专利名称:旋风风能自吸式提水装置的制作方法
本发明创造属于风能利用装置目前国内外风力提水装置有两种类型，一类为风力透平(水平轴或垂直轴)经机械传动机构带动螺旋泵或活塞泵，另一类为风力透平带动发电机驱动电动机和水泵。国内风力提水装置已用于生产，其绝大多数为第一类型。在“新能源1985年第4期”对此阐述的很清楚。美国风能提水装置的现状可参阅文献“Transactious of the ASAE 1984 vol 1.27 № 277”上述两类提水装置结构复杂，抗暴风能力差，制造管理困难，成本昂贵。
本发明创造的旋风风能自吸式提水装置，采用了完全不同的工作原理，它是直接将风的动能转为水的位能，克服了上述两类提水装置的弱点。
本实用新型的装置，由双向扩压式固定旋风塔，多层自吸式水筒，气路切换器三部份组成。后二者为本发明创造的关键部分。
双向扩压式固定旋风塔是两个互相错开的半园筒构成的固定式旋风塔塔体〔1〕，与旋风塔出口相连的固定式扩压器〔2〕，通过轴〔3〕与扩压器相连的可变向挡风板〔4〕，风向器〔5〕，高压输出管〔6〕，低压输出管〔7〕及分别与两个半园筒〔8〕的a，b边相连的软幕〔9〕组成(见附图1、2〕。软幕〔9〕由纤维布或塑料布制成，它将随着风向不同使旋风塔体形成不同方向的螺旋筒体，旋风塔的内壁面近似于对数螺旋面或园柱面，因此能有效地使进入旋风塔的气流形成强螺旋涡。在旋风塔底中央部分形成低压区，在其周边形成高压区。由于扩压器〔2〕和挡风板〔4〕进一步降低旋风塔出口压力，从而成倍的增加塔底压力分布的不均匀性，这种强旋涡的低压压力系数超出美国同类旋风塔的三倍，因此该旋风塔才具备直接提水的可能。其具体原理可看清华大学学报1985年第25卷第4期。
多层自吸式水筒的各层均有水流通道〔10〕，筒体的相邻两层有气流通道〔11〕〔12〕分为两路交错安放，气流通道〔30〕〔31〕与气路自动切换器相连。水流通道出口有板式单向阀〔13〕，使水只能沿管单向流出，而不能反向流入。U型排水管〔14〕既能排水又保证分层筒体最高层处于低压时能正常工作。分层筒体底部有入水管〔15〕，外界的水从此管流入，如图3所示。
气路自动切换器由以下部件组成切换室〔16〕由壁板〔17〕将它分为左、右两室，切换室底板〔18〕有四个气孔〔21〕〔22〕〔23〕〔24〕，转轴〔19〕通过壁板以轴承〔20〕固定在壁板〔17〕和切换室〔16〕壁上。位于左右两室轴上固接钢性对称伸臂〔25〕，阀吊〔26〕一端与伸臂〔25〕固接，另一端与切换阀〔27〕相连，由于伸臂〔25〕，阀吊〔26〕，切换阀〔27〕两两对称重量相等，因此使转轴〔19〕处于平衡状态。吊线(两条)一端与切换阀〔27〕相连，另一端通过气孔〔22〕〔21〕与浮球〔28〕〔29〕相连。见图4，图5。
附图图1.双向扩压式固定旋风塔正视示意图。
图2.软幕与旋风塔体的两个半片园筒连接示意图。
图3.多层自吸式水筒示意图。
图4.气路自动切换器正视示意图。
图5.气路自动切换器A－A剖面图。
图6.旋风风能自吸式提水装置示意图。
下面结合本实用新型总体结构及工作原理。
旋风风能自吸式提水装置由双向扩压式固定旋风塔，多层自吸式水筒和位于前两者之间的气路自动切换器三部分组成。切换室〔16〕左、右两室的其中一室与旋风塔高压输出管〔6〕相连，其另一室与旋风塔低压输出管〔7〕相连。气路自动切换器的底板〔18〕即为多层自吸式水筒最高层的顶板，因此多层自吸式水筒与气路切换器固结为一整体。切换器底气孔〔22〕〔24〕与管〔30〕〔31〕对应连接直通吸水管次高层，气孔〔21〕〔23〕通吸水筒最高层。其中一条吊线通过管〔30〕与位于水筒次高层浮球〔28〕相连，浮球〔29〕位于水筒最高层。
首次启动多层自吸式提水装置时，人工切换气路片刻，多层吸水筒很快就处于间层有水状态。若最高层有水，由于浮球〔29〕承受水浮力，而浮球〔28〕不在水中而无浮力，则切换阀〔27〕关闭底板气孔〔22〕〔23〕，同时打开底板气孔〔21〕〔24〕，使水筒最高层与通道〔11〕处于高压状态，通道〔31〕〔12〕处于低压状态，最高层的水通过U型排水管〔14〕逐渐流出，同时处于高压各层的水通过右水通道〔10〕经过板式单向阀〔13〕向上层流动。此时次高层充满水，浮球〔28〕承受水浮力，而浮球〔29〕不在水中无浮力，使切换阀〔27〕关闭底气孔〔21〕〔24〕，同时打开底气孔〔22〕〔23〕，即气路切换。使最高层与气流通道〔11〕处于低压状态，同时气流通道〔30〕〔12〕处于高压状态，此时处于高压各层的水通过左水流通道〔10〕经过板式单向阀〔13〕向上层流动。如此下去，气路不断的切换，水不断的流入入水管〔15〕，分层筒各间层水又不断的向上层流动，从U型排水管流出，达到自吸提水的目的。
本实用新型不用风力透平，水泵及发电装置，因此结构简单，运行安全，管理方便。
权利要求
1.一种有双向扩压式固定旋风塔的旋风风能自吸式提水装置，其特征在于它由一个各层均有水流通道[10]，相邻两层有分为两路交错安放的气路通道[11][12]，与气路切换器相连的气流通道[30][31]，及排水管[14]，入水管[15]的多层自吸式水筒和一个其底板[18]有气孔[21][22][23][24]的分为左、右两室的与旋风塔高压输出管[6]，低压输出管[7]连接的切换室[16]，及通过转轴[19]，左、右两室轴上固接钢性对称伸臂[25]，阀吊[26]，切换阀[27]，吊线，浮球[28][29]实现切换的气路切换器组成，旋风塔塔体[1]两个半园筒[8]的a、b边由软幕[9]连接。
2.按照权利要求
1所述的旋风风能自吸式提水装置，其特征在于所述的气路切换器的气孔〔22〕〔24〕与直通多层自吸式水筒次高层的气流通路〔30〕〔31〕连接，位于次高层的浮球〔28〕，由吊线通过气流通道〔30〕与切换阀〔27〕连接，位于多层自吸式水筒最高层的浮球〔29〕，由吊线通过气孔〔21〕与切换阀〔27〕连接。
3.按照权利要求
1所述的旋风风能自吸式提水装置，其特征在于所述的多层自吸式水筒的单向阀〔13〕是板式的，排水管〔14〕为U型管状。
专利摘要
本实用新型是一种利用风能自动提水装置，它由双向扩压式固定旋风塔，多层自吸式水筒，气路切换器三部分组成。多层吸水筒的各层相间地分别与塔底中心低压区及塔壁高压区连通，每两层之间形成压差使水由下层向上层输送。气路切换器不断切换高、低压气路连通层次，使水不断的由高压层向低压层流动。最后从排水管流出。本实用新型，结构简单，运行安全，管理方便。
文档编号F03D9/00GK86203136SQ86203136
公开日1987年8月12日 申请日期1986年5月16日
发明者潘文安 申请人:清华大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan