专利名称：风能和太阳能联合驱动的多功能自然通风装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种自然通风装置，特别是一种适用于有大量室内余热的工业厂房和需要集中排烟换气场所的风能和太阳能联合驱动的多功能自然通风装置，属于通风工程技术领域。
背景技术：
许多工业厂房(如变压器室等)布置有很多的发热设备，这些设备在运行当中会产生大量的余热，为防止工业厂房室内温度过高，以确保设备的安全运行，往往需要利用通风对工业厂房进行排热。而诸如卫生间、厨房等场所会产生大量废气和烟雾，严重危害到人体健康，为了达到尽快净化空气的目的，也需要利用通风进行换气。虽然机械通风能较好的达到排烟散热的效果，但是需要耗费大量的能源，因此实际生产中很少有完全利用机械通风的情况。自然通风是一种不需要任何人为能量代价的“经济型”通风方式，但是由于受外界诸多因素的干扰，自然通风量波动较大，有时甚至起不到排风的作用，给实际运行带来困难。
在已有技术中，申请号为99204624，授权号为20000308，名称为屋顶用自然通风装置的实用新型专利，是利用室内外空气温度差产生的热压进行通风的，但是当热压较小时排风效果就会很不理想；申请号为88204878，授权号为19900131，名称为屋顶风力抽风器的实用新型专利，是通过导流器，利用风能带动抽风机进行排风，但是当外界风压较小、风机无法转动时，就不能形成排风，达不到通风的效果。国内现有的关于自然通风的发明专利，大多都是利用热压和风压产生动力，但是在热压和风压不足时往往不能保证自然通风的连续性，达不到排除室内余热和烟气的要求，所以如何产生高效稳定的自然通风，最大限度的节省能源，是目前自然通风技术领域内所要解决的主要问题。
发明内容
为了克服已有技术的缺陷与不足，满足室内散热通风系统节能设计的发展需要，本发明设计一种风能和太阳能联合驱动的多功能自然通风装置，利用室外风能作为驱动能源，带动排风风叶转动，产生所需的排风，在厂房散热、厨房和卫生间换气达到要求的情况下最大程度的实现节能。当风力驱动不足时，可使用太阳能作补充，利用蓄电池发电驱动排风风叶转动产生排风。
本发明是通过下述技术方案来实现的，本发明包括排风筒、风翼、驱动风叶、排风风机、轴承、A圆锥齿轮、B圆锥齿轮、开关、太阳能电池板、蓄电池、支架和支座。
排风筒和风翼制成一体，排风筒是由轻质金属材料制成的圆筒，其上端1/3部份沿直径纵向切去一块，切削部分下端为1/4圆弧形出风口，既有利于排风，又可减轻自身重量。排风筒安装在屋顶的圆形支座上，排风筒与支座间的滑槽内装有滚珠。风翼是一块材料与排风筒相同的直角三角形薄板，其一直角边与圆弧形出口水平相切，另一直角边与排风筒外壁垂直焊接。驱动风叶安装在与风翼相对的排风筒另一侧壳体外，其轴心与圆弧切线在一条直线上，驱动风叶的转轴穿过固定在排风筒壁上的轴承，与A圆锥齿轮轴滑动花键连接。A圆锥齿轮和B圆锥齿轮是一对增速齿轮，均安装在排风筒内，A圆锥齿轮为主动轮，B圆锥齿轮为从动轮，二者均由轻质金属材料制成，并保证一定的机械强度要求。排风风机安装在B圆锥齿轮正下方，其转轴与B圆锥齿轮轴滑动花键连接，其电机由固定在支座上的支架支撑。B圆锥齿轮安装在圆环形滑槽内，滑槽由电机支撑，槽壁间装有滚珠。太阳能电池板安装在屋顶，其输出端与蓄电池蓄电端电连接。蓄电池输出端通过开关与排风风机电连接。
排风筒由作用在风翼上的自然风带动，通过滚珠在支座上的滑槽内自由转动，使驱动风叶始终正对来风，以最大限度的获得风能。驱动风叶通过其转轴带动A圆锥齿轮转动，由于驱动风叶的转轴与A圆锥齿轮是滑动花键连接，因此只能由驱动风叶的转轴带动A圆锥齿轮转动，不能由A圆锥齿轮带动驱动风叶转动。A圆锥齿轮驱动B圆锥齿轮转动，B圆锥齿轮与排风风机转轴也是滑动花键连接，只能由B圆锥齿轮带动排风风机的转轴转动，从而使排风风叶转动产生排风。太阳能电池板将太阳能转化为电能，通过蓄电端将电能储存于蓄电池中。当外界风能不足以带动排风风叶转动时，闭合开关启动蓄电池向排风风机通电，驱动排风风叶转动达到排风目的。
本发明的有益效果本发明多功能自然通风装置，结构简单，安装维护方便，可用于厂房、卫生间等处的通风换气，具有很好的通用性。采用可旋转的排风筒，通过风翼自动调整方向，使驱动风叶始终保持与风向垂直，最大限度的利用风能来驱动排风风叶转动。无风或风力不足时可将存储在蓄电池内的太阳能供电给排风风机，驱动排风风叶转动产生排风。该通风装置不仅能安全、稳定的确保通风排烟的要求，而且节能效果非常明显，具有很好的经济效益和社会效益。
图1是本发明多功能自然通风装置结构示意图。
图2是本发明多功能自然通风装置B圆锥齿轮与排风风机连接位置结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。
如图1，图2所示，本发明包括排风筒1，风翼2，支座3，驱动风叶4，轴承5，A圆锥齿轮6，B圆锥齿轮7，排风风机8，圆环形滑槽9，滑槽滚珠10，排风风机支架11，开关12，蓄电池13，太阳能电池板14，其中排风风机8包括电机15，排风风叶16。
排风筒1是由具有一定强度的轻质金属材料制成的圆筒，上端1/3部份沿直径纵向切去一块，切削部分下端为1/4圆弧形出口。风翼2是一块材料与排风筒1相同的直角三角形薄板，安装在排风筒1壳体外侧，与排风筒1构成一体，其水平直角边与排风筒1的圆弧形出口相切，另一直角边与排风筒1壳体垂直焊接。支座3固定安装在屋顶出风口处，在支座3周边的滑槽内装有滚珠，排风筒1安装在支座3滑槽内。驱动风叶4安装在与风翼2相对的排风筒1另一侧壳体外，其轴心与圆弧形出口切线在一条直线上。轴承5固定安装在排风筒1壳体上。A圆锥齿轮6和B圆锥齿轮7安装在排风筒1内，两者相啮合形成一对增速齿轮，传动比为3，A圆锥齿轮6为主动轮，B圆锥齿轮7为从动轮。驱动风叶4的转轴穿过轴承5，与A圆锥齿轮6滑动花键连接。排风风机8安装在B圆锥齿轮7的正下方，其电机15固定在排风风机支架11上，排风风机支架11固定在支座3上。圆环形滑槽9固定在电机15外壳上方，其内装有滑槽滚珠10，B圆锥齿轮7安装在圆环形滑槽9内。排风风机8的轴穿过圆环形滑槽9，与B圆锥齿轮7滑动花键连接。电机15通过开关12与蓄电池13输出端电连接，太阳能电池板14与蓄电池13蓄电端电连接。
由自然风作用在风翼2上的力带动排风筒1在支座3的滑槽内自由转动，从而使驱动风叶4始终能够最大限度的获得风能，通过驱动风叶4的转轴带动A圆锥齿轮6，从而驱动与其啮合的B圆锥齿轮7转动。驱动风叶4的转轴与A圆锥齿轮6是滑动花键连接，只能由驱动风叶4的转轴带动A圆锥齿轮6转动，不能由A圆锥齿轮6带动驱动风叶4转动。当排风筒1转动时，驱动风叶4、A圆锥齿轮6和B圆锥齿轮7均可随之移动。由于B圆锥齿轮7和排风风机8的转轴是滑动花键连接，所以只能由B圆锥齿轮7带动排风风叶16转动产生排风。当外界风力不足时，开关12闭合，蓄电池13输出电能给电机15，带动排风风叶16转动，从而产生排风。太阳能电池板14可向蓄电池13连续充电。
权利要求
1.一种风能和太阳能联合驱动的多功能自然通风装置，包括排风筒(1)、风翼(2)、支座(3)、驱动风叶(4)、轴承(5)、A圆锥齿轮(6)、B圆锥齿轮(7)、排风风机(8)、圆环形滑槽(9)、滑槽滚珠(10)、排风风机支架(11)、开关(12)、蓄电池(13)、太阳能电池板(14)，其中排风风机(8)包括电机(15)、排风风叶(16)，其特征在于本发明是利用风能驱动排风风叶(16)排风；当风力不足时，利用太阳能驱动排风风叶(16)排风，排风筒(1)与风翼(2)制成一体，风翼(2)安装在排风筒(1)壳体外侧，支座(3)固定安装在屋顶出风口处，排风筒(1)安装在支座(3)的滑槽内，驱动风叶(4)安装在与风翼(2)相对的排风筒(1)另一侧壳体外，轴承(5)固定安装在排风筒(1)壳体上，A圆锥齿轮(6)和B圆锥齿轮(7)安装在排风筒(1)内，两者相啮合，驱动风叶(4)的转轴穿过轴承(5)，与A圆锥齿轮(6)滑动花键连接，排风风机(8)安装在B圆锥齿轮(7)的正下方，其电机(15)固定在排风风机支架(11)上，排风风机支架(11)固定在支座(3)上，圆环形滑槽(9)固定在电机(15)外壳上方，B圆锥齿轮(7)安装在圆环形滑槽(9)内，排风风机(8)的轴穿过圆环形滑槽(9)，与B圆锥齿轮(7)滑动花键连接，电机(15)通过开关(12)与蓄电池(13)输出端电连接，太阳能电池板(14)与蓄电池(13)蓄电端电连接。
2.根据权利要求1所述的风能和太阳能联合驱动的多功能自然通风装置，其特征是所述的排风筒(1)其上端1/3部份沿直径纵向切去一块，切削部分下端为1/4圆弧形出口。
3.根据权利要求1所述的风能和太阳能联合驱动的多功能自然通风装置，其特征是所述的风翼(2)是一块材料与排风筒(1)相同的直角三角形薄板，其水平直角边与排风筒(1)的圆弧形出口相切，另一直角边与排风筒(1)壳体垂直焊接。
4.根据权利要求1所述的风能和太阳能联合驱动的多功能自然通风装置，其特征是所述的驱动风叶(4)转轴的轴心与圆弧形出口切线在一条直线上。
5.根据权利要求1所述的多功能自然通风系统，其特征是所述的A圆锥齿轮(6)和B圆锥齿轮(7)均由轻质金属材料制成的一对增速齿轮，传动比为3。
6.根据权利要求1所述的风能和太阳能联合驱动的多功能自然通风装置，其特征是所述的圆环形滑槽(9)内装有滑槽滚珠(10)，在支座(3)的滑槽内也装有滚珠。
全文摘要
风能和太阳能联合驱动的多功能自然通风装置，属于通风工程技术领域，包括排风筒，风翼，风机，圆锥增速齿轮，开关，太阳能电池板，蓄电池，支架和支座。排风筒安装在支座滑槽内，驱动风叶安装在风翼所对的排风筒另一侧壳体外。A、B两圆锥齿轮啮合，安装在排风筒内，驱动风叶与A圆锥齿轮滑动花键连接。排风风机安装在B圆锥齿轮下方，并与B圆锥齿轮滑动花键连接。B圆锥齿轮安装在电机壳体上带滚珠的滑槽内。利用室外风带动排风风叶转动，产生所需的排风；当风力不足时，利用储存在蓄电池中的太阳能发电，驱动排风风叶转动产生排风。本发明设计新颖，能安全稳定的保证室内通风，而且节能效果明显，具有很好的经济效益和社会效益。
文档编号F03G6/00GK1776309SQ20051011151
公开日2006年5月24日 申请日期2005年12月15日 优先权日2005年12月15日
发明者周正平, 姚晔, 连之伟 申请人:上海交通大学