦預見,該收集器可用於產生對流之任何自然通風中,諸如樓梯通風、電梯井等等。
該對流降落在該等轉子葉片上,從而造成與溫度梯度差成比例之一扭矩及加速度。此扭矩藉由自達里厄渦輪機(Darrieus turbine)上之外部風衝擊衍生之隱含脈衝效應來補充。
本發明之該收集器自身緊固至轉子運動中所涉及之能量利用元件。
另外,本發明之該收集器可包含:用於對流之預導引及引流元件,其使對流對該等葉片之衝擊最佳化;以及一整流罩,其可由外部風來引導,將所有此等風朝向不具有該整流罩之轉子部分驅動。
1‧‧‧轉子
2‧‧‧達里厄渦輪機
3‧‧‧葉片
4‧‧‧軸桿
7‧‧‧彎曲葉片/翼片
8‧‧‧定子
9‧‧‧通風口/導管
10‧‧‧螺旋元件
12‧‧‧內部肋狀物
30‧‧‧慣性質量塊
31‧‧‧支撐物
35‧‧‧磁感應熱水器
36‧‧‧磁板
37‧‧‧金屬電樞
38‧‧‧發電機
39‧‧‧擋板
40‧‧‧循環導管
41‧‧‧環形件
42‧‧‧套環
圖1描繪本發明之能量收集器之視圖。
圖2描繪圖1之詳細視圖。
圖3描繪本發明之能量收集器之局部視圖。
圖4描繪實施本發明之變體的與圖3類似之視圖,包含感應熱水
器(inductive water heater)之併入。
本發明之組合之能量收集器包含:轉子(1),其具有葉片(3),葉片(3)緊固至根據對流(分流器或類似者)之通風口(9),以藉由在內部與外部之間自然產生的對流來操作。出於此目的,該收集器進一步包含定子(8),定子(8)配備有可裝設至通風口(9)上之支撐構件,同時該收集器緊固至利用能量、造成轉子運動(1)之元件。
為改良對葉片(3)之流衝擊並更好地利用流動能,該佈局預見了該流之一些預導引元件,在本發明之此非限制性實例中,該等預導引元件包含連接至軸桿(4)之螺旋元件(10),轉子(1)圍繞軸桿(4)迴轉且軸桿(4)亦裝設至套環(42)上,其為定子(8)之兩個部分。
亦預見了整流罩(未圖示)之使用,該整流罩可由外部風來引導,且此整流罩充當朝向不具有該整流罩之轉子的所有該等風之驅動器,類似於本發明之先前技術中所描述之彼情形。
本發明進一步包含用於藉由外部風來操作轉子之構件,在此實例中,該構件包含緊固至轉子(1)之達里厄渦輪機(2)。此渦輪機包含若干個彎曲葉片或翼片(7),其為平行於轉子(1)迴轉所圍繞之軸桿(4)在該軸桿(4)之徑向的弓形件,且按以下方式裝設:使得其繞該軸桿(4)轉動。同樣地,可使用達里厄渦輪機之任何其他版本,例如,具有平行於轉動軸之筆直葉片之版本(未描繪)。
另外,預見在葉片(7)上實施扭矩修改器之實施,該扭矩修改器配備有一些慣性質量塊(30),在此實例中,該等慣性質量塊為由於歸因於轉子沿著一些不間斷支撐物(31)之旋轉產生的離心力而移動之大量水銀,在此狀況下,封閉管具有抵抗水銀作用之材料並處於真空條件下。當轉子停止時,歸因於軸桿(4)之垂直位置及重力,該等慣性質量塊處於下部位置。在此前提下,歸因於質量塊(30)與軸桿(4)之間
的接近度,慣性動量低,因而轉子可在較弱風或對流之情況下起動或增加其旋轉速度。隨著速度增加,離心力及支撐物(31)之配置造成質量塊(30)沿支撐物(31)上升,從而移動遠離軸桿(4),且增加扭矩以及歸因於渦輪機(2)之旋轉產生之能量位準。
出於使藉由本發明之收集器收集之能量最大化的目的,該佈局預期一些能量利用元件,該等能量利用元件可包含發電機(38),在本發明之此實例中,發電機(38)佈局於通風口(9)與轉子之擋板(39)之間所預見的空間中。該擋板具有大於前述通風口(9)之輪廓的輪廓,足以容納該發電機(38)。電感器及發電機電樞緊固至該收集器之轉子(1)及定子(8),或反之亦然。邏輯上,將所緊固之電樞附接至定子(8)似乎更合乎邏輯,因為在不具有行動接點之情況下移除感應電流更容易。另外,因為其為可逆機器,所以可準備交流發電機以充當馬達以確保在低對流壓力及/或低外部風強度之狀況下之通風。
又,本發明經佈局以,替代前述實施例或組合前述實施例,包括能量利用元件(諸如,磁感應(35)熱水器),該等能量利用元件又包含緊固至轉子(1)之具有交替極性的磁板(36)以及緊固至定子(8)之金屬電樞(37),在該等能量利用元件內部延行有藉由對應外部連接將水加熱之循環導管(40)。本發明之此實施例表示於圖4中。
定子(8)包含具有用於通風口(9)之支撐物之支架,軸桿(4)固定於該支架中。在定子(8)之可能的具體化方案內,支撐構件包含環形件(41),環形件(41)之直徑至少足夠大以藉由將支撐構件插入於該導管之末端而耦接該等支撐構件,如圖1中可見。該等支撐構件又可經由內部肋狀物(12)由導管(9)之末端處之支撐性套環(42)進行補充或替換,此情形可見於圖3中。
最後,本發明已預見包括達里厄渦輪機之收集器可用作用於照明構件之支撐物,其可充當飛機航標及/或廣告媒體以考慮到安裝成
本。在本發明之此收集器版本(未描繪)中,在不變更空氣動力學規範之情況下,達里厄渦輪機葉片之外表面將固持具有足夠高亮度之少數LED串,甚至具有調變其色彩(RGB)之可能性。一旦渦輪機變得可操作且在夜晚時間期間,該等LED便使用特定硬體開始根據轉動速度及先前記錄於系統中之訊息同步地照亮。藉由產生假頻譜(false spectrum)且給出在所照亮之球體上看見影像(甚至具有移動影像)之印象,LED訊息開始使用與電視機極類似之掃描程序顯現。
儘管上文敍述有關內容,但由於所進行之描述僅為本發明之較佳實施例之一實例,因此在其本質含義上,此情形意謂:可引入亦受保護的可影響本發明之整體或其部分之形狀、大小或製造材料的多種細節變化,而不欲使得存在作為整體之本發明之任何變更,本發明僅藉由以下申請專利範圍來限制。
2‧‧‧達里厄渦輪機
4‧‧‧軸桿
7‧‧‧彎曲葉片/翼片
8‧‧‧定子
9‧‧‧通風口/導管
38‧‧‧發電機
39‧‧‧擋板
41‧‧‧環形件
Claims (16)
- 一種類型之組合之能量收集器,其包含:一轉子(1),其具有葉片(3),葉片(3)耦接至根據對流之一通風口(9)以藉由在內部環境與外部環境之間自然產生的對流來操作;及一定子(8),其配備有用於該通風口(9)之夾具,其緊固至基於一轉子(1)運動之能量利用元件;且該組合之能量收集器可包含朝向該等葉片(3)之該對流的預導引元件;且該組合之能量收集器亦可包含至少一整流罩,該至少一整流罩可藉由外部風來引導,驅動所有該等風朝向不具有一整流罩之轉子部分;該組合之能量收集器之特徵在於:其進一步包含用於藉由外部風操作該轉子(1)之構件。
- 如請求項1之組合之能量收集器,其中用於藉由外部風操作該轉子(1)之該構件包含緊固至該轉子(1)之一達里厄渦輪機(2)。
- 如請求項2之組合之能量收集器,其中該達里厄渦輪機(2)包含若干個彎曲葉片或翼片(7),該等彎曲葉片或翼片(7)為平行於該轉子(1)迴轉所圍繞之軸桿(4)在該軸桿(4)之徑向之一弓形件,且緊固至該轉子(1)。
- 如請求項3之組合之能量收集器,其中該組合之能量收集器進一步包含位於該達里厄渦輪機(2)之該等葉片(7)中之一扭矩修改器,該扭矩修改器配備有慣性質量塊(30),該等慣性質量塊(30)由於歸因於該轉子沿著不間斷支撐物(31)之轉動產生之離心力按以下之一方式延行:使其相對於該軸桿(4)之距離根據該渦輪機(2)之轉動速度變化。
- 如請求項4之組合之能量收集器,其中該等慣性質量體(30)包含大量水銀,而該等支撐物(31)包含處於真空條件下之封閉耐久管。
- 如前述請求項中任一項之組合之能量收集器,其中該等能量利用構件包含一發電機(38)。
- 如請求項6之組合之能量收集器,其中該發電機(38)位於設置於該通風口(9)與該轉子之一擋板(39)之間的一空間中;該通風口具有足以容納該發電機(38)之一輪廓;其中電感器及發電機電樞緊固至該收集器之該轉子(1)及該定子(8),或反之亦然。
- 如前述請求項中任一項之組合之能量收集器,其中該等能量利用構件包含一感應熱水器(35)。
- 如請求項8之組合之能量收集器,其中該感應熱水器(35)包含:緊固至該轉子(1)之一磁板(36),其具有交替極性;及一金屬電樞(37),其感應至該定子(8),用於將水加熱之一循環導管(40)在該定子(8)內部延行。
- 如前述請求項中任一項之組合之能量收集器,其中該定子(8)包含用於將該定子固定至根據對流之該通風口(9)之固定構件,該軸桿(4)固定於該通風口(9)中。
- 如請求項10之組合之能量收集器,其中該等固定構件包含至少一個環形件(41),該至少一個環形件(41)之一直徑足夠大以藉由在該導管(9)之末端處插入該環形件(8a)來達成該耦接。
- 如請求項11之組合之能量收集器,其中該等固定構件進一步包含在該導管(9)之該末端處穿過一內部肋狀物(12)之一支撐性套環(42)。
- 如請求項11或12之組合之能量收集器,其中對流之該等預導引元件包含連接至該軸桿(4)及該套環(42)之螺旋形元件(10)。
- 如請求項6至13中任一項之組合之能量收集器,其中可逆交流發電機,在不足的風或對流壓力之條件下可充當一馬達。
- 如請求項2至14中任一項之組合之能量收集器,其中達里厄渦輪 機葉片之外表面包含具有足夠高位準之亮度之少數LED串,使用特定硬體,該等少數LED串用於充當航標及/或一廣告媒體。
- 如請求項15之組合之能量收集器,其中該等LED串包含色彩調變構件。
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