CN103673465B - 用于大容积风冷冰箱的送风系统及风冷冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于大容积风冷冰箱的送风系统及风冷冰箱，所述送风系统包括风道和风机，所述风机采用双向出风口的离心风机本发明还提供采用上述送风系统的风冷冰箱。本发明采用全新的离心风机配合合理的风道设计，从而获得较好的流动轨迹，降低送风系统的结构振动和气动噪声，减少送风系统所占的空间，进而增大冰箱内胆容积，降低成本，降低能耗，节能减排。

Description

用于大容积风冷冰箱的送风系统及风冷冰箱

技术领域

本发明属于冰箱技术领域，具体地说，涉及一种用于大容积风冷冰箱的送风系统及采用该风冷系统的风冷冰箱。

背景技术

随着电冰箱普及率升高，用户对冰箱能耗及噪音的要求越来越高，为了提高产品的核心竞争力，风冷冰箱送风系统的设计在不断改进，以期在提高风量的同时降低气动噪音。

目前，风冷冰箱送风系统主要采用以轴流风机为动力源的送风系统。由于轴流风机气流进出方式为沿风机轴向进出，而风机轴向一定会有风道盖板存在，因此轴流风机送风系统主要存在如下缺点：

（1）轴流风机进出风方向为沿轴向的直进直出方向，这样气流对于风道盖板的冲击非常强烈，致使气动噪音较高，而较强的冲击损失也会造成能量损失，流量减少，对整机能耗也不利。

（2）采用轴流风机为了满足风量要求，轴流风机整体高度一般较高，这样会增大送风系统所占空间，相应的会减少内胆容积，或者减薄发泡层厚度，对冰箱整机性能和容积都有不利影响。

（3）采用轴流风机及风道送风系统的送风效率较低，从其性能曲线上可以看出，轴流风机的工作效率点离最高效率点较远，整个系统工作效率较低，能量损失较高，不利于冰箱整体的能耗水平。

而且，现有风冷冰箱送风系统风道设计也存在如下缺点：

（1）风道进出风方向与风机进出风方向不匹配，致使进出口冲击损失较大，噪音偏高。

（2）气流在风道内流道过程中冲击损失和阻力损失较大，造成能耗增加。

如何解决上述轴流风机送风系统及其风道存在的缺点，则是本发明所要解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种用于大容积风冷冰箱的送风系统及风冷冰箱，可以解决如下问题：

1、现有风冷冰箱送风系统主要采用轴流风机，存在能耗较高，冲击损失大，气动噪音偏高；轴流风机高度较高，导致送风系统占用空间较大，相应减少了内胆容积；

2、现有风冷冰箱送风系统风道设计不合理，造成噪音偏高、能耗增加。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种用于大容积风冷冰箱的送风系统，包括风道和风机，所述风机采用双向出风口的离心风机。

进一步地，所述离心风机采用紧凑型外转子式结构，包括电机、叶轮和蜗壳，所述风道为上下分离的双蜗舌弧形离心风道，所述蜗壳由上述双蜗舌弧形离心风道组成。

进一步地，所述送风系统还包括电机支架、蒸发器、风道泡沫、风道盖板及送风空间，所述电机支架上设有导风圈，所述送风空间是由所述风道、冰箱内胆、蒸发器、风道泡沫及风道盖板所围成的空间区域，所述风道设在电机支架上，所述离心风机进出风方向和送风系统进出风方向相吻合，在电机带动叶轮旋转形成负压的作用下，气流流经蒸发器制冷后沿电机支架上的导风圈进入叶轮，获得动能后气流从叶轮两个方向进入蜗壳，然后通过风道泡沫、风道盖板进入冰箱内胆空间，内胆空间内气流经风道盖板下方的回风口循环流入，如此形成整个送风系统气流循环。

离心风机采用后向离心设计，其中为了节省送风系统所占空间，提高风机与电机的综合做功效率，离心风机采用紧凑型外转子结构，将风机与电机外转子部分做成一个整体。

本发明采用离心风机取代轴流风机，空气流从离心风机的轴向流入，径向流出，进风方向与出风方向成90度，这样送风系统的进出风方向与离心风机本身的进出风方向相吻合，有效避免气流对风道盖板的冲击损失，而且紧凑型外转子式离心风机的尺寸较轴流风机小，从而减少送风系统的空间尺寸，提高冰箱内容积，降低噪声，降低能耗。

进一步地，所述蜗壳包括相互呼应的上、下风道型线，所述叶轮设置在所述上、下风道型线中间。

其中，所述上风道型线整体为圆滑的曲线，其在靠近叶轮的一段为与叶轮边缘等距的圆弧段，然后由该圆弧段一端圆滑过渡到一段向所述叶轮一侧突出的蜗舌段，该蜗舌段圆滑过渡到一上倾段，所述圆弧段的另一端圆滑过渡到向下微倾的直线段。

其中，所述上倾段相对于所述叶轮一侧外凸。

其中，所述下风道型线整体为圆滑的曲线，下风道型线在靠近叶轮的一段为与叶轮边缘等距的圆弧段，然后由该圆弧段一端圆滑过渡到一段向所述叶轮一侧突出的蜗舌段，该蜗舌段圆滑过渡到一下倾段，所述圆弧段的另一端圆滑过渡到向上微倾的直线段，下风道型线的蜗舌段与上风道型线的蜗舌段以所述叶轮为对称中心作对称设置。

其中，所述下倾段相对于所述叶轮一侧外凸。

本发明提供的双蜗舌弧形离心风道组成的蜗壳，使得送风系统的进出风方向与离心风机本身的进出风方向相吻合，有效避免气流对盖板的冲击损失，减少送风系统的空间尺寸，从而提高冰箱内容积，降低噪声，降低能耗。该离心风道可以实现向两侧上下方向同时送风，通过调整风口尺寸以及风道型线轨迹可以根据冰箱压损和风量的要求调节风道设计。

为了满足向冰箱上方两侧送风的要求，离心风道设计为双蜗舌弧形风道结构，根据两侧风道的系统阻力情况以及所需风量的分配要求，通过调整双蜗舌中心连线的角度来满足风量及压损的要求。同时为了提高离心风机的风量并降低噪音，电机支架设计弧形导风圈与离心风机配合工作，该弧形导风圈有效减少气流泄漏，在保证风量的基础上有效降低气动噪音。

再进一步地，所述电机支架上的导风圈带有内凹的弧形，在保证风量的基础上降低噪音。

另一方面，本发明还提供一种风冷冰箱，包括送风系统，所述送风系统包括风道和风机，所述风机采用双向出风口的离心风机。

进一步地，所述离心风机采用紧凑型外转子式结构，包括电机、叶轮和蜗壳，所述风道为上下分离的双蜗舌弧形离心风道，所述蜗壳由上述双蜗舌弧形离心风道组成。

进一步地，所述送风系统还包括电机支架、蒸发器、风道泡沫、风道盖板及送风空间，所述电机支架上设有导风圈，所述送风空间是由所述风道、冰箱内胆、蒸发器、风道泡沫及风道盖板所围成的空间区域，所述风道设在电机支架上，所述离心风机进出风方向和送风系统进出风方向相吻合，在电机带动叶轮旋转形成负压的作用下，气流流经蒸发器制冷后沿电机支架上的导风圈进入叶轮，获得动能后气流从叶轮两个方向进入蜗壳，然后通过风道泡沫、风道盖板进入冰箱内胆空间，内胆空间内气流经风道盖板下方的回风口循环流入，如此形成整个送风系统气流循环。

所述离心风机进出风方向和送风系统进出风方向相吻合。

所述蜗壳包括相互呼应的上、下风道型线，所述叶轮设置在所述上、下风道型线中间。

其中，所述上风道型线整体为圆滑的曲线，其在靠近叶轮的一段为与叶轮边缘等距的圆弧段，然后由该圆弧段一端圆滑过渡到一段向所述叶轮一侧突出的蜗舌段，该蜗舌段圆滑过渡到一上倾段，所述圆弧段的另一端圆滑过渡到向下微倾的直线段。其中，所述上倾段相对于所述叶轮一侧外凸。

其中，所述下风道型线整体为圆滑的曲线，下风道型线在靠近叶轮的一段为与叶轮边缘等距的圆弧段，然后由该圆弧段一端圆滑过渡到一段向所述叶轮一侧突出的蜗舌段，该蜗舌段圆滑过渡到一下倾段，所述圆弧段的另一端圆滑过渡到向上微倾的直线段，下风道型线的蜗舌段与上风道型线的蜗舌段以所述叶轮为对称中心作对称设置。其中，所述下倾段相对于所述叶轮一侧外凸。

再进一步地，所述电机支架上的导风圈带有内凹的弧形。

其中，所述送风系统装配后通过螺钉和卡扣结构安装固定在冰箱内胆上。

上述送风系统具体组装如下：

电机和叶轮固定后，通过连接件固定到风道泡沫上，风道泡沫固定到风道盖板上，然后电机支架和风道盖板卡装固定连接。固定后，叶轮位于离心风道中间区域。

具体工作原理如下：

在叶轮旋转形成负压的作用下，气流流经蒸发器制冷后沿电机支架上的导风圈进入叶轮，获得动能后气流从两个方向进入双蜗舌弧形离心风道，然后通过风道泡沫的出风口从两侧进入内胆空间，部分气流经风道盖板上方的出风口进入冷藏室内胆，内胆空间内气流经风道盖板下方的回风口循环流入，如此循环形成整个送风系统循环。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果：

1、采用离心风机代替轴流风机，冰箱内胆空间的气流在叶轮旋转形成负压区的作用下，在内胆空间形成良好的气流循环，提高了冷空气的循环效率。离心风机风道气流对固体壁面的冲击小，气动噪音较低，能量损耗也较少。

2、本发明采用的离心风机送风系统整个装配完成后通过螺钉与卡扣结构与内胆装配，利于集成模块化供货安装，有利减少因振动引发的气动噪音。

3、合理的双蜗舌弧形离心风道以及弧形导风圈结构对增加风量，合理分配风量具有重要作用。

本发明采用全新的离心风机配合合理的风道设计，从而获得较好的流动轨迹，降低送风系统的结构振动和气动噪声，并有效减少送风系统部件数目，减少安装工序，减少送风系统所占的空间，进而增大冰箱内胆容积，降低成本，降低能耗，节能减排。

附图说明

图1是本发明所述用于风冷冰箱的送风系统整体装配示意图；

图2是本发明所述送风系统的爆炸示意图一；

图3是本发明所述送风系统的爆炸示意图二；

图4是叶轮的结构示意图；

图5是电机支架上的双蜗舌弧形离心风道的结构示意图；

图6是安装有叶轮的电机支架结构示意图；

图7电机支架的正面结构示意图；

图8是图7的A-A剖视放大图；

图9是采用本发明所述送风系统的风冷冰箱的整体结构示意图；

图10是图9B处的风冷系统装配处局部放大图；

其中：

1、离心风机；11、电机；12、叶轮；13、蜗壳；131、圆弧段；132、蜗舌段；133、上倾段；134、直线段；135、圆弧段；136、蜗舌段；137、下倾段；138、直线段；2、电机支架；21、导风圈；211、弧形；3、蒸发器；4、风道泡沫；5、风道盖板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为了从根本上改善气流循环方式，本发明采用离心风机并配合合理的风道取代以往的轴流风机结构，使冰箱内气流循环更加合理，有效减少了流道的能量损失，降低了气动噪音。

参考图1-3所示，一种用于大容积风冷冰箱的送风系统，包括风道和离心风机1，离心风机1采用双向出风口的离心风机，采用紧凑型外转子式结构，包括电机11、叶轮12和蜗壳13，风道为上下分离的双蜗舌弧形离心风道，蜗壳13由上述双蜗舌弧形离心风道组成。

送风系统还包括电机支架2、蒸发器3、风道泡沫4、风道盖板5及送风空间，电机支架2上设有导风圈21，送风空间是由风道、冰箱内胆、蒸发器3、风道泡沫4及风道盖板5所围成的空间区域，风道设在电机支架2上，离心风机1进出风方向和送风系统进出风方向相吻合，在电机11带动叶轮12旋转形成负压的作用下，气流流经蒸发器3制冷后沿电机支架2上的导风圈21进入叶轮12，获得动能后气流从叶轮12两个方向进入蜗壳13，然后通过风道泡沫4、风道盖板5进入冰箱内胆空间，内胆空间内气流经风道盖板5下方的回风口循环流入，如此形成整个送风系统气流循环。

如图5所示，蜗壳13由双蜗舌弧形离心风道组成，如图6所示，离心风机1进出风方向和送风系统进出风方向相吻合。

如图4所示，叶轮12的结构示意图；

离心风机1采用紧凑型外转子式离心风机。离心风机1进风方向与出风方向成90度，气流的出风方向沿风机径向，这样送风系统的进出风方向与离心风机1本身的进出风方向相吻合，有效避免气流对风道盖板5的冲击损失。

如图5和7所示，蜗壳13包括相互呼应的上、下风道型线，叶轮12设置在上、下风道型线中间。

上风道型线整体为圆滑的曲线，其在靠近叶轮12的一段为与叶轮12边缘等距的圆弧段131，然后由该圆弧段131一端圆滑过渡到一段向叶轮12一侧突出的蜗舌段1332，该蜗舌段1332圆滑过渡到一上倾段133，上倾段133相对于叶轮12一侧外凸，圆弧段131的另一端圆滑过渡到向下微倾的直线段134；

下风道型线整体为圆滑的曲线，下风道型线在靠近叶轮12的一段为与叶轮12边缘等距的圆弧段135，然后由该圆弧段135一端圆滑过渡到一段向叶轮12一侧突出的蜗舌段136，该蜗舌段136圆滑过渡到一下倾段137，下倾段137相对于叶轮12一侧外凸，圆弧段135的另一端圆滑过渡到向上微倾的直线段138，下风道型线的蜗舌段136与上风道型线的蜗舌段1332以叶轮12为对称中心作中心对称设置。

上、下风道型线组合成一个合理的离心风道，使得离心风机1的进出风方向和送风系统的进出风方向相吻合，有效降低气流对风道盖板5的冲击，而且可以实现向两侧上下方向同时送风，通过调整风口尺寸以及风道型线轨迹可以根据冰箱压损和风量的要求调节离心风道设计。

如图8所示，电机支架2上的导风圈21带有内凹的弧形211，在保证风量的基础上降低噪音。

如图9和10所示，一种风冷冰箱，包括送风系统，该送风系统采用上述实施例所述结构，送风系统装配后通过螺钉和卡扣结构安装固定在冰箱内胆上。

送风系统在冰箱内的具体工作流程如下：

在叶轮12旋转形成负压的作用下，气流流经蒸发器3制冷后沿电机支架2上的导风圈21进入叶轮12，获得动能后通过风道泡沫4的出风口从两侧进入内胆空间，部分气流经风道盖板5上方的出风口进入冷藏室内胆，内胆空间内气流经风道盖板5下方的回风口循环流入，如此循环形成整个风路系统循环。

本发明关键采用离心风机替换轴流风机，离心风机结构采用外转子式紧凑结构。采用离心风机是依靠叶轮旋转形成的负压作用下，将流经蒸发器的冷空气抽吸进叶轮，通过离心风道的设计分配气流进入内胆空间，从而形成内胆内良好的气流循环。与离心风机配合的双蜗舌弧形离心风道以及电机支架上导风圈的弧形结构，同样对提高气流循环效率、降低流动损失、降低能耗，降低冰箱整机的噪声都具有重要作用。

从采用离心风机及其风道送风系统的性能曲线中可以得知，离心风机的工作区域在最高效率点附近，整个系统工作效率较高，能量损失较低，利于提高冰箱整体的能耗水平。

随着计算机技术及计算流体动力学（ComputationalFluidDynamics，简称CFD）的发展，以及其具有周期短、成本低、可以有效分析各种影响因素以及定量化流场参数等优点，使其成为流体机械研究和设计研发领域中的一种全新手段，可以做到在风道设计阶段就能够较为准确地预估其气动性能和声学特性，为风道的参数优化和结构设计提供依据，并且可以减少试验的费用和工作量，缩短研发周期，提高企业的经济效益。

本发明通过结合计算流体动力学（CFD）仿真分析和实验数据分析等手段，设计合理的流道型线、蜗舌尺寸等参数，使风道的性能得到提升，达到送风系统高效低噪的要求。

从CFD分析结果可以得知，气流贴附流道型线流场平稳，气流沿流道均匀流动，流道压力场分布合理，验证了该风道设计方法的可靠性。

通过电冰箱整机性能及噪音测试试验对比，采用本发明结构对整机性能及噪音均有很好的改善，送风系统噪音可以降低2~3dB（声压级），风量可以提高20%左右，送风系统能耗可以减低15%左右。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于大容积风冷冰箱的送风系统，包括风道和风机，其特征在于：所述风机采用双向出风口的离心风机；

所述离心风机采用紧凑型外转子式结构，包括电机、叶轮和蜗壳，所述风道为上下分离的双蜗舌弧形离心风道，所述蜗壳由上述双蜗舌弧形离心风道组成；

所述送风系统还包括电机支架、蒸发器、风道泡沫、风道盖板及送风空间，所述电机支架上设有导风圈，所述送风空间是由所述风道、冰箱内胆、蒸发器、风道泡沫及风道盖板所围成的空间区域，所述风道设在电机支架上，所述离心风机进出风方向和送风系统进出风方向相吻合，在电机带动叶轮旋转形成负压的作用下，气流流经蒸发器制冷后沿电机支架上的导风圈进入叶轮，获得动能后气流从叶轮两个方向进入蜗壳，然后通过风道泡沫、风道盖板进入冰箱内胆空间，内胆空间内气流经风道盖板下方的回风口循环流入，如此形成整个送风系统气流循环；

所述蜗壳包括相互呼应的上、下风道型线，所述叶轮设置在所述上、下风道型线中间；

所述上风道型线整体为圆滑的曲线，其在靠近叶轮的一段为与叶轮边缘等距的圆弧段，然后由该圆弧段一端圆滑过渡到一段向所述叶轮一侧突出的蜗舌段，该蜗舌段圆滑过渡到一上倾段，所述圆弧段的另一端圆滑过渡到向下微倾的直线段。

2.根据权利要求1所述用于大容积风冷冰箱的送风系统，其特征在于：所述上倾段相对于所述叶轮一侧外凸。

3.根据权利要求1所述用于大容积风冷冰箱的送风系统，其特征在于：所述下风道型线整体为圆滑的曲线，下风道型线在靠近叶轮的一段为与叶轮边缘等距的圆弧段，然后由该圆弧段一端圆滑过渡到一段向所述叶轮一侧突出的蜗舌段，该蜗舌段圆滑过渡到一下倾段，所述圆弧段的另一端圆滑过渡到向上微倾的直线段，下风道型线的蜗舌段与上风道型线的蜗舌段以所述叶轮为对称中心作对称设置。

4.根据权利要求3所述用于大容积风冷冰箱的送风系统，其特征在于：所述下倾段相对于所述叶轮一侧外凸。

5.根据权利要求1或3所述用于大容积风冷冰箱的送风系统，其特征在于：所述电机支架上的导风圈带有内凹的弧形。

6.一种风冷冰箱，其特征在于采用上述任一权利要求所述的送风系统。