CN114450530B - 空气循环装置 - Google Patents

Abstract

空气循环装置包括：吸引部(11)，吸引室内空气；以及吹出部(12)，向室内以涡环状吹出吸引部(11)所吸引的空气。包括第一模式，在所述第一模式下，使所吹出的涡环(41)至少到达室内的壁面(31)。

Description

空气循环装置

技术领域

本公开涉及一种空气循环装置。

背景技术

作为使空间内的空气循环的方案，有利用在空间内布置的风管的方法。例如，在非专利文献1中，公开了在空间内布置风管、且设置空气吹出口和空气吸入口来进行空气循环的内容(87页、图3等)。

非专利文献1：宇宙航空研究开发机构特别资料(Journal Name)JAXA SpecialPublication(卷)JAXA-SP-12-015“国际宇宙空间站日本实验模块“kibou”中得到的载人宇宙技术”

发明内容

－发明要解决的技术问题－

欲使用风管使空气在整个空间内(人所居住的室内等)循环，就需要在该空间的整体上布置风管，并且需要设置用于使空气通过风管循环的送风机，这会导致成本高且能耗大。

本公开的目的在于，实现减少风管或不使用风管的空气循环装置。

－用以解决技术问题的技术方案－

本公开的第一方面以空气循环装置为对象，包括：吸引部11，吸引室内空气；以及吹出部12，向室内以涡环状吹出吸引部11所吸引的空气。所述空气循环装置构成为，包括第一模式，在所述第一模式下，使所吹出的涡环41至少到达室内的壁面31。

在第一方面中，能够利用涡环使空气循环，从而能够减少风管或不使用风管。

本公开的第二方面是，在上述第一方面的基础上，吹出部12构成为，能够改变涡环41的体积和涡环41的生成频度中的至少一者。

第二方面中，通过改变涡环的体积和生成频度中的至少一者，从而能够控制空气循环的量等。

本公开的第三方面是，在上述第一或第二方面的基础上，所述空气循环装置构成为进一步包括第二模式，在所述第二模式下，使所吹出的所述涡环41在到达室内的壁面31之前消失。

第三方面中，通过控制成涡环不会到达至壁面，从而能够控制室内的被实施空气循环的范围等。

本公开的第四方面是，在上述第一至第三方面中任一方面的基础上，所述空气循环装置包括人检测部23，所述人检测部23检测人的位置，所述空气循环装置进一步包括第三模式，在所述第三模式下，朝向人检测部23所检测出的人吹出涡环41。

附图说明

图1是示意性地示出使用了本公开的空气循环装置的借助涡环进行的空气循环的图，是关于第一模式的图；

图2是更加具体地示出图1的空气循环装置的结构的图；

图3是示出通过图2的空气循环装置生成涡环的情况的图；

图4是示出通过图2的空气循环装置生成涡环的情况的图；

图5是关于本公开的空气循环装置的第二模式的图；

图6是关于本公开的空气循环装置的第三模式的图；

图7是示出在低温仓库中使用本公开的空气循环装置的例子的图。

具体实施方式

(第一实施方式)

对第一实施方式进行说明。图1是示意性地示出通过本实施方式的空气循环装置10使空间30内的空气循环的图。图2是更加具体地示出空气循环装置10的图，图3和图4进一步详细地示出吹出部12，是对涡环的生成情况进行说明的图。

空气循环装置10包括吸引室内空气的吸引部11和向室内以涡环状吹出吸引部11所吸引的空气的吹出部12，并且包括使所吹出的涡环41至少到达室内的壁面31的第一模式。

如箭头44所示，空气循环装置10吸引空间30内的空气(室内空气)，并且将该空气作为涡环41向空间30内吹出。已吹出的涡环41到达至空间30中的与空气循环装置10相反的那一侧的壁面31，与壁面31碰撞后涡环的形状就会破坏。由此，一定量的空气从空气循环装置10侧朝向相对的壁面31侧(在图1中是从左侧朝向右侧)输送。如果反复进行涡环41的吹出，则空气被依次输送。

如箭头42和箭头43所示，与壁面31碰撞后发生了破坏的涡环41的空气从壁面31侧朝向空气循环装置10侧被推回。如箭头44所示，已被推回的空气的至少一部分再次被吸引至空气循环装置10中。

按照上述的方式，利用空气循环装置10，能够使空间30内的空气循环。

如果利用涡环41，则能够以块状稳定地输送空气。因此，不必为了空气循环而布置风管。其结果是，不需要风管和空气循环用风扇的费用，还能够减少用于使风扇工作的能耗。进而，还能够将设置风管时所需要的空间用于居住等其他目的。

此外，在利用风扇等而产生空气流来进行空气循环的情况下，有时会出现在风扇的附近空气流变得过大、所要求的风扇的尺寸或转速变得过大等问题。此外，根据空间30的使用目的的不同，有时并不期望产生较强的空气流。在使用了涡环41的空气循环中，能够避免这些。

＜空气循环装置的结构＞

接下来，图2是更加具体地说明空气循环装置10的图。

空气循环装置10设置于在空间30设置的吸引口20与吹出口19之间，且包括吸引部11和吹出部12。由空气通路13依次连接吸引口20、吸引部11、吹出部以及吹出口19。

吸引部11包括：用于吸引空气的送风机15；以及对所吸引的空气的空气质量进行调整的空气控制装置16。空气控制装置16例如对空气的温度、湿度、成分(二氧化碳浓度等)、清洁度(微粒的量等)等进行控制。

由空气控制装置16控制过空气质量的空气通过空气通路13被输送至吹出部12。

吹出部12包括壳体12a，在壳体12a内的与吹出口19相对的位置上设置有振动板17。振动板17通过弹性支承部18安装于壳体12a。由此，振动板17能够向接近吹出口19的方向或远离吹出口19的方向(在图2中是左右)移动。此外，包括使振动板17振动的直线运动执行元件21。

进而，在从振动板17到吹出口19的中途，设置有能够堵住空气通路13的风阀14。风阀14还能够移动至阻断从吸引部11向吹出部12移动的空气的位置上。

此外，包括控制部22，控制部22用于控制送风机15、空气控制装置16、风阀14以及直线运动执行元件21等。

在如上所述的空气控制装置16中，能够通过风阀14和振动板17的动作，将使用送风机15从空间30吸引进来的空气作为涡环41向空间30吹出。对此，通过图3和图4进一步进行说明。

图3和图4是放大示出图2中吹出部12附近的图。其中，省略图示直线运动执行元件21。

在图3中，风阀14堵住朝向吹出口19的空气通路13。如箭头45所示，空气能够从吸引部11向吹出部12移动。振动板17处于向吹出口19的相反侧移动(拖引)后的状态。

从该状态下，如图4所示那样使风阀14移动。即，堵住从吸引部11朝向吹出部12的空气通路13，释放朝向吹出口19的空气通路13。接着，使振动板17向吹出口19侧移动(按压)。由此，从吹出部12朝向空间30内挤出空气，并作为涡环41吹出。通过重复图3和图4的状态，能够反复向空间30内吹出涡环41。

通过控制涡环41的体积和生成的频度，能够改变空气的循环量。涡环41的体积依赖于吹出部12的壳体12a的容积、振动板17的面积等。进而，涡环41的体积还依赖于振动板17的移动范围。振动板17的移动范围是指，将如图3所示那样使振动板17向吹出口19的相反侧移动(拖引)的距离L1与如图4所示那样使振动板17向吹出口19侧移动(按压)的距离L2相加而得的距离。当然，通过增加该距离，涡环41的体积就会变大。

需要说明的是，除了振动板17的移动范围之外，振动板17的移动速度也会影响涡环41。通过控制振动板17，能够改变涡环41的体积、移动速度、稳定性等。进而，利用使振动板17动作的频度，能够控制涡环41的生成频度。

也可以通过控制部22进行对如上所述的振动板17的控制。如图2所示，控制部22例如也可以设置在空间30内。

要生成涡环41，就需要足够量的空气。因此，吸引部11从空间30吸引空气后向吹出部12供给。要供给所需要的量的空气，通过控制部22控制吸引部11的送风机15和空气控制装置16。

控制部22也可以构成为：根据人所设定的空气的循环量(设定具体的循环量的数值、从多个级别的强弱设定中进行选择等)，自动地使直线运动执行元件21、送风机15、空气控制装置16等工作，其中，直线运动执行元件21使振动板17振动。

＜空气循环装置的动作模式＞

利用控制部22控制振动板17等，能够执行空气循环装置10的多种动作模式。下面，说明动作模式的具体例子。

(第一模式)

本实施方式的空气循环装置10包括使所吹出的涡环至少到达室内的壁面的第一模式。图1亦是示出空气循环装置10的第一模式的动作状态的图。在第一模式中，涡环41到达至空间30中的与空气循环装置10相反的那一侧的壁面31。

涡环41在空气中移动规定的距离后，发生破坏。因此，从吹出部12吹出后的涡环41需要在其发生破坏之前到达壁面31。为了实现这一点，利用控制部22控制振动板17等，以便生成具有足够的移动速度、稳定性等的涡环41。

在第一模式中，涡环41到达至壁面31，挤出壁面31附近的空气，如箭头42、箭头43所示，使空气朝向空气循环装置10的方向移动。由此，能够使空气在整个空间30内循环。

(第二模式)

本实施方式的空气循环装置10也可以包括：使所吹出的涡环在到达室内的壁面之前消失的第二模式。图5是示出空气循环装置10的第二模式的动作状态的图。在第二模式中，在到达空间30中的与空气循环装置10相反的那一侧的壁面31之前，涡环41消失。即，涡环的状态不会维持至到达壁面31为止，而是发生破坏。图5中，示出发生了破坏的涡环41a。

在该第二模式中，壁面31附近的空气不会受到涡环41的影响，或者仅受到较小的影响。因此，在壁面31附近，出现空气不循环(或者，不容易循环)的区域。

在涡环41所到达的范围，还会产生由箭头43所示的返回空气循环装置10侧的空气流，空气进行循环。根据空间30的使用目的的不同，有时还存在不需要在壁面31附近为止的范围内使空气循环的情况。在该情况下，通过使空气在必要的范围内循环，能够减少空气循环装置10进行工作所需要的能耗。此外，在无法到达壁面31的范围内，还能够增加空气的循环量。进而，有时还会期望壁面31附近的空气不移动，该情况下优选使用第二模式。

要执行第二模式而要生成不会到达壁面31的涡环41，就通过控制部22控制吹出部12的振动板17等即可。

(第三模式)

本实施方式的空气循环装置10包括人检测部23，所述人检测部23检测人的位置，并且，所述空气循环装置10包括朝向该人检测部23所检测出的人吹出涡环的第三模式。图6是说明空气循环装置10的第三模式的图。

在图6所示的空气循环装置10中，吹出口19能够改变朝向，能够朝向空间30内的多个方向吹出涡环41。

此外，包括人检测部23，能够检测在空间30内的人24的位置。作为人检测部23，能够使用例如红外线传感器、摄像头等。在使用摄像头的情况下，也可以通过图像识别来识别人后确定位置。尤其是，通过使用多个摄像头，能够识别空间中的位置。

若人检测部23检测出人24的位置，则向控制部22传输该信息。控制部22以改变吹出口19的朝向从而向人24吹出涡环41的方式进行设定。由此，能够朝向人24吹出涡环41。虚线的涡环46示出朝向其他位置吹出涡环的例子。

根据第三模式，能够朝向位于空间30内的多个位置上的人24吹出涡环41，能够使人24所在的位置上的空气循环。

按照上述的方式，能够做到：与使空气在整个空间30内循环的情况相比更节能。

需要说明的是，检测的对象也可以是人以外的事物。此外，在以上的叙述中，对朝向检测出的人24吹出涡环41的内容进行了说明。然而，也可以设置下述的模式，在该模式下，对于人24或者其他检测对象，避开检测出的位置吹出涡环41。当存在应避免涡环41的碰撞的对象的情况下，如上所述的模式也是有用的。

(其他实施方式等)

以上，说明了对空间30只执行使用了涡环41的空气循环的例子。然而，也可以和其他空气循环的方法并用。

例如，如图5所示，假设空间30内存在壁等障碍物32。在该情况下，在从空气循环装置10侧观察时被障碍物32隐藏的区域33，难以利用涡环41进行空气循环。因此，在区域33，也优选为：使用风管等通过其他方法进行空气循环。此外，也可以是：通过风管等来进行一定的空气循环，根据需要并用通过涡环41进行空气循环。在这样的情况下，与使用风管和用于经由风管来送风的风扇等来进行所有的空气循环的情况相比，也能够做到更加低成本化、节能化。

此外，在宇宙空间站等失重环境、月球等低重力环境中，利用涡环41的空气循环是尤其有用的。在失重环境中，难以生成由空气温度引发的自然对流，因此，强制地进行空气循环是尤其重要的。因此，在宇宙空间站等中，使用风管来进行空气循环。于是，如果利用借助涡环41进行的空气循环，则能够将风管小型化或者不使用风管，实现节省空间。此外，在失重环境下，对于只向必要的位置供给空气的需求较大。此外，在宇宙空间站等中能够利用的空间、能源都是有限的。因此，利用涡环41的空气循环装置10是有用的。

＜在低温仓库中的实施例＞

接下来，参照图7，对在低温仓库50中使用本公开的空气循环装置10的例子进行说明。在低温仓库50内排列有货架51，应维持规定的温度以下的物品收纳于该货架51。

在低温仓库50的室内，即使在一部分区域中也一定要避免超过规定的温度。于是，以往，进行以具有足够的空调能力的方式增加所设置的空调机器的数量、以冷气遍布整个房间的方式增强风量等操作。此外，有时存在货架51对于冷气的流路而言是障碍的情况，因此，为了避免该情况，还需要设定空调设备的布置方式、冷气的吹出口的朝向等。除此之外，如上所述，由于所设定的空调的数量、风量等比实际所需要的数量、风量等多，因此，因低温而变成恶劣的温度环境，尤其是，若冷气直接与作业人员接触，则会对身体带来负担。

相对于此，在图7的例子中，使用本公开的空气循环装置10。空气循环装置10将冷气作为涡环41吹出，将低温仓库50内的温度维持在规定的温度以下。如上述的说明，通过利用涡环41，能够在不使用风管等的情况下使空气在空间内循环。此外，调整涡环41的吹出方向、移动速度等，能够使冷气避开货架51而遍布在低温仓库50内。由此，能够抑制在低温仓库50内的每个场所都产生温度差异(温度不均)的情况，能够抑制由温度不均引发的对储藏物的损坏。

此外，能够使足够量的冷气遍布低温仓库50内，因此，不需要数量过剩的空调机器、以过剩的输出(风量)运转等。因此，实现减少初始的空调设备的费用、减少运转费用以及节能化。此外，利用上述第三模式，能够避免冷气碰撞低温仓库50内的作业人员，能够减轻作业人员的负担。

以上，示例性地说明了实施方式，然而应能够理解在不脱离权利要求书的主旨和范围的情况下对其形态和详情进行多种变更。此外，只要不影响本公开的对象的功能，则也可以适当地组合或替换以上的实施方式和变形例。

－产业实用性－

综上所述，本公开对于空气循环装置是有用的。

－符号说明－

10 空气循环装置

11 吸引部

12 吹出部

12a 壳体

13 空气通路

14 风阀

15 送风机

16 空气控制装置

17 振动板

18 弹性支承部

19 吹出口

20 吸引口

21 直线运动执行元件

22 控制部

23 人检测部

24 人

30 空间(室)

31 壁面

32 障碍物

33 区域

41 涡环

50 低温仓库

51 货架

Claims (5)

1.一种空气循环装置，其特征在于，包括：

吸引部（11），吸引室内空气；以及

吹出部（12），向室内以涡环状吹出所述吸引部（11）所吸引的空气，

所述空气循环装置包括第一模式，在所述第一模式下，使所吹出的所述涡环（41）至少到达室内的壁面（31），与所述壁面（31）碰撞后发生了破坏的所述涡环（41）的空气朝向所述吸引部（11）侧被推回，所述空气的至少一部分被所述吸引部（11）再次吸引。

2.根据权利要求1所述的空气循环装置，其特征在于，

所述吹出部（12）构成为，能够改变所述涡环（41）的体积和所述涡环（41）的生成频度中的至少一者。

3.根据权利要求1或2所述的空气循环装置，其特征在于，

所述空气循环装置进一步包括第二模式，在所述第二模式下，使所吹出的所述涡环（41）在到达室内的壁面（31）之前消失，并且通过所述吸引部（11）再次吸引在到达所述壁面（31）之前破坏的所述涡环（41）的空气的至少一部分。

4.根据权利要求1或2所述的空气循环装置，其特征在于，

所述空气循环装置包括人检测部（23），所述人检测部（23）检测人的位置，

所述空气循环装置进一步包括第三模式，在所述第三模式下，朝向所述人检测部（23）所检测出的人吹出所述涡环（41）。

5.根据权利要求3所述的空气循环装置，其特征在于，

所述空气循环装置包括人检测部（23），所述人检测部（23）检测人的位置，

所述空气循环装置进一步包括第三模式，在所述第三模式下，朝向所述人检测部（23）所检测出的人吹出所述涡环（41）。