专利名称：高层建筑自行风力发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低碳环保型用于发电的设备，特别涉及一种高层建筑中的自 行风力发电装置。
背景技术：
随着科技的发展和人民生活水平的提高，人们对电的需求越来越多。因此如何能 够高效的产生电能，也逐渐成为人们关注的热点问题。当今社会普遍使用的传统能源，如 煤、石油、天然气等，在技术上已比较成熟，且储量较为丰富。其中煤炭是世界上储量最丰富 的矿物资源(实测储量为2. 1万亿吨，可采储量9380亿吨)，其次为石油(1987年探明储量 为955. 4亿吨)和天然气(1987年探明储量为102. 6万亿立米)。然而，它们大多属于不可 再生资源，总有消耗完的一天。且传统能源在利用时，大多是通过燃烧。在燃烧的过程中， 产生各种不同的气体、烟尘微粒，污染的空气、水源，特别是排放的温室气体，使全球气候变 暖，对人类的生活环境影响较大。对每个人来说，对其身体，特别是呼吸道方面也有较大影 响。近些年来，人们逐渐将目光转向低污染、低资源消耗的低碳能源，主要包括太阳 能、水能、核能和风能等。它们又称为清洁能源或可再生能源，在生产和使用过程中，不产生 和排放有害物质，且不存在能源耗竭问题，具有许多传统能源无法比拟的优势。如太阳能清 洁能源是将太阳的光能转换成为其他形式的热能、电能、化学能，能源转换过程中不产生其 他有害的气体或固体废料，是一种环保、安全、无污染的新型能源；水能是运用水的势能和 动能转换成电能来发电的方式，成本低，可连续再生，无污染；核能是通过转化原子质量从 原子核释放而获得的能量；风能则是地球表面大量空气流动所产生的动能，我们把风的动 能转变成机械能，再把机械能转化为电能，这就是风力发电。上述各种清洁能源都有其各自的优点，但是也都存在着一定的缺点，如太阳能受 白天黑夜的限制，水能受水源的限制，核能受材料和污染的限制等，使它们的大规模应用受 到了一定的制约。而风能既清洁，又没有污染，虽然也受风力的限制，但却可通过一定的方 法来加以解决。
发明内容本实用新型的目的在于利用高层建筑设计出一种自行风力发电的方法，使其不受 风力自然风力大小、白天黑夜以及各种气候的限制，依靠高层建筑本身的通道进行改进来 发电。在海平面以上，大气压强随高度而变化，不同高度的大气压不一样，在海拔3000m 以内，大约每升高10m，大气压减小约lOOPa。在现今的城市中，存在着越来越多的摩天大 楼，通常在百米以上。因此，利用高度与气压的原理，设计出一套风力发电系统。在高层建 筑中，通常有用于通风、换气的通道，将这些通道做一些改进设计，即可使其具有多功能。本实用新型是通过采取以下措施来实现上述目的的。[0008]本发明的技术方案是一种高层建筑自行风力发电装置，在高层建筑的通道1内部，依次设置有多个风 扇2 ；在通道外设置有电磁生电装置3与风扇连接，电磁生电装置与储存和转换器装置4相 连，再与用电设备相连。所述的一种高层建筑自行风力发电装置，其特征是在高层建筑的通道内部每间隔 2-3米设置一个风扇。所述的电磁生电装置为永磁式直流发电机。所述的储存与转换装置 是蓄电池、控制器和变压器组成；蓄电池是把产生的直流电储存起来；控制器是控制风力 发电机对蓄电池的充放电功能，以保证蓄电池不至于过充和过放；变压器是把直流电变成 220V交流电的装置，以供高层建筑中的用户使用。在高层建筑的通道1内部，依次设置有多个风扇2，风扇后设置有电磁生电装置3， 电磁生电装置与储存与转换器装置4相连，再与用电设备相连，实现风力发电的利用。所述的通道内部，根据通道的高低可设置数量不等个风扇，每隔2-3米就可设置 一个风扇；可依各个建筑的结构与功能设置风扇个数；根据通道的横截面积的大小可设计 风扇的直径大小，以使通道空间能得以充分利用来发电；所述的电磁生电装置为永磁式直流发电机，由风扇叶片驱动发电机产生的直流电 经过整流后变成特定的电压直流电(如12V，24V等)，以便储存在蓄电池中；所述的储存与转换装置是蓄电池、控制器和变压器组成的。蓄电池是把产生的直 流电储存起来；控制器是控制风力发电机对蓄电池的充放电功能，以保证蓄电池不至于过 充和过放；变压器是把直流电(如MV)变成220V交流电的装置，以供高层建筑中的用户使 用。所述的用电设备，是指办公用或民用日常生活中的各种电器设备，如电视机、电 脑、电灯等。根据以上的设计，如果对于100米高的大楼，那么依据气压计算，压力差在 lOOOPa，根据公式风速ν = OP/p)"2公式(P为压力差，P空气密度)，则可以产生大约ν =12. 5m/s的风速。当通道的横截面积直径在2米左右时，如果风扇的叶片长度为L = O. 7m,则风扫过 的面积为S= Ji L2 = 1. 54m2。那么单位时间内扫过的空气质量M = P Sv = P Ji L2V0此时风机产生的电能功率为Q = & η。其中&为风机的动能, = 1/2Μν2, η为 通常情况下风机的转换效率，大约为30%。可以计算出Q = 4 η = 1/2Μν2 η = 1/2 P Ji L2V3 η = 0. 58kW。也就是说，此时每个风扇可以产生0. 58kff的电能，如果有5个风扇在运转，可生产 2. 9kW的电，可以供一般的电器，如电视、电灯等使用，所以具有非常好的发电功能。采取上述措施后，本实用新型与现有设备相比，具有如下一些优点1、不受自然 风力大小、白天黑夜以及各种气候的限制；2、投资小，成本低，作用大，易于操作；3、节约能 源，绿色环保。
图1 本实用新型的装置示意图。
具体实施方式
下面根据附图对本实用新型作进一步说明如图1所示，在高层建筑的通道1内部，依次设置有多个风扇2 ；在通道外设置有 电磁生电装置3与风扇连接，电磁生电装置与储存与转换器装置4相连，再与用电设备相 连。在高层建筑中，通常有一些用于通风、换气的通道，如图1所示。在本实用新型中， 通过对其做一些改进设计，从而使其可以具有多功能。在这些改进的通道内部，按一定间距 依次装上多个风扇。由于通道起到类似烟囱的作用，因此在通道内由上到下会产生较大的 压力差，从而会产生风。例如，对一个100米高的大楼，这个通道内部就会产生1000 的压 力差，结果就会导致有12. 5m/s的强劲的风出现。如果安排五个风扇，那么这些风扇在此风 的作用下，会强烈地转动起来。将风扇与每个的电磁生电装置相连接，则风扇的转动即会带 动电磁生电装置中转子的转动，从而实现了风力发电。可产生2. 9kW的电能，再用储存与转 换器将得到的电能进行转换后储存在电池中或直接连接到用电网上，即可起到供电视、电 脑以及电灯等各种用电设备的使用。本实用新型并不局限于实施例中所描述的技术，它的描述是说明性的，并非限制 性的，本实用新型的权限由权利要求所限定，基于本技术领域人员依据本发明所能够变化、 重组等方法得到的与本实用新型相关的技术，都在本发明的保护范围之内。
权利要求1.一种高层建筑自行风力发电装置，其特征是在高层建筑的通道(1)内部，依次设置 有多个风扇O)；在通道外设置有电磁生电装置C3)与风扇连接，电磁生电装置与储存与转 换器装置(4)相连，再与用电设备相连。
2.根据权利要求1所述的一种高层建筑自行风力发电装置，其特征是在高层建筑的通 道内每间隔2-3米设置一个风扇。
3.根据权利要求1所述的一种高层建筑自行风力发电装置，其特征是所述的电磁生电 装置为永磁式直流发电机。
4.根据权利要求1所述的一种高层建筑自行风力发电装置，其特征是所述的储存与转 换装置是蓄电池、控制器和变压器组成。
专利摘要本实用新型涉及一种高层建筑自行风力发电装置，其特征是在高层建筑的通道(1)内部，依次设置有多个风扇(2)；在通道外设置有电磁生电装置(3)与风扇连接，电磁生电装置与储存与转换器装置(4)相连，再与用电设备相连。采取上述措施后，本实用新型与现有设备相比，具有如下一些优点1、不受自然风力大小、白天黑夜以及各种气候的限制；2、投资小，成本低，作用大，易于操作；3、节约能源，绿色环保。
文档编号E04F17/04GK201884205SQ20102056149
公开日2011年6月29日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者季翔 申请人:季翔