具有空气净化器的能转换系统

申请号 CN201480002014.5 申请日 2014-12-03 公开(公告)号 CN104822940A 公开(公告)日 2015-08-05
申请人 希尔温德有限公司; 发明人 达优释·阿拉尔;
摘要 风 能 转换系统包含送风系统,所述送风系统经配置以使风 加速 ; 能量 提取器,所述能量提取器经配置以响应于接收来自所述送风系统的经加速的风而输出能量;以及 空气 净化 器 ,所述空气净化器经配置以净化所述风,例如,使得经净化的风离开所述 风能 转换系统。
权利要求

1.一种能转换系统,其包括:
送风系统,所述送风系统经配置以使风加速
能量提取器,所述能量提取器经配置以响应于接收来自所述送风系统的经加速的风而输出能量;以及
空气净化器,所述空气净化器经配置以净化所述风。
2.根据权利要求1所述的风能转换系统,其中所述风能转换系统经配置以基于以下几者中的至少一者调节所述送风系统的大小和/或形状:所述风能转换系统外部的主风速度、所述风能转换系统内的流速、以及由所述风能转换系统输出的功率。
3.根据权利要求1所述的风能转换系统,其中所述空气净化器包括机械过滤器以及电过滤器中的至少一者。
4.根据权利要求3所述的风能转换系统,其中所述机械过滤器包括HEPA过滤器以及过滤器中的至少一者。
5.根据权利要求3所述的风能转换系统,其中所述电过滤器包括静电过滤器以及电子过滤器中的至少一者。
6.根据权利要求1所述的风能转换系统,其进一步包括空气净化系统,所述空气净化系统包括所述空气净化器,其中所述空气净化系统经配置以在所述空气净化系统被激活时将所述风引导至所述空气净化器,并且以在所述空气净化系统被去激活时使所述风绕过所述空气净化器。
7.根据权利要求6所述的风能转换系统,其中所述空气净化系统经配置以响应于来自所述风能转换系统的控制器信号而被激活或去激活。
8.根据权利要求7所述的风能转换系统,其中来自所述控制器的所述信号是基于以下几者中的至少一者:所述风能转换系统外部的主风速度、所述风能转换系统内的流速、以及由所述风能转换系统输出的功率。
9.根据权利要求1所述的风能转换系统,其中所述空气净化器在所述能量提取器下游。
10.根据权利要求1所述的风能转换系统,其进一步包括以流体方式耦合到所述送风系统上的能量提取部分,所述能量提取部分包括所述能量提取器。
11.根据权利要求10所述的风能转换系统,其进一步包括:
控制器;以及
致动器,所述致动器耦合到所述送风系统以及所述能量提取部分中的至少一者上;
其中所述致动器经配置以调节所述送风系统以及所述能量提取部分中的所述至少一者的大小和/或形状以响应于接收来自所述控制器的信号,其中所述信号是基于所述风能转换系统外部的主风速度、所述风能转换系统内的流速、和/或由所述风能转换系统输出的功率。
12.根据权利要求10所述的风能转换系统,其中所述空气净化器在所述能量提取部分中。
13.根据权利要求10所述的风能转换系统,其中所述空气净化器在所述能量提取器下游的所述能量提取部分的扩散器中或在所述能量提取器上游的所述能量提取部分的喷嘴中。
14.根据权利要求1所述的风能转换系统,其中所述送风系统包括以流体方式耦合到竖直喷嘴上的平喷嘴。
15.根据权利要求14所述的风能转换系统,其中所述空气净化器在所述水平喷嘴或所述竖直喷嘴中。
16.根据权利要求14所述的风能转换系统,其中致动器耦合到所述竖直喷嘴以及所述水平喷嘴中的至少一者上,其中所述致动器经配置以改变所述竖直喷嘴以及所述水平喷嘴中的所述至少一者的大小和/或形状以响应于接收来自所述风能转换系统的控制器的信号,其中所述信号是基于所述风能转换系统外部的主风速度、所述风能转换系统内的流速、和/或由所述风能转换系统输出的功率。
17.根据权利要求1所述的风能转换系统,其中所述送风系统包括竖直喷嘴。
18.根据权利要求17所述的风能转换系统,其中所述竖直喷嘴包括第一竖直喷嘴,并且其中所述送风系统包括以流体方式耦合到所述第一竖直喷嘴上的第二竖直喷嘴。
19.根据权利要求18所述的风能转换系统,其中所述空气净化器在所述第一竖直喷嘴中或在所述第二竖直喷嘴中。
20.根据权利要求17所述的风能转换系统,其中所述送风系统包括延伸到所述竖直喷嘴中的导流板。
21.根据权利要求20所述的风能转换系统,其进一步包括:
在所述导流板与所述竖直喷嘴之间的多个叶片;以及
多个流道,其中每个流道在所述多个叶片的相邻叶片之间。
22.根据权利要求21所述的风能转换系统,其进一步包括:
致动器,所述致动器耦合到所述竖直喷嘴、所述导流板、以及所述多个叶片中的每一者中的至少一者上;以及
控制器,所述控制器以通信方式耦合到所述致动器上,所述致动器耦合到所述竖直喷嘴、所述导流板、以及所述多个叶片中的每一者中的所述至少一者上;
其中所述控制器经配置以向所述致动器发送信号,所述致动器耦合到所述竖直喷嘴、所述导流板、以及所述多个叶片中的每一者中的所述至少一者上,其中所述信号是基于所述风能转换系统外部的主风速度、所述风能转换系统内的流速、和/或由所述风能转换系统输出的功率。
23.根据权利要求22所述的风能转换系统,其中所述致动器经配置以调节所述竖直喷嘴、所述导流板、以及所述多个流道中的至少一者的大小和/或形状以响应于接收从所述控制器发送的所述信号,所述致动器耦合到所述竖直喷嘴、所述导流板、以及所述多个叶片中的每一者中的所述至少一者上。
24.根据权利要求1所述的风能转换系统,其中所述能量提取器包括一个或多个涡轮机和/或一个或多个非旋转发电机
25.根据权利要求24所述的风能转换系统,其中所述一个或多个非旋转发电机中的每一者是包括电荷产生材料的振动式非旋转发电机。
26.根据权利要求1所述的风能转换系统,其中所述风能转换系统包含在建筑物中。
27.根据权利要求26所述的风能转换系统,其中所述送风系统包括:
所述建筑物内的空间,其中所述空间的一个或多个窗户是所述送风系统的入口;以及向所述空间开放的管道,其中所述管道以流体方式将所述空间耦合到所述能量提取器上。
28.根据权利要求26所述的风能转换系统,其中所述空气净化器在所述管道中或在位于所述能量提取器下游并且以流体方式耦合到所述能量提取器上的另一管道中。
29.根据权利要求27所述的风能转换系统,其中所述送风系统进一步包括导流板,所述导流板位于所述空间中并且延伸到所述管道中。
30.根据权利要求1所述的风能转换系统,其中所述能量提取器包括在所述风能转换系统的第一能量提取部分中的第一能量提取器,以及在所述风能转换系统的第二能量提取部分中的第二能量提取器,其中所述送风系统包括:
第一竖直渐缩喷嘴,所述第一竖直渐缩喷嘴通过第一管道以流体方式耦合到所述第一能量提取部分上;
第二竖直渐缩喷嘴,所述第二竖直渐缩喷嘴延伸到所述第一竖直渐缩喷嘴中并且通过第二管道以流体方式耦合到所述第二能量提取部分上;以及
导流板,所述导流板延伸到所述第二竖直渐缩喷嘴中;
其中所述空气净化器包括在所述第一管道中以及在所述第二管道中或在所述第一能量提取部分中以及在所述第二能量提取部分中的空气净化器。
31.一种风能转换系统,其包括:
竖直喷嘴;
导流板,所述导流板延伸到所述竖直喷嘴中;
涡轮机,所述涡轮机以流体方式耦合到所述竖直喷嘴上;以及
空气净化器,所述空气净化器以流体方式耦合到所述涡轮机上。
32.根据权利要求31所述的风能转换系统,其中所述空气净化器在所述涡轮机下游。
33.根据权利要求31所述的风能转换系统,其进一步包括在所述竖直喷嘴与所述导流板之间的多个叶片。
34.根据权利要求31所述的风能转换系统,其中所述涡轮机在文丘里管的喉部中,所述文丘里管以流体方式耦合到所述竖直喷嘴上。
35.根据权利要求34所述的风能转换系统,其中所述风能转换系统经配置以基于以下几者中的至少一者调节所述竖直喷嘴、所述导流板、以及所述文丘里管中的至少一者的大小和/或形状:所述风能转换系统外部的主风速度、所述风能转换系统内的流速、以及由所述风能转换系统输出的功率。
36.根据权利要求31所述的风能转换系统,其中所述竖直喷嘴包括第一竖直喷嘴,并且进一步包括第二竖直喷嘴,所述第二竖直喷嘴在所述涡轮机与所述第一竖直喷嘴之间并且以流体方式耦合到所述涡轮机以及所述第一竖直喷嘴上。
37.一种风能转换系统,其包括:
涡轮机;
水平喷嘴;
竖直喷嘴,所述竖直喷嘴在所述涡轮机与所述水平喷嘴之间并且以流体方式耦合到所述涡轮机以及所述水平喷嘴上;以及
空气净化器,所述空气净化器以流体方式耦合到所述涡轮机上;
其中所述水平喷嘴经配置以相对于所述竖直喷嘴旋转。
38.根据权利要求37所述的风能转换系统,其进一步包括:
控制器;以及
致动器,所述致动器耦合到所述水平喷嘴的外表面上,其中所述致动器经配置以调节所述水平喷嘴的大小和/或形状以响应于接收来自所述控制器的信号,所述信号是基于以下几者中的至少一者:所述风能转换系统外部的主风速度、所述风能转换系统内的流速、以及由所述风能转换系统输出的功率。
39.根据权利要求38所述的风能转换系统,其中所述致动器经耦合以与所述水平喷嘴的所述外表面进行直接物理接触,其中所述致动器经配置以在所述水平喷嘴的所述外表面上施加以响应于接收来自所述控制器的所述信号,所述力改变所述水平喷嘴的所述大小和/或形状。
40.根据权利要求38所述的风能转换系统,其进一步包括:
致动器,所述致动器耦合到所述竖直喷嘴的外表面上,其中所述致动器经配置以调节所述竖直喷嘴的所述大小和/或形状以响应于接收来自所述控制器的信号,所述信号是基于以下几者中的至少一者:所述风能转换系统外部的所述主风速度、所述风能转换系统内的所述流速、以及由所述风能转换系统输出的所述功率。
41.根据权利要求37所述的风能转换系统,其中所述空气净化器在所述水平喷嘴、所述竖直喷嘴中,或在所述涡轮机下游的管道中。

说明书全文

具有空气净化器的能转换系统

技术领域

[0001] 本发明大体上涉及风能转换,并且具体来说,本发明涉及具有空气净化器的风能转换系统。

背景技术

[0002] 空气污染是各城市中关注的问题,例如在中国、俄罗斯、日本、韩国、欧洲、墨西哥、巴西、美国、中东等。由于这些国家已经工业化,因此各种形式的空气污染已经增加,这已经导致广泛的环境以及健康问题。两个主要空气污染源涉及人口过密的地面运输以及化石燃料发电。转移的热量以及风型也会影响空气中的污染物的浓度。
[0003] 风能是可再生能源,所述风能可以减少从化石燃料产生的功率的量并且因此减少与化石燃料相关的空气污染。例如,一些风能转换系统包括风,所述风导致位于塔顶上的涡轮机使发电机旋转,从而导致电的产生。
[0004] 出于上文陈述的原因,并且出于下文所陈述的在阅读并且理解本说明书之后将对所属领域的技术人员变得显而易见的其它原因,在所属领域中存在对现有风能转换系统的替代方案的需要。

发明内容

[0005] 风能转换系统的实例包含送风系统,所述送风系统经配置以使风加速能量提取器,所述能量提取器经配置以响应于接收来自所述送风系统的经加速的风而输出能量;以及空气净化器,所述空气净化器经配置以净化所述风,例如,使得经净化的风离开所述风能转换系统。附图说明
[0006] 图1是根据实施例的风能转换系统的送风系统的实例的剖面透视图;
[0007] 图2图示了根据另一实施例的风能转换系统的能量提取部分;
[0008] 图3是根据另一实施例的风能转换系统的喷嘴组合件的剖视图;
[0009] 图4图示了空气净化系统的实例;
[0010] 图5图示了根据另一实施例的风能转换系统的能量提取部分,其中所述能量提取部分具有一个或多个非旋转发电机;
[0011] 图6图示了根据另一实施例的风能转换系统的能量提取部分,其中所述能量提取部分具有一个或多个涡轮机以及一个或多个非旋转发电机;
[0012] 图7是根据另一实施例的具有多个非旋转振动式发电机的能量提取器的实例;
[0013] 图8是根据实施例的包含风能转换系统的建筑物的剖面透视图;
[0014] 图9是根据另一实施例的具有多个风能转换系统的建筑物的实例;
[0015] 图10图示了根据另一实施例的具有含有空气净化器的风能转换系统的建筑物;
[0016] 图11图示了根据另一实施例的具有风能转换系统的建筑物的剖视图,所述风能转换系统包含所述建筑物的至少一个空间并且包含空气净化器。

具体实施方式

[0017] 在以下具体实施方式中,参考形成其一部分且其中借助于说明示出特定实施例的附图。在图式中,若干视图中的相同标号始终描述大体上相似的组件。可以利用其它实施例,并且可以在不脱离本发明的范围的情况下做出结构改变。因此,不应将以下详细描述视为具有限制意义。
[0018] 在一些实例中,风能转换系统可以包含空气净化器或空气净化系统,所述空气净化系统可以包含空气净化器。例如,空气净化器可以经配置以通过离开风能转换系统之前从经污染的空气中清除污染物(例如化学品、微粒、生物材料和/或烟雾)来净化被污染的空气(例如,以风的形式),使得风能转换系统可以输出经净化的空气以及电力。
[0019] 风能转换系统可以包含送风(例如,进风)系统,所述送风系统接收风(例如,含有污染物)、使风加速以及将经加速的风输送到能量提取部分,所述能量提取部分可以包含经配置以响应于接收来自送风系统的风而输出能量的能量提取器。例如,风能转换系统可以经配置以基于以下几者中的至少一者调节送风系统以及能量提取部分中的至少一者的大小和/或形状:风能转换系统外部的主风速度、风能转换系统内的流速、以及由风能转换系统输出的功率。
[0020] 出于发电的目的,能量提取器可以从风中提取能量。对于一些实施例,空气净化器可以在送风系统、送风系统与能量提取器之间的管道、或能量提取器下游(例如,在能量提取器后方)的排气管道中。例如,可以定位空气净化器,使得可以在使风加速之前或之后或者在从风中提取能量之前或之后净化经污染的风,使得风能转换系统可以输出经净化的空气。
[0021] 能量提取器可以包含将风的动能转换成机械(例如,旋转)能的一个或多个涡轮机。涡轮机可以使产生电力的发电机旋转。对于一些实施例,能量提取器可以包含以流体方式串联耦合到送风系统上的多个涡轮机。
[0022] 对于其它实施例,能量提取器可以包含可以产生电力的一个或多个非旋转发电机。例如,非旋转发电机可以是振动式发电机,例如,所述振动式发电机经配置以将风的动能转换成振动能量。非旋转发电机可以包含电荷产生材料,例如压电材料,当发电机响应于风流过发电机而振动时,所述电荷产生材料可以产生电荷(例如,可以输出电压)。电力可以被输送到电池、被直接输送到电力负载、和/或电力网。对于一些实施例,能量提取器可以包含以流体方式串联耦合到送风系统上的多个非旋转发电机。对于其它实施例,能量提取器可以包含一个或多个涡轮机和/或一个或多个非旋转发电机。
[0023] 图1是风能转换系统的送风系统110的实例的剖面透视图。在图1的实例中,送风系统110包含可以包含平渐缩喷嘴122的喷嘴组合件120,所述水平渐缩喷嘴在操作期间在流动穿过其的风的方向上会聚。喷嘴组合件120可以以流体方式耦合到管道125上。对于一些实施例,管道125可以包含竖直渐缩喷嘴127,所述竖直渐缩喷嘴在操作期间在流动穿过其的风的方向上会聚,如图1中示出。对于其它实施例,管道125可能不包含喷嘴127。喷嘴122可以(例如)通过轴承152以可旋转方式耦合到管道125上并且因此耦合到喷嘴
127上,使得喷嘴122可以相对于管道125旋转。喷嘴122可以具有圆形、正方形、矩形、或任何多边形横截面形状。
[0024] 如本文中所使用,“以流体方式耦合”意指允许流体(例如,空气/风)的流动。例如,允许流体在以流体方式耦合的元件之间流动,即,从以流体方式耦合的元件中的一者流向另一者。例如,当管道以流体方式耦合时,这些管道内的流道以流体方式耦合。应认识到,术语“竖直的或水平的”考虑由于常规生产和/或组装变化导致的从“精确地”竖直方向或“精确地”水平方向发生的变化,并且所属领域的技术人员将知道如本文中所使用的术语“竖直的以及水平的”所表示的含义。
[0025] 空气净化器130可以位于喷嘴122的入口处并且因此位于喷嘴组合件120的入口处、在喷嘴122内、或在管道125并且因此在喷嘴127内。空气净化器130可以经配置以通过从空气中清除污染物(例如化学品、微粒、生物材料、和/或烟雾)来净化经污染的空气。空气净化器130可以包含机械过滤器以及电过滤器中的至少一者。机械过滤器的非限制性实例可以包含HEPA(高效率微粒空气)过滤器、活性过滤器等,所述HEPA过滤器(例如)经设计以清除99.97%的经过其的直径为0.3微米或更大的悬浮颗粒。电过滤器的非限制性实例可以包含静电过滤器和/或电子过滤器,例如来自研究产品公司(Research Products Corporation)(美国威斯康星州麦迪逊(Madison))的 模型5000。
[0026] 管道125以及因此喷嘴127以流体方式耦合到能量提取部分115上,例如,如图2中示出。例如,管道125以流体方式将喷嘴组合件120耦合到能量提取部分115上(例如)以形成风能转换系统。由此,喷嘴122使风加速并且将经加速风引导至喷嘴127。喷嘴127进一步使来自喷嘴122的风加速并且将经进一步加速的风引导至能量提取部分115。
[0027] 图2图示了对于一些实施例能量提取部分115中的能量提取器可以包含一个或多个涡轮机210。在一个实例中,涡轮机210可以串联,如图2中示出。例如,串联的涡轮机210可以通过轴230以机械方式耦合到发电机220(例如,旋转发电机)上,如图2中示出。
在操作期间,来自管道125的风流过涡轮机210的叶片,导致涡轮机210使轴230旋转,进而使发电机220旋转。发电机220可以是(例如)有时用于天然气应用的类型的齿轮或无齿轮发电机、高速发电机等。能量提取部分115可以是水平的或竖直的。
[0028] 对于一些实施例,能量提取部分115可以包含渐缩喷嘴240,所述渐缩喷嘴在管道125下游并且以流体方式耦合到所述管道125上。渐缩喷嘴240在喷嘴240中的风流动的方向上会聚。能量提取部分115可以包含扩散器245,所述扩散器在一个或多个涡轮机210下游并且以流体方式耦合到所述一个或多个涡轮机210上。扩散器245在扩散器245中的风流动的方向上发散。例如,对于一些实施例,能量提取部分115可以是文丘里管,其中所述文丘里管包含渐缩喷嘴240、扩散器245、以及在渐缩喷嘴240与扩散器245之间并且以流体方式耦合到渐缩喷嘴以及扩散器上的管道(例如,喉部247),其中一个或多个涡轮机
210可以在喉部247中。
[0029] 喷嘴240可以在管道125与一个或多个涡轮机210之间。所述一个或多个涡轮机210可以在喷嘴240与扩散器245之间。对于一些实施例,排气管道212可以在扩散器245下游并且可以以流体方式耦合到其上。空气净化器130可以(例如)在喷嘴240、扩散器
245、或排气管道212中,而非在喷嘴122的入口处、在喷嘴122内、或在管道125内,并且因此在喷嘴127中。
[0030] 如图1中最佳可见,致动器186(例如压电致动器)可以以物理方式耦合到喷嘴122的外表面中的至少一个外表面上并且耦合到管道125/喷嘴127的外表面上。例如,致动器186可以经耦合以与喷嘴122的外表面和/或管道125/喷嘴127的外表面进行直接物理接触。致动器186可以以通信方式耦合(例如,电气耦合、无线耦合等)到控制器190上以用于接收来自控制器190的信号(例如,经过导线电信号、无线信号等)。
[0031] 风速传感器,例如风速计192,可以安装在送风系统110上。风速计192可以以通信方式耦合(例如,以电气方式耦合、以无线方式耦合等)到控制器190上以用于向控制器190发送指示所感测到的风能转换系统外部的主风速度的信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等)。风向传感器,如风向标194可以安装在送风系统110上以用于感测主风方向。风向标194捕获风并且使喷嘴组合件120相对于管道125旋转,使得将喷嘴组合件120引导到风中。
[0032] 对于另一实施例,在接收来自风向标194的信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等)之后,控制器190可以向位于与轴承152相邻处的偏航电机(未图示)发送信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等)。偏航驱动件(未图示)可以以机械方式将偏航电机耦合到喷嘴组合件120上。所述信号指示偏航电机激活偏航驱动件,所述偏航驱动件转而使喷嘴组合件120旋转,使得将喷嘴组合件120引导到风中。
[0033] 响应于接收来自风速计192的指示风能转换系统外部的主风速度的信号,控制器190可以基于主风速度向致动器186发送信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等)。致动器186随后可以基于主风速度,通过直接在喷嘴122的外表面和/或管道125/喷嘴127的外表面上施加力来调节喷嘴122的大小(例如,喷嘴122的流道的大小)和/或形状和/或管道125/喷嘴127的大小(例如,管道125/喷嘴127的流道的大小)和/或形状。也就是说,喷嘴122的大小和/或形状和/或管道125/喷嘴127的大小和/或形状可以基于主风速度来调节。例如,致动器186可以调节喷嘴122的一个或多个直径和/或管道125/喷嘴127的一个或多个直径。
[0034] 致动器186可以耦合到渐缩喷嘴240、扩散器245、和/或能量提取部分115的喉部247上,例如,与渐缩喷嘴240、扩散器245、喉部247、和/或排气管道212的外表面进行直接的物理接触,如图2中示出。这些致动器186可以以通信方式耦合(例如,以电气方式耦合、以无线方式耦合等)到控制器190上。致动器186经配置以基于风能转换系统外部的主风速度,例如,基于在控制器190处所接收的来自风速计192的指示主风速度的信号,通过在渐缩喷嘴240、扩散器245、喉部247、和/或排气管道212的外表面上直接施加力来调节渐缩喷嘴240、扩散器245、和/或能量提取部分115的喉部247和/或排气管道212的大小(例如,其流道的大小)和/或形状,以响应于接收来自控制器190的信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等)。
[0035] 控制器190可以以通信方式耦合(例如,以电气方式耦合、以无线方式耦合等)到发电机220上并且可以经配置以监控从发电机220输出的功率。致动器186可以基于所输出的功率通过在喷嘴122的外表面、管道125/喷嘴127的外表面、渐缩喷嘴240的外表面、扩散器245的外表面、喉部247的外表面、和/或排气管道212的外表面上直接施加力来调节喷嘴122(图1)的大小和/或形状、管道125/喷嘴127(图1)的大小和/或形状、渐缩喷嘴240(图2)的大小和/或形状、扩散器245(图2)的大小和/或形状、喉部247(图2)的大小和/或形状、和/或排气管道212(图2)的大小和/或形状,以响应于接收来自控制器190的信号。
[0036] 例如,来自控制器190的信号可以使得致动器186增加喷嘴122的大小、管道125/喷嘴127的大小、渐缩喷嘴240的大小、扩散器245的大小、喉部247的大小、和/或排气管道212的大小,以响应于功率输出降低至特定水平之下。降低至特定水平之下的功率输出可能是由于压降的增加和/或风能转换系统外部的主风速度的降低导致,所述压降的增加由于空气净化器130导致。例如,压降的增加和/或主风速度的降低可能降低风能转换系统中的空气/风的流速(例如,流动速率),并且喷嘴122、管道125/喷嘴127、渐缩喷嘴240、扩散器245、喉部247、和/或排气管道212的增加的大小可以通过作用以增加风能转换系统中的流速来补偿主风速度的降低。
[0037] 传感器250,如流速传感器(例如,流动速率传感器),可以位于能量提取部分115中(例如,位于渐缩喷嘴240上游)或位于管道125中,以用于测量(例如)风能转换系统内的能量提取部分115或管道125中的空气/风的流速(例如,流动速率)。传感器250可以以通信方式耦合(例如,以电气方式耦合、以无线方式耦合等)到控制器190上以用于向控制器190发送指示(例如)风能转换系统内的流速的信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等)。
[0038] 来自控制器190的信号可以使得致动器186增加喷嘴122的大小、管道125/喷嘴127的大小、渐缩喷嘴240的大小、扩散器245的大小、喉部247的大小、和/或排气管道212的大小,以响应于控制器190接收来自传感器250的指示流速降低至特定水平之下的信号。
例如,喷嘴122、管道125/喷嘴127、渐缩喷嘴240、扩散器245、喉部247、和/或排气管道
212的增加的大小可以通过作用以增加风能转换系统中的流速来补偿速度的降低,所述速度的降低由于增加的压降或由于风能转换系统外部的主风速度的降低导致,所述增加的压降由于存在空气净化器130导致。
[0039] 图3是喷嘴组合件320的剖视图,在一些实施例中所述喷嘴组合件320可以替代图1中的送风系统110的喷嘴组合件120,使得送风系统110现在包含喷嘴组合件320而不是喷嘴组合件120。例如,对于其中管道125包含喷嘴127(图1)的实施例,喷嘴组合件320可以以流体方式耦合到管道125上并且因此耦合到喷嘴127上。管道125以流体方式将喷嘴组合件320耦合到能量提取部分115上以形成风能转换系统。
[0040] 喷嘴组合件320可以包含竖直渐缩喷嘴322以及延伸到喷嘴322中的物体,例如导流板324。喷嘴组合件320可以包含在导流板324与喷嘴322之间的渐缩流道326。导流板324使风偏转到喷嘴322中。进气组合件320可以包含在导流板324上方(例如,作为所述导流板的一部分)的盖子325。
[0041] 风可以以大体上任何方向进入喷嘴组合件320,例如以围绕喷嘴组合件320大体上360度(例如,以360度)进入。这避免了对将风能转换系统或风能转换系统的涡轮机的入口转到风中的需要,(例如)由此消除了对偏航系统的需要。
[0042] 在导流板324与喷嘴322之间可以存在多个叶片330。可以存在多个流道332,其中每个流道332在相邻叶片330之间。所述多个流道332通向流道326。
[0043] 对于一些实施例,致动器186可以以物理方式耦合到叶片330中的一个或多者上,如图3中示出,并且可以以通信方式耦合到控制器190上以用于接收来自控制器190的信号。例如,致动器186可以经耦合以与叶片330的表面进行直接的物理接触。致动器186还可以经耦合以与导流板324的外表面进行直接的物理接触和/或与喷嘴322的外表面进行直接的物理接触,如图3中示出,并且可以以通信方式耦合到控制器190上以用于接收来自控制器190的信号。换句话说,例如,一个或多个致动器186可以耦合到导流板324的外表面、喷嘴322的外表面、以及一个或多个叶片330的表面中的至少一者上。
[0044] 响应于接收指示来自风速计192的主风速度、来自传感器250的空气/风速度、和/或来自发电机220的功率输出的信号,控制器190可以向致动器186发送信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等)。例如,从控制器190发送到致动器186的信号可以是基于由风速计192(图3)所指示的风能转换系统外部的主风速度、由传感器250(图2)所指示的(例如,风能转换系统内部)的管道125或能量提取部分115中的空气/风速度、和/或从风能转换系统输出的功率。
[0045] 耦合到导流板324上的致动器186随后可以通过在导流板324的外表面上直接施加力来调节导流板324的大小和/或形状(例如,会聚的量),以响应于接收来自控制器190的信号。也就是说,例如,导流板324的大小和/或形状可以基于风能转换系统外部的主风速度、风能转换系统内部的空气/风速度、和/或从风能转换系统输出的功率来调节。
[0046] 耦合到喷嘴322上的致动器186随后可以通过在喷嘴322的外表面上直接施加力来调节喷嘴322的大小和/或形状,以响应于接收来自控制器190的信号。也就是说,例如,喷嘴322的大小和/或形状可以基于风能转换系统外部的主风速度、风能转换系统内部的空气/风速度、和/或从风能转换系统输出的功率来调节。
[0047] 例如,通过使用耦合到导流板324上的致动器186调节导流板324的大小和/或形状,和/或通过使用耦合到喷嘴322上的致动器186调节喷嘴322的大小和/或形状,可以调节在导流板324与喷嘴322之间的流道326的大小和/或形状。另外,流道326的转弯半径(例如,曲率半径)可以通过调节耦合到导流板324和/或喷嘴322上的致动器186来调节。应注意,耦合到喷嘴322上的致动器186还可以调节喷嘴322的流道350的大小和/或形状,所述流道在流道326与管道125/喷嘴127的流道之间并且以流体方式耦合到流道326和管道125/喷嘴127的流道上,以响应于接收来自控制器190的信号。
[0048] 耦合到依次相邻的叶片330上的致动器186可以基于风能转换系统外部的主风速度、风能转换系统内部的空气/风速度、和/或从风能转换系统输出的功率,通过在依次相邻的叶片330的表面上直接施加力来调节依次相邻的叶片330之间的流道332的大小和/或形状(例如,会聚的量)。控制器190可以向耦合到叶片330上的致动器186发送信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等)。耦合到叶片330上的致动器186随后可以通过在叶片330的表面上直接施加力来调节依次相邻的叶片330之间的每个流道332的大小和/或形状,以响应于接收来自控制器190的信号。应注意,来自控制器190的信号可以是基于风能转换系统外部的主风速度、风能转换系统内部的空气/风速度、和/或从风能转换系统输出的功率。
[0049] 在操作期间,风(例如,含有污染物)在一个或多个流道332的入口342处被接收。当风流经一个或多个流道332时,所述风会聚并且因此加速。当加速的风流经一个或多个流道332时,所述风可能由对应的流道332的曲率转向,例如,朝向竖直向下方向。经加速的风随后从一个或多个流道332被接收在流道326中并且会聚,并且因此当它流经流道326时被进一步加速。经进一步加速的风随后从流道326被接收在喷嘴322的流道350中。当风流经流道350时,所述风会聚并且因此进一步加速。风从流道350流动到管道125中,所述管道转而将风输送到能量提取部分115。在管道125包含喷嘴127的情况下,风从流道350流动到喷嘴127中,所述喷嘴进一步使风加速并且将经进一步加速的风引导至能量提取部分115。
[0050] 空气净化器130可以在每个流道332的入口342处、在每个流道332内、在流道326内、或在流道350内。替代地,空气净化器130可以在管道125/喷嘴127(图1)、喷嘴
240、扩散器245、或排气管道212(图2)中。当风经过空气净化器130时,所述风被净化。
[0051] 来自控制器190的信号可以使得致动器186增加一个或多个流道332的大小、导流板324与喷嘴322之间的流道326的大小、流道350的大小、管道125/喷嘴127的大小、渐缩喷嘴240的大小、扩散器245的大小、喉部247的大小、和/或排气管道212的大小,以响应于控制器190接收来自传感器250的指示由传感器250感测到的空气/风速度降低至特定水平之下的信号、接收来自风速计192的指示由风速计192感测到的风速降低至特定水平之下的信号、和/或接收来自发电机220的指示功率降低至特定水平之下的信号。例如,一个或多个流道332、流道326、流道350、管道125/喷嘴127、渐缩喷嘴240、扩散器245、喉部247、和/或排气管道212的增加的大小可以(例如)通过增加在一个或多个流道332、流道326、流道350、管道125/喷嘴127、渐缩喷嘴240、扩散器245、喉部247、和/或排气管道212中以及因此在风能转换系统中的流速,来补偿由于增加的压降和/或由于由风速计192所测量的主风速度的降低导致的速度和/或功率输出的降低,所述增加的压降由于存在空气净化器130导致。应注意,通过使得耦合到导流板324上的致动器186减小导流板
324的大小以响应于来自控制器190的信号,和/或通过使得耦合到喷嘴322上的致动器
186增加喷嘴322的大小以响应于来自控制器190的信号,可以增加导流板324与喷嘴322之间的流道326的大小。
[0052] 图4图示了空气净化系统430的实例,所述空气净化系统经配置以响应于来自控制器190的信号而被激活以及去激活。空气净化系统430可以包含空气净化器130。空气净化系统430可以在管道125与能量提取部分115之间并且以流体方式耦合到所述管道以及能量提取部分上。替代地,空气净化系统430可以以流体方式耦合到排气管道212上并且在所述排气管道下游。
[0053] 空气净化系统430包含通过管道440的入口442以及通过管道440的出口450以流体方式耦合到管道440上的管道435,所述管道的入口通向管道435中的445上游的管道435,所述管道的出口通向阀门445下游的管道435。应注意,管道440的入口442以及出口450也可以分别被称作管道435的出口452以及入口454。
[0054] 阀门455在管道440的入口442与出口450之间的管道440中。空气净化器130可以在管道440中,在阀门455下游,在阀门455与管道440的出口450之间,如图4中示出。
[0055] 阀门445以及455中的每一者可以以通信方式耦合(例如,以电气方式耦合、以无线方式耦合等)到控制器190上以接收来自控制器190的信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等)。例如,阀门445以及455可以分别经配置以打开以及闭合管道435以及440,以响应于接收来自控制器190的信号。
[0056] 在一个实例中,阀门445可以包含隔板(例如,遮板)460,例如,板,所述隔板经配置以通过致动器(例如,步进式电机)在由图4中的实线指示的闭合位置与由图4中的虚线指示的开放位置之间枢转,以响应于致动器接收来自控制器190的信号。也就是说,例如,致动器可以以通信方式耦合(例如,以电气方式耦合、以无线方式耦合等)到控制器190上以用于接收来自控制器190的信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等)。当隔板460在开放位置中时,阀门445是开放的并且因此管道435是开放的,并且当隔板460在闭合位置中时,阀门445是闭合的,并且因此管道435是闭合的。
[0057] 在一个实例中,阀门455可以包含隔板(例如,遮板)465,例如,板,所述隔板经配置以通过致动器(例如,步进式电机)在由图4中的实线指示的开放位置与由图4中的虚线指示的闭合位置之间枢转,以响应于致动器接收来自控制器190的信号。也就是说,例如,致动器可以以通信方式耦合(例如,以电气方式耦合、以无线方式耦合等)到控制器190上以用于接收来自控制器190的信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等)。当隔板465在开放位置中时,阀门455是开放的并且因此管道440是开放的,并且当隔板465在闭合位置中时,阀门455是闭合的并且因此管道440是闭合的。应注意,空气净化系统430可以经配置以使得阀门445是闭合的而阀门455是开放的,且反之亦然。
[0058] 在图4的实例中,阀门445、因此管道435是闭合的,并且阀门455、以及因此管道440是开放的。当空气净化系统430处于此配置中时,激活空气净化系统430,并且从管道
125或排气管道212将经污染的空气(例如,风)接收在空气净化系统430中且通过开阀
455将经污染的空气引导至空气净化器130。当经污染的空气经过空气净化器130时,所述经污染的空气被净化。离开空气净化器130的经净化的空气或者在经污染的空气接收自管道125时被引导至能量提取部分115,或者在经污染的空气接收自排气管道212时离开风能转换系统。
[0059] 当空气净化系统430被激活时,经污染的空气经过空气净化器130。例如,空气净化系统430可以被激活以响应于接收来自控制器190的信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等),所述信号(例如)同时使得阀门455打开以及使得阀门445闭合。当空气净化系统430被去激活时,经污染的空气经过管道435并且绕过空气净化器130。例如,空气净化系统430可以被去激活以响应于接收来自控制器190的信号,例如,所述信号(例如)同时使得阀门455闭合以及使得阀门445打开。
[0060] 如本文中所使用,多个动作同时执行将意味着在对应的时间段内执行这些动作中的每一者,并且这些对应的时间段中的每一者与其余的对应的时间段中的每一者部分或完全重叠。换句话说,在至少某一时间段上同时执行那些动作。
[0061] 当空气净化系统430被激活并且经污染的空气经过空气净化器130时,在空气净化器130上发生气压的降低,所述气压的降低可能降低通过风能转换系统的空气的流动速率,从而使得能量提取部分115输出较少的功率。因此,控制器190可以经配置以向空气净化系统430发送信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等),所述信号使得空气净化系统430去激活,以响应于控制器190接收来自发电机220的指示由风能转换系统输出的功率在特定水平之下、来自风速计192的指示风能转换系统外部的主风速度在特定水平之下、和/或来自传感器250的指示风能转换系统内的空气/风速度在特定水平之下的信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等)。例如,来自控制器190的信号可以是基于以下几者中的至少一者:风能转换系统外部的主风速度、风能转换系统内的流速、以及由风能转换系统输出的功率。
[0062] 控制器190可以经配置以向空气净化系统430发送信号,所述信号使得空气净化系统430激活(例如,再激活),以响应于控制器190接收来自发电机220的指示由风能转换系统输出的功率在特定水平之上、来自风速计192的指示风能转换系统外部的主风速度在特定水平之上、和/或来自传感器250的指示风能转换系统内的空气/风速度在特定水平之上的信号。也就是说,例如,净化系统430可以经配置以基于风能转换系统的功率输出、风能转换系统外部的主风速度、和/或风能转换系统内的空气/风速度来被激活以及去激活。控制器190可以经配置以确定功率输出是在特定水平之上还是之下、主风速度是在特定水平之上还是之下、和/或风能转换系统内的空气/风速度是在特定水平之上还是之下。
[0063] 应注意,对于一些实施例,当使用致动器186增加喷嘴122、管道125/喷嘴127、渐缩喷嘴240、扩散器245、喉部247、和/或排气管道212(图1和2)的大小或当使用致动器186增加一个或多个流道332、流道326、流道350、管道125/喷嘴127、渐缩喷嘴240、扩散器245、喉部247、和/或排气管道212(图2和3)的大小无法补偿风能转换系统内的流速的降低时,空气净化系统430可以被去激活,所述流速的降低由于由经过空气净化系统430中的空气净化器130的空气/风产生的增加的压降、和/或由于风能转换系统外部的主风速度的降低导致。
[0064] 在替代实施例中,替代空气净化器130位于管道440中,空气净化器130可以位于阀门445下游的管道435中,在阀门445与管道435的入口454之间。在此类实施例中,当阀门445、以及因此管道435是开放的且阀门455、以及因此管道440是闭合的时,空气净化系统430可以被激活,并且当阀门445、以及因此管道435是闭合的且阀门455、以及因此管道440是开放的时,空气净化系统430可以被去激活。
[0065] 在图5的实例中,能量提取部分115中的能量提取器可以包含振动式发电机500或串联的多个非旋转振动式发电机500。每个发电机500可以包含电荷产生(例如,电压产生)材料,例如压电材料。发电机500可以经配置以振动以响应于流体(例如,风)流过所述发电机,并且电荷产生材料可以经配置以产生交流电荷(例如,电压)以响应于发电机500振动。对于一些实施例,一个或多个发电机500可以替代图2中的能量提取器部分115中的涡轮机210。由此,一个或多个发电机500可以在喉部247中在喷嘴240与扩散器245之间。还应注意,共同的编号用于图2、5以及6中以表示相似(例如,相同)的组件,例如上文结合图2所论述的组件。
[0066] 在图6的实例中,能量提取部分115的喉部247中的能量提取器可以包含与一个或多个非旋转振动式发电机500串联的一个或多个涡轮机210。例如,串联的多个涡轮机210可以与串联的多个非旋转振动式发电机500串联。对于一些实施例,当存在串联的多个涡轮机210时,每个涡轮机210可以单独地耦合到单个发电机220上。在其它实施例中,如图2中所示耦合到单个发电机220上的串联的多个涡轮机210可以替代图6中单独地耦合到单个发电机220上的涡轮机210。
[0067] 图7是非旋转振动式发电机系统700的实例,所述非旋转振动式发电机系统具有一个或多个,例如多个(例如一堆),非旋转振动式发电机500。每个非旋转振动式发电机500可以具有可以插入在一对电极714之间的电荷产生材料712。边界约束,例如末端边界约束730,可以以物理方式耦合到每个发电机500上。例如,末端边界约束730可以耦合到每个发电机500的一个或两个末端上。一个或多个750可以位于每个发电机500上。例如,块750可以是主动块(例如,是可以变形以响应于施加到其上的电流形状记忆材料)或被动块。张力调节器755可以以物理方式耦合到每个发电机500的末端上。对于一些实施例,能量提取部分115中的能量提取器可以包含串联的多个非旋转振动式发电机系统
700,如图5或6中示出,或者可以包含与一个或多个涡轮机210串联的一个或多个非旋转振动式发电机系统700,如图6中示出。
[0068] 控制器560可以以通信方式(例如,通过导线以电气方式或以无线方式)耦合到每个发电机500(图5、6以及7)上,并且耦合到边界约束、主动块、以及张力调节器755(图7)上。例如,控制器560可以包含控制器190,使得控制器包含控制器190的功能,如上文结合图1到4所论述。
[0069] 控制器560可以经配置以基于风速计192所感测到的主风、在风能转换系统内流动的空气/风的流速(例如,由传感器250感测到的在管道125或在能量提取部分115中流动的空气/风的流速)、由一个或多个发电机500产生的功率(例如,由控制器560确定)、和/或由发电机220产生的功率来使得边界约束(例如末端边界约束730)的刚度、主动块的分布、以及由张力调节器755施加在发电机500上的张力中的至少一者被调节。与控制器560分开或者并入在所述控制器中的转换器可以以电气方式耦合到发电机500上,并且可以经配置以将由发电机500的振动产生的交流电压转换成直流电压。
[0070] 应注意,对于一些实施例,空气净化系统430可以被去激活,以响应于控制器560确定一个或多个发电机500产生在特定水平之下的功率。在其它实施例中,使用致动器186增加喷嘴122、管道125/喷嘴127、渐缩喷嘴240、扩散器245、喉部247、和/或排气管道212(图1和2)的大小,或使用致动器186增加一个或多个流道332、流道326、流道350、管道125/喷嘴127、渐缩喷嘴240、扩散器245、喉部247、和/或排气管道212(图2和3)的大小可以响应于控制器560确定一个或多个发电机500产生在特定水平之下的功率。也就是说,例如,控制器560可以以通信方式耦合(例如,以电气方式耦合、以无线方式耦合等)到致动器186上以用于向其发送信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等)。
[0071] 在一些实施例中,建筑物可以包含风能转换系统,例如上文结合图1到7所论述的那些,所述风能转换系统包含空气净化器130或空气净化系统430。风能转换系统可以整合在建筑物中或可以与建筑物相邻。对于一些实施例,建筑物内的空间可以是风能转换系统的一部分并且可以通过管道以流体方式耦合到能量提取器上。例如,向空间开放的建筑物的窗户可以充当风能转换系统的入口。
[0072] 风能转换系统可以安装在建筑物中作为建筑物的构造的一部分,或可以添加到现有建筑物。可以包含风能转换系统的建筑物包含单户住宅、多户公寓、办公综合楼、高层建筑,(例如,摩天大楼)、工业设施、或需要电力的任何其它建筑物。
[0073] 图8是包含至少一个风能转换系统805(例如上文结合图1到7所论述)的建筑物800的剖面透视图。对于一些实施例,建筑物800可以包含多个风能转换系统805。建筑物800可以是需要电力的任何类型的建筑物,例如(但不限于)住宅、公寓大楼、办公综合楼、高层建筑、工业设施等。
[0074] 风能转换系统805可以包含图1的送风系统110,所述送风系统可以以流体方式耦合到图2、5、或6的能量提取部分115上。送风系统110可以包含图3的喷嘴组合件320(如图5中示出)或图1的喷嘴组合件120,所述喷嘴组合件以流体方式耦合到管道125上,所述管道以流体方式耦合到能量提取部分115上。
[0075] 风能转换系统805可以包含空气净化器,例如空气净化器130,或空气净化系统,例如上文结合图4所描述的空气净化系统430。例如,喷嘴组合件120可以包含空气净化器130,如上文结合图1所描述,并且喷嘴组合件320可以包含空气净化器130,如上文结合图
3所描述。替代地,能量提取部分115可以包含空气净化器130,如上文结合图2所描述并且如图2、5以及6中示出。对于一些实施例,空气净化系统430可以位于管道125与能量提取部分115之间或位于能量提取部分115下游。
[0076] 对于一些实施例,风能转换系统805可以构造为用于构造建筑物800的方法的一部分。对于其它实施例,风能转换系统805可以在构造建筑物800之后被安装,例如,作为附加物。
[0077] 图9是具有多个风能转换系统805的建筑物900的实例,例如,每个风能转换系统具有喷嘴组合件320。多个风能转换系统805中的每一者可以具有能量提取部分115以及空气净化器130或空气净化系统430。对于其它实施例,图9中的风能转换系统805的送风系统110可以以流体方式耦合到单个能量提取部分115上,所述单个能量提取部分可以包含空气净化器130或者可以以流体方式耦合到单个空气净化系统430上。
[0078] 图10图示了具有风能转换系统1005的建筑物1000,例如高层建筑。可以作为构建建筑物1000的方法的一部分或在构建建筑物1000之后安装风能转换系统1005,例如,作为对建筑物1000的改造(例如,作为附加物)。
[0079] 风能转换系统1005可以包含可以以流体方式耦合到能量提取部分115(例如,能量提取部分1151以及1152)上的送风系统1010,其中每个能量提取部分115可以如上文结合图2、5、6、以及7所论述。风能转换系统1005可以包含空气净化器,例如空气净化器130,或空气净化系统,例如上文结合图4所描述的空气净化系统430。
[0080] 能量提取部分1151以及1152中的每一者可以包含空气净化器130,如上文结合图2所描述并且如图2、5以及6中示出。能量提取部分1151以及1152中的每一者可以包含能量提取器,所述能量提取器可以包含例如图2和6中示出的一个或多个涡轮机210、例如图5和6中示出的一个或多个非旋转振动式发电机500、例如图5至7中示出的一个或多个非旋转振动式发电机系统700、例如图6中示出的一个或多个涡轮机210以及一个或多个非旋转振动式发电机500、或例如图6中示出的一个或多个涡轮机210以及一个或多个非旋转振动式发电机系统700。
[0081] 风能转换系统1005的送风系统1010可以包含喷嘴组合件1020,所述喷嘴组合件可以包含竖直渐缩喷嘴1022以及竖直渐缩喷嘴1024。喷嘴1022可以延伸到喷嘴1024中并且可以与所述喷嘴1024同轴。喷嘴1022的入口在竖直水平上在喷嘴1024的入口上方。空气净化器130可以在喷嘴1022的入口和/或喷嘴1024的入口处。
[0082] 致动器186可以耦合到喷嘴1022上(例如,与所述喷嘴的外表面进行直接的物理接触)和/或耦合到喷嘴1024上(例如,与所述喷嘴的外表面进行直接的物理接触)。这些致动器186可以以通信方式(例如,通过导线以电气方式或以无线方式)耦合到控制器上,例如上文结合图1至4所描述的控制器190或控制器560(图5至7),使得致动器186可以通过在喷嘴1022的外表面上和/或在喷嘴1024的外表面上(例如,直接地)施加力来调节喷嘴1022的大小和/或形状和/或喷嘴1024的大小和/或形状,以响应于接收来自控制器的信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等),所述信号是基于风能转换系统1005外部的主风速度、风能转换系统1005内的流速,例如,由在管道125或在能量提取部分
115中的传感器(例如,图2、5以及6中示出的且上文结合图1至7所描述的传感器250)所感测到,和/或由能量提取部分1151以及1152输出的功率。
[0083] 物体(例如导流板1025)可以延伸到喷嘴1022中并且可以作用以使风偏转到喷嘴1022中。对于一些实施例,致动器186可以耦合到导流板1025上(例如,与所述导流板的外表面进行直接的物理接触)。这些致动器186可以以通信方式(例如,通过导线以电气方式或以无线方式)耦合到控制器上,使得致动器186可以通过在导流板1025的外表面上(例如,直接地)施加力来调节导流板1025的大小和/或形状,以响应于接收来自控制器的信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等),所述信号是基于风速、风能转换系统1005内的流速(例如由管道125或能量提取部分115中的传感器所感测到)、和/或由能量提取部分1151以及1152输出的功率。
[0084] 对于一些实施例,喷嘴1022可以以流体方式耦合到管道1251上,所述管道可以以流体方式耦合到能量提取部分1151上,并且喷嘴1024可以以流体方式耦合到管道1252上,所述管道可以以流体方式耦合到能量提取部分1152上。对于一些实施例,管道1251的一部分可以在管道1252中并且可以穿过管道1252的壁以耦合到能量提取部分1151上,如图10中示出。
[0085] 例如,管道1251以及1252可以独立于彼此,例如,管道1251以及1252中的流道可能不以流体方式耦合到彼此上。由此,分别以流体方式耦合到管道1251以及1252上的能量提取部分1151以及1152中的能量提取器可以独立于彼此进行操作。
[0086] 应注意,管道1251以及1252中的每一者可以如上文结合图1至4所描述,并且可以包含渐缩喷嘴127(图1)并且在其外表面上可以具有致动器186,所述致动器以通信方式(例如,通过导线以电气方式或以无线方式)耦合到控制器上,所述控制器耦合到致动器上,所述致动器耦合到喷嘴1022和/或1024和/或导流板1025上。这些致动器186通过在管道1251以及1252的外表面上(例如,直接地)施加力来调节管道1251以及1252的大小和/或形状,以响应于接收来自控制器的信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等),所述信号是基于风速、风能转换系统1005内的流速(例如由管道125中或能量提取部分115中的传感器所感测到)、和/或由能量提取部分1151以及1152输出的功率。空气净化器130可以在管道1251以及1252中的每一者中。
[0087] 例如,喷嘴1040可以在管道1252与能量提取部分1152之间并且以流体方式耦合到所述管道以及能量提取部分上。致动器186可以耦合到喷嘴1040的外表面上(与所述喷嘴的外表面进行直接的物理接触)并且可以以通信方式(例如,通过导线以电气方式或以无线方式)耦合到控制器上。这些致动器186通过在喷嘴1040的外表面上(例如,直接地)施加力来调节喷嘴1040的大小和/或形状,以响应于接收来自控制器的信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等),所述信号是基于风速、风能转换系统1005内的流速(例如由管道1252中或能量提取部分1152中的传感器所感测到)、和/或由能量提取部分1152输出的功率。空气净化器130可以在喷嘴1040中。
[0088] 分别在能量提取部分1151以及1152中的能量提取器可以在建筑物1000的不同竖直水平处(例如,可以在不同楼层上)。例如,能量提取部分1151中的能量提取器可以位于一个楼层上,所述楼层在能量提取部分1152中的能量提取器所位于的楼层上方。
[0089] 空气净化系统(图10中未示出),例如上文结合图4所论述的空气净化系统430,可以在管道1251与能量提取部分1151之间并且以流体方式耦合到管道1251以及能量提取部分1151上和/或在管道1252与能量提取部分1152之间并且以流体方式耦合到管道1252以及能量提取部分1152上。替代地,空气净化系统430可以以流体方式耦合到能量提取部分1151和/或能量提取部分1152上并且在能量提取部分1151和/或能量提取部分1152下游,如上文结合图4所论述。例如,排气管道(例如图2、5以及6中的排气管道
212)可以在能量提取部分1151以及1152中的每一者下游,并且空气净化系统430可以在每个排气管道下游并且以流体方式耦合到每个排气管道上。每个排气管道可以如上文结合图2关于排气管道212所描述并且可以具有在其外表面上的致动器186(图2以及图5至
7),所述致动器以通信方式(例如,通过导线以电气方式或以无线方式)耦合到控制器上,所述控制器耦合到致动器186上,所述致动器耦合到喷嘴1022以及1024上。
[0090] 应注意,能量提取部分1151以及1152中的每一者可以如上文结合图2以及图5至7所描述,并且可以具有耦合到其外表面上的致动器186(图2以及5至7),所述致动器以通信方式(例如,通过导线以电气方式或以无线方式)耦合到控制器上,所述控制器耦合到致动器186上,所述致动器耦合到喷嘴1022以及1024上。
[0091] 对于一些实施例,建筑物1000中的风能转换系统1005可以用上文结合图8所描述的(且在图8中示出的)风能转换系统808替代。
[0092] 图11图示了具有风能转换系统1105的建筑物1100(例如高层建筑物)的剖视图。可以作为构建建筑物1100的方法的一部分或者在构建建筑物1100之后安装风能转换系统
1105,例如,作为对建筑物1100的改造(例如,作为附加物)。
[0093] 对于一些实施例,风能转换系统1105可以包含以流体方式耦合到能量提取部分115上的送风系统1110,其中能量提取部分115可以如上文结合图2、5以及6所论述。例如,风能转换系统1105的能量提取部分115可以包含例如图2和6中示出的一个或多个涡轮机210、例如图5和6中示出的一个或多个非旋转振动式发电机500、例如图5至7中示出的一个或多个非旋转振动式发电机系统700、例如图6中示出的一个或多个涡轮机210以及一个或多个非旋转振动式发电机500、或例如图6中示出的一个或多个涡轮机210以及一个或多个非旋转振动式发电机系统700。能量提取部分115可以具有空气净化器130,如上文结合图2所描述并且如图2、5以及6中示出。
[0094] 送风系统1110可以包含管道125,所述管道可以包含渐缩喷嘴127,如上文结合图1所描述。例如,喷嘴127可以是在风流动穿过其的方向上会聚的竖直渐缩喷嘴。对于一些实施例,管道125可以是建筑物1100的至少一部分或可以位于所述建筑物的电梯井中。管道125以流体方式耦合到能量提取部分115上。物体(例如导流板1112)可以延伸到管道
125中并且可以经配置以使风偏转到管道125中。
[0095] 空气净化器130可以在管道125中。管道125可以具有在其外表面上(例如,经耦合以与其外表面进行直接的物理接触)的致动器186,所述致动器以通信方式(例如,通过导线以电气方式或以无线方式)耦合到控制器上,例如控制器190(图1和3)或控制器560(图5至7)。致动器186可以在导流板1112的外表面上(例如,经耦合以与所述外表面进行直接的物理接触)并且以通信方式(例如,通过导线以电气方式或以无线方式)耦合到控制器上。这些致动器186通过在管道125和/或导流板1112的外表面上施加力来调节管道125的大小和/或形状和/或导流板1112的大小和/或形状,以响应于接收来自控制器的信号(例如,经过导线的电信号、无线信号等),所述信号是基于风速、风能转换系统1105内的流速(例如由管道125中或能量提取部分115中的传感器所感测到)、和/或由能量提取部分115输出的功率。
[0096] 送风系统1110可以包含建筑物1100的在相邻楼层1117i与1117i+1之间的空间(例如,层)1115。例如,层1115可以是服务层和/或可以专用于建筑物1100的通风和/或空气调节。层1115可以包含导流板1112。当导流板1112延伸到管道125中时,导流板1112的一部分可以延伸穿过楼层1117i并且进入层1115下方的层中,如图11中示出。应注意,层1115可以是在地平面上方的若干层并且可以是建筑物1100的上层。
[0097] 风可以通过层1115的窗户1118进入层1115中。例如,窗户1118可以形成送风系统1110的入口并且因此形成风能转换系统1105的入口。对于一些实施例,空气净化器(例如空气净化器130)可以位于层1115的窗户1118中。
[0098] 对于一些实施例,管道125的入口1120可以在层1115的楼层1117i中。由此,管道125通向层1115并且以流体方式耦合到所述层上。在到达能量提取部分115之前,管道125可以从楼层1117i向下延伸穿过一个或多个楼层。例如,能量提取部分115以及因此其中的能量提取器可能在建筑物1100的楼层上,所述楼层是建筑物的在管道125入口1120以及因此层1115下方的一个或多个楼层(例如,多个层)。管道125可以以流体方式将层
1115耦合到能量提取部分115,并且因此耦合到能量提取部分115中的能量提取器上。
[0099] 空气净化系统430(图11中未示出)可以在管道125与能量提取部分115之间并且以流体方式耦合到所述管道以及能量提取部分上,如上文结合图4所论述。替代地,空气净化系统430可以以流体方式耦合到能量提取部分115上并且在所述能量提取部分下游,如上文结合图4所论述。例如,排气管道(例如图2、5以及6中的排气管道212)可以在能量提取部分115下游,并且空气净化系统430可以在排气管道下游并且以流体方式耦合到排气管道上。排气管道可以如上文结合图2所描述并且可以具有在其外表面上的致动器186(图2以及5至7),所述致动器以通信方式(例如,通过导线以电气方式或以无线方式)耦合到控制器上,所述控制器耦合到致动器186上,所述致动器耦合到管道125和/或导流板1112上。
[0100] 总结
[0101] 尽管已经图示了并且在本文中描述了特定实施例,但明显希望的是,所要求的标的物的范围仅受以上权利要求书以及其等效物限制。
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