专利名称：一种抽排气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及流体机械，尤其是涉及一种抽排气装置。
背景技术
目前，用于从构筑物腔体内抽取气体并排向外部环境的抽排气装置主要有以下三 类A类装置是由电动机带动涡轮抽排气，这种装置抽排气效果较好且可控制，但要消耗较 多的电能，不能充分利用自然风能。B类装置是利用构筑物内上升的热气流和外部风力驱 动的由若干弧形叶片沿圆周顺序叠置而成的球形自然通风器，这种装置的特点是既利用了 部分自然风能，又利用了热气流上升的浮力，同时还发挥了球形自然通风器旋转时对其内 的气体所产生的离心力作用，但是，在无自然风或自然风较小时抽排气效果较差；且在有较 大自然风吹动自然通风器时，只有其出流口方向与于自然来风方向相同的部分，因来风的 抽吸作用才有气流流出，而与自然来风方向相反的部分因受来风正压的影响，自然通风器 内气流是流不出来的，此时，其抽排气效果仍然不是理想的。C类装置是将B类装置的球形 自然通风器换成由若干竖直叶片沿圆周顺序叠置的鼠笼状通风器，同时在进风通道内装有 涡轮机，例如中国专利CN2559915Y《节能型室内空气置换器》，这类装置同样存在只有其出 流口方向与自然来风方向相同的部分因来风的抽吸作用才有气流流出，而与自然来风方向 相反的部分，因受来风正压的影响自然通风器内气流是流不出来的缺陷。上述装置还存在 较高速旋转部件，易造成零部件损坏的缺陷。发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种抽排气效率更高、无自然气流也可抽排气的 一种抽排气装置，该装置不仅可用于从构筑物内抽排气体，还可用于散热塔提高散热效果， 用于抽吸环境气体向高空排放，用于风力发电等。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。
一种抽排气装置，主要由筒形集流基座、抽排气筒组成，抽排气筒安装于筒形集流 基座上，其特征在于，所述抽排气筒由上、下法兰盘，安装于上、下法兰盘内端面之间的沿两 侧对称竖直同向布置的左右出流组件，出流组件的出流口顺沿来流方向；安装于左、右出流 组件前端之间的向前凸出的前导流弧板，安装于左、右出流组件后端之间的向后凸出的后 导流弧板构成。所述法兰盘，是中心开有所希望形状的通流口的板体，板体上可固定安装其 它零部件。所述出流组件的出流口顺沿来流方向，是指从出流组件的出流口流出的流体流 向与外来流体的流向存在一锐角或大致相同。所述筒形包括其内外轮廓体为圆筒形、多边 形等空芯体。
上述一种抽排气装置，可供选择的技术方案是，所述左、右各出流组件由安装于 上、下法兰盘内端面之间不少于三片竖直间隔一定空间、同向安装的导流叶片组成。
上述一种抽排气装置，可供选择的技术方案是，所述左、右各出流组件由安装于 上、下法兰盘内端面之间的带有鱼鳞孔的导流板构成。
上述一种抽排气装置，可供选择的技术方案是，所述抽排气筒的上法兰上装有盖 板。该技术方案的盖板可起到防雨水的作用。
上述一种抽排气装置，可供选择的技术方案是，所述抽排气筒的上法兰盘的上端 面装有百叶窗式上出流组件，上出流组件的出流口方向顺沿来流方向，上出流组件的设置 增加了出流面积，可提高抽排气效果，同时，上述出流组件上方还可以间隔一定空间距离安 装有防护盖，以防止雨水、冰雪的进入。
上述一种抽排气装置，可供选择的技术方案，所述抽排气筒的向前凸出的前导流 弧板和向后凸出的后导流弧板的横截面外轮廓线均为抛物线形，左、右各出流组件整体形 状为弧形并分别与前导流弧板、后导流板平滑过渡连接。
上述一种抽排气装置，可供选择的技术方案是，所述抽排气筒的上、下法兰盘内侧 沿径向装有支撑轮辐，支撑轮辐由中心轮盘和不少于两根辐条组成，上、下法兰盘内壁上的 支撑轮辐的中心轮盘中心装有轴承，轴承中心孔上穿装有支撑轴，支撑轴的下端固定于筒 形集流基座内壁上的上支撑辐中心上。
上述一种抽排气装置，可供选择的技术方案是，所述抽排气筒是由至少两组抽排 气筒间隔空间距离并排固定于一托盘上，托盘上对应于抽排气筒的进流口处开有同尺寸大 小的通流口，托盘置于筒形集流基座的上端部。此技术方案，不仅增大了出流面积，而且各 抽排气筒之间的空间可形成狭管效应，从而提高出流速度。
上述一种抽排气装置，可供选择的技术方案是，所述抽排气筒的后导流板上安装 有尾舵。此技术方案特别适合用于风向多变的场所。
上述一种抽排气装置，可供选择的技术方案是，所述抽排气筒内的支撑轴上装有 偏航控制电动机，偏航控制电动机为外转子电动机，外转子上装有驱动杆，驱动杆的另一端 固定于支撑轮辐的辐条上，偏航控制电动机用导线通过控制器与电源连接，控制器还用导 线与风向传感器、风速传感器连接。此种技术方案可实现自动对风，适于用大型抽排气装置。
上述一种抽排气装置，可供选择的技术方案是，安装于下法兰盘下面的圆筒形集 流基座内装有涡轮机，涡轮机由固定于圆筒形集流基座内两端的支撑辐，沿集流筒轴线并 固定于两支撑辐之间的涡轮轴，安装于涡轮轴上的外转子电动、发电两用电机以及安装于 外转子上的涡轮叶片组成。此技术方案可实现在无自然风力时接通电源，运行于电动状态， 涡轮机进行抽排气；在风速较大时，运行于发电状态，涡轮驱动发电机发电。
上述一种抽排气装置，可供选择的技术方案可以是分别由尾舵或偏航控制电动机 构成的偏航系统与圆筒形集流基座内装有涡轮机的技术方案结合，重组成新的技术方案。
对上述各种抽排气装置的技术方案进行再组合，还可以衍生出更多的新的技术方 案，以适用于不同场合、不同用途等。
上述各种抽排气装置的技术方案还可以与中国专利申请号201010M1209. 9《一种产生有序流的装置》相结合，将抽排气装置的轴向进流口同轴向安装在一种产生有序流的 装置的出流口上，会产生更强的有序流。
本发明的各种技术方案是建立在空气动力学和热力学的基础之上的。人们知道， 流体流过流线体表面时会在流体流经的大部分表面上产生负压，从而对流线体产生升力或 对带有出流孔的空芯流线体内的流体产生抽吸作用；人们还知道，流体流经狭管时会对流体加速，流体速度越高其抽吸作用越大。流体的这些流动遵从于伯努力方程、连续性方程和 欧拉运动方程。同时，人们也知道，大气具有浮力作用，构筑物内的热空气会产生向上浮力， 当热气流流经抽排气装置的内腔时会加速流体的流动。
有益效果与现有技术相比，本发明的各种技术方案，特别是由多个流线型抽排气 筒相隔一定空间距离、并排形成的抽排气装置，可充分利用气流的动能及其在流线体表面 所产生的抽吸作用，提高抽排气效率；本发明的各种技术方案，在同等体积尺寸下，可得到 更大的出流面积，从而可获得更大的抽排气流量；本发明的各种技术方案，由于没有连续快 速旋转部件，其运转的可靠性更高，故障率更低。本发明的装有电动、发电两用涡轮机的技 术方案，既可在无风时启动电动涡轮机抽排气，又可在大风或存在高热量气体或存在压缩 气体时驱动涡轮机发电。
。
图1是本发明的一种横截面结构原理示意图。
图2是本发明的一种结构示意图。
图3是图2的A— A处横截面剖视图。
图4是本发明与一种产生有序流的装置相结合用于发电的结构示意图。
具体实施方式
。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1所示的一种抽排气装置，抽排气筒2 O装于圆筒形集流基座10上，抽排气 筒20的两侧对称竖直同向布置的左出流组件23和右出流组件24，左、右各出流组件由七片 竖直间隔一定空间、同向安装的导流叶片27组成。出流组件的出流口顺沿来流方向；左、右 出流组件前端之间装有向前凸出的前导流弧板25，左、右出流组件后端之间装有向后凸出 的后导流弧板沈；后导流弧板外侧装有尾舵40 ；抽排气筒内腔装有支撑轮辐30，支撑轮辐 由中心轮盘31和四根辐条32组成，支撑轮辐30的中心轮盘31的中心孔内穿装有轴承34 和支撑轴33，支承轴33的下端固定于筒形集流基座10内壁上的上支撑辐中心上。来流V 1的极小部分正吹到前导流孤板25上，产生滞止，其余大部分来流分成两部分，分别流经左 出流组件23和右出流组件M，流动过程中对导流叶片之间和抽排气筒内腔的气体V 2产生 抽吸作用并快速排入环境。尾舵40在来流V 1的作用下，始终会驱动抽排气筒的前导流弧 板25正对来流。
图2、图3是一种抽排气装置的结构示意图，该装置由三组不同尺寸的抽排气筒 A、B、C并排固定于一托盘20c上，托盘上对应于各椭圆形抽排气筒的进流口处开有同尺 寸大小的通流口，托盘置于圆筒形集流基座的上端部。每一组椭圆形抽排气筒都有两侧对 称竖直同向布置的左出流组件23和右出流组件24，左、右各出流组件由若干竖直间隔一定 空间、同向安装的导流叶片27组成，出流组件的出流口顺沿来流方向；还有安装于左、右出 流组件前端之间的向前凸出的前导流弧板25和安装于左、右出流组件后端之间的向后凸 出的后导流弧板沈；各抽排气筒20的上法兰盘的上端面装有百叶窗式上出流组件^b，上 出流组件的出流口方向顺沿来流方向；抽、排气筒的上、下法兰盘内侧壁沿径向装有支撑轮 辐30，支撑轮辐由中心轮盘31和四根辐条32组成，上、下法兰盘内侧壁上的支撑轮辐30的 中心轮盘31的中心装有轴承34，轴承中心孔内穿装有支撑轴33，支撑轴的下端固定于筒形 集流基座10内壁上的上支撑辐11中心上，支撑轴33上装有偏航控制电动机37，偏航控制5电动机为外转子电动机，外转子上装有驱动杆38，驱动杆的另一端固定于支撑轮辐的辐条 32上，偏航控制电动机通过导线与控制器和电源连接，控制器还通过导线与风向传感器、风 速传感器相连接；上述各组成部分的技术与连接方式与现有技术相同，此不赘述，安装于下 法兰盘下面的圆筒形集流基座10内装有涡轮机12，涡轮机12由固定于圆筒形集流基座内 两端的上下支撑辐11，沿圆筒形集流基座轴线并固定于两支撑辐之间的涡轮轴13，安装于 涡轮轴上的外转子电动、发电两用电机15以及安装于外转子上的涡轮叶片16组成。来流的 一部分Vl流经百叶窗式上流组件^b时会抽吸抽排气筒内的气体，来流的另一部分V2流 经前导流弧板25、左出流组件23及右出流组件对，来流V2流经左、右出流组件时会对抽排 气筒内的气体产生抽吸作用；构筑物内的热空气V3会在V1、V2抽吸作用及浮力作用下向上 加速流动。当风向变化时，风向传感器会发出信号给控制器，控制器会控制偏航控制电动机 37驱动抽排气筒的导流弧板25正对来流V1、V2。当风速较小时或无风时，风速传感器会发 出信号给控制器，控制器会接通外转子电动、发电两用电机15的电源，进入电动模式，涡轮 机12会抽排构筑物内的气体。当来流或热气流较大时，风速传感器会发出信号给控制器， 控制器会控制外转子电动、发电两用电机15处于发电模式，来流或热气流此时会驱动涡轮 机发电。
图4是本发明的一种抽排气装置与一种产生有序流的装置相结合用于发电的结 构示意图。该实施例中，一种产生有序流的装置50置于一塔筒60上，塔筒的出流口与产生 有序流的装置50的进流口同轴线连接；一种抽排气装置80置于一种产生有序流的装置50 上，抽排气装置80的进流口与一种产生有序流的装置50的出流口同轴线连接；在塔筒60、 产生有序流的装置50和抽排气装置80的同一中心轴线上设有一共用竖直支撑轴13，竖直 支撑轴13的底部固定于基座上，位于抽排气装置80的筒形集流基座10内的竖直支撑轴上 安装有发电用涡轮机12，竖直支撑轴上部穿装于支撑轮辐30的中心轮盘31的轴承内，各支 撑辐11与竖直支撑轴相固定；塔筒60内装有喷气管70，喷气管70的喷气口沿轴向向上， 喷气管70的进流口与外部的气体源VO相连通。运行过程中，当外部风力较大时气流Vl流 经鱼鳞孔式上出流组件^c以及气流V2流经前导流弧板25、左、右出流组件和后导流弧板 26对抽排气装置腔内的气体V6、V5进行抽吸；气流V3流经产生有序流的装置50时被聚集 和加速成V4后流进抽排气装置80的进流口，V4驱动涡轮叶片16并带动外转子发电机15 发电运行，抽排气的作用会加速气流V4的流动。当外部风力较小时，可经喷气管70输入外 来压缩气体或热力气体V0，以确保恒定电力的输出。当风向变化时，抽排气装置80的尾舵 40会在风力作用下自动转向对风。
尽管已经结合优选实施方式描述了本发明的装置和用途，但是本发明不限于本文 所述的具体形式，相反，其目的在于覆盖理所当然会落入所述权利要求书限定的本发明的 思路和范围内的各种替代方式、改型、各种特征要素的再组合而衍生的新组合和等同体。
权利要求
1.一种抽排气装置，主要由筒形集流基座(10)、抽排气筒(20)组成，抽排气筒(20)安 装于筒形集流基座(10)上，其特征在于，所述抽排气筒(20)由上、下法兰盘(21、22)，安装 于上、下法兰盘内端面之间的沿两侧对称竖直同向布置的左、右出流组件(23、对)，出流组 件的出流口顺沿来流方向；安装于左、右出流组件(23、24)前端之间的向前凸出的前导流 弧板(25)，安装于左、右出流组件(23、24)后端之间的向后凸出的后导流弧板(26)构成。
2.根据权利要求1所述的一种抽排气装置，其特征在于，所述左、右各出流组件由安装 于上、下法兰盘(21、22)内端面之间不少于三片竖直间隔空间、同向安装的导流叶片(27) 组成。
3.根据权利要求1所述的一种抽排气装置，其特征在于所述左、右各出流组件由安装 于上、下法兰盘内端面之间的带有鱼鳞孔的导流板构成。
4.根据权利要求1所述的一种抽排气装置，其特征在于，所述抽排气筒(20)的上法兰 盘的上端面上装有盖板。
5.根据权利要求1所述的一种抽排气装置，其特征在于，所述抽排气筒(20)的上法 兰盘的上端面上装有百叶窗式上出流组件(29b)，上出流组件的出流口方向顺沿来流方向； 上出流组件上方间隔空间距离安装有防护盖。
6.根据权利要求1、2、3、4、5任意一项所述的一种抽排气装置，其特征在于，所述抽排 气筒(20)是由至少两组抽排气筒间隔空间距离并排固定于一托盘(20c)上，托盘上对应于 各抽排气筒的进流口处开有同尺寸大小的通流口，托盘置于筒形集流基座(10)的上端部。
7.根据权利要求1、2、3、4、5、6任意一项所述的一种抽排气装置，其特征在于，所述抽 排气筒的上、下法兰盘内侧壁沿径向装有支撑轮辐(30)，支撑轮辐(30)由中心轮盘(31)和 不少于两根辐条(32)组成，上、下法兰盘内侧壁上的支撑轮辐(30)的中心轮盘(31)的中心 装有轴承(34)，轴承中心孔内穿装有支撑轴(33)，支撑轴(33)的下端固定于筒形集流基座 (10)内壁上的上支撑辐(11)中心上。
8.根据权利要求7所述的一种抽排气装置，其特征在于，所述抽排气筒的后导流弧板 上安装有尾舵(40)。
9.根据权利要求7所述的一种抽排气装置，其特征在于，所述支撑轴(33)上装有偏航 控制电动机(37)，偏航控制电动机为外转子电动机，外转子上装有驱动杆(38)，驱动杆的 另一端固定于支撑轮辐的辐条(32)上，偏航控制电动机通过导线与控制器和电源连接，控 制器还通过导线与风向传感器、风速传感器相连接。
10.根据权利要求7所述的一种抽排气装置，其特征在于，安装于下法兰盘下面的圆筒 形集流基座(10)内装有涡轮机(12)。
11.根据权利要求8所述的一种抽排气装置，其特征在于，安装于下法兰盘下面的圆筒 形集流基座(10)内装有涡轮机(12)。
12.根据权利要求9所述的一种抽排气装置，其特征在于，安装于下法兰盘下面的圆筒 形集流基座(10)内装有涡轮机(12)。
全文摘要
本发明提供了一种抽排气装置，其主要是利用风的动能对翼型体产生负压，负压抽吸空芯且在其表面开有若干出流孔的翼形体内的气体。解决现有装置易损件多、效率低的问题。本发明主要由筒形集流基座、抽排气筒等组成，抽排气筒安装于筒形集流基座上；抽排气筒由上、下法兰盘，安装于上、下法兰盘内端面之间的沿两侧对称竖直同向布置的左、右出流组件，出流组件的出流口顺沿来流方向；安装于左、右出流组件前端之间的向前凸出的前导流弧板和后端之间的向后凸出的后导流弧板等构成。该装置的随风偏航可以是电驱动，还可以是尾舵驱动；其筒形集流基座内还可以装有电动、发电涡轮机。用于抽排气或风力发电等。
文档编号F04D19/00GK102032202SQ201010594258
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月19日 优先权日2010年12月19日
发明者于莹蕾, 张玉芹, 沈昌浩, 王政玉, 王超颖 申请人:王政玉