[发明专利]一种用于捕获大气垂向气流运动动能的装置及方法

权利要求书

1.一种用于捕获大气垂向气流运动动能的装置，其特征在于，包括捕能风扇(1)、上螺旋臂(2)、下螺旋臂(3)、支撑柱(4)、横向连接柱(5)、永磁体(6)和能量转换装置(7)；

所述上螺旋臂(2)和下螺旋臂(3)为上下倒放相连的两螺旋空心管结构，为整个装置的框架，用于依放所述捕能风扇(1)及能量转换装置(2)，材料为不锈钢，焊接，并加以喷塑处理；

所述捕能风扇(1)的材料为碳纤维的轻质风扇，依附于所属的上螺旋臂(2)和下螺旋臂(3)上，用于捕获大气垂向气流；

所述永磁体(6)和能量转换装置(7)放置于所述上螺旋臂(2)和下螺旋臂(3)的空心管内，用于将捕获的风的动能转换成电能；

所述支撑柱(4)与所述上螺旋臂(2)和下螺旋臂(3)均为相同材质的结构，分为中央支撑住、纵向连接柱及横向连接柱(5)三种，用于支撑和固定整个装置。

2.如权利要求1所述的一种用于捕获大气垂向气流运动动能的装置，其特征在于：所述上螺旋臂(2)和下螺旋臂(3)形成的半球面体，其整体高为1.5米，螺旋圈数及宽度根据装置风扇数确定，可根据实际工作情况进行微调。

3.如权利要求1所述的一种用于捕获大气垂向气流运动动能的装置，其特征在于：所述捕能风扇(1)的外圈风扇直径规格为20cm，内圈风扇直径为10cm，风扇独立生产，每组装置风扇数量可根据实际工作情况确定，组装时满足相互间无空隙，能够最大效率捕获风能。

4.如权利要求1所述的一种用于捕获大气垂向气流运动动能的装置，其特征在于：所述支撑柱(4)插入地面，而后连接所述上螺旋臂(2)和下螺旋臂(3)，其支撑柱(4)中的纵向连接柱固定于下螺旋臂(3)最底层螺旋处，相互间隔120°。

5.如权利要求1所述的一种用于捕获大气垂向气流运动动能的装置，其特征在于：所述捕能风扇(1)依据实际地形情况，固定于上螺旋臂(2)和下螺旋臂(3)每圈的螺旋上，其外圈捕能风扇(1)固定于螺旋外圈，内圈捕能风扇(1)固定于螺旋内圈。

6.一种如权利要求1所述的用于捕获大气垂向气流运动动能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：按上述连接关系，将装置内的各个组件组装好，并将支撑柱(4)插入地表面，固定好整个装置；

S2：下螺旋臂(3)上的捕能风扇(1)与地表部分受热膨胀的垂向气流接触，带动扇叶转动，由此捕获了上升气流的动能；

S3：当扇叶转动捕获到垂直气流的动能后，会切割下螺旋臂(3)空心管内配置的永磁体(6)的磁感线，产生电流，经过能量转换装置(7)收集后进行储存或者直接利用；

S4：受热膨胀上升的部分气流在高空遇冷空气后会下降，下降的这部分气流带动上螺旋臂(2)上的捕能风扇(1)扇叶转动，由此收集下降部分气流的动能，其上螺旋臂(2)上的捕能风扇(1)以及空心管内部各装置的结构设置与所述下螺旋臂(3)中的结构设置均相同。