專利名稱：空氣動(dòng)力風(fēng)扇發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)，特別地是一種由己經(jīng)執(zhí)行其他操作的風(fēng)扇 輸入或輸出而產(chǎn)生電力的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在一些建筑物中經(jīng)常出現(xiàn)大大小小多種多樣的電容式風(fēng)扇。這些風(fēng)扇 一般安裝在排氣系統(tǒng)和氣體分配系統(tǒng)中并一般與空調(diào)、冷卻塔、熱交換器 或其他同類設(shè)備有關(guān)。例如，這些風(fēng)扇可安裝在進(jìn)氣口來驅(qū)動(dòng)氣體通過管 道組進(jìn)入建筑物內(nèi)部，可與空調(diào)系統(tǒng)或冷卻加熱系統(tǒng)關(guān)聯(lián)，也可不與這些 設(shè)備關(guān)聯(lián)。風(fēng)扇還可安裝在建筑物的排氣口或可進(jìn)入主排氣管道的特殊區(qū) 域的排氣口。
發(fā)明內(nèi)容
在本說明中，簡(jiǎn)單起見，我們用"風(fēng)扇" 一詞來表示發(fā)明中的排氣風(fēng) 扇，本發(fā)明也將以排氣風(fēng)扇為例來進(jìn)行描述，但本發(fā)明的應(yīng)用不局限于此。
該發(fā)明的目的是提供一種可與已存在的風(fēng)扇配合，從通過風(fēng)扇的流體 中獲取能量，而不增加風(fēng)扇運(yùn)行成本的方式。
廣義上，該發(fā)明包括一個(gè)與風(fēng)扇聯(lián)合作用的次級(jí)風(fēng)扇和與次級(jí)風(fēng)扇聯(lián) 合作用的發(fā)電機(jī)，其中次級(jí)風(fēng)扇與風(fēng)扇的軸線保持一致，且次級(jí)風(fēng)扇的葉片在風(fēng)扇的葉片附近。穿過風(fēng)扇的氣流導(dǎo)致次級(jí)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)從而產(chǎn)生電力。
該發(fā)明的一個(gè)特殊形式是次級(jí)風(fēng)扇的葉片的安裝方向與風(fēng)扇的葉片相 反，這樣氣體沖擊次級(jí)風(fēng)扇時(shí)會(huì)驅(qū)動(dòng)該風(fēng)扇的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向與風(fēng)扇一致。
該發(fā)明的實(shí)施例中次級(jí)風(fēng)扇的葉片數(shù)目少于風(fēng)扇的葉片數(shù)目。 另一方面，該發(fā)明中，次級(jí)風(fēng)扇為空載但可以空轉(zhuǎn)。
為了使發(fā)明更容易理解，以下附圖可作參考說明，在這些圖紙中 圖1為該發(fā)明中排氣扇和次級(jí)風(fēng)扇安置其中的管道的透視圖； 圖2為包含發(fā)明中排氣扇和次級(jí)風(fēng)扇的管道的縱向截面圖； 圖3為管道中排氣風(fēng)扇和次級(jí)風(fēng)扇的擴(kuò)大的截面透視圖； 圖4為整個(gè)系統(tǒng)排列的截面圖。
具體實(shí)施例方式
該發(fā)明可使用大多數(shù)規(guī)格的風(fēng)扇，根據(jù)風(fēng)扇規(guī)格的不同，發(fā)明的輸出 和應(yīng)用也因之而異。
如圖1 4中表示的第一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)明中使用了風(fēng)扇10。風(fēng)扇10 中有一個(gè)安裝在500mm直徑管道中4馬力的電機(jī)11，還可以使用帶有十二 個(gè)葉片的風(fēng)扇13的套筒12，風(fēng)扇13的葉片14鄰近套筒12的內(nèi)表面。風(fēng) 扇13安裝在管道中作為中小型商業(yè)建筑物的排氣扇使用。 風(fēng)扇和發(fā)電機(jī)可通過其底部安裝在與管道系統(tǒng)其余部分連接的整體管
道中，或者，可由風(fēng)扇體和管道12內(nèi)壁間的桿16和17或其他類似元件來 支持。
圍繞輪軸15外圍的葉片14的螺旋角為30° 。
與正常240V電網(wǎng)連接時(shí)，經(jīng)過測(cè)試顯示，風(fēng)扇IO運(yùn)行時(shí)所使用的電 流為5.3安培。
雖然風(fēng)扇10可以鄰近外墻的排氣口安裝，風(fēng)扇10也在管道內(nèi)部安裝 時(shí)與外墻相對(duì)保持一定的距離，這樣，管道仍可伸出外墻向大氣釋放氣體。
如果風(fēng)扇向內(nèi)安裝，發(fā)明中次級(jí)風(fēng)扇20和發(fā)電機(jī)21可安裝在管道系 統(tǒng)中，輪軸22的外表面鄰近排氣扇輪軸15的外表面。
輪軸15和22的表面相對(duì)平坦且朝外時(shí)更好。兩者的距離最小可達(dá)4 6mm，最大為120mm或更多，這由所需輸出來決定。
如果輪軸的直徑相同則更好，然而，如果輪軸的直徑不同，發(fā)明仍然 會(huì)有很好的效果。
當(dāng)然，如果一個(gè)風(fēng)扇的葉片向輪軸外延伸，安裝時(shí)必須在風(fēng)扇葉片向 外延伸的邊緣之間保持相等的空隙。
雖然次級(jí)風(fēng)扇20的葉片數(shù)目沒有限制，但在四或多至排氣扇的葉片數(shù) 目之間時(shí)為佳，并且他們的螺旋角應(yīng)該與風(fēng)扇的螺旋角相反。這些葉片最 好由金屬制成但也可由工程級(jí)塑料制成。葉片的尺寸最好與風(fēng)扇的葉片尺 寸相近，也可小于風(fēng)扇的葉片尺寸。
排氣扇10運(yùn)行時(shí)，穿過排氣扇葉片的空氣拍打次級(jí)風(fēng)扇的葉片，次級(jí) 風(fēng)扇會(huì)因此轉(zhuǎn)動(dòng)并驅(qū)動(dòng)附于其上的發(fā)電機(jī)21也開始轉(zhuǎn)動(dòng)。
次級(jí)風(fēng)扇或發(fā)電機(jī)20的葉片25會(huì)加速旋轉(zhuǎn)以便由排氣扇輸入氣體產(chǎn) 生的能量可以最優(yōu)傳輸。風(fēng)扇葉片的螺旋角和風(fēng)扇葉片與發(fā)電機(jī)葉片間的 間隙不同，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度就不同。這樣，發(fā)電機(jī)可以所需的轉(zhuǎn)動(dòng)速度 按需求輸出不同的電壓和頻率， 一般輸出為240V， 50Hz或110V， 60Hz。
在該實(shí)施例中，排氣扇的電機(jī)的最大額定電流為5.7安培。當(dāng)在有載和 空載狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)，電機(jī)運(yùn)行的實(shí)際電流為5.3安培。
發(fā)電機(jī)為雙極發(fā)電機(jī)，額定功率為1500W，經(jīng)國(guó)外工程師對(duì)其測(cè)試顯 示，該發(fā)電機(jī)可產(chǎn)生540W的功率來帶動(dòng)載荷。排氣扇工作的電流檢測(cè)也 顯示，無論發(fā)電機(jī)是否加載載荷，這在工作電流為5.3安培時(shí)是保持一致的。
因此，明顯地，該發(fā)明的設(shè)備運(yùn)行時(shí)是沒有成本的。
該發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例中， 一個(gè)10馬力的電機(jī)安裝在800mm套筒中。 無論由于次級(jí)風(fēng)扇的存在而產(chǎn)生的載荷如何改變，建筑物中使用的排氣扇 的當(dāng)前測(cè)試條件下進(jìn)行的測(cè)量表明電流不會(huì)偏離9.9安培。
通過獨(dú)立的測(cè)試，我們得到發(fā)電機(jī)的如下結(jié)果 1135W@244.6V, 50Hz 1160W@240V, 50Hz 腦W @ 236.4V， 50Hz
在這種情形下，風(fēng)扇有十二個(gè)葉片，發(fā)電機(jī)有六個(gè)葉片。我們?cè)俅伟l(fā)
現(xiàn)， 一旦這個(gè)排氣扇達(dá)到一定的速度，同時(shí)帶動(dòng)次級(jí)風(fēng)扇也達(dá)到一定速度， 如上所述，發(fā)電機(jī)就會(huì)工作輸出電力。
第二個(gè)實(shí)施例中，各部件尺寸比第一個(gè)實(shí)施例大。風(fēng)扇可含有十個(gè)或 十二個(gè)葉片，發(fā)電機(jī)可以含有相同數(shù)量或較少的葉片。實(shí)際上，我們發(fā)現(xiàn) 發(fā)電機(jī)的葉片數(shù)目約為風(fēng)扇葉片一半時(shí)效果很好。
兩個(gè)實(shí)施例中都顯示，當(dāng)兩個(gè)風(fēng)扇都在有效地運(yùn)行時(shí)，輸出氣流沒有 出現(xiàn)更多紊亂現(xiàn)象，并且，如上所述，風(fēng)扇消耗的能量似乎沒有變化，同 時(shí)，次級(jí)風(fēng)扇也保持一定功率輸出。
另一方面，當(dāng)次級(jí)風(fēng)扇沒有加載發(fā)電機(jī)時(shí)，排氣扇的實(shí)際載荷似乎有 所降低并且排氣扇的實(shí)際功率載荷也看起來有所減少。這樣，有空載的次 級(jí)風(fēng)扇存在時(shí)，排氣扇的運(yùn)行實(shí)際上是更為有效的。
同時(shí)，前面敘述到該發(fā)明與適度尺寸的風(fēng)扇電機(jī)配合使用，實(shí)際上該 發(fā)明還可與低動(dòng)力的風(fēng)扇電機(jī)配合使用。
對(duì)一個(gè)排氣系統(tǒng)而言，系統(tǒng)中含有幾個(gè)所提到類型的主要排氣扇，它 們可以通過管道系統(tǒng)吸入空氣并排放到建筑物外面。排氣系統(tǒng)也可包含幾 個(gè)小型風(fēng)扇，這些風(fēng)扇可將空氣從特定區(qū)域吸入然后排放到排氣扇吸入空 氣的管道中。
例如，在大型建筑物中，每個(gè)衛(wèi)生間和廚房都配備了排氣扇。這樣空 氣可由排氣扇吸入到達(dá)管道中。前面敘述的大型排氣扇就是在這些管道中 將空氣排到戶外的。
該發(fā)明也可應(yīng)用在其他地方，如屋頂通風(fēng)系統(tǒng)。系統(tǒng)中風(fēng)扇安裝在穿 過屋頂?shù)目字谢蜞徑@個(gè)孔的地方。這樣，屋頂空隙中的空氣可通過屋頂 周圍的空隙或間隔進(jìn)行疏散或更換。這個(gè)風(fēng)扇可與該發(fā)明中的次級(jí)風(fēng)扇配 合使用。同樣， 一些建筑物中裝有一些小型風(fēng)扇間斷或全時(shí)運(yùn)行，這種情 況也適合本發(fā)明使用。
例如，有些情況需要提供恒定低電力電流來維持應(yīng)急燈和出口燈的電池。
這些電池通常使用直流DC蓄電池。正常情況下，蓄電池需要向出口燈 提供電流并且不向應(yīng)急燈提供電流。電源中斷時(shí)，蓄電池需向應(yīng)急燈提供 電流。
該發(fā)明尤其適合對(duì)這種燈的電池進(jìn)行連續(xù)補(bǔ)充充電，無論風(fēng)扇什么時(shí) 候運(yùn)行。
這項(xiàng)特殊的發(fā)明與排氣扇配合使用，還可應(yīng)用在其他地方。這包括空 氣入口、不斷推動(dòng)空氣通過散熱器的熱交換器、將熱量從內(nèi)部流體排出并 傳遞到廢棄物的設(shè)備或目的為加熱和/或冷卻空氣的系統(tǒng)。
我們建議風(fēng)扇和發(fā)電機(jī)安裝在散熱器的對(duì)邊。通過風(fēng)扇的空氣可經(jīng)過 散熱器后再到達(dá)發(fā)電機(jī)以使空氣的傳遞更加適當(dāng)。然而，即使通過散熱器 的空氣沒有特殊的限制，該發(fā)明也有相當(dāng)?shù)膬r(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種空氣動(dòng)力風(fēng)扇發(fā)電系統(tǒng)，包括一個(gè)與風(fēng)扇聯(lián)合作用的次級(jí)風(fēng)扇和與次級(jí)風(fēng)扇聯(lián)合作用的發(fā)電機(jī)，其中次級(jí)風(fēng)扇與風(fēng)扇的軸線保持一致，且次級(jí)風(fēng)扇的葉片在風(fēng)扇的葉片附近，穿過風(fēng)扇的氣流導(dǎo)致次級(jí)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)從而產(chǎn)生電力。
全文摘要
該發(fā)明包括一個(gè)與風(fēng)扇聯(lián)合作用的次級(jí)風(fēng)扇和與次級(jí)風(fēng)扇聯(lián)合作用的發(fā)電機(jī)，其中次級(jí)風(fēng)扇與風(fēng)扇的軸線保持一致，且次級(jí)風(fēng)扇的葉片在風(fēng)扇的葉片附近。穿過風(fēng)扇的氣流導(dǎo)致次級(jí)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)從而產(chǎn)生電力。次級(jí)風(fēng)扇可按照所需輸出采用與風(fēng)扇相同或較少的葉片數(shù)目以及相同或較小的螺旋角。
文檔編號(hào)H02K7/18GK101099041SQ200580046114
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2005年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月9日
發(fā)明者亨卓克·康尼里爾斯·范哈爾斯麗爾 申請(qǐng)人:亨卓克·康尼里爾斯·范哈爾斯麗爾