将垂直轴涡轮机与带方形集热棚的太阳能烟囱结合装置

将垂直轴涡轮机与带方形集热棚的太阳能烟囱结合装置
1.技术领域：
2.本实用新型涉及一种将垂直轴涡轮机与带方形集热棚的太阳能烟囱结合装置。
3.

背景技术：

4.太阳能烟囱发电系统主要由集热棚、涡轮机、烟囱、蓄热层四个主要部分组成，该技术集温室技术、烟囱技术和涡轮机发电技术于一体。太阳能烟囱集热系统的集热棚收集太阳辐射，蓄热层温度升高。蓄热层加热进入到集热棚内空气使其温度升高，密度下降。集热棚内外空气形成密度差，产生抽吸力，使得集热棚内空气向上运动，推动集热棚出口处涡轮叶片转动，带动发电机发电。
5.目前，传统太阳能烟囱发电系统集热棚形状为圆形，而涡轮机按照其回转轴与来流风的关系采用水平轴涡轮机（来流风与风轮回转轴平行），该涡轮机多数安装在烟囱入口位置，安装在此位置易造成受到太阳辐射不均，引发烟囱内空气流速分布不均，导致涡轮机在运行过程中发电不稳定。而且，在太阳能烟囱中，烟囱直径往往较小，叶轮直径受到烟囱约束直径也较小，所以其捕获风能的能力将会受限。
6.

技术实现要素：

7.本实用新型的目的是提供一种将垂直轴涡轮机与带方形集热棚的太阳能烟囱结合装置。
8.上述的目的通过以下的技术方案实现：
9.垂直轴涡轮机与带方形集热棚的太阳能烟囱结合装置，其组成包括：集热棚，所述的蓄热层与集热棚连接，蓄热层与地面贴合，所述的蓄热层装有垂直轴涡轮机，所述的集热棚的顶部与烟囱连接；所述的集热棚外表面方形，所述集热棚的顶部为楞锥体。
10.所述的将垂直轴涡轮机与带方形集热棚的太阳能烟囱结合装置，所述的蓄热层与集热棚的下方四角位置连接，所述的垂直轴涡轮机由涡轮叶片、风轮回转轴和支杆组成，风轮回转轴通过支杆连接涡轮叶片。
11.本实用新型的有益效果：
12.1.本实用新型采用方形集热棚形状，在同等占地面积下，能够有更大的集热棚入口面积，以便增加入口处的热交换量。
13.2.本实用新型蓄热层加热进入到方形集热棚内空气使其温度升高，密度下降。方形集热棚内外空气形成密度差，产生抽吸力，使得集热棚内空气向上运动，推动方形集热棚内的垂直轴涡轮机的涡轮叶片转动，带动发电机发电。该系统通过吸收太阳辐射形成气流推动垂直轴涡轮机做功实现电流输出，不依赖自然条件形成的风速推动涡轮机做功。同时，不需要阳光直射，即使在阴天条件下也可以吸收太阳光中的散射辐射，加热进入集热棚内空气。
14.3.本实用新型采用垂直轴涡轮机（来流风与风轮回转轴垂直），将垂直轴涡轮机放置于蓄热层中央、集热棚下方能够在一定程度上增大叶轮的扫风面积，从而增加入口处的热交换量，提高太阳能烟囱的发电效率。
15.4.本实用新型垂直轴涡轮机捕获风能不会受到空气流速分布不均的影响，发电更
稳定。同时该系统通过吸收太阳辐射形成气流推动垂直轴涡轮机做功实现电流输出，不依赖自然条件形成的风速推动涡轮机做功。同时，不需要阳光直射，即使在阴天条件下也可以吸收太阳光中的散射辐射，加热进入集热棚内空气。
16.附图说明：
17.附图1是本实用新型的结构示意图。
18.附图2是垂直轴涡轮机的结构示意图。
19.图中：1、蓄热层，2、烟囱，3、方形集热棚，4、垂直轴涡轮机，5、涡轮叶片，6、风轮回转轴，7、支杆。
20.具体实施方式：
21.实施例1：
22.一种将垂直轴涡轮机与带方形集热棚的太阳能烟囱结合装置，其组成包括：集热棚3、蓄热层1和烟囱2，所述的蓄热层与集热棚的下方四角位置连接，蓄热层与地面贴合，所述的集热棚下方和蓄热层的中央位置安装有垂直轴涡轮机4，所述的集热棚的顶部与烟囱连接；所述的集热棚为方形结构，且方形集热棚的下方为空腔结构，方形集热棚的顶部为方形锥体结构。方形集热棚采用玻璃材质，透光性良好；
23.实施例2：
24.根据实施例1所述的将垂直轴涡轮机与带方形集热棚的太阳能烟囱结合装置，所述的垂直轴涡轮机由涡轮叶片5、风轮回转轴6和支杆7组成，风轮回转轴通过支杆连接涡轮叶片。


技术特征：
1.一种将垂直轴涡轮机与带方形集热棚的太阳能烟囱结合装置，其组成包括：集热棚，其特征是：蓄热层与集热棚连接，蓄热层与地面贴合，所述的蓄热层装有垂直轴涡轮机，所述的集热棚的顶部与烟囱连接；所述的集热棚外表面方形，所述集热棚的顶部为楞锥体。2.根据权利要求1所述的将垂直轴涡轮机与带方形集热棚的太阳能烟囱结合装置，其特征是：所述的蓄热层与集热棚的下方四角位置连接，所述的垂直轴涡轮机由涡轮叶片、风轮回转轴和支杆组成，风轮回转轴通过支杆连接涡轮叶片。

技术总结
一种将垂直轴涡轮机与带方形集热棚的太阳能烟囱结合装置。目前，太阳能烟囱发电系统集热棚形状为圆形，而涡轮机按照其回转轴与来流风的关系采用水平轴涡轮机，该涡轮机多数安装在烟囱入口位置，安装在此位置易造成受到太阳辐射不均，引发烟囱内空气流速分布不均。一种将垂直轴涡轮机与带方形集热棚的太阳能烟囱结合装置，其组成包括：将垂直轴涡轮机与带方形集热棚的太阳能烟囱结合装置，其组成包括：集热棚，其特征是：所述的蓄热层与集热棚连接，蓄热层与地面贴合，所述的蓄热层装有垂直轴涡轮机，所述的集热棚的顶部与烟囱连接；所述的集热棚外表面方形，所述集热棚的顶部为楞锥体。本实用新型应用于发电领域。本实用新型应用于发电领域。本实用新型应用于发电领域。


技术研发人员：贾靖 高伟 苏昊 聂晶
受保护的技术使用者：内蒙古工业大学
技术研发日：2022.11.07
技术公布日：2023/6/7