[发明专利]具有外部竖轴式风力涡轮机的太阳能烟囱

摘要

本发明的太阳能烟囱包括具有入口端和出口端的长型腔室，所述腔室限定用于流体例如空气的从入口到出口的路径。腔室中的上升气流驱动连接到发电机或者其它的设备的内部涡轮机。腔室具有大致沙漏构型；腔室的直径随着远离入口端逐渐变小，直到所述直径抵达最小值，然后向着出口端变得逐渐增大。布置在腔室内的是用于通过太阳能和/或风能加热腔室中的空气的一个或多个装置。

主权项

一种具有外部竖轴式风力涡轮机的太阳能烟囱，包括：a.基部(1)，该基部被附连到基底(102)，该基部是开口结构、中空的并具有至少一组叶片(111)，该至少一组叶片附连到所述基底以捕获流入到所述基部中的环境空气并帮助向上流动到所述太阳能烟囱内部；b.齿轮箱和发电机(2)，该齿轮箱和发电机安装在所述基部处，具有在咽喉部分(4)附近连接到烟囱中的涡轮机(3)的轴；c.长型腔室(110)，该长型腔室(110)的一部分位于咽喉部分(4)上方，热交换器(6，7，14)位于该长型腔室上，所述热交换器包括用于通过存储的风和存储的太阳能加热烟囱中的空气的装置；d.热交换器(6)，该热交换器(6)通过热传递导管(106)连接到外部太阳能收集器(105)；e.热交换器(7)，该热交换器(7)接收通过烟囱壁上的孔(108)进入烟囱结构的太阳能(109)，该孔可以具有或不具有透镜，该太阳能(109)被太阳能收集器(107a)收集的太阳辐射，并且可以被或者可以不被聚集器(107b)再次重新聚集；在通过所述孔后，射线在碰撞在热交换器(7)上之前分叉；f.热交换器(14)，该热交换器(14)通过适当的热传递导管(206)连接到外部风力涡轮机蓄能器(207)；g.辅助燃烧器(11)，该辅助燃烧器安装在长型腔室(110)中并将用于在太阳能或者风能不足的日子里的情形；燃烧器(11)可以是气体燃烧器、热泵系统的冷凝器；具有如下独特特征：‑竖轴式风力涡轮机定位在烟囱外部、轮环/叶片(15)下方，该轮环/叶片(15)安装在所述长型腔室的出口端附近；所述竖轴式风力涡轮机包括两个环形圆柱罩，所述两个环形圆柱罩安装在相同高度上，彼此同心并与烟囱同心；‑支撑外部环形圆柱罩(8)和内部环形圆柱罩(9)的轮(12a)允许外部环形圆柱罩(8)和内部环形圆柱罩(9)在圆形轨道(5a)上自由转动；倾斜和翻滚通过辊/轮(12b，12c)减轻；‑内部环形圆柱罩(9)具有附连到框架(93)的叶片(92)；框架(93)在顶部附连在内部环形圆柱罩(9)的上内部环和上外部环之间，并在底部附连在内部环形圆柱罩(9)的下内部环和下外部环之间；‑外部环形圆柱罩(8)具有楔形或者由平坦的凸状顶部(83)围绕的1/2回转抛物面；叶片(81)附连于在顶部的平坦的凸状处和在下方的圆形带(82)之间，从而形成一系列管；‑定位在顶部(83)上方的是一组孔(85)和风导引件(87‑F，87‑S，87‑R)；风由所述风导引件导引而在顶部流过导致在孔(85)周围区域的压力下降；‑叶片/偏航角机构(86)控制所述外部环形圆柱罩的方向，从而定向所述风导引件(87‑F)为总是迎风；‑可膨胀的轮环(10)布置在太阳能烟囱(101)外部周围，在外部环形圆柱罩(8)下方；轮环在膨胀时形成围绕烟囱的裙状部，向上偏转风，从而使得风速增大，这能够被所述竖轴式风力涡轮机捕获作为额外的能量；轮环在不需要时可以缩小。