CN107804139A - 一种三段压力式汽车换气装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三段压力式汽车换气装置，包括外筒和置于外筒内侧的涡扇、内筒；涡扇可在外筒上左右滑动并置于内筒的右侧，外筒上有拉簧，拉簧的两端分别与外筒和涡扇连接；内筒可转动地装在外筒上并可左右滑动，内筒上有多个扇叶；外筒上有多个出风挡板，外筒上有滑块，滑块上有直杆，直杆上设有螺旋状的凸轮槽，出风挡板上设有凸轮推杆，凸轮推杆置于凸轮槽内，外筒上设有出风口；滑块上有推杆，推杆的右端经弹簧与涡扇连接；外筒内侧有固定筒，固定筒与外筒之间经多个连接板连接，固定筒上有与内筒左端接触的转筒，固定筒上有与转筒左端接触的压簧；转筒上有多个径向杆，固定筒上有多个螺旋状凸轮槽，径向杆置于凸轮槽内，径向杆上有纵向挡板。

Description

一种三段压力式汽车换气装置

技术领域

本发明涉及新能源汽车空调设备技术领域，特别是一种三段压力式汽车换气装置。

背景技术

在汽车使用过程中，汽车内部的照明、警报、空调等系统需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，为了降低油耗、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油耗，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油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油耗、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，本发明提供一种三段压力式汽车换气装置，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和分别与外筒同轴设置并置于外筒内侧的涡扇、内筒；所述的涡扇可在外筒上左右滑动并置于内筒的右侧，外筒上装有置于涡扇右侧的水平设置的拉簧，拉簧的两端分别与外筒和涡扇连接；

所述的内筒可转动地安装在外筒上并可在外筒内侧左右滑动，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；

所述的外筒上装有置于风扇外侧并可在外筒上前后转动的水平设置的多个出风挡板，多个出风挡板沿外筒的轴线圆周分布，外筒上有可在外筒上左右滑动并置于出风挡板右侧的滑块，滑块上有置于滑块左侧并与出风挡板的转动轴线同轴设置的直杆，直杆的左端可滑动地插装在出风挡板内，直杆上设有螺旋状的凹槽，出风挡板上设有与凹槽相匹配的凸轮推杆，凸轮推杆置于凸轮槽内，构成直杆随滑块左右滑动时，出风挡板经凹槽与凸轮推杆的引导在外筒上前后转动的结构；外筒上设有与多个出风挡板相对应的出风口，滑块上装有置于滑块右侧的可左右滑动的推杆，推杆的左端与滑块连接，推杆的右端经弹簧与涡扇连接；

所述的外筒内侧有与外筒同轴设置并置于内筒左侧的固定筒，固定筒与外筒之间经沿固定筒的轴线圆周分布的多个纵向设置的连接板相连接，固定筒上有可在固定筒上左右滑动及同轴转动并与内筒左端接触的转筒，固定筒上装有置于转筒左侧并与转筒左端接触的水平设置的压簧；转筒上有沿转筒的轴线圆周分布的多个径向杆，固定筒上设有与径向杆一一对应的螺旋状凸轮槽，径向杆置于凸轮槽内，构成转筒在固定筒内左右滑动时，转筒经径向杆与凸轮槽的引导作用在固定筒上产生转动的结构；径向杆上装有置于固定筒外侧的纵向挡板。

本发明结构巧妙，操作简单，利用外界气流带动涡扇转动，进而带动风扇运转，实现车辆的通风操作，并可自动开启出风口与纵向挡板进行进风量调节；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为本发明的图1中A部分的放大图。

图3为本发明的轴测剖视图。

图4为本发明的立体剖视图。

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和分别与外筒1同轴设置并置于外筒1内侧的涡扇2、内筒3；

所述的涡扇2可在外筒1上左右滑动并置于内筒3的右侧，外筒1上装有置于涡扇右侧的水平设置的拉簧4，拉簧4的两端分别与外筒1和涡扇2连接；

所述的内筒3可转动地安装在外筒1上并可在外筒1内侧左右滑动，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5，扇叶5的长度方向与内筒3的长度方向一致，内筒3与多个扇叶5构成风扇；

所述的外筒1上装有置于风扇外侧并可在外筒1上前后转动的水平设置的多个出风挡板6，多个出风挡板6沿外筒1的轴线圆周分布，外筒1上有可在外筒1上左右滑动并置于出风挡板6右侧的滑块7，滑块7上有置于滑块7左侧并与出风挡板6的转动轴线同轴设置的直杆8，直杆8的左端可滑动地插装在出风挡板6内，直杆8上设有螺旋状的凹槽9，出风挡板6上设有与凹槽9相匹配的凸轮推杆10，凸轮推杆10置于凹槽9内，构成直杆8随滑块7左右滑动时，出风挡板6经凹槽9与凸轮推杆10的引导在外筒1上前后转动的结构，外筒1上设有与多个出风挡板6相对应的出风口11；滑块7上装有置于滑块7右侧的可左右滑动的推杆12，推杆12的左端与滑块7连接，推杆12的右端经弹簧13与涡扇2连接；

所述的外筒1内侧有与外筒1同轴设置并置于内筒3左侧的固定筒14，固定筒14与外筒1之间经沿固定筒14的轴线圆周分布的多个纵向设置的连接板15相连接，固定筒14上有可在固定筒14上左右滑动及同轴转动并与内筒3左端接触的转筒16，固定筒14上装有置于转筒16左侧并与转筒16左端接触的水平设置的压簧17；转筒16上有沿转筒16的轴线圆周分布的多个径向杆18，固定筒14上设有与径向杆18一一对应的螺旋状凸轮槽19，径向杆18置于凸轮槽19内，构成转筒16在固定筒14内左右滑动时，转筒16经径向杆18与凸轮槽19的引导作用在固定筒14上产生转动的结构；径向杆18上装有置于固定筒14外侧的纵向挡板20。

作为优选，所述的外筒1内侧有与外筒1同轴设置的涡扇架21，外筒上装有可在外筒1上左右滑动的多个滑动杆22，多个滑动杆22沿外筒1的轴线圆周分布，滑动杆22与涡扇架21经筋板23连接，涡扇2可转动地安装在涡扇架21上；

外筒1上有置于滑动杆22右侧并与滑动杆22一一对应的多个拉簧4，拉簧4的两端分别与外筒1和滑动杆22连接；推杆12插装在任意一个滑动杆22内，滑动杆22上有置于推杆12右侧的弹簧13，弹簧13的两端分别与推杆12和滑动杆22连接，构成推杆12经弹簧13在滑动杆22上左右滑动的结构。

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圈24，固定圈24与外筒1经至少一个支板25连接，两个固定圈24分别置于扇叶5的左右两侧，内筒3安装在固定圈24上，构成扇叶5随内筒3在固定圈24上转动或左右滑动的结构。

作为优选，所述的出风口11有多个，多个出风口11沿外筒1的长度方向均布。

作为优选，所述的转筒16的右端面上装有沿转筒16的轴线圆周分布的多个滚珠26，滚珠26与内筒3的左端接触。

作为优选，所述的径向杆18与连接板15一一对应，转筒16在固定筒14上的最大转动角度为相邻两个连接板15之间的角度的1/2；当径向杆18置于凸轮槽19的右端时，纵向挡板20与连接板15一一水平对应；当径向杆18置于凸轮槽19的左端时，纵向挡板20随径向杆18经转筒16转动至与此时的纵向挡板20相邻的两个连接板15之间并与两个连接板15同时接触。

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，第出风口11朝向车内，并确保外界气流可经过外筒1的内侧；在拉簧4的拉力作用下，涡扇2经滑动杆22随涡扇架21在外筒1上向车辆前进方向滑动，滑动杆22经弹簧13或推杆12的限位装置带动推杆12同时移动，滑块7随推杆12同时移动并带动直杆8向车辆前进方向移动，直杆8移动时，出风挡板6在凹槽9与凸轮推杆10的引导产生在外筒1上的前后转动，当相邻的出风挡板6彼此接触时，进风通道闭合，外筒1内侧空气与车内空气被隔离；

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，气流流经涡扇2时对涡扇2形成的压力不足以克服拉簧4的拉力，涡扇架2保持不动，因此涡扇2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，同时，速度增加后的气流对涡扇2形成的压力逐渐增大并克服拉簧4的拉力使涡扇2向左移动，涡扇架2随涡扇2同时移动并经筋板23带动滑动杆22在外筒1上滑动，滑动杆22向左滑动时，弹簧13被压缩且其弹力逐渐克服滑块7与外筒1之间的摩擦力使滑块7带动直杆8向左滑动，直杆8滑动时，出风挡板6经凹槽9与凸轮推杆10的引导在外筒1上产生前后转动，相邻的两个出风挡板6之间由接触状态变为分离，进风通道打开，气流经出风口11和进入车内；

当凸轮推杆10置于凹槽9的右端时，出风挡板6转动至其宽度方向的延长线与外筒1的轴线相交时，进气通道完全打开，此时由于弹簧13可继续被压缩，因此随着车速的增加，气流阻力逐渐克服拉簧4的拉力与弹簧13的弹力后推动涡扇2继续向内筒3方向移动并挤压内筒3，涡扇2挤压内筒3使涡扇2与内筒3之间的摩擦力逐渐增大，内筒3在摩擦力作用下开始在固定圈9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5同时转动，扇叶5将流经外筒1与内筒3之间的气流吹向车内。

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，此时由于气流阻力进一步增大，涡扇2推动内筒3在外筒1上向车辆前进的反向滑动，与内筒3接触的转筒16在内筒3的推动下在固定筒14上产生滑动，且由于滚珠26的作用，内筒3与转筒16之间的摩擦力较小，转筒16不会对内筒3的转动产生较大阻力；当转筒3在固定筒14上向车辆后方滑动时，转筒16在径向杆18与凸轮槽19的引导作用下而产生在固定筒14上的转动，纵向挡板20随之转动并逐渐向连接板15方向靠近，纵向挡板20与连接板15之间的距离和角度均产生变化，使经过连接板15之间的气流受到纵向挡板20的阻挡，随着纵向挡板20与连接板15之间的距离不断变小，同时纵向挡板20与连接板15之间的错位角度不断变大，越来越多的气流被阻挡在外筒1与内筒3之间，并被风扇吹入车内，使进风量再次增大，达到理想的通风效果；当转筒16被完全推入固定筒14后，转筒16达到在固定筒14上的最大转动角度即相邻两个连接板15之间的角度的1/2，且此时纵向挡板20随转筒16移动至与连接板15接触并置于相邻的两个连接板15之间，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去车内，达到最大进气状态。

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，进而带动风扇运转，并自动开启出风口，实现车辆的通风操作，当车速较高时，还可利用气流阻力推动转筒以开启纵向挡板实现对气流的阻挡使更多的气流进入车内；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，不会增加过多的油耗来抵消阻力，对于油耗的降低起到了很好的增益效果。

此外，本发明利用拉簧的拉力使涡扇架可在外筒上滑动，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，空气阻力克服拉簧拉力，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，将涡扇与内筒分离使风扇在满足特定速度条件下工作的另一增益效果是风扇不会不间断运转，有效降低了风扇的磨损，提高了使用寿命。

Claims (6)

1.一种三段压力式汽车换气装置，包括轴线水平设置的外筒（1）和分别与外筒（1）同轴设置并置于外筒（1）内侧的涡扇（2）、内筒（3），其特征在于，涡扇（2）可在外筒（1）上左右滑动并置于内筒（3）的右侧，外筒（1）上装有置于涡扇右侧的水平设置的拉簧（4），拉簧（4）的两端分别与外筒（1）和涡扇（2）连接；

所述的内筒（3）可转动地安装在外筒（1）上并可在外筒（1）内侧左右滑动，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（5），扇叶（5）的长度方向与内筒（3）的长度方向一致，内筒（3）与多个扇叶（5）构成风扇；

所述的外筒（1）上装有置于风扇外侧并可在外筒（1）上前后转动的水平设置的多个出风挡板（6），多个出风挡板（6）沿外筒（1）的轴线圆周分布，外筒（1）上有可在外筒（1）上左右滑动并置于出风挡板（6）右侧的滑块（7），滑块（7）上有置于滑块（7）左侧并与出风挡板（6）的转动轴线同轴设置的直杆（8），直杆（8）的左端可滑动地插装在出风挡板（6）内，直杆（8）上设有螺旋状的凹槽（9），出风挡板（6）上设有与凹槽（9）相匹配的凸轮推杆（10），凸轮推杆（10）置于凹槽（9）内，外筒（1）上设有与多个出风挡板（6）相对应的出风口（11）；滑块（7）上装有置于滑块（7）右侧的可左右滑动的推杆（12），推杆（12）的左端与滑块（7）连接，推杆（12）的右端经弹簧（13）与涡扇（2）连接；

所述的外筒（1）内侧有与外筒（1）同轴设置并置于内筒（3）左侧的固定筒（14），固定筒（14）与外筒（1）之间经沿固定筒（14）的轴线圆周分布的多个纵向设置的连接板（15）相连接，固定筒（14）上有可在固定筒（14）上左右滑动及同轴转动并与内筒（3）左端接触的转筒（16），固定筒（14）上装有置于转筒（16）左侧并与转筒（16）左端接触的水平设置的压簧（17）；转筒（16）上有沿转筒（16）的轴线圆周分布的多个径向杆（18），固定筒（14）上设有与径向杆（18）一一对应的螺旋状凸轮槽（19），径向杆（18）置于凸轮槽（19）内，径向杆（18）上装有置于固定筒（14）外侧的纵向挡板（20）。

2.根据权利要求1所述的一种三段压力式汽车换气装置，其特征在于，外筒（1）内侧有与外筒（1）同轴设置的涡扇架（21），外筒上装有可在外筒（1）上左右滑动的多个滑动杆（22），多个滑动杆（22）沿外筒（1）的轴线圆周分布，滑动杆（22）与涡扇架（21）经筋板（23）连接，涡扇（2）可转动地安装在涡扇架（21）上；

外筒（1）上有置于滑动杆（22）右侧并与滑动杆（22）一一对应的多个拉簧（4），拉簧（4）的两端分别与外筒（1）和滑动杆（22）连接；推杆（12）插装在任意一个滑动杆（22）内，滑动杆（22）上有置于推杆（12）右侧的弹簧（13），弹簧（13）的两端分别与推杆（12）和滑动杆（22）连接。

3.根据权利要求1所述的一种三段压力式汽车换气装置，其特征在于，外筒（1）内侧有与外筒（1）同轴设置的两个固定圈（24），固定圈（24）与外筒（1）经至少一个支板（25）连接，两个固定圈（24）分别置于扇叶（5）的左右两侧，内筒（3）安装在固定圈（24）上。

4.根据权利要求1所述的一种三段压力式汽车换气装置，其特征在于，出风口（11）有多个，多个出风口（11）沿外筒（1）的长度方向均布。

5.根据权利要求1至4任一所述的一种三段压力式汽车换气装置，其特征在于，转筒（16）的右端面上装有沿转筒（16）的轴线圆周分布的多个滚珠（26），滚珠（26）与内筒（3）的左端接触。

6.根据权利要求1至4任一所书的一种三段压力式汽车换气装置，其特征在于，径向杆（18）与连接板（15）一一对应，转筒（16）在固定筒（14）上的最大转动角度为相邻两个连接板（15）之间的角度的1/2。