CN114215766A - 一种龙卷风产生装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种龙卷风产生装置，包括：支撑组件、漩涡盘组件、多个叶片组件和控制组件，通过涡盘结构设置在支撑空间内，漩涡盘结构上具有腔体，多个挡板转动设置在腔体内，出风件与漩涡盘结构连通，以使出风件产生的风能够在漩涡盘结构上产生涡流，并且通过调节挡板转动角度，来改变风场的切向速度，改变了最终产生龙卷风的风力大小和，这种结构简单，降低了生产成本，而且还通过第一驱动结构和第二驱动结构对应驱动漩涡盘结构和多个叶片组件转动并在漩涡盘结构内产生风力，通过出风管形成龙卷风，这种结构能够确保产生龙卷风，并且还能控制产生龙卷风风力的大小，整体结构也比较简单，从而提高了生产效率，有利于大规模的推广使用。

Description

一种龙卷风产生装置

技术领域

本申请涉及龙卷风发生设备领域，尤其涉及一种龙卷风产生装置。

背景技术

龙卷风是一种极端天气，具有持续时间短、龙卷风大、破坏力强和难以预测等特点。全球每年因龙卷风造成的经济损失和人员伤亡都十分巨大，然而，人类一直都对龙卷风的生成机理、结构特点和破坏方式进行大量的研究，但始终没有统一的结论。

随着科学水平的不断进步，人类在研究龙卷风时发现了其在旋风分离器和航空发动机等领域的实际应用价值，因此，进一步地激发人类对龙卷风的研究，并且已经通过研究龙卷风原理能够仿制出龙卷风发生设备，但是，现有的龙卷风发生设备生产成本较高，导致生产效率较低，不利于大规模的推广使用。

发明内容

本申请提供了一种龙卷风产生装置，以解决现有的龙卷风发生设备生产成本较高，导致生产效率较低，不利于大规模的推广使用的问题。

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种龙卷风产生装置，包括：

支撑组件，所述支撑组件具有支撑空间和出风管，所述支撑空间与所述出风管连通；

漩涡盘组件，包括漩涡盘结构和与多个挡板，以及出风件，所述涡盘结构设置在所述支撑空间内，所述漩涡盘结构上具有腔体，多个所述挡板转动设置在所述腔体内，所述出风件与所述漩涡盘结构连通，以使所述出风件产生的风能够在所述漩涡盘结构上产生涡流；

多个叶片组件，多个所述叶片组件转动设置所述支撑空间内，且多个所述叶片组件围设所述漩涡盘结构周边；

控制组件，所述支撑组件设置在所述控制组件上，所述控制组件包括第一驱动结构和第二驱动结构，所述第一驱动结构与多个所述挡板转动连接，所述第二驱动结构与多个所述叶片组件转动连接，以使所述第一驱动结构和所述第二驱动结构对应驱动漩涡盘结构和多个叶片组件转动并在所述漩涡盘结构内产生风力，通过所述出风管形成龙卷风。

优选地，所述漩涡盘结构包括第一圆盘和第二圆盘，所述第一圆盘和第二圆盘间隔对应设置，且所述第一圆盘和第二圆盘之间形成所述腔体，在所述第一圆盘上转动设置多个挡板，以使每个所述挡板之间角度可调。

优选地，所述漩涡盘结构还包括转盘，在所述第一圆盘的中心区域开设第一圆盘孔，在所述第二圆盘的中心区域开设第二圆盘孔，在所述第一圆盘孔内放置所述转盘，所述第二圆盘孔与所述出风管对应设置，所述挡板转动设置在所述转盘上，所述转盘与所述第一驱动结构连接。

优选地，所述漩涡盘结构还包括调节轴承和拉杆，所述调节轴承设置在所述拉杆远离所述转盘的一端上，所述拉杆的另一端转动设置在所述转盘上，所述拉杆的中间段设置在所述挡板上。

优选地，所述漩涡盘结构还包括多个第一立柱，多个所述第一立柱间隔设置在所述第一圆盘上，多个所述第一立柱能够抵住所述挡板或所述拉杆。

优选地，多个所述叶片组件之间间隔设置，且多个所述叶片组件之间形成多个排风口，驱动所述第二驱动结构使多个所述叶片组件之间转动角度发生改变，以调节多个所述排风口的大小。

优选地，多个所述叶片组件均包括扇叶、扇叶轴以及连接结构，所述扇叶与所述扇叶轴连接，所述转动结构与扇叶轴连接，所述所述连接结构与所述第二驱动结构连接。

优选地，所述连接结构包括第一连杆、连杆销、第二连杆和带轮销，所述第一连杆设置在所述扇叶轴上，所述连杆销的一侧与所述第一连杆固定连接，所述连杆销的另一侧与所述第二连杆固定连接，所述带轮销设置在所述第二连杆上，所述带轮销与所述第二驱动结构连接。

优选地，所述支撑组件包括第一固定盘、第二固定盘以及支撑柱，所述支撑柱设置在所述第一固定盘和所述第二固定盘之间形成所述支撑空间，所述第一固定盘和所述第二固定盘上均设置多个通孔且所述第一固定盘的通孔与所述第二固定盘的通孔一一对应，所述通孔用于固定连接多个所述叶片组件，所述漩涡盘结构设置在所述第一固定盘上，所述第二固定盘上开设第二固定孔，所述出风管设置在所述第二固定孔上。

优选地，所述控制组件还包括开关件和控制面板，所述开关件分别与所述第一驱动结构和第二驱动结构连接，所述控制面板用于控制所述第一驱动结构和所述第二驱动结构运行的速度。

本申请通过所述涡盘结构设置在所述支撑空间内，所述漩涡盘结构上具有腔体，多个所述挡板转动设置在所述腔体内，所述出风件与所述漩涡盘结构连通，以使所述出风件产生的风能够在所述漩涡盘结构上产生涡流，并且通过调节所述挡板转动角度，来改变风场的切向速度，改变了最终产生龙卷风的风力大小和，这种结构简单，降低了生产成本，而且还通过所述第一驱动结构和所述第二驱动结构对应驱动漩涡盘结构和多个叶片组件转动并在所述漩涡盘结构内产生风力，通过所述出风管形成龙卷风，这种结构能够确保产生龙卷风，并且还能控制产生龙卷风风力的大小，整体结构也比较简单，从而提高了生产效率，有利于大规模的推广使用。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种龙卷风产生装置装配示意图；

图2为如图1所示的一种龙卷风产生装置的漩涡盘组件示意图；

图3为如图1所示的一种龙卷风产生装置的叶片组件示意图；

图4为如图1所示的一种龙卷风产生装置的第一驱动结构的具体传动示意图；

图5为如图1所示的一种龙卷风产生装置的支撑组件示意图；

图6为如图1所示的一种龙卷风产生装置的控制组件示意图。

以下名称对应的标号为本申请的主要组成结构：

支撑组件100；支撑空间110；出风管120；第一固定盘130；第二固定盘140；第二固定孔141；支撑柱150；通孔160；

漩涡盘组件200；漩涡盘结构210；第一圆盘213；第二圆盘214；腔体212；挡板211；出风件230；转盘215；第一圆盘孔2131；第一圆盘孔2141；调节轴承216；拉杆217；第一立柱218；进风管240；

叶片组件300；排风口320；扇叶310；扇轴340；连接结构330；第一连杆331；连杆销332；第二连杆333；带轮销(未显示)

控制组件400；第一驱动结构410；第一带轮411；第二带轮412；第一驱动件(未显示)；第二驱动结构420；开关件430；控制面板440；单片机460；急停件470；

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，本申请实施例提供了一种龙卷风产生装置，包括支撑组件100、漩涡盘组件200、多个叶片组件300以及控制组件400，所述支撑组件100具有支撑空间110和出风管120，所述支撑空间110与所述出风管120连通，所述漩涡盘组件200包括漩涡盘结构210和与多个挡板211，以及出风件230，所述涡盘结构设置在所述支撑空间110内，所述漩涡盘结构210上具有腔体212，多个所述挡板211转动设置在所述腔体212内，所述出风件230与所述漩涡盘结构210连通，以使所述出风件230产生的风能够在所述漩涡盘结构210上产生涡流，多个所述叶片组件300转动设置所述支撑空间110内，且多个所述叶片组件300围设所述漩涡盘结构210周边，所述支撑组件100设置在所述控制组件400上，所述控制组件400包括第一驱动结构410和第二驱动结构420，所述第一驱动结构410与多个所述挡板211转动连接，所述第二驱动结构420与多个所述叶片组件300转动连接，以使所述第一驱动结构410和所述第二驱动结构420对应驱动漩涡盘结构210和多个叶片组件300转动并在所述漩涡盘结构210内产生风力，通过所述出风管120形成龙卷风。

本申请通过所述出风件230与所述漩涡盘结构210连通，以使所述出风件230产生的风能够在所述漩涡盘结构210上产生涡流，并且通过调节所述挡板211转动角度，来改变风场的切向速度，改变了最终产生龙卷风的风力大小和，这种结构简单，降低了生产成本，而且还通过所述第一驱动结构410和所述第二驱动结构420对应驱动漩涡盘结构210和多个叶片组件300转动并在所述漩涡盘结构210内产生风力，通过所述出风管120形成龙卷风，这种结构能够确保产生龙卷风，并且还能控制产生龙卷风风力的大小，整体结构也比较简单，从而提高了生产效率，有利于大规模的推广使用。

需要说明的是，本申请的龙卷风产生装置是一种微型龙卷风发生器，其原理是跟据相应的机械结构产生“人造龙卷风”。具体原理如下：

出风件230通过进风管240将风输送到漩涡盘结构210内，并会流向漩涡盘下部，风沿漩涡盘结构210的外形向上运动到多个挡板211，风在多个挡板211之间形成涡流，从而使所述出风件230产生的风能够在所述漩涡盘结构210上产生涡流，再通过调节叶片组件300之间转动，即调节叶片组件300之间的出风方向，使所述漩涡盘结构210的腔体212内部形成空气场压强差，使得涡流沿着腔体212内部内的压强差向上运动并通过出风管120从而形成龙卷风。

在一种实施例中，所述漩涡盘结构210包括第一圆盘213和第二圆盘214，所述第一圆盘213和第二圆盘214间隔对应设置，且所述第一圆盘213和第二圆盘214之间形成所述腔体212，在所述第一圆盘213上转动设置多个挡板211，以使每个所述挡板211之间角度可调。其中，多个挡板211之间主要是起分流作用，通过调节第一驱动结构410从而带动多个挡板211相对第一圆盘213发生转发，改变挡板211与第一圆盘213之间竖直方向的夹角，来改变风场的切向速度，从而营造一个有源场的起点，即涡流产生的起点。另外，所述第一圆盘213和第二圆盘214之间形成所述腔体212，所述腔体212的存在，能够使涡流在其内部形成空气场压强差，最终形成龙卷风。

在一种实施例中，所述漩涡盘结构210还包括转盘215，在所述第一圆盘213的中心区域开设第一圆盘孔2131，在所述第二圆盘214的中心区域开设第一圆盘孔2141，在所述第一圆盘孔2131内放置所述转盘215，所述第一圆盘孔2141与所述出风管120对应设置，所述挡板211转动设置在所述转盘215上，所述转盘215与所述第一驱动结构410连接。通过驱动第一驱动结构410从而带动所述转盘215转动，进而使所述转盘215上的挡板211位置发生改变从而改变漩涡盘结构210内的压强，来改变形成龙卷风的大小，并且还能够通过调节多个挡板211之间在转盘215上的相对角度大小来影响龙卷风以及龙卷风大小的形成。另外，所述第一驱动结构410包括第一带轮411、第二带轮412和第一驱动件，所述第一带轮411与所述转盘215转动连接，所述第一带轮411和所述第二带轮412传动连接，所述第二带轮412与所述第一驱动件转动连接，当所述第一驱动件驱动所述所述第二带轮412转动，所述第二带轮412带动所述第一带轮411转动，进而使所述第一带轮411带动所述转盘215转动。

在一种实施例中，所述漩涡盘结构210还包括调节轴承216和拉杆217，所述调节轴承216设置在所述拉杆217远离所述转盘215的一端上，所述拉杆217的另一端转动设置在所述转盘215上，所述拉杆217的中间段设置在所述挡板211上。通过调节所述调节轴承216来控制所述拉杆217在所述转盘215上转动角度的大小，而由于所述拉杆217的中间段设置在所述挡板211上，即多个所述挡板211也随着对应的拉杆217转动，直接影响气流流向的速度大小和方向，从而关系到最终龙卷风的形成与否。

在一种实施例中，所述漩涡盘结构210还包括多个第一立柱218，多个所述第一立柱218间隔设置在所述第一圆盘213上，多个所述第一立柱218能够抵住所述挡板211或所述拉杆217。通过多个所述第一立柱218从而实现了多个所述挡板211转动的角度在在一定的范围内，这样设计的方式能够使调节挡板211转动的角度更加方便、准确，并且更加容易实现控制所述挡板211转动的角度大小。

在一种实施例中，多个所述叶片组件300之间间隔设置，且多个所述叶片组件300之间形成多个排风口320，驱动所述第二驱动结构420使多个所述叶片组件300之间转动角度发生改变，以调节多个所述排风口320的大小。通过调节多个所述排风口320的大小，从而改变了在漩涡盘结构210的腔体212内的压强大小，即改变了在漩涡盘结构210的腔体212内形成涡流的大小，从而影响了形成龙卷风的大小以及形成龙卷风的效果好坏。

在一种实施例中，多个所述叶片组件300均包括扇叶310、扇轴340以及连接结构330，所述扇叶310与所述扇轴340连接，所述转动结构与扇轴340连接，所述连接结构330与所述第二驱动结构420连接。通过驱动所述第二驱动结构420进而驱动连接结构330，从而使连接结构330通过扇轴340带动扇叶310转动，实现了扇叶310角度的调节，扇叶310角度的调节影响了出风速度的大小，最终影响了龙卷风是否形成以及形成龙卷风的风力大小。另外，扇叶310选用亚克力材料制作，这种材料具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性、易染色、易加工、外观优美的特点。

在一种实施例中，所述连接结构330包括第一连杆331、连杆销332、第二连杆333和带轮销，所述第一连杆331设置在所述扇轴340上，所述连杆销332的一侧与所述第一连杆331固定连接，所述连杆销332的另一侧与所述第二连杆333固定连接，所述带轮销设置在所述第二连杆333上，所述带轮销与所述第二驱动结构420连接。通过驱动所述第二驱动结构420进而驱动了所述带轮销转动，进而使所述第二连杆333带动连杆销332转动，使得销转动带动所述第一连杆331转动，最终实现了带动扇叶310的转动。事实上，连接结构330是一个专门与第二驱动结构420连接，其中，连接结构330的组成简单，而且能够通过第一连杆331、连杆销332、第二连杆333和带轮销之间配合承受较大的转动力，不易受较大的转动力而发生损坏的情况，降低了维修或更换连接结构330的频率，也即节省了成本。

在一种实施例中，所述支撑组件100包括第一固定盘130、第二固定盘140以及支撑柱150，所述支撑柱150设置在所述第一固定盘130和所述第二固定盘140之间形成所述支撑空间110，所述第一固定盘130和所述第二固定盘140上均设置多个通孔160且所述第一固定盘130的通孔160与所述第二固定盘140的通孔160一一对应，所述通孔160用于固定连接多个所述叶片组件300，所述漩涡盘结构210设置在所述所述第一固定盘130上，所述第二固定盘140上开设第二固定孔141，所述出风管120设置在所述第二固定孔141上。事实上，第二驱动结构420设置在第一固定盘130下方，且扇叶310组件上的连接结构330穿过第一固定盘130上的通孔160与第二驱动结构420连接，从而实现了通过第二驱动结构420驱动扇叶310组件转动。

在一种实施例中，所述控制组件400还包括开关件430和控制面板440，所述开关件430分别与所述第一驱动结构410和第二驱动结构420连接，所述控制面板440用于控制所述第一驱动结构410和所述第二驱动结构420运行的速度。通过所述开关件430分别控制所述第一驱动结构410和第二驱动结构420的开启与结束，再利用所述控制面板440用于控制所述第一驱动结构410和所述第二驱动结构420运行的速度，进而分别使多个挡板211转动的角度发生改变和多个扇叶310组件之间的角度发生改变，从而使所述漩涡盘结构210内的涡流大小发生改变，即直接影响气流方向和气流大小，以及腔体212内的压强发生改变，从而产生的龙卷风大小也随之发生改变。

在另外一种实施例中，所述控制组件400还包括单片机460和急停件470，单片机460具有人机接口，其作用是利用所编写的单片机460程序控制第一驱动结构410和第二起到结构运行的速度和运行的方向，从而改变了挡板211转动的角度大小和方向，以及改变了多个扇叶310组件之间的转动角度，使多个扇叶310组件之间的出风大小和方法发生改变，最终直接影响气流方向和气流大小，从而关系到龙卷风的形成与否和其效果，急停件470分别与第一驱动结构410和第二驱动结构420连接，并用于在关键时刻停止，例如开关件430或第一驱动结构410、第二驱动结构420和单片机460发生损坏时，能够将整个龙卷风产生装置重新启动或立即停止运行，以及时进行维修。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种龙卷风产生装置，其特征在于，包括：

支撑组件，所述支撑组件具有支撑空间和出风管，所述支撑空间与所述出风管连通；

漩涡盘组件，包括漩涡盘结构和与多个挡板，以及出风件，所述涡盘结构设置在所述支撑空间内，所述漩涡盘结构上具有腔体，多个所述挡板转动设置在所述腔体内，所述出风件与所述漩涡盘结构连通，以使所述出风件产生的风能够在所述漩涡盘结构上产生涡流；

多个叶片组件，多个所述叶片组件转动设置所述支撑空间内，且多个所述叶片组件围设所述漩涡盘结构周边；

控制组件，所述支撑组件设置在所述控制组件上，所述控制组件包括第一驱动结构和第二驱动结构，所述第一驱动结构与多个所述挡板转动连接，所述第二驱动结构与多个所述叶片组件转动连接，以使所述第一驱动结构和所述第二驱动结构对应驱动漩涡盘结构和多个叶片组件转动并在所述漩涡盘结构内产生风力，通过所述出风管形成龙卷风。

2.根据权利要求1所述的龙卷风产生装置，其特征在于，所述漩涡盘结构包括第一圆盘和第二圆盘，所述第一圆盘和第二圆盘间隔对应设置，且所述第一圆盘和第二圆盘之间形成所述腔体，在所述第一圆盘上转动设置多个挡板，以使每个所述挡板之间角度可调。

3.根据权利要求2所述的龙卷风产生装置，其特征在于，所述漩涡盘结构还包括转盘，在所述第一圆盘的中心区域开设第一圆盘孔，在所述第二圆盘的中心区域开设第二圆盘孔，在所述第一圆盘孔内放置所述转盘，所述第二圆盘孔与所述出风管对应设置，所述挡板转动设置在所述转盘上，所述转盘与所述第一驱动结构连接。

4.根据权利要求3所述的龙卷风产生装置，其特征在于，所述漩涡盘结构还包括调节轴承和拉杆，所述调节轴承设置在所述拉杆远离所述转盘的一端上，所述拉杆的另一端转动设置在所述转盘上，所述拉杆的中间段设置在所述挡板上。

5.根据权利要求4所述的龙卷风产生装置，其特征在于，所述漩涡盘结构还包括多个第一立柱，多个所述第一立柱间隔设置在所述第一圆盘上，多个所述第一立柱能够抵住所述挡板或所述拉杆。

6.根据权利要求1所述的龙卷风产生装置，其特征在于，多个所述叶片组件之间间隔设置，且多个所述叶片组件之间形成多个排风口，驱动所述第二驱动结构使多个所述叶片组件之间转动角度发生改变，以调节多个所述排风口的大小。

7.根据权利要求1所述的龙卷风产生装置，其特征在于，多个所述叶片组件均包括扇叶、扇叶轴以及连接结构，所述扇叶与所述扇叶轴连接，所述转动结构与扇叶轴连接，所述连接结构与所述第二驱动结构连接。

8.根据权利要求7所述的龙卷风产生装置，其特征在于，所述连接结构包括第一连杆、连杆销、第二连杆和带轮销，所述第一连杆设置在所述扇叶轴上，所述连杆销的一侧与所述第一连杆固定连接，所述连杆销的另一侧与所述第二连杆固定连接，所述带轮销设置在所述第二连杆上，所述带轮销与所述所述第二驱动结构连接。

9.根据权利要求1所述的龙卷风产生装置，其特征在于，所述支撑组件包括第一固定盘、第二固定盘以及支撑柱，所述支撑柱设置在所述第一固定盘和所述第二固定盘之间形成所述支撑空间，所述第一固定盘和所述第二固定盘上均设置多个通孔且所述第一固定盘的通孔与所述第二固定盘的通孔一一对应，所述通孔用于固定连接多个所述叶片组件，所述漩涡盘结构设置在所述第一固定盘上，所述第二固定盘上开设第二固定孔，所述出风管设置在所述第二固定孔上。

10.根据权利要求1所述的龙卷风产生装置，其特征在于，所述控制组件还包括开关件和控制面板，所述开关件分别与所述第一驱动结构和第二驱动结构连接，所述控制面板用于控制所述第一驱动结构和所述第二驱动结构运行的速度。

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