一种高层建筑用风能换气系统的制作方法

1.本技术涉及风能利用的技术领域，尤其是涉及一种高层建筑用风能换气系统。


背景技术：

2.风能是空气流动所产生的动能，也是太阳能的一种转化形式，其产生是由于太阳辐射造成地球表面各部分受热不均匀，引起大气层中压力分布不平衡，在水平气压梯度的作用下，空气沿水平方向运动形成的，同时风能还作为一种可持续性资源可以被转化为机械能、电能和热能进行使用。
3.相关技术中，高层建筑用风能换气系统包括开设在墙体上的容纳腔、 发电机、驱动扇叶以及进气管，发电机设置在容纳腔中，并且发电机的输入轴位于容纳腔外；驱动扇叶固定套设在发电机的输入轴上，并且流动的风能通过驱动扇叶使发电机的输入轴转动；进气管固定安装在墙体上，进气管的一端与室外相连通，另一端与室内相连通，并且进气管安装有气泵，而且气泵与发电机电连接，所以发电机产生的电能可使气泵工作，以让室外的空气流入室内中，从而达到运用风能来实现换气的目的。
4.针对上述中的相关技术，存在有在运用风能来实现换气的过程中，风能先转化为电能再转化为机械能，从而导致风能的有效转化率较低的缺陷。


技术实现要素：

5.为了提升风能的有效转化率，本技术提供一种高层建筑用风能换气系统。
6.本技术提供的一种高层建筑用风能换气系统采用如下的技术方案：一种高层建筑用风能换气系统，安装在墙体上，所述墙体设置有相互连通的容纳腔以及安装腔；包括：处理箱，设置在所述容纳腔中，所述处理箱具有处理腔，所述处理腔设置有进气口以及出气口，所述进气口用于与室外单向连通，所述出气口用于与室内单向连通；活塞块，滑动设置在所述处理腔中，在所述活塞块往复运动时，室外气体先从所述进气口进入所述处理腔中再从所述出气口离开所述处理腔；驱动杆，转动穿设在所述处理箱上，所述驱动杆一端与所述活塞块相连接，所述驱动杆另一端伸出所述容纳腔外并设置有驱动扇叶；换气传动件，设置在所述驱动杆与所述活塞块的连接处，在所述驱动杆转动时所述换气传动件用于使所述活塞块往复运动；换气管，一端与所述出气口相连通，另一端用于与室内相连通；换热水箱，设置在所述安装腔中，所述换热水箱供所述换气管穿设；加热块，穿设在所述换热水箱的外壁上；往复运动组件，与所述驱动杆传动连接，所述往复运动组件与所述加热块位于所述换热水箱外的一端相连接，所述往复运动组件通过摩擦来提升所述加热块的温度。
7.通过采用上述技术方案，在需要通过风能进行换气工作时，风能先通过驱动扇叶
使驱动杆发生转动，接着驱动杆再通过换气传动件使活塞块往复运动，以使室外气体从进气口进入处理腔中，再从出气口离开处理腔，然后再从换气管进入到室内环境中，从而便达到通过风能进行换气的目的，相比于风能先转化为电能，再转化为机械能的方式，此种设计方式，风能直接转为机械能，以提供换气所需要的动力，从而使风能的有效转化效率得到提升；此外此种设计方式，在驱动杆转动的同时可启动往复运动组件，则能通过摩擦的方式提升加热块的温度，所以换热水箱中的水温会提高，与此同时气体流至换气管位于换热水箱中的部分时，气体能与换热水箱中的水进行热交换，从而在寒冷大风的季节下还能通过换气系统来提升室内的温度，进而风能可转化成更多形式的能量，有助于提升风能的有效转化率。
8.优选的，所述换气传动件包括设置所述活塞块上的传动孔、设置在所述传动孔内壁上的引导槽、传动杆以及传动块，所述引导槽绕所述传动孔的中心线呈波浪延伸设置，所述引导槽绕所述传动孔的中心线呈闭环设置；所述传动杆一端与所述驱动杆相连接，另一端穿设在所述传动孔中；所述传动块连接在所述传动杆的周侧外壁上，所述传动块活动嵌设所述引导槽以使所述活塞块往复运动。
9.通过采用上述技术方案，因引导槽绕传动孔的中心线呈波浪延伸设置，同时引导槽绕传动孔的中心线呈闭环设置，所以在驱动杆单向转动的过程中，传动块能与引导槽共同作用，以此来实现活塞块做往复直线运动，从而达到将室外的气体注入室内的目的，相比于要改变活塞块的运动状态而同时需要改变驱动杆与活塞杆之间的传动连接结构的方式，此种设计方式，一方面，既能在驱动杆单向转动过程中，提升活塞块在不同运动状态之间切换的流畅性，也能在满足基本换气功能的同时使驱动杆与活塞块之间的连接形式更加简单，从而能减少风能换气系统的设备成本。
10.优选的，所述进气口与所述出气口分别位于所述活塞块的两侧上，所述活塞块将所述处理腔分为第一内腔以及第二内腔，所述进气口位于所述第一内腔中，所述出气口位于所述第二内腔中，所述活塞块设置有转移通道，所述转移通道用于使所述第一内腔与所述第二内腔单向连通。
11.通过采用上述技术方案，相比于进气口以及出气口分别位于活塞块两侧的方式，此种设计方式，在活塞块向靠近进气口方向运动时，第一内腔中的气体会从转移通道流入第二内腔中，而在活塞块向靠近出气口方向运动时，第二内腔中的气体会从出气口会流入换气管中，并且室外气体会从进气口流入第一内腔中，则第一内腔与第二内腔之间的气压差不会过大，所以在风能处于不稳定的状态下，风能仍能通过驱动杆使活塞块做比较流畅地往复运动，从而在风能处于不同状态时仍能保持换气管出气稳定性。
12.优选的，所述容纳腔用于容纳有水，所述容纳腔的顶部与所述换气管相连通；所述处理箱位于所述容纳腔的顶部，所述处理箱连接有洗气管，所述洗气管一端与所述出气口相连通，另一端延伸至所述容纳腔的底部。
13.通过采用上述技术方案，因容纳腔中会容纳有水以及换气管的设置，所以从出气口处离开的气体会沿着洗气管流入容纳腔的水中，接着气体会再从容纳腔中的水溢出，然后再流至换气管中，从而能对室外气体进行洗气，以提升室内环境的整洁度。
14.优选的，所述往复运动组件包括：驱动轴，转动连接在所述安装腔的内壁上；
曲柄轴，一端固定连接在所述驱动轴的端面上；摇杆轴，一端与所述驱动轴远离曲柄轴的一端相铰接；摩擦滑块，滑动连接在所述加热块的外表面上，所述摩擦模块与所述摇杆轴远离所述曲柄轴的一端相铰接。
15.通过采用上述技术方案，当要对换热水箱中的水加热时，先通过驱动轴使曲柄轴做圆周转动，在这个过程中曲柄轴会使摇杆轴发生往复摆动，接着摩擦滑块便会做往复直线运动，以达到通过摩擦的方式来提升加热块的温度目的，从而加热块便能够对换热水箱中的水进行加热，此外此种设计方式，因曲柄轴、摇杆轴以及摩擦滑块之间的相互作用，即使驱动杆的转动方向相反时，摩擦滑块仍然能够做往复直线运动，从而使风能换气系统能在不同状态下保持稳定工作。
16.优选的，所述加热块在与所述摩擦滑块之间设置有摩擦调节组件，所述摩擦调节组件包括支撑板以及导热弹性块，所述支撑板滑动设置在所述安装腔中，所述支撑板的上表面供所述摩擦滑块滑动设置；所述导热弹性块连接在所述加热块的外表面上，所述导热弹性块与所述摩擦滑块远离所述支撑板的一侧表面抵接。
17.通过采用上述技术方案，因摩擦生热的方式跟摩擦力的大小有关系，所以支撑板以及导热弹性块的设置，则在需要改变加热块的温度时，可使支撑板向靠近或远离加热块的方向运动，以使得导热弹性块发生挤压或膨胀形变，所以摩擦滑块与导热弹性块之间的摩擦力便会发生变化，从而便能够改变摩擦生热所产生的热量，进而便能够改变加热块的温度，以达到改变流入室内气体的温度的目的。
18.优选的，所述驱动轴上设置有转速检测组件，所述转速检测组件包括：连接盘，固定套设在所述驱动轴上，所述连接盘由透明材质制成；测速滑块，滑动连接在所述连接盘上，所述测速滑块的滑动方向平行于所述连接盘的直径方向；连接弹簧，一端连接在所述驱动轴上，另一端与所述测速滑块相连接，所述连接弹簧用于使所述测速滑块向所述连接盘的中心线方向运动；光线发射器，设置在所述安装腔中，所述光线发射器沿所述连接盘的直径方向分布有多个；光线接收器，设置在所述安装腔中，所述光线接收器对应所述光线发射器设置有多个。
19.通过采用上述技术方案，因摩擦生热的方式跟摩擦滑块的运动速度有关系，所以在驱动轴转动时，测速滑块会在离心力以及连接弹簧所施加弹性力的共同作用下，沿连接盘的直径方向移动至距离驱动轴轴心的不同位置上，同时因连接盘由透明材质制成，则和测速滑块所在位置相适配的光线发射器与光线接收器之间便无法形成光连通，从而便能够判断出驱动轴此时的转速，进而能根据实际的换气需求对应调整摩擦调节组件，以在复杂的环境条件下更好地满足所需的换气需求；此外此种设计方式，在驱动轴处于转动不稳定的情况时，测试滑块的位置也处在变化中，则多组相互配合的光线发射器以及光线接收器均会短暂出现光断开的情况，直至其中一组光线发射器与光线接收器稳定地出现光断开时，才通过摩擦调节组件对摩擦产生的热量进行适应性调节，故能在检测转速的大小同时还能对转速的稳定性进行检测，从而能在更恰当的时机通过其他元件进行适应性调节。
20.优选的，所述驱动杆与所述驱动轴之间设置有联动机构，所述联动机构包括：主动带轮，固定套设在所述驱动杆上；辅助带轮，转动连接在所述安装腔中；从动带轮，固定套设在所述驱动轴上，所述从动带轮位于所述主动带轮与所述辅助带轮之间，所述从动带轮的轮径小于所述主动带轮以及所述辅助带轮；连接皮带，套设在所述主动带轮与所述辅助带轮之间，位于所述主动带轮与所述辅助带轮连线方向一侧的所述连接皮带与所述从动带轮抵接；启闭控制轴，滑动连接在所述安装腔的内壁上，所述启闭控制轴的滑动方向垂直于所述主动带轮与所述辅助带轮之间的连线方向，所述启闭控制轴与所述连接皮带的内侧抵接。
21.通过采用上述技术方案，一方面，在需要通过驱动杆使驱动轴转动时，可通过主动带轮、辅助带轮、从动带轮以及连接皮带所形成的带传动，来使驱动轴转动，同时还可利用带传动能打滑的特性使驱动杆与驱动轴之间的启动存在一定的间隔，从而往复运动组件的启动能更加平稳；另一方面，在不寒冷的天气时，可让启闭控制轴向远离主动带轮与辅助带轮之间的连线方向运动，直至连接皮带的其中一个内侧与从动带轮脱离抵接，此时主动带轮与辅助带轮之间会形成单独的带传动体系，从而驱动轴便会停止转动，进而在不影响正常换气同时能关闭往复运动组件，以使风能换气系统能满足更多的环境。
22.优选的，所述换热水箱与所述容纳腔之间连接有水循环机构。
23.通过采用上述技术方案，在诸如在寒冷天气但室内温度被加热地偏高时，便可通过水循环机构对换热水箱进行降温，以使得后续流入室内的空气能适当对室内环境进行调整，同时还能对容纳腔中的水进行消毒，以保持容纳腔中水对室外气体的清洁能力，从而有助于提升风能换气提供的综合性能。
24.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过处理箱、活塞块、驱动杆、换气传动件以及换气管的设置，相比于风能先转化为电能，再转化为机械能的方式，此种设计方式，风能直接转为机械能，以提供换气所需要的动力，从而使风能的有效转化效率得到提升；2.通过换热水箱、加热块以及往复运动组件，则在寒冷大风的季节下还能通过换气系统来提升室内的温度，进而风能可转化成更多形式的能量，有助于提升风能的有效转化率；3.通过换气传动件的结构形式，相比于要改变活塞块的运动状态而同时需要改变驱动杆与活塞杆之间的传动连接结构的方式，此种设计方式，一方面，既能在驱动杆单向转动过程中，提升活塞块在不同运动状态之间切换的流畅性，也能在满足基本换气功能的同时使驱动杆与活塞块之间的连接形式更加简单，从而能减少风能换气系统的设备成本。
附图说明
25.图1是本技术实施例中风能换气系统的结构示意图。
26.图2是本技术实施例中处理箱的剖视结构图。
27.图3是图2中a处的放大图。
28.图4是图1中b处的放大图。
29.图5是本技术实施例中联动机构的结构示意图。
30.附图标记说明：1、墙体；11、容纳腔；12、安装腔；2、处理箱；21、处理腔；211、第一内腔；212、第二内腔；22、进气口；23、出气口；24、活塞块；241、转移通道；25、驱动杆；251、驱动扇叶；26、洗气管；3、换气传动件；31、传动孔；32、引导槽；33、传动杆；34、传动块；4、换气管；5、换热水箱；51、加热块；6、往复运动组件；61、驱动轴；62、曲柄轴；63、摇杆轴；64、摩擦滑块；7、摩擦调节组件；71、支撑板；72、导热弹性块；8、转速检测组件；81、连接盘；82、测速滑块；83、连接弹簧；84、光线发射器；85、光线接收器；9、联动机构；91、主动带轮；92、辅助带轮；93、从动带轮；94、连接皮带；95、启闭控制轴；10、水循环机构。
具体实施方式
31.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
32.本技术实施例公开一种高层建筑用风能换气系统。参照图1和图2，高层建筑用风能换气系统是安装在墙体1上的，所以墙体1上会开设有相互连通的容纳腔11以及安装腔12，具体的，高层建筑用风能换气系统包括处理箱2、活塞块24、驱动杆25、换气传动件3以及换气管4，处理箱2固定安装在容纳腔11中，并且处理箱2内具有处理腔21，而且处理腔21开设有与室外单向连通的进气口22以及与室内单向连通的出气口23；活塞块24滑动安装在处理腔21中，并且活塞块24将处理腔21分为第一内腔211与第二内腔212，其中进气口22位于第一内腔211中，出气口23则位于第二内腔212中，所以活塞块24会开设有使第一内腔211与第二内腔212单向连通的转移通道241。
33.参照图1和图2，驱动杆25转动穿设在处理箱2上，并且驱动杆25的一端与活塞块24相连接，另一端则伸至容纳腔11外且固体套设有驱动扇叶251，则风能可通过驱动扇叶251来让驱动杆25转动；换气传动件3设置在驱动杆25与活塞块24之间的连接处，并且在驱动杆25转动时，驱动杆25能通过换气传动件3使活塞块24做往复直线运动，以达到使室外气体先从进气口22进入处理腔21再从出气口23离开处理腔21；换气管4安装在墙体1上，其中换气管4的一端与出气口23相连通，另一端则与室内相连通，综上相比于风能先转化为电能、再转化为机械能的方式，此种设计方式，风能直接转变让活塞块24往复运动的机械能，以此来提升换气所需要的动力，从而使风能的有效转化效率得到提升。
34.参照图2和图3，换气传动件3包括开设在活塞块24上的传动孔31、设置在传动孔31内壁上的引导槽32、传动杆33以及传动块34，传动孔31同轴设置在活塞块24上，并且传动孔31还与驱动杆25同轴设置；引导槽32绕传动孔31的中心线呈波浪延伸设置，并且引导槽32绕传动孔31的中心线呈闭环设置；传动杆33与驱动杆25同轴固定连接，并且传动杆33穿设在传动孔31中；传动块34一体成型在传动杆33的周侧外壁上，并且传动块34活动嵌设在引导槽32中，则在传动杆33转动的过程中，传动块34会沿着引导槽32的波浪延伸方向运动，所以在传动块34与引导槽32的相互配合下，驱动杆25转动便可转变为活塞块24的往复直线运动。
35.参照图1和图4，在本实施例中，容纳腔11会装有水，并且容纳腔11的顶部与换气管4相连通，同时处理箱2位于容纳腔11的顶部，以使容纳腔11中的水不会没至处理箱2处，并且处理箱2上还安装有洗气管26，洗气管26一端与出气口23相连通，另一端则伸至容纳腔11的底部，则从出气口23流出的气体会沿着洗气管26先通入容纳腔11的水中，接着再从水中
溢出，然后再进入换气管4中，最后再从换气管4流入室内中，从而在进行正常换气的同时能保持室内环境的洁净度。
36.参照图1和图4，为了进一步提升风能的有效转化效率，则风能不仅能转化为提供换气动力的机械能，还能转化为提升流入室内气体温度的热能，具体的，风能换气系统还包括换热水箱5、加热块51以及往复运动组件6，其中换热水箱5设置在安装腔12中，并且换热水箱5还供换气管4穿设；加热块51固定穿设在换热水箱5的下侧外壁上，并且加热块51是由金属材质制成的；往复运动组件6也设置在安装腔12中，其中往复运动组件6与驱动杆25传动连接，并且往复运动组件6与加热块51位于换热水箱5外得一端相连接，而且往复运动组件6是通过摩擦来让加热块51的温度提升的，从而在寒冷大风的季节下还能通过换气系统来提升室内的温度，进而风能可转化成更多形式的能量，有助于提升风能的有效转化率。
37.参照图1和图4，往复运动组件6包括驱动轴61、曲柄轴62、摇杆轴63以及摩擦滑块64，驱动轴61转动连接在安装腔12的内壁上，并且驱动轴61与驱动杆25之间传动连接；曲柄轴62的一端固定连接在驱动轴61远离安装腔12内壁一端的端面上；摇杆轴63一端与曲柄轴62远离驱动轴61的一端相铰接；摩擦滑块64滑动连接在加热块51处于换热水箱5外一端的外表面上，并且摩擦滑块64与摇杆轴63远离曲柄轴62的一端相铰接，所以往复运动组件6便会形成类似曲柄滑块的结构，则在驱动轴61转动时，摩擦滑块64便会做往复运动，以使摩擦滑块64与加热块51产生摩擦热，从而加热块51的温度便会提升，进而便能够对换热水箱5中水进而加热，以达到使换气管4经过换热水箱5后气体的温度会上升的目的。
38.参照图1和图5，在天气较炎热时，则换气管4中的气体便不需要进行加热，所以在本实施例中，驱动轴61与驱动杆25之间的传动方式进行有特殊处理，具体的，驱动杆25与驱动轴61之间设置有联动机构9，联动机构9包括主动带轮91、辅助带轮92、从动带轮93、连接皮带94以及启闭控制轴95，主动带轮91同轴固定套设在驱动杆25位于处理箱2外但位于容纳腔11内的部分上，辅助带轮92则转动连接在安装腔12中，并且辅助带轮92的中心线与主动带轮91的中心线相互平行；从动带轮93同轴固定套设在驱动轴61上，从动带轮93位于主动带轮91与辅助带轮92之间，并且从动带轮93的轮径小于主动带轮91以及辅助带轮92；连接皮带94套设在主动带轮91与从动带轮93之间，并且连接皮带94平行于主动带轮91与辅助带轮92连线方向的一侧与从动带轮93抵接，而且从动带轮93抵接在连接皮带94的内侧上。
39.参照图1和图5，启闭控制轴95滑动连接在安装腔12的内壁上，其中启闭控制轴95的滑动方向平行于主动带轮91与辅助带轮92之间的连线方向，并且启闭控制轴95与连接皮带94的内侧抵接，则在需要让驱动轴61以及驱动杆25一起转动时，可使得启闭控制轴95相比于从动带轮93距离主动带轮91与辅助带轮92之间的连线更近，以使连接皮带94的内侧与从动带轮93抵接，从而达到驱动杆25来让驱动轴61转动的目的，则在需要让驱动杆25转动而驱动轴61不转动时，可使启闭控制轴95相比于从动带轮93距离主动带轮91与辅助带轮92之间的连线更远，以使连接皮带94的内侧与从动带轮93脱离抵接，从而能不影响正常换气工作的同时关闭往复运动组件6，进而使风能换气系统能满足更多使用要求。
40.参照图1和图4，在本实施例中，因换热水箱5与容纳腔11中均有水，所以换热水箱5与容纳腔11之间连接有水循环机构10，则在寒冷天气但室内温度被加热地偏高时，便可通过水循环机构10对换热水箱5进行降温，以使得后续流入室内的空气能适当对室内环境进行调整，同时还能对容纳腔11中的水进行消毒，以保持容纳腔11中水对室外气体的清洁能
力，从而有助于提升风能换气提供的综合性能；此外在其他实施例中，若不需要对换气管4内的气体进行加热但仍然要保持对换热水箱5内的水进行加热时，还可使换气管4以分叉成两条支路形式与室内相连通，从而能进一步使换气系统满足更多的需求。
41.参照图1和图4，在本实施例中，加热块51与摩擦滑块64之间设置有摩擦调节组件7，具体的，摩擦调节组件7包括支撑板71以及导热弹性块72，支撑板71通过气缸滑动安装在安装腔12中，并且支撑板71的上表面供摩擦滑块64滑动放置，而且支撑板71的滑动方向为竖直方向；导热弹性块72固定连接在加热块51的外表面上，并且导热弹性块72与摩擦滑块64远离支撑板71的一侧表面抵接，则在需要加热块51的温度时，可让支撑板71向靠近或远离加热块51的方向运动，以改变摩擦滑块64与导热弹性块72之间的摩擦力，从而便能够改变摩擦产生的热量，进而也达到改变流入室内气体的温度的目的。
42.参照图1和图4，在本实施例中，驱动轴61上设置有转速检测组件8，具体的，转速检测组件8包括连接盘81、测速滑块82、连接弹簧83、光线发射器84以及光线接收器85，连接盘81同轴固定套设在驱动轴61上，并且连接盘81由透明材质制成；测速滑块82则滑动连接在连接盘81上，并且测速滑块82的滑动方向平行于连接盘81的直径方向；连接弹簧83一端固定连接在驱动轴61的周侧外壁上，另一端与测速滑块82固定连接，并且连接弹簧83用于对测速滑块82施加朝向驱动轴61轴心方向的力；光线发射器84设置在安装腔12中，并且光线发射器84沿连接盘81的直径方向分布有多个，光线接收器85也设置在安装腔12中，并且光线接收器85对应光线发射器84设置有多个。
43.参照图1和图4，在驱动轴61转动时，测速滑块82会在离心力以及连接弹簧83所施加弹性力的共同作用下，沿连接盘81的直径方向移动至距离驱动轴61轴心的不同位置上，同时因连接盘81由透明材质制成，则和测速滑块82所在位置相适配的光线发射器84与光线接收器85之间便无法形成光连通，从而便能够判断出驱动轴61此时的转速，进而能根据实际的换气需求对应调整摩擦调节组件7，以在复杂的环境条件下更好地满足所需的换气需求。
44.此外在本实施例中，转速检测组件8的结构形式，还可在驱动轴61的转速处于不稳定状态时，使多组光线接收器85与光线发射器84之间均会出现短暂的光断开的情况，所以在需要准确地判断转速时，可等待一段时间，直至其中一组光线发射器84与光线接收器85稳定地出现光断开的情况，从而在实际使用时能在更恰当的时机对摩擦调节组件7以及其他元件进行适应性调节。
45.本技术实施例一种高层建筑用风能换气系统的实施原理为：在需要通过风能进行换气工作时，风能先通过驱动扇叶251使驱动杆25发生转动，接着驱动杆25再通过换气传动件3使活塞块24往复运动，以使室外气体从进气口22进入处理腔21中，再从出气口23离开处理腔21，然后再从换气管4进入到室内环境中，从而便达到通过风能进行换气的目的，相比于风能先转化为电能，再转化为机械能的方式，此种设计方式，风能直接转变让活塞块24往复运动的机械能，以此来提升换气所需要的动力，从而使风能的有效转化效率得到提升。
46.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。