具体实施方式

由于涡环在生成阶段会夹带大量的环境流体，导致新风携带量不足，无法满足人员需求。若增加涡环生成腔的新风量，由于在一定条件下生成单个涡环所需的新风量是一定的，也无法满足所需要求；若提高涡环的生成频率，可能会出现临近涡环发生相互作用的现象，导致涡环破裂，这无助于新风的输送。

因此，本发明公开了一种高新风量涡环送风装置，利用涡环在生成过程中对环境流体的大量携带作用，通过识别涡环在生成过程中对周围环境流体的携带空间，在原本的涡环生成腔的外围增设副腔体用以强化涡环在生成阶段的新风量，以提高涡环在输运过程中的新风携带量。

需要说明的是，本发明中的所有零部件，在没有特殊说明的情况下，均采用本领域已知的零部件。

本发明中：

送风机采用现有技术中已知的送风机。

第一控制器和第二控制器采用现有技术中已知的控制器。

传感器采用现有技术中已知的传感器。

传统涡环送风装置指的是现有技术中已知的传统涡环送风装置。

以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

实施例：

本实施例提供一种高新风量的涡环送风装置，包括涡环生成筒1，涡环生成筒1的顶部内同轴安装有驱动活塞2，涡环生成筒1的底部外同轴固定安装有新风贮存筒3；

涡环生成筒1包括涡环生成筒筒体101，涡环生成筒筒体101的底端开口为涡环出口102；涡环生成筒筒体101内的空间为主腔体103；主腔体103被驱动活塞2的活动盖板204分割成上半部和下半部，主腔体103的上半部为密封的活塞活动腔10301，主腔体103的下半部为底端开放的涡环生成腔10302；

涡环生成筒筒体101上沿径向开设有第一新风进风孔104，第一新风进风孔104与涡环生成腔10302相连通，第一新风进风孔104处设置有单向进风阀105；

新风贮存筒3包括新风贮存筒筒体301，新风贮存筒筒体301的顶端开口为涡环生成筒安装孔302，新风贮存筒筒体301的底端开口为涡环新风送风口303；

涡环生成筒筒体101安装在涡环生成筒安装孔302中，且涡环生成筒筒体101的底端伸入至新风贮存筒筒体301内，新风贮存筒筒体301内的空间为涡环新风混合腔304；

新风贮存筒筒体301位于涡环生成筒筒体101周围的顶端沿轴向开设有第二新风进风孔305，第二新风进风孔305与涡环新风混合腔304相连通；第二新风进风孔305位于第一新风进风孔104的下方，第二新风进风孔305的轴向延长线与第一新风进风孔104的径向延长线垂直且相交；

第一新风进风孔104和第二新风进风孔305均与送风机相连通。

作为本实施例的一种具体方案，驱动活塞2包括固定盖板201，固定盖板201固定安装在涡环生成筒1的顶端，固定盖板201将涡环生成筒1的顶端完全封闭，固定盖板201的下表面上固设有气缸202的顶端，气缸202内安装有活塞杆203的顶端，活塞杆203的底端安装有活动盖板204，活动盖板204能够在气缸202的驱动下在涡环生成筒1内沿轴向进行移动。

本实施例中，驱动活塞2的活动盖板204在进行移动时的范围不得超过第一新风进风孔104所在位置。

作为本实施例的一种具体方案，固定盖板201的上表面上中间固设有把手205。本实施例中，把手205起到方便固定盖板201拆卸的作用，固定盖板201上还设置有多个螺纹通孔206，采用螺栓固定的方式能够保证其紧密固定在涡环生成筒1的顶端。

作为本实施例的一种具体方案，涡环生成筒1的内壁上固设有单向扇叶板4，单向扇叶板4位于第一新风进风孔104和涡环出口102之间；单向扇叶板4将涡环生成腔10302分割成上半部和下半部，涡环生成腔10302的上半部为涡环保护腔1030201，涡环生成腔10302的下半部为涡环输出腔1030202。

作为本实施例的一种具体方案，单向扇叶板4位于涡环生成筒安装孔302的下方。

作为本实施例的一种具体方案，单向扇叶板4上布设有多个扇叶401，扇叶401的一侧为活动侧，扇叶401的另一侧可转动式安装在扇叶轴402上，扇叶轴402固设在单向扇叶板4上；扇叶401能够绕着扇叶轴402沿轴向向下翻转。

本实施例中，单向扇叶板4能够避免驱动活塞2回程时吸入外界的环境流体，单向扇叶板4设置在涡环生成筒安装孔302和涡环出口102之间，能够避免单向扇叶板4本身的结构对涡环生成造成不利影响。

作为本实施例的一种具体方案，涡环出口102和涡环新风送风口303处设置有可变口径结构5，可变口径结构5包括多个沿切向设置的变径片501，相邻的变径片501相互重叠，多个变径片501围成一个内径可调节的可调节口502；可调节口502通过多个变径片501的离合运动实现内径的调节；本实施例中，变径片501的离合运动可以采用手动方式控制，可变口径结构5能够调节涡环出口102和涡环新风送风口303处的单位时间风流量。

作为本实施例的一种具体方案，新风贮存筒筒体301的中间部为可伸缩筒体306，可伸缩筒体306能够沿着轴向进行伸缩运动；本实施例中，可伸缩筒体306的伸缩运动可以采用手动方式控制；可伸缩筒体306能够调节涡环新风混合腔304的大小。

作为本实施例的一种具体方案，新风贮存筒3的内壁上设置有第一控制器、传感器和第二控制器；可伸缩筒体306与第一控制器的输入端和输出端相连接，第一控制器的输出端与传感器的输入端相连接，传感器的输出端与第二控制器的输入端相连接，第二控制器的输出端与变径片501相连接。

本实施例中，第一控制器能够控制可伸缩筒体306的伸缩运动，伸缩运动在轴向上的位移能够被第一控制器转化为电信号，电信号经由传感器输入至变径片501，能够控制变径片501的离合程度，可伸缩筒体306的长度越大，则变径片501的离合程度越小，可调节口502的口径越大。

本实施例中，可伸缩筒体306的伸缩运动改变了涡环新风混合腔304的大小，可变口径结构5的口径大小始终与涡环新风混合腔304相配合，保证了涡环出口102和涡环新风送风口303处维持合适的单位时间风流量。

本发明的工作过程如下：

第一，将驱动活塞2安装至涡环生成筒1的顶部内，将新风贮存筒3通过焊接的方式固定在涡环生成筒1的底部外，将第一新风进风孔104和第二新风进风孔305与送风机相连通。

第二，完成上述安装过程后，打开单向进风阀105，启动送风机和气缸202，送风机送出的新风风流从第一新风进风孔104进入至涡环生成腔10302，同时驱动活塞2的活动盖板204在气缸202的驱动下，在活塞活动腔10301中沿轴向向下运动，涡环生成腔10302内的新风风流在活动盖板204的施压下向涡环出口102处流动。

第三，当涡环生成腔10302内的新风风流流动至涡环出口102处时，由于涡环生成筒筒体101底端处于过压状态即气压高于常压，使得新风风流的流体剪切层分离并卷吸周围新风风流，形成涡环。

第四，涡环形成后，经由单向扇叶板4从至涡环出口102进入至涡环新风混合腔304中，涡环新风混合腔304中含有大量从第二新风进风孔305输入的新风风流，该新风风流与涡环混合后，形成高新风量涡环，该高新风量涡环凭借自身的诱导速度继续流动，最终从涡环新风送风口303中流动至外界环境中。

第五，当驱动活塞2沿轴向向上进行回程时，来自外界环境中的污浊风流从涡环新风送风口303进入至涡环新风混合腔304中，当该污浊风流流动至单向扇叶板4处时，由于扇叶401无法沿轴向向上翻转，因此单向扇叶板4会阻挡住污浊风流，使得污浊风流无法进入涡环生成腔10302和涡环新风混合腔304中，避免涡环生成腔10302和涡环新风混合腔304中的风流受到污染。

第六，根据实际需求，可以调整高新风量涡环在生成阶段的夹带空间，启动第一控制器，使得可伸缩筒体306进行伸缩运动，伸缩运动在轴向上的位移能够被第一控制器转化为电信号，该电信号经由传感器输入至变径片501；可伸缩筒体306的长度越大，则变径片501的离合程度越小，可调节口502的口径越小。

模拟试验：

采用上述高新风量的涡环送风装置作为试验组，采用传统涡环送风装置作为对照组，进行了模拟试验，结果如图6和图7所示。

模拟试验的具体参数如下：

本模拟试验中将风流分为两部，一部为新风风流，所设区域为涡环生成腔10302和涡环新风混合腔304中；另一部为环境风流，所设区域为环境流场。

试验组的涡环生成筒筒体101的直径为0.15m，涡环生成筒筒体101的长度为0.2m，涡环出口102的直径为0.1m；对照组的涡环生成筒筒体101与试验组相同。试验组的新风贮存筒筒体301的直径为0.25m，新风贮存筒筒体301的长度为0.2m，涡环新风送风口303的直径为0.25m；对照组无新风贮存筒筒体301。

将上述试验组和对照组的物理模型置于同样大小的计算空间中，计算空间的尺寸为0.5m×0.5m×0.8m；第一新风进风孔104处的送风速度为0.01m/s，第二新风进风孔305处的送风速度为0.05m/s；活动盖板204在涡环生成腔10302中的平均运动速度为1.2m/s，运动时间持续0.0825s。

由图6和图7可知，本发明的高新风量的涡环送风装置所生成涡环中的新风组分，明显高于传统涡环送风装置所生成涡环中的新风组分，说明本发明的高新风量的涡环送风装置，通过新风贮存筒储存了更多的新风，强化了涡环在生成阶段中对新风的夹带作用，使得所生成的涡环携带更多的新风，从而实现生成了高新风量涡环。