風洞的嵌套式出風結構的制作方法

本發明涉及一種用于無葉風扇、空調、加濕器、空氣凈化器等產品上的送風裝置，特別是一種風洞的嵌套式出風結構。

背景技術：

本文中，定義風洞的空氣流出方向為前方，空氣進入風洞的方向為后方。

自從戴森公司在2009年10月12日推出了無葉片的風扇，發明家詹姆斯·戴森將該產品稱之為“戴森空氣倍加器”（dyson air multiplier），據稱，這種風扇利用流體力學原理可以使氣流增強15倍，再以每秒118加侖的速度使空氣從螺旋槳狀的旋道排出。

所有的無葉風扇均包含一個具有柯恩達效應（coanda effect）的風洞結構，它將旋轉的葉片隱藏于主機內部，在風洞的內壁上設置有縫隙狀出風口，并通過高速馬達來轉動來壓縮空氣，形成高速風從縫隙狀出風口沿著柯恩達表面排出，并進一步帶動風洞內的空氣流動，降低風速，增加氣流量，形成穩定持續的風力。其結構新穎，扇葉內藏在主機內，安全可靠，是鴻運扇之后對風扇的又一次技術革命。

戴森公司將具有柯恩達效應的結構設置在風洞的內壁上，形成一個擴展的喇叭口結構，中國也有大量的風扇制造廠商希望從事無葉風扇的生產，苦于該核心技術被戴森公司專利，專利使用成本昂貴，大大增加了生產成本。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種新型的無葉風扇的出風結構，采用環形出風的結構來實現高壓風減速和增大氣流量的效果。

本實用新型解決上述問題所采用的技術方案為：一種風洞的嵌套式出風結構，其底部和主機連接，主機內設置有進風口、控制器、高速馬達和扇葉，扇葉被高速馬達驅動，空氣從進風口進入，經過扇葉增壓后，形成高壓氣流，進入高壓風管內，高壓風管與風洞的高壓出風口相通，其特征在于：所述風洞的嵌套式出風結構包括外環和內環，高壓風管和內環相連，內環的外壁和外環的內壁之間構成氣流反射環腔，內環的外側壁后部設置有環形縫隙狀的第一高壓出風口，該第一高壓出風口的出風方向朝向外環的內壁，出風經過外環的內壁反射后，帶動氣流反射環腔內的空氣，導向風洞的前方。

所述外環的內壁為喇叭口形狀，前大后小，當第一高壓出風口吹出的高壓風經過外環的內壁，形成向前擴散的氣流，避免氣流交叉，造成風力損耗。

所述內環的后部為圓弧形或橄欖形。

所述內環的軸向長度小于外環的軸向長度，該結構保證氣流反射環腔之后，離開風洞的出風口之前有一個氣流混合腔過渡，它使得氣流反射環腔和內環中心腔的空氣混合后，共同吹向風洞的前方，增加氣流量。

所述內環前部的頂端設置有第二高壓出風口，它加速氣流混合腔內的空氣向前運動。

所述內環前部的橫截面為橄欖形或三角形，第二高壓出風口設置在內環前部的尖端，該結構避免卡門渦街效應，減少振動和噪音。

所述內環的外壁中間設置有第三高壓出風口，出風方向對著外環的內壁，經過外環內壁反射后，吹向風洞的前方。

所述高壓風管的一端和內環的后部相連，高壓風管的另一端和外環內壁的后端相連，所述高壓風管為弧形，與設置在外環內的空腔共同組成高壓風道。

與現有技術相比，本發明的優點在于：它采用了雙環夾縫引流和反射式混合氣流的方式，將第一高壓出風口的高速氣流經外環的內壁反射后，混合環形通道內的空氣向前方排出，并通過氣流反射環腔和氣流混合腔，進一步放大氣流量，吸引內環內部的空氣補充至氣流混合腔，形成持續的風力。

它的內環造型采用了流體力學的原理，減少空氣進入風洞內環的阻力，出風方向上又能夠減少卡門渦街效應所產生的氣流擾動，減少能量損失和震動，降低噪音。

在第二實施例中，；內環的前部設置有第二高壓出風口，該出風口的空氣壓力和其他高壓出風口的壓力相同，大于從第一高壓出風口發出并經過外環內壁反射后的風壓，因此當氣流反射環腔流出的空氣經過內環前部時，不會產生氣流漩渦，該設計能減少內環振動和噪音。

第三實施例中將該風洞結構應用在空調、加濕器等箱式電器中，外環和箱式電器的外箱結合為一體，而進風管和內環的后部相連，該設計減少了進風管對第一高壓出風口的遮擋，使風洞提供更大的出風量。

為此，實施例三種將進風管設計成弧線形狀，并且借助設置在外環的空腔組成風道，引導高壓風進入內環。

附圖說明

圖1、實施例一的主視圖。

圖2、實施例一的剖視圖。

圖3、實施例二的主視圖。

圖4、實施例二的剖視圖。

圖5、實施例三的主視圖。

圖6、實施例四的主視圖。

圖7、實施例三或實施例四的剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作進一步描述。

本發明所述的風洞的嵌套式出風結構，作為送風裝置，可應用在無葉風扇、空調、加濕器、空氣凈化器等產品上。其底部和這些產品的主機5連接，主機內設置有進風口4、控制器、高速馬達和扇葉，扇葉被高速馬達驅動，空氣從進風口進4入，經過扇葉增壓后，形成高壓氣流，高壓風管與本發明所述風洞的高壓出風口相通。

該風洞的嵌套式出風結構，包括互為嵌套的內環2和外環1雙層結構，內環的外壁后端上設置有高壓出風口，射向外環的內壁，利用內環和外環之間的環形間隙形成氣流反射腔T1，并通過內環來吸引風洞后方的空氣經過內環中心腔T2補充至氣流混合腔T3，一起向外發散，該結構將高壓風減速，并能增大氣流量，形成穩定持續的出風。

具體地說，如圖1和圖2所示，該結構應用在無葉風扇上，作為出風結構使用。外環的底部和主機5連接，高壓風管3穿過外環的底部和內環的內腔連接。內環的外壁后端上設置有第一高壓出風口21。第一高壓出風口的出風方向朝向外環的內壁，經過外環內壁的反射后，射向風洞的前方。

通常，為了便于調節出風角度，主機的底部還設置有底座6，便于調節出風的俯仰角度和實現風洞轉動，實現扇形面掃風。

所述內環的后部22為圓弧形或橄欖形，該形狀符合流體力學結構，有利于引導空氣分流后進入氣流反射環腔和內環中心腔，減少風阻。

所述外環的內壁為喇叭口形狀，前大后小，當第一高壓出風口吹出的高壓風經過外環的內壁，形成向前擴散的氣流，朝向風洞的前方吹出，（如圖中氣流的箭頭方向所示），它了避免反射后的氣流相互交叉，造成風力損耗。

實施例二如圖3和圖4所示，在實施例1的基礎上對內環的造型做了進一步改進。內環2前部的橫截面改為橄欖形或三角形，該造型參考機翼的后緣結構設計，內環內外兩側的空氣逐漸混合，避免了在內環的前部，形成氣流的旋轉，產生卡門渦街效應，減少振動和噪音。

實施例二中，還在內環前部的尖端設置了第二高壓出風口23，該高壓出風口較為細，形成一個高壓風帶，減少經過外環內壁反射后的空氣越過內環前端后形成氣旋，也能起到減少振動和噪音的作用。

實施例三和實施例四，為本風洞的嵌套式出風結構應用在空調、加濕器等箱式電器上的示意圖。其中實施例三延續了圓形造型設計，實施例四為多邊形造型設計。

在實施例一和實施例二中，高壓風管均設置在內環底部的中心處，該結構支撐效果較好，高壓風管3遮擋了下方第一高壓出風口21的一部分路徑。為解決這個問題，如圖7所示，實施例三和實施例四中，將高壓風管3的一端設置在外環內壁的后側，另一端與內環的后部22。為保證氣路順暢，高壓風管采用了弧形結構。在外環內部，還增加了外環內腔31，經過高速馬達和扇葉加速后的空氣，先進入外環內腔后再沿著外環內腔進入高壓風管，與內環內腔相通。為保證有效支撐內環，所述高壓風管3可設置多根，均布在外環和內環之間。

實施例三和實施例四的除了設置在內環后部的第一高壓出風口和內環前端設置的第二出風口外，還在內環外壁的中部設置了一道或多道第三高壓出風口，出風方向對著外環的內壁，經過外環內壁反射后，吹向風洞的前方。