CN108909741B - 一种出风口导流装置及列车 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种出风口导流装置及列车，其中，出风口导流装置包括设置于出风口内的导流板，导流板由底平面和位于底平面的前后两端的折弯面组成下凹结构，导流板的两端上沿低于或平齐于出风口的上沿，导流板的至少前后两端与出风口的内壁面之间形成排气通道。由于导流板设置在出风口内，导流板不仅可以阻止车体外部气流进入出风口形成正压，另一方面可以让出风口的车内气流顺畅的从导流板与出风口之间的排气通道流出，与外部气流相会排出车外，由于导流板由底平面和底平面前后两端的折弯面形成下凹结构，因此，导流板对车体外部其它部位的气动影响微弱，减小了列车的气动阻力，从而在高速行驶时，降低了列车能耗。

Description

一种出风口导流装置及列车

技术领域

本发明涉及动车组技术领域，特别涉及一种出风口导流装置。本发明还涉及一种包含该出风口导流装置的列车。

背景技术

列车的空调排风口位置通常设置有扰流装置，以利于动车组在行驶过程中排风口向外排气。如图1所示，现有的扰流装置02的布置形式是在排风口01的前、后方外部车身对称布置，甚至在排风口01周围全部布置扰流装置02，扰流装置02凸出车身顶部较高的高度，列车无论正反向行驶，扰流装置02在排风口01区域内都能产生负压，有利于排风口01排气。

现有的扰流装置02虽然解决了排气问题，但扰流装置02同时也产生了较大的气动阻力，对整车的气动性能产生不可忽视的影响，尤其是高速运行的列车，增加了列车能耗。对于流线型高铁车身光洁的外表有突兀的扰流装置02，不利于维护人员行走。

综上所述，在不影响排风口排气的同时，如何解决列车气动阻力对列车气动性能的影响，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种出风口导流装置，以在不影响出风口排气的同时，减小列车的气动阻力。

本发明的另一个目的在于提供一种包含该出风口导流装置的列车，以在不影响出风口排气的同时，减小列车的气动阻力。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种出风口导流装置，包括设置于出风口内的导流板，所述导流板由底平面和位于所述底平面的前后两端的折弯面组成下凹结构，所述导流板的两端上沿低于或平齐于所述出风口的上沿，所述导流板的至少前后两端与所述出风口的内壁面之间形成排气通道。

优选地，在上述的出风口导流装置中，还包括平面板，所述平面板设置于所述出风口内，且位于所述导流板的上方，所述平面板低于或平齐于所述出风口的上沿，所述平面板的前后两端分别与所述导流板的前后两端形成导流口。

优选地，在上述的出风口导流装置中，所述平面板的前后尺寸小于所述导流板的前后尺寸。

优选地，在上述的出风口导流装置中，所述导流板的底平面与所述出风口相对静止设置，所述底平面与所述折弯面过渡连接处的刚度小于所述导流板其余位置的刚度，所述折弯面用于随气流大小相对所述底平面上下摆动。

优选地，在上述的出风口导流装置中，所述导流板由复合材料铺层而成。

优选地，在上述的出风口导流装置中，所述导流板由上至下依次由上纤维布层、上分段纤维布层、中间纤维布层、下分段纤维布层和下纤维布层铺层而成；所述上分段纤维布层和所述下分段纤维布层均包括三段，分别对应于两个折弯面和底平面，且每段之间具有间隔。

优选地，在上述的出风口导流装置中，所述上纤维布层和所述下纤维布层的纤维方向均与前后方向存在夹角；所述上分段纤维布层和所述下分段纤维布层的纤维方向平行于前后方向；所述中间纤维布层的纤维方向垂直于前后方向。

优选地，在上述的出风口导流装置中，所述上纤维布层、上分段纤维布层、中间纤维布层、下分段纤维布层和下纤维布层铺层的纤维布均为玻璃纤维或碳纤维。

优选地，在上述的出风口导流装置中，所述折弯面与所述底平面所在的平面之间的夹角为0°~30°。

优选地，在上述的出风口导流装置中，所述折弯面的上沿和所述出风口的上沿之间的连线相对所述底平面所在的平面的夹角为0°~45°。

优选地，在上述的出风口导流装置中，所述平面板和所述导流板在所述底平面所在平面的投影形状为椭圆形、矩形或圆形。

优选地，在上述的出风口导流装置中，所述平面板固定于所述出风口的防护栅上，所述导流板通过固定筋固定于所述出风口的内壁上。

优选地，在上述的出风口导流装置中，所述导流板和/或所述平面板的前后两端均对称设置。

本发明还提供了一种列车，包括空调出风口，还包括如以上任一项所述的出风口导流装置。

优选地，在上述的列车中，所述出风口导流装置设置于所述空调出风口的中心位置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的出风口导流装置包括设置于出风口内的导流板，导流板由底平面和位于底平面的前后两端的折弯面组成下凹结构，导流板的两端上沿低于或平齐于出风口的上沿，导流板的至少前后两端与出风口的内壁面之间形成排气通道。由于导流板设置在出风口内，导流板不仅可以阻止车体外部气流进入出风口形成正压，另一方面可以让出风口的车内气流顺畅的从导流板与出风口之间的排气通道流出，与外部气流相会排出车外，由于导流板由底平面和底平面前后两端的折弯面形成下凹结构，因此，导流板对车体外部其它部位的气动影响微弱，且在列车高速行驶时，也不影响出风口的排风。导流板位于出风口内，减小了列车的气动阻力，从而在高速行驶时，降低了列车能耗。而且，流线型高铁车身光洁的外表没有突兀的扰流装置，外观整洁，有利于维护人员行走。

本发明提供的列车采用了本发明中的出风口导流装置，因此，减小了列车气动阻力，外观整洁，利于维护人员在车顶行走。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的扰流装置的布置形式示意图；

图2为本发明实施例提供的一种出风口导流装置的结构示意图；

图3为图2中的出风口导流装置的俯视示意图；

图4为图2中的出风口导流装置在列车静止时的排气示意图；

图5为图2中的出风口导流装置在列车行驶时的排气示意图；

图6为本发明实施例提供的第二种出风口导流装置的结构示意图；

图7为图6中的出风口导流装置的俯视示意图；

图8为图6中的出风口导流装置在列车行驶时的排气示意图；

图9为本发明实施例提供的列车行驶时的气流分布示意图；

图10为本发明实施例提供的导流板的结构组成示意图。

其中，01为排风口、02为扰流装置、1为车体、2为出风口、21为排气通道、3为导流板、31为折弯面、32为底平面、301为上纤维布层、302上分段纤维布层、303中间纤维布层、304为下分段纤维布层、305为下纤维布层、4为平面板、41为导流口、A为出风口导流装置。

具体实施方式

本发明的核心是提供了一种出风口导流装置，在不影响出风口排气的同时，减小了列车的气动阻力。

本发明还提供了一种包含该出风口导流装置的列车，在不影响出风口排气的同时，减小了列车的气动阻力。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，文中提到的“前”、“后”、“上”、“下”等方位词，是以列车行进方向为参考，目的是为了方便理解，应当理解的是，这并不会对本申请的保护范围造成影响。

请参考图2-图5，本发明实施例提供了一种出风口导流装置，包括导流板3，导流板3设置于出风口2内，导流板3固定于出风口2中，导流板3由底平面32和位于底平面32的前后两端的折弯面31组成下凹结构，底平面32和折弯面31均优选为平面结构，折弯面31与底平面32之间存在折弯角，导流板3的前后两端上沿低于或平齐于出风口2的上沿，导流板3的至少前后两端与出风口2的内壁面之间形成排气通道21，车内的气体通过排气通道21排出车外。

该出风口导流装置的工作原理如图5所示，由于导流板3设置在出风口2内，导流板3不仅可以阻止车体1外部气流进入出风口2形成正压，另一方面可以让出风口2的车内气流顺畅的从导流板3与出风口2内壁之间的排气通道21流出，与外部气流相会排出车外，由于导流板3由底平面32和位于底平面32前后两端的折弯面31形成下凹结构，因此，导流板3对车体1外部其它部位的气动影响微弱，且在列车高速行驶时，也不影响出风口2的排风，导流板3位于出风口2内，减小了列车的气动阻力，从而在高速行驶时，降低了列车能耗。而且，流线型高铁车身光洁的外表没有突兀的扰流装置，外观整洁，有利于维护人员行走。

如图6-图8所示，本实施例提供了另一种出风口导流装置，在上面第一种出风口导流装置包含导流板3的基础上，该出风口导流装置还包括平面板4，平面板4设置于出风口2内，平面板4静止于出风口2内，且位于导流板3的上方，平面板4低于或平齐于出风口2的上沿，平面板4的前后两端分别与导流板3的前后两端形成导流口41，平面板4与导流板3之间形成导流通道。

该出风口导流装置的工作原理如图8所示，流经出风口2的外部气流，有一部分欲灌入出风口2的气流，被平面板4和导流板3分别导流，被平面板4导流的气流直接流向车尾方向，被导流板3导流的气流则与车身成一定夹角远离出风口2，并在出风口导流装置附近形成大范围的负压，利于车身内部气流排出；同时，由于欲灌入出风口2的气流，大部分被平面板4导流，所以在平面板4和导流板3之间的压力很小，有利于经位于迎风侧的排气通道21排出的车内气流通过导流板3和平面板4之间的导流通道排出车外。

对于第二种出风口导流装置，如图6和图7所示，平面板4的前后尺寸优选地小于导流板3的前后尺寸。如此设置，可以使导流口41的开口朝向上方，从而更有利于气流进入和排出导流口41。

为了更好地对气流进行导流，在本实施例中，导流板3的底平面32与出风口2相对静止设置，具体可通过固定筋或网格板将底平面32与出风口2的内壁连接，只要保持底平面32与出风口2的静止即可；底平面32与折弯面31过渡连接处的刚度小于导流板3其余位置的刚度，折弯面31用于随气流大小相对底平面32上下摆动。

如此设置，由于折弯面31与底平面32的过渡连接处的刚度较小，因此，在外力作用下，导流板3发生弯曲变形，具体表现为折弯面31相对底平面32上下偏转。当出风口导流装置只包括导流板3时，当出风口2的排气压力较大时，通过位于背风侧的排气通道21排出的气流推动折弯面31向上偏转，使折弯面31与底平面32所在的平面之间的夹角α增大，从而增大了该侧排气通道21的出风面积，更有利于出风口2排气。

当出风口导流装置包括导流板3和平面板4时，车外气流可以通过内置于出风口2的导流装置的导流，在出风口2的排气通道21区域产生负压，利于车内气流排出，由于导流板3在过渡连接处刚度较低，位于迎风侧的导流口41可在高速行驶风压下往下偏转，折弯面31与底平面32所在的平面之间的夹角α减小，增加了导流板3和平面板4之间的位于迎风侧的导流口41的流通面积，同时减小了位于迎风侧的排气通道21的流通面积，避免外部气流从该侧排气通道21灌入出风口2内。

可见，本发明中出风口导流装置能够根据上下压力自动调节角度，从而调节出风口2流通面积，改善了导流效果。

作为优化，在本实施例中，导流板3由复合材料铺层而成，如此设置，可以实现导流板3的刚度变化，能够在外力作用下变形，进而更有利于调节导流作用。

如图10所示，对导流板3的组成结构进一步优化，在本实施例中，导流板3由上至下依次由上纤维布层301、上分段纤维布层302、中间纤维布层303、下分段纤维布层304和下纤维布层305铺层而成；其中，上分段纤维布层302和下分段纤维布层304均包括三段，分别对应于两个折弯面31和底平面32，且每段之间具有间隔，即位于折弯面31上的分段布层与位于底平面32上的分段布层之间空出一端距离，从而使折弯面31与底平面32之间的过渡连接处的厚度相较于导流板3的其它位置稍有减小，实现了过渡连接处的刚度小于其它位置的刚度，折弯面31能够在外力作用下相对底平面32上下偏转。

进一步地，在本实施例中，上纤维布层301和下纤维布层305的纤维方向均与前后方向存在夹角，即纤维方向与列车行进方向之间存在夹角，优选为正负45°角；上分段纤维布层302和下分段纤维布层304的纤维方向平行于前后方向，即平行于列车行进方向；中间纤维布层303的纤维方向垂直于前后方向，即垂直于列车行进方向。通过不同层的纤维布层的纤维交错布置，提高了导流板3的内部结构强度，提高了耐疲劳性能，导流板3不易出现断裂和损坏。

作为优化，在本实施例中，上纤维布层301、上分段纤维布层302、中间纤维布层303、下分段纤维布层304和下纤维布层305的纤维布均为玻璃纤维或碳纤维。玻璃纤维和碳纤维的结构强度高，耐腐蚀。

如图2所示，在本实施例中，折弯面31与底平面32所在的平面之间的夹角α为0°~30°。更优选为20°，如此设置，即使列车以350km/h时速行进，也不影响排气通道的出风。

在本实施例中，折弯面31的上沿和出风口2的上沿之间的连线相对底平面32所在的平面的夹角β为0°~45°。即导流板3的前后两端的上沿与出风口2内壁上沿平齐或稍低一点，有利于车外气流被导流板3导流。

如图3和图7所示，在本实施例中，平面板4和导流板3在底平面所在平面的投影形状为椭圆形、矩形或圆形等，还可以为其它不规则的弧形。优选采用椭圆形，这样，可以在圆形的出风口2处，增大前后两侧的排气通道21的流通面积，更加有利于出风口2的排气。且椭圆形的平面板4与导流板3之间形成的导流口41的流通面积相对较大，更有利于车外气流的进入和排出，导流效果更好。

在本实施例中，平面板4固定于出风口2的上沿的防护栅上，平面板4的材质不做限定。导流板3通过固定筋固定于出风口2的内壁上，具体将导流板3的底平面32通过固定筋固定于出风口2的内壁上。当然，当导流板3的刚度一致时，可以通过固定筋与导流板3的任意位置连接固定。

在本实施例中，导流板3的前后两端相对导流板3的中心对称，则无论列车沿前后任一方向行驶时，导流板3的导流效果是相同的。当然，导流板3也可以为前后两端不对称的结构。同理地，平面板4也优选地前后两端对称。

如图9所示，基于以上任一实施例所描述出风口导流装置A，本发明实施例还提供了一种列车，包括车体1和设置于车体1上的空调出风口，还包括如以上任一实施例所描述的出风口导流装置A。由于列车采用了本发明中的出风口导流装置A，因此，减小了列车气动阻力，外观整洁，利于维护人员在车顶行走。列车可以为普通列车或动车组。

在本实施例中，出风口导流装置A优选地设置于空调出风口的中心位置，则无论列车沿前后任一方向行驶时，出风口导流装置A的导流效果是相同的。当然，出风口导流装置A也可以不设置在空调出风口的中心位置。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (15)

1.一种出风口导流装置，其特征在于，包括设置于位于列车车体上且用于向列车外部排气的出风口（2）内的导流板（3），所述导流板（3）由底平面（32）和位于所述底平面（32）的前后两端的折弯面（31）组成下凹结构，所述导流板（3）的前后两端上沿低于或平齐于所述出风口（2）的上沿，所述导流板（3）的至少前后两端与所述出风口（2）的内壁面之间形成排气通道（21）。

2.根据权利要求1所述的出风口导流装置，其特征在于，还包括平面板（4），所述平面板（4）设置于所述出风口（2）内，且位于所述导流板（3）的上方，所述平面板（4）低于或平齐于所述出风口（2）的上沿，所述平面板（4）的前后两端分别与所述导流板（3）的前后两端形成导流口（41）。

3.根据权利要求2所述的出风口导流装置，其特征在于，所述平面板（4）的前后尺寸小于所述导流板（3）的前后尺寸。

4.根据权利要求1-3任一项所述的出风口导流装置，其特征在于，所述导流板（3）的底平面与所述出风口（2）相对静止设置，所述底平面（32）与所述折弯面（31）过渡连接处的刚度小于所述导流板（3）其余位置的刚度，所述折弯面（31）用于随气流大小相对所述底平面（32）上下摆动。

5.根据权利要求4所述的出风口导流装置，其特征在于，所述导流板（3）由复合材料铺层而成。

6.根据权利要求5所述的出风口导流装置，其特征在于，所述导流板（3）由上至下依次由上纤维布层（301）、上分段纤维布层（302）、中间纤维布层（303）、下分段纤维布层（304）和下纤维布层（305）铺层而成；所述上分段纤维布层（302）和所述下分段纤维布层（304）均包括三段，分别对应于两个所述折弯面（31）和所述底平面（32），且每段之间具有间隔。

7.根据权利要求6所述的出风口导流装置，其特征在于，所述上纤维布层（301）和所述下纤维布层（305）的纤维方向均与前后方向存在夹角；所述上分段纤维布层（302）和所述下分段纤维布层（304）的纤维方向平行于前后方向；所述中间纤维布层（303）的纤维方向垂直于前后方向。

8.根据权利要求6所述的出风口导流装置，其特征在于，所述上纤维布层（301）、所述上分段纤维布层（302）、所述中间纤维布层（303）、所述下分段纤维布层（304）和所述下纤维布层（305）的纤维布均为玻璃纤维或碳纤维。

9.根据权利要求1-3任一项所述的出风口导流装置，其特征在于，所述折弯面（31）与所述底平面（32）所在的平面之间的夹角为0°~30°。

10.根据权利要求1-3任一项所述的出风口导流装置，其特征在于，所述折弯面（31）的上沿和所述出风口（2）的上沿之间的连线相对所述底平面（32）所在的平面的夹角为0°~45°。

11.根据权利要求2或3所述的出风口导流装置，其特征在于，所述平面板（4）和所述导流板（3）在所述底平面（32）所在平面的投影形状为椭圆形、矩形或圆形。

12.根据权利要求2或3所述的出风口导流装置，其特征在于，所述平面板（4）固定于所述出风口（2）的防护栅上，所述导流板（3）通过固定筋固定于所述出风口（2）的内壁上。

13.根据权利要求2或3所述的出风口导流装置，其特征在于，所述导流板（3）和/或所述平面板（4）的前后两端对称设置。

14.一种列车，包括空调出风口，其特征在于，还包括如权利要求1-13任一项所述的出风口导流装置（A）。

15.根据权利要求14所述的列车，其特征在于，所述出风口导流装置（A）设置于所述空调出风口的中心位置。