CN110425679A - 一种阵列涡环送风装置 - Google Patents

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曹智翔
王怡
翟超
赵同同
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Abstract

本发明公开了一种阵列涡环送风装置，包括箱体，箱体上设置进风口，所述的箱体内设置风机单元和送风通道，所述的送风通道水平设置在风机单元的底部侧端，还包括送风单元和调节单元，所述的送风单元与送风通道同轴设置，位于送风通道远离风机单元的端部，所述的风机单元经送风通道为送风单元间歇送风，在送风单元内形成涡环气流，所述的调节单元与送风单元连接，设置在送风单元底部，所述的调节单元调节送风单元的送风方向和角度，实现涡环送风。本发明利用空气涡环结构特点，通过较小的风量，长距离定向的输送空气，降低送风速度和能耗；通过风机和送风单元的设计，同时对室内多个目标位置精确送风，提高了室内通风效率和适用性。

Description

一种阵列涡环送风装置
技术领域
本发明属于空调送风领域，具体涉及一种阵列涡环送风装置。
背景技术
随着人民对建筑节能和室内环境的要求越来越高，高效率低能耗的通风方式得到了广泛的关注和研究。如何将新鲜空气高效节能地从送风***末端送风口送至送风目标附近，是急需解决的问题。
当前，由于送风口和送风目标空间距离远，送风需要经过较长距离的传输才能送至送风目标附近，所以存在两个问题：一是送风在输送过程中，会与室内空气发生掺混，送风受到污染，导致送风对目标环境的控制水平降低，送风效率降低；二是要将送风输送至距离较远的目标区域，需要较大的风量和较高的风速，无疑会提高通风***能耗。利用个性化送风的方式，即通风***送风口直接设置于送风目标附近，不仅能避免送风被污染，而且能实现近距离、低风速送风。然而这种送风方式需要布置较复杂的风管、风口，***能耗高，布置限制条件多，在实际使用过程中灵活性差。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种阵列涡环送风装置，解决现有存在的送风***效率低、能耗高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：
一种阵列涡环送风装置，包括箱体，所述的箱体上设置进风口，所述的箱体内设置风机单元和送风通道，所述的送风通道水平设置在风机单元的底部侧端，还包括送风单元和调节单元，所述的送风单元与送风通道同轴设置，位于送风通道远离风机单元的端部，所述的风机单元经送风通道为送风单元间歇送风，并在送风单元内形成涡环气流，所述的调节单元与送风单元连接，设置在送风单元底部，所述的调节单元调节送风单元的送风方向和角度，实现涡环送风。
具体地，所述的风机单元包括风机，所述的风机包括间隔设置的叶片和凹槽，所述的叶片的外表面积与所述的送风通道的进风面积相等，在风机转动过程中，所述的叶片与凹槽相继对送风通道进行密封和通风，实现间歇送风。
具体地，所述送风单元包括依次设置的均流装置、送风空腔和送风口，所述的均流装置设置在送风通道内，所述的送风空腔的径向直径逐渐沿送风方向逐渐减小，送风通道内的风依次通过均流装置送入送风空腔，然后从送风口送出。
具体地，所述的调节单元包括支撑板、第一调节件、固定轴、旋转台、第二调节件和滑动连接件，所述的支撑板固定在送风单元下方，所述的第一调节件和固定轴分别沿轴向设置在支撑板上，固定轴上水平设置旋转台，所述的第二调节件和滑动连接件设置在旋转台上，所述的滑动连接件与送风单元连接。
具体地，所述的第一调节件包括第一齿轮、第二电机和第二齿轮，所述的第二电机固定在支撑板上，所述的第二电机上方通过旋转轴固定第一齿轮，所述的第二齿轮固定在旋转台上，所述的第一齿轮与第二齿轮互相啮合，所述的第一调节件通过旋转台和滑动连接件控制送风单元沿水平方向180°转动。
进一步地，所述的旋转台形状为圆形，第二齿轮绕旋转台圆周位置设置，第二齿轮的长度为旋转台的半圆长度。
进一步地，所述的第二调节件包括连杆、曲柄和第三电机，所述的第三电机设置在旋转台上，所述的连杆一端与滑动连接件连接，所述的连杆的另一端通过可活动螺栓与曲柄的一端连接，所述的曲柄的另一端第三电机连接，所述的第二调节件通过滑动连接件控制送风单元沿竖直方向转动。
进一步地，所述的滑动连接件包括滑块和滑轨，所述的滑轨设置在旋转台上，所述的滑块与连杆连接，所述的滑块端部与送风单元连接，滑块沿滑轨进行上下滑动。
进一步地，所述的叶片与箱体间的间隙为2mm，所处的间隙处设置密封件，所述的叶片和凹槽的数量均为4个。
进一步地，所述的送风单元的数量与调节单元的数量相同。
与现有的技术相比，本发明的有益效果：
(1)利用空气涡环稳定不易破裂结构特点，通过较小的风量，长距离定向的输送处理过的空气，从而显著降低了送风速度，降低了能耗；
(2)通过涡环对室内送风目标进行送风而不是向对全室环境送风，从而显著降低了能耗；
(3)通过风机和阵列涡环送风口设计，同时对室内多个目标位置精确送风，提高了室内通风效率和适用性。
附图说明
图1为实施例1的阵列涡环送风装置结构侧视图；
图2为实施例1的阵列涡环送风装置外观及内部结构俯视图；
图3为风机结构示意图；
图4为调节单元结构示意图
图5为均流装置结构示意图；
图6为风机凹槽联通送风通道示意图；
图7为风机叶片与送风通道密封示意图；
图8为内部送风流场及空气涡环生成示意图；
图中各标号表示：1、进风口；2、箱体；2-1、传感器；3、风机单元；3-1、风机；3-1-1、叶片；3-1-2、凹槽；3-2、转轴；3-2-1、连接孔；3-3、第一电机；4、送风通道；4-1、密封件；4-2、隔板；5、送风单元；5-1、均流装置；5-1-1、蜂窝板；5-1-2、孔板；5-2、送风空腔；5-3、送风口；6、调节单元；6-1、支撑板；6-2、第一调节件；6-2-1、第一齿轮；6-2-2、第二电机；6-2-3、第二齿轮；6-3、固定轴；6-4、旋转台；6-5、第二调节件；6-5-1、连杆；6-5-2、螺栓；6-5-3、曲柄；6-5-4、第三电机；6-6、滑动连接件；6-6-1、滑块；6-6-2、滑轨。
图中虚线箭头表示气流方向。
以下结合说明书附图和具体实施方式对本发明做具体说明。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
在未做进一步说明的情况下，本发明中所引用的如“上”、“下”、“底部”和“侧端”等的用语，仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明的阵列涡环送风装置，包括箱体，箱体上设置进风口，箱体内设置风机单元和送风通道，送风通道水平设置在风机单元的底部侧端，还包括送风单元和调节单元，送风单元与送风通道同轴设置，位于送风通道远离风机单元的端部，调节单元与送风单元连接，设置在送风单元底部，风机单元经送风通道为送风单元间歇送风，调节单元调节送风单元的送风方向。
实施例1：
遵从上述技术方案，本实施例提供了一种阵列涡环送风装置，如图1至图8所示，包括箱体2，箱体2上设置进风口1，箱体2内设置风机单元3和送风通道4，送风通道4水平设置在风机单元3的底部侧端，还包括送风单元5和调节单元6，送风单元5与送风通道4同轴设置，位于送风通道4远离风机单元3的端部，风机单元3经送风通道4为送风单元5间歇送风，并在送风单元5内形成涡环气流，调节单元6与送风单元5连接，设置在送风单元5底部，调节单元6调节送风单元5的送风方向和角度，实现涡环送风。
进风口1处布置与箱体2顶部呈45°角的导流叶片3-1-1，使进风气流与风机3-1旋转方向同向且相切。箱体2为长方体形状，进风口1为长方形结构，可选的，进风口1面积占箱体2顶部面积的一半，箱体2的体积大小可相应增减，设置不同数量的阵列涡环送风口5-3，面板2与阵列涡环送风口5-35连接处外侧下部固定有支撑面板11，箱体2上部靠近送风单元5处设置传感器2-1，传感器2-1对所产生的涡环进行温度、速度的监控和显示。
风机单元3包括风机3-1、转轴3-2和第一电机3-3，风机3-1包括间隔设置的叶片3-1-1和凹槽3-1-2，叶片3-1-1的外表面积与送风通道4的进风面积相等，在风机3-1转动过程中，叶片3-1-1与凹槽3-1-2相继对送风通道4进行密封和通风，实现间歇送风。第一电机3-3通过转轴3-2与风机3-1连接，风机3-1设有与转轴3-2对应的连接孔3-2-1，第一电机3-3驱动风机3-1以不同速度旋转，从而提供不同的送风速度和送风频率。第一电机3-3优选变频驱动电机，风机3-1优选贯流风机。风机3-1的旋转方向与进风口1处的进风方向相切，从而降低送风阻力。叶片3-1-1和凹槽3-1-2的数量均为4个，从进风口1进入箱体2的空气进入凹槽3-1-2，通过贯流风机的转动输运至送风通道4。叶片3-1-1与箱体2间的间隙为2mm，间隙处设置密封件4-1，优选密封条，密封条紧贴风机3-1的叶片3-1-1，保证密封位置的气密性，送风通道4内的气体不会流入其他部分。
送风单元5包括依次设置的均流装置5-1、送风空腔5-2和送风口5-3，均流装置5-1设置在送风通道4内，送风空腔5-2的径向直径逐渐沿送风方向逐渐减小，送风通道4内的风依次通过均流装置5-1送入送风空腔5-2，此时气流速度逐渐增大，然后从送风口5-3送出。均流装置5-1由蜂窝板5-1-1和双层的孔板5-1-2构成，其中蜂窝板5-1-1的作用是均一送风气流速度方向，孔板5-1-2的作用是均匀不同位置的送风速度大小。送风单元5可在一定角度内自由转动。
调节单元6包括支撑板6-1、第一调节件6-2、固定轴6-3、旋转台6-4、第二调节件6-5和滑动连接件6-6，支撑板6-1固定在送风单元5下方，第一调节件6-2和固定轴6-3分别沿轴向设置在支撑板6-1上，固定轴6-3上水平设置旋转台6-4，旋转台6-4可绕固定轴6-3旋转，第二调节件6-5和滑动连接件6-6设置在旋转台6-4上，滑动连接件6-6与送风单元5连接。
第一调节件6-2包括第一齿轮6-2-1、第二电机6-2-2和第二齿轮6-2-3，第二电机6-2-2固定在支撑板6-1上，第二电机6-2-2上方通过旋转轴3-2固定第一齿轮6-2-1，第二齿轮6-2-3固定在旋转台6-4上，第一齿轮6-2-1与第二齿轮6-2-3互相啮合，第一调节件6-2通过旋转台6-4和滑动连接件6-6控制送风单元5沿水平方向180°转动。
旋转台6-4形状为圆形，第二齿轮6-2-3绕旋转台6-4圆周位置设置，第二齿轮6-2-3的长度为旋转台6-4的半圆长度。
第二调节件6-5包括连杆6-5-1、曲柄6-5-3和第三电机6-5-4，第三电机6-5-4设置在旋转台6-4上，连杆6-5-1一端与滑动连接件6-6连接，连杆6-5-1的另一端通过可活动螺栓6-5-2与曲柄6-5-3的一端连接，曲柄6-5-3的另一端第三电机6-5-4连接，第二调节件6-5通过滑动连接件6-6控制送风单元5沿竖直方向转动。
滑动连接件6-6包括滑块6-6-1和滑轨6-6-2，滑轨6-6-2设置在旋转台6-4上，滑块6-6-1与连杆6-5-1连接，滑块6-6-1端部与送风单元5连接，具体与送风单元5的送风空腔5-5的底部连接，滑块6-6-1沿滑轨6-6-2进行上下滑动。
本发明的阵列涡环送风装置的送风单元5的数量调节单元6的数量相同，可为1个或多个，调节单元6与送风单元5一一对应设置，送风通道4内设置多个隔板4-2，将送风通道4分成与阵列涡环送风口5-3相对应的分隔区域，实现送风单元5的阵列送风。
综上，本装置的工作过程如下：
经过处理的空气通过进风口1进入箱体2，一定体积的空气进入风机3-1凹槽3-1-2后，经过风机3-1旋转输送至送风通道4内，根据风机3-1的结构，在风机3-1旋转过程中，如图6-7所示，当凹槽3-1-2转动至送风通道4时开始送风；当叶片3-1-1转动至与送风通道4时，送风通道4密封，送风停止。随着风机3-1不断旋转，实现对送风通道4的间歇性送风，每次向送风通道4输送与风机3-1凹槽3-1-2体积相等的空气。
进入送风通道4内的空气在经过均流装置5-1后，气流速度方向统一，速度均匀，再进入送风单元5内。由于送风为间歇性送风，速度均匀的一定体积的气流进入送风空腔5-2，气流在送风口5-3处形成具有一定初速度的空气涡环，从而实现涡环送风。通过对第一电机3-3转速进行调节，改变定体积送风频率，从而影响空气涡环的生成频率，最终实现对送风量的调节。
用户通过外接常规的单片机控制第二电机6-2-2和第三电机6-5-4的转动方向，实现的水平方向和竖直方向的转动，调节送风口5-3至合适角度。具体是：固定在支撑板6-1上的第二电机6-2-2正反转带动第一齿轮6-2-1和第二齿轮6-2-3转动，旋转台6-4绕固定轴6-3旋转，从而带动与滑动连接件6-6连接的送风单元5沿水平方向180°转动。导轨固定在旋转台6-4上，沿其内部运动的滑块6-6-1与送风口5-3连接。第三电机6-5-4带动滑块6-6-1沿导轨上下运动，带动送风口5-3沿竖直方向转动。位于箱体2上的传感器2-1可实时监测并显示涡环的温度和速度，便于用户及时掌握。外界空气经进风口1进入箱体2内，风机3-1对进风进行输运，电机每运行一次，将一部分空气注入送风通道4，同时将原有部分空气通过送风单元5的送风口5-3以空气涡环的形式送出。本发明通过安静连续快速的产生空气涡环进行送风，利用空气涡环与环境空气掺混少，自身结构维持时间长和运动方向稳定的特点，利用较小风量对远距离实现定向送风，从而提高通风效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种阵列涡环送风装置，包括箱体(2)，所述的箱体(2)上设置进风口(1)，所述的箱体(2)内设置风机单元(3)和送风通道(4)，所述的送风通道(4)水平设置在风机单元(3)的底部侧端，其特征在于，还包括送风单元(5)和调节单元(6)，
所述的送风单元(5)与送风通道(4)同轴设置，位于送风通道(4)远离风机单元(3)的端部，所述的风机单元(3)经送风通道(4)为送风单元(5)间歇送风，并在送风单元(5)内形成涡环气流，
所述的调节单元(6)与送风单元(5)连接，设置在送风单元(5)底部，所述的调节单元(6)用于调节送风单元(5)的送风方向和送风角度，实现涡环送风。
2.如权利要求1所述的阵列涡环送风装置，其特征在于，所述的风机单元(3)包括风机(3-1)，所述的风机(3-1)包括间隔设置的叶片(3-1-1)和凹槽(3-1-2)，所述的叶片(3-1-1)的外表面积与所述的送风通道(4)的进风面积相等，在风机(3-1)转动过程中，所述的叶片(3-1-1)与凹槽(3-1-2)相继对送风通道(4)进行密封和通风，实现间歇送风。
3.如权利要求1所述的阵列涡环送风装置，其特征在于，所述送风单元(5)包括依次设置的均流装置(5-1)、送风空腔(5-2)和送风口(5-3)，所述的均流装置(5-1)设置在送风通道(4)内，所述的送风空腔(5-2)的径向直径逐渐沿送风方向逐渐减小，送风通道(4)内的风依次通过均流装置(5-1)送入送风空腔(5-2)，然后从送风口(5-3)送出。
4.如权利要求1所述的阵列涡环送风装置，其特征在于，所述的调节单元(6)包括支撑板(6-1)、第一调节件(6-2)、固定轴(6-3)、旋转台(6-4)、第二调节件(6-5)和滑动连接件(6-6)，所述的支撑板(6-1)固定在送风单元(5)下方，所述的第一调节件(6-2)和固定轴(6-3)分别沿轴向设置在支撑板(6-1)上，固定轴(6-3)上水平设置旋转台(6-4)，所述的第二调节件(6-5)和滑动连接件(6-6)设置在旋转台(6-4)上，所述的滑动连接件(6-6)与送风单元(5)连接。
5.如权利要求4所述的阵列涡环送风装置，其特征在于，所述的第一调节件(6-2)包括第一齿轮(6-2-1)、第二电机(6-2-2)和第二齿轮(6-2-3)，所述的第二电机(6-2-2)固定在支撑板(6-1)上，所述的第二电机(6-2-2)上方通过旋转轴(3-2)固定第一齿轮(6-2-1)，所述的第二齿轮(6-2-3)固定在旋转台(6-4)上，所述的第一齿轮(6-2-1)与第二齿轮(6-2-3)互相啮合，所述的第一调节件(6-2)通过旋转台(6-4)和滑动连接件(6-6)控制送风单元(5)沿水平方向180°转动。
6.如权利要求5所述的阵列涡环送风装置，其特征在于，所述的旋转台(6-4)形状为圆形，第二齿轮(6-2-3)绕旋转台(6-4)圆周位置设置，第二齿轮(6-2-3)的长度为旋转台(6-4)的半圆长度。
7.如权利要求4所述的阵列涡环送风装置，其特征在于，所述的第二调节件(6-5)包括连杆(6-5-1)、曲柄(6-5-3)和第三电机(6-5-4)，所述的第三电机(6-5-4)设置在旋转台(6-4)上，所述的连杆(6-5-1)一端与滑动连接件(6-6)连接，所述的连杆(6-5-1)的另一端通过可活动螺栓(6-5-2)与曲柄(6-5-3)的一端连接，所述的曲柄(6-5-3)的另一端第三电机(6-5-4)连接，所述的第二调节件(6-5)通过滑动连接件(6-6)控制送风单元(5)沿竖直方向转动。
8.如权利要求7所述的阵列涡环送风装置，其特征在于，所述的滑动连接件(6-6)包括滑块(6-6-1)和滑轨(6-6-2)，所述的滑轨(6-6-2)设置在旋转台(6-4)上，所述的滑块(6-6-1)与连杆(6-5-1)连接，所述的滑块(6-6-1)端部与送风单元(5)连接，滑块(6-6-1)沿滑轨(6-6-2)进行上下滑动。
9.如权利要求2所述的阵列涡环送风装置，其特征在于，所述的叶片(3-1-1)与箱体(2)间的间隙为2mm，所处的间隙处设置密封件(4-1)，所述的叶片(3-1-1)和凹槽(3-1-2)的数量均为4个。
10.如权利要求1所述的阵列涡环送风装置，其特征在于，所述的送风单元(5)的数量于调节单元(6)的数量相同。
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