CN107881972A - 吹嘴、热风机及路面清洗车 - Google Patents

吹嘴、热风机及路面清洗车 Download PDF

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Abstract

本发明涉及路面清理设备领域，公开了一种吹嘴、热风机及路面清洗车，所述吹嘴包括用于抑制气流旋转并使气流扩散的扩散管(1)和与所述扩散管(1)连通并用于将扩散后的气流整流为呈层流状态的整流管(2)，能够使气流更贴近地面和更加聚集地冲击地面，有效提高了近地面的气流流速，同时也降低了热量损耗，从而有利于地面水分的蒸发，并且烘干均匀性更好，有效提升了烘干效果。

Description

吹嘴、热风机及路面清洗车
技术领域
本发明涉及路面清理设备技术领域，具体地涉及一种吹嘴、热风机及路面清洗车。
背景技术
受北方冬季严寒环境的限制，诸如清洗车、洗扫车等对地面进行冲洗作业的特种环卫车辆易造成地面潮湿结冰而引发交通事故，使用受到较大的限制，因此，只能依靠干扫车等进行干式清扫，这造成冬季北方的道路清洁难度大大提高且效率较低。
为了解决上述问题，一种路面清洗+烘干的新洗扫车的作业模式被广泛关注，其中，如何快速高效地烘干清洗后的路面成为该项功能的关键技术，目前，主要采用热风机向地面吹风的方式进行快速烘干。这样影响路面烘干效果的因素主要包括两方面：近地面的气流流速及温度。现有的烘干装置由于气流的近地面流速较低，高温气流热量损耗严重造成地表温度不高，普遍存在效率低、烘干效果差的问题，在环卫车辆按正常作业时速作业时，无法及时有效地烘干地面水分，需要降低行驶车速或增加发热能耗，这不利于工作效率的提高，无法更好地满足使用要求。
因此，存在设计一种能够提高近地面气流流速和降低气流热量损耗的吹嘴、热风机及路面清洗车的需要。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的近地面气流流速较低且热量损耗较大的问题，提供一种吹嘴，该吹嘴能够提高近地面气流流速和降低气流热量损耗。
本发明的另一目的是为了提供一种包括上述吹嘴的吹风机。
本发明的再一目的是为了提供一种包括上述吹风机的路面清洗车。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种吹嘴，所述吹嘴包括用于抑制气流旋转并使气流扩散的扩散管和与所述扩散管连通并用于将扩散后的气流整流为呈层流状态的整流管。
优选地，所述整流管设置为抑制气流沿向上方向的扩散；和/或，所述整流管设置为增大气流的扩散角度。
优选地，所述扩散管包括横截面呈圆形的第一入口端和横截面呈扁平矩形的第一出口端，所述扩散管在所述第一出口端呈第一扩散角β1，所述整流管的横截面为矩形且具有与所述第一出口端对接的第二入口端和用于吹送气流的第二出口端，所述整流管从所述第二入口端朝向所述第二出口端以第二扩散角β2扩张，所述第一扩散角β1等于所述第二扩散角β2。
优选地，所述整流管包括底壁、与所述底壁平行的顶壁以及连接所述底壁和所述顶壁以形成流动通道的中间壁，所述中间壁的限定所述第二出口端的外侧边缘从所述顶壁向所述底壁倾斜，所述外侧边缘与所述顶壁的夹角为锐角且与所述底壁的夹角为钝角，所述底壁至所述顶壁的距离的为h。
优选地，所述第一入口端所在平面和所述第一出口端所在平面平行，从所述第二入口端至所述第二出口端，所述顶壁的长度大于所述底壁的长度；所述底壁的长度为L1，L1＝K1×h，1/3<K1<1；所述顶壁的长度为L2，L2＝K2×h，4/3<K2<3。
优选地，所述整流管的最低点距离吹扫面的距离为H，δ为流速衰减系数，δ＝-2.75×H2+2.55×H；进入扩散管的气流流量为Q，所述整流管的横截面积为S，吹扫面水分蒸发效果较好时的表面流速为V0，V0≥10m/s，则
本发明第二方面提供一种热风机，所述热风机包括主体和上述的吹嘴，所述扩散管与所述主体连接。
本发明第三方面提供一种路面清洗车，所述路面清洗车包括车体、安装在车体下方的清洗装置和上述的热风机，所述主体在所述清洗装置后方与水平面成角度地设置在所述车体上。
优选地，所述整流管为直线形且延伸方向与所述水平面的夹角为α，25°＜α＜55°。
优选地，所述路面清洗车包括两个所述热风机且两个所述热风机并排设置在所述路面清洗车的后部，两个所述热风机吹出的气流能够接触；和/或，所述路面清洗车包括升降结构，所述热风机通过所述升降结构设置在所述路面清洗车上。
在上述技术方案中，通过扩散管可抑制高速紊乱的气流的旋转并使气流向预期方向扩散，而扩散后的气流通过整流管进行整流后能够达到呈层流的状态或大致呈层流的状态，能够使气流更贴近地面和更聚集地冲击地面，有效提高了近地面的气流流速，同时也降低了热量损耗，从而有利于地面水分的蒸发，并且烘干均匀性更好，有效提升了烘干效果。
附图说明
图1是本发明优选实施方式的路面清洗车的局部结构示意图；
图2是图1中的A部结构放大图；
图3是本发明优选实施方式的路面清洗车的另一角度的局部结构示意图。
附图标记说明
1扩散管 11第一入口端
12第一出口端 2整流管
21底壁 22顶壁
23中间壁 10主体
20吹嘴 100车体
200热风机 300升降结构
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
现有路面清洗车的烘干装置一般采用轴流式热风机，并且对称安装于特种车辆的大梁尾部两侧，热风机尾部连接有气流扩散用的扩散管，工作时与地面成一定夹角。传统扩散管将热风机吹出的旋转气流扩散为扁平的气流带，流出扩散管的气流方向一致性较差，迅速向四周扩散，其间发生动能损失，中心流速逐渐下降，导致近地面流速发生了较大衰减，降低了地面水分蒸发的速度。另一方面，高温气流在扩散过程中发生热量损耗，在距地面高度及倾角一定的情况下，紊乱程度越高，扩散越厉害，热量损耗越大，相应地烘干效果越差。因此，传统热风机吹出气流的近地面流速较低，高温气流热量损耗严重造成地表温度不高，普遍存在效率低、烘干效果差的问题，在车辆按正常作业时速作业时，无法及时有效地烘干地面水分，需要降低行驶车速或增加发热能耗，不利于工作效率的提高，无法更好地满足使用要求。
基于现有技术存在的近地面气流流速较低且热量损耗较大的问题，本发明提供一种能够解决上述技术问题的吹嘴、热风机及路面清洗车，下文将通过具体的实施方式并结合相应的附图对该吹嘴、热风机及路面清洗车进行详细的描述。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种吹嘴，所述吹嘴包括用于抑制气流旋转并使气流扩散的扩散管1和与所述扩散管1连通并用于将扩散后的气流整流为呈层流状态的整流管2。
在上述技术方案中，如图1-图3所示，通过扩散管1可抑制高速紊乱的气流的旋转并使气流向预期方向扩散，而扩散后的气流通过整流管2进行整流后能够达到呈层流的状态或大致呈层流的状态，能够使气流更贴近地面和更聚集地冲击地面，有效提高了近地面的气流流速，同时也降低了热量损耗，从而有利于地面水分的蒸发，并且烘干均匀性更好，有效提升了烘干效果。
为了使气流更聚集地冲击地面和减少气流的热量损耗，优选地，所述整流管设置为抑制气流沿向上方向的扩散。进一步地，为了使气流的作业宽度更宽以降低作业时间和提高烘干均匀性，所述整流管设置为增大气流的扩散角度。
其中，扩散管1的形状有多种选择，优选地，所述扩散管1包括横截面呈圆形的第一入口端11和横截面呈扁平矩形的第一出口端12，所述扩散管1在所述第一出口端12呈第一扩散角β1，所述整流管2的横截面为矩形且具有与所述第一出口端12对接的第二入口端和用于吹送气流的第二出口端，所述整流管从所述第二入口端朝向第二出口端以第二扩散角β2扩张，所述第一扩散角β1等于所述第二扩散角β2。也就是说，扩散管1的一端为圆形，另一端为扁平矩形，且从圆形的第一入口端11至扁平矩形的第一出口端12在如图1或图2所示的第一平面内逐渐缩小，在如图3所示的与该第一平面垂直的第二平面内逐渐扩张，这样可使气流在圆形的第一入口端11的进气量较大而在扁平矩形的第一出口端12则扩散为扁平的气流带，一方面增大了气流的作业宽度，另一方面也提高了气流的流动速度。另外，如图3所示，由于整流管2从所述第二入口端朝向第二出口端以第二扩散角β2扩张，且第一扩散角β1等于所述第二扩散角β2，这样气流从整流管2流出后会以与扩散管1的第一出口端12处相同的趋势继续平稳扩张，进一步增大气流吹扫的作业宽度，使烘干更加均匀且能减少作业时间。
并且，整流管2的结构也可有多种选择，优选地，所述整流管2包括底壁21、与所述底壁21平行的顶壁22以及连接所述底壁21和所述顶壁22以形成流动通道的中间壁23，所述中间壁23的限定所述第二出口端的外侧边缘从所述顶壁22向所述底壁21倾斜，所述外侧边缘与所述顶壁22的夹角为锐角且与所述底壁21的夹角为钝角，所述底壁21至所述顶壁22的距离为h。由于所述外侧边缘与所述顶壁22的夹角为锐角且与所述底壁21的夹角为钝角，这样顶壁22和中间壁23能够抑制气流沿向上方向的扩散，以使气流聚集到地面，提高了近地面流速和降低了热量损耗。
其中，为了方便加工和满足上述的使用要求，优选地，所述第一入口端11所在平面和所述第一出口端12所在平面平行，从所述第二入口端至所述第二出口端，所述顶壁22的长度大于所述底壁21的长度，以抑制气流向上的扩散，使气流更加贴近地面，从而提升气流的近地面流速和降低热量损耗，并且，底壁21和顶壁的尺寸优选设置如下：所述底壁21的长度为L1，L1＝K1×h，1/3<K1<1；所述顶壁22的长度为L2，L2＝K2×h，4/3<K2<3。进一步地，整流管2的底壁L1和顶壁L2可适当地等比例扩大，即增大整流管2的直线长度。
优选地，所述整流管的最低点距离吹扫面的距离为H，δ为流速衰减系数，δ＝-2.75×H2+2.55×H；进入扩散管1的流量为Q，所述整流管2的横截面积为S，地面水分蒸发效果较好时的地表流速为V0，V0≥10m/s，则具体地，δ与H成反比，H越大，近地面流速V2衰减越大，根据经验：δ＝-2.75×H2+2.55×H，流速衰减系数V1为吹嘴出口中心流速(以管道截面中心为测点)，V2为近地面中心流速，V0为地面水分蒸发效果较好时的地表流速，一般V0≥10m/s，当流量Q一定的情况下，为保证地面有效的烘干效果，应满足：则
本发明第二方面提供一种热风机，所述热风机包括主体10和上述的吹嘴20，所述扩散管1与所述主体10连接。
具体地，安装有上述吹嘴20的热风机与传统热风机相比，能够使气流更加贴近地面，提高了近地面流速10％以上，减少了流场紊乱引起的热量损耗，使热量更加集中，传递至地面的热量增加，另外，也增大了气流的扩散角度，即在相同位置本申请比传统热风机的气流吹扫宽度大，这可基于传热学仿真分析，在相同加热条件下，从气流的流量图中看出，从而加快了潮湿路面的水分蒸发，烘干均匀性更好且节省了作业时间，有效提升了烘干效果。
本发明第三方面提供一种路面清洗车，所述路面清洗车包括车体100、安装在车体100下方的清洗装置和上述的热风机200，所述主体10在所述清洗装置后方与水平面成角度地设置在所述车体100上。这样在清洗装置对路面进行清洗作业后，可通过上述的热风机200进行烘干作业，由于使用该热风机200吹扫时地面气流流速较高且气流热量损耗较小，因此烘干效果理想，能够更好地满足用户需求。
为了使气流更聚集地冲击地面且气流的扩散面积较大，优选地，所述整流管为直线形且延伸方向与所述水平面的夹角为α，25°＜α＜55°。
另外，考虑到热风机200的吹扫作业面积一般比路面宽度小，为了减少车辆往复移动的次数，优选地，所述路面清洗车包括两个所述热风机200且两个所述热风机200并排设置在所述路面清洗车的后部，两个所述热风机200吹出的气流能够接触，如图3所示，也就是说如果一个热风机的吹扫宽度为d，则两个并排设置的热风机的吹扫宽度D应小于或等于2d，这样保证两个热风机之间的区域也能够被热风吹扫到。可选择地，为了在不使用使将热风机200收起，以方便移动和避免碰撞，所述路面清洗车包括升降结构300，所述热风机200通过所述升降结构300设置在所述路面清洗车上。并且，升降机构也可用于调整热风机200距离地面的高度或角度，这样可适应不同情况下的操作需求，例如：当地面水分较多且需要快速烘干时，热风机200可距离地面近一些，并且气流吹扫方向与地面的夹角可大一些，以使距离地面的吹扫路径较短，由于吹扫路径是逐渐扩散的，此时扩散角度较小，气流比较集中；当路面水分较少时，气流吹扫方向与地面的夹角可小一些，这样气流比较分散，吹扫面积较大。
综上所述，通过扩散管能够抑制高速紊乱的气流的旋转并使气流向两侧扁平扩散，而扩散后的气流通过整流管进行整流后能够达到呈层流的状态或大致呈层流的状态，能够使气流更贴近地面和更聚集地冲击地面，有效提高了近地面的流速，同时减少了流场紊乱带来的热量损耗，使热量更加集中，传递至地面的热量增加，从而有利于地面水分的蒸发，烘干均匀性更好，有效提升了烘干效果。另外，也使气流扩散后的作业面宽度增加，一定程度上减少了作业时间，能够更好地满足用户需求。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种吹嘴，其特征在于，所述吹嘴包括用于抑制气流旋转并使气流扩散的扩散管(1)和与所述扩散管(1)连通并用于将扩散后的气流整流为呈层流状态的整流管(2)。
2.根据权利要求1所述的吹嘴，其特征在于，所述整流管(2)设置为抑制气流沿向上方向的扩散；和/或，所述整流管(2)设置为增大气流的扩散角度。
3.根据权利要求1或2所述的吹嘴，其特征在于，所述扩散管(1)包括横截面呈圆形的第一入口端(11)和横截面呈扁平矩形的第一出口端(12)，所述扩散管(1)在所述第一出口端(12)呈第一扩散角β1，所述整流管(2)的横截面为矩形且具有与所述第一出口端(12)对接的第二入口端和用于吹送气流的第二出口端，所述整流管(2)从所述第二入口端朝向所述第二出口端以第二扩散角β2扩张，所述第一扩散角β1等于所述第二扩散角β2。
4.根据权利要求3所述的吹嘴，其特征在于，所述整流管(2)包括底壁(21)、与所述底壁(21)平行的顶壁(22)以及连接所述底壁(21)和所述顶壁(22)以形成流动通道的中间壁(23)，所述中间壁(23)的限定所述第二出口端的外侧边缘从所述顶壁(22)向所述底壁(21)倾斜，所述外侧边缘与所述顶壁(22)的夹角为锐角且与所述底壁(21)的夹角为钝角，所述底壁(21)至所述顶壁(22)的距离为h。
5.根据权利要求4所述的吹嘴，其特征在于，所述第一入口端(11)所在平面和所述第一出口端(12)所在平面平行，从所述第二入口端至所述第二出口端，所述顶壁(22)的长度大于所述底壁(21)的长度；所述底壁(21)的长度为L1，L1＝K1×h，1/3<K1<1；所述顶壁(22)的长度为L2，L2＝K2×h，4/3<K2<3。
6.根据权利要求4所述的吹嘴，其特征在于，所述整流管(2)的最低点距离吹扫面的距离为H，δ为流速衰减系数，δ＝-2.75×H2+2.55×H；进入扩散管(1)的气流流量为Q，所述整流管(2)的横截面积为S，吹扫面水分蒸发效果较好时的表面流速为V0，V0≥10m/s，则
7.一种热风机，其特征在于，所述热风机包括主体(10)和根据权利要求1-6中任一项所述的吹嘴(20)，所述扩散管(1)与所述主体(10)连接。
8.一种路面清洗车，其特征在于，所述路面清洗车包括车体(100)、安装在车体(100)下方的清洗装置和根据权利要求7所述的热风机(200)，所述主体(10)在所述清洗装置后方与水平面成角度地设置在所述车体(100)上。
9.根据权利要求8所述的路面清洗车，其特征在于，所述整流管(2)为直线形且延伸方向与所述水平面的夹角为α，25°＜α＜55°。
10.根据权利要求8或9所述的路面清洗车，其特征在于：
所述路面清洗车包括两个所述热风机(200)且两个所述热风机(200)并排设置在所述路面清洗车的后部，两个所述热风机(200)吹出的气流能够接触；和/或，
所述路面清洗车包括升降结构(300)，所述热风机(200)通过所述升降结构(300)设置在所述路面清洗车上。
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