CN107745621A - 一种离心耦合式气流吸入装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种离心耦合式气流吸入装置，包括外筒，外筒内侧有可转动的涡扇和内筒，内筒置于涡扇的左侧，涡扇左端有可径向滑动的多个第一摩擦块，涡扇上与第一摩擦块之间有多个第一拉簧；外筒上内侧有置于内筒左侧的转筒，内筒左端有可径向滑动的多个第二摩擦块，内筒与第二摩擦块之间有多个第二拉簧；转筒上套装有摩擦盘，外筒上有从动盘，从动盘上有圆周分布的多个水平轴，水平轴上装有叶片，水平轴上有扭簧；外筒上有可左右滑动并与摩擦盘转动连接的滑块，外筒上有与滑块螺纹连接的第一调节轮；内筒上有多个扇叶，外筒上有可左右滑动的弧形挡板，弧形挡板上设有第一出风口，外筒上设有第二出风口；外筒上有与弧形挡板螺纹连接的第二调节轮。

Description

一种离心耦合式气流吸入装置

技术领域

本发明涉及新能源汽车空调设备技术领域，特别是一种离心耦合式气流吸入装置。

背景技术

近年来，由于全球空气质量下降带来的严峻考验，新能源汽车因其低碳环保的特点而越来越受到人们的重视与青睐，但现阶段由于受限于传统电池技术的限制，新能源汽车的续航里程远不及传统汽车，且各地为新能源汽车所提供的充电桩等配套设施严重不足，各生产厂家配备的充电接口也尚未统一，这些因素综合在一起，使得新能源汽车的实用性大打折扣；

同时，由于新能源汽车依赖于电力驱动，而汽车内部的照明、警报、空调等系统也要依赖于电力才能正常运转，其中尤以空调系统耗电量占比较大，为了降低能耗、延长续航里程，可以选择关闭空调、车内照明等非必需电气设备以达到节能的目的；

但在高速行车过程中，由于车外空气流动速度较快，若关闭空调开窗通风降温会增加风噪，且气流经车窗进入车内后形成的阻力会进一步增加能耗，还会带来一定的人员安全隐患；但若车窗关闭则车内空气不能与外界循环流通，使车内人员感到不适，长时间密闭车窗还会使车内氧气量减少，易引发司机和乘客的缺氧反应，酿成更大的安全事故；而空调的运转虽能能够解决上述问题，但是对于长途行车来说，空调系统消耗较多的电力必然会带来能耗的增加和续航里程的大大减少，可能会出现电力不足无法到达目的地或充电地点的情况，给人们的出行带来不便。

因此，如何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、延长续航里程，成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，本发明提供一种离心耦合式气流吸入装置，以解决新能源汽车行车过程中空调系统的使用所带来的能耗较高、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，外筒上装有与外筒同轴设置并可在外筒内侧转动的涡扇和内筒，内筒置于涡扇的左侧，涡扇的左端装有可在涡扇上径向滑动的多个第一摩擦块，多个第一摩擦块沿涡扇的轴线圆周分布，第一摩擦块向涡扇的外侧滑动时可与内筒接触，涡扇上有与第一摩擦块的滑动方向一致的多个第一拉簧，第一拉簧的两端分别与涡扇和第一摩擦块连接，构成第一摩擦块经第一拉簧在涡扇上径向滑动的结构；

所述的外筒上装有可在外筒内侧转动的转筒，转筒与内筒同轴设置并置于内筒的左侧，内筒的左端装有可在内筒上径向滑动的多个第二摩擦块，多个第二摩擦块沿内筒的轴线圆周分布，第二摩擦块向内筒的外侧滑动时可与转筒接触，内筒上有与第二摩擦块的滑动方向一致的多个第二拉簧，第二拉簧的两端分别与内筒和第二摩擦块连接，构成第二摩擦块经第二拉簧在内筒上径向滑动的结构；

所述的转筒上套装有可在转筒上左右滑动的摩擦盘，外筒上有置于摩擦盘左侧的可在外筒上同轴转动的从动盘，当摩擦盘向左滑动至与从动盘挤压接触时，从动盘经摩擦盘随转筒同时转动，从动盘上有沿从动盘的轴线圆周分布的多个水平轴，水平轴上装有可转动的倾斜设置的多个叶片，多个叶片相互交错层叠设置，水平轴上套装有连接从动盘和叶片的扭簧，构成叶片在扭簧的扭力作用下向从动盘内侧转动的结构；

所述的外筒上装有可在外筒上左右滑动的滑块，滑块与摩擦盘转动连接，外筒上装有可转动的第一调节轮，第一调节轮与滑块经螺纹连接，当第一调节轮转动时，滑块在螺纹传动作用下左右滑动；

所述的内筒上装有置于内筒外侧并沿内筒的轴线圆周分布的多个扇叶，扇叶的长度方向与内筒的长度方向一致，内筒与多个扇叶构成风扇；外筒上装有置于风扇外侧并可在外筒上左右滑动的弧形挡板，弧形挡板上设有贯穿弧形挡板的多个第一出风口，外筒上设有与第一出风口一一对应的第二出风口；外筒上装有可转动的第二调节轮，第二调节轮与弧形挡板经螺纹连接，当第二调节轮转动时，弧形挡板在螺纹传动作用下左右滑动。

本发明结构巧妙，操作简单，利用外界气流带动涡扇转动，进而逐级带动风扇与从动盘运转，实现车辆的通风操作，并可通过第一调节轮与第二调节轮对出风口与叶片进行控制以实现进气量调节；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为本发明的图1中A部分的放大图。

图3为本发明工作时的主视图。

图4为本发明的图3中的B-B剖视图。

图5为本发明的图3中的C-C剖视图。

图6为本发明工作时的轴测剖视图。

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6给出，本发明包括轴线水平设置的外筒1，外筒1上装有与外筒1同轴设置并可在外筒1内侧转动的涡扇2和内筒3，内筒3置于涡扇2的左侧，涡扇2的左端装有可在涡扇2上径向滑动的多个第一摩擦块4，多个第一摩擦块4沿涡扇2的轴线圆周分布，第一摩擦块4向涡扇2的外侧滑动时可与内筒3接触，涡扇2上有与第一摩擦块4的滑动方向一致的第一拉簧5，第一拉簧5的两端分别与涡扇2和第一摩擦块4连接，构成第一摩擦块4经第一拉簧5在涡扇2上径向滑动的结构；

所述的外筒1上装有可在外筒1内侧转动的转筒6，转筒6与内筒3同轴设置并置于内筒3的左侧，内筒3的左端装有可在内筒3上径向滑动的多个第二摩擦块7，多个第二摩擦块7沿内筒3的轴线圆周分布，第二摩擦块7向内筒3的外侧滑动时可与转筒6接触，内筒3上有与第二摩擦块7的滑动方向一致的第二拉簧8，第二拉簧8的两端分别与内筒3和第二摩擦块7连接，构成第二摩擦块7经第二拉簧8在内筒3上径向滑动的结构；

所述的转筒6上套装有可在转筒6上左右滑动的摩擦盘9，外筒1上有置于摩擦盘9左侧的可在外筒1上同轴转动的从动盘10，当摩擦盘9向左滑动至与从动盘10挤压接触时，从动盘10经摩擦盘9随转筒6同时转动，从动盘10上有沿从动盘10的轴线圆周分布的多个水平轴11，水平轴11上装有可转动的倾斜设置的多个叶片12，多个叶片相互交错层叠设置，水平轴11上套装有连接从动盘10和叶片12的扭簧13，构成叶片12在扭簧13的扭力作用下向从动盘10内侧转动的结构；

所述的外筒1上装有可在外筒1上左右滑动的滑块14，滑块14与摩擦盘9转动连接，外筒1上装有可转动的第一调节轮15，第一调节轮15与滑块14经螺纹连接，当第一调节轮15转动时，滑块14在螺纹传动作用下左右滑动；

所述的内筒3上装有置于内筒3外侧并沿内筒3的轴线圆周分布的多个扇叶16，扇叶16的长度方向与内筒3的长度方向一致，内筒3与多个扇叶16构成风扇；外筒1上装有置于风扇外侧并可在外筒1上左右滑动的弧形挡板17，弧形挡板17上设有贯穿弧形挡板17的多个第一出风口18，外筒1上设有与第一出风口18一一对应的第二出风口19；外筒1上装有可转动的第二调节轮20，第二调节轮20与弧形挡板17经螺纹连接，当第二调节轮20转动时，弧形挡板17在螺纹传动作用下左右滑动。

作为优选，所述的外筒1内侧有与外筒1同轴设置的固定圈21，外筒1与固定圈21经至少一个筋板22连接，涡扇2可转动地安装在固定圈21上。

作为优选，所述的外筒1内侧有与外筒1同轴设置的两个固定块23，固定块23与外筒1经至少一个支杆24连接，两个固定块23分别置于扇叶16的左右两侧，内筒3可转动地安装在固定块23上。

作为优选，所述的滑块14由内圈25和外圈26经至少一个连接杆27连接构成，内圈25与摩擦盘9转动连接，外圈26与外筒1左右滑动连接，外筒1上设有与连接杆27位置对应的让位滑槽28。

作为优选，所述的每个第一摩擦块4所对应的第一拉簧5有至少一个。

作为优选，所述的每个第二摩擦块7所对应的第二拉簧8有至少一个。

作为优选，所述的多个第一出风口18沿外筒1的长度方向水平均布，第一出风口18的宽度与第二出风口19的宽度一致，第一出风口18的长度与第二出风口19的长度一致。

本发明使用时，将外筒1安装在车身上，使外筒1的安装有涡扇2的一侧置于车辆前进方向，第一出风口18和第二出风口19朝向车内，并确保外界气流可经过外筒1的内侧；转动第二调节轮20使弧形挡板17在螺纹传动作用下滑动，第一出风口18与第二出风口19产生位置偏移，当第一出风口18与第二出风口19完全错开时，出风口关闭，外筒1内侧空气与车内空气被隔离；转动第一调节轮15，滑块14在螺纹传动作用下产生滑动，与滑块14连接的摩擦盘9随之移动，使擦盘9向右滑动并与从动盘10分离，此时摩擦9与从动盘10为相互独立转动而不会产生相互影响。

当车辆行驶时，外界气流流经外筒1的内侧并使涡扇2产生转动，当车辆速度较低时，气流使涡扇2转动时所产生的离心力不足以克服第一拉簧5的拉力，第一摩擦块4保持不动，因此第一摩擦块4与内筒3不接触，涡扇2单独转动。

随着车速的增加，经过外筒1内侧的气流速度随之增加使涡扇2的转动速度不断加快，速度增加后涡扇2产生的离心力逐渐增大并克服第一拉簧5的拉力使第一摩擦块4向涡扇2的外侧滑动并逐渐与内筒3挤压接触，随着第一摩擦块4与内筒3之间的挤压逐渐增大，内筒3在摩擦力作用下开始在固定块23上转动且转速逐渐增大至与涡扇2转速一致；内筒3带动扇叶16同时转动，扇叶16将流经外筒1与内筒3之间的气流吹向外筒1外侧方向；调节第二调节轮20使弧形挡板17滑动，第一出风口18与第二出风口19产生重叠，出风口开启，气流在风扇的作用下经第一出风口18与第二出风口19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的转动形成一定干扰，使风扇吹入车内的气流减少，此时由于涡扇2带动内筒3的转速进一步增大，内筒3转动时作用在第二摩擦块7上的离心力逐渐增大并克服第二拉簧8的拉力使第二摩擦块7向内筒3的外侧滑动，当第二摩擦块7滑动至与转筒6挤压接触时，转筒6在摩擦力的作用下开始转动并逐渐加速至与内筒3转速一致；此时转动第一调节轮15，使滑块14在螺纹传动作用下向左滑动，滑块14滑动时推动摩擦盘9在转筒6上向左滑动，当摩擦盘9与从动盘10挤压接触时，由于摩擦盘9与转筒6同时转动，因此从动盘10在摩擦力作用下随摩擦盘9同向转动并逐渐加速至与摩擦盘9转速一致；从动盘10转动时作用在叶片12上的离心力逐渐克服扭簧13的扭力使叶片12向从动盘外侧转动，叶片12向外侧转动使多个叶片12逐渐展开并对外筒1与内筒3之间的气流形成阻挡，同时在风扇的转动作用下，迫使气流经出风口进入车内，实现进气量的增加，达到理想的通风效果；当多个叶片12完全展开时，外筒1与内筒3之间的气流被完全阻挡，在气流流动时的压力和风扇的作用下，外筒1与内筒3之间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，可将第一调节轮15与第二调节轮20同时进行调节，以满足不同气象条件与环境下的使用需要，获得最佳的使用效果。

为了使本发明达到更好的通风效果，可将外筒1进行加长并在涡扇2所在的一端加装空气滤网，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，利用外界气流带动涡扇转动，在涡扇的转动离心力作用下逐级带动风扇和从动盘转动，实现气流的吹入与阻挡，以取得理想的通风效果，且出风口与叶片均可独立控制，保证了在不使用时可根据实际需要进行选择性关闭，消除出风口和叶片所产生的风阻，进一步节省能源；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来抵消阻力，对于能耗的降低起到了很好的增益效果。

此外，本发明利用转动离心力进行逐级控制，当车辆低速行驶时，风扇与涡扇不接触，风扇不运转，此时因风阻对车辆行驶的影响较小，因此可开启出风口依靠行驶时的自然气流实现车辆内外的气流交换，或根据需要开窗通风，同样可满足使用需求；当车辆高速行驶时，离心力克服拉簧拉力，涡扇与风扇接触并带动风扇运转，将更多的气流吹入车内，而避免了需要开窗通风的烦恼；同时，将涡扇、内筒与从动盘依次分离使风扇与从动盘在满足特定速度条件下工作的另一增益效果是：风扇与从动盘不会不间断运转，有效降低了风扇与从动盘的磨损，提高了使用寿命，同时也避免了叶片在离心力作用下始终保持展开状态而产生风阻，有效降低了行车能耗。

Claims (7)

1.一种离心耦合式气流吸入装置，包括轴线水平设置的外筒（1），其特征在于，外筒（1）上装有与外筒（1）同轴设置并可在外筒（1）内侧转动的涡扇（2）和内筒（3），内筒（3）置于涡扇（2）的左侧，涡扇（2）的左端装有可在涡扇（2）上径向滑动的多个第一摩擦块（4），第一摩擦块（4）向涡扇（2）的外侧滑动时可与内筒（3）接触，涡扇（2）上有与第一摩擦块（4）的滑动方向一致的第一拉簧（5），第一拉簧（5）的两端分别与涡扇（2）和第一摩擦块（4）连接；

所述的外筒（1）上装有可在外筒（1）内侧转动的转筒（6），转筒（6）与内筒（3）同轴设置并置于内筒（3）的左侧，内筒（3）的左端装有可在内筒（3）上径向滑动的多个第二摩擦块（7），第二摩擦块（7）向内筒（3）的外侧滑动时可与转筒（6）接触，内筒（3）上有与第二摩擦块（7）的滑动方向一致的第二拉簧（8），第二拉簧（8）的两端分别与内筒（3）和第二摩擦块（7）连接；

所述的转筒（6）上套装有可在转筒（6）上左右滑动的摩擦盘（9），外筒（1）上有置于摩擦盘（9）左侧的可在外筒（1）上同轴转动的从动盘（10），从动盘（10）上有沿从动盘（10）的轴线圆周分布的多个水平轴（11），水平轴（11）上装有可转动的倾斜设置的多个叶片（12），多个叶片相互交错层叠设置，水平轴（11）上套装有连接从动盘（10）和叶片（12）的扭簧（13）；

所述的外筒（1）上装有可在外筒（1）上左右滑动的滑块（14），滑块（14）与摩擦盘（9）转动连接，外筒（1）上装有可转动的第一调节轮（15），第一调节轮（15）与滑块（14）经螺纹连接；

所述的内筒（3）上装有置于内筒（3）外侧并沿内筒（3）的轴线圆周分布的多个扇叶（16），扇叶（16）的长度方向与内筒（3）的长度方向一致，内筒（3）与多个扇叶（16）构成风扇；外筒（1）上装有置于风扇外侧并可在外筒（1）上左右滑动的弧形挡板（17），弧形挡板（17）上设有贯穿弧形挡板（17）的多个第一出风口（18），外筒（1）上设有与第一出风口（18）一一对应的第二出风口（19）；外筒（1）上装有可转动的第二调节轮（20），第二调节轮（20）与弧形挡板（17）经螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种离心耦合式气流吸入装置，其特征在于，外筒（1）内侧有与外筒（1）同轴设置的固定圈（21），外筒（1）与固定圈（21）经至少一个筋板（22）连接，涡扇（2）可转动地安装在固定圈（21）上。

3.根据权利要求1所述的一种离心耦合式气流吸入装置，其特征在于，外筒（1）内侧有与外筒（1）同轴设置的两个固定块（23），固定块（23）与外筒（1）经至少一个支杆（24）连接，两个固定块（23）分别置于扇叶（16）的左右两侧，内筒（3）可转动地安装在固定块（23）上。

4.根据权利要求1所述的一种离心耦合式气流吸入装置，其特征在于，滑块（14）由内圈（25）和外圈（26）经至少一个连接杆（27）连接构成，内圈（25）与摩擦盘（9）转动连接，外圈（26）与外筒（1）左右滑动连接，外筒（1）上设有与连接杆（27）位置对应的让位滑槽（28）。

5.根据权利要求1至5任一所述的一种离心耦合式气流吸入装置，其特征在于，每个第一摩擦块（4）所对应的第一拉簧（5）有至少一个。

6.根据权利要求1至5任一所述的一种离心耦合式气流吸入装置，其特征在于，每个第二摩擦块（7）所对应的第二拉簧（8）有至少一个。

7.根据权利要求1所述的一种离心耦合式气流吸入装置，其特征在于，多个第一出风口（18）沿外筒（1）的长度方向水平均布，第一出风口（18）的宽度与第二出风口（19）的宽度一致，第一出风口（18）的长度与第二出风口（19）的长度一致。