CN108592367B - 基于涡环原理的空调送风优化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于涡环原理的空调送风优化装置。主通风腔体上端铰接装在筒体底部，筒体外装有大齿轮和旋转平台，旋转平台活动套装在筒体外壁，右装置外壳的凸块结构处安装有直流电动机，小齿轮和大齿轮啮合；旋转平台设有的凸耳结构经电动推杆和主通风腔体下部铰接，主通风腔体下端口和渐缩喷嘴对接，主通风腔体下端口内装有整流蜂窝板，主通风腔体上安装有涡环驱动组件，空调风从筒体上端进入到主通风腔体上端，经涡环驱动组件从主通风腔体的下端送出。本发明通过控制通风管道装置中稳定地产生涡环，即在相同通风量的情况下让气流定向传播到更远的距离，应用在空调制冷领域能够有效优化出风口的出风，使得空气传播更有效。

Description

基于涡环原理的空调送风优化装置
技术领域
本发明涉及一种家用或工业用装置，属于空调设备领域，具体涉及一种基于涡环原理的空调送风优化装置。
背景技术
空调作为改善人们居住环境的一个有效工具，目前已经得到非常广泛的应用，二十世纪处，大型的中央空调开始广泛使用，到二十世纪六七十年代，家用空调开始普及。
虽然空调有着诸多好处，但是其耗电量在夏天家居用电量中一直占据较大比重。
发明内容
为了解决背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提出了一种基于涡环原理的空调送风优化装置，降低空调能耗的同时实现个性化送风，满足同一房间不同个体的温度需求。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。
本发明包括左装置外壳、右装置外壳、大齿轮、直流电动机、小齿轮、旋转平台、主通风腔体、渐缩喷嘴、电动推杆、旋转平台和整流蜂窝板；由左装置外壳和右装置外壳拼接构成筒体，主通风腔体上端铰接安装在筒体底部，筒体外套装有大齿轮和环形的旋转平台，旋转平台活动套装在筒体外壁，大齿轮固定在旋转平台上，右装置外壳的一侧伸出有凸块结构，凸块结构处安装有直流电动机，直流电动机的输出轴和小齿轮同轴连接，小齿轮和大齿轮啮合形成齿轮副；旋转平台的一侧设有凸耳结构，凸耳结构经电动推杆和主通风腔体下部的外壁铰接，主通风腔体下端口和渐缩喷嘴对接，主通风腔体下端口内装有整流蜂窝板，主通风腔体上安装有涡环驱动组件，空调风从筒体上端进入到主通风腔体上端，经涡环驱动组件从主通风腔体的下端送出。
所述的主通风腔体包括位于上部的球体结构、位于中部的连接管道和位于下部的圆形管道，球体结构为带有球缺的中空球结构，球体结构可活动地密封安装在筒体底部内，圆形管道倾斜布置，圆形管道上部的外壁经连接管道和球体结构固定连接且内部连通，圆形管道上端安装有涡环驱动组件。
所述的涡环驱动组件包括电磁铁支撑架和电磁铁，电磁铁通过电磁铁支撑架安装在圆形管道上端口外，圆形管道上端口安装有塑胶薄膜，电磁铁工作往复运动使得端部碰撞塑胶薄膜，向圆形管道施加轴向气流扰动，进而从渐缩喷嘴流出的气流形成涡环。
所述的电磁铁具体包括铁杆、线圈、永磁铁、电磁铁外壳和弹簧；铁杆穿设套装在电磁铁外壳中，电磁铁外壳前端内的铁杆周围绕制有线圈，电磁铁外壳后端内的固定套装有永磁铁，铁杆后端设有凸缘，凸缘和电磁铁外壳之间的铁杆外套装有弹簧，线圈通电后产生磁场吸引永磁铁朝向线圈移动，进而带动铁杆克服弹簧作用力向电磁铁外壳前端移动，使得铁杆端部触碰塑胶薄膜。
所述的塑胶薄膜密封安装在圆形管道上端口。
所述的筒体底部内壁表面为球面，所述主通风腔体的球体结构通过圆型密封圈密封安装在筒体底部内。
所述的直流电动机安装在凸块结构下端面的孔中，直流电动机的输出轴朝下布置。
所述的左装置外壳和右装置外壳均呈半圆结构，左装置外壳和右装置外壳对接拼成圆形筒体。
所述的电动推杆包括推杆端盖、推杆外壳、运动杆、法兰螺母和丝杆电机，丝杆电机固定于推杆端盖底端，推杆端盖顶端铰接于凸耳结构，丝杆电机的输出轴活动套装在运动杆内，运动杆套装在推杆外壳内，运动杆上端固定有法兰螺母，丝杆电机的输出轴和法兰螺母通过螺纹连接形成丝杠螺母副，运动杆下端铰接到主通风腔体的圆形管道的下部外壁。
本发明通过控制通风管道装置中稳定地产生涡环，即可在相同通风量的情况下让气流定向传播到更远的距离，应用在空调制冷领域能够有效优化出风口的出风，使得空气传播更有效。
本发明与现有技术相比有如下优点：
a、本发明能使冷气传播更远的距离，因此传播相同的距离应用本装置所需风速会有所减小，降低了能耗；
b、本发明能够实现定向送风，因此应用在办公室场合能够对某一区域降温而不是对整个房间降温，大大降低了能耗；
c、本发明结构设计上实现了喷嘴能够水平方向和竖直方向上的旋转，因此用户能够通过调节电机转动来使得喷嘴对准用户自身。
d、本装置由于能够对不同区域进行降温，因此只要设置多个喷嘴就能够实现同一房间内不同个体的个性化送风，满足不同人的温度需求，改善工作环境。
附图说明
图1为装置结构工程图。
图2为装置结构爆炸图。
图3为电动推杆装配图。
图4为电磁铁结构图。
图5为本发明涡环形成示意图。
图中：1-左装置外壳、2-右装置外壳、3-大齿轮、4-直流电动机、5-小齿轮、6-旋转平台、7-电磁铁支撑架、8-电磁铁、9-主通风腔体、10-渐缩喷嘴、11-电动推杆、12-凸耳结构、13-圆型密封圈、14-塑胶薄膜、15-整流蜂窝板、16-推杆端盖、17-推杆外壳、18-运动杆、19-法兰螺母、20-丝杆电机、21-涡环、22-铁杆、23-线圈、24-永磁铁、25-电磁铁外壳、26-弹簧。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明进行说明。
如图1和图2所示，本发明具体实施包括左装置外壳1、右装置外壳2、大齿轮3、直流电动机4、小齿轮5、旋转平台6、主通风腔体9、渐缩喷嘴10、电动推杆11、旋转平台6和整流蜂窝板15；左装置外壳1和右装置外壳2均呈半圆结构，左装置外壳1和右装置外壳2对接拼成圆形筒体。
主通风腔体9上端铰接安装在筒体底部，筒体外套装有大齿轮3和环形的旋转平台6，旋转平台6活动套装在筒体外壁，并通过筒体外壁的支撑块支撑，支撑块连接到旋转平台6底面，大齿轮3固定在旋转平台6上，右装置外壳2的一侧伸出有凸块结构，凸块结构处安装有直流电动机4，直流电动机4安装在凸块结构下端面的孔中，直流电动机4的输出轴朝下布置。直流电动机4的输出轴和小齿轮5同轴连接，小齿轮5和大齿轮3啮合形成齿轮副；旋转平台6的一侧设有凸耳结构12，凸耳结构12经电动推杆11和主通风腔体9下部的外壁铰接，主通风腔体9下端口和渐缩喷嘴10对接，主通风腔体9下端口内装有整流蜂窝板15，主通风腔体9上安装有涡环驱动组件，空调风从筒体上端进入到主通风腔体9上端，经涡环驱动组件从主通风腔体9的下端送出，实现送风定向传播。
如图2所示，主通风腔体9包括位于上部的球体结构、位于中部的连接管道和位于下部的圆形管道，球体结构为带有球缺的具有大半部分球体的中空球结构，球体结构可活动地密封安装在筒体底部内，圆形管道倾斜布置，圆形管道为两端开口内部中空的筒体结构，圆形管道上部的外壁经连接管道和球体结构固定连接且内部连通，圆形管道上端安装有涡环驱动组件。
筒体底部内壁表面为球面，主通风腔体9的球体结构通过圆型密封圈13密封安装在筒体底部内。
如图2所示，涡环驱动组件包括电磁铁支撑架7和电磁铁8，电磁铁8通过电磁铁支撑架7安装在圆形管道上端口外，圆形管道上端口安装有塑胶薄膜14，塑胶薄膜14密封安装在圆形管道上端口。电磁铁8工作往复运动使得端部碰撞塑胶薄膜14，向圆形管道施加轴向气流扰动，进而从渐缩喷嘴10流出的气流形成涡环，使得气流定向传播更远更有效，加强空调的降温效果。
如图4所示，电磁铁8具体包括铁杆22、线圈23、永磁铁24、电磁铁外壳25和弹簧26；铁杆22穿设套装在电磁铁外壳25中，铁杆22两端伸出电磁铁外壳25前后端，电磁铁外壳25前端内的铁杆22周围绕制有线圈23，电磁铁外壳25后端内的固定套装有永磁铁24，铁杆22后端设有凸缘，凸缘和电磁铁外壳25之间的铁杆22外套装有弹簧26，弹簧26两端分别固定连接到凸缘台阶面和电磁铁外壳25端面，线圈23通电后产生磁场吸引永磁铁24朝向线圈23移动，进而带动铁杆22克服弹簧26作用力向电磁铁外壳25前端移动，使得铁杆22端部触碰塑胶薄膜14。
如图5所示，本发明在圆形管道中，通过电磁铁碰撞塑胶薄膜14，使在圆形管道中原稳定流动的气流沿圆形管道轴向产生一定幅度的波动，形成轴向速度扰动，使气流在渐缩喷嘴10的出口处生成增强速度边界层分离并卷积的现象，使气流夹带少量外部流体在渐缩喷嘴10圆形出口处卷成环状涡环21并更有效的沿周向定向流动传播，实现更强的定向传播，让气流传播更远，具有更高的传播准确性。
如图4所示，电动推杆11包括推杆端盖16、推杆外壳17、运动杆18、法兰螺母19和丝杆电机20，丝杆电机20固定于推杆端盖16底端，推杆端盖16顶端铰接于凸耳结构12，丝杆电机20的输出轴活动套装在运动杆18内，运动杆18套装在推杆外壳17内，运动杆18端部为六角柱，推杆外壳17内孔为六角孔，六角柱和六角孔配合，运动杆18上端固定有法兰螺母19，丝杆电机20的输出轴和法兰螺母19通过螺纹连接形成丝杠螺母副，运动杆18下端铰接到主通风腔体9的圆形管道的下部外壁。
电动推杆11中，通过丝杆电机20运行带动法兰螺母19及运动杆18在推杆外壳17内沿推杆外壳17轴向移动，实现电动推杆11的端部伸出和缩回。
本发明的实施工作过程如下：
a、驱动直流电动机或电动推杆，当调节至合适的位置。用户通过单片机控制直流电动机或电动推杆的运动和停止运动。
直流电动机4运行，经小齿轮5和大齿轮3的齿轮副带动旋转平台6绕筒体旋转，进而通过电动推杆11带动主通风腔体9整体水平旋转。
电动推杆11运行带动主通风腔体9下端及其连接的渐缩喷嘴10上下抬升和下降，使得主通风腔体9在竖直面上绕球体结构和筒体之间的铰接点转动。
b、装置最上方的筒体上端口为中央空调冷气进气口，空调冷气从筒体上端口进入，然后再进入主通风腔体9的球形结构上端球缺口，再依次经过主通风腔体9内部的连接管道后进入圆形管道，圆形管道中经过整流蜂窝板15从渐缩喷嘴10出去与外界空气混合，其中电磁铁8往复运动撞击塑料薄膜14，如图5所示，在圆形管道中对气流施加轴向速度上的扰动，进而使得渐缩喷嘴处出去的冷气流在渐缩喷嘴形成环状涡环21，环状涡环的冷气流更定向地传送到用户所在的区域，对用户所在区域进行降温。
由此可见，本发明通过控制通风管道装置中稳定地产生涡环，即可在相同通风量的情况下让气流定向传播到更远的距离，应用在空调制冷领域能够有效优化出风口的出风，使得空气传播更有效。
需进一步指出，本发明单片机对直流电动机和电动推杆的驱动是通过控制继电器的开关来实现。
需进一步指出，本发明装置结构中还有一圆型密封圈，主要目的是防止装置在实际运作过程出现漏风现象。
因此，本发明能够安装在中央空调的冷气出口处，由于应用涡环原理，将冷气传播相同的距离所需要的风速减小，降低了能耗；同时由于只需要对特定区域降温而不是对整个密闭空间降温，大大降低了能耗。另外，本装置还能实现同一房间内不同个体的个性化送风，满足不同个体的温度需求。在降低空调能耗和提高人们生活品质方面有着非常良好的应用前景。

Claims (6)

1.一种基于涡环原理的空调送风优化装置，其特征在于：包括左装置外壳(1)、右装置外壳(2)、大齿轮(3)、直流电动机(4)、小齿轮(5)、旋转平台(6)、主通风腔体(9)、渐缩喷嘴(10)、电动推杆(11)和整流蜂窝板(15)；由左装置外壳(1)和右装置外壳(2)拼接构成筒体，主通风腔体(9)上端铰接安装在筒体底部，筒体外套装有大齿轮(3)和环形的旋转平台(6)，旋转平台(6)活动套装在筒体外壁，大齿轮(3)固定在旋转平台(6)上，右装置外壳(2)的一侧伸出有凸块结构，凸块结构处安装有直流电动机(4)，直流电动机(4)的输出轴和小齿轮(5)同轴连接，小齿轮(5)和大齿轮(3)啮合形成齿轮副；旋转平台(6)的一侧设有凸耳结构(12)，凸耳结构(12)经电动推杆(11)和主通风腔体(9)下部的外壁铰接，主通风腔体(9)下端口和渐缩喷嘴(10)对接，主通风腔体(9)下端口内装有整流蜂窝板(15)，主通风腔体(9)上安装有涡环驱动组件，空调风从筒体上端进入到主通风腔体(9)上端，经涡环驱动组件从主通风腔体(9)的下端送出；
所述的主通风腔体(9)包括位于上部的球体结构、位于中部的连接管道和位于下部的圆形管道，球体结构为带有球缺的中空球结构，球体结构可活动地密封安装在筒体底部内，圆形管道倾斜布置，圆形管道上部的外壁经连接管道和球体结构固定连接且内部连通，圆形管道上端安装有涡环驱动组件；
所述的涡环驱动组件包括电磁铁支撑架(7)和电磁铁(8)，电磁铁(8)通过电磁铁支撑架(7)安装在圆形管道上端口外，圆形管道上端口安装有塑胶薄膜(14)，电磁铁(8)工作往复运动使得端部碰撞塑胶薄膜(14)，向圆形管道施加轴向气流扰动，进而从渐缩喷嘴(10)流出的气流形成涡环；
所述的电磁铁(8)具体包括铁杆(22)、线圈(23)、永磁铁(24)、电磁铁外壳(25)和弹簧(26)；铁杆(22)穿设套装在电磁铁外壳(25)中，电磁铁外壳(25)前端内的铁杆(22)周围绕制有线圈(23)，电磁铁外壳(25)后端内的固定套装有永磁铁(24)，铁杆(22)后端设有凸缘，凸缘和电磁铁外壳(25)之间的铁杆(22)外套装有弹簧(26)，线圈(23)通电后产生磁场吸引永磁铁(24)朝向线圈(23)移动，进而带动铁杆(22)克服弹簧(26)作用力向电磁铁外壳(25)前端移动，使得铁杆(22)端部触碰塑胶薄膜(14)。
2.根据权利要求1所述的一种基于涡环原理的空调送风优化装置，其特征在于：所述的塑胶薄膜(14)密封安装在圆形管道上端口。
3.根据权利要求1所述的一种基于涡环原理的空调送风优化装置，其特征在于：所述的筒体底部内壁表面为球面，所述主通风腔体(9)的球体结构通过圆型密封圈(13)密封安装在筒体底部内。
4.根据权利要求1所述的一种基于涡环原理的空调送风优化装置，其特征在于：所述的直流电动机(4)安装在凸块结构下端面的孔中，直流电动机(4)的输出轴朝下布置。
5.根据权利要求1所述的一种基于涡环原理的空调送风优化装置，其特征在于：所述的左装置外壳(1)和右装置外壳(2)均呈半圆结构，左装置外壳(1)和右装置外壳(2)对接拼成圆形筒体。
6.根据权利要求1所述的一种基于涡环原理的空调送风优化装置，其特征在于：所述的电动推杆(11)包括推杆端盖(16)、推杆外壳(17)、运动杆(18)、法兰螺母(19)和丝杆电机(20)，丝杆电机(20)固定于推杆端盖(16)底端，推杆端盖(16)顶端铰接于凸耳结构(12)，丝杆电机(20)的输出轴活动套装在运动杆(18)内，运动杆(18)套装在推杆外壳(17)内，运动杆(18)上端固定有法兰螺母(19)，丝杆电机(20)的输出轴和法兰螺母(19)通过螺纹连接形成丝杠螺母副，运动杆(18)下端铰接到主通风腔体(9)的圆形管道的下部外壁。
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