CN111442384A - 立式空调器室内机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种立式空调器室内机。其中立式空调器室内机包括:壳体,其内部限定有空腔,且壳体上开设有进风口和出风口;蒸发器,设置于对应进风口的空腔内部,配置成对通过进风口进入空腔内的空气进行换热;层流风机,设置于空腔内部,配置成利用粘性效应形成层流风,并使层流风从出风口吹出;以及双吸离心风机,设置于空腔内部,配置成将经过蒸发器换热的空气送向层流风机。本发明的立式空调器室内机设置有层流风机,通过粘性效应实现层流送风,送风过程噪音小、风量高,提升用户的使用体验;还设置有双吸离心风机,可以有效提升进入层流风机的风量,进而提升层流风机的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域,特别是涉及一种立式空调器室内机。
背景技术
随着社会发展以及人们的生活水平不断提高,各种空气调节装置已经成为人们日常生活中不可或缺的电气设备之一。各种空气调节装置可以在环境温度过高或过低时,帮助人们达到一个能够适应的温度。
目前的空调调节装置主要包括各种类型的空调器以及风扇,但是大部分用户认为目前的空调器产生的热气或者冷气在房间或密闭的空间内不均匀分布,具有一定的分布局限性。此外,空调器的室内机使用的风扇主要是贯流风扇。但是贯流风扇虽然噪音较低,但是风压太小,送风距离短。并且贯流风扇整体体积大,而实际的有效体积小,造成空间浪费。
发明内容
本发明的一个目的是提供噪音小、风量高、风压大的立式空调器室内机。
本发明一个进一步的目的是使立式空调器室内机的出风均匀柔和,满足用户的舒适性需求。
特别地,本发明提供了一种立式空调器室内机,包括:壳体,其内部限定有空腔,且壳体上开设有进风口和出风口;蒸发器,设置于对应进风口的空腔内部,配置成对通过进风口进入空腔内的空气进行换热;层流风机,设置于空腔内部,配置成利用粘性效应形成层流风,并使层流风从出风口吹出;以及双吸离心风机,设置于空腔内部,配置成将经过蒸发器换热的空气送向层流风机。
可选地,立式空调器室内机还包括:蜗壳,其内部限定有第一容纳腔和第二容纳腔,第一容纳腔和第二容纳腔通过连通通道连通;且双吸离心风机设置于第一容纳腔,层流风机设置于第二容纳腔。
可选地,蜗壳具有两个入口和一个出口,且出口与出风口相对设置;双吸离心风机带动经过蒸发器换热的空气自两个入口进入第一容纳腔,转向后经过连通通道进入第二容纳腔的层流风机,形成层流风从出口排出,进而通过出风口吹出。
可选地,层流风机、双吸离心风机和蜗壳均设置有两个,且壳体包括前面板、后面板、顶板和底板,其中前面板的上部和下部设置有出风口,后面板中上部设置有进风口。
可选地,层流风机包括:层流风扇,包括:多个环形盘片,彼此间隔地平行设置且具有相同的中心轴线,多个环形盘片的中心共同形成有进风通道,空腔内的空气通过进风通道进入多个环形盘片之间的间隙;以及层流电机,与层流风扇连接,且配置成驱动多个环形盘片旋转,以使靠近多个环形盘片表面的空气边界层由内向外旋转移动,从而形成层流风由出风口吹出。
可选地,层流风扇还包括:驱动圆盘,间隔地平行设置于多个环形盘片的一侧;以及连接件,贯穿驱动圆盘和多个环形盘片,以将多个环形盘片连接至驱动圆盘,层流电机还配置成:直接驱动驱动圆盘旋转,进而由驱动圆盘带动多个环形盘片旋转。
可选地,驱动圆盘的中心朝向多个环形盘片形成有凹槽,层流电机固定设置于凹槽中;且驱动圆盘朝向多个环形盘片的一侧具有圆柱形的凸起部,以引导进入层流风扇的空气流动并协助形成层流风;或者驱动圆盘朝向层流电机的表面为平面,朝向多个环形盘片的表面具有圆锥状的凸起部,以引导进入层流风扇的空气流动并协助形成层流风。
可选地,连接件为连接片,连接片的横截面具有沿环形盘片旋转的方向依次设置的两段曲线,两段曲线的弦线长度与层流风扇产生的风量为线性关系。
可选地,连接片的横截面具有沿环形盘片旋转的方向依次设置的双圆弧:内弧和背弧,且内弧和背弧均朝环形盘片旋转的方向凸起,内弧和背弧具有相同的圆心且平行设置或具有不同的圆心且两端均相交。
可选地,多个环形盘片按照以下结构中的一种或几种设置:多个环形盘片的内径由远离驱动圆盘的一侧至另一侧逐渐缩小;多个环形盘片中相邻两个环形盘片之间的间距由远离驱动圆盘的一侧至另一侧逐渐增大;每个环形盘片均为由中心至边缘逐渐靠近驱动圆盘且向驱动圆盘一侧凸起的弧形盘片。
本发明的立式空调器室内机,包括:壳体,其内部限定有空腔,且壳体上开设有进风口和出风口;蒸发器,设置于对应进风口的空腔内部,配置成对通过进风口进入空腔内的空气进行换热;层流风机,设置于空腔内部,配置成利用粘性效应形成层流风,并使层流风从出风口吹出;以及双吸离心风机,设置于空腔内部,配置成将经过蒸发器换热的空气送向层流风机。立式空调器室内机设置有层流风机,通过粘性效应实现层流送风,送风过程噪音小、风量高,有效提升用户的使用体验;还设置有双吸离心风机,可以有效提升进入层流风机的风量,进而提升层流风机的工作效率。
进一步地,本发明的立式空调器室内机,还包括:蜗壳,其内部限定有第一容纳腔和第二容纳腔,第一容纳腔和第二容纳腔通过连通通道连通;且双吸离心风机设置于第一容纳腔,层流风机设置于第二容纳腔。蜗壳具有两个入口和一个出口,且出口与出风口相对设置;双吸离心风机带动经过蒸发器换热的空气自两个入口进入第一容纳腔,转向后经过连通通道进入第二容纳腔的层流风机,形成层流风从出口排出,进而通过出风口吹出。层流风机、双吸离心风机和蜗壳均设置有两个,且壳体包括前面板、后面板、顶板和底板,其中前面板的上部和下部设置有出风口,后面板中上部设置有进风口。上部和下部的两组双吸离心风机和层流风机可以使得立式空调器室内机的出风量和出风舒适度均能够满足用户的需求。
更进一步地,本发明的立式空调器室内机,层流风扇的多个环形盘片可以按照以下结构中的一种或几种设置:多个环形盘片的内径由远离驱动圆盘的一侧至另一侧逐渐缩小;多个环形盘片中相邻两个环形盘片之间的间距由远离驱动圆盘的一侧至另一侧逐渐增大;每个环形盘片均为由中心至边缘逐渐靠近驱动圆盘且向驱动圆盘一侧凸起的弧形盘片。上述设置多个环形盘片的形式均可以有效提升层流风扇的风量,使得层流风扇的出风满足用户的使用需求。此外,连接件可以为连接片,连接片的横截面具有沿环形盘片旋转的方向依次设置的两段曲线,两段曲线的弦线长度与层流风扇产生的风量为线性关系。连接片的设置,可以有效提升层流风扇的风压,使得在层流风通过多个环形盘片之间的间隙吹出后,由于受到压差作用,层流风扇外部的空气通过进风通道被压入环形盘片,如此循环往复,从而形成层流空气循环。多个环形盘片彼此之间的间隙形成的多个排风口可以使得层流风扇实现360°送风,避免用户因空调器直吹送风而产生的多种不适症状,进一步提升用户的使用体验。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
图1是根据本发明一个实施例的立式空调器室内机位于房间的示意图;
图2是根据本发明一个实施例的立式空调器室内机的整体结构示意图;
图3是图2中立式空调器室内机的部件爆炸示意图;
图4是根据本发明一个实施例的立式空调器室内机中层流风扇的空气循环示意图;
图5是根据本发明一个实施例的立式空调器室内机中层流风扇的送风原理示意图;
图6是根据本发明一个实施例的立式空调器室内机中层流风扇的速度分布和受力分布图;
图7是驱动圆盘具有凹槽的层流风扇的结构示意图;
图8是图7中层流风扇的另一视角的结构示意图;
图9是驱动圆盘具有圆锥状凸起部的层流风扇与层流电机的连接示意图;
图10是图9中层流风扇的结构示意图;
图11是图9中层流风扇的横截面示意图;
图12是图11中连接片的弦线长度与风量和风压的关系示意图;
图13是图11中连接片的安装角度与风量和风压的关系示意图;
图14是具有航空叶片的层流风扇的横截面示意图;
图15是图14中层流风扇的航空叶片的安装角度与风量和风压的关系示意图;
图16是多个环形盘片间距渐变的层流风扇与层流电机的连接示意图;
图17是图16中层流风扇与层流电机的另一视角的连接示意图;
图18是图16中层流风扇的多个环形盘片间距渐变与风量和风压的关系示意图;
图19是多个环形盘片内径渐变的层流风扇的局部剖视图;
图20是图19中层流风扇的多个环形盘片内径渐变与风量和风压的关系示意图;
图21是环形盘片为弧形盘片的层流风扇的多个环形盘片在经过中心轴线的同一纵截面上的内外径连线的圆心角示意图;以及
图22是图21中的圆心角与风量和风压的关系示意图。
具体实施方式
本实施例提供了一种立式空调器室内机,设置有层流风扇,通过粘性效应实现层流送风,送风过程噪音小、风量高、风压大,有效提升用户的使用体验;还设置有双吸离心风机,可以有效提升下部的出风量和风压。图1是根据本发明一个实施例的立式空调器室内机300位于房间700的示意图,图2是根据本发明一个实施例的立式空调器室内机300的整体结构示意图,图3是图2中立式空调器室内机300的部件爆炸示意图,图4是根据本发明一个实施例的立式空调器室内机300中层流风扇100的空气循环示意图,图5是根据本发明一个实施例的立式空调器室内机300中层流风扇100的送风原理示意图,图6是根据本发明一个实施例的立式空调器室内机300中层流风扇100的速度分布和受力分布图,图7是驱动圆盘30具有凹槽32的层流风扇100的结构示意图,图8是图7中层流风扇100的另一视角的结构示意图。如图1至图4所示,立式空调器室内机300一般性地可以包括:壳体310、蒸发器381、层流风机110和双吸离心风机610。
其中,壳体310的内部限定有空腔,且壳体310上开设有进风口330和出风口320。蒸发器381设置于对应进风口330的空腔内部,配置成对通过进风口330进入空腔内的空气进行换热。其中蒸发器381具体可以是多种形状,图3中示出的蒸发器381为U型。需要说明的是,蒸发器381的形状和大小可以与进风口330匹配设置,以使通过进风口330进入空腔的空气能够全部经过蒸发器381换热。此外,蒸发器381的下方可以设置有接水盘(图中未示出),以承接蒸发器381产生的冷凝水。
层流风机110可以设置于空腔内部,配置成利用粘性效应形成层流风,并使层流风从出风口320吹出。层流风机110可以包括层流风扇100和层流电机20。其中层流风扇100包括:多个环形盘片10,彼此间隔地平行设置且具有相同的中心轴线,多个环形盘片10的中心共同形成有进风通道11,空腔内的空气通过进风通道11进入多个环形盘片10之间的间隙。层流电机20,与层流风扇100连接,且配置成驱动多个环形盘片10旋转,以使靠近多个环形盘片10表面的空气边界层13由内向外旋转移动,从而形成层流风由出风口320吹出。需要说明的是,层流风扇100设置于对应出风口320的空腔内部,以使层流风顺利从出风口320。
具体地,层流电机20驱动多个环形盘片旋转,以使多个环形盘片与彼此之间的空气接触并相互运动,进而使靠近多个环形盘片表面的空气边界层13因粘性效应被旋转的多个环形盘片带动由内向外旋转移动形成层流风。多个环形盘片之间的间隙形成有多个排风口12,每个排风口12均能够实现360°送风,从排风口12排出的层流风通过出风口320吹出至立式空调器室内机300外部的环境中。层流风扇可以实现360°送风,但是出风口320可以根据实际情况进行设置,分别可以实现不同范围的送风。
双吸离心风机610设置于空腔内部,配置成将经过蒸发器381换热的空气送向层流风机110。双吸离心风机610可以包括双吸离心风扇611和离心电机612,其中离心电机612驱动双吸离心风扇611旋转,双吸离心风机610轴向进风,径向出风,实现转向。立式空调器室内机300还可以包括:蜗壳520,其内部限定有第一容纳腔523和第二容纳腔524,第一容纳腔523和第二容纳腔524通过连通通道525连通;且双吸离心风机610设置于第一容纳腔523,层流风机110设置于第二容纳腔524。
蜗壳520具有两个入口522和一个出口521,且出口521与出风口320相对设置;双吸离心风机610带动经过蒸发器381换热的空气自两个入口522进入第一容纳腔523,转向后经过连通通道525进入第二容纳腔524的层流风机110,形成层流风从出口521排出,进而通过出风口320吹出。其中,上文中转向后经过连通通道525进入第二容纳腔524的层流风机110,具体是进入层流风扇100的进风通道11。出口521和出风口320的形状、大小匹配设置,以使从从出口521排出的层流风可以全部通过出风口320吹出,而不会吹向空腔其他位置,避免影响空腔内其他部件的正常工作。
在一种具体的实施例中,层流风机110、双吸离心风机610和蜗壳520均设置有两个,且壳体310包括前面板311、后面板315、顶板313和底板314,其中前面板311的上部和下部设置有出风口320,后面板315中上部设置有进风口330。也就是说,立式空调器室内机300的上部和下部分别设置有一组双吸离心风机610和层流风机110。利用冷空气下降、热空气上升的原理,在立式空调器室内机300为制冷模式时,上部的离心电机612和层流电机20的转速较高,可以实现整个空间尽快降温;在立式空调器室内机300为制热模式时,下部的离心电机612和层流电机20的转速较高,热风可以直达用户的足部,更加满足用户的使用需求。
本实施例的壳体310横截面为圆形,在其他一些实施例中还可以为四面形等其它形状。此外,本实施例只在前面板311设置有出风口320,可以实现180°出风。在其他一些实施例中,还可以在前面板311和后面板315均设置有出风口320,通过环绕层流风扇100一周设置出风口320,可以实现360°送风。但是需要注意的是,此时蜗壳520的出口521也要匹配设置为360°排风。壳体310的进风口330处可以设置为进风栅的形式,能够将室内空气通过不同方向吸入空腔内部并对空气进行过滤。壳体310的出风口320处可以设置有导风板321,以调节立式空调器室内机300的出风方向。此外,壳体310的出风口320处可以设置有挡风板322,可以滑动式开闭,关闭后可以将出风口320完全遮蔽,提升立式空调器室内机300整体美观度,并有效防止灰尘进入出风口320。
如图4所示,层流风扇100还可以包括:驱动圆盘30和连接件。其中驱动圆盘30间隔地平行设置于多个环形盘片10的一侧。连接件,贯穿驱动圆盘30和多个环形盘片10,以将多个环形盘片10连接至驱动圆盘30。如图7所示,连接件可以是连接片40。层流电机20还可以配置成:直接驱使驱动圆盘30旋转,进而由驱动圆盘30带动多个环形盘片10旋转。也就是说,上文中提到的层流电机20配置成驱动多个环形盘片10旋转是依赖于层流电机20先带动驱动圆盘30旋转,再由驱动圆盘30带动多个环形盘片10旋转。在一种具体的实施例中,驱动圆盘30的半径和多个环形盘片10的外径相同,可以均设置在一定的范围,例如170㎜至180㎜,从而对层流风扇100横向的占用体积进行约束,配合限定环形盘片10的数量和相邻两个环形盘片10之间的间距,对层流风扇100纵向的厚度进行约束,可以有效约束层流风扇100的整体占用体积。需要说明的是,环形盘片10的内径指的是其内圆周的半径;外径指的是其外圆周的半径。上述环形盘片10外径的具体数值仅为例举,而并非对本发明的限定。
如图4所示,多个环形盘片10的中心共同形成有进风通道11,以使层流风扇100外部的空气进入。多个环形盘片10彼此之间的间隙形成有多个排风口12,以供层流风吹出。空气边界层13由内向外旋转移动形成层流风的过程是离心运动,因而离开排风口12时的速度要大于进入进风通道11时的速度。层流风扇100的排风口12与进风通道11进口处的压力差为风压。多个环形盘片10彼此之间的间隙形成的多个排风口12可以使得层流风扇100实现360°均匀送风,避免用户因立式空调器室内机300直吹送风而产生的多种不适症状,进一步提升用户的使用体验。
层流风扇100的送风原理主要来源于尼古拉·特斯拉发现的“特斯拉涡轮机”。特斯拉涡轮机主要利用流体的“层流边界层效应”或者“粘性效应”实现对“涡轮盘片”做功的目的。本实施例的层流风扇100通过层流电机20驱使驱动圆盘30,驱动圆盘30带动多个环形盘片10高速旋转,各环形盘片10间隔内的空气接触并发生相互运动,则靠近各环形盘片10表面的空气边界层13因受粘性剪切力τ作用,被旋转的环形盘片10带动由内向外旋转移动形成层流风。
图6示出的就是空气边界层13受到的粘性剪切力分布τ(y)和速度分布u(y)的示意图。空气边界层13受到的粘性剪切力实际上是各环形盘片10对空气边界层13产生的阻力。图6中的横坐标轴指的是空气边界层13的的移动方向上的距离,纵坐标轴指的是空气边界层13在与移动方向垂直的方向上的高度。ve为空气边界层13内每一点的气流速度,δ为空气边界层13的厚度,τw为环形盘片10表面处的粘性剪切力。τ(y)和u(y)中的变量y指的是空气边界层13在与移动方向垂直的方向上截面的高度,L为环形盘片10内圆周的某一点与环形盘片10表面某一点之间的距离。则τ(y)是在该距离L处,空气边界层13截面的高度为y时受到的粘性剪切力分布;u(y)是在该距离L处,空气边界层13截面的高度为y时的速度分布。
图7和图8所示的层流风扇100的驱动圆盘30的中心朝向多个环形盘片10形成有凹槽32,层流电机20固定设置于凹槽32中。并且,驱动圆盘30朝向多个环形盘片10的一侧具有圆柱形的凸起部31,以引导进入层流风扇100的空气流动并协助形成层流风。
在另一种实施例中,图9是驱动圆盘30具有圆锥状凸起部31的层流风扇100与层流电机20的连接示意图,图10是图9中层流风扇100的结构示意图,
图11是图9中层流风扇100的横截面示意图。图9至图11中的层流风扇100的驱动圆盘30朝向层流电机20的表面为平面,朝向多个环形盘片10的表面具有圆锥状的凸起部31,以引导进入层流风扇100的空气流动并协助形成层流风。
驱动圆盘30的主要作用在于固定承接层流电机20,并与多个环形盘片10通过连接件实现连接,以在层流电机20驱使驱动圆盘30旋转时带动多个环形盘片10旋转。凸起部31不管是圆柱形还是圆锥状,均可以有效引导通过进风通道11进入层流风扇100的空气进入各环形盘片10之间的间隙,进而提高形成层流风的效率。
在一种优选的实施例中,如图9至图11所示,连接件为连接片40,连接片40的横截面具有沿环形盘片10旋转的方向依次设置的两段曲线,两段曲线的弦线长度与层流风扇100产生的风量为线性关系。连接片40可以设置为多个,且均匀间隔地贯穿驱动圆盘30和多个环形盘片10。多个连接片40均匀间隔地贯穿驱动圆盘30和多个环形盘片10,可以保证驱动圆盘30和多个环形盘片10的连接关系稳固,进而保证在层流电机20驱使驱动圆盘30旋转时,驱动圆盘30可以稳定地带动多个环形盘片10旋转,提高层流风扇100的工作可靠性。
需要说明的是,两段曲线41、42可以是圆弧、非圆弧的弧线、直线等线条,直线可以作为一种特殊的曲线。在曲线41两端点之间的距离与曲线42两端点之间的距离相同时,弦线51长度可以是曲线41或曲线42两端点之间的距离。在曲线41两端点之间的距离与曲线42两端点之间的距离不同时,若曲线41和曲线42两端均不相交,则弦线51长度可以是连接片40的横截面除曲线41、42之外的曲线中点的连线长度;若曲线41和曲线42只有一端相交,则弦线51长度可以是连接片40的横截面除曲线41、42之外的曲线中点与相交的端点的连线长度。
如图11所示,连接片40可以为双圆弧叶片401,其横截面具有沿环形盘片10旋转的方向依次设置的双圆弧:内弧41和背弧42,且内弧41和背弧42均朝环形盘片10旋转的方向凸起,具有相同的圆心且平行设置。图11实际上示出的是俯视层流风扇100时的横截面示意图,层流电机20驱动环形盘片10顺时针旋转,背弧42和内弧41凸起的方向与环形盘片10旋转的方向一致。在其他一些实施例中,层流电机20还可以驱动环形盘片10逆时针旋转,此时的背弧42和内弧41的凸起方向可以与图11中示出的相反。
图12是图11中连接片40的弦线51长度与风量和风压的关系示意图。由于图11中层流风扇100的连接片40为双圆弧叶片401,内弧41两端点之间的距离和背弧42两端点之间的距离相同,弦线51长度可以是内弧41或背弧42两端点之间的距离。图12中横坐标轴Bladechord指的是层流风扇100的连接片40的弦线51长度,左纵坐标轴Mass flow rate指的是风量,右纵坐标轴Pressure rise指的是风压。具体地,图12示出的是在层流风扇100的环形盘片10外径、内径、层数、间距、厚度、连接片40的安装角度、层流电机20的转速均保持不变时,弦线51长度与风量和风压的关系示意图。本实施例的连接片40的安装角度可以是:在连接片40和环形盘片10的同一横截面上,内弧41两端点之间的弦线51与经过弦线51中点的环形盘片10的外径52形成的夹角。
在上述提及的各参数均保持不变时,例如在一种优选的实施例中,层流风扇100的环形盘片10外径为175㎜,环形盘片10内径为115㎜,环形盘片10的层数为8层,环形盘片10的间距为13.75㎜,环形盘片10的厚度为2㎜,连接片40的安装角度为25.5°,层流电机20的转速为1000rpm(revolutions per minute,转/分钟),可以发现增加弦线51长度之后,风量和风压均有大幅度的提高,且基本呈线性。考虑到立式空调器室内机300的内在空间有限,对层流风扇100的整体占用体积需要有一定约束。在环形盘片10的外径和内径一定的情况下,虽然弦线51越长,层流风扇100的风量和风压越大,但是也要对弦线51长度进行一定的约束,避免连接片10过度贯穿环形盘片10,导致层流风扇100稳定度下降。总而言之,可以将弦线51长度设置为可达到的最大范围,使得层流风扇100的风量和风压能够满足用户的使用需求。
因此,在上述优选的实施例中,在保证层流风扇100的稳定度的前提下,将弦线51长度设置为可达到的最大范围为:40㎜至42㎜。并且,在将弦线51长度设置为42㎜时,层流风扇100的风量可以达到1741m3/h,风压可以达到118.9Pa,完全可以满足用户的使用需求。此时环形盘片10外径与内径之差为60㎜,弦线51长度设置为42㎜可以使得内弧41和背弧42的两端与环形盘片10的内圆周和外圆周分别有9㎜左右的距离,在保证层流风扇100的稳定度的前提下,将弦线51长度设置为可达到的最大范围,使得层流风扇100的风量和风压能够满足用户的使用需求。
图13是图11中连接片40的安装角度α与风量和风压的关系示意图。由于图11中层流风扇100的连接片40可以为双圆弧叶片401,连接片40的安装角度α实际上指的是:在双圆弧叶片401和环形盘片10的同一横截面上,内弧41两端点之间的弦线51与经过弦线51中点的环形盘片10的外径52形成的夹角。图13中横坐标轴Metal angle(α)指的是层流风扇100的双圆弧叶片401的安装角度,即在双圆弧叶片401和环形盘片10的同一横截面上,内弧41两端点之间的弦线51与经过弦线51中点的环形盘片10的外径52形成的夹角。左纵坐标轴Mass flow rate指的是风量,右纵坐标轴Pressure rise指的是风压。具体地,图13示出的是在层流风扇100的环形盘片10外径、内径、层数、间距、厚度、双圆弧叶片401的弦长、层流电机20的转速均保持不变时,安装角度α与风量和风压的关系示意图。本实施例的双圆弧叶片401的弦长可以是内弧41或背弧42的两端点之间的直线距离。
在上述提及的各参数均保持不变时,例如在一种优选的实施例中,层流风扇100的环形盘片10外径为175㎜,环形盘片10内径为115㎜,环形盘片10的层数为8层,环形盘片10的间距为13.75㎜,环形盘片10的厚度为2㎜,双圆弧叶片401的弦长为35㎜,层流电机20的转速为1000rpm(revolutions per minute,转/分钟),此时综合风量和风压考虑,双圆弧叶片401的安装角度α可以设置为-5°至55°。需要说明的是,在沿环形盘片10旋转的方向上依次为内弧41两端点之间的弦线51、经过弦线51中点的环形盘片10的外径52时,安装角度α为正数;在沿环形盘片10旋转的方向上依次为经过弦线51中点的环形盘片10的外径52、内弧41两端点之间的弦线51时,安装角度α为负数。
图14是具有航空叶片402的层流风扇100的横截面示意图,图15是图14中层流风扇100的航空叶片402的安装角度α与风量和风压的关系示意图。在一种具体的实施例中,连接片40还可以是航空叶片402。航空叶片402的横截面具有朝环形盘片10旋转的方向凸起的双圆弧,且双圆弧包括沿环形盘片10旋转的方向依次设置的内弧41和背弧42,内弧41和背弧42具有不同的圆心且两端均相交。图14实际上示出的是俯视层流风扇100时的横截面示意图,层流电机20驱动环形盘片10顺时针旋转,背弧42和内弧41凸起的方向与环形盘片10旋转的方向一致。在其他一些实施例中,层流电机20还可以驱动环形盘片10逆时针旋转,此时的背弧42和内弧41的凸起方向可以与图14中示出的相反。
图15中的航空叶片402的安装角度α实际上指的是:在航空叶片402和环形盘片10的同一横截面上,内弧41或背弧42两端点之间的弦线51与经过弦线51中点的环形盘片10的外径52形成的夹角。图15中横坐标轴Metal angle(α)指的是层流风扇100的航空叶片402的安装角度,即在航空叶片402和环形盘片10的同一横截面上,内弧41或背弧42两端点之间的弦线51与经过弦线51中点的环形盘片10的外径52形成的夹角。左纵坐标轴Mass flow rate指的是风量,右纵坐标轴Pressure rise指的是风压。具体地,图15示出的是在层流风扇100的环形盘片10外径、内径、层数、间距、厚度、航空叶片402的弦长、层流电机20的转速均保持不变时,安装角度α与风量和风压的关系示意图。本实施例的航空叶片402的弦长可以是内弧41或背弧42的两端点之间的直线距离,即弦线51的长度。
在上述提及的各参数均保持不变时,例如在一种优选的实施例中,层流风扇100的环形盘片10外径为175㎜,环形盘片10内径为115㎜,环形盘片10的层数为8层,环形盘片10的间距为13.75㎜,环形盘片10的厚度为2㎜,航空叶片402的弦长为35㎜,层流电机20的转速为1000rpm(revolutions per minute,转/分钟),此时综合风量和风压考虑,航空叶片402的安装角度α可以设置为-50°至15°。
图16是多个环形盘片10间距渐变的层流风扇100与层流电机20的连接示意图,图17是图16中层流风扇100与层流电机20的另一视角的连接示意图,
图18是图16中层流风扇100的多个环形盘片10间距渐变与风量和风压的关系示意图。
如图16和图17所示,层流风扇100的连接件还可以为连接杆60。连接杆60也可以设置为多个,且均匀间隔地贯穿驱动圆盘30和多个环形盘片10,以保证驱动圆盘30和多个环形盘片10的连接关系稳固,进而保证在层流电机20驱使驱动圆盘30旋转时,驱动圆盘30可以稳定地带动多个环形盘片10旋转,提高层流风扇100的工作可靠性。随着相邻两个环形盘片10之间的间距由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐增大,会有效提升层流风扇100的风量,使得层流风扇100的出风满足用户的使用需求。在一种优选的实施例中,相邻两个环形盘片10之间的间距变化量相同,也就是说,相邻两个环形盘片10之间的间距由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧增大的数值相同。
图18中横坐标轴shrinking uniform expanding Plate distance increase指的是沿着由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧的方向相邻两个环形盘片10之间的间距的变化量,左纵坐标轴Mass flow rate指的是风量,右纵坐标轴Pressure rise指的是风压。并且,相邻两个环形盘片10之间的间距变化量相同,也就是说,相邻两个环形盘片10之间的间距增大或缩小的数值相同。
具体地,图18示出的是在层流风扇100的环形盘片10外径、内径、数量、厚度、层流电机20的转速均保持不变时,多个环形盘片10间距渐变与风量和风压的关系示意图。如图18所示,在上述提及的各参数均保持不变时,多个环形盘片10中每两个相邻的环形盘片10之间的间距由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐变化对风量影响较大,对风压影响很小。当横坐标轴表示的沿着由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧的方向相邻两个环形盘片10之间的间距的变化量为正数时,说明多个环形盘片10中每两个相邻的环形盘片10之间的间距由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐增大;当横坐标轴表示的沿着由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧的方向相邻两个环形盘片10之间的间距的变化量为负数时,说明多个环形盘片10中每两个相邻的环形盘片10之间的间距由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐缩小。
由图18可知,多个环形盘片10中每两个相邻的环形盘片10之间的间距变化量为-1㎜、1㎜和2㎜时,层流风扇100的风量和风压均有很大的改善。综合考虑层流风扇100的风量和风压,将多个环形盘片10中每两个相邻的环形盘片10之间的间距设置为由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐增大。在一种优选的实施例中,层流风扇100的环形盘片10外径为175㎜,环形盘片10内径为115㎜,环形盘片10的数量为8个,环形盘片10的厚度为2㎜,层流电机20的转速为1000rpm(revolutions per minute,转/分钟),此时综合层流风扇100的风量与风压的全面考虑,可以设置8个环形盘片10中相邻两个环形盘片10之间的间距由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧可以依次设置为:13.75㎜、14.75㎜、15.75㎜、16.75㎜、17.75㎜、18.75㎜、19.75㎜,即相邻两个环形盘片10之间的间距由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧依次增大1㎜。需要说明的是,多个环形盘片10中相邻两个环形盘片10之间的间距由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐增大,实际上是指沿着气流在进风通道11中流动的方向,相邻两个环形盘片10之间的间距逐渐增大。
图19是多个环形盘片10内径渐变的层流风扇100的局部剖视图,图20是图19中层流风扇100的多个环形盘片10内径渐变与风量和风压的关系示意图。随着多个环形盘片10的内径由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐缩小,会有效提升层流风扇100的风量,使得层流风扇100的出风满足用户的使用需求。在一种优选的实施例中,相邻两个环形盘片10的内径变化量相同,也就是说,多个环形盘片10的内径由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧缩小的数值相同。
图20中横坐标轴shrinking uniform expanding Inner radius increase指的是每一个环形盘片10的内径与下方相邻的环形盘片10的内径的变化量,左纵坐标轴Massflow rate指的是风量,右纵坐标轴Pressure rise指的是风压。具体地,
图20示出的是在层流风扇100的环形盘片10外径、间距、数量、厚度、层流电机20的转速均保持不变时,多个环形盘片10内径渐变与风量和风压的关系示意图。如图20所示,在上述提及的各参数均保持不变时,多个环形盘片10的内径由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐变化对风量影响较大,对风压影响很小。当横坐标轴表示的每一个环形盘片10的内径与下方相邻的环形盘片10的内径的变化量为正数时,说明多个环形盘片10的内径由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐增加;当横坐标轴表示的每一个环形盘片10的内径与下方相邻的环形盘片10的内径的变化量为负数时,说明多个环形盘片10的内径由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐缩小。
由图20可知,多个环形盘片10的内径由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐缩小时,层流风扇100的风量有所增加,风压稍有减小;多个环形盘片10的内径由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐增加时,层流风扇100的风压稍有增加,风量减小很多。因而综合考虑层流风扇100的风量和风压,将多个环形盘片10的内径设置为由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐缩小。
在一种优选的实施例中,层流风扇100的环形盘片10外径为175㎜,环形盘片10的间距为13.75㎜,环形盘片10的数量为8个,环形盘片10的厚度为2㎜,层流电机20的转速为1000rpm(revolutions per minute,转/分钟),此时综合层流风扇100的风量与风压的全面考虑,可以设置每一个环形盘片10的内径与下方相邻的环形盘片10的内径的变化量为-5mm。即8个环形盘片10的内径由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧可以依次设置为:115㎜、110㎜、105㎜、100㎜、95㎜、90㎜、85㎜、80㎜,每一个环形盘片10的内径都比下方相邻的环形盘片10的内径缩小5㎜。需要说明的是,上文中环形盘片10的间距具体指的是相邻两个环形盘片10之间的间距。而且需要强调的是,多个环形盘片10的内径由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐缩小,实际上是指沿着气流在进风通道11中流动的方向,多个环形盘片10的内径逐渐缩小。
图21是环形盘片10为弧形盘片的层流风扇100的多个环形盘片10在经过中心轴线的同一纵截面上的内外径连线的圆心角示意图,图22是图21中的圆心角与风量和风压的关系示意图。图21中的层流风扇100的每个环形盘片10均为由中心至边缘逐渐靠近驱动圆盘30且向驱动圆盘30一侧凸起的弧形盘片。弧形盘片相较平面盘片可以使得外部空气进入层流风扇100的角度更加符合流体流动,从而更利于外部的空气进入层流风扇100,有效减少风量损失。此外,多个环形盘片10的内径由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐缩小,且多个环形盘片10在经过中心轴线的同一纵截面上的内外径连线形成有圆心角θ。
图22中横坐标轴θ指的是多个环形盘片10在经过中心轴线的同一纵截面上的内外径连线的圆心角,左纵坐标轴Mass flow rate指的是风量,右纵坐标轴Pressure rise指的是风压。具体地,图22示出的是在层流风扇100的环形盘片10外径、层数、间距、厚度、层流电机20的转速均保持不变时,圆心角θ与风量和风压的关系示意图。如图22所示,在上述提及的各参数均保持不变时,随着圆心角θ逐渐增大,层流风扇100的风量先增大后减小,而风压有少许上升。在一种优选的实施例中,层流风扇100的环形盘片10外径为175㎜,环形盘片10的层数为10层,环形盘片10的间距为13.75㎜,环形盘片10的厚度为2㎜,层流电机20的转速为1000rpm(revolutions per minute,转/分钟),此时综合风量和风压考虑,多个环形盘片10在经过中心轴线的同一纵截面上的内外径连线的圆心角θ可以设置为9°至30°。并且如图22所示,在圆心角θ设置为15°时,层流风扇100的风量达到最大值。
本实施例的立式空调器室内机300,包括:壳体310,其内部限定有空腔,且壳体上开设有进风口330和出风口320;蒸发器381,设置于对应进风口330的空腔内部,配置成对通过进风口330进入空腔内的空气进行换热;层流风机110,设置于空腔内部,配置成利用粘性效应形成层流风,并使层流风从出风口320吹出;以及双吸离心风机610,设置于空腔内部,配置成将经过蒸发器381换热的空气送向层流风机110。立式空调器室内机300设置有层流风机110,通过粘性效应实现层流送风,送风过程噪音小、风量高,有效提升用户的使用体验;还设置有双吸离心风机610,可以有效提升进入层流风机110的风量,进而提升层流风机110的工作效率。
进一步地,本实施例的立式空调器室内机300,还包括:蜗壳520,其内部限定有第一容纳腔523和第二容纳腔524,第一容纳腔523和第二容纳腔524通过连通通道525连通;且双吸离心风机610设置于第一容纳腔523,层流风机110设置于第二容纳腔524。蜗壳520具有两个入口522和一个出口521,且出口521与出风口320相对设置;双吸离心风机610带动经过蒸发器381换热的空气自两个入口522进入第一容纳腔523,转向后经过连通通道525进入第二容纳腔524的层流风机110,形成层流风从出口521排出,进而通过出风口320吹出。层流风机110、双吸离心风机610和蜗壳520均设置有两个,且壳体310包括前面板311、后面板315、顶板313和底板314,其中前面板311的上部和下部设置有出风口320,后面板315中上部设置有进风口330。上部和下部的两组双吸离心风机610和层流风机110可以使得立式空调器室内机300的出风量和出风舒适度均能够满足用户的需求。
更进一步地,本实施例的立式空调器室内机300,层流风扇100的多个环形盘片10可以按照以下结构中的一种或几种设置:多个环形盘片10的内径由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐缩小;多个环形盘片10中相邻两个环形盘片10之间的间距由远离驱动圆盘30的一侧至另一侧逐渐增大;每个环形盘片10均为由中心至边缘逐渐靠近驱动圆盘30且向驱动圆盘30一侧凸起的弧形盘片。上述设置多个环形盘片10的形式均可以有效提升层流风扇100的风量,使得层流风扇100的出风满足用户的使用需求。此外,连接件可以为连接片40,连接片40的横截面具有沿环形盘片10旋转的方向依次设置的两段曲线,两段曲线的弦线长度与层流风扇100产生的风量为线性关系。连接片40的设置,可以有效提升层流风扇100的风压,使得在层流风通过多个环形盘片10之间的间隙吹出后,由于受到压差作用,层流风扇100外部的空气通过进风通道11被压入环形盘片10,如此循环往复,从而形成层流空气循环。多个环形盘片10彼此之间的间隙形成的多个排风口12可以使得层流风扇100实现360°送风,避免用户因空调器直吹送风而产生的多种不适症状,进一步提升用户的使用体验。
本领域技术人员应理解,在没有特别说明的情况下,本发明实施例中所称的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等用于表示方位或位置关系的用语是以立式空调器室内机300的实际使用状态为基准而言的,这些用语仅是为了便于描述和理解本发明的技术方案,而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位,因此不能理解为对本发明的限制。
至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例,但是,在不脱离本发明精神和范围的情况下,仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此,本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。
Claims (10)
1.一种立式空调器室内机,包括:
壳体,其内部限定有空腔,且所述壳体上开设有进风口和出风口;
蒸发器,设置于对应所述进风口的所述空腔内部,配置成对通过所述进风口进入所述空腔内的空气进行换热;
层流风机,设置于所述空腔内部,配置成利用粘性效应形成层流风,并使所述层流风从所述出风口吹出;以及
双吸离心风机,设置于所述空腔内部,配置成将经过所述蒸发器换热的空气送向所述层流风机。
2.根据权利要求1所述的立式空调器室内机,还包括:
蜗壳,其内部限定有第一容纳腔和第二容纳腔,所述第一容纳腔和所述第二容纳腔通过连通通道连通;且
所述双吸离心风机设置于所述第一容纳腔,所述层流风机设置于所述第二容纳腔。
3.根据权利要求2所述的立式空调器室内机,其中,
所述蜗壳具有两个入口和一个出口,且所述出口与所述出风口相对设置;
所述双吸离心风机带动经过所述蒸发器换热的空气自两个所述入口进入所述第一容纳腔,转向后经过所述连通通道进入所述第二容纳腔的所述层流风机,形成所述层流风从所述出口排出,进而通过所述出风口吹出。
4.根据权利要求2所述的立式空调器室内机,其中,
所述层流风机、所述双吸离心风机和所述蜗壳均设置有两个,且
所述壳体包括前面板、后面板、顶板和底板,其中所述前面板的上部和下部设置有所述出风口,所述后面板中上部设置有所述进风口。
5.根据权利要求1所述的立式空调器室内机,其中所述层流风机包括:
层流风扇,包括:多个环形盘片,彼此间隔地平行设置且具有相同的中心轴线,多个所述环形盘片的中心共同形成有进风通道,所述空腔内的空气通过所述进风通道进入所述多个环形盘片之间的间隙;以及
所述层流电机,与所述层流风扇连接,且配置成驱动所述多个环形盘片旋转,以使靠近所述多个环形盘片表面的空气边界层由内向外旋转移动,从而形成层流风由所述出风口吹出。
6.根据权利要求5所述的立式空调器室内机,其中,
所述层流风扇还包括:驱动圆盘,间隔地平行设置于所述多个环形盘片的一侧;以及连接件,贯穿所述驱动圆盘和所述多个环形盘片,以将所述多个环形盘片连接至所述驱动圆盘,
所述层流电机还配置成:直接驱动所述驱动圆盘旋转,进而由所述驱动圆盘带动所述多个环形盘片旋转。
7.根据权利要求6所述的立式空调器室内机,其中,
所述驱动圆盘的中心朝向所述多个环形盘片形成有凹槽,所述层流电机固定设置于所述凹槽中,且所述驱动圆盘朝向所述多个环形盘片的一侧具有圆柱形的凸起部,以引导进入所述层流风扇的空气流动并协助形成所述层流风;或者
所述驱动圆盘朝向所述层流电机的表面为平面,且所述驱动圆盘朝向多个所述环形盘片的表面具有圆锥状的凸起部,以引导进入层流风扇的空气流动并协助形成层流风。
8.根据权利要求6所述的立式空调器室内机,其中,
所述连接件为连接片,所述连接片的横截面具有沿所述环形盘片旋转的方向依次设置的两段曲线,所述两段曲线的弦线长度与所述层流风扇产生的风量为线性关系。
9.根据权利要求8所述的立式空调器室内机,其中,
所述连接片的横截面具有沿所述环形盘片旋转的方向依次设置的双圆弧:内弧和背弧,且所述内弧和所述背弧均朝所述环形盘片旋转的方向凸起,所述内弧和所述背弧具有相同的圆心且平行设置或具有不同的圆心且两端均相交。
10.根据权利要求6所述的立式空调器室内机,其中,所述多个环形盘片按照以下结构中的一种或几种设置:
所述多个环形盘片的内径由远离所述驱动圆盘的一侧至另一侧逐渐缩小;
所述多个环形盘片中相邻两个所述环形盘片之间的间距由远离所述驱动圆盘的一侧至另一侧逐渐增大;
每个所述环形盘片均为由中心至边缘逐渐靠近所述驱动圆盘且向所述驱动圆盘一侧凸起的弧形盘片。
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2019
- 2019-01-17 CN CN201910045442.0A patent/CN111442384A/zh active Pending
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