CN107740778A - 涡扇转速可调的汽车送风装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涡扇转速可调的汽车送风装置，包括外筒，外筒上有置于外筒下方并可水平转动的内筒，内筒的内侧有与内筒同轴设置的圆柱体，内筒与圆柱体经筋板连接；圆柱体上旋装有与圆柱体同轴的螺栓体，圆柱体上有圆周分布的多个径向轴，径向轴上有与径向轴同轴的小齿轮，圆柱体上有与小齿轮啮合的齿条，齿条与螺栓体转动连接；径向轴上有扇叶；外筒上有置于外筒内侧的风扇，外筒上设有与风扇位置相对应的出风孔；内筒上有与内筒同轴的第一齿轮，风扇上有与风扇同轴并与第一齿轮啮合的第二齿轮；风扇上有置于风扇左侧的转筒，转筒上有圆周分布的多个水平轴，水平轴上装有转叶，多个转叶相互交错层叠设置，水平轴上套装有连接转筒和转叶的扭簧。

Description

涡扇转速可调的汽车送风装置

技术领域

本发明涉及汽车空调设备技术领域，特别是涡扇转速可调的汽车送风装置。

背景技术

空调设备因其优异的制冷效果，被广泛使用于各种汽车上，为人们提供了极大的便利，但是，由于空调设备使用过程中需要消耗大量的电力，因此，对于能源的消耗较大，增加了汽车使用过程中的油耗或能耗，减少了车辆的续驶里程，不符合现阶段国家倡导的节能减排的发展要求。

同时，空调使用过程中会使车内空间相对封闭，易出现车辆内外气流交换不足的情况，尤其是高速行驶时，由于外界气流的相对流速较快，若开窗通风则高速气流吹入车内时会使车内人员感到不适，还会产生较大的风噪，因此通常情况下只能关闭车窗开启空调；而相对封闭的空间内，长时间行车过程中会出现车内氧气浓度降低，使车内人员产生疲劳感，极易引发安全事故。

此外，即便不考虑车内人员的舒适感和风噪的影响，开启车窗通风换气，虽然能够获得较好的通风换气效果，但由于改变了气流流经车辆时的走向，违背了车辆的空气动力学设计，因此使得风阻大大增加，反而会使汽车的能耗或油耗进一步增大，无法达到节能减排的效果。

因此，在风噪和风阻可接受的范围内有效利用外界气流来替代空调设备，既能使车内空气与外界循环流通，又可以有效降低行车过程中的能耗与油耗、延长续航里程，可以做为现阶段解决上述问题的一个突破点。

发明内容

针对上述情况，为弥补现有技术所存在的技术不足，本发明提供涡扇转速可调的汽车送风装置，以解决汽车行车过程中空调系统的使用所带来的能耗或油耗较高、续航里程减少的问题。

其解决的技术方案是：包括轴线水平设置的外筒，外筒上装有置于外筒下方并可水平转动的内筒，内筒的轴线方向与外筒的轴线方向平行设置，内筒的内侧有与内筒同轴设置的圆柱体，内筒与圆柱体经至少一个筋板连接，构成圆柱体随内筒在外筒上同时转动的结构；

所述的圆柱体上经螺纹旋装有与圆柱体同轴设置的螺栓体，螺栓体的右端置于圆柱体的外部，圆柱体上装有沿圆柱体的轴线圆周分布并可转动的多个径向轴，径向轴上装有与径向轴同轴设置的小齿轮，圆柱体上装有与小齿轮相啮合的齿条，齿条的长度方向与圆柱体的长度方向一致且可沿圆柱体的长度方向滑动，齿条与螺栓体转动连接；径向轴上装有置于圆柱体外侧的扇叶，当螺栓体在圆柱体上转动时，齿条与螺栓体产生相对转动，螺栓体在螺纹传动作用下左右移动并带动齿条在圆柱体上左右滑动，小齿轮在齿条的啮合作用下带动径向轴转动使扇叶产生角度变化；

所述的外筒上装有置于外筒内侧并与外筒同轴转动的风扇，外筒上设有与风扇位置相对应的出风孔；

所述的内筒上装有与内筒同轴设置的第一齿轮，风扇上装有与风扇同轴设置并与第一齿轮相啮合的第二齿轮；

所述的风扇上装有置于风扇左侧的转筒，转筒上装有置于转筒外侧并沿转筒轴线圆周分布的多个水平轴，水平轴上装有倾斜设置的转叶，多个转叶相互交错层叠设置，水平轴上套装有连接转筒和转叶的扭簧，构成转叶经扭簧在水平轴上向转筒内侧方向转动的结构。

本发明结构巧妙，操作简单，利用外界气流经扇叶带动内筒转动，内筒在齿轮的啮合作用下带动风扇转动，通过对手柄控制即可实现气流吹入车内时的进气量控制，同时在车速较高时，转叶在离心力作用下自动展开以实现对气流的阻挡，以取得理想的通风效果；本发明具有风噪小、气流吹入速度可控的特点，同时由于外筒与内筒均可保证气流的畅通，对气流的阻挡效果可控，因此行车过程中所产生的风阻较小，对于能耗或油耗的降低起到了很好的增益效果。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的右视图。

图3为本发明的A-A剖视图。

图4为本发明的轴测剖视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1至图4给出，本发明包括轴线水平设置的外筒1，外筒1上装有置于外筒1下方并可水平转动的内筒2，内筒2的轴线方向与外筒1的轴线方向平行设置，内筒2的内侧有与内筒2同轴设置的圆柱体3，内筒2与圆柱体3经至少一个筋板4连接，构成圆柱体3随内筒2在外筒1上同时转动的结构；

所述的圆柱体3上经螺纹旋装有与圆柱体3同轴设置的螺栓体5，螺栓体5的右端置于圆柱体3的外部，圆柱体3上装有沿圆柱体3的轴线圆周分布并可转动的多个径向轴6，径向轴6上装有与径向轴6同轴设置的小齿轮7，圆柱体3上装有与小齿轮7相啮合的齿条8，齿条8的长度方向与圆柱体3的长度方向一致且可沿圆柱体3的长度方向滑动，齿条8与螺栓体5转动连接；径向轴6上装有置于圆柱体3外侧的扇叶9，当螺栓体5在圆柱体3上转动时，齿条8与螺栓体5产生相对转动，螺栓体5在螺纹传动作用下左右移动并带动齿条8在圆柱体3上左右滑动，小齿轮7在齿条8的啮合作用下带动径向轴6转动使扇叶9产生角度变化；

所述的外筒1上装有置于外筒1内侧并与外筒1同轴转动的风扇10，外筒1上设有与风扇位置相对应的出风孔11；

所述的内筒2上装有与内筒2同轴设置的第一齿轮12，风扇10上装有与风扇同轴设置并与第一齿轮12相啮合的第二齿轮13；

所述的风扇10上装有置于风扇10左侧的转筒14，转筒14上装有置于转筒14外侧并沿转筒14轴线圆周分布的多个水平轴15，水平轴15上装有倾斜设置的转叶16，多个转叶16相互交错层叠设置，水平轴15上套装有连接转筒14和转叶16的扭簧17，构成转叶16经扭簧17在水平轴15上向转筒14内侧方向转动的结构。

作为优选，所述的螺栓体5上插装有与螺栓体5同轴设置的可滑动的推杆18，推杆18的右端置于螺栓体5的外部；圆柱体3上装有置于螺栓体5左侧的花键19，花键19与推杆18同轴转动连接，圆柱体3上有与花键19相匹配的花键左滑槽20，螺栓体5上有与花键19相匹配的花键右滑槽21，花键左滑槽20内有弹簧22，花键19经弹簧22的推力向右滑动并带动推杆18在螺栓体5内向右滑动，当花键19的右部插入花键右滑槽21内时，螺栓体5与圆柱体3经花键19连接在一起而同时转动；当按压推杆18使推杆18向左滑动时，花键19随推杆18同时向左滑动，花键19滑出花键右滑槽21后，螺栓体5与圆柱体3可相对转动；

作为优选，所述的螺栓体5上装有可转动的套筒23，齿条8与套筒23连接，构成齿条8经套筒23与螺栓体5相对转动并随螺栓体5左右移动的结构。

作为优选，所述的外筒1上装有与风扇16位置对应并可沿外筒1的轴线圆周滑动的出风挡板24，出风挡板24上设有与出风孔11相对应的出风通孔25，出风挡板24上装有置于外筒1外侧的手柄26；所述的出风孔11和出风通孔25分别有多个并一一对应，多个出风孔11沿外筒1的轴线圆周分布，多个出风通孔25沿外筒1的轴线圆周分布。

作为优选，所述的转筒14包括置于外筒1内侧的内圈27与外圈28，转叶16置于内圈27与外圈28之间；内圈27与风扇10连接，外圈28与外筒1接触，内圈27与外圈28经至少一个连接板29连接；当内圈27随风扇10转动时，外圈28经连接板29随内圈27同时转动并与外筒1保持圆周滑动，以减小转筒14转动时所产生的径向晃动，降低可能发生的安全风险。

本发明使用时，将外筒1安装在车身上，出风孔11朝向车内，并确保外界气流可经过外筒1的内侧，使外筒1上安装有内筒2的一端置于车辆前进方向，将内筒2置于车辆外部或置于无阻碍气流流经内筒2内侧的位置；在扭簧17的扭力作用下，转叶16在水平轴15上向转筒14内侧方向转动并与内圈接触，即转叶16处于收起状态，外筒1内侧的气流可经多个转叶16与外圈28之间的区域流向车辆后方；拨动手柄26使出风挡板24在外筒1上圆周滑动，出风孔11与出风通孔25产生错位，当出风孔11与出风通孔25完全错开时，进气通道关闭，外筒1内侧的空气与车内空气被隔离；

按压推杆18使推杆18向左滑动，花键19随推杆18同时向左滑动，花键19滑出花键右滑槽21后，螺栓体5与圆柱体3可相对转动，此时转动螺栓体5，螺栓体5在螺纹传动作用下左右移动并带动齿条8在圆柱体3上左右滑动，小齿轮7在齿条8的啮合作用下带动径向轴6转动使扇叶9产生角度变化，根据需要将扇叶9调整至适当的角度后，停止转动螺栓体5并松开推杆18，在弹簧22的弹力作用下，花键19向右滑动并带动推杆18在螺栓体5内向右滑动，当花键19的右部插入花键右滑槽21内时，螺栓体5与圆柱体3经花键19连接在一起而无法产生相对转动，扇叶9可靠停止在当前位置；

当车辆行驶时，当外界气流流经外筒1内侧时，由于转叶16与内圈接触，转叶16与外圈28之间形成通道，气流经过该通道流向车辆后方而无法进入车内；流经内筒2内侧的气流吹动扇叶9使扇叶9带动圆柱体3产生转动，内筒2在筋板4的连接作用下与圆柱体3同时转动，安装在内筒2上的第一齿轮12随内筒2同时转动，第二齿轮13在第一齿轮12的啮合作用下产生与第一齿轮12反向的转动并带动风扇10转动，风扇10转动时将外筒1内侧的气流吹向外筒1的外侧方向。

在需要进行车内通风换气时，拨动手柄26使出风挡板24在外筒1上圆周滑动，出风孔11与出风通孔25逐渐产生重叠，进气通道开启，气流在风扇10的作用下经进气通道进入车内。

随着车速的进一步增加，外筒1内侧的气流速度不断增大并对风扇10的转动形成一定干扰，使风扇10吹入车内的气流减少，此时气流速度增大使扇叶9带动内筒2的转动速度增加，风扇10和转筒14的转速也相应增加，转筒14转速增加时，作用在转叶16上的离心力逐渐增大并克服扭簧17的扭力，转叶16在离心力作用下向转筒14的外侧方向转动，转叶16与外圈28之间的区域逐渐变小使更多的气流被阻挡在转叶16的右侧并经风扇10吹入车内，实现进气量的增加，达到理想的通风效果；当转叶16与外圈28接触时，转叶16达到完全展开状态，外筒1内侧的气流被转叶16阻挡而无法向车辆后方流动，在气流流动时的压力和风扇10的共同作用下，外筒1内侧的气流被迫使进入车内，达到最大进气状态。

在实际使用过程中，可根据不同气象条件与环境下的使用需要，通过螺栓体5与推杆18对扇叶9的角度进行调整使内筒2达到理想的转速范围，获得最佳的使用效果；在不使用时，可将扇叶9的角度调整至扇叶9与圆柱体3的轴线平行，此时扇叶9与流经内筒2内侧的气流的接触面积最小，气流吹动扇叶9使内筒2转动时的转速较低或不产生转动，因此风扇10的转速较低或不产生转动，有效减少风扇10的不必要磨损。

为了使本发明达到更好的通风效果，可将外筒1进行加长并在风扇10的右侧加装空气滤网，不仅可以将空气中的花粉等颗粒物过滤，还可以使气流在外筒1中充分降温后再进入车内，使车内空气保持更加舒适的状态。

本发明结构巧妙，操作简单，利用外界气流经扇叶带动内筒转动，内筒在齿轮的啮合作用下带动风扇转动，通过对手柄控制即可实现气流吹入车内时的进气量控制，同时在车速较高时，转叶在离心力作用下自动展开以实现对气流的阻挡，以取得理想的通风效果；由于外界气流需经过风扇后再被风扇吹入，而不是直接吹入车辆内部，因此本发明与直接开窗通风相比具有风噪小、气流吹入速度稳定的特点，同时由于外筒与内筒均可保证气流的畅通，对气流的阻挡效果可控，因此行车过程中所产生的风阻较小，不会增加过多的能耗或油耗来抵消阻力，对于能耗或油耗的降低起到了很好的增益效果。

此外，本发明中的扇叶可通过螺栓体的转动进行快速调节与定位，使扇叶带动内筒转动时的转速可控且范围更广，因此可适应不同环境下的使用需求，达到理想的风扇转速，获得更好的通风效果；在不使用时还可通过扇叶的角度调节使内筒低速转动或不产生转动，消除不必要的风阻，减少风扇的磨损。

Claims (5)

1.涡扇转速可调的汽车送风装置，包括轴线水平设置的外筒（1），其特征在于，外筒（1）上装有置于外筒（1）下方并可水平转动的内筒（2），内筒（2）的轴线方向与外筒（1）的轴线方向平行设置，内筒（2）的内侧有与内筒（2）同轴设置的圆柱体（3），内筒（2）与圆柱体（3）经至少一个筋板（4）连接；

所述的圆柱体（3）上经螺纹旋装有与圆柱体（3）同轴设置的螺栓体（5），圆柱体（3）上装有沿圆柱体（3）的轴线圆周分布并可转动的多个径向轴（6），径向轴（6）上装有与径向轴（6）同轴设置的小齿轮（7），圆柱体（3）上装有与小齿轮（7）相啮合的齿条（8），齿条（8）的长度方向与圆柱体（3）的长度方向一致且可沿圆柱体（3）的长度方向滑动，齿条（8）与螺栓体（5）转动连接；径向轴（6）上装有置于圆柱体（3）外侧的扇叶（9）；

所述的外筒（1）上装有置于外筒（1）内侧并与外筒（1）同轴转动的风扇（10），外筒（1）上设有与风扇位置相对应的出风孔（11）；

所述的内筒（2）上装有与内筒（2）同轴设置的第一齿轮（12），风扇（10）上装有与风扇同轴设置并与第一齿轮（18）相啮合的第二齿轮（13）；

所述的风扇（10）上装有置于风扇（10）左侧的转筒（14），转筒（14）上装有置于转筒（14）外侧并沿转筒（14）轴线圆周分布的多个水平轴（15），水平轴（15）上装有倾斜设置的转叶（16），多个转叶（16）相互交错层叠设置，水平轴（15）上套装有连接转筒（14）和转叶（16）的扭簧（17）。

2.根据权利要求1所述的涡扇转速可调的汽车送风装置，其特征在于，螺栓体（5）上插装有与螺栓体（5）同轴设置的可滑动的推杆（18），圆柱体（3）上装有置于螺栓体（5）左侧的花键（19），花键（19）与推杆（18）同轴转动连接，圆柱体（3）上有与花键（19）相匹配的花键左滑槽（20），螺栓体（5）上有与花键（19）相匹配的花键右滑槽（21），花键左滑槽（20）内有弹簧（22）。

3.根据权利要求1或2任一所述的涡扇转速可调的汽车送风装置，其特征在于，螺栓体（5）上装有可转动的套筒（23），齿条（8）与套筒（23）连接，构成齿条（8）经套筒（23）与螺栓体（5）相对转动并随螺栓体（5）左右移动的结构。

4.根据权利要求1或2任一所述的涡扇转速可调的汽车送风装置，其特征在于，外筒（1）上装有与风扇（16）位置对应并可沿外筒（1）的轴线圆周滑动的出风挡板（24），出风挡板（24）上设有与出风孔（11）相对应的出风通孔（25），出风挡板（24）上装有置于外筒（1）外侧的手柄（26）。

5.根据权利要求1或2任一所述的涡扇转速可调的汽车送风装置，其特征在于，转筒（14）包括置于外筒（1）内侧的内圈（27）与外圈（28），转叶（16）置于内圈（27）与外圈（28）之间；内圈（27）与风扇（10）连接，外圈（28）与外筒（1）接触，内圈（27）与外圈（28）经至少一个连接板（29）连接。