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落地式环形出风空气循环装置结构设计

项目分类:风扇 发布时间:2022-06-09 ID:655661
  • 落地式环形出风空气循环装置结构设计
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  这款立式环形送风设备的结构设计,核心围绕大空间全域空气循环需求展开,区别于传统轴流扇直吹的送风逻辑,环形出风结构可打散集中气流,形成覆盖范围更广的柔风场,适配客厅、开放式办公区、小型展厅等层高2.6-3.2米的开阔室内场景,既可以单独作为空气循环设备使用,也可搭配空调、采暖设备布设,加快室内冷热空气交换效率,缩小空间内垂直温差,避免传统风扇直吹带来的体感不适。

  从结构组成来看,整套装置分为底座、支撑杆、环形出风主体三个核心模块,底座采用圆盘式配重结构,直径控制在280-320mm区间,整体厚度不超过40mm,内部预留配重块安装腔与走线槽,底部可粘贴防滑减震胶垫,确保整机在最高送风档位运行时的倾覆力矩满足安规要求,底座与支撑杆采用螺纹锁紧配合,安装时无需额外辅助工具,徒手即可完成装配,同时预留走线孔位将供电线路完全隐藏在支撑杆内部,避免明线带来的磕碰与积灰问题。支撑杆采用薄壁金属圆管结构,外径控制在22-25mm,壁厚不小于1.2mm,表面做哑光喷塑处理,整体高度根据送风覆盖需求设定在1200-1400mm区间,既保证出风环中心高度处于人体活动的核心送风区间,也避免杆体过长带来的结构晃动问题,杆体上下两端分别设置定位止口,与底座、出风环连接时可自动对齐安装孔位,降低装配对位难度。

  核心的环形出风主体采用中空圆环结构,环体外径控制在420-460mm,环体截面宽度为80-100mm,内部集成离心风轮、导风结构与驱动电机,区别于传统扇叶外露的结构,环形结构的进风区域设置在环体内侧下半段,出风缝隙沿环体内圈整周布设,导风结构经过流道仿真优化,可将风轮输出的高压气流沿环体360度方向均匀导出,形成向外扩散的环形风幕,送风距离最远可达6-8米,同时不会产生传统扇叶切割气流带来的高频风噪。环体内部设置三根径向支撑筋,将中心的电机安装座与环体内壁连接为整体,支撑筋采用流线型截面设计,尽可能降低对出风气流的阻挡,同时保证环体整体结构强度,避免长期运行产生结构共振。环体与支撑杆顶端采用可转动铰接结构,铰接阻尼力矩经过调校,可支持出风环在垂直方向-15度到30度区间内手动调整俯仰角度,满足不同送风高度的需求,铰接位置同样做隐藏走线处理,线路不会随角度转动产生拉扯磨损。

  从安装边界来看,整机落地放置时所需的地面投影范围仅为底座圆盘区域,无需墙面打孔固定,可根据使用需求灵活移动位置,整机最大外轮廓尺寸不超过500mm500mm1500mm,放置时不会占用过多室内活动空间,环体所有外露边缘均做R3以上圆角处理,无尖锐凸起结构,日常使用过程中磕碰不会造成划伤,同时无外露高速旋转部件,相比传统带扇叶的风扇,使用安全性更高,适配有孩童活动的家居场景。

  结构设计过程中,优先考虑了部件的模块化拆分逻辑,底座、支撑杆、出风环三个模块均可单独拆分,生产环节可分别完成注塑、钣金加工与部件预装,最后总装时仅需完成两处螺纹连接与一处线路插接,总装工序耗时可控制在单台90秒以内,有效提升量产装配效率。出风环的壳体采用上下分壳结构,分壳面沿环体水平中线设置,通过周向均布的自攻螺丝连接,壳体内部预留电机安装位、风轮定位槽与电控板安装腔,所有内部部件均设置定位柱与卡扣,装配时可先完成内部部件的预固定,再锁紧上下壳螺丝,减少装配过程中的部件移位问题。流道设计阶段经过多次迭代,最初的环形出风结构存在周向风量不均的问题,环体靠近支撑杆位置的出风量比远端低18%左右,通过调整环体内部的导风筋角度,将靠近支撑杆位置的流道截面做渐扩处理,同时优化支撑筋的截面流线形态,最终将整周出风量的差值控制在5%以内,保证各个方向的送风体感一致。

  在实际使用场景中,这款设备既可以在夏季单独作为柔风降温设备使用,低档位运行时噪音可控制在32分贝以内,适配夜间睡眠场景的使用需求;也可以在冬季节搭配采暖设备使用,将顶部聚集的热空气通过环形气流搅动下沉,让人员活动区域的温度更均匀;在梅雨季节还可以加快室内空气流动,辅助降低墙面与家具表面的凝露概率。整套结构的受力经过仿真校核,支撑杆在出风环最大俯仰角度下的挠度不超过2mm,底座配重可抵御15度倾斜角度下的倾覆风险,所有塑料壳体部件均选用耐老化的ABS材质,金属部件做防锈喷塑处理,可满足长期室内使用的结构寿命要求。

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