CN111351200B - 导风板组件和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种导风板组件和空调器，其中导风板组件包括导风板和多个机翼板，所述导风板具有导风面；所述机翼板通过连接件安装于所述导风面，所述机翼板具有前缘、后缘、腹面和背面，所述腹面和所述背面均连接所述前缘和所述后缘，所述前缘与所述导风面之间具有沿所述导风板宽度方向贯通的过风间隙，所述腹面位于所述背面与所述导风面之间；其中，所述多个机翼板形成有第一机翼组和第二机翼组，所述第一机翼组和所述第二机翼组均包括多个沿所述导风板长度方向间隔排布的所述机翼板，所述第二机翼组位于所述第一机翼组导风方向上的下游。本发明的技术方案可以实现迅速传热，将气流轻柔化，实现无风感或者微风感效果。

Description

导风板组件和空调器

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种导风板组件和空调器。

背景技术

空调器中，出风口设置的导风板主要是采用与送风流呈一定角度的导风板，通过阻碍和引导控制送风方向。

然而这种导风板送风时，气流流速较快，容易导致冷风直吹，从而引起用户不适甚至感冒。

当前无风感空调主要通过在导风板上设置微孔，通过对气流进行降压增速，使多股气流从微孔喷出，在出风口区域形成多处高速扰动源，达到出风口气流与环境气流的快速掺混，达到降低空调出风距离，同时保持足够的制冷能力。

由于现有微孔导风板的风阻较大，在风量较大时，受到导风板自身的限制，气流难以迅速从导风板流出，造成风力浪费，也难以快速达到无风感要求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种导风板组件，旨在解决现有微孔导风板风阻偏大，无风感效果尚且不佳的技术问题。

为解决上述问题，本实用性提供一种导风板组件，包括：

导风板，所述导风板具有导风面；

多个机翼板，所述机翼板通过连接件安装于所述导风面，所述机翼板具有前缘、后缘、腹面和背面，所述腹面和所述背面均连接所述前缘和所述后缘，所述前缘与所述导风面之间具有沿所述导风板宽度方向贯通的过风间隙，，所述腹面位于所述背面与所述导风面之间；

其中，所述多个机翼板形成有第一机翼组和第二机翼组，所述第一机翼组和所述第二机翼组均包括多个沿所述导风板长度方向间隔排布的所述机翼板，所述第二机翼组位于所述第一机翼组导风方向上的下游，所述第二机翼组中至少部分所述机翼板相对于所述导风板的位置，低于所述第一机翼组中至少部分所述机翼板相对于所述导风板的位置。

在一实施例中，所述前缘与所述机翼板的最大厚度处的距离小于所述后缘与所述机翼板的最大厚度处的距离。

在一实施例中，所述前缘与所述导风面之间的间距小于所述后缘与所述导风面之间的间距；所述导风板具有沿其长度方向延伸的第一边缘和第二边缘，所述前缘与所述后缘所在的平面为S₁，所述第一边缘与所述第二边缘所在平面为S₂，其中，S₁与S₂的夹角为α，α不小于5°，且不大于80°。

在一实施例中，所述机翼板相对于所述导风板的迎角不小于35°，且不大于55°。

在一实施例中，所述机翼板的弦长为C，所述机翼板的翼展为L，C/L的值大于1。

在一实施例中，C/L的值不小于1.5，且不大于4。

在一实施例中，相邻的两所述机翼板之间的间距为D，所述机翼板的翼展为L，D不小于1.3L，不大于2L。

在一实施例中，所述连接件包括将所述第一机翼组中的机翼板连接于所述导风面的第一连接杆，所述连接件还包括将所述第二机翼组中的机翼板连接于所述导风面的第二连接杆，所述第一连接杆连接所述第二连接杆。

在一实施例中，所述第二机翼组中所述机翼板相对于所述导风板的位置，低于所述第一机翼组中所述机翼板相对于所述导风板的位置。

在一实施例中，所述第二机翼组中的所述机翼板与所述第一机翼组中的所述机翼板在所述导风板宽度方向上错开设置。

在一实施例中，所述第二机翼组中的所述机翼板位于所述第一机翼组中的所述机翼板的下方。

在一实施例中，所述背面为弧面，所述腹面为平面或弧面。

本发明还公开一种空调器，具有出风口，所述出风口处安装有导风板组件，所述导风板组件包括导风板和多个机翼板，所述导风板具有导风面；所述机翼板通过连接件安装于所述导风面，所述机翼板具有前缘、后缘、腹面和背面，所述腹面和所述背面均连接所述前缘和所述后缘，所述前缘与所述导风面之间具有沿所述导风板宽度方向贯通的过风间隙，，所述腹面位于所述背面与所述导风面之间；其中，所述多个机翼板形成有第一机翼组和第二机翼组，所述第一机翼组和所述第二机翼组均包括多个沿所述导风板长度方向间隔排布的所述机翼板，所述第二机翼组位于所述第一机翼组导风方向上的下游，所述第二机翼组中至少部分所述机翼板相对于所述导风板的位置，低于所述第一机翼组中至少部分所述机翼板相对于所述导风板的位置。

本发明的技术方案通过在导风板上设置机翼板，气流沿着机翼板的前缘流向机翼板的后缘时，在机翼板后缘形成涡旋，形成的涡旋在后续运行过程中，涡旋半径逐渐扩大，涡旋速度逐渐降低，从而可以实现迅速传热，将气流轻柔化，实现无风感或者微风感效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明导风板组件一实施例的结构示意图；

图2为图1中导风板组件另一视角的结构示意图；

图3为图1中导风板组件又一视角的结构示意图；

图4为图2中导风板组件的侧视图；

图5为图2中导风板组件的俯视图；

图6为图2中导风板组件中机翼板的翼剖面结构示意图；

图7为图6中导风板组件中导流板的前缘和后缘到该机翼板最大厚度处的距离对比图；

图8为图2中机翼板的立体图；

图9为气流由机翼板前缘流向后缘的流场示意图；

图10为气流由机翼板的前缘向后流动的气流流场示意图；其中α＝15°；

图11为气流由机翼板的前缘向后流动的气流流场示意图；其中α＝25°；

图12为气流由机翼板的前缘向后流动的气流流场示意图；其中α＝55°；

图13为气流由机翼板的前缘向后流动的气流流场示意图；其中α＝70°；

图14为气流由机翼板的前缘向后流动的气流流场示意图；其中C/L＝2；

图15为气流由机翼板的前缘向后流动的气流流场示意图；其中C/L＝5；

图16为气流由机翼板的前缘向后流动的气流流场示意图；其中C/L＝10；

图17为气流在机翼板后缘的流动示意图；其中C/L＝3、2、1.5；

图18为气流经过本发明导风板组件时，涡旋形态、交汇区X及无风感区W的示意图；

图19为气流流过现有技术中普通导风板时的气流流场图；

图20为气流流过本申请中多个机翼板时的气流流场图；

图21为气流流过本申请中多个机翼板时的流动示意图；其中因D/L值偏小，相邻的两机翼板产生的涡旋向交汇了；

图22为气流流过本申请中多个机翼板时的流动示意图；其中D/L值合适，相邻的两机翼板产生的涡旋没有交汇。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	导风板组件	11	导风板
12	机翼板	13	连接件
				11a	导风面	11b	背风面
12c	侧面	121	前缘
				122	后缘	12a	腹面
12b	背面	X	涡旋气流交汇区
				W	无风感区	P	过风间隙

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明实提出了一种导风板组件及包含有该导风板组件的空调器。

请参阅图1至图5，导风板组件10包括导风板11多个机翼板12，所述导风板11具有导风面11a；所述机翼板12通过连接件13安装于所述导风面11a，所述机翼板12具有前缘121、后缘122、腹面12a和背面12b，所述腹面12a和所述背面12b均连接所述前缘121和所述后缘122，所述前缘121与所述导风面11a之间具有沿所述导风板11宽度方向贯通的过风间隙P，所述腹面12a位于所述背面12b与所述导风面11a之间。

其中，所述多个机翼板12形成有第一机翼组和第二机翼组，所述第一机翼组和所述第二机翼组均包括多个沿所述导风板11长度方向间隔排布的所述机翼板12，所述第二机翼组位于所述第一机翼组导风方向上的下游，所述第二机翼组中至少部分所述机翼板12相对于所述导风板11的位置，低于所述第一机翼组中至少部分所述机翼板12相对于所述导风板11的位置。

对于导风板11而言，其大致呈方形板状结构，导风板11自身是具有沿其长度方向延伸且呈相对设置的第一侧边和第二侧边，另外，导风板11还具有与所述导风面11a相对的背风面11b(背风面11b在一定角度时，也具有导风功能)。当然，该导风板11也可以具有一定的弧度，例如导风面11a具有一定凹弧，背风面11b也可以具有一定弧度。

请参阅图6至图8对于机翼板12而言，顾名思义，其结构类似飞机的机翼。该机翼板12的前缘121指代机翼板12在迎风时的前部边缘，后缘122指代机翼板12迎风时的尾缘，也就是机翼板12在迎风时，气流由前缘121流向后缘122。对于该翼剖面，机翼板12的背面弧长(由前缘121沿着背面12b延伸至后缘122的弧线长度)大于机翼板12的腹面12a直线长度或弧线长度。对于该机翼板12，机翼板12自身还具有位于腹面12a与背面12b之间的两侧面12c，翼展L指该机翼板12的相对两个侧面之间的间距(对于两个侧面12c之间的间距均匀而言)。弦长C是指代前缘121与后缘122之间直线距离。所述前缘121与所述机翼板12的最大厚度处的距离L₁小于所述后缘122与所述机翼板12的最大厚度处的距离L₂。对于所述背面12b而言，其为弧面，对于所述腹面12a而言，其可以为平面，亦可为弧面。

对于机翼板12与导风板11的安装，机翼板12自身是与导风面11a存在一定间距的，以便于气流通过，机翼板12与导风板11是通过连接件13相连的，一方面，连接件13可以是柱状结构，也可以是设置在导风面11a上的规则或者不规则的凸起，当然也可以是设置在机翼板12表面的规则或者不规则的凸起。再一方面，连接件13一端连接导风面11a，另一端可以是与机翼板12的侧面、背面12b或者腹面12a连接的。又一方面，连接件13还可以是片状结构，例如该片状结构是沿着气流方向延伸的，一方面可以起到导流作用，另一方面还可以降低气流阻力，再一方面，对经过导风面11a的气流还具有一定的分割作用，减缓涡流的形成。

对于空调而言，其出风口的风速大概在0.5m/s～4m/s，以4m/s为例，通过普通板状导风板导风后，经过5m左右的距离后，风速大致可以降低为0。而经过本申请导风板组件后，经过2m左右的距离后，风速大致可以降低为0，在出风口至气流吹出2m的范围内，吹出的气流与室内空气充分换热，在2m开外，几乎无风感。

请参阅图9，当气流沿该导风板11的宽度方向吹过时，由于部分气流会从腹面12a绕到背面12b，同时由于气流是由前缘121流动到后缘122的，所以部分气流相对于机翼会形成螺旋状的涡旋尾流。也就是气流流经导风板11时本来是平直的，经过多机翼板12导流后可形成多个涡旋状尾流，从而增强传质传热效果，提升了对流换热能力；在不减小换热量的前提下减小了气流的行程；在距离出风口较近范围内强对流、强换热，在稍远范围内即可实现轻柔风感的效果。

请参阅图10至图13，可以看到当α＝15°时涡旋强度较弱，当α＝70°时涡旋情况发生明显变化，翼尖涡旋程度很弱。α在15°～70°时翼尖涡旋情况相对较为理想，根据数值仿真可以判断适迎角α的取值范围为15°～70°

，在α＝15°至α＝55°范围内涡旋强度均较强，不同的是α＝15°和α＝25°时涡旋尾流的影响范围较小，不利于带动后方空气旋转。当α＝70°时涡旋情况发生明显变化，翼尖涡程度很弱。α＝25°至α＝55°时翼尖涡情况较为理想。

但是仅凭借流线分布不足以判断α对涡旋尾流的影响。涡量是反应涡旋强度的物理量，翼周围的涡量等值面分布情况如图10至图13所示。

当迎角α＝15°和α＝25°时，涡旋尾流的涡核(图10至图13中，机翼板两侧实体部分)长度最大。但是根据图10至图13流线分布可知，由于迎角α小，其尾流影响范围相对较小，因此该角度适合于较远距离送风、需增强换热效率的使用情景。α＝35°至α＝55°范围内，涡量分布情况相近，而迎角α越大，打散来流的能力越强，因此认为α＝55°时，将气流化为涡旋尾流的效果最好。α＝35°至α＝55°迎角适合于较短距离送风且风感轻柔的设计需求。迎角α过大时，立起的机翼板12会阻塞风道，影响来流风量，且当α＝60°时涡量分布范围出现减小，α＝70°时涡量分布已经很小了，因此综合分析认为α>70°时不再能产生涡旋尾流。

通过数值仿真计算，获得的流线与速度分布如图20和图21所示。机翼板12导风与普通导风出口速度均为4m/s。能够看到机翼板12尾流形成明显涡旋，涡旋前部局部气流速度较大(最大为5.1m/s)，此区域为强传质传热区，而在该区域后方气流速度迅速降低，在稍远范围很快即可达到较为轻柔的风速范围。

本发明的技术方案通过在导风板11上设置机翼板12，气流沿着机翼板12的前缘121流向机翼板12的后缘122时，在机翼板12后缘122形成涡旋，形成的涡旋在后续运行过程中，涡旋半径逐渐扩大，涡旋速度逐渐降低，从而可以实现迅速传热，将气流轻柔化，实现无风感或者微风感效果。

上述实施例中，请参阅图1、图2和图5，机翼板12的数量可以是一个，当然，为了实现更好地导流效果，所述机翼板12的数量为多个，多个所述机翼板12沿所述导风板11的长度方向间隔排布。例如，机翼板12的数量可以是5～12个。

在导风时，气流是沿着导风板11宽度方向吹出的，气流由前缘121沿着背面12b和腹面12a流动至后缘122时，主要是在后缘122且靠近机翼板12两侧侧面的气流会形成涡旋，所以，相对而言，如果机翼板12的翼展越长，相邻两个旋涡之间的间距就越大。请继续参阅图14、图15、图16和图17，为了使气流吹过导风板组件10时，能够产生更多的涡旋，在本实施例中，所述机翼板12的弦长为C，所述机翼板12的翼展为L，C/L＞1。

图14中，C/L＝2，图15中C/L＝4，图16中C/L＝10，图17中C/L＝3、2、1.5，从这三幅图中可以看出，当C/L＝4时，机翼板后缘的两股涡旋几乎接触在一起，所以C/L继续升高，两股涡旋将会相互干涉，从而影响传质和后续的热交换。再本实施例中，1.5≤C/L≤4。

当气流吹过相邻的两个机翼板12时，相邻两个机翼板12的尾尖(后缘122的一端)均会形成涡旋，涡旋随着远离机翼板12的方向流动时，涡旋的半径会越来越大，

在本实施例中，请参阅图21和图22，如两翼距离过近，相邻两翼尖(机翼板12后缘122的两尖端)产生的涡旋容易发生干涉。如果相距过远，会有较多气流不流经翼尖，减少整体的涡旋效果。最佳效果为两相邻翼尖产生的涡旋在远处刚好相近而不想交。

所以，相邻两机翼板12之间的间距不宜过小。另外，如果两机翼板12之间的间距过大，那么吹出的涡旋气流会相对较稀松，不利于传质，也不利于换热。相邻的两所述机翼板12之间的间距为D，1.3L≤D≤2L。

对于机翼板12而言，其尺寸不宜过大，也不宜过小，如果过大，会导致其风阻较大，影响出风量；如果过小，会导致机翼板12后缘122形成的涡旋效果较差。考虑空调出风口大小(一般导风板宽度为60-120mm)，考虑到导风板运动(开、关)，为防止干涉，机翼板12弦长C最大需控制在80mm以内。机翼板12的弦长C较小，不利于较大规模翼尖涡的形成，故限制最小值为20mm。由于涡旋主要于翼尖产生，翼展过长无益于涡旋的增强，过短两翼尖涡发生干涉，也不利于涡旋生成。

在本实施例中，机翼板12的翼展L的尺寸范围在10mm～50mm内，较佳的，翼展的尺寸范围在25mm～40mm。

对于翼展范围在25mm～40mm的机翼板12而言，除了要满足1.5≤C/L≤4。机翼板12的弦长也不宜过长，所以在该比率其基础上，所述机翼板12的弦长C可进一步控制在40mm至60mm之间。

上述实施例中对柱状连接件13和片状连接件13均有介绍，在本实施例中，将对连接件13更进一步的描述。

对于柱状连接件13而言(图中未示出柱状连接件13的实施例)，气流穿过多个柱状连接件13之后，每个柱状连接件形成一对涡街，然后继续向前方传播，吹出的气流具有卡门涡街效应，从而可以快速与室内空气的掺混，进一步提高了换热混流效应。所以在此，将柱状连接件13设置在靠近前缘121的位置，在空间位置上，可以拉大涡街与涡旋之间的跨度，避免二者相互干涉。另外，在相邻的两涡旋半径扩大交汇前，相邻的两涡旋之间的区域受到气流影响较小(空气直吹)，所以如果柱状连接件13连接所述背面12b的位置位于所述翼展的中垂线处，那么刚好可以弥补相邻两涡旋之间的空白区。

请参阅图2和图3，对于片状连接件13而言，由于该结构对气流具有一定的分割作用，从而可以大幅降低涡流形成(涡流的提前形成，不利于机翼板12后缘122涡旋的形成，涡流会冲乱涡旋)，所以，将片状连接件13设置在靠近前缘121的位置，可以对气流起到整流的作用，在气流流经机翼板12时，大幅降低后续气流的涡流现象。如果片状连接件13的位置在翼展的中垂线上，那么，机翼板12后缘122两个尾尖形成的涡旋的半径和流速可以保持一致，总体传质和传热更均匀。

所述连接件13包括将所述第一机翼组中的机翼板12连接于所述导风面的第一连接杆131，所述连接件13还包括将所述第二机翼组中的机翼板12连接于所述导风面11a的第二连接杆132，所述第一连接杆131连接所述第二连接杆132。

在另一较佳实施例中，所述第二机翼组中所述机翼板12相对于所述导风板11的位置，低于所述第一机翼组中所述机翼板12相对于所述导风板11的位置。

为了气流涡旋所占据的面积，从而提高换热系数，在又一实施例中，所述第二机翼组中的所述机翼板12与所述第一机翼组中的所述机翼板12在所述导风板宽度方向上错开设置。

为了避免两机翼组在导流方向上相互干涉，在本实施例中，所述第二机翼组中的所述机翼板12位于所述第一机翼组中的所述机翼板12的下方。从而可以将涡旋气流分两层导出，提高了换热量，也避免了前后涡旋的干涉。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种导风板组件，其特征在于，包括：

导风板，所述导风板具有导风面；

多个机翼板，所述机翼板通过连接件安装于所述导风面，所述机翼板具有前缘、后缘、腹面和背面，所述腹面和所述背面均连接所述前缘和所述后缘，所述前缘与所述导风面之间具有沿所述导风板宽度方向贯通的过风间隙，所述腹面位于所述背面与所述导风面之间；

其中，所述多个机翼板形成有第一机翼组和第二机翼组，所述第一机翼组和所述第二机翼组均包括多个沿所述导风板长度方向间隔排布的所述机翼板，所述第二机翼组位于所述第一机翼组导风方向上的下游，所述第二机翼组中至少部分所述机翼板相对于所述导风板的位置，低于所述第一机翼组中至少部分所述机翼板相对于所述导风板的位置；

所述前缘与所述机翼板的最大厚度处的距离小于所述后缘与所述机翼板的最大厚度处的距离；

所述前缘与所述导风面之间的间距小于所述后缘与所述导风面之间的间距；所述导风板具有沿其长度方向延伸的第一边缘和第二边缘，所述前缘与所述后缘所在的平面为S₁，所述第一边缘与所述第二边缘所在平面为S₂，其中，S₁与S₂的夹角为α，α不小于15°，且不大于70°；

所述背面对应所述机翼板的翼剖面的弧长，大于所述腹面对应所述机翼板的翼剖面的弧长或者直线长度。

2.如权利要求1所述的导风板组件，其特征在于，所述机翼板相对于所述导风板的迎角不小于25°，且不大于55°。

3.如权利要求2所述的导风板组件，其特征在于，所述机翼板的弦长为C，所述机翼板的翼展为L，C/L的值大于1。

4.如权利要求3所述的导风板组件，其特征在于，C/L的值不小于1.5，且不大于4。

5.如权利要求3所述的导风板组件，其特征在于，相邻的两所述机翼板之间的间距为D，所述机翼板的翼展为L，D不小于1.3L，不大于2L。

6.如权利要求1至5任意一项所述的导风板组件，其特征在于，所述连接件包括将所述第一机翼组中的机翼板连接于所述导风面的第一连接杆，所述连接件还包括将所述第二机翼组中的机翼板连接于所述导风面的第二连接杆，所述第一连接杆连接所述第二连接杆。

7.如权利要求1至5任意一项所述的导风板组件，其特征在于，所述第二机翼组中所述机翼板相对于所述导风板的位置，低于所述第一机翼组中所述机翼板相对于所述导风板的位置。

8.如权利要求1至5任意一项所述的导风板组件，其特征在于，所述第二机翼组中的所述机翼板与所述第一机翼组中的所述机翼板在所述导风板宽度方向上错开设置。

9.如权利要求1至5任意一项所述的导风板组件，其特征在于，所述第二机翼组中的所述机翼板位于所述第一机翼组中的所述机翼板的下方。

10.如权利要求1至5任意一项所述的导风板组件，其特征在于，所述背面为弧面，所述腹面为平面或弧面。

11.一种空调器，具有出风口，其特征在于，所述出风口处安装有如权利要求1至10任意一项所述的导风板组件。