CN113446721B - 散流器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种散流器,所述散流器包括喇叭形出风口部件、拱形顶部和至少两个通风管。所述喇叭形出风口部件具有入口和出口,所述拱形顶部的内部形成腔体,所述拱形顶部的底面与所述喇叭形出风口部件的入口连接,并且所述拱形顶部的底面上设有开口,以使得所述拱形顶部的腔体与所述喇叭形出风口部件流体连通,所述拱形顶部的底面上的开口小于所述喇叭形出风口部件的出口。所述至少两个通风管连接在所述拱形顶部上,并与所述拱形顶部的腔体流体连通。本申请散流器的结构设置使得通过所述散流器向外流出的气流能够形成摆动的流向,大大均匀了环境温度,提升了舒适感。
Description
技术领域
本申请涉及散流器的技术领域。
背景技术
散流器是空调系统中常用的送风口。在目前的散流器结构中,有一部分的散流器在管道出口内设置一系列环状分散片,送风口内部向外流出的气流经环状分散片的作用在小区域内分散成多个出风方向,从而在送风口实现分散吹风;另一部分的散流器采用无分流结构,由于没有分流结构的阻挡,送风口内部向外流出的气流直接竖直往下吹风。在目前的散流器结构下,从送风口向外流出的气流均具有固定的出风方向,既容易产生噪音,又容易造成房间中低温气流与高温气流混合不均匀。
发明内容
本申请的目的在于提供一种散流器,其能够形成摆动的气流,从而有效均匀房间内的温度,提高了环境的舒适性。
为了达到上述目的,本申请提供了一种散流器,所述散流器包括喇叭形出风口部件、拱形顶部和至少两个通风管。所述喇叭形出风口部件具有入口和出口。所述拱形顶部的内部形成腔体,所述拱形顶部的底面与所述喇叭形出风口部件的所述入口连接,并且所述拱形顶部的底面上设有开口,以使得所述拱形顶部的腔体与所述喇叭形出风口部件流体连通,所述拱形顶部的底面上的所述开口小于所述喇叭形出风口部件的出口。所述至少两个通风管连接在所述拱形顶部上,并与所述拱形顶部的腔体流体连通。
如前文所述的散流器,所述至少两个通风管中的每个通风管均自所述拱形顶部的外表面斜向上延伸,所述通风管与所述拱形顶部的底面之间的夹角为5°至30°。
如前文所述的散流器,所述至少两个通风管中的每个通风管均具有中心轴,所述中心轴与所述拱形顶部所在的面具有交点Q,过所述交点Q存在与所述拱形顶部的底面相平行的平面,所述平面与所述拱形顶部所在的面相交并形成环线,所述环线在所述交点的位置处具有切线,所述中心轴在所述平面上具有投影线,所述投影线与所述切线之间的夹角在45°至55°。
如前文所述的散流器,所述至少两个通风管中的每个通风管在所述拱形顶部连接的位置距离所述拱形顶部的底面的高度为安装高度H,所述拱形顶部向上拱起的最高点相对于所述底面之间的距离为最大拱顶高度R,所述安装高度H与所述最大拱顶高度R满足如下关系:0.2≦H/R≦0.32。
如前文所述的散流器,所述拱形顶部呈半球体状,所述拱形顶部具有直径D,所述直径D与所述最大拱顶高度R之间满足如下关系:D=2R。
如前文所述的散流器,所述通风管为等直径的圆管,所述通风管的直径为M,所述拱形顶部的直径D与所述通风管的直径M之间满足如下关系:0.1≦M/D≦0.15。
如前文所述的散流器,所述拱形顶部的底面上的所述开口的横截面呈圆形,所述开口的横截面具有直径E,所述开口的直径E与所述拱形顶部的直径D之间满足如下关系:0.55≦E/D≦0.65。
如前文所述的散流器,所述喇叭形出风口部件的所述出口的横截面呈圆形,所述出口的横截面具有直径F,所述出口的直径F与所述拱形顶部的直径D之间满足如下关系:0.6≦F/D≦1.2。
如前文所述的散流器,所述喇叭形出风口部件的所述入口与所述拱形顶部的底面上的所述开口相重合,所述入口的横截面与所述开口的横截面的形状、大小相同。
如前文所述的散流器,所述散流器包括四个通风管。
本申请的散流器包括穹顶形结合喇叭口的送风口结构,其独特的结构使得其中的气流能够自动形成空间的摆动,避免了固定的气流流向所带来的热空气和冷空气分层的现象,有利于房间温度更加均匀,极大提升了环境的舒适性。
附图说明
图1A示出了本申请实施例散流器110的应用环境;
图1B示出了图1A在A位置的放大图;
图2A和图2B分别示出了图1A中的散流器110在不同视角下的立体图;
图2C为图2A中的散流器110沿B-B线的剖视图;
图2D为图1A中的散流器110的俯视图;
图3A和3B分别示出了散流器110在同一摆动周期内不同时刻下的流场模拟图。
具体实施方式
下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是,虽然在本申请中使用表示方向的术语,诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等描述本申请的各种示例结构部分和元件,但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的,基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置,所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。在可能的情况下,本申请中使用的相同或者相类似的附图标记指的是相同的部件。
图1A示出了本申请实施例散流器110的应用环境,图1B示出了图1A在A位置的放大图。如图1A和1B所示,散流器110应用于空调系统100中,空调系统100用于对房间101内部的空气进行温度调节、湿度调节、换气等空气调节。空调系统100包括主风管102、风管支路103和散流器110。主风管102位于房间101的上方,用于输送来自中央空调外部风机的气流。散流器110安装在房间101的天花板104上,来自中央空调外部风机的气流能够通过散流器110排放至房间101,从而对房间101实现空气调节功能。在本实施例中,房间101的天花板104上安装有三个散流器110,在其他实施例中,可以安装其他数量的散流器110,例如一个、两个、四个等,只要能够满足房间101的空气调节需求即可。风管支路103位于主风管102和散流器110之间,用于将主风管102和散流器110相连通。风管支路103的一端与主风管102的底部相连接,另一端与散流器110的顶部相连接。如图1A所示,来自中央空调外部风机的气流经主风管102的输送流向风管支路103,通过风管支路103的连通和引导,气流进一步流向散流器110,并经散流器110流向房间101内。
图2A和图2B分别示出了图1A中的散流器110在不同视角下的立体图;图2C为图2A中的散流器110沿B-B线的剖视图;图2D为图1A中的散流器110的俯视图。如图2A至图2D所示,散流器110包括喇叭形出风口部件202、拱形顶部201和通风管203。喇叭形出风口部件202、拱形顶部201和通风管203三者之间互相连通。喇叭形出风口部件202连接在拱形顶部201的下端,通风管203连接在拱形顶部201的上部。
喇叭形出风口部件202整体呈喇叭状,具有入口214和出口215,入口214和出口215互相连通,且出口215的横截面大于入口214的横截面,从而经喇叭形出风口部件202流出的气流具有扩大的流动空间。在本实施例中,喇叭形出风口部件202整体呈圆台形,入口214和出口215的横截面均为圆形。如图2C所示,入口214的直径为E,出口215的直径为F,且F>E。
拱形顶部201呈向上拱起的穹顶状,拱形顶部201包括拱形面223和底面213,拱形面223位于底面213的上方。如图2C所示,拱形面223的中间位置具有向上拱起的最高点,最高点相对于底面213之间的距离为最大拱顶高度R。拱形面223的外周自中间位置向下延伸,拱形面223向下延伸的边缘和底面213的外边缘相连接,共同围成拱形顶部201内部的腔体211。喇叭形出风口部件202的入口214与拱形顶部201的底面相连接,底面213上设有开口216,通过开口216,喇叭形出风口部件202能够与拱形顶部201的腔体211相连通。
如图2C所示,在本实施例中,拱形顶部201呈半球体状,半球体具有球心O以及直径D,底面213所在的平面经过球心O。也就是说,拱形顶部201向上拱起的最大拱顶高度R即为半球体的半径,拱形顶部201的直径D与最大拱顶高度R之间满足如下关系:D=2R。底面213上的开口216呈圆形,且开口216圆心的位置与球心O相重合。开口216的形状大小与喇叭形出风口部件202的入口214的形状大小完全相同,开口216具有与入口214相同的直径E,从而入口214能够与开口216互相吻合地连接在一起。上述设置使得底面213呈圆环形,圆环形底面213具有外径D以及内径E。拱形顶部201的直径D开口216的直径E与之间满足如下关系:0.55≦E/D≦0.65。另外,喇叭形出风口部件202的出口215的直径F与拱形顶部201的直径D之间满足如下关系:0.6≦F/D≦1.2。上述对于喇叭形出风口部件202与拱形顶部201之间的结构设置能够促使流体在散流器110内部形成摆动的流场,并有效控制通过散流器110的气流向下出风的流速和角度。
通风管203呈长条形的管状,在本实施例中,通风管203是横截面为圆形的直管,且直径为M。通风管203的一个端部连接在拱形顶部201的上部,另一个端部用于与风管支路103的下端相连接。通风管203与拱形顶部201的腔体211流体连通,从而来自中央空调外部风机的气流能够通过通风管203流向拱形顶部201。通风管203的直径M与拱形顶部201的直径D之间的比例关系对流向拱形顶部201内部腔体211的流体行为有重要的影响。在本实施例中,拱形顶部201的直径D与通风管203的直径M之间满足如下关系:0.1≦M/D≦0.15。
通风管203在拱形顶部201的数量设置对流向拱形顶部201的流体所形成的流场有重要的影响。两个以上的通风管203使得进入拱形顶部201内部腔体211的气体形成两股以上的气体流,两股以上气体流的共同作用才能在散流器110的内部形成周期性摆动的气流。在本实施例中,拱形顶部201的上部设置有四个通风管203,在其他实施例中,也可以设置两个以上的其他数目的通风管203,例如两个、三个、五个等。
结合图1B可以看到,散流器110上通风管203的数目与风管支路103的数目一一对应。对应于本申请房间101中三个散流器110的12个通风管203,主风管102在房间101的区域位置处连接有12个风管支路103。通风管203和风管支路103的横截面均为圆形,且两者横截面的大小处处相等,圆形横截面的直径均为M。风管支路103自主风管102向下竖直延伸,直至在接近通风管203的位置处,风管支路103形成弯曲段105,以在竖直的风管支路103与通风管203之间平缓过渡,从而沿着风管支路103竖直向下流动的流体在流向通风管203时能够得到有效缓冲。
四个通风管203在拱形顶部201上的安装位置均位于拱形顶部201的同一高度上。如图2C所示,通风管203具有中心轴217,中心轴217与拱形面223所在的弧面具有交点Q,交点Q的位置处即为通风管203在拱形顶部201上的安装位置。也就是说,四个通风管203的中心轴217在拱形面223所在的弧面上分别形成的四个交点Q均在同一个平面208上,且平面208平行于底面213。交点Q距离底面213所在平面之间的距离为通风管203的安装高度H。安装高度H与拱形顶部201向上拱起的最大拱顶高度R之间满足如下关系:0.2≦H/R≦0.32。
四个通风管203相对于底面213向上倾斜,也就是说,通风管203倾斜的方向与拱形顶部201拱起的方向相一致。通风管203相对于底面213具有倾斜的角度α,角度α即为通风管203的中心轴217与平面208之间的夹角。在一些实施例中,角度α选自5°至30°中的任意一个角度。在本实施例中,角度α选自7°至14°中的任意一个角度。
如图2D所示,交点Q所在的平面208与拱形面223相交并形成环线218,环线218呈圆形。与四个通风管203相对应的四个交点Q在环线218上均匀分布,也就是说,四个通风管203中任意相邻两个通风管203在拱形顶部201上的安装位置之间间隔的距离均相等。结合图2C和图2D可以看到,通风管203的中心轴217在平面208上具有投影线227。在平面208上,环线218在交点Q的位置处具有切线219,投影线227与切线219之间具有夹角θ。在本实施例中,夹角θ选自45°至55°中的任意角度。
对通风管203在拱形顶部201上的安装高度H与最大拱顶高度R之间的比例进行调整,以及对通风管203设置的角度α和θ进行调整能够控制气流进入拱形顶部201内部腔体211的速度和角度。进入腔体211的气体具有合适的速度和角度能够保证散流器110内部能够形成周期性稳定摆动的气流。同时,对上述参数进行调节也能够调整通过散流器110向外送风的角度和气流摆动范围。
本申请的散流器110采用了独特的结构,组合了通风管203、拱形顶部201和喇叭形出风口部件202,使得通过散流器110流出的气流能够进行周期性的摆动。也就是说,在同一周期内的不同的时刻,散流器110内会形成不同的流场。
图3A和3B分别示出了散流器110在同一摆动周期内不同时刻下的流场模拟图,其中,为了方便示意,图3A和3B仅示出了散流器110在拱形顶部201和喇叭形出风口部件202的横截面上的流场状况。在有气流通过的情况下,图3A示出了散流器110在t0时刻下的流场模拟图,图3B示出了散流器110在t0+Δt时刻下的流场模拟图,其中Δt小于流场的一个摆动周期。结合图3A和3B可以看到,当气流从通风管203流向拱形顶部201后,拱形顶部201在靠近通风管203的内壁位置处具有较大的气体流速,从而在拱形顶部201的腔体211内形成多个涡流,多个涡流通过喇叭形出风口部件202扩散至房间101,从而实现对房间101内部空气的调节。
如图3A所示,在t0时刻下,拱形顶部201的腔体211在贴近拱形面223左侧的内壁位置处形成一个小型的顺时针旋转的漩涡,形成该小型漩涡的气流具有相对较高的流速。腔体211的中心偏右的位置处形成了一个较大的顺时针旋转的漩涡,形成这个较大漩涡的气流具有相对较低的流速。在喇叭形出风口部件202内,气流主要聚集在左侧,并在左侧形成较大的逆时针旋转的漩涡,在漩涡左侧向左向下流动的气流速度明显大于在漩涡右侧向左向上流动的气流速度。也就是说,在t0时刻下,自散流器110向外流出的气流集中在喇叭形出风口部件202的左侧流出。
如图3B所示,在t0+Δt时刻下,拱形顶部201的腔体211在贴近拱形面223右侧的内壁位置处形成一个小型的逆时针旋转的漩涡,形成该小型漩涡的气流具有相对较高的流速。腔体211的中心偏左的位置处形成了一个较大的逆时针旋转的漩涡,形成这个较大漩涡的气流具有相对较低的流速。在喇叭形出风口部件202内,气流主要聚集在右侧,并在右侧形成较大的顺时针旋转的漩涡,在漩涡右侧向右向下流动的气流速度明显大于在漩涡左侧向左向上流动的气流速度。也就是说,在t0+Δt时刻下,自散流器110向外流出的气流集中在喇叭形出风口部件202的右侧流出。
结合图3A和3B可以看到,在从t0时刻转变至t0+Δt时刻的过程中,拱形顶部201内从左小右大的顺时针旋转的漩涡转变至左大右小的逆时针旋转的漩涡,喇叭形出风口部件202内的流体从聚集在左侧向外流出转变至聚集在右侧向外流出。也就是说,在Δt的时间段内,从散流器110流出的流体能够自左向右地移动,在喇叭形出风口部件202的内部空间向下摆动出风,自由摆动的出风形式使得房间101内形成更加均匀的风场和温度场。
气流向下吹出的角度以及气流在散流器110内部空间摆动的周期和范围是可以根据散流器110的结构参数进行控制和调整的,例如,通过调整通风管203在拱形顶部201上设置的数量,通过调整拱形顶部201向上拱起的形状,通过调整通风管203与拱形顶部201的底面213之间的夹角α,通过调整通风管203的中心轴217在平面208上的投影线227与过Q点的切线219之间的夹角,通过调整通风管203在拱形顶部201上的安装高度H与最大拱顶高度R之间的比例关系,通过调整拱形顶部201的直径D分别与通风管203的直径M、拱形顶部201的底面213上开口216横截面的直径E、喇叭形出风口部件202的出口215横截面的直径F之间的比例关系,等等。上述列出的多个结构特征共同影响了流体在散流器110内部形成的流场,对于上述特征的合理调整能够有效控制通过散流器110的气流向下出风的流速和角度以及与气流来回摆动的相关参数。
本申请的散流器110采用了独特的结构设计,在无需额外添加机械部件的条件下,即可在散流器110的内部空间形成了来回摆动的气流。来回摆动的气流能够模拟出自然风的效果,既能够避免气流直吹形成的不适感,又能够加速房间内的气体流动,避免了因冷热气流密度不同而形成的温度分层现象,使得房间温度更加均匀,提升了环境的舒适性。
尽管本文中仅对本申请的一些特征进行了图示和描述,但是对本领域技术人员来说可以进行多种改进和变化。因此应该理解,所附的权利要求旨在覆盖所有落入本申请实质精神范围内的上述改进和变化。
Claims (10)
1.一种散流器,其特征在于,所述散流器(110)包括:
喇叭形出风口部件(202),所述喇叭形出风口部件(202)具有入口(214)和出口(215);
拱形顶部(201),所述拱形顶部(201)呈半球体状,所述拱形顶部(201)的内部形成腔体(211),所述拱形顶部(201)的底面(213)与所述喇叭形出风口部件(202)的所述入口(214)连接,并且所述拱形顶部(201)的底面(213)上设有开口(216),以使得所述拱形顶部(201)的腔体(211)与所述喇叭形出风口部件(202)流体连通,所述拱形顶部(201)的底面(213)上的所述开口(216)小于所述喇叭形出风口部件(202)的出口(215);
至少两个通风管(203),所述至少两个通风管(203)连接在所述拱形顶部(201)上,并与所述拱形顶部(201)的腔体(211)流体连通。
2.根据权利要求1所述的散流器,其特征在于,
所述至少两个通风管(203)中的每个通风管(203)均自所述拱形顶部(201)的外表面斜向上延伸,所述通风管(203)与所述拱形顶部(201)的底面(213)之间的夹角为5°至30°。
3.根据权利要求2所述的散流器,其特征在于,
所述至少两个通风管(203)中的每个通风管(203)均具有中心轴(217),所述中心轴(217)与所述拱形顶部(201)所在的面具有交点(Q),过所述交点(Q)存在与所述拱形顶部(201)的底面(213)相平行的平面(208),所述平面(208)与所述拱形顶部(201)所在的面相交并形成环线(218),所述环线(218)在所述交点(Q)的位置处具有切线(219),所述中心轴(217)在所述平面(208)上具有投影线(227),所述投影线(227)与所述切线(219)之间的夹角在45°至55°。
4.根据权利要求3所述的散流器,其特征在于,
所述至少两个通风管(203)中的每个通风管(203)在所述拱形顶部(201)连接的位置距离所述拱形顶部(201)的底面(213)的高度为安装高度H,
所述拱形顶部(201)向上拱起的最高点相对于所述底面(213)之间的距离为最大拱顶高度R,所述安装高度H与所述最大拱顶高度R满足如下关系:0.2≦H/R≦0.32。
5.根据权利要求4所述的散流器,其特征在于,
所述拱形顶部(201)具有直径D,所述直径D与所述最大拱顶高度R之间满足如下关系:D=2R。
6.根据权利要求5所述的散流器,其特征在于,
所述通风管(203)为等直径的圆管,所述通风管(203)的直径为M,所述拱形顶部(201)的直径D与所述通风管(203)的直径M之间满足如下关系:0.1≦M/D≦0.15。
7.根据权利要求5或6所述的散流器,其特征在于,
所述拱形顶部(201)的底面(213)上的所述开口(216)的横截面呈圆形,所述开口(216)的横截面具有直径E,所述开口(216)的直径E与所述拱形顶部(201)的直径D之间满足如下关系:0.55≦E/D≦0.65。
8.根据权利要求5或6所述的散流器,其特征在于,
所述喇叭形出风口部件(202)的所述出口(215)的横截面呈圆形,所述出口(215)的横截面具有直径F,所述出口(215)的直径F与所述拱形顶部(201)的直径D之间满足如下关系:0.6≦F/D≦1.2。
9.根据权利要求1所述的散流器,其特征在于,
所述喇叭形出风口部件(202)的所述入口(214)与所述拱形顶部(201)的底面(213)上的所述开口(216)相重合,所述入口(214)的横截面与所述开口(216)的横截面的形状、大小相同。
10.根据权利要求1所述的散流器,其特征在于,
所述散流器(110)包括四个通风管(203)。
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