專利名稱：風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于建筑物的風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已公知使用風(fēng)驅(qū)動轉(zhuǎn)子或渦輪，從而將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成替代形式的動力，和 /或驅(qū)動各種機(jī)器。也已公知在建筑物的屋頂上使用風(fēng)力驅(qū)動渦輪，用于給建
筑物提供電。這樣的系統(tǒng)的例子在國際公開No. WO 01/57397中被揭露。該 文獻(xiàn)公開了一具有旋轉(zhuǎn)軸線的伸長的風(fēng)力渦輪，該旋轉(zhuǎn)軸線顯現(xiàn)出延伸屋頂 的整個長度并且沿橫穿流過渦輪的氣流方向的方向。
應(yīng)理解，如果在此參考任何現(xiàn)有技術(shù)出版物，那么在澳大利亞或任何其 它國家，這些參考并不構(gòu)成對這些出版物形成現(xiàn)有才支術(shù)中7>知常識的一部分
的承認(rèn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于建筑物的風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括 一個或多個風(fēng)力驅(qū)動轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子配置成將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成另一種形式的 育bf;
具有第 一斜度的斜屋頂結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子或每個轉(zhuǎn)子安裝在所述屋頂結(jié)構(gòu) 上；和
蓋，所述蓋由所述斜屋頂結(jié)構(gòu)支撐并處于所述轉(zhuǎn)子或每個轉(zhuǎn)子上方，所 述蓋具有小于所述第 一斜度的第二斜度。
在一個實施例中，所述斜屋頂結(jié)構(gòu)包括屋脊區(qū)域，所述轉(zhuǎn)子或每個轉(zhuǎn)子 安裝在所述屋脊區(qū)域內(nèi)，并且其中所述蓋延伸到所述屋脊區(qū)域的相對側(cè)。
所述轉(zhuǎn)子或每個轉(zhuǎn)子具有的旋轉(zhuǎn)軸線平行于穿過每個轉(zhuǎn)子的風(fēng)流動的 方向。風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)系統(tǒng)還包括用于每個轉(zhuǎn)子的整流罩，每個整流罩圍繞相 應(yīng)的轉(zhuǎn)子且具有敞開的相對端，以引導(dǎo)空氣向上流過所述斜屋頂結(jié)構(gòu)以流過 所述轉(zhuǎn)子。風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)系統(tǒng)還包括溝槽，所述溝槽由所述斜屋頂結(jié)構(gòu)支撐并位于 所述轉(zhuǎn)子下方。
風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)系統(tǒng)還包括與每個所述轉(zhuǎn)子耦聯(lián)的兩個發(fā)電機(jī)，其中各發(fā) 電機(jī)由驅(qū)動軸的相對端驅(qū)動，所述驅(qū)動軸通過所述轉(zhuǎn)子而旋轉(zhuǎn)，當(dāng)由于流過 所述轉(zhuǎn)子的空氣的作用導(dǎo)致所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，每個發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。


現(xiàn)在僅參考附圖并通過示例的方式對本發(fā)明的實施例進(jìn)行描述，其中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的端視圖；和 圖2是在圖1中示出的系統(tǒng)的部分側(cè)視圖。
具體實施例方式
參考附圖，用于建筑物的風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)10包括一個或多個風(fēng)力渦輪機(jī) 12、渦輪機(jī)12安裝在其上的具有第一斜度(pitch)的斜屋頂結(jié)構(gòu)14、和支 撐在斜屋頂結(jié)構(gòu)14上處于渦輪機(jī)12上方的蓋16。蓋16具有小于第一斜度 的第二斜度，也就是小于斜屋頂結(jié)構(gòu)14的斜度。
斜屋頂結(jié)構(gòu)14具有沿向上的方向朝向彼此會聚的兩個傾斜側(cè)邊18和 20。在屋脊區(qū)域22中渦輪機(jī)12支撐在結(jié)構(gòu)14上，該屋脊區(qū)域22由會聚的 側(cè)邊18和20形成并處于其間。除了使得結(jié)構(gòu)14的冠部或屋脊區(qū)域22敞開 而用于渦輪機(jī)12的安裝之外，該屋頂結(jié)構(gòu)14通常被常規(guī)地形成和構(gòu)造，且 因而將包括多個屋頂梁24以及椽(rafter )、托梁(joist)和板條(batten )(未 示出)。
蓋16位于屋頂結(jié)構(gòu)14的上部26的上面，且延伸到屋脊區(qū)域22的相對 側(cè)。實際上，蓋16和屋頂結(jié)構(gòu)14的上部26產(chǎn)生或充當(dāng)風(fēng)通道28,該風(fēng)通 道引導(dǎo)風(fēng)W向上在側(cè)邊18和20上流動穿過渦輪機(jī)12。
如前所述，蓋16的斜度小于屋頂結(jié)構(gòu)14的斜度，使得蓋16和第一結(jié) 構(gòu)14的上部26之間的垂直距離D沿朝向屋脊區(qū)域22的方向減小。因而， 風(fēng)通道28的橫截面積朝向屋脊區(qū)域22減小。這具有增加空氣壓力的效果， 因而增加流過渦輪機(jī)12的空氣速度。應(yīng)意識到，風(fēng)通道28的結(jié)構(gòu)具有從結(jié) 構(gòu)14的相對側(cè)引導(dǎo)風(fēng)流過渦輪機(jī)12的效果。
每個渦輪機(jī)12包括耦聯(lián)到驅(qū)動軸32的風(fēng)力轉(zhuǎn)子30,驅(qū)動軸32穿過風(fēng)力轉(zhuǎn)子30的旋轉(zhuǎn)軸線。驅(qū)動軸32以及葉輪30的旋轉(zhuǎn)軸線垂直于或橫過屋 脊區(qū)域22的延長方向或延長線。因而，驅(qū)動軸32基本平行于流過渦輪機(jī)12 的空氣的方向。
為了進(jìn)一步有助于讓流過渦輪機(jī)12的空氣會聚，系統(tǒng)IO還包括用于每 一個渦輪機(jī)12的各個整流罩34。每個整流罩34圍繞在梁24上方延伸的相 應(yīng)的渦輪機(jī)12的上部，并且具有敞開的相對端，引導(dǎo)空氣向上流過屋頂結(jié) 構(gòu)14并穿過渦輪機(jī)12。整流罩34具有理想的空氣動力形狀，并配置成使流 過或穿過風(fēng)力轉(zhuǎn)子30的空氣會聚。在此方面，例如整流罩34的內(nèi)表面可被 配置成從相對的開口到中心區(qū)域逐漸變細(xì)(taper )，風(fēng)力轉(zhuǎn)子30在該中心區(qū) 域內(nèi)旋轉(zhuǎn)。每個整流罩34沿垂直方向在蓋16的內(nèi)表面和屋頂結(jié)構(gòu)14的外 表面之間延伸。
馬區(qū)動軸32的相對端耦聯(lián)到各自的發(fā)電機(jī)38,用于發(fā)電。發(fā)電機(jī)38可被 配置或驅(qū)動為產(chǎn)生同樣相位的電流，電流經(jīng)由電纜39依次提供給電力管理 系統(tǒng)(未示出)。電力管理系統(tǒng)可選擇性地將由發(fā)電機(jī)38提供的電能分配給 諸如電池(未示出)這樣的存儲裝置、在建筑物內(nèi)支撐屋頂結(jié)構(gòu)14的器具、 或分配纟會電力網(wǎng)。
應(yīng)意識到，沿相對的方向流過渦輪機(jī)12的風(fēng)導(dǎo)致風(fēng)力轉(zhuǎn)子30沿相對的 方向旋轉(zhuǎn)。取決于合并到系統(tǒng)10的發(fā)電機(jī)38的類型，重要的是保持由發(fā)電 機(jī)38產(chǎn)生的電流的相位，而不管葉輪30的旋轉(zhuǎn)方向如何。這可通過在軸32 和發(fā)電機(jī)38之間提供齒輪箱而得以實現(xiàn)，使得不管葉輪30和驅(qū)動軸32的 旋轉(zhuǎn)方向如何，發(fā)電機(jī)38的轉(zhuǎn)子(未示出)的旋轉(zhuǎn)方向保持相同。
沿屋脊區(qū)域22在渦輪機(jī)12下方設(shè)置有溝槽40，用于捕獲可能被吹過通 道28的任何水。溝槽40可垂直進(jìn)入用于屋頂結(jié)構(gòu)14的雨水槽系統(tǒng)(未示 出)。
既然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明的實施例，那么應(yīng)意識到，可能得到大量的 不脫離基本發(fā)明構(gòu)思的修改和變換，這對于相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯然 的。例如，示出的渦輪機(jī)12沿屋頂結(jié)構(gòu)14的屋脊區(qū)域22設(shè)置。然而，在 替換的配置中，渦輪機(jī)12可沿屋頂結(jié)構(gòu)14的側(cè)邊18和20中的一個或兩者 設(shè)置，且設(shè)置有分開的蓋16,每個蓋具有的斜度小于屋頂結(jié)構(gòu)14的斜度， 或更特別地，小于支撐該蓋的各側(cè)邊18或20的斜度。所有這些修改和變換 以及其它對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言是顯而易見的變換都應(yīng)視為落入本發(fā)明的范圍內(nèi)，本發(fā)明的特征從上述描述中確定。
在本申請的權(quán)利要求中和本發(fā)明的描述中，除了在內(nèi)容需要的地方之
外，其他由于語言表達(dá)或需要暗含之處，詞語"包括"或如"包括"或"包 含"的變化形式都用作包括的含意，也就是，在本發(fā)明的各種實施例中，用 以說明陳述的特征的存在，而不是排除另外的特征的存在或增加。
權(quán)利要求
1.一種用于建筑物的風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括一個或多個風(fēng)力驅(qū)動轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子配置成將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成另一種形式的能量；具有第一斜度的斜屋頂結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子或每個轉(zhuǎn)子安裝在所述屋頂結(jié)構(gòu)上；和蓋，所述蓋由所述斜屋頂結(jié)構(gòu)支撐并處于所述轉(zhuǎn)子或每個轉(zhuǎn)子上方，所述蓋具有小于所述第一斜度的第二斜度。
2. 如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中，所述斜屋頂結(jié)構(gòu)包括屋脊區(qū)域， 所述轉(zhuǎn)子或每個轉(zhuǎn)子安裝在所述屋脊區(qū)域內(nèi)，并且其中所述蓋延伸到所述屋 脊區(qū);或的相只十側(cè)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述轉(zhuǎn)子或每個轉(zhuǎn)子具有的 旋轉(zhuǎn)軸線平行于穿過每個轉(zhuǎn)子的風(fēng)流動的方向。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的系統(tǒng)，還包括用于每個轉(zhuǎn)子的整 流罩，每個整流罩圍繞相應(yīng)的轉(zhuǎn)子且具有敞開的相對端，以引導(dǎo)空氣向上流 過所述斜屋頂結(jié)構(gòu)以流過所述轉(zhuǎn)子。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項所述的系統(tǒng)，還包括溝槽，所述溝槽由 所述斜屋頂結(jié)構(gòu)支撐并位于所述轉(zhuǎn)子下方。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項所述的系統(tǒng)，還包括與每個所述轉(zhuǎn)子耦 聯(lián)的兩個發(fā)電機(jī)，其中各發(fā)電機(jī)由驅(qū)動軸的相對端驅(qū)動，所述驅(qū)動軸通過所 述轉(zhuǎn)子而旋轉(zhuǎn)，當(dāng)由于流過所述轉(zhuǎn)子的空氣的作用導(dǎo)致所述轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，每 個發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。
全文摘要
一種用于建筑物的風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(10)，包括一個或多個風(fēng)力轉(zhuǎn)子(12)、渦輪(12)安裝在其上的具有第一斜度的斜屋頂結(jié)構(gòu)(14)和支撐在斜屋頂結(jié)構(gòu)(14)上處于渦輪(12)上方的蓋(16)。蓋(16)具有小于第一斜度的第二斜度。蓋(16)和屋頂結(jié)構(gòu)(14)一起形成風(fēng)通道(28)，以引導(dǎo)風(fēng)流過渦輪(12)。對于每個渦輪(12)還設(shè)置有整流罩(34)。每個整流罩(34)圍繞相應(yīng)的渦輪(12)的上部。整流罩(34)具有空氣動力形狀，并配置成會聚空氣流過或穿過各自的渦輪(12)的風(fēng)力轉(zhuǎn)子(30)。整流罩(34)沿垂直方向在蓋(16)和屋頂結(jié)構(gòu)(14)之間延伸。
文檔編號E04H5/02GK101408151SQ20081012847
公開日2009年4月15日 申請日期2008年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月9日
發(fā)明者克里斯托弗·G·E·奈廷格爾 申請人:龍源有限公司