CN115247885B - 气流增速器、送风管道及空调设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气流增速器、送风管道及空调设备，该气流增速器包括从前端向后端依次连接的进风管道、咽喉管道和出风管道，进风管道的管腔横截面沿前端向后端的方向逐渐缩小，出风管道的管腔横截面沿前端向后端的方向逐渐扩大；咽喉管道外设有外缓存腔，前端的气流能够流入外缓存腔和进风管道；咽喉管道的管壁设有与外缓存腔相连通的咽喉进风孔，咽喉进风孔的轴向在横截面的投影方向，偏离咽喉管道的径向。通过本发明，缓解了提高气流速度的难度较大的技术问题。

Description

气流增速器、送风管道及空调设备

相关申请

本申请要求专利申请号为63/179,987、申请日为2021年4月26日、发明名称为“Cyclone Airflow Booster”的美国发明专利的优先权。

技术领域

本发明涉及暖通设备的技术领域，尤其涉及一种气流增速器、送风管道及空调设备。

背景技术

暖通空调制冷系统需要确保送风管道内的气流恰当地从进风口分流至出风口。气流速度不足会造成暖通空调制冷场所出现过热点、过冷点等室温不均衡的情况，提高了能源成本。目前，为了提高气流速度，通常需要耗费较多能源，并且存在增速效果不明显，增速难度较大的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种气流增速器、送风管道及空调设备，以缓解提高气流速度的难度较大的技术问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本发明提供一种气流增速器，包括：从前端向后端依次连接的进风管道、咽喉管道和出风管道，所述进风管道的管腔横截面沿前端向后端的方向逐渐缩小，所述出风管道的管腔横截面沿前端向后端的方向逐渐扩大；

所述咽喉管道外设有外缓存腔，前端的气流能够流入所述外缓存腔和所述进风管道；

所述咽喉管道的管壁设有与所述外缓存腔相连通的咽喉进风孔，所述咽喉进风孔的轴向在横截面的投影方向，偏离所述咽喉管道的径向。

在优选的实施方式中，所述外缓存腔包围所述咽喉管道，多个所述咽喉进风孔绕所述咽喉管道圆周分布。

在优选的实施方式中，所述气流增速器包括外管体，所述进风管道、所述咽喉管道和所述出风管道均设置于所述外管体内，所述外缓存腔成形于所述外管体的内壁与所述咽喉管道的外壁之间。

在优选的实施方式中，所述外管体呈圆柱状、圆锥状、多边形柱体状或多边形锥体状。

在优选的实施方式中，所述气流增速器包括前置腔，所述前置腔分别与所述外缓存腔和所述进风管道连通。

在优选的实施方式中，所述前置腔设置于所述进风管道的前端；所述气流增速器包括设置于所述进风管道外的前端隔板，所述前端隔板将所述外缓存腔与所述前置腔隔开；所述前端隔板上设有多个入风孔，所述外缓存腔与所述前置腔通过所述入风孔连通。

在优选的实施方式中，多个所述入风孔环绕所述进风管道分布。

在优选的实施方式中，所述外缓存腔包括位于前端的锥形部，所述锥形部环绕所述进风管道。

在优选的实施方式中，所述气流增速器包括设置于所述进风管道的前端的第一加热装置。

在优选的实施方式中，所述气流增速器包括设置于所述外缓存腔的第二加热装置。

在优选的实施方式中，所述气流增速器包括设置于所述进风管道的前端的加湿器。

本发明提供一种送风管道，包括：管体和上述的气流增速器，所述进风管道、所述咽喉管道和所述出风管道均设置于所述管体内。

本发明提供一种空调设备，包括上述的气流增速器，所述气流增速器安装于所述空调设备的送风管道。

本发明的特点及优点是：

该气流加速器工作时，前端的一部分气流流入外缓存腔，然后经咽喉进风孔以顺时针或逆时针方向流入咽喉管道，形成咽喉管道内的切角风；前端的一部分气流流入进风管道，并流向咽喉管道，由于丘式效应，气流压强和流速增大，这部分气流为主气流。由于出风管道的管腔逐渐扩大，气流从咽喉管道进入到出风管道中，气压会降低。主气流在咽喉管道内遇上切角风，切角风汇入主气流，并在出风管道的低压的进一步作用下，产生旋风或龙卷风效应，气流因此得到大幅度提速。

通过该气流加速器，有效地大幅度增加送风管道内气流速度。该气流加速器可以应用于暖通空调制冷系统的送风管道系统，防止暖通空调制冷场所出现过热点或过冷点的现象。该气流增速器还可以用于提高包括汽车或船舶通风系统送风管道内的气流速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的气流加速器的一实施方式的轴测图；

图2为图1所示的气流加速器的左视图；

图3为图1所示的气流加速器中的咽喉管道的横向剖视图；

图4为图1所示的气流加速器的正视图；

图5-图7为本发明提供的气流加速器的另外实施方式的结构示意图。

附图标号说明：

101、前端；102、后端；

21、进风管道；22、出风管道；

30、咽喉管道；31、咽喉进风孔；311、咽喉进风孔的轴向；

40、外缓存腔；41、锥形部；

50、前置腔；

61、外管体；62、前端隔板；63、入风孔；

70、咽喉管道的切向。

具体实施方式

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。

方案一

本发明提供了一种该气流增速器，如图1、图3和图4所示，该气流增速器包括：从前端101向后端102依次连接的进风管道21、咽喉管道30和出风管道22，进风管道21的管腔横截面沿前端101向后端102的方向逐渐缩小，出风管道22的管腔横截面沿前端101向后端102的方向逐渐扩大；咽喉管道30外设有外缓存腔40，前端101的气流能够流入外缓存腔40和进风管道21；咽喉管道30的管壁设有与外缓存腔40相连通的咽喉进风孔31，咽喉进风孔的轴向311在横截面的投影方向，偏离咽喉管道30的径向。

前端101的一部分气流流入外缓存腔40，然后经咽喉进风孔31以顺时针或逆时针方向流入咽喉管道30，形成咽喉管道30内的切角风；前端101的一部分气流流入进风管道21，并流向咽喉管道30，由于丘式效应，气流压强和流速增大，这部分气流为主气流。由于出风管道22的管腔逐渐扩大，气流从咽喉管道30进入到出风管道22中，气压会降低。主气流在咽喉管道30内遇上切角风，切角风汇入主气流，并在出风管道22的低压的进一步作用下，产生旋风或龙卷风效应，气流因此得到大幅度提速，经出风管道22高速流出。

咽喉进风孔的轴向311在横截面的投影方向，偏离咽喉管道30的径向，即咽喉进风孔31为非垂直孔，也就是咽喉进风孔的轴向311与咽喉管道的切向70不相垂直，如图3所示，咽喉进风孔的轴向311与咽喉管道的切向70之间的夹角记为β，β＜90°，气流流经咽喉进风孔31，气流的流速具有切向的分速度，使得气流以顺时针或逆时针方向流入咽喉管道30。咽喉管道30是连接进风管道21与出风管道22的通道，气流从进风管道21进入，在咽喉管道30内得到加速，通过出风管道22流出。优选地，β＝69°。

咽喉管道30的管壁设有一个或者多个咽喉进风孔31。如图1、图2和图4所示，外缓存腔40包围咽喉管道30，多个咽喉进风孔31绕咽喉管道30圆周分布，各个咽喉进风孔31均与咽喉管道的切向70不相垂直，且偏向同一侧。具体地，各个咽喉进风孔31均相对于咽喉管道30的径向沿顺时针偏离，流经各个咽喉进风孔31的气流均以顺时针方向流入咽喉管道30内、形成咽喉通道内的同一方向的切角风；或者，各个咽喉进风孔31均相对于咽喉管道30的径向沿逆时针偏离，流经各个咽喉进风孔31的气流均以逆时针方向流入咽喉管道30内、形成咽喉通道内的同一方向的切角风。

咽喉管道30呈筒状。具体地，咽喉管道30呈圆筒状或者横截面为多边形的筒状。优选地，咽喉管道30呈圆柱筒状。咽喉管道30的数量不限于一个。当咽喉管道30的数量为多个时，各个咽喉管道30均设置于进风管道21与出风管道22之间，各个咽喉管道30的管壁分别设有咽喉进风孔31。

在一实施方式中，该气流增速器包括外管体61，进风管道21、咽喉管道30和出风管道22均设置于外管体61内，外缓存腔40成形于外管体61的内壁与咽喉管道30的外壁之间。进风管道21外壁的前端101可以与外管体61内壁熔合连成一体，出风管道22外壁的后端102可以与外管体61内壁熔合连成一体，以提高整体结构的稳固性。

进风管道21的前端101具有沿径向延伸的前端101管道壁，前端101管道壁外延至外管体61的内壁并熔合在一起。前端101管道壁上设有有入风孔63。

出风管道22的后端102设有沿径向延伸的后端102管道壁，后端102管道壁外延至外管体61的内壁并熔合在一起。

进风管道21为空心的锥形结构，进风管道21的横截面呈圆形或者多边形，优选地，进风管道21的横截面呈圆形。出风管道22为空心的锥形结构，出风管道22的横截面呈圆形或者多边形，优选地，进风管道21的横截面呈正方形或长方形。咽喉管道30的前端101的管径与进风管道21的后端102的管径相一致，咽喉管道30的后端102的管径与出风管道22的前端101的管径相一致。

进一步地，如图1和图5-图7所示，外管体61呈圆柱状、圆锥状、多边形柱体状或多边形锥体状。

在一实施方式中，该气流增速器包括前置腔50，前置腔50分别与外缓存腔40和进风管道21连通，前端101的气流流入前置腔50，前置腔50中的气流的一部分流入进风管道21，一部分流入外缓存腔40中。进风管道21的前端101与外管体61的管壁之间形成的空间为前置腔50。

进一步地，前置腔50设置于进风管道21的前端101；该气流增速器包括设置于进风管道21外的前端隔板62，前端隔板62将外缓存腔40与前置腔50隔开；前端隔板62上设有多个入风孔63，外缓存腔40与前置腔50通过入风孔63连通，入风孔63可以调节进入外缓存腔40的风量，通过调整入风孔63的数量及入风孔63的孔径，可以对前置腔50中的气流进入到外缓存腔40的比例进行调整。

入风孔63的数量可以为一个或者多个。如图1和图2所示，多个入风孔63环绕进风管道21分布。优选地，管道内的高速气流大部分进入进风管道21；小部分的高速气流通过入风孔63进入外缓存腔40，进一步沿着咽喉进风孔31形成切角风。

如图1和图4所示，前端隔板62设于进风管道21的前端101面。前端隔板62与进风管道21可以为一体结构，也可以为分体结构；在一实施方式中，前端隔板62与进风管道21为一体结构，前端101管道壁外延形成前端隔板62。

气流流入外缓存腔40的结构不限于上述形式，例如：气流可以不流经前置腔50而直接流入到外缓存腔40中，在一实施方案中，外管体61的侧壁设置气孔，气流经该气孔沿径向流入到外缓存腔40中。

如图4所示，外缓存腔40包括位于前端101的锥形部41，锥形部41环绕进风管道21，锥形部41可以对进入外缓存腔40的气流起到缓冲作用。

在一实施方式中，该气流增速器包括设置于进风管道21的前端101的第一加热装置，第一加热装置提升了气流温度，从而增加了气流的压力和压强；在丘氏效应下，气流以更大流速进入咽喉管道30，有利于增强旋风效应。第一加热装置可以对流入外缓存腔40和进风管道21的气流进行加热。具体地，第一加热装置可以设置于前置腔50中，第一加热装置可以为加热器，加热器的数量可以为一个或数个。

在一实施方式中，该气流增速器包括设置于外缓存腔40的第二加热装置，第二加热装置提高了外缓存腔40中的气流的温度，增大了经外缓存腔40进入到咽喉管道30中的气流，与经进风管道21进入到咽喉管道30中的气流的温差，因此，进入咽喉管道30的高速气流遇上咽喉管道30的同一方向的切角风，在一定温差、气压落差以及强力切角风的作用下，高速气流在咽喉管道30形成旋风效应，以超高速奔向出风管道22。

具体地，第二加热装置可以为发热片，发热片可以贴设于前端隔板62的靠近外缓存腔40的侧面上，加热片的数量可以为一个或数个。

在一实施方式中，该气流增速器包括设置于进风管道21的前端101的加湿器。该加湿器可以提高进入进风管道21的气流的湿度，有助于气流进入咽喉管道30时旋风效应的形成，促使高速温热潮湿气流进入咽喉管道30时产生较强的旋风效应。加湿器可以设置于前置腔50，保证送风管道内的干燥气流，通过进风管道21和咽喉管道30时，气流的湿度达到要求。

经入风孔63流进来的高速温热气流通过咽喉进风孔31以顺时针或逆时针方向流入咽喉管道30内并形成咽喉管道30内的同一方向的切角风，切角风与主气流汇合一起，在一定温差、气压落差以及强力切角风的作用下，较为潮湿的气流在咽喉管道30形成旋风效应，以超高速奔向出风管道22。流经该气流加速器的气流的流速可以加速十多倍。

进入咽喉管道30气流的切角风，在咽喉管道30内与主气流相作用，以产生旋风效应。该气流加速器中产生的旋风效应，其产生条件与大自然龙卷风的产生条件相接近。加热器与加湿器属于可选要素、并非必要要素，当该气流加速器的应用环境的空气温度与湿度情况，与大自然龙卷风的形成条件是相一致的，则可省去加热器与加湿器。

外管体61使该气流增速器形成独立的气流通道，流经该气流增速器的气流得到增速，气流品质得到严格密封控制，可以确保通过该气流增速器的已被消毒净化的空气不会受到外界污染，有利于该旋风增速器应用于对密封性和卫生健康有较高要求的场所环境。

流经该气流增速器的气流的增速效果，受到外管体61管径、进风管道21的口径、出风管道22的口径与咽喉管道30的口径的大小比例、咽喉进风孔31的角度、切角风的速度、以及进入进风管道21的气流速度、温度、湿度等因素的影响。根据反复实验论证，该气流增速器的增速效果与以上变量均有关联。

该气流增速器可以应用于暖通空调制冷系统的送风管道系统，可以有效地大幅度增加送风管道内气流速度，从而防止暖通空调制冷场所出现过热点或过冷点的现象。该气流增速器的应用范围不限于暖通空调制冷系统，还可以应用于汽车或船舶通风系统的送风管道内。

该气流增速器配合预设的工作环境，可以应用即插即用型暖通空调制冷送风管道内，可以大幅度提升送风管道的效率。

方案二

本发明提供了一种送风管道，包括：管体和上述的气流增速器，进风管道21、咽喉管道30和出风管道22均设置于管体内。在气流增速器的作用下，流经该送风管道的气流的速度得到提高。

气流增速器中的外管体61的作用，可以由该送风管道的管体替换，进风管道21外壁的前端101可以与该送风管道的管体内壁熔合连成一体，出风管道22外壁的后端102可以与该送风管道的管体内壁熔合连成一体。进风管道21外壁的前端101可以与该送风管道的管体的连接处设有入风孔63。

方案三

本发明提供了一种空调设备，包括上述的气流增速器，气流增速器安装于空调设备的送风管道，可以有效地大幅度增加送风管道内气流速度，从而防止空调设备的制冷场所出现过热点或过冷点的现象。

气流增速器中的外管体61的作用，可以由送风管道的管体替换，进风管道21外壁的前端101可以与该送风管道的管体内壁熔合连成一体，出风管道22外壁的后端102可以与该送风管道的管体内壁熔合连成一体。进风管道21外壁的前端101可以与该送风管道的管体的连接处设有入风孔63。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本发明实施例进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (11)

1.一种气流增速器，其特征在于，包括：从前端向后端依次连接的进风管道、咽喉管道和出风管道，所述进风管道的管腔横截面沿前端向后端的方向逐渐缩小，所述出风管道的管腔横截面沿前端向后端的方向逐渐扩大；

所述咽喉管道外设有外缓存腔，前端的气流能够流入所述外缓存腔和所述进风管道；

所述咽喉管道的管壁设有与所述外缓存腔相连通的咽喉进风孔，所述咽喉进风孔的轴向在横截面的投影方向，偏离所述咽喉管道的径向，气流流经所述咽喉进风孔，气流的流速具有切向的分速度，使得气流以顺时针或逆时针方向流入所述咽喉管道；

所述外缓存腔包围所述咽喉管道，多个所述咽喉进风孔绕所述咽喉管道圆周分布；

所述气流增速器包括外管体，所述进风管道、所述咽喉管道和所述出风管道均设置于所述外管体内，所述外缓存腔成形于所述外管体的内壁与所述咽喉管道的外壁之间；

所述咽喉管道呈筒状。

2.根据权利要求1所述的气流增速器，其特征在于，所述外管体呈圆柱状、圆锥状、多边形柱体状或多边形锥体状。

3.根据权利要求1所述的气流增速器，其特征在于，所述气流增速器包括前置腔，所述前置腔分别与所述外缓存腔和所述进风管道连通。

4.根据权利要求3所述的气流增速器，其特征在于，所述前置腔设置于所述进风管道的前端；

所述气流增速器包括设置于所述进风管道外的前端隔板，所述前端隔板将所述外缓存腔与所述前置腔隔开；

所述前端隔板上设有多个入风孔，所述外缓存腔与所述前置腔通过所述入风孔连通。

5.根据权利要求4所述的气流增速器，其特征在于，多个所述入风孔环绕所述进风管道分布。

6.根据权利要求4所述的气流增速器，其特征在于，所述外缓存腔包括位于前端的锥形部，所述锥形部环绕所述进风管道。

7.根据权利要求1所述的气流增速器，其特征在于，所述气流增速器包括设置于所述进风管道的前端的第一加热装置。

8.根据权利要求1所述的气流增速器，其特征在于，所述气流增速器包括设置于所述外缓存腔的第二加热装置。

9.根据权利要求1所述的气流增速器，其特征在于，所述气流增速器包括设置于所述进风管道的前端的加湿器。

10.一种送风管道，其特征在于，包括：管体和权利要求1-9中任一项所述的气流增速器，所述进风管道、所述咽喉管道和所述出风管道均设置于所述管体内。

11.一种空调设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的气流增速器，所述气流增速器安装于所述空调设备的送风管道。