CN111765149A - 一种基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，包括送风装置、高压电离装置和脉冲电场加速装置，送风装置布置于高压电离装置的进口端，脉冲电场加速装置设置于高压电离装置的出口端；脉冲电场加速装置包括送风管道、减缩喷口和脉冲电场，送风管道的进口端与高压电离装置的出口端对接，减缩喷口设置于送风管道的出口端，脉冲电场设置于送风管道内。提高涡环产生频率，进而可以快速产生大量涡环，较大的提高了通风量，同时降低噪声。

Description

一种基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器
技术领域
本发明涉及流体力学技术领域，具体涉及一种基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器。
背景技术
现有的涡环产生装置，主要为机械部件实现产生涡环的作用，脉冲频率相对较低，且机械部件运转的噪音也会降低用户使用舒适度。若强行提高装置脉冲频率，则噪音及能耗会大幅提升。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，提高涡环产生频率，进而可以快速产生大量涡环，较大的提高了通风量，同时降低噪声。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，包括送风装置、高压电离装置和脉冲电场加速装置，送风装置布置于高压电离装置的进口端，脉冲电场加速装置设置于高压电离装置的出口端；
脉冲电场加速装置包括送风管道、减缩喷口和脉冲电场，送风管道的进口端与高压电离装置的出口端对接，减缩喷口设置于送风管道的出口端，脉冲电场设置于送风管道内。
按照上述技术方案，脉冲电场布置于送风管道的中心轴线上。
按照上述技术方案，送风装置为轴流风机，送风装置、脉冲电场加速装置和高压电离装置布置于同一中心轴线上。
按照上述技术方案，高压电离装置包括高压电离装置壳体，高压电离装置壳体内布置有多个金属电离丝，金属电离丝用于与高压电源连接。
按照上述技术方案，高压电离装置还包括绝缘电离丝网架，多个金属电离丝等间距均匀固设于绝缘电离丝网架上，高压电离装置壳体的材质为金属，并接地。
按照上述技术方案，脉冲电场包括多个沿送风管道轴线方向依次分布的加速电极片和电场支架，各加速电极片通过电场支架与送风管道连接。
按照上述技术方案，多个加速电极片上的电压沿送风方向逐步增大。
按照上述技术方案，加速电极片分为一个圆形电极片和多个圆环电极片，圆形电极片和多个圆环电极片沿送风方向依次布置于送风管道中心轴线上。
按照上述技术方案，电场支架包括多个沿加速电极片周向均匀布置的定位支撑轴和环形电场支架，各加速电极片均与定位支撑轴连接，定位支撑轴通过环形电场支架与送风管道的内壁连接。
按照上述技术方案，圆环电极片沿周向均布置有定位支撑孔，圆环电极片通过定位支撑孔与定位支撑轴嵌套相连，圆形电极片沿周向布置有径向杆，圆形电极片的外边沿通过径向杆与定位支撑轴连接，圆环电极片的内径大于圆形电极片的外径，定位支撑轴上沿长度方向依次分布有多个定位卡槽，定位卡槽用以固定加速电极片位置，防止装置运行过程中晃动；
环形电场支架包括多个沿周向均匀布置的横杆，定位支撑轴通过横杆与送风管道的内壁连接。
按照上述技术方案，送风管道的进口端设置有导流板，送风管道外径等于减缩喷口内径，送风管道与减缩喷口之间通过嵌套相连；
导流板为弧形导流板，导流板外径等于送风管道内径，导流板一端通过送风管道内部凸起定位，另一端与高压电离装置相接触。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过高压电离装置产生离子风，并通过脉冲加速电场对送风管道的气流中部的离子风进行加速，作为气体扰动产生涡环的核心部件，摆脱了机械部件运动时速度慢、噪音大的缺陷，可以利用电场的高速脉冲，提高涡环产生频率，进而可以快速产生大量涡环，较大的提高了通风量，同时降低噪声，满足调温送风领域的噪音及最低通风量的标准。
附图说明
图1是本发明实施例中基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器的立面图；
图2是本发明实施例中基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器的结构示意图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是本发明实施例中高压电离装置的立面图；
图5是本发明实施例中脉冲电场加速装置的立面图；
图6是本发明实施例中去掉送风管道后脉冲电场加速装置的立面图；
图7是本发明实施例中圆环电极片的结构示意图；
图8是本发明实施例中定位支撑轴的结构示意图；
图中，1-轴流风机，2-高压电离装置壳体，3-绝缘电离丝网架，4-金属电离丝，5-送风管道，6-环形电场支架，7-圆环电极片，8-定位支撑轴，9-减缩喷口，10-弧形导流板，11-圆形电极片，12-定位支撑孔，13-定位卡槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1～图8所示，本发明提供的一个实施例中的基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，包括送风装置、高压电离装置和脉冲电场加速装置，送风装置布置于高压电离装置的进口端，脉冲电场加速装置设置于高压电离装置的出口端；
脉冲电场加速装置包括送风管道5、减缩喷口9和脉冲电场，送风管道5的进口端与高压电离装置的出口端对接，减缩喷口9设置于送风管道5的出口端，脉冲电场设置于送风管道5内，脉冲电场的截面积小于送风管道5的内截面积。
进一步地，脉冲电场布置于送风管道5的中心轴线上。
进一步地，送风装置为轴流风机1，送风装置、脉冲电场加速装置和高压电离装置布置于同一中心轴线上。
进一步地，高压电离装置包括高压电离装置壳体2，高压电离装置壳体2内布置有多个金属电离丝4，金属电离丝4用于与高压电源连接；实现高压电离空气。
进一步地，高压电离装置还包括绝缘电离丝网架3，多个金属电离丝4等间距均匀固设于绝缘电离丝网架3上，高压电离装置壳体2的材质为金属，并接地。
进一步地，高压电离装置壳体2的进口端的截面为长方形或正方形，高压电离装置壳体2的出口端的截面为圆形，高压电离装置壳体2从一端的长方形或正方形渐变至另一端的圆形。
进一步地，脉冲电场包括多个沿送风管道5轴线方向依次分布的加速电极片和电场支架，各加速电极片通过电场支架与送风管道5连接。
进一步地，加速电极片分为一个圆形电极片11和多个圆环电极片7，圆形电极片11和多个圆环电极片7沿送风方向依次布置于送风管道5中心轴线上。
进一步地，电场支架包括多个沿加速电极片周向均匀布置的定位支撑轴8和环形电场支架6，各加速电极片的外边沿均与定位支撑轴8连接，定位支撑轴8通过环形电场支架6与送风管道5的内壁连接。
进一步地，圆形电极片11靠近送风管道5进口端布置，圆环电极片7沿周向均布置有定位支撑孔12，圆环电极片7通过定位支撑孔12与定位支撑轴8嵌套相连，圆形电极片11沿周向布置有径向杆，圆形电极片11的外边沿通过径向杆与定位支撑轴8连接，圆环电极片7的内径大于圆形电极片11的外径，定位支撑轴8上沿长度方向依次分布有多个定位卡槽13，定位卡槽13用以固定加速电极片位置，防止装置运行过程中晃动。
进一步地，环形电场支架6包括多个沿周向均匀布置的横杆，定位支撑轴8通过横杆与送风管道5的内壁连接。
进一步地，送风管道5的进口端设置有导流板；将输入风导向送风管中部，送风管道5外径等于减缩喷口9内径，送风管道5与减缩喷口9之间通过嵌套相连。
进一步地，导流板为弧形导流板10，导流板外径等于送风管道5内径，导流板一端通过送风管道5内部凸起定位，另一端与高压电离装置相接触。
进一步地，送风管道5与高压电离装置壳体2螺纹连接。
进一步地，多个加速电极片上的电压沿送风方向逐步增大。
进一步地，多个加速电极片沿送风方向分成三组，每组加速电极片的电压相同，三组加速电机片分别为低压电极、中间电极和高压电极。
本发明的工作原理：参照图1，本发明提供的一种基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，初始轴流风机1向装置内部输送气流，高压电离装置内部的金属电离丝4具有很小的直径，在通电高压状态下其表面能聚集起高密度电荷，进而形成强大的电场，将腔体内空气电离，形成离子风，且多组金属电离丝4在高压电离装置壳体2内分布均匀，形成较均匀电场，使得进入壳体2的气流全部由于电场作用而电离，进而产生较均匀的离子分布。由轴流风机1输入的气流经过高压电离装置后形成交均匀离子风，以一定的速度进入脉冲电场加速装置的送风管道5内，初始加速电场不工作，气流以均匀柱状向前流动，下一刻加速电极片7通电产生加速电场，此时加速电极分为高压电极，中间电极(中间4个)，低压电极，在六个电极间形成均匀等加速电场，同时高压电极的上端安装圆形电极片11，由于圆形电极片11整体电势相同，可以有效防止圆环电极片7产生的电场外凸，使电场有更好的均匀性。同时圆形电极片11尺寸小于圆环电极片7，可以减小对离子气流的阻碍，导流板10将由于加速电场的阻碍而向四周发散的气流聚集，增加电场中心的离子数目，气流处于加速电场区域的带电离子在电场作用下加速，形成高速细长离子流柱，离子流柱冲击还在腔体内的上一刻未被加速的均匀柱状流体，给予前方流体轴向扰动，使其在流经减缩喷口9处发生卷曲，产生涡环。以此为一个脉冲周期，下一刻加速电场消失，送风管道内6仍为均匀圆柱离子流，本技术方案脉冲频率高，噪音低，可以在降噪的同时单位时间内可以产生更大量的涡环，较大幅度提升涡环的通风量。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，其特征在于，包括送风装置、高压电离装置和脉冲电场加速装置，送风装置布置于高压电离装置的进口端，脉冲电场加速装置设置于高压电离装置的出口端；
脉冲电场加速装置包括送风管道、减缩喷口和脉冲电场，送风管道的进口端与高压电离装置的出口端对接，减缩喷口设置于送风管道的出口端，脉冲电场设置于送风管道内。
2.根据权利要求1所述的基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，其特征在于，送风装置为轴流风机，送风装置、脉冲电场加速装置和高压电离装置布置于同一中心轴线上。
3.根据权利要求1所述的基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，其特征在于，高压电离装置包括高压电离装置壳体，高压电离装置壳体内布置有金属电离丝，金属电离丝用于与高压电源连接。
4.根据权利要求3所述的基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，其特征在于，高压电离装置还包括绝缘电离丝网架，金属电离丝的数量有多个，多个金属电离丝等间距均匀固设于绝缘电离丝网架上，高压电离装置壳体的材质为金属，并接地。
5.根据权利要求1所述的基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，其特征在于，脉冲电场布置于送风管道的中心轴线上。
6.根据权利要求1所述的基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，其特征在于，脉冲电场包括电场支架和多个沿送风管道轴线方向依次分布的加速电极片，各加速电极片通过电场支架与送风管道连接。
7.根据权利要求6所述的基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，其特征在于，多个加速电极片上的电压沿送风方向逐步增大。
8.根据权利要求6所述的基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，其特征在于，加速电极片分为一个圆形电极片和多个圆环电极片，圆形电极片和多个圆环电极片沿送风方向依次布置于送风管道中心轴线上。
9.根据权利要求8所述的基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，其特征在于，电场支架包括环形电场支架和多个沿加速电极片周向均匀布置的定位支撑轴，各加速电极片均与定位支撑轴连接，定位支撑轴通过环形电场支架与送风管道的内壁连接；
圆环电极片沿周向均布置有定位支撑孔，圆环电极片通过定位支撑孔与定位支撑轴嵌套相连，圆形电极片沿周向布置有径向杆，圆形电极片的外边沿通过径向杆与定位支撑轴连接，圆环电极片的内径大于圆形电极片的外径，定位支撑轴上沿长度方向依次分布有多个定位卡槽，定位卡槽用以固定加速电极片位置，防止装置运行过程中晃动。
10.根据权利要求1所述的基于电场作用的轴向扰动的涡环发生器，其特征在于，送风管道的进口端设置有导流板，送风管道外径等于减缩喷口内径，送风管道与减缩喷口之间通过嵌套相连；
导流板为弧形导流板，导流板外径等于送风管道内径，导流板一端通过送风管道内部凸起定位，另一端与高压电离装置相接触。
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