CN113007814A - 出风格栅及空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空调器技术领域，揭示了一种出风格栅，包括若干个呈同心圆分布的环向筋，最大半径的所述环向筋与最小半径的所述环向筋之间还设置有若干个径向筋，所述若干个环向筋与若干个径向筋之间交叉固定设置，所述径向筋与所述最大半径的所述环向筋的半径轨迹重合，所述环向筋和/或所述径向筋的横截面为一端圆一端尖的流线型；所述出风格栅朝向空调器外部凸出呈球面设置。本发明提供的出风格栅及空调器，解决了现有技术中出风面积小、出风量小的技术问题。

Description

出风格栅及空调器
技术领域
本发明涉及空调器技术领域，特别涉及一种出风格栅及空调器。
背景技术
由于房间空气调节器性能的提高在于增强室内机与室内的换热量及室外机与外界的换热量，越来越多的制冷技术不断应用于房间空调器的设计。室外换热技术应用最为广泛的依然是结构稳定可靠、成本较低的空气强制对流换热技术。其中，室外机的出风格栅不仅在结构上能够保护室外机免受异物的进入与使用者的安全，而且在气体动力学上极大影响着换热性能。因此，出风格栅的结构设计有着极其重要的作用。
现有的出风格栅的存在着多种结构形式，网格形状包括实心圆形、矩形、菱形等，径向筋的形状是曲线。室外机正常工作过程中，风扇出口气流偏向轮毂，存在填充轮毂区域的速度分量，出风面积不是最优面积，因此，现有的出风格栅出风量小，从而使其存在气动性能较差的问题。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种出风格栅及空调器，旨在解决现有技术中出风面积小、出风量小的技术问题。
本发明提出一种出风格栅，包括若干个呈同心圆分布的环向筋，最大半径的所述环向筋与最小半径的所述环向筋之间还设置有若干个径向筋，所述若干个环向筋与若干个径向筋之间交叉固定设置，所述径向筋与所述最大半径的所述环向筋的半径轨迹重合，所述环向筋和/或所述径向筋的横截面为一端圆一端尖的流线型；所述出风格栅朝向空调器外部凸出呈球面设置。
进一步地，若干个所述环向筋的横截面的尖端部分同向设置；若干个所述径向筋的横截面的尖端部分同向设置；所述环向筋与所述径向筋的横截面的尖端部分同向设置，当所述出风格栅安装在空调器上时，所述环向筋与所述径向筋的尖端部分朝向所述空调器外部。
进一步地，所述环向筋与所述径向筋的横截面形状曲线函数为：
Figure BDA0002991373280000021
其中，c表示横截面的圆端部分到尖端部分的长度，t表示横截面的长度与横截面的最大宽度的比值。
进一步地，所述球面与最大半径环向筋所在平面的最大距离的范围为100mm～150mm。
进一步地，所述球面的半径大于等于300mm。
进一步地，若干个所述环向筋之间的间距小于等于10mm；最小半径的所述环向筋的直径小于等于10mm。
进一步地，所述环向筋和/或所述径向筋的横截面的最大宽度范围为1.5mm～3mm；
进一步地，所述环向筋和/或所述径向筋的横截面的长度范围为8mm～15mm。
进一步地，相邻的两个所述径向筋之间的角度范围为10°～30°。
本发明还提供了一种空调器，包括如上所述的出风格栅。
本发明提供的出风格栅及空调器，设置若干个呈同心圆分布的环向筋，最大半径的所述环向筋与最小半径的所述环向筋之间还设置若干个径向筋，径向筋与最大半径的所述环向筋的半径轨迹重合，在连接筋长度相同的条件下，圆形面积最大，所以同心圆结构较优。部分外机风轮正常工作时空气流动存在偏向轮毂区域的分量，因此空心同心圆结构的出风格栅中心处流通面积的增加，能够有效增加空气流量；径向筋与最大半径的所述环向筋的半径轨迹重合，路径最短，遮挡面积最小，也能够在一定程度上增加出风面积，增加出风流量。出风格栅表面呈外凸球面，使得出风格栅的投影面积不变，但是出风格栅所在球面的遮挡面积相对减小，相对增加了出风面积和出风量；同时出风格栅呈球面增大了与风叶的距离，保证了安全要求，减少了气流在出风格栅处的动能损失，降低了气流在外机内部的滞留量，增加了气流通量。
附图说明
图1为现有技术中横截面为圆形的气流流向示意图；
图2为本发明一个实施例的出风格栅的结构正视图；
图3为本发明一个实施例的出风格栅的结构俯视图；
图4为图1中A-A的结构剖视图；
图5为本发明一个实施例的环向筋和径向筋的横截面的函数曲线示意图；
图6为本发明一个实施例的出风格栅的结构立体图；
图7为本发明一个实施例的气流流向示意图。
附图中，环向筋1、径向筋2。
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
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图2、图4、图6所示，本发明提供了一种出风格栅，包括若干个呈同心圆分布的环向筋1，最大半径的所述环向筋1与最小半径的所述环向筋1之间还设置有若干个径向筋2，所述若干个环向筋1与若干个径向筋2之间交叉固定设置，所述径向筋2与所述最大半径的所述环向筋1的半径轨迹重合，所述环向筋1和/或所述径向筋2的横截面为一端圆一端尖的流线型。
如图2所示，本实施例设置出风格栅结构，将最小环向筋1的直径设置为D1，D1为10mm，将最大环向筋1的半径设置为D2，D2为470mm，若干个环向筋1与若干个径向筋2之间交叉固定设置，可以将其设置为一体成型的形状，使得环向筋1和径向筋2之间的连接处不易断裂。
现有技术的出风格栅结构为矩形网状，实心同心圆结构等，然而出风面积并非最优。本实施例设置若干个呈同心圆分布的环向筋1，最大半径的所述环向筋1与最小半径的所述环向筋1之间还设置若干个径向筋2，径向筋2与最大半径的所述环向筋1的半径轨迹重合，在连接筋长度相同的条件下，圆形面积最大，所以同心圆结构较优。部分外机风轮正常工作时空气流动存在偏向轮毂区域的分量，因此空心同心圆结构的出风格栅中心处流通面积的增加，能够有效增加空气流量；径向筋2与最大半径的所述环向筋1的半径轨迹重合，路径最短，遮挡面积最小，也能够在一定程度上增加出风面积，增加出风流量。
现有技术中的出风格栅设置为二维平面，出风面积无限接近于出风格栅的最大面积，但无法大于二维平面的出风格栅的最大面积，使得出风面积被限制，无法有效增加。本实施例中，将出风格栅设置为球面，且球面向空调器外部凸出，与风轮所在平面距离增加，减少了气流在出风格栅处的动能损失，降低了气流在外机内部的滞留量，增加了气流通量。出风格栅表面呈外凸球面，使得出风格栅的投影面积不变，但是出风格栅所在球面的遮挡面积相对减小，相对增加了出风面积，出风量增加，同时出风格栅呈球面，增大了与风叶的距离，保证了安全要求。
现有技术中，环向筋1和径向筋2的截面形状包括圆形和矩形，当格栅截面形状为圆形时，如图1所示，会发生较严重的涡旋脱体现象，会较大程度上与出风格栅发生冲击，振动较大且尾迹区湍流程度较大；当截面形状为矩形时，与流线形状相违背，阻力系数较大，出风格栅的几何形状不符合空气的流动规律，因而现有技术的环向筋1和径向筋2的横截面的形状存在阻力大、振动较大的技术问题。
现有技术的格栅界面为圆形及矩形，室外机气流流场在出风格栅处的流动为外部绕流，因此当采用计算流体仿真模拟流动过程进行模拟时，如图1所示，结果显示圆形截面会导致周期性的涡旋脱体，并造成较为明显的周期性振动，如图7所示，采用本实施例中的流线型截面(类似水滴的形状)，气流从与尖端部分对立的圆弧部流向尖端部分，能够降低尾迹区的湍流程度，提高气动性能，减少振动，增加流量。
在一个实施例中，若干个所述环向筋1的横截面的尖端部分同向设置；若干个所述径向筋2的横截面的尖端部分同向设置；所述环向筋1与所述径向筋2的横截面的尖端部分同向设置，当所述出风格栅安装在空调器上时，所述环向筋1与所述径向筋2的尖端部分朝向所述空调器外部。
将若干个环向筋1和径向筋2的数量的截面均设置为流线型，如上所述流线型截面(类似水滴的形状)能够降低尾迹区的湍流程度，设置若干个环向筋1和径向筋2的流线型的尖端部分朝同一个方向设置，在将出风格栅安装在空调器上时，尖端部分朝向空调器外部，与尖端部分对立的圆弧部分朝向空调器内部，能够更大程度上降低尾迹区的湍流程度，提高气动性能，减少振动，增加流量。
在一个实施例中，所述环向筋1与所述径向筋2的横截面形状曲线函数为：
Figure BDA0002991373280000051
其中，c表示横截面的圆端部分到尖端部分的长度，t表示横截面的长度与横截面的最大宽度的比值。
横截面的最大宽度表现为横截面的厚度，流线型横截面的为上下对称的结构，其函数曲线如图5所示，其中，
Figure BDA0002991373280000052
x是水平方向数值，yt是给定x值所对应的厚度值的一半，即截面中上半部分的曲线或下半部分的曲线。
在一个实施例中，所述球面与最大半径环向筋1所在平面的最大距离的范围为100mm～150mm。
如图2所示，所述出风格栅的球面与最大半径环向筋1所在平面的最大距离为L2，100mm≤L2≤150mm，本实施例中将L2设置为110mm，能够有效符合安全要求，避免形成安全隐患。
在一个实施例中，所述球面的半径大于等于300mm。所述出风格栅所在的球面的半径优选设置为330mm，与风轮所在平面距离增加，减少了气流在出风格栅处的动能损失，降低了气流在外机内部的滞留量，增加了气流通量。
在一个实施例中，若干个所述环向筋1之间的间距小于等于10mm；最小半径的所述环向筋1的直径小于等于10mm。本实施例中，将所述环向筋1之间的间距设置为10mm，将最小半径的所述环向筋1的直径设置为10mm，10mm为安全规范要求的最大间距，防止距离过大所造成的不安全隐患，满足保证出风格栅间隙的安全要求与风轮保护要求。
在一个实施例中，所述环向筋1和/或所述径向筋2的横截面的最大宽度范围为1.5mm～3mm。
如图5所示，环向筋1和/或所述径向筋2的横截面的厚度为t，1.5mm≤t≤3mm，1.5mm为满足强度的最小厚度。本实施例t设置为2mm，以便实现较大程度上减少尾迹区的湍流程度，提高了出风面积，可以较大提高室外机的换热能力。
在一个实施例中，所述环向筋1和/或所述径向筋2的横截面的长度范围为8mm～15mm。
如图3所示，环向筋1和/或所述径向筋2的横截面的长度为L3(图5中的c)，8mm≤L3≤15mm，15mm为流场中来流均匀区域的宽度。本实施例将L3设置为10mm，以便实现较大程度上减少尾迹区的湍流程度，提高了出风面积，可以较大提高室外机的换热能力。
在一个实施例中，相邻的两个所述径向筋2之间的角度范围为10°～30°。
如图2所示，相邻的两个所述径向筋2之间的角度为α，10°≤α≤30°，本实施例中将相邻径向筋2的角度α设置为30°，使得环向筋1和径向筋2的强度符合要求。同时，两个相邻的径向筋2之间的角度也能够限制径向筋2的数量，且径向筋2在最大环向筋1的组成的圆中路径最短，遮挡面积最小，一定程度上增加出风面积，增加流量。
本发明的出风格栅实现了较大程度上减少尾迹区的湍流程度，提高了出风面积，可以较大提高室外机的换热能力。该出风格栅从提高空气动力学性能角度出发，能够减少尾迹区的湍流动能损失及提高出风面积，环向筋1与径向筋2与出风口直接接触，作为产生阻力的主要区域，截面形状为流线型，较大程度上减少涡流脱体损失；同心空心圆结构增大趋向轮毂气流的流通面积，长度最短的径向筋2为环向筋1提供支撑的同时，最大程度减少阻挡面积，提高流通面积。同心圆间距保证不大于安全要求的距离，保证了外机风机的运行可靠性与人机友好性。
同时，将出风格栅所在平面设置为外凸球面，与所在平面为二维平面的出风格栅相比投影面积不变，但是出风格栅所在球面的遮挡面积相对减小，增加了出风面积，出风量增加，同时出风格栅呈外凸球面，与风轮所在平面距离增加，减少了气流在出风格栅处的动能损失，降低了气流在外机内部的滞留量，增加了气流通量。
本发明还提供了一种空调器，包括如上所述的出风格栅。该空调器中的出风格栅与上述实施例中出风格栅的技术特征相同，且与上述实施例中出风格栅具有的优势相同，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、装置、物品或者方法不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、装置、物品或者方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、装置、物品或者方法中还存在另外的相同要素。
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，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种出风格栅，其特征在于，包括若干个呈同心圆分布的环向筋，最大半径的所述环向筋与最小半径的所述环向筋之间还设置有若干个径向筋，所述若干个环向筋与若干个径向筋之间交叉固定设置，所述径向筋与所述最大半径的所述环向筋的半径轨迹重合，所述环向筋和/或所述径向筋的横截面为一端圆一端尖的流线型；所述出风格栅朝向空调器外部凸出呈球面设置。
2.根据权利要求1所述的出风格栅，其特征在于，
若干个所述环向筋的横截面的尖端部分同向设置；
若干个所述径向筋的横截面的尖端部分同向设置；
所述环向筋与所述径向筋的横截面的尖端部分同向设置，当所述出风格栅安装在空调器上时，所述环向筋与所述径向筋的尖端部分朝向所述空调器外部。
3.根据权利要求1所述的出风格栅，其特征在于，所述环向筋与所述径向筋的横截面形状曲线函数为：
Figure FDA0002991373270000011
其中，c表示横截面的圆端部分到尖端部分的长度，t表示横截面的长度与横截面的最大宽度的比值。
4.根据权利要求1所述的出风格栅，其特征在于，所述球面与最大半径环向筋所在平面的最大距离的范围为100mm～150mm。
5.根据权利要求1所述的出风格栅，其特征在于，所述球面的半径大于等于300mm。
6.根据权利要求1所述的出风格栅，其特征在于，
若干个所述环向筋之间的间距小于等于10mm；
最小半径的所述环向筋的直径小于等于10mm。
7.根据权利要求1所述的出风格栅，其特征在于，所述环向筋和/或所述径向筋的横截面的最大宽度范围为1.5mm～3mm。
8.根据权利要求1所述的出风格栅，其特征在于，所述环向筋和/或所述径向筋的横截面的长度范围为8mm～15mm。
9.根据权利要求1所述的出风格栅，其特征在于，相邻的两个所述径向筋之间的角度范围为10°～30°。
10.一种空调器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项中所述的出风格栅。
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