[发明专利]利用高层建筑物高速电梯烟囱效应的风力发电系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用设置在高层建筑物的高速电梯烟囱效应的风力发电系统及方法。 

背景技术

由于建筑技术的发展和人口向城市集中，高层建筑物也逐渐增加。世界各国为了提高本国的技术实力和国家形象，争相恐后地建设了世界最高建筑物。因此，建筑物逐渐朝向高层化的形式发展。 

在此过程中，必然会施工建筑物内垂直移动机构升降器和电梯芯筒。电梯的垂直移动路径升降器和楼梯等电梯芯筒由于以烟囱状垂直形成的空间，会出现因为建筑物内外部空气柱的重量差产生的压力差而引起的烟囱现象。此时，升降器和电梯芯筒内部的空气柱保持室温状态，而外面的空气柱保持与高度相同的外面空气相同的温度。如此，建筑物内外部的压力差因室内和室外的温度差而异。 

由于烟囱效应产生的压力差大体上分为建筑物的下部和上部两个部分，从建筑物上部流失的空气被从建筑物下部流入的空气填充。 

如上所述，由于空气的密度差，截面上发生的空气密度差因高度而异，即建筑物下部发生浸润，而上部因内部压力变大而发生漏气。 

由于上述压力差而产生的空气流动与烟囱的空气流动类似，因此，我们将上述现象称作烟囱效应。在室内外温度差变大的冬季，高层建筑物的烟囱效应特别严重。电梯芯筒部分，即，楼梯间和电梯升降器引起烟囱效应，而第1层部分成为增加浸润量的成因。所有的建筑物均发生上述烟囱效应。 

过去为了防止发生上述烟囱效应，设计高层建筑物时，在地下停车场入口设置通风间，从而通过上述通风间向外排放在电梯芯筒产生的风力(气流)。 

与以上所述的向外排放在电梯芯筒产生的气流(风力)的现有技术不同，本发明实施例将现有技术中向外排放的风力重新应用为风力发电的原动力，从而用作高层建筑物所需能源。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种以如下内容为特征的利用高层建筑物高速电梯烟囱效应的风力发电系统及方法，将垂直运行高速电梯轿箱时产生的气流(风力)应用为新型可再生能源风力发电的原动力，从而用作高层建筑物所需能源。 

本发明提供一种以如下内容为特征的利用高层建筑物高速电梯烟囱效应的风力发电系统及方法，利用旧型陀螺风力涡轮机，对于位于电梯芯筒内部的方向不均一且不规则(混乱)的小容量涡流也可以有效地实施风力发电。 

本发明要解决的技术问题并不局限在以上内容里阐述的技术问题，本领域技术人员都应该从以下内容充分地理解到以上内容里没有涉及到的技术问题。 

本发明的技术方案在于： 

本发明一实施例中，利用高层建筑物高速电梯烟囱效应的风力发电系统包括运行沿着上下方向移动设置在高层建筑物的电梯芯筒内部空间的电梯轿箱时产生的风力带动旋转的风力涡轮机、将由于所述风力涡轮机的旋转产生的运动能量转换成电能的风力发电机以及存储所述电能的蓄电池。 

在所述电梯芯筒的上部及下部分别设置多个所述风力涡轮机，且所述电梯轿箱的上部及下部也可以分别设置多个所述风力涡轮机。 

所述风力涡轮机以球体状结合分别沿着X、Y、Z轴方向分布的3个万向架，而沿着上述Y轴方向分布的万向架可以包括形成水平旋翼的陀螺风力涡轮机。 

所述风力涡轮机可以包括即使风力小也可以启动的小型风力涡轮机。 

风力涡轮机设置在所述电梯轿箱的上部及下部，但也可以设置在所述电梯轿箱的上部及下部的外侧部门。 

所述风力涡轮机及所述风力发电机在所述电梯轿箱的内部相互物理结合，而所述蓄电池可以设置在控制所述风力发电机运行的风力发电站机械室的内部。 

利用本发明一实施例高层建筑物高速电梯烟囱效应的风力发电系统还可以包括转换存储在所述蓄电池的电能而供应到包括所述电梯在内的所述高层建筑物内电气装置的转换器。 

所述转换器根据所述电气装置的动作电压等级转换所述电能的电压等级。 

所述转换器可以设置在控制所述风力发电机动作的风力发电站机械室的内部。 

利用本发明一实施例高层建筑物高速电梯烟囱效应的风力发电方法包括借助运行沿着上下方向移动设置在高层建筑物的电梯芯筒内部空间的电梯轿箱时产生的风力产生运动能量的步骤、将所述运动能量转换成电能的步骤以及将上述电能存储在蓄电池的步骤。 

所述运动能量产生步骤可以包括利用所述风力旋转风力涡轮机而产生所述运动能量的步骤。 

将所述运动能量转换成电能的步骤可以包括利用风力发电机将所述运动能量转换成所述电能的步骤。