本发明专利技术公开了一种利用落水管中雨水势能的窗户关闭及室内通风装置及方法，包括落水管集水装置、传动装置、换挡装置、通风装置和过滤装置。所述的落水管集水装置收集和储存来自屋顶或者上段落水管来的雨水，所述的传动装置将雨水的重力势能转化为机械能，并利用机械能实现关窗关闭以及室内通风。本发明专利技术在下雨期间利用雨水的势能自动关紧窗户，防止雨水打入室内造成财产损失，同时实现关窗之后的室内通风换气，改善雨天室内的空气质量。采用雨水作为动力源清洁环保，不消耗额外能源，不占用室内空间，应用场合广，适合在住宅小区及办公楼使用。
【技术实现步骤摘要】
利用落水管中雨水势能的窗户关闭及室内通风装置及方法
本专利技术涉及一种利用落水管中雨水势能的窗户关闭及室内通风装置及方法，属于机械
技术介绍
在日常工作和生活中，落水管是在房屋建设中必须要安装的一个基础部件，通常安装在整栋建筑的四周角落处，其作用是在下雨时将屋面的雨水导入地下管道，防止雨水长时间堆积在屋顶面，造成房屋的渗漏等一系列问题。对于沿海城市或者夏季梅雨季节，天气突变的情况较为普遍，家庭住户在工作时间内来不及回家关窗，导致家中地板或物品被雨水浸透，造成经济上的损失；同时雨天室外的空气比较新鲜，而室内空气质量不好，然而，从落水管中流过的雨水的势能并没有充分利用，一般直接流向地面或者地下管道，因此下雨天如何在不消耗外部能源的前提下提高室内空气质量是一个节能环保方面的难题。
技术实现思路
本专利技术以解决下雨天忘记关窗以及提高雨天室内空气质量为目的，通过雨水的动能转化为机械能，利用机械传动自动关紧窗户并且进行室内外空气交换使室内获得新鲜空气。本专利技术的技术方案如下：一种利用落水管中雨水势能的窗户关闭及室内通风装置，所述装置包括落水管集水装置、传动装置、换挡装置、通风装置、过滤装置以及悬挂式窗户；所述落水管集水装置储存一定量的雨水，所述传动装置将雨水的重力势能转为机械能，利用机械能通过换挡装置实现悬挂式窗户的开关以及运转通风装置实现室内通风，所述过滤装置设置在通风装置内；所述落水管集水装置包括落水管、滤网、集水器以及取污口；所述落水管顶端有滤网，所述滤网上方的落水管管壁设有取污口，所述滤网下方设置集水器；所述集水器为倒锥形，位于滤网的下方，所述集水器底部有孔洞并装有出水塞，所述出水塞通过尼龙线连接一个上浮球；所述悬挂式窗户包括导轨、悬架、滚轮一、滚轮二、窗框、玻璃以及下窗框；所述窗框的上下两个边设置上滑道和下滑道，所述导轨下方两侧有凹型轨道并位于上滑道位置，两个悬架通过螺钉一以及螺钉二固定在窗框上，所述悬架末端各装有滚轮一和滚轮二能在凹型轨道中滚动，所述窗框中间安装有玻璃，所述窗框的底部装有下窗框；所述传动装置包括叶轮、转轴、锥齿轮一、锥齿轮二、锥齿轮三、锥齿轮四、锥齿轮五、锥齿轮六、保护壳、竖轴、冠齿轮、直齿轮一、直齿轮二、直齿轮三、传动轴一、传动轴二、传动轴三、传动轴四、锥齿轮七、锥齿轮八、锥齿轮九、锥齿轮十、锥齿轮十一、支架一、支架二、支架三、支架四、丝杠一、丝杠二、滑块一、滑块二；所述叶轮位于集水器孔洞下方并固定在转轴一端，所述转轴垂直穿过落水管管壁，转轴的另一端设有锥齿轮一，所述锥齿轮一与锥齿轮二相互啮合并安装在保护壳内，所述保护壳固定在直角墙壁上，所述竖轴一端连接保护壳内的锥齿轮二，另一端连接冠齿轮，所述直齿轮一与冠齿轮相啮合，所述传动轴一与两个大端合并在一起的锥齿轮七相连；直齿轮位于传动轴的右端，所述支架一、支架二分别固定在传动轴一两端，固定传动轴一使之平行于悬挂式窗户的下滑道，所述直齿轮二与传动轴二上直齿轮三相啮合，所述传动轴二的两端有锥齿轮三、锥齿轮六，两锥齿轮放置方式相同；所述锥齿轮三、锥齿轮六分别与传动轴四和传动轴三上的锥齿轮四、锥齿轮五相啮合，传动轴二用支架三、支架四进行固定，所述滑块一、滑块二分布在下窗框中，所述丝杠一穿过滑块一，所述丝杠二穿过滑块二，所述丝杠一的一端固定在窗框上，另一端的端末设有两个小端相对的锥齿轮八、锥齿轮九，所述丝杠二的一端固定在窗框上，另一端的端末设有两个小端相对的锥齿轮十、锥齿轮十一；所述换挡装置包括支架五、滑块三、弹簧一、弹簧二、金属片一、金属片二、连杆一、连杆二、限位块，所述滑块三固定在装有直齿轮一的传动轴一上，滑块三内部左右各有一空腔，空腔中设有弹簧一和弹簧二，所述连杆一为三连杆结构，两端水平平行，所述弹簧一与左侧的连杆一的下水平段连接，连杆一的中间段部分通过支架五固定在左侧垂直的墙壁上，连杆一的上方水平段末端穿过门窗框垂直部分并装有金属片一，所述连杆二为三连杆结构，两端水平平行，所述弹簧二与右侧的连杆二的下水平段连接，连杆二竖直部分固定在悬挂式窗户的下滑道上，连杆二的上方水平段末端穿过限位块并同时装有金属片二，当锥齿轮七与左侧的锥齿轮八和锥齿轮十一啮合在一起时，为前进挡；当锥齿轮七与右侧的锥齿轮九、锥齿轮十啮合在一起时，为后退挡；当锥齿轮七不与任何齿轮啮合时，为空挡；所述通风装置包括涡轮风扇一、涡轮风扇二、壳体一、壳体二、配气环一、配气环二、连杆三、扇叶，所述涡轮风扇一连接传动轴四的一端、所述涡轮风扇二连接传动轴三的一端，涡轮风扇一、涡轮风扇二用固定涡轮轴的固定支架进行固定，所述的壳体一、壳体二是长方体的薄壁框，设置两个进风口用于进风，一个进风口设置在壳体一、壳体二的后端底部，其由数个孔洞组成呈长方形，处于壳体外侧高于窗台一段距离，另一处在配气环一、配气环二的后端，所述配气环一、配气环二中间为贯通孔，连接室内与室外的空气，其包括三层，均为薄壁形状，第一层在靠近涡轮风扇一、涡轮风扇二的地方设置了一个开口，以通风使用，第二层与第一层之间为空腔，第二层与第一层的前端和后端封闭设置，第三层与第二层后端紧密相连，配气环一、配气环二与壳体一、壳体二之间紧密连接，配气环一、配气环二的前端为出风口，在前端均设置了扇叶，扇叶上端有水平放置圆筒，内部用连杆三穿过，两端用铰链固定，当有风通过时，扇叶打开，无风时，扇叶通过自重关闭；所述过滤装置包括精过滤网、HEPA过滤网、PP棉网体和活性炭过滤网，其设置在配气环一、配气环二中间的贯通孔室的外侧，靠近配气环一、配气环二的过滤网为第一层的精过滤网，依次向外第二层为HEPA过滤网，第三层为PP棉网体，第四层为活性炭过滤网。上述集水器上方的管壁设有观察口，所述叶轮上方的管壁也设有观察窗。上述落水管中的叶轮下方设置另一组集水器以及叶轮，每组集水器以及叶轮对应一个楼层。上述下窗框空腔中滑块一、滑块二的形状为长方体，当滑块一、滑块二顶到窗框时，带动窗户的左右移动。一种利用落水管中雨水势能的窗户关闭方法，利用上述的装置，其步骤如下：1、初始状态时:悬挂式窗户为打开状态，窗框压迫右侧的连杆一的金属片二，连杆一受力绕支点旋转使得滑块三向左移动，从而两个大端合并在一起的锥齿轮七轴向左移动，此时与左侧的锥齿轮八和锥齿轮十一相啮合，此时为前进挡；2、下雨时：下雨时雨水积蓄在落水管集水器中，当集水器中收集的雨水达到一定深度时使得浮球拉起出水塞，雨水从孔洞中流下，并冲击叶轮的叶片转动，叶片转动使得窗外的转轴和传动轴一传动，冠齿轮与直齿轮一啮合旋转，带动两个大端合并在一起的锥齿轮七轴转动，丝杠一、丝杠二旋转使得滑块一、滑块二向两侧运动，滑块一、滑块二在窗框的长方体空腔中运动，以带动窗户进行左右两侧移动；3、窗户关紧时：当滑块二带动窗户推送到左侧关好后，左侧连杆二的金属片一受压，连杆二受力绕支架旋转，两个大端合并在一起的锥齿轮七轴受力向右运动，此时与右侧的锥齿轮九、锥齿轮十相啮合，此时为后退档；滑块二在空腔内向窗户中间运动，直到到达限位块；4、滑块复位时：处于后退挡时，丝杠一、丝杠二的转动使得滑块一、滑块二向下滑道中间位置运动，当运动到限位块位置时压迫右侧金属片二，而滑块三中右侧的弹簧二弹性系数较大，虽然右侧的连杆一力矩较小但能平衡左侧的连本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种利用落水管中雨水势能的窗户关闭及室内通风装置，其特征在于：所述装置包括落水管集水装置、传动装置、换挡装置、通风装置、过滤装置以及悬挂式窗户；所述落水管集水装置储存一定量的雨水，所述传动装置将雨水的重力势能转为机械能，利用机械能通过换挡装置实现悬挂式窗户的开关以及运转通风装置实现室内通风，所述过滤装置设置在通风装置内；所述落水管集水装置包括落水管（1）、滤网（1‑5）、集水器（1‑6）以及取污口（1‑1）；所述落水管（1）顶端有滤网（1‑5），所述滤网（1‑5）上方的落水管（1）管壁设有取污口（1‑1），所述滤网（1‑5）下方设置集水器（1‑6）；所述集水器（1‑6）为倒锥形，位于滤网（1‑5）的下方，所述集水器（1‑6）底部有孔洞并装有出水塞（1‑9），所述出水塞（1‑9）通过尼龙线连接一个上浮球（1‑7）；所述悬挂式窗户包括导轨（10‑1）、悬架（10‑5）、滚轮一（10‑2）、滚轮二（10‑3）、窗框（10‑4）、玻璃（10）以及下窗框（9）；所述窗框（10‑4）的上下两个边设置上滑道和下滑道，所述导轨（10‑1）下方两侧有凹型轨道并位于上滑道位置，两个悬架（10‑5）通过螺钉一（10‑6）以及螺钉二（10‑7）固定在窗框（10‑4）上，所述悬架（10‑5）末端各装有滚轮一（10‑2）和滚轮二（10‑3）能在凹型轨道中滚动，所述窗框（10‑4）中间安装有玻璃（10），所述窗框（10‑4）的底部装有下窗框（9）；所述传动装置包括叶轮（1‑10）、转轴（1‑3）、锥齿轮一（2‑1）、锥齿轮二（2‑2）、锥齿轮三（4‑1）、锥齿轮四（4‑2）、锥齿轮五（6‑1）、锥齿轮六（6‑2）、保护壳（2）、竖轴（2‑3）、冠齿轮（3‑1）、直齿轮一（3‑2）、直齿轮二（5‑1）、直齿轮三（5‑2）、传动轴一（3‑3）、传动轴二（4‑3）、传动轴三（6‑3）、传动轴四（7‑4）、锥齿轮七（3‑4）、锥齿轮八（9‑3）、锥齿轮九（9‑4）、锥齿轮十（9‑7）、锥齿轮十一（9‑8）、支架一（3‑5）、支架二（3‑6）、支架三（4‑4）、支架四（4‑5）、丝杠一（9‑1）、丝杠二（9‑5）、滑块一（9‑2）、滑块二（9‑6）；所述叶轮（1‑10）位于集水器（1‑6）孔洞下方并固定在转轴（1‑3）一端，所述转轴（1‑3）垂直穿过落水管（1）管壁，转轴（1‑3）的另一端设有锥齿轮一（2‑1），所述锥齿轮一（2‑1）与锥齿轮二（2‑2）相互啮合并安装在保护壳（2）内，所述保护壳（2）固定在直角墙壁上，所述竖轴（2‑3）一端连接保护壳内的锥齿轮二（2‑2），另一端连接冠齿轮（3‑1），所述直齿轮一（3‑2）与冠齿轮（3‑1）相啮合，所述传动轴一（3‑3）与两个大端合并在一起的锥齿轮七（3‑4）相连；直齿轮（5‑1）位于传动轴（3‑3）的右端，所述支架一（3‑5）、支架二（3‑6）分别固定在传动轴一（3‑3）两端，固定传动轴一（3‑3）使之平行于悬挂式窗户的下滑道，所述直齿轮二（5‑1）与传动轴二（4‑3）上直齿轮三（5‑2）相啮合，所述传动轴二（4‑3）的两端有锥齿轮三（4‑1）、锥齿轮六（6‑2），两锥齿轮放置方式相同；所述锥齿轮三（4‑1）、锥齿轮六（6‑2）分别与传动轴四（7‑4）和传动轴三（6‑3）上的锥齿轮四（4‑2）、锥齿轮五（6‑1）相啮合，传动轴二（4‑3）用支架三（4‑4）、支架四（4‑5）进行固定，所述滑块一（9‑2）、滑块二（9‑6）分布在下窗框（9）中，所述丝杠一（9‑1）穿过滑块一（9‑2），所述丝杠二（9‑5）穿过滑块二（9‑6），所述丝杠一（9‑1）的一端固定在窗框（9）上，另一端的端末设有两个小端相对的锥齿轮八（9‑3）、锥齿轮九（9‑4），所述丝杠二（9‑5）的一端固定在窗框（9）上，另一端的端末设有两个小端相对的锥齿轮十（9‑7）、锥齿轮十一（9‑8）；所述换挡装置包括支架五（3‑14）、滑块三（3‑7）、弹簧一（3‑8）、弹簧二（3‑9）、金属片一（3‑12）、金属片二（3‑13）、连杆一（3‑10）、连杆二（3‑11）、限位块（3‑15），所述滑块三（3‑7）固定在装有直齿轮一（3‑2）的传动轴一（3‑3）上，滑块三（3‑7）内部左右各有一空腔，空腔中设有弹簧一（3‑8）和弹簧二（3‑9），所述连杆一（3‑10）为三连杆结构，两端水平平行，所述弹簧一（3‑8）与左侧的连杆一（3‑10）的下水平段连接，连杆一（3‑10）的中间段部分通过支架五（3‑14）固定在左侧垂直的墙壁上，连杆一（3‑10）的上方水平段末端穿过门窗框垂直部分并装有金属片一（3‑12），所述连杆二（3‑11）为三连杆结构，两端水平平行，所述弹簧二（3‑9）与右侧的连杆二（3‑11）的下水平段连接，连杆二（3‑11）竖直部分固定在悬挂式窗户的...
【技术特征摘要】
1.一种利用落水管中雨水势能的窗户关闭及室内通风装置，其特征在于：所述装置包括落水管集水装置、传动装置、换挡装置、通风装置、过滤装置以及悬挂式窗户；所述落水管集水装置储存一定量的雨水，所述传动装置将雨水的重力势能转为机械能，利用机械能通过换挡装置实现悬挂式窗户的开关以及运转通风装置实现室内通风，所述过滤装置设置在通风装置内；所述落水管集水装置包括落水管（1）、滤网（1-5）、集水器（1-6）以及取污口（1-1）；所述落水管（1）顶端有滤网（1-5），所述滤网（1-5）上方的落水管（1）管壁设有取污口（1-1），所述滤网（1-5）下方设置集水器（1-6）；所述集水器（1-6）为倒锥形，位于滤网（1-5）的下方，所述集水器（1-6）底部有孔洞并装有出水塞（1-9），所述出水塞（1-9）通过尼龙线连接一个上浮球（1-7）；所述悬挂式窗户包括导轨（10-1）、悬架（10-5）、滚轮一（10-2）、滚轮二（10-3）、窗框（10-4）、玻璃（10）以及下窗框（9）；所述窗框（10-4）的上下两个边设置上滑道和下滑道，所述导轨（10-1）下方两侧有凹型轨道并位于上滑道位置，两个悬架（10-5）通过螺钉一（10-6）以及螺钉二（10-7）固定在窗框（10-4）上，所述悬架（10-5）末端各装有滚轮一（10-2）和滚轮二（10-3）能在凹型轨道中滚动，所述窗框（10-4）中间安装有玻璃（10），所述窗框（10-4）的底部装有下窗框（9）；所述传动装置包括叶轮（1-10）、转轴（1-3）、锥齿轮一（2-1）、锥齿轮二（2-2）、锥齿轮三（4-1）、锥齿轮四（4-2）、锥齿轮五（6-1）、锥齿轮六（6-2）、保护壳（2）、竖轴（2-3）、冠齿轮（3-1）、直齿轮一（3-2）、直齿轮二（5-1）、直齿轮三（5-2）、传动轴一（3-3）、传动轴二（4-3）、传动轴三（6-3）、传动轴四（7-4）、锥齿轮七（3-4）、锥齿轮八（9-3）、锥齿轮九（9-4）、锥齿轮十（9-7）、锥齿轮十一（9-8）、支架一（3-5）、支架二（3-6）、支架三（4-4）、支架四（4-5）、丝杠一（9-1）、丝杠二（9-5）、滑块一（9-2）、滑块二（9-6）；所述叶轮（1-10）位于集水器（1-6）孔洞下方并固定在转轴（1-3）一端，所述转轴（1-3）垂直穿过落水管（1）管壁，转轴（1-3）的另一端设有锥齿轮一（2-1），所述锥齿轮一（2-1）与锥齿轮二（2-2）相互啮合并安装在保护壳（2）内，所述保护壳（2）固定在直角墙壁上，所述竖轴（2-3）一端连接保护壳内的锥齿轮二（2-2），另一端连接冠齿轮（3-1），所述直齿轮一（3-2）与冠齿轮（3-1）相啮合，所述传动轴一（3-3）与两个大端合并在一起的锥齿轮七（3-4）相连；直齿轮（5-1）位于传动轴（3-3）的右端，所述支架一（3-5）、支架二（3-6）分别固定在传动轴一（3-3）两端，固定传动轴一（3-3）使之平行于悬挂式窗户的下滑道，所述直齿轮二（5-1）与传动轴二（4-3）上直齿轮三（5-2）相啮合，所述传动轴二（4-3）的两端有锥齿轮三（4-1）、锥齿轮六（6-2），两锥齿轮放置方式相同；所述锥齿轮三（4-1）、锥齿轮六（6-2）分别与传动轴四（7-4）和传动轴三（6-3）上的锥齿轮四（4-2）、锥齿轮五（6-1）相啮合，传动轴二（4-3）用支架三（4-4）、支架四（4-5）进行固定，所述滑块一（9-2）、滑块二（9-6）分布在下窗框（9）中，所述丝杠一（9-1）穿过滑块一（9-2），所述丝杠二（9-5）穿过滑块二（9-6），所述丝杠一（9-1）的一端固定在窗框（9）上，另一端的端末设有两个小端相对的锥齿轮八（9-3）、锥齿轮九（9-4），所述丝杠二（9-5）的一端固定在窗框（9）上，另一端的端末设有两个小端相对的锥齿轮十（9-7）、锥齿轮十一（9-8）；所述换挡装置包括支架五（3-14）、滑块三（3-7）、弹簧一（3-8）、弹簧二（3-9）、金属片一（3-12）、金属片二（3-13）、连杆一（3-10）、连杆二（3-11）、限位块（3-15），所述滑块三（3-7）固定在装有直齿轮一（3-2）的传动轴一（3-3）上，滑块三（3-7）内部左右各有一空腔，空腔中设有弹簧一（3-8）和弹簧二（3-9），所述连杆一（3-10）为三连杆结构，两端水平平行，所述弹簧一（3-8）与左侧的连杆一（3-10）的下水平段连接，连杆一（3-10）的中间段部分通过支架五（3-14）固定在左侧垂直的墙壁上，连杆一（3-10）的上方水平段末端穿过门窗框垂直部分并装有金属片一（3-12），所述连杆二（3-11）为三连杆结构，两端水平平行，所述弹簧二（3-9）与右侧的连杆二（3-11）的下水平段连接，连杆二（3-11）竖直部分固定在悬挂式窗户的下滑道上，连杆二（3-11）的上方水平段末端穿过限位块（3-15）并同时装有金属片二（3-13），当锥齿轮七（3-4）与左侧的锥齿轮八（9-3）和锥齿轮十一（9-8）啮合在一起时，为前进挡；当锥齿轮七（3-4）与右侧的锥齿轮九（9-4）、锥齿轮十（9-7）啮合在一起时，为后退挡；当锥齿轮七（3-...
【专利技术属性】
技术研发人员：李慧珍，谢德强，孔庆杰，吴倩，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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