《風筒和道路清潔裝置》是中聯重科股份有限公司於2016年12月27日申請的專利，該專利的公布號為CN106677111A，授權公布日為2017年5月17日，發明人是李亮、張斌、王偉、姜方寧。
《風筒和道路清潔裝置》涉及道路清潔領域，公開了一種風筒和道路清潔裝置。該風筒包括沿氣流的方向順次同軸線連線的聚風筒（1）、穩風筒（2）和增壓筒（3），增壓筒（3）內設定有分區組件（4），以使得增壓筒（3）內的空間被分隔形成多個沿周向方向設定的獨立的風道（5）。該發明的風筒能夠充分利用軸流風機所產生的氣流能量，從而提高軸流風機輸出的氣流能量的利用率，以降低能耗。
2020年7月14日，《風筒和道路清潔裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《風筒和道路清潔裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：風筒和道路清潔裝置
- 申請人：中聯重科股份有限公司
- 申請日：2016年12月27日
- 申請號：2016112252604
- 公布號：CN106677111A
- 公布日：2017年5月17日
- 發明人：李亮、張斌、王偉、姜方寧
- 地址：湖南省長沙市嶽麓區銀盆南路361號
- Int.Cl.：E01H3/02(2006.01)I、E01H5/10(2006.01)I、F04D29/38(2006.01)I、F04D29/52(2006.01)I
- 代理機構：北京潤平智慧財產權代理有限公司
- 代理人：李翔、李雪
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
隨著城市的發展，道路清潔裝置的套用越來越廣泛。例如抑塵車，其主要通過噴灑抑塵固化劑等噴灑液來實現抑制揚塵污染的目的。
在2016年12月之前的抑塵車中，風筒和噴淋組件是風送噴霧機構涉及水霧射程和效率的核心部件。抑塵車在工作時，軸流風機在風筒中輸出一定流量和壓力的氣流，並在風筒的出口產生高速氣流；而噴淋組件通常安裝在風筒的出口處，其以液壓的方式將水流霧化噴出，在風筒出口高速氣流的帶動下，霧化的水流隨風而動並輸送至所需的地方。風筒及噴淋組件的設計的優劣直接決定水霧的射程和氣流的利用效率，也關係到整個抑塵車的使用性能。
然而，2016年12月之前技術中的抑塵車由於風筒或噴淋組件的結構設計不合理，導致軸流風機產生的氣流能量利用率低、能耗消耗大，這便大大地影響了抑塵車的使用性能。
針對2016年12月之前技術的不足之處，該發明意在提供一種能夠充分利用軸流風機所產生的氣流能量的風筒，從而提高軸流風機輸出的氣流能量的利用率，以降低能耗。
發明內容
專利目的
《風筒和道路清潔裝置》的目的是提供一種能夠充分利用軸流風機所產生的氣流能量的風筒，從而提高軸流風機輸出的氣流能量的利用率，以降低能耗。
技術方案
《風筒和道路清潔裝置》提供一種風筒，包括沿氣流的方向順次同軸線連線的聚風筒、穩風筒和增壓筒，所述增壓筒內設定有分區組件，以使得所述增壓筒內的空間被分隔形成多個沿周向方向設定的獨立的風道。
優選地，分區組件的軸線與所述增壓筒的軸線重合。
優選地，分區組件包括多個分區葉片，每個分區葉片從所述增壓筒的軸線徑向向外延伸並連線於所述增壓筒的內壁。
優選地，相鄰所述分區葉片之間的夾角相同。
優選地，穩風筒內同軸設定有風機葉片，所述風機葉片為扭曲變截面葉片，所述扭曲變截面葉片轉動的同時將由所述聚風筒吸入的風輸送至多個所述風道。
優選地，分區葉片包括連線在一起的平直段和彎曲段，所述彎曲段靠近所述穩風筒，所述彎曲段的弧度與所述扭曲變截面葉片的形狀相適配，以使得風由所述風機葉片沿所述分區葉片的彎曲段進入所述風道後沿所述風道的軸線流動。
優選地，彎曲段的靠近所述穩風筒的一端延伸有延伸段，所述延伸段形成為與所述彎曲段相切的平直的板狀。
優選地，彎曲段的軸向長度為所述平直段的軸向長度的三分之一至二分之一。
優選地，分區組件還包括與所述增壓筒同軸線並靠近所述穩風筒設定的封閉的錐形筒，所述錐筒的大口端朝向所述穩風筒，並且各所述分區葉片沿所述錐形筒的母線和所述增壓筒的軸線徑向向外延伸至與所述增壓筒的內壁相連。
優選地，分區葉片的彎曲段形成在所述錐形筒的大口端。
優選地，穩風筒為內徑恆定的平直筒，所述增壓筒為在由所述穩風筒朝向所述增壓筒的方向具有漸縮的內徑的收縮筒，所述聚風筒為在由所述穩風筒朝向所述聚風筒的方向具有漸增的內徑的擴張筒。
優選地，增壓筒的遠離所述穩風筒的一端在朝向風道內部的方向上設定有多組噴淋組件，以使得由所述風道流出的氣體與多組所述噴淋組件噴出的流體相撞後沿平行於所述增壓筒的軸線方向運動。
優選地，每組所述噴淋組件分別設定於所述增壓筒的不同的內周面上，且各組所述噴淋組件均包括設定在所述增壓筒的同一內周面上的多個噴嘴。
優選地，噴淋組件設定為由第一噴淋組件和第二噴淋組件組成的兩組，其中，所述一噴淋組件和第二噴淋組件中相鄰的噴嘴間的弧長間隔均相等，且所述第一噴淋組件中的噴嘴所在的平面與所述第二噴淋組件中的噴嘴所在的平面平行。
《風筒和道路清潔裝置》還提出了一種道路清潔裝置，包括上述風筒。優選地，道路清潔裝置為抑塵車或吹雪車。
改善效果
《風筒和道路清潔裝置》通過在增壓筒內設定分區組件，該分區組件將增壓筒內的空間被分隔形成多個沿周向方向設定的獨立的風道，從而使來自聚風筒和穩風筒的風沿多個獨立的風道進入增壓筒並最終流出。該多個獨立的風道使得流入每個風道的風形成的氣流在流動的過程中彼此互不干擾，並且各個風道中的氣流以相對理想的層流狀態流動，從而大大地減少了氣流在流動過程中渦流的形成，即大幅度地降低了氣流能量的損失。因此，該發明的風筒能夠充分利用氣流的能量，從而大大地提高了氣流的能量利用率。
附圖說明
圖1是根據《風筒和道路清潔裝置》的風筒的主視圖；
圖2是根據該發明的風筒的側視圖；
圖3是圖1所示的風筒的內部視圖，其中示出了分區組件的結構；
圖4是圖3所示的分區葉片的主視圖；
圖5是圖3所示的分區葉片的側視圖；
圖6是風機葉片的結構示意圖；
圖7是噴淋組件的結構示意圖；
圖8是第一噴淋組件和第二噴淋組件中相鄰近的噴嘴的設定方式的示意圖。
附圖示記說明：1.聚風筒、2.穩風筒、3.增壓筒、4.分區組件、5.風道、6. 風機葉片、7.噴淋組件、8.噴嘴、41.分區葉片、 42.錐形筒、411.平直段、412.彎曲段、71.第一噴淋組件、72.第二噴淋組件。
技術領域
《風筒和道路清潔裝置》涉及道路清潔領域，具體地，涉及一種風筒和道路清潔裝置。
權利要求
1.一種風筒，包括沿氣流的方向順次同軸線連線的聚風筒（1）、穩風筒（2）和增壓筒（3），其特徵在於，所述增壓筒（3）內設定有分區組件（4），以使得所述增壓筒（3）內的空間被分隔形成多個沿周向方向設定的獨立的風道（5）。
2.根據權利要求1所述的風筒，其特徵在於，所述分區組件（4）的軸線與所述增壓筒（3）的軸線重合。
3.根據權利要求2所述的風筒，其特徵在於，所述分區組件（4）包括多個分區葉片（41），每個分區葉片（41）從所述增壓筒（3）的軸線徑向向外延伸並連線於所述增壓筒（3）的內壁。
4.根據權利要求3所述的風筒，其特徵在於，相鄰所述分區葉片（41）之間的夾角相同。
5.根據權利要求3所述的風筒，其特徵在於，所述穩風筒（2）內同軸設定有風機葉片（6），所述風機葉片（6）為扭曲變截面葉片，所述扭曲變截面葉片轉動的同時將由所述聚風筒（1）吸入的風輸送至多個所述風道（5）。
6.根據權利要求5所述的風筒，其特徵在於，所述分區葉片（41）包括連線在一起的平直段（411）和彎曲段（412），所述彎曲段（412）靠近所述穩風筒（2），所述彎曲段（412）的弧度與所述扭曲變截面葉片的形狀相適配，以使得風由所述風機葉片（6）沿所述分區葉片（41）的彎曲段（412）進入所述風道（5）後沿所述風道（5）的軸線流動。
7.根據權利要求6所述的風筒，其特徵在於，所述彎曲段（412）的靠近所述穩風筒（2）的一端延伸有延伸段，所述延伸段形成為與所述彎曲段（412）相切的平直的板狀。
8.根據權利要求6所述的風筒，其特徵在於，所述彎曲段（412）的軸向長度為所述平直段（411）的軸向長度的三分之一至二分之一。
9.根據權利要求6所述的風筒，其特徵在於，所述分區組件（4）還包括與所述增壓筒（3）同軸線並靠近所述穩風筒（2）設定的封閉的錐形筒（42），所述錐筒（42）的大口端朝向所述穩風筒（2），並且各所述分區葉片（41）沿所述錐形筒（42）的母線和所述增壓筒（3）的軸線徑向向外延伸至與所述增壓筒（3）的內壁相連。
10.根據權利要求9所述的風筒，其特徵在於，所述分區葉片（41）的彎曲段（412）形成在所述錐形筒（42）的大口端。
11.根據權利要求1所述的風筒，其特徵在於，所述穩風筒（2）為內徑恆定的平直筒，所述增壓筒（3）為在由所述穩風筒（2）朝向所述增壓筒（3）的方向具有漸縮的內徑的收縮筒，所述聚風筒（1）為在由所述穩風筒（2）朝向所述聚風筒（1）的方向具有漸增的內徑的擴張筒。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的風筒，其特徵在於，所述增壓筒（3）的遠離所述穩風筒（2）的一端在朝向風道（5）內部的方向上設定有多組噴淋組件（7），以使得由所述風道（5）流出的氣體與多組所述噴淋組件（7）噴出的流體相撞後沿平行於所述增壓筒（3）的軸線方向運動。
13.根據權利要求12所述的風筒，其特徵在於，每組所述噴淋組件（7）分別設定於所述增壓筒（3）的不同的內周面上，且各組所述噴淋組件（7）均包括設定在所述增壓筒（3）的同一內周面上的多個噴嘴（8）。
14.根據權利要求13所述的風筒，其特徵在於，所述噴淋組件（7）設定為由第一噴淋組件（71）和第二噴淋組件（72）組成的兩組，其中，所述一噴淋組件（71）和第二噴淋組件（72）中相鄰的噴嘴（8）間的弧長間隔均相等，且所述第一噴淋組件（71）中的噴嘴所在的平面與所述第二噴淋組件（72）中的噴嘴所在的平面平行。
15.一種道路清潔裝置，其特徵在於，包括如權利要求1至14中任一項所述的風筒。
16.根據權利要求15所述的道路清潔裝置，其特徵在於，所述道路清潔裝置為抑塵車或吹雪車。
實施方式
圖1和圖2示出了根據《風筒和道路清潔裝置》的風筒的結構示意圖。結合圖1和圖2所示，該風筒包括沿氣流的方向順次同軸線連線的聚風筒1、穩風筒2和增壓筒3，增壓筒3內設定有分區組件4，以使得增壓筒3內的空間被分隔形成多個沿周向方向設定的獨立的風道5。
通過上述技術方案，通過在增壓筒3內設定分區組件4，該分區組件4將增壓筒3內的空間被分隔形成多個沿周向方向設定的獨立的風道5，從而使來自聚風筒1和穩風筒2的風沿多個獨立的風道5進入增壓筒3並最終流出。該多個獨立的風道5使得流入每個風道5的風形成的氣流在流動的過程中彼此互不干擾，並且各個風道5中的氣流以相對理想的層流狀態流動，從而大大地減少了氣流在流動過程中渦流的形成，即大幅度地降低了氣流能量的損失。因此，該發明的風筒能夠充分利用氣流的能量，從而大大地提高了氣流的能量利用率。此外，還可通過對風筒的聚風筒1、穩風筒2和增壓筒3的形狀、出口直徑等參數進行具體設定，從而使風筒的氣流的能量利用率最大化。
如圖1所示，根據該發明，穩風筒2為內徑恆定的平直筒，增壓筒3為在由穩風筒2朝向增壓筒3的方向具有漸縮的內徑的收縮筒，聚風筒1為在由穩風筒2朝向聚風筒1的方向具有漸增的內徑的擴張筒。下面將詳細介紹位於增壓筒3內的分區組件4的結構。
在如圖3所示的實施方式中，結合圖2，分區組件4的軸線與增壓筒3的軸線重合。具體地，分區組件4包括多個分區葉片41，每個分區葉片41從增壓筒3的軸線徑向向外延伸並連線於增壓筒3的內壁。通過該設定，該多個分區葉片41將增壓筒3內的空間分隔形成為多個獨立的風道5。優選地，該多個分區葉片41優選與增壓筒3一體形成。另外，分區葉片41的數量可根據增壓筒3的出風口的面積進行匹配，優選設定為10-20片，更有選為15片。
進一步優選地，為了使增壓筒3內的氣流流動更為平穩，風筒的出風更均勻，可將相鄰分區葉片41之間的夾角設定為相同，即該多個分區葉片41將增壓筒3內的空間平均分隔形成為多個相同的風道5。
根據《風筒和道路清潔裝置》，穩風筒2內同軸設定有風機葉片6。如圖6所示，風機葉片6為扭曲變截面葉片，扭曲變截面葉片轉動的同時將由聚風筒1吸入的風輸送至多個風道5。當然，該風機葉片6也可設定為其它的形狀，只要有利於氣流的傳送即可。
結合圖4和圖5所示，在一個優選地實施方式中，分區葉片41包括連線在一起的平直段411和彎曲段412，彎曲段412靠近穩風筒2，彎曲段412的弧度與扭曲變截面葉片的形狀相適配，以使得風由風機葉片6沿分區葉片41的彎曲段412進入風道5後沿風道5的軸線流動。通過該設定，彎曲段412的弧度與扭曲變截面葉片的形狀相適配，從而使由風機葉片6產生的風儘可能多地沿彎曲段412進入風道5，從而能夠進一步充分地利用由風機葉片6送入的風的能量利用率。
優選地，彎曲段412的軸向長度為平直段411的軸向長度的三分之一至二分之一。
在另一個優選地實施方式中，彎曲段412的靠近穩風筒2的一端延伸有延伸段（圖中未示出），延伸段形成為與彎曲段412相切的平直的板狀。通過該設定，使得分區葉片41形成為符合氣流流動規律的直線—圓弧—直線型葉片，從而使得氣流的流動更平穩順暢。其中，彎曲段412對沿延伸段進入的風起到平緩過渡的作用，從而達到穩定氣流的作用，即在一定程度上避免了氣流的能量的損失。
回到圖3，根據該發明，分區組件4還可包括與增壓筒3同軸線並靠近穩風筒2設定的封閉的錐形筒42，錐筒42的大口端朝向穩風筒2，並且各分區葉片41沿錐形筒42的母線和增壓筒3的軸線徑向向外延伸至與增壓筒3的內壁相連，分區葉片41的彎曲段412優選形成在錐形筒42的大口端。該錐形筒42一方面用於對氣流提供流動的路徑，以對氣流的流動方向和壓力等進行調整，起到壓縮氣流的效果，同時對隨分區葉片41等角度旋轉的氣流起到輔助增壓的效果，以利於氣流的層流。另一方面由於其與分區葉片41固定連線，因此還可提高分區組件4的整體結構的穩定性，這也就進一步保證了風筒的整體結構的穩定性。優選地，分區葉片41、錐形筒42一體形成，進一步優選地，分區葉片41、錐形筒42和增壓筒3一體形成。
此外，根據該發明，如圖7所示，增壓筒3的遠離穩風筒2的一端在朝向風道5內部的方向上還設定有多組噴淋組件7，以使得由風道5流出的氣體與多組噴淋組件7噴出的流體相撞後沿平行於增壓筒3的軸線方向運動。通過該設定，在風筒的工作過程中，被壓縮的氣流在增壓筒3的出風口處會向外擴散，而多組噴淋組件7噴出的水霧朝向風道5的內部，當由風道5流出的氣體與多組噴淋組件7噴出的流體相撞後沿平行於增壓筒3的軸線方向運動時，氣流的能量得到充分地利用。通過模擬計算多組噴淋組件7的水量、出水速度和方向、以及氣流在增壓筒3的出風口處的擴散情況後可設計出噴淋組件7的理想尺寸區間。
優選地，每組噴淋組件7分別設定於增壓筒3的不同的內周面上，且各組噴淋組件7均包括設定在增壓筒3的同一內周面上的多個噴嘴8。即每組噴淋組件7均由多個噴嘴8組成。優選地，各噴淋組件7所在的內周面與增壓筒3的軸線垂直。
在一個優選地實施例中，如圖7所示，噴淋組件7設定為由第一噴淋組件71和第二噴淋組件72組成的兩組。其中，第一噴淋組件71和第二噴淋組件72中相鄰的噴嘴8間的弧長間隔均相等，且第一噴淋組件71中的噴嘴所在的平面與所述第二噴淋組件72中的噴嘴所在的平面平行。
以下給出根據該發明的風筒的具體實施例。
如圖1所示，其中示出的D1為聚風筒1的最大內徑（即風筒的進風口的內徑）；D為穩風筒2的內徑；D2為增壓筒3的最小內徑（即風筒的出風口的內徑）；L1為聚風筒2的軸向長度；L為穩風筒2的軸向長度；L2為增壓筒3的軸向長度。其中，聚風筒1的尺寸滿足：D1＝（1.16～1.26）D，L1＝（0.15±0.02）D1；穩風筒2的尺寸滿足：L＝（0.61～0.64）D；增壓筒3的尺寸滿足：D2＝（0.715±0.015）D，L2＝（3.90～3.95）D2。
如圖7和圖8所示，各噴淋組件7中相鄰的兩噴嘴間的弧長間隔為57±5毫米，安裝角度α為（60±4）°；第二噴淋組件72形成的外環的直徑D3滿足：D3＝D2；第一噴淋組件71形成的內環的直徑D4滿足：D4＝D3-（163±2）毫米；第一噴淋組件71形成的內環與第二噴淋組件72形成的外環的徑向距離L4滿足：L4＝（42±2）毫米。
此外，該發明還提出了一種道路清潔裝置，包括上述風筒。具體地，道路清潔裝置為抑塵車或吹雪車。由於上述風筒能夠充分利用氣流的能量，從而大大地提高了氣流的能量利用率，因此套用上述風筒的道路清潔裝置的功耗更低，從而有利於生產和環保。
榮譽表彰
2020年7月14日，《風筒和道路清潔裝置》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
