CN114383237B - 风道结构及新风机 - Google Patents
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Abstract
本申请是关于一种风道结构。该结构包括:包括风道管,过滤装置,N块挡风板和挡风板驱动件,风道管包括连通的平行风道部和渐宽风道部,过滤装置设置于渐宽风道部出风的一端,N块挡风板的设置使风中附带的灰尘、PM2.5等杂质产生不规则运动。不规则运动状态下的灰尘更易与过滤装置发生接触,增加换风质量,挡风板及渐宽风道部的设置,让风速竖直方向的分量出现不规则变化,碰撞后再次与渐宽风道部的管壁发生碰撞,风扩散到渐宽风道部内,渐宽风道部内空气密度降低,过滤面每单位面积需要过滤的空气量变少,过滤能力增加。本申请提供的方案,能够提高换风质量与换风效率。
Description
技术领域
本申请涉及新风机技术领域,尤其涉及风道结构及新风机。
背景技术
新风系统的主要功能是引进室外新风,排出室内浊气,以改善某密闭空间内的空气质量或湿度、温度,使其达到用户要求。其中,换风质量更是衡量一个新风系统的最重要指标。换风质量的好与坏直接决定了其系统是否可以应用于生产、销售。目前市场上的新风系统为了增强换风质量,部分采用增加滤网数量、改变进风口结构使其曲折来减少空气灰尘量、减少瞬时进风量来让净化更充分等一些会降低换风效率的方法;还有部分采用在风道中增加电场辅助净化、水洗式净化等一些增加系统功耗的方法。
公告号CN 113028546 A中发明一种新风系统用过滤装置。该发明是一种通过内过滤板、中过滤板和外过滤板相配合形成不同密度和间隙的内通气腔、中通气腔和外通气腔从而能够对气流进行导向过滤,且能够通过连接板和刷毛相配合能够便于清扫的过滤装置。相较于传统新风系统,使用该种过滤设备的新风系统换风质量得到明显提高,但是由于增加的多层过滤板,使得换风效率受到较大影响。
因此如何提高换风质量而不降低换风效率是目前新风系统行业急需解决的问题。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题,本申请提供一种风道结构,包括风道管,过滤装置,N块挡风板和挡风板驱动件;该结构能够提高换风质量而不降低换风效率。
本申请第一方面提供一种风道结构,包括包括风道管,过滤装置,N块挡风板和挡风板驱动件;
所述风道管包括入风口,
所述N块挡风板设置于所述入风口;
所述挡风板驱动件驱动所述N块挡风板进行摆动,N为大于1的整数;
所述风道管包括连通的平行风道部和渐宽风道部;
所述渐宽风道部的管径沿风道方向逐渐增大所述入风口设于所述平行风道部的端口;
所述过滤装置设置于所述渐宽风道部出风的一端。
在一种实施方式中,所述风道管还包括风道导向部,所述风道导向部与所述渐宽风道部连通。
在一种实施方式中,所述过滤装置设置于所述渐宽风道部与所述风道导向部的连通面,所述连通面为所述渐宽风道部与所述风道导向部的连接点构成的平面,所述过滤装置的过滤面与所述连通面的尺寸一致。
在一种实施方式中,所述过滤装置的过滤面面积小于所述入风口面积的1.5倍。
在一种实施方式中,所述风道导向部的管径保持一致且平行于所述风道方向。
在一种实施方式中,所述N块挡风板排布方向与所述风道方向垂直。
在一种实施方式中,所述挡风板驱动件包括M个电机,M小于或等于N,所述M个电机分别驱动所述N块挡风板。
在一种实施方式中,所述N块挡风板包括有A组挡风板和B组挡风板,所述A组挡风板受所述挡风板驱动件驱动时摆动方向一致;所述B组挡风板受所述挡风板驱动件驱动时摆动方向一致。
在一种实施方式中,所述N块挡风板包括有A组挡风板,B组挡风板和C组挡风板,所述A组挡风板受所述挡风板驱动件驱动时摆动方向一致;所述B组挡风板受所述挡风板驱动件驱动时摆动方向一致;所述C组挡风板受所述挡风板驱动件驱动时摆动方向一致。
本申请第二方面提供一种新风机,包括上述提到的任一风道结构。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果:本方案的入风口上设置有N块挡风板,挡风板驱动件控制N块挡风板的倾斜角度。
过滤装置设置于渐宽风道部出风的一端,N块挡风板的设置使气流中附带的灰尘、PM2.5等杂质产生不规则运动。不规则运动状态下的灰尘更易与过滤装置发生接触,增加换风质量。
由物理知识可知,换风效率是单位时间内进风量的多少,相关换算公式为换风效率=有效风速*风机风道横截面积(过滤装置的过滤面)
有效风速指的是实际风速拆分后与风道方向平行通向出口方向的速度分量。风道风向指的是风机吹入风的方向。
本申请挡风板的设置,通过入风口进入风道管的风,由于挡风板的倾斜角度存在着不同的角度情况,因此风相当于被打乱了,打乱的风会在平行风道部发生碰撞,通过理想状态下碰撞分析,碰撞产生的加速度表现在竖直方向上(竖直方向为垂直风道方向,水平方向为平行风道方向)。碰撞只改变了风竖直方向的速度,没有改变水平方向的速度,也就是有效风速不会变。
本申请的过滤装置设置于渐宽风道部出风的一端,而本申请的渐宽风道部的管径沿风道方向逐渐增大;因此相当于增加了风机风道横截面积(过滤装置的过滤面),
本申请在有效风速未提高的情况下,通过增加风机风道横截面积(过滤装置的过滤面),从而提高了换风效率。
除此之外,本申请的挡风板及渐宽风道部的设置,让风速竖直方向的分量出现不规则变化,碰撞后再次与渐宽风道部的管壁发生碰撞,风均匀的扩散到渐宽风道部内,渐宽风道部内空气密度降低,过滤面每单位面积需要过滤的空气量变少,过滤能力增加。
另外,与渐宽风道部的管壁发生碰撞时,产生的力会加快有效风速。其中原理是作用力的方向垂直于接触面,将风与渐宽风道部的管壁碰撞的力分解,可知竖直方向的动能一部分转移到水平方向,加快风的水平方向上的速度。该结构能够将一部分无效动能转为有效动能。
综上所述,本申请实施例的结构设置,不仅提高了换风质量,并提高了换风效率,而没有挡板设计,高速、有统一性的风在管道内是难以完全扩散开的,对换风质量、滤网损耗速度带来负面影响。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
附图说明
通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述,本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本申请示例性实施方式中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本申请实施例示出的风道结构的结构示意图;
图2是本申请实施例示出的风道结构的电机与挡风板连接示意图;
图3是本申请实施例示出的风道结构的理想状态下风碰撞的物理分析图;
图4是本申请实施例示出的风碰撞渐宽风道部管壁的受理分析图;
图5是本申请实施例示出的风道结构挡风板闭合状态示意图;
图6是本申请实施例示出的风道结构挡风板摆动状态1示意图;
图7是本申请实施例示出的风道结构挡风板摆动状态2示意图;
图8是本申请实施例示出的风道结构挡风板摆动状态3示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反,提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整,并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解,尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本申请范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第一信息。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
实施例一
新风系统的主要功能是引进室外新风,排出室内浊气,以改善某密闭空间内的空气质量或湿度、温度,使其达到用户要求。其中,换风质量更是衡量一个新风系统的最重要指标。换风质量的好与坏直接决定了其系统是否可以应用于生产、销售。目前市场上的新风系统为了增强换风质量,部分采用增加滤网数量、改变进风口结构使其曲折来减少空气灰尘量、减少瞬时进风量来让净化更充分等一些会降低换风效率的方法;还有部分采用在风道中增加电场辅助净化、水洗式净化等一些增加系统功耗的方法。
公告号CN 113028546 A中发明一种新风系统用过滤装置。该发明是一种通过内过滤板、中过滤板和外过滤板相配合形成不同密度和间隙的内通气腔、中通气腔和外通气腔从而能够对气流进行导向过滤,且能够通过连接板和刷毛相配合能够便于清扫的过滤装置。相较于传统新风系统,使用该种过滤设备的新风系统换风质量得到明显提高,但是由于增加的多层过滤板,使得换风效率受到较大影响。
因此如何提高换风质量而不降低换风效率是目前新风系统行业急需解决的问题。
针对上述问题,本申请实施例提供一种风道结构,包括风道管,过滤装置,N块挡风板和挡风板驱动件;该结构能够提高换风质量而不降低换风效率。
以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。
图1是本申请实施例示出的风道结构的结构示意图;
图2是本申请实施例示出的风道结构的电机与挡风板连接示意图;
图3是本申请实施例示出的风道结构的理想状态下风碰撞的物理分析图;
图4是本申请实施例示出的风碰撞渐宽风道部管壁的受理分析图。
参见图1,图2,图3和图4。
本申请实施例的风道结构包括风道管1,过滤装置2,N块挡风板3和挡风板驱动件4;
风道管1包括入风口,入风口设置在风机处,风机通过入风口将风吹入风道管1,风道管1还包括出风口,通过出风口的风即能进入室内,也就是通过本申请实施例出风口的风是经过过滤净化的风。
N块挡风板3设置于入风口;
挡风板驱动件4驱动N块挡风板3的倾斜角度,N为大于1的整数;挡风板3设置在入风口处,对通过入风口进入风道管1中的风起着改变风向的作用,N块挡风板3的设置使风中附带的灰尘、PM2.5等杂质产生不规则运动。不规则运动状态下的灰尘更易与过滤装置2发生接触,增加换风质量。
本申请实施例的挡风板3由挡风板驱动件4控制其倾斜角度,N块挡风板3的倾斜角度可以是多种角度,使得风在风道管1内多方向运动。
风道管1包括连通的平行风道部11和渐宽风道部12;
渐宽风道部12的管径沿风道方向逐渐增大;风道方向为风机吹入风的方向;入风口设于平行风道部11的端口;过滤装置2设置于渐宽风道部12出风的一端。渐宽风道部12的管径沿风道方向逐渐增大使得过滤装置2的面积也跟着增大。
示例性的,风机向风道管1吹入风时,此时风向一般为直线向前,此时风的动能的100%在平行于风道方向上。本申请实施例的风道管1包括平行风道部11,因此平行风道部11的管壁与风道方向平行。经过挡板后:风经过挡风板3不同角度的倾斜,在挡板斜面的作用下风被分为多股,风向改变,相互间产生碰撞,结合附图3,取两股风作为物理模型A1、A2,其会互相碰撞,通过附图分析A1、A2在碰撞前的风向和速度、碰撞时的受力分析等确定碰撞后的风向及速度变化。通过附图3中(b)可知,忽视重力下,碰撞时A1、A2受到大小形同,方向相反且为垂直于平行风道部11的管壁的力F(如附图3中b1所示),进而产生相应的加速度,如aA1、aA2所示。根据力学常识,两股风A1、A2在只受垂直于平行风道部11管壁方向的力的情况下,平行于平行风道部11管壁方向的速度不会改变。下面只分析垂直于管壁方向,根据动量守恒定律,mv’-mv前=F△t,(m:碰撞物体的质量。v’:物体碰撞后垂直于平行风道部11管壁方向的速度。v前:物体碰撞前的垂直于平行风道部11管壁方向的速度。F:碰撞产生的力。△t:碰撞的时间)。A1和A2的碰撞后垂直于平行风道部11管壁方向的速度v’=(F△t+mv前)/m,该公式说明即使有新的风完全按照A1、A2的运动轨迹发生碰撞,只要新的风与A1、A2有速率或者质量的区别,其垂直于平行风道部11管壁方向的速度就可能不同,垂直于平行风道部11管壁方向的速度与平行于管壁方向的速度组合为实际风向V。V的方向就只能确定是沿风道向前,附图3中VA1、VA2即分别表示A1和A2碰撞后的实际风向,不能确定是水平吹还是斜着吹,即只能确定碰撞后风的风向是不规则向前式。
此次的碰撞,与风道方向平行的风速不会发生变化,而有效风速指的是实际风速拆分后平行于风道方向通向出口方向的速度分量,因此有效风速未发生改变。而换风效率是单位时间内进风量的多少,相关换算公式为换风效率=有效风速*风机风道横截面积(过滤装置2的过滤面),因此此次碰撞未对换风效率产生负面作用。
碰撞后:因为风相互间碰撞会产生无规则运动,那么会有部分风垂直于管壁的速度很大,使其风向的斜率很高。如果管壁依旧是传统的水平式,这部分风会频繁的撞击管壁,产生动能的浪费,因此本申请实施例设置了渐宽风道部12,渐宽风道部12的管径沿风道方向逐渐增大,如此结构的设计,使得风撞击渐宽风道部管壁121时,管壁会给风一个平行于渐宽风道部管壁121的反作用力,具体作用力分解如图4所示,使风向过滤装置2处吹去,减少新风的动能浪费,提高换风效率。
风扩散到渐宽风道部12内,渐宽风道部12内空气密度降低,过滤装置2每单位面积需要过滤的空气量变少,过滤能力增加。
本申请实施例的有益效果:过滤装置设置于渐宽风道部出风的一端,N块挡风板的设置使风中附带的灰尘、PM2.5等杂质产生不规则运动。不规则运动状态下的灰尘更易与过滤装置发生接触,增加换风质量。
由物理知识可知,换风效率是单位时间内进风量的多少,相关换算公式为换风效率=有效风速*风机风道横截面积(过滤装置的过滤面);
有效风速指的是实际风速拆分后与风道方向平行通向出口方向的速度分量。风道风向指的是风机吹入风的方向。
本申请挡风板的设置,通过入风口进入风道管的风,由于挡风板的倾斜角度存在着不同的角度情况,因此风相当于被打乱了,打乱的风会在平行风道部11发生碰撞,通过理想状态下碰撞分析,碰撞产生的加速度表现在竖直方向上(竖直方向为垂直风道方向,水平方向为平行风道方向)。碰撞只改变了风竖直方向的速度,没有改变水平方向的速度,也就是有效风速不会变。
本申请的过滤装置设置于渐宽风道部出风的一端,而本申请的渐宽风道部的管径沿风道方向逐渐增大;因此相当于增加了风机风道横截面积(过滤装置的过滤面);
本申请在有效风速未提高的情况下,通过增加风机风道横截面积(过滤装置的过滤面),从而提高了换风效率。
除此之外,本申请的挡风板及渐宽风道部的设置,让风速竖直方向的分量出现不规则变化,碰撞后再次与渐宽风道部的管壁发生碰撞,风扩散到渐宽风道部内,渐宽风道部内空气密度降低,过滤面每单位面积需要过滤的空气量变少,过滤能力增加。
另外,与渐宽风道部的管壁发生碰撞时,产生的力会加快有效风速。其中原理是作用力的方向垂直于接触面,将风与渐宽风道部管壁碰撞的力分解,可知竖直方向的动能一部分转移到水平方向,加快风的水平方向上的速度。该结构能够将一部分无效动能转为有效动能。
综上所述,本申请实施例的结构设置,不仅提高了换风质量,并提高了换风效率,而没有挡板设计,高速、有统一性的风在管道内是难以完全扩散开的,对换风质量、滤网损耗速度带来负面影响。
实施例二
风道结构除上述实施例提到的结构外,本申请实施例还包括风道导向部13。
风道管1还包括风道导向部13,风道导向部13与渐宽风道部12连通。风道导向部13的作用是对经过过滤后的新风导入室内的作用。
上述实施例一中介绍到过滤装置2设置在渐宽风道部12出风的一端。而本申请实施例设置了风道导向部13,风道导向部13与渐宽风道部12连通,则过滤装置2设置于渐宽风道部12与风道导向部13的连通面,连通面为渐宽风道部12与风道导向部13的连接点构成的平面,过滤装置2的过滤面与连通面的尺寸一致。过滤装置2过滤面的尺寸保持与连通面的尺寸一致的目的是使得风道内所有的风都需要经过过滤才能到达风道导向部13,保证了换风质量。
本申请实施例的过滤装置2的过滤面面积小于入风口面积的1.5倍。过滤装置2的过滤面面积并不是越大越好,因为大气压力的原因,若过滤装置2的过滤面面积则表示在相同长度上渐宽风道部12的空间越大,空间过大空气密度过低时会出现负压现象,室内气压大于风管道气压,室内空气倒灌入风道管1,不利于换气。
本申请实施例的有益效果:过滤装置的过滤面与连通面的尺寸一致。使得风道内所有的新风都需要经过过滤才能到达风道导向部,保证了换风质量,过滤装置的过滤面面积小于入风口面积的1.5倍,能够避免室内空气倒灌入风道管1。
实施例三
除了上述实施例的结构介绍外,本申请实施例还对挡风板进行进一步介绍。
图5是本申请实施例示出的风道结构挡风板闭合状态示意图;
图6是本申请实施例示出的风道结构挡风板摆动状态1示意图;
图7是本申请实施例示出的风道结构挡风板摆动状态2示意图;
图8是本申请实施例示出的风道结构挡风板摆动状态3示意图。
参见图5,图6,图7和图8。
本申请实施例的挡风板3设置于入风口,挡风板3排布方向与风道方向垂直,即当挡风板3没有倾斜时,挡风板3能够将风机吹入的风挡在入风口外,而当挡风板3倾斜后,风机吹入的风能够进入至风道管1中。
挡风板驱动件4包括M个电机41,M个电机41分别驱动N块挡风板3。
N块挡风板3包括有A组挡风板3和B组挡风板3,A组挡风板3受挡风板3驱动件驱动时摆动方向一致;B组挡风板3受挡风板3驱动件驱动时摆动方向一致。
N块挡风板3包括有A组挡风板3,B组挡风板3和C组挡风板3,A组挡风板3受挡风板驱动件4驱动时摆动方向一致;B组挡风板3受挡风板驱动件4驱动时摆动方向一致;C组挡风板3受挡风板驱动件4驱动时摆动方向一致。
每组挡风板3的挡风板3数量可以一致也可以不一致,依据情况设置即可,另外N块挡风板3包括A组挡风板3和B组挡风板3或者A组挡风板3,B组挡风板3和C组挡风板3,划分方法在本申请实施例也不作限制,即可以是随机的几块挡风板3为一组,或者相邻的挡风板3为一组,或者是按规律进行分组,实现的分组情况均在本方案的发明范围。
本申请的电机41对一组挡风板3进行角度倾斜控制,电机41能够接收风道结构的核心控制器发出的挡风板3状态信号,根据信号中要求挡风板3开度的大小,将挡风板3开启至相应的开度,本申请实施例包含M个电机41,且M个电机41可以同时分别接收不同的信号,驱动N块挡风板3倾斜至信号所要求的倾斜角度。
本申请实施例的有益效果:对挡风板进行分组设置,能够形成更多方向的不规则风向,可使风中附带的灰尘、PM2.5等杂质更易于产生不规则运动。不规则运动状态下的灰尘更易与过滤装置2发生接触,增加换风质量。
实施例四
本申请除了风道结构外,本申请实施例还提供了一款新风机,本申请实施例的新风机包括上述实施例提到的风道结构。
示例性的,新风机开机后,新风机控制板发出控制信号,若为关机信号则关机,若为挡风板3开度信号,则挡风板驱动件4响应,挡风板驱动件4带动挡风板3转动至相应开度。然后风机启动,将室外空气吸入并吹至风道管1内。风被吹入风道管1内,被挡风板3分为不同方向的风,风向大致沿挡风板3方向。然后,在渐宽风道部12内,不同方向的风发生碰撞,风向变为不规则向前。紧接着,风吹过渐宽风道部12出风端,经过过滤装置2,灰尘、PM2.5等杂质被净化。最后,风通过风道导向部13,进入室内。
本申请实施例的有益效果:本新风机的过滤装置设置于渐宽风道部出风的一端,而本申请的渐宽风道部的管径沿风道方向逐渐增大;因此相当于增加了风机风道横截面积(过滤装置的过滤面),
本申请在有效风速未提高的情况下,通过增加风机风道横截面积(过滤装置2的过滤面),从而提高了换风效率。
除此之外,本申请的挡风板及渐宽风道部的设置,让风速竖直方向的分量出现不规则变化,碰撞后再次与渐宽风道部管壁发生碰撞,风扩散到渐宽风道部内,渐宽风道部内空气密度降低,过滤面每单位面积需要过滤的空气量变少,过滤能力增加。不仅提高了换风质量,并提高了换风效率。
以上已经描述了本申请的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (9)
1.一种风道结构,其特征在于,包括风道管(1),过滤装置(2),N块挡风板(3)和挡风板驱动件(4);
所述风道管(1)包括入风口;
所述N块挡风板设置于所述入风口;
所述挡风板驱动件(4)驱动所述N块挡风板(3)进行摆动,N为大于1的整数;
所述风道管(1)包括连通的平行风道部(11)和渐宽风道部(12);
所述渐宽风道部(12)的管径沿风道方向逐渐增大;所述入风口设于所述平行风道部(11)的端口;
所述过滤装置(2)设置于所述渐宽风道部(12)出风的一端;
所述N块挡风板(3)包括有A组挡风板和B组挡风板,所述A组挡风板受所述挡风板驱动件(4)驱动时摆动方向一致;所述B组挡风板受所述挡风板驱动件(4)驱动时摆动方向一致;A组挡风板与B组挡风板的摆动方向不一致,风经过所述N块挡风板(3)不同角度的倾斜,风向改变且相互间产生碰撞。
2.根据权利要求1所述的风道结构,其特征在于:
所述风道管(1)还包括风道导向部(13),所述风道导向部(13)与所述渐宽风道部(12)连通。
3.根据权利要求2所述的风道结构,其特征在于:
所述过滤装置(2)设置于所述渐宽风道部(12)与所述风道导向部(13)的连通面,所述连通面为所述渐宽风道部(12)与所述风道导向部(13)的连接点构成的平面,所述过滤装置(2)的过滤面与所述连通面的尺寸一致。
4.根据权利要求3所述的风道结构,其特征在于:
所述过滤装置(2)的过滤面面积小于所述入风口面积的1.5倍。
5.根据权利要求2所述的风道结构,其特征在于:
所述风道导向部(13)的管径保持一致且平行于所述风道方向。
6.根据权利要求1所述的风道结构,其特征在于:
所述N块挡风板(3)排布方向与所述风道方向垂直。
7.根据权利要求1所述的风道结构,其特征在于:
所述挡风板驱动件包括M个电机(41),M小于或等于N,所述M个电机(41)分别驱动所述N块挡风板(3)。
8.根据权利要求1所述的风道结构,其特征在于:
所述N块挡风板(3)包括有A组挡风板,B组挡风板和C组挡风板,所述A组挡风板受所述挡风板驱动件(4)驱动时摆动方向一致;所述B组挡风板受所述挡风板驱动件(4)驱动时摆动方向一致;所述C组挡风板受所述挡风板驱动件(4)驱动时摆动方向一致。
9.一种新风机,其特征在于包括上述权利要求1至8中任一所述的风道结构。
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