一种切换气流方向的装置及切换气流的方法与流程

本发明属于流体机械，具体涉及一种可以改变气流方向的装置及不改变叶轮旋转方向却能在第一气体空间和第二气体空间切换气流方向的方法。

背景技术：

1、现实生活中，绝大部分风机只能让气流朝着一个固定不变的方向流动，但是随着人们生活质量的提高，在不同场合下人们对气流方向的需求不同。比如，对建筑室内通风，就希望同一设备能有向室内送风和向室外排风的功能。针对这一需求，中国专利cn115342067公开了一种可逆转风扇，通过将叶片正转和反转，从而满足气流正方向和反方向流动的需求。

2、然而，上述可逆转风扇控制困难，而且在正转和反转时，由于马达的状态变化、风扇自身的惯性以及气流方向的切换，与风扇保持一个转动方向相比，会产生交变的、更大的噪声。此外，上述风扇不易增大流量。增大流量只能增加转速、增大叶轮直径或采用多个叶轮并联的方式，这要么会导致更大的噪声，要么使得结构更加复杂化。因此，急需找到一种低噪声、流量容易控制且气流方向可调的装置。

3、为了解决以上问题，提出本发明。

技术实现思路

1、本发明提供了一种在保持叶片转动方向不变的情况下，气流方向发生改变的装置。

2、本发明提供了一种切换气流方向的装置，包括：

3、叶轮4，包括：两个圆形端板42，每个端板42的圆心处设有叶轮轴41，和架设在所述至少两个端板42之间的多个叶片43，相邻叶片43之间具有间隙44；

4、第一挡板51和第二挡板52均朝向远离所述叶轮轴41的方向延伸；所述第一挡板51、第二挡板52和所述叶轮4共同分隔出第一气体空间i和第二气体空间ii；

5、第一芯轴11和第二芯轴12，其位于叶轮4的外缘一定距离处，二者均平行于所述叶轮轴41设置；第一芯轴11位于第一挡板51的靠近所述叶轮4的边缘处，第二芯轴12位于第二挡板52的靠近所述叶轮4的边缘处；

6、能绕所述第一芯轴11以第一角度范围摆动的第一导流板61，其位于第一气体空间i内；和，能绕所述第二芯轴12以第二角度范围摆动的第二导流板62，其位于第二气体空间ii内。

7、优选地，所述多个叶片43均相对于所述旋转轴41成周向分布设置，其弯曲方向与叶轮旋转方向同向。

8、优选地，所述两个所述叶轮轴41可彼此连接或间隔开。

9、优选地，第一芯轴11和第二芯轴12离叶轮外缘的距离为(0.005-0.2)r1，r1为叶轮4半径。

10、优选地，所述多个叶片43与所述叶轮轴41平行或不平行设置，当平行设置时叶轮为空心圆柱形状如图1所示，当不平行设置时，叶轮沿轴向扭曲一个角度设置如图2所示。

11、优选地，所述第一导流板61为平面导流板或为曲面导流板，当其为曲面导流板时，其弯曲方向与叶片43弯曲方向一致；与第一导流板独立地，所述第二导流板62为平面导流板或为曲面导流板，当其为曲面导流板时，其弯曲方向与叶片43弯曲方向一致。

12、优选地，所述曲面为光滑曲面，此处光滑不是指表面粗糙度低，而是数学上的曲面光滑，即曲面各点一阶导数连续。

13、优选地，所述曲面为圆柱体渐开面，其在垂直于所述叶轮轴41的方向上的横截面上的投影线为满足下列公式的螺旋渐开线r2，所述螺旋渐开线r2的中心为叶轮轴41，起点为第一芯轴11或第二芯轴12；

14、

15、em为导流板和挡板组合结构与叶轮边缘e1和e2的平均值，大小为(0.005-0.2)r1，r1为叶轮半径；130°<θ*<360°，e为自然常数，θ*是反映渐开线渐开速率的参数，θ是以叶轮轴为坐标原点的极坐标系下的极角。

16、优选地，当第一导流板61或第二导流板62为曲面导流板时，所述曲面导流板的形状为圆弧，所述圆弧的半径为r3，r3＝e+r1，e为导流板和挡板组合结构与叶轮边缘e1和e2的平均值，起点为第一芯轴11或第二芯轴12。

17、优选地，第一芯轴11和第二芯轴12离叶轮外缘的距离为(0.005-0.2)r1，r1为叶轮4半径。

18、优选地，当第一导流板61为平面导流板时，将第一导流板61同叶轮轴41与第一芯轴11连接面组成的夹角定义为第一导流角θ1；当第一导流板61将为曲面导流板时，将第一导流板61从第一芯轴11开始处的起点切面同叶轮轴41与第一芯轴11连接面组成的夹角定义为第一导流角θ1；

19、当第二导流板62为平面导流板时，将第二导流板62同叶轮轴41与第二芯轴12连接面组成的夹角定义为第二导流角θ2；当第二导流板62为曲面导流板时，第一导流角将第二导流板62从第二芯轴12开始处的起点切面同叶轮轴41与第二芯轴12连接面成的夹角定义为第二导流角θ2。

20、本发明第二方面提供一种不改变叶轮旋转方向却能在第一气体空间和第二气体空间切换气流方向的方法，使用上述所述的切换气流方向的装置，其步骤具体包括：

21、若第一导流板61和第二导流板62均为平面导流板，当所述第一导流角θ1为90°～115°且第二导流角θ2为130°～160°时，气流从第二气体空间ii经过间隙44流向第一气体空间i；反之，当所述第二导流角θ2为90°～115°且第一导流角θ1为130°～160°时，气流从第一气体空间i经过间隙44流向第二气体空间ii；

22、若第一导流板61和第二导流板62均为曲面导流板，当所述第一导流角θ1为99°～115°且第二导流角θ2为130°～160°时，气流从第二气体空间ii经过间隙44流向第一气体空间i；反之，当所述第二导流角θ2为99°～115°且第一导流角θ1为130°～160°时，气流从第一气体空间i经过间隙44流向第二气体空间ii；

23、若第一导流板61为曲面导流板且第二导流板62为平面导流板，当所述第一导流角θ1为99°～115°且第二导流角θ2为130°～160°时，气流从第二气体空间ii经过间隙44流向第一气体空间i；当所述第二导流角θ2为90°～115°且第一导流角θ1为130°～160°时，气流从第一气体空间i经过间隙44流向第二气体空间ii；

24、若第一导流板61为平面导流板且第二导流板62为曲面导流板，当所述第一导流角θ1为90°～115°且第二导流角θ2为130°～160°时，气流从第二气体空间ii经过间隙44流向第一气体空间i；当所述第二导流角θ2为99°～115°且第一导流角θ1为130°～160°时，气流从第一气体空间i经过间隙44流向第二气体空间ii。

25、相对于现有技术，本发明的有益效果为：

26、本发明所述装置操作简单，噪音低，且无需改变叶片转动方向，仅靠调整第一导流板和第二导流板的位置，就可以在不改变叶片的转动速度及转动方向的前提下改变气流流动方向。

技术特征：

1.一种切换气流方向的装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个叶片(43)均相对于所述旋转轴(41)成周向分布设置，其弯曲方向与叶轮旋转方向同向。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述两个叶轮轴(41)可彼此连接或间隔开。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述多个叶片(43)与所述叶轮轴(41)平行或不平行设置。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一导流板(61)为平面导流板或为曲面导流板，当其为曲面导流板时，其弯曲方向与叶片(43)弯曲方向一致；与第一导流板独立地，所述第二导流板(62)为平面导流板或为曲面导流板，当其为曲面导流板时，其弯曲方向与叶片(43)弯曲方向一致。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述曲面为光滑曲面。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述曲面为圆柱体渐开面，其在垂直于所述叶轮轴(41)的方向上的横截面上的投影线为满足下列公式的螺旋渐开线r2，所述螺旋渐开线r2的中心为叶轮轴(41)，起点为第一芯轴(11)或第二芯轴(12)；

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第一芯轴(11)和第二芯轴(12)离叶轮外缘的距离为(0.005-0.2)r1，r1为叶轮(4)半径。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，当第一导流板(61)为平面导流板时，将第一导流板(61)同叶轮轴(41)与第一芯轴(11)连接面组成的夹角定义为第一导流角θ1；当第一导流板(61)将为曲面导流板时，将第一导流板(61)从第一芯轴(11)开始处的起点切面同叶轮轴(41)与第一芯轴(11)连接面组成的夹角定义为第一导流角θ1；

10.一种不改变叶轮旋转方向却能在第一气体空间和第二气体空间切换气流方向的方法，其特征在于，使用权利要求1-9中任一项所述的切换气流方向的装置，其步骤具体包括：

技术总结
本发明提供了一种切换气流方向的装置，包括：叶轮(4)，包括：两个圆形端板(42)，每个端板(42)的圆心处设有叶轮轴(41)，和架设在所述至少两个端板(42)之间的多个叶片(43)，相邻叶片(43)之间具有间隙(44)；第一挡板(51)和第二挡板(52)均朝向远离所述叶轮轴(41)的方向延伸；所述第一挡板(51)、第二挡板(52)和所述叶轮(4)共同分隔出第一气体空间(I)和第二气体空间(II)。本发明所述装置操作简单，噪音低，容易实现大流量，且无需改变叶片转动方向，可以在不改变叶片的转动速度及转动方向的前提下改变气流流动方向。

技术研发人员：吴开阳,吴雅杰
受保护的技术使用者：岳道科技（河南）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15