CN111486516A - 一种空调器室外机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调器室外机，壳体内形成有安装腔，导风圈设于壳体的顶部，导风圈包括连接部、喉部以及缩口部，喉部位于连接部和缩口部之间，缩口部的直径小于连接部的直径，连接部与壳体连接，缩口部形成出风口，风扇设于安装腔内、并部分位于导风圈内。喉部与连接部的交汇连接处和风扇的尾缘之间的距离L1的范围为0.75‑1倍的风扇的高度。由于L1区域是风扇和导风圈做功的主要区域，风扇的外缘会产生大量的翼端涡，通过合理设置L1尺寸，会降低此处的涡流噪音，进而降低整机的噪音。

Description

一种空调器室外机

技术领域

本发明涉及制冷设备技术领域，尤其涉及一种低噪音的顶出风空调器室外机。

背景技术

顶出风空调室外机在运转时噪音一般比较大，尤其在安静的小区和晚上尤为凸显，有的是压缩机系统的声音，有的是风扇运转的风噪音，给用户的生活带来了困扰。尤其是在室外机风道系统设计不优时，好的风道系统设计方案比差的风道系统设计方案噪音能低4dB,最高甚至能达到10dB。

对于空调送风系统的研究，如果只是单独研究风扇单体或者导风圈单体有太多的局限性，即使单体研究做好了，往往在安装到机器上时得不到理想的效果，例如出现风扇相对于导风圈的位置布置不合理，风扇与电机支架的位置布置不合理等因素。如果匹配不合理，那么单体的优势就体现不出来，所以要将每个单体的优势都能发挥到最佳状态就要进行系统的优化设计。

发明内容

本申请一些实施例中，通过仿真和正交实验分析方法对顶出风风道进行系统研究，以提供一种大风量低噪音的空调器室外机。

本申请一些实施例中，一种空调器室外机，包括：壳体，其内形成有安装腔；还包括：导风圈，其设于壳体的顶部，所述导风圈包括连接部、喉部以及缩口部，所述喉部位于所述连接部和所述缩口部之间，所述缩口部的直径小于所述连接部的直径，所述连接部与所述壳体连接，所述缩口部形成出风口；风扇，其设于所述安装腔内、并部分位于所述导风圈内；其中，所述喉部与所述连接部的交汇连接处和风扇的尾缘之间的距离L1的范围为0.75-1倍的风扇的高度。由于L1区域是风扇和导风圈做功的主要区域，风扇的外缘会产生大量的翼端涡，通过合理设置L1尺寸，会降低此处的涡流噪音，进而降低整机的噪音。

本申请一些实施例中，安装腔的靠边侧设有电器盒，电器盒位于风扇的下方，电器盒远离风扇部分的厚度大于电器盒靠近风扇部分的厚度，电器盒为下厚上薄的渐缩结构，气体在流经电器盒时，电器盒朝向安装腔侧的侧面对气体起到导流作用，有助于降低电器盒对气流的阻碍，降低风扇的进风风阻，降低噪音。

本申请一些实施例中，所述电器盒内由下至上形成有第一安装空间和第二安装空间，所述第一安装空间的厚度大于所述第二安装空间的厚度，所述第一安装空间内并排设有主控电路板和滤波电路板，所述第二安装空间内设有驱动电路板，所述第一安装空间的底部设有端子排，所述第二安装空间的顶部设有电抗器。

第一安装空间内安装双层电路板，第二安装空间内安装单层电路板，以匹配电器盒下厚上薄的结构形式，实现内部元器件的合理安装。双层电路板也利于流经电器盒内部的气流对元器件起到较好的散热效果。如此设计的电器盒内内部走线也更加便捷。

本申请一些实施例中，围成所述第一安装空间的侧板和围成所述第二安装空间的侧板在朝向安装腔侧的交汇连接处形成台阶部，所述台阶部沿水平方向朝向安装腔侧向下倾斜。气体在流经前侧板时，台阶部对气体起到导流作用，利于气体流动。

本申请一些实施例中，电器盒的底部设有进风孔，电器盒的顶部朝向安装腔侧设有出风孔，利于提高电器盒的散热效果。

本申请一些实施例中，风扇的叶尖与电器盒的顶面之间的距离大于0.5倍的风扇的高度，有助于增加风扇的有效进风面积，提升风量。

本申请一些实施例中，电器盒的顶面沿水平面朝向安装腔的内侧向下倾斜，有利于提高气体流动性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1为根据实施例的空调器室外机的结构示意图；

图2为根据实施例的空调器室外机的剖视图；

图3为图2中A部放大图；

图4为图2中B部放大图；

图5为根据实施例的空调器室外机省略导风圈后的结构示意图；

图6为根据实施例的用于安装风扇的第一横梁的结构示意图；

图7为图5的俯视图；

图8为根据实施例的空调器室外机内的气体流动示意图；

图9为根据实施例的电器盒的结构示意图；

图10为根据实施例的电器盒在安装腔内的安装结构示意图；

图11为根据实施例的空调器室外机与其他方案中的空调器室外机在同风量下的噪声对比数据；

图12为根据实施例的空调器室外机与其他方案中的空调器室外机在同风量下的功率对比数据。

附图标记：

100-壳体，110-支架部，111-第一横梁，120-第二横梁，130-竖梁，140-出风口，150-防护罩，160-安装腔；

200-风扇，210-扇叶，220-电机；

300-电器盒，310-第一安装空间，320-第二安装空间，330-前侧板，340-周侧板，350-台阶部，360-翻边部，370-挂接部，381-主控电路板，382-滤波电路板，383-驱动电路板，384-电抗器，385-端子排，391-进风孔，392-出风孔；

400-导风圈，410-连接部，420-喉部，430-缩口部；

500-换热器；

600-压缩机；

L1-风扇的尾缘和连接部与喉部交汇连接处之间的距离；

L2-风扇的叶尖与第一横梁之间的距离；

L3-风扇的尾缘与缩口部的顶端之间的距离；

L4-风扇的叶尖与电器盒的顶面之间的距离；

r1-喉部所处圆弧面的半径；

r2-电器盒顶部拐角处所处圆弧面的半径；

a-电器盒下部与上部之间的厚度差；

θ-电器盒顶面与水平面P之间的夹角。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[空调器基本运行原理]

本申请中空调器通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调器的制冷循环。制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂。

压缩机压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。

膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调器可以调节室内空间的温度。

空调器的室外机是指制冷循环的包括压缩机和室外热交换器的部分，空调器的室内机包括室内热交换器，并且膨胀阀可以提供在室内机或室外机中。

室内热交换器和室外热交换器用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时，空调器用作制热模式的加热器，当室内热交换器用作蒸发器时，空调器用作制冷模式的冷却器。

[空调器室外机]

本申请中的空调器室外机为顶出风式，图1和图2所示为单风扇顶出风空调器室外机，当然，下述实施例同样适用于多风扇顶出风空调器室外机。

本申请对风扇200与导风圈400之间的安装位置、风扇200与电器盒300之间的安装位置、导风圈400自身结构及安装以及电器盒300自身结构及安装等因素进行了系统研究，以期达到降低噪音、提高能效的目的。

空调器室外机包括壳体100，壳体构成室外机的外部轮廓，其内部形成有用于安装压缩机600、风扇200、电器盒300、换热器500等部件的安装腔160。

本申请一些实施例中，导风圈400固定设于壳体100的顶部，导风圈400用于将安装腔160内的气体在风扇200的吹送作用下导出。参照图2，导风圈400包括一体成型的连接部410、喉部420以及缩口部430，喉部420位于连接部410和缩口部430之间，连接部410与壳体100的顶部固定连接，缩口部430处形成出风口140。下宽下窄式的导风圈400利于气体导出。

缩口部430的顶部固定安装有防护罩150，避免外部落叶等杂物进入到安装腔160内。

风扇200固定设于安装腔160内、并部分位于导风圈400内，导风圈400起到导流增压的作用，有利于提高风扇200的能效和气体导出。

本申请一些实施例中，继续参照图2，喉部420与连接部410的交汇连接处和风扇200的尾缘之间的距离L1的范围为0.75-1倍的风扇200的高度。其中，风扇的尾缘定义为沿风扇的轴向方向看，风扇扇叶最高点从轮毂到圆外周的轨迹线。风扇的高度定义为风扇的尾缘与前缘之间的最大距离。

L1区域是风扇200和导风圈400做功的主要区域，由于风扇200的外缘会产生大量的翼端涡，L1尺寸设计不合理就会导致翼端涡与导风圈400相互作用产生大量的涡流噪音。L1优选为0.78倍的风扇的高度，此时风量和噪音取得最优效果。

本申请一些实施例中，参照图2和图5，安装腔160的顶部固定设有支架部110，支架部110用于安装风扇200。风扇200的叶尖与支架部110之间的距离L2不小于40mm。风扇200快速旋转时，气流将快速地通过支架部110，此处会产生气流冲击的噪音，L2尺寸设计不合理会导致气流噪音的增大。当L2≥40mm时，能够有效地降低气流冲击噪音。本实施例中L2优选为60mm。

本申请一些实施例中，支架部110包括两个间隔设置的横梁（定义为第一横梁111），风扇的电机220与第一横梁111固定连接，实现风扇200的固定安装。两个间隔设置的第一横梁111结构简洁，既能够满足风扇的安装需求，又可以使气流较为顺畅地通过支架部，降低风扇的进风阻力。

参照图6，第一横梁111沿出风方向的截面形状为S型，S型结构在保证第一横梁111安装强度的同时，又能够使得第一横梁111具有较窄的宽度，进一步降低风阻。

本申请一些实施例中，参照图2，风扇200的尾缘到缩口部430的顶端之间的距离L3的范围为20-40mm，此时风量和噪音效果最佳。本实施例中L3优选为25mm。

本申请一些实施例中，继续参照图2，喉部420所处的圆弧面的半径 r1是影响气流由风扇200流入导风圈400的一个重要因素，r1的大小会直接影响导风圈400内的出风量和噪音。本实施例中，r1的最佳取值范围为25-65°，优选为35°，此时风量和噪音效果最佳。

本申请一些实施例中，参照图7，换热器500固定设于安装腔160内，本申请中的换热器500为U型换热器，相比于L型换热器，U型换热器的换热面积更大，安装腔160内流场更加均匀。第一横梁111的一端与壳体100固定连接、另一端与U型换热器的顶端固定连接。

[电器盒]

本申请对电器盒300的结构及安装方式进行了优化，以期达到降低噪音、提高能效、提高电器盒散热性能等的目的，下文将详述。

参照图2、图4以及图8，电器盒300固定设于安装腔160的靠边侧、并位于风扇200的下方，电器盒300远离风扇200部分的厚度大于电器盒300靠近风扇200部分的厚度，也即，电器盒300靠下部分的厚度大于其靠上部分的厚度，电器盒300为下厚上薄的渐缩结构，电器盒300的上部与下部之间形成厚度差，标记为a。

气体在流经电器盒300时，电器盒300朝向安装腔160侧的侧面对气体起到导流作用，有助于降低电器盒300对气流的阻碍，降低风扇200的进风风阻。

电器盒300靠边设置，也减小了电器盒300与风扇200的重叠面积，进一步降低风扇200的进风风阻，利于气体的流动。

本申请一些实施例中，参照图7，电器盒300设于安装腔160内靠边角的一侧，此时电器盒300与风扇200的重叠面积C达到最小，电器盒300对风扇200的进风风阻达到最小。

本申请一些实施例中，参照图8和图9，电器盒300由钣金件加工而成，将构成电器盒300的侧板定义为前侧板330和周侧板340，周侧板340设于前侧板330的四周，前侧板330朝向安装腔160侧。电器盒300的内部空间由下至上形成有第一安装空间310和第二安装空间320，第一安装空间310位于第二安装空间320的下方，第一安装空间310的厚度大于第二安装空间320的厚度。第一安装空间310内并排设有主控电路板381和滤波电路板382，主控电路板381和滤波电路板382处于同一水平高度上，第二安装空间320内设有驱动电路板382。

第一安装空间310内安装双层电路板，第二安装空间320内安装单层电路板，以匹配电器盒300下厚上薄的结构形式，实现内部元器件的合理安装。双层电路板也利于流经电器盒300内部的气流对元器件起到较好的散热效果。

同时，如此设计的电器盒300为细长型结构，也即，电器盒300沿竖直方向的高度大于其沿水平方向的宽度。当该细长型的电器盒300设于安装腔160内时，其在通风路径上对气流的阻碍面积较小，有助于进一步降低风扇200的进风风阻，利于气体的流动。

继续参照图9，第一安装空间310的底部设有端子排385，第二安装空间320的顶部设有电抗器384，如此设计的电器盒300更加利于其内部走线。

本申请一些实施例中，参照图4，围成第一安装空间310的侧板和围成第二安装空间的侧板320在朝向安装腔160侧的交汇连接处形成台阶部350，也即位于第一安装空间310外侧的前侧板330和位于第二安装空间320外侧的前侧板330，二者在交汇连接处形成台阶部350，该台阶部350沿水平方向朝向安装腔160侧向下倾斜。结合图8，气体在流经前侧板330时，台阶部350对气体起到导流作用，利于气体流动。

本申请一些实施例中，参照图8和图9，电器盒300的底部设有进风孔391，电器盒300的顶部朝向安装腔160侧设有出风孔392。电器盒300底部的气体经进风孔391依次流经第一安装空间310和第二安装空间320，对内部的元器件进行散热，而后经出风孔392流向风扇200侧，提高电器盒300的散热效果。

本申请一些实施例中，参照图3，电器盒300的顶面沿水平面P朝向安装腔160的内侧向下倾斜，有利于提高气体流动性。本实施例中，顶面与水平面P之间的夹角θ大于4°，优选为6°。

本申请一些实施例中，继续参照图3，电器盒300顶部朝向安装腔160侧的拐角处设计为倒圆角结构，倒圆角的半径标记为r2，在满足内部元器件安装条件的前提下，r2越大，气体在该区域的流动性越好。

本申请一些实施例中，参照图2，风扇200的叶尖与电器盒300的顶面之间的距离L4大于0.5倍的风扇200的高度，有助于增加风扇200的有效进风面积，提升风量。如此设计的原因在于，电器盒300越接近风扇200，周围气流速度越高，通过规定合理的安装距离L4，能够避免风扇200附近的通风路径过窄，以减小甚至消除电器盒300对于风量的影响。但L4过大的话会导致电器盒300过于靠近壳体100的底部，又会有通风不畅、防水防尘效果差、维护不方便等问题，因此也不能过于靠近底部。

本实施例中，L4取值范围为115-145mm，在此距离范围内，既能够保证电器盒300通风、防尘防水的要求，又能减小电器盒300上部对于风扇200附近气流通道的挤压，即减小了对于气流的阻碍。

本申请一些实施例中，参照图10，壳体100包括横梁（定义为第二横梁120）和竖梁130，电器盒300的顶部与第二横梁120连接，电器盒300的侧边与竖梁130连接，实现电器盒300在安装腔160内的固定安装。

结合图9，电器盒300的周侧板340上设有翻边部360，翻边部360可通过螺钉与竖梁130固定连接。电器盒300的顶部设有挂接部370，比如挂钩，挂接部370与第二横梁120可拆卸挂接，便于拆装。

[本申请优化后的空调器室外机与其他方案中的空调器室外机在同风量下的噪声对比以及功率对比]

对本申请优化后的空调器室外机与其他方案框体尺寸相同、采用同一个风扇和电机的情况下，对同风量下的噪音和功率进行了对比分析，得到图11和图12所示的对比分析数据，其中图11为同风量下的噪声对比数据，图12为同风量下的功率对比数据。

从图11可以看出，本申请优化后的空调器室外机与其他方案中的空调器室外机在通风量下的噪音至少能降低5分贝。

从图12可以看出，本申请优化后的空调器室外机与其他方案中的空调器室外机在通风量下的功率至少能降低18.9%。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种空调器室外机，包括：

壳体，其内形成有安装腔；

其特征在于，还包括：

导风圈，其设于壳体的顶部，所述导风圈包括连接部、喉部以及缩口部，所述喉部位于所述连接部和所述缩口部之间，所述缩口部的直径小于所述连接部的直径，所述连接部与所述壳体连接，所述缩口部形成出风口；

风扇，其设于所述安装腔内、并部分位于所述导风圈内；

其中，所述喉部与所述连接部的交汇连接处和风扇的尾缘之间的距离L1的范围为0.75-1倍的风扇的高度。

2.根据权利要求1所述的空调器室外机，其特征在于,还包括：

支架部，其设于所述安装腔内，用于安装所述风扇，风扇的叶尖与所述支架部之间的距离L2不小于40mm。

3.根据权利要求2所述的空调器室外机，其特征在于,

所述支架部包括两个横梁，风扇的电机与所述横梁固定连接。

4.根据权利要求3所述的空调器室外机，其特征在于,

所述横梁沿出风方向的截面形状为S型。

5.根据权利要求3所述的空调器室外机，其特征在于,

所述安装腔内还设有换热器，所述换热器为U型换热器，所述横梁的一端与所述壳体连接、另一端与U型换热器连接。

6.根据权利要求1所述的空调器室外机，其特征在于,

风扇的尾缘到缩口部的顶端之间的距离L3的范围为20-40mm。

7.根据权利要求1所述的空调器室外机，其特征在于,

所述喉部所处的圆弧面的半径范围为25-65°。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的空调器室外机，其特征在于,

所述安装腔内还设有电器盒，所述电器盒设于所述壳体的一侧、并位于所述风扇的下方，风扇的叶尖与电器盒的顶面之间的距离L4大于0.5倍的风扇的高度。

9.根据权利要求8所述的空调器室外机，其特征在于,

电器盒的顶面沿水平面朝向安装腔的内侧向下倾斜，所述顶面与水平面之间的夹角大于4°。

10.根据权利要求8所述的空调器室外机，其特征在于,

所述电器盒远离风扇部分的厚度大于其靠近风扇部分的厚度。

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