一种空调送风风道及轨道交通车辆的制作方法

1.本实用新型属于车辆空调控制技术领域，尤其涉及一种空调送风风道及轨道交通车辆。


背景技术：

2.随着我国轨道交通领域的快速发展，列车客室的热舒适性越来越得到乘客和业主的关注和重视。客室内热舒适性与空调送风均匀性密切相关，空调送风均匀性在很大程度上决定了客室内的温度均匀性、风速、湿度等关键指标，因此优化空调送风均匀性有着重要的应用意义，它可以极大程度上提高乘客的乘车体验和对产品性能的直观体验。
3.目前，空调系统的送风风道是影响客室送风均匀性的最关键因素。一般来说，轨道车辆由于其客室空间较长，空调送风风道通常包含动压腔和静压腔，其中动压腔主要实现气流组织在风道内部流动和运输，同时动压腔内的气流组织也会流到静压腔内，静压腔主要实现气流组织由风道经出风口输送到客室内。为了实现空调送风均匀性，在空调系统设计阶段，需要针对空调风道的气流组织特性分布对风道内部结构进行优化设计。目前，为了实现送风均匀性，针对风道内部结构进行优化设计时，通常是在设计阶段或实验阶段通过仿真计算、试验调试等方式来获得较好送风均匀性的风道内部结构设计，此方法一般是选取一种或几种固定的空调送风量和机组压头来进行计算和试验调试，最后通过综合分析选取一种能较好的实现风道送风均匀性的风道内部结构优化方案作为最终设计方案，选取的风道内部结构不能再根据送风量不同而变化。
4.为了实现在不同的送风量和机组压头情况的风道送风均匀性，风道内部结构设计需要根据空调系统的送风量、机组压头等参数变化而进行调节，即在某一种送风量和机组压头下确定的最终风道内部结构，通常无法很好地适应于空调系统送风量和机组压头变化时的情况，从而无法满足送风均匀性要求。
5.例如，为了提高车辆客室的舒适性，载客量越大，需要的送风量越大，载客量越小，需要的送风量越小，送风量是随着载客量而变化的。当送风量增大时，动压腔入口（即进风口）、动压腔内风力增大，由于动压腔与静压腔通过隔板隔离开，此时动压腔内的气流更容易流向动压腔后端（远离进风口的一端），使动压腔后端单位体积的风速气流量相对于动压腔前端来说更多，造成动压腔前端（靠近进风口的一端）由动压腔流入静压腔的气流减少，动压腔后端由动压腔流入静压腔的气流增多，不能满足送风均匀性要求，降低了车辆客室的舒适性。目前风道内部固定结构设计方案在原理和实施上都无法应对轨道车辆，尤其是城轨车辆频繁变化载客量所带来的空调系统制冷/制热量频繁调整时还需保持风道送风均匀性的需求。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种空调送风风道及轨道交通车辆，以解决现有送风风道内部结构固定而无法适应空调送风量的变化，送风均匀性低。
7.本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种空调送风风道，包括被隔板分隔开的第一腔室和第二腔室、设于所述第一腔室前端的进风口，还包括至少一个设于所述第一腔室内且用于阻挡送风气流的挡板组件，在所述挡板组件上设有透风孔；所述挡板组件为位置可调的挡板组件；所述隔板为倾斜角度可调的隔板组件；
8.所述倾斜角度是指隔板组件与送风风道长度方向之间的夹角。
9.本实用新型中，送风风道内的隔板组件和挡板组件均为可调节结构，当送风量增大时，增大隔板组件的倾斜角度，使第一腔室前端变宽、第一腔室后端（即远离进风口的一端）变窄，从而减小了第一腔室内不同位置单位体积送风气流量的差异，即减小了第一腔室前端与第一腔室后端单位体积风速气流量之间的差异，提高了送风均匀性；同时，由于送风量增大时，第一腔室内的气流更易于流向第一腔室后端，将挡板组件向第一腔室前端移动，减少了流向第一腔室后端的气流量，进一步减小了第一腔室前端与第一腔室后端单位体积风速气流量之间的差异，进一步提高了送风均匀性。
10.进一步地，所述隔板组件包括沿送风风道长度方向设置的隔板、设于所述隔板两端的第一活动板、以及设于所述隔板上的第一调节机构；通过所述第一调节机构的旋转来调节所述隔板的倾斜角度。
11.当送风量增大时，第一调节机构顺时针旋转，增大隔板的倾斜角度，使第一腔室前端变宽、第一腔室后端变窄；当送风量减小时，第一调节机构逆时针旋转，减小隔板的倾斜角度，使第一腔室前端变窄、第一腔室后端变宽；为了保证在调节倾斜角度时，隔板两端能够始终抵住送风风道的前后端，隔板的两端均设有第一活动板，通过第一活动板能够适应倾斜角度调节时所需要的隔板长度变化。
12.进一步地，在所述隔板的两端均设有第一凹槽，在所述第一凹槽内设有第一弹簧；所述隔板的两端均通过所述第一弹簧与所述第一活动板连接。
13.进一步地，所述挡板组件包括沿第一腔室宽度方向设置的挡板、设于靠近隔板组件的挡板一端的第二活动板以及第二调节机构；所述透风孔设于所述挡板上；
14.所述第二调节机构的输出端与所述挡板连接，通过所述第二调节机构的直线移动来调节所述挡板在第一腔室内的位置。
15.当送风量增大时，第二调节机构向第一腔室前端直线移动，使挡板向第一腔室前端靠近，阻挡更多的气流流向第一腔室后端；当送风量减小时，第二调节机构向第一腔室后端直线移动，使挡板远离第一腔室前端，减小对流向第一腔室后端的气流的阻挡；在第一腔室内设置具有透风孔的挡板，可以有效阻止过多的风速气流从第一腔室前端流到第一腔室后端，从而减小了第一腔室前后端单位体积风速气流的差异；通过第二活动板能够适应挡板在位置移动时第一腔室的宽度变化。
16.进一步地，在靠近所述隔板组件的挡板一端设有第二凹槽，在所述第二凹槽内设有第二弹簧，所述挡板的靠近隔板组件的一端通过所述第二弹簧与第二活动板连接。
17.进一步地，所述空调送风风道还包括多个设于所述隔板组件上且具有通风量调节功能的通风组件。
18.隔板组件用来分隔第一腔室和第二腔室，送风气流从第一腔室流向第二腔室的均匀性即为送风风道的送风均匀性。在隔板组件通风窗的基础上，增加对通风窗高度的调节，即实现对通风量的调节；当送风量增大时，增大隔板前端的通风窗的高度，减小隔板后端的
通风窗的高度，即增大第一腔室前端流入第二腔室的气流量，减小第一腔室后端流入第二腔室的气流量；当送风量减小时，减小隔板前端的通风窗的高度，增大隔板后端的通风窗的高度，即减小第一腔室前端流入第二腔室的气流量，增大第一腔室后端流入第二腔室的气流量，进一步实现送风均匀性调节。
19.进一步地，所述通风组件包括至少一个通风窗、设于每个所述通风窗上且可移动的调节板以及第三调节机构；所述第三调节机构的输出端与每个通风窗上的调节板连接，通过所述第三调节机构的上下移动来带动调节板上下移动，从而调节通风窗的开孔高度，实现通风量调节。
20.本实用新型还提供一种轨道交通车辆，包括如上所述的空调送风风道。
21.有益效果
22.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
23.避免了传统方法中空调系统送风均匀性优化时只能针对某一载客工况下对应的特定送风量，本实用新型根据送风量调节隔板组件的倾斜角度和挡板组件在第一腔室内的位置，尽可能地减小了第一腔室内单位体积气流量的差异，实现了无论何种载客量和送风量工况下的送风均匀性，提高了送风均匀性的适应能力，提高了乘客的舒适性。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，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实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，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。
25.图1是本实用新型实施例中空调送风风道的结构示意图；
26.图2是本实用新型实施例中隔板组件的结构示意图；
27.其中，100
‑
送风风道，110
‑
第二腔室，120
‑
第一腔室，130
‑
隔板，131
‑
第一调节机构，132
‑
第一活动板，133
‑
支柱，140
‑
挡板，141
‑
第二调节机构，142
‑
透风孔，143
‑
第二活动板，150
‑
通风窗，151
‑
调节板，152
‑
第三调节机构，160
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进风口。
具体实施方式
28.下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.如图1所示，本实施例所提供的一种空调送风风道100，包括被隔板组件分隔开的第一腔室120和第二腔室110、多个设于隔板组件上且具有通风量调节功能的通风组件、以及两个设于第一腔室120内且位置可调的挡板组件；隔板组件具有倾斜角度可调节功能，挡板组件用于阻挡送风气流从第一腔室前端流向第一腔室后端。第一腔室前端是指靠近进风口160的一端，第一腔室后端是指远离进风口160的一端。
30.进风口160位于第一腔室120上，送风风道100出风口位于第二腔室110上，靠近进风口160的一端为送风风道100前端或第一腔室120前端，远离进风口160的一端为送风风道
100后端或第一腔室120后端；送风气流从进风口160流入第一腔室120的方向为送风风道100长度方向或者第一腔室120长度方向，送风气流从第一腔室120流入第二腔室110的方向为送风风道100宽度方向或第一腔室120宽度方向。
31.隔板组件具有倾斜角度可调节的功能，隔板组件包括沿着送风风道100长度方向设置的隔板130、设于隔板130两端的第一活动板132、以及设于隔板130中部的第一调节机构131；通过第一调节机构131的旋转来调节隔板130的倾斜角度。倾斜角度是指隔板130与水平线或送风风道100长度方向之间的夹角。
32.如图2所示，在隔板130中部设置支柱133，隔板130可以通过支柱133可转动地设于送风风道100上。本实施例中，第一调节机构131可以为伺服电机、步进电机或者舵机，第一调节机构131由控制模块来控制，第一调节机构131的输出端与隔板130上的支柱133连接，当第一调节机构131旋转时，隔板130绕支柱133转动，从而改变隔板130的倾斜角度，从而调节第一腔室120前端和后端的宽度。例如，当送风量增大时，第一调节机构131顺时针旋转，隔板130的倾斜角度增大，第一腔室120前端宽度增大，第一腔室120后端宽度减小，从而使流入第一腔室120后端的风速气流减少，停留在第一腔室120前端的风速气流增多，从而减小了单位体积内第一腔室120前端和第一腔室120后端风速气流之间的差异，根据送风量大小调节倾斜角度有利于风速气流更均匀地从第一腔室120流入第二腔室110内。
33.为了保证在调节隔板130倾斜角度时，隔板130的两端始终能够抵接送风风道100的前端和后端，避免风速气流从隔板130两端流入第二腔室110，在隔板130的两端均设置第一活动板132；在隔板130的两端均设有第一凹槽，在第一凹槽内设有第一弹簧；隔板130的两端均通过第一弹簧与第一活动板132连接。第一活动板132的一端位于第一凹槽内，另一端与送风风道100前端或送风风道100后端抵接，第一凹槽的深度根据倾斜角度调节时隔板130长度变化需求来设置，保证在倾斜角度调节过程中第一活动板132的一端始终位于第一凹槽内，避免了第一活动板132脱离第一凹槽导致风速气流通过脱离处的开口流入第二腔室110。
34.如图1所示，挡板组件包括沿第一腔室120宽度方向设置的挡板140、设于靠近隔板130的挡板140的一端的第二活动板143以及第二调节机构141，在挡板140上设置多个透风孔142，便于风速气流通过透风孔142流入第一腔室120后端；第二调节机构141的输出端与挡板140连接，第二调节机构141由控制模块来控制。在第二调节机构141的调节下，挡板140在第一腔室120内沿着第一腔室120长度方向前后移动，从而调节挡板140在第一腔室120内的位置。
35.本实施例中，第二调节机构141可以为直线电机、伺服电机配合丝杠或导轨、或者步进电机配合丝杠或导轨。当第二调节机构141为直线电机时，直线电机的输出端直接与挡板140连接，或者直线电机的输出端通过连杆与挡板140连接，直线电机在控制模块的控制下沿着第一腔室120长度方向直线移动，带动挡板140沿着第一腔室120的长度方向直线移动，从而调节挡板140在第一腔室120内的位置。例如，当送风量增大时，控制挡板140向进风口160方向移动，由于风速气流仅能通过挡板140上的透风孔142流入后端，因此在送风量大时减少了流入第一腔室120后端的风速气流，停留在第一腔室120前端的风速气流增多，从而减小了单位体积内第一腔室120前端和第一腔室120后端风速气流之间的差异，根据送风量大小调节挡板140在第一腔室120的位置有利于风速气流更均匀地从第一腔室120流入第
二腔室110内。
36.当第二调节机构141为伺服电机或步进电机 丝杠副时，伺服电机的输出端与丝杠副的一端连接，丝杠副的另一端与挡板140连接，伺服电机在控制单元的控制下转动，丝杠副在伺服电机的转动下另一端沿着第一腔室120长度方向直线移动，带动挡板140沿着第一腔室120的长度方向直线移动，从而调节挡板140在第一腔室120内的位置。
37.为了保证在挡板140位置调节时，靠近隔板130的挡板140一端始终能适应第一腔室120的宽度变化（在倾斜角度不为零时），避免风速气流从挡板140与隔板130之间流入第一腔室120后端，在靠近隔板130的挡板140一端设有第二凹槽，在第二凹槽内设有第二弹簧，挡板140靠近隔板130的一端通过第二弹簧与第二活动板143连接。第二活动板143的一端位于第二凹槽内，另一端与隔板130抵接，第二凹槽的深度根据第一腔室120宽度变化需求来设置，保证在挡板140位置调节过程中第二活动板143的一端始终位于第二凹槽内，避免了第二活动板143脱离第二凹槽导致风速气流通过脱离处的开口流入第一腔室120后端。
38.如图2所示，在隔板130上设置有多个通风组件，每个通风组件包括至少一个通风窗150、设于每个通风窗150上且可移动的调节板151以及第三调节机构152；第三调节机构152的输出端与对应通风组件的调节板151连接，通过第三调节机构152的上下移动，带动调节板151上下移动，从而调节通风窗150的开孔高度，实现通风量调节。
39.本实施例中，第三调节机构152可以为直线电机、伺服电机配合丝杠或导轨、或者步进电机配合丝杠或导轨，第三调节机构152的调节原理与第二调节机构141的调节原理类似。调节板151通过滑槽或滑轨设于通风窗150上，在第三调节机构152的调节下，调节板151可以沿着滑槽或滑轨上下移动，从而调节通风窗150的开孔高度，进而调节从第一腔室120流入第二腔室110的风速气流量。从成本考虑，一个第三调节机构152可以对应调节该通风组件中的多个通风窗150，因此每个通风组件可以包括两个、三个、甚至是四个、五个通风窗150；从调节精度考虑，一个第三调节机构152对应调节一个通风窗150，因此每个通风组件包括一个通风窗150。通风组件中的通风窗150数量可以根据成本和调节精度综合来考虑。
40.多个通风组件中的至少一个通风窗150沿着隔板130长度方向均匀分布于隔板130上，在隔板130倾斜角度调节和挡板140位置调节的基础上，再调节隔板130不同位置的通风窗150开孔高度，进一步使风速气流均匀地从第一腔室120流入第二腔室110，实现了送风均匀性调节。例如，当送风量增大时，控制靠近送风风道100前端的通风窗150的开孔高度增大，靠近送风风道100后端的通风窗150的开孔高度减小，使通过靠近送风风道100前端的通风窗150流入至第二腔室110的风速气流增多，通过靠近送风风道100后端的通风窗150流入至第二腔室110的风速气流减少，提高了从第一腔室120流入到第二腔室110的风速气流的均匀性。
41.本实施例中，控制模块可以为单片机、plc控制器或微处理器等，控制模块还可以为空调控制系统中的控制单元。控制模块对直线电机、伺服电机、步进电机或舵机的控制为现有技术，如公开号为cn207000465u，名称为一种可调风量的静压式风道及车辆空调系统的专利文献，还如公开号为cn109606856a，名称为一种自动调节宽度的装置的专利文献。根据载客量进行送风量调节为现有技术，可参考公开号为cn111284514a，名称为一种轨道交通空调送风组件及制冷/制热方法的专利文献。
42.以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局
限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。