CN111156197A - 出风导流盖、混流风机组件及空调设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种出风导流盖、混流风机组件及空调设备。出风导流盖外壁面为沿着出风方向渐缩的回转面，包括：在回转面的回转轴线上并沿着出风方向依序分布的第一段、第二段和第三段。将出风导流盖的外壁面设计成子午线分别为线段、圆弧和抛物线的三段式曲面，根据康达效应，使气流能够有效附着导流盖外壁面，重新配置出风速度和分布，从而获得较好的出风导流性能，并有效降低涡流噪声。在应用于混流风机时本公开实施例能够有效地改善混流风机的出风均匀性，满足换热器表面风量分布要求。

Description

出风导流盖、混流风机组件及空调设备

技术领域

本公开涉及风机领域，尤其涉及一种出风导流盖、混流风机组件及空调设备。

背景技术

风路系统是空调器内用于促使空调器作用区域内的空气加快热交换的组成部分之一。为了提高空调设备的品质和舒适性，需要针对不同需求和机型搭配合适的风机。

为满足风量和压头指标，发明人所知晓的一些空调设备的风路系统采用了混流风机。然而，现有的混流风机出风口处风机电机轴附近无风或风量过小，换热器表面风量分布不均。

发明内容

经研究发现，相关技术中空调设备中的混流风机出风存在风量分布不均的问题，严重影响空调内部换热器表面风速分布及换热性能。

有鉴于此，本公开实施例提供一种出风导流盖、混流风机组件及空调设备，能够提高出风均匀性并降低涡流噪声。

在本公开的一个方面，提供一种出风导流盖，其外壁面为沿着出风方向渐缩的回转面，包括：在回转面的回转轴线上并沿着出风方向依序分布的第一段、第二段和第三段；

其中，第一段的子午线为线段EA；第二段的子午线为圆弧AB，第三段的子午线为抛物线BD，线段EA与圆弧AB相切，圆弧AB与抛物线BD相切，抛物线BD与回转轴线相交于D点。

在一些实施例中，线段EA与回转轴线的垂直面的夹角β的大小为60°～85°。

在一些实施例中，夹角β的大小为75.5°。

在一些实施例中，线段EA的长度为20mm～45mm。

在一些实施例中，线段EA的长度为30mm。

在一些实施例中，圆弧AB的圆心角α的大小为30°～60°，圆弧AB的半径R的大小为10mm～20mm。

在一些实施例中，圆心角α的大小为48.4°，圆弧AB的半径R的大小为15mm。

在一些实施例中，圆弧AB的圆心O在以线段DE上的点O′，半径为4mm～10mm的圆上或圆内，D点到E点的距离DE的大小为80mm～110mm，点O′的位置满足：DO′＝(0.5～0.7)DE。

在一些实施例中，抛物线BD在D点的切线与回转轴线的垂直面的夹角γ的大小为0.5°～3.5°，抛物线BD的B点与回转轴线的距离CD的大小为40mm～50mm，抛物线BD的B点至D点在回转轴线方向上的距离BC的大小为9mm～12mm。

在一些实施例中，夹角γ的大小为1.2°，距离CD的大小为46mm，距离BC的大小为11mm。

在本公开的一个方面，提供一种混流风机组件，包括：混流风机和前述的出风导流盖。

在一些实施例中，还包括：消旋结构；混流风机的出风口与消旋结构的消旋通道的进口对接，出风导流盖安装在消旋通道的出口处。

在本公开的一个方面，提供一种空调设备，包括前述的混流风机组件。

因此，根据本公开实施例，通过将出风导流盖的外壁面设计成子午线分别为线段、圆弧和抛物线的三段式曲面，根据康达效应，使气流能够有效附着导流盖外壁面，重新配置出风速度和分布，从而获得较好的出风导流性能，并有效降低涡流噪声。在应用于混流风机时本公开实施例能够有效地改善混流风机的出风均匀性，满足换热器表面风量分布要求。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开混流风机组件的一些实施例的结构示意图；

图2是根据本公开出风导流盖的一些实施例的结构示意图；

图3是根据本公开出风导流盖的一些实施例中外壁面的子午线示意图；

图4是根据本公开出风导流盖的一些实施例安装在消旋通道出口处的结构示意图；

图5是根据本公开出风导流盖的一些实施例中第一段的对应压力分布图；

图6是根据本公开出风导流盖的一些实施例中第二段的对应速度矢量图；

图7a和图7b分别为发明人知晓的参考出风导流盖实例和本公开出风导流盖实施例的仿真速度云图；

图8a和图8b分别为发明人知晓的参考出风导流盖实例和本公开出风导流盖实施例的速度矢量图。

附图标记说明

1、混流风机导流器；2、混流风机叶轮；3、消旋结构；4、出风导流盖；41、第一段；42、第二段；43、第三段。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

下面以本公开出风导流盖应用于混流风机为例来进行说明。

如图1所示，混流风机组件包括：混流风机、消旋结构3和出风导流盖4。混流风机具体包括混流风机导流器1和混流风机叶轮2，混流风机的出风口与消旋结构3的消旋通道的进口对接，出风导流盖4安装在消旋通道的出口处，出风导流盖4的外壁面为沿着出风方向渐缩的回转面，结合图2和图3所示，其包括在回转面的回转轴线E′D上并沿着出风方向依序分布的第一段41、第二段42和第三段43；其中，第一段41的子午线为线段EA；第二段42的子午线为圆弧AB，第三段43的子午线为抛物线BD，线段EA与圆弧AB相切，圆弧AB与抛物线BD相切，抛物线BD与回转轴线E′D相交于D点。

需要说明的是，本公开中子午线是指平行于回转轴线E′D的平面与外壁面相交的线，由于本公开中出风导流盖4为回转面，为了描述方便，图3仅示出了回转轴线E′D一侧的子午线，另一侧的子午线与该侧的子午线相对于回转轴线E′D对称。

结合图1～图3所示，出风导流盖4的外壁面的曲面轨迹线采用直线-圆弧-抛物线的三段式设计，既充分利用位于出风导流盖4上游的消旋结构3与出风导流盖4的第一段41内收结构特点，提高混合风机消旋部分的静压能，进一步发挥扩压作用；同时能够高效利用气流的黏性作用，使曲面近壁面气流被周围高速气流带动，近壁面压力降低，形成由外向内(内为出风导流盖4的外壁面)逐渐递减的压力梯度，使经混流风机消旋结构3吹出的沿风机轴线方向的垂直气流发生靠近并贴附导流盖的偏转，充分发挥气流康达效应，提高风机吹出气流在流道横截面上的分布均匀性，同时避免导流盖附近高速涡脱落，而使风机出风口产生无法接受的涡流噪音。

结合图2～图6所示，出风导流盖4的第一段41的外壁面采用直线段式设计(图4中画圈部分)，能够配合上端消旋结构3的外壁面形成扩压段，并结合上述康达效应，出风导流盖4外壁面的逐渐倾斜导流作用，使气流压力逐渐增高，避免突变带来的流动损失。

根据气流特性，为了获得良好的分布均匀性，在一些实施例中，线段EA与回转轴线E′D的垂直面的夹角β的大小为60°～85°。在一些实施例中，夹角β的大小为75.5°。在一些实施例中，线段EA的长度为20mm～45mm。在一些实施例中，线段EA的长度为30mm。

结合图2～图6所示，出风导流盖4的第二段42的外壁面采用圆弧段式设计，能够使由上游第一段41流出的气流在此处因离心力的作用进一步形成局部低压区，有利于出风导流盖4附近压力梯度的进一步有效分配，使流出的高速气流更好地附着于出风导流盖外壁面，避免在第一段41出口处发生流动分离，影响康达效应的实现。

根据气流特性，为了获得良好的气流分布均匀性，在一些实施例中，圆弧AB的圆心角α的大小为30°～60°，圆弧AB的半径R的大小为10mm～20mm。在一些实施例中，圆心角α的大小为48.4°，圆弧AB的半径R的大小为15mm。

为减小导流盖空间占比，限制导流盖高度值DE′，固定线段DE长度，在一些实施例中，如图3所示，圆弧AB的圆心O在以线段DE上的点O′为圆心，半径为4mm～10mm的圆上或圆内，D点到E点的距离DE的大小为80mm～110mm，，点O′的位置满足：O′F＝(0.3-0.4)DE′，O′F′＝(0.5-0.6)EE′；亦即O′的位置满足：DO′＝0.5～0.7DE。由此提供给上游气流合适的向心力，使来流继续贴附导流盖壁面，且流动损失较小。其中，O′F为O′点至E点在回转轴线E′D方向上的距离，O′F′为O′点与回转轴线E′D的距离。

综合空间尺寸、上游来流流型及流动状态等条件，在一些实施例中，如图3所示，抛物线BD在D点的切线与回转轴线的垂直面的夹角γ的大小为0.5°～3.5°，抛物线BD的B点与回转轴线的距离CD的大小为40mm～50mm，抛物线BD的B点至D点在回转轴线方向上的距离BC的大小为9mm～12mm。在一些实施例中，夹角γ的大小为1.2°，距离CD的大小为46mm，距离BC的大小为11mm。

参考图1-图4，为了进一步说明本公开混流风机组件相比于发明人知晓的一些混流风机(例如下表中的参考混流风机实例)的优点，提供一些作为参考的仿真数据，如下表：

通过上述表格的仿真数据可知，在相同转速(例如3200rpm)下，相比于参考混流风机实例，本公开混流风机组件实施例在风量、效率和压头等参数都有所提升，气动性能和风噪水平得到明显改善。

如图7a和图7b分别为发明人知晓的参考出风导流盖实例和本公开出风导流盖实施例的仿真速度云图；图8a和图8b分别为发明人知晓的参考出风导流盖实例和本公开出风导流盖实施例的速度矢量图。仿真速度云图和速度矢量图可通过流体动力学分析软件(例如ANSYS CFD-Post软件)仿真得出。通过仿真速度云图和速度矢量图可明显看出，运用本公开出风导流盖实施例的混流风机出口横截面上速度分布更加均匀，沿风机半径方向速度梯度明显减小，有助于提高混流风机所在空调器内，换热器表面风量分布的均匀性。

上述本公开出风导流盖的各实施例可被应用到混流风机组件或者空调设备。相应的，本公开提供了一种混流风机组件，其包括前面任一种的出风导流盖实施例。相应的，本公开提供了一种空调设备，其包括前述的混流风机组件。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (13)

1.一种出风导流盖(4)，其外壁面为沿着出风方向渐缩的回转面，包括：在所述回转面的回转轴线上并沿着出风方向依序分布的第一段(41)、第二段(42)和第三段(43)；

其中，所述第一段(41)的子午线为线段EA；所述第二段(42)的子午线为圆弧AB，所述第三段(43)的子午线为抛物线BD，所述线段EA与所述圆弧AB相切，所述圆弧AB与所述抛物线BD相切，所述抛物线BD与所述回转轴线相交于D点。

2.根据权利要求1所述的出风导流盖(4)，其中，

所述线段EA与所述回转轴线的垂直面的夹角β的大小为60°～85°。

3.根据权利要求2所述的出风导流盖(4)，其中，

所述夹角β的大小为75.5°。

4.根据权利要求1所述的出风导流盖(4)，其中，

所述线段EA的长度为20mm～45mm。

5.根据权利要求4所述的出风导流盖(4)，其中，

所述线段EA的长度为30mm。

6.根据权利要求1所述的出风导流盖(4)，其中，

所述圆弧AB的圆心角α的大小为30°～60°，所述圆弧AB的半径R的大小为10mm～20mm。

7.根据权利要求6所述的出风导流盖(4)，其中，

所述圆心角α的大小为48.4°，所述圆弧AB的半径R的大小为15mm。

8.根据权利要求1所述的出风导流盖(4)，其中，

所述圆弧AB的圆心O在以线段DE上的点O′为圆心，半径为4mm～10mm的圆上或圆内，D点到E点的距离DE的大小为80mm～110mm，点O′的位置满足：DO′＝(0.5～0.7)DE。

9.根据权利要求1所述的出风导流盖(4)，其中，

所述抛物线BD在D点的切线与所述回转轴线的垂直面的夹角γ的大小为0.5°～3.5°，所述抛物线BD的B点与所述回转轴线的距离CD的大小为40mm～50mm，所述抛物线BD的B点至D点在所述回转轴线方向上的距离BC的大小为9mm～12mm。

10.根据权利要求9所述的出风导流盖(4)，其中，

所述夹角γ的大小为1.2°，所述距离CD的大小为46mm，所述距离BC的大小为11mm。

11.一种混流风机组件，包括：

混流风机；和

权利要求1～10任一所述的出风导流盖(4)。

12.根据权利要求11所述的混流风机组件，还包括：

消旋结构(3)；

其中，所述混流风机的出风口与所述消旋结构(3)的消旋通道的进口对接，所述出风导流盖(4)安装在所述消旋通道的出口处。

13.一种空调设备，包括权利要求11所述的混流风机组件。

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