CN114963489A - 一种导风结构及其送风设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导风结构及其送风设备，导风结构应用于送风设备，导风结构用于对送风设备的出风进行多维送风调控，送风设备包括出风口，导风结构设置于出风口上，导风结构以出风口两侧上的转轴旋转设置于出风口上，且导风结构以可多方位移动的方式设置于出风口上；导风结构包括呈弧形状分布的多个气流通道。本发明的导风结构能够根据用户对吹风感的需求，自由切换位置与转向，使气流通过导风结构后实现动静压转换和气流整流的效果，具有散风、聚风、多角度定向送风等送风模式以满足用户的多种需求。

Description

一种导风结构及其送风设备

技术领域

本发明涉及送风技术领域，特别涉及一种导风结构及其送风设备。

背景技术

目前，送风设备(如空调)依靠强制射流送风循环进行室内空气换热，不同送风形式的室内气流速度分布和温度分布的差异都比较大，房间不同位置的舒适性也存在明显差异；随着用户对送风设备热舒适性功能需求的增加，新型送风末端形式和个性化送风控制成为行业竞争的焦点之一。

用户在日常使用空调的过程中，不同场景和不同目标区域对送风覆盖范围的需求不同，如在接近空调的沙发等位置时需要近距离和广角送风，而远离空调的位置需要长距离和定位送风；不同热感觉下对吹风感的需求不同，如夏天室内温度过高和冬天室内温度太低时均需要送风直吹人体，而在室内温度处于舒适温度和睡眠期间时均需要冷风不吹人和无风感；而空调在制热运行时需要热风下压抑制热气上浮，制冷运行时需要冷风贴顶避免冷风吹人。因此，同时具备聚风远距离直吹、散风无风感、热风下压、冷风上扬等多维度送风的空调末端，是解决现有空调末端送风形式单一难题的关键。

综上，现有技术在送风设计上至少存在以下问题：

采用导风板进行导风时，可以实现送风方向的调整，但是缺少整流过程，难以对送风的覆盖范围、送风速度(或送风距离)进行调节；而采用渐缩风道(或渐缩导风板)和渐扩风道(或渐扩导风板)时虽然都可以实现送风整流，调整送风覆盖范围和送风速度，但是两种整流方式均会直接影响风道效率，在风量和噪音上难以同时兼顾，且对送风方向的控制能力差。

发明内容

本发明的目的是提供一种导风结构及其送风设备，旨在解决现有送风设备末端的送风形式单一的问题。

为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：提供一种导风结构，应用于送风设备，用于对所述送风设备的出风进行多维送风调控，所述送风设备包括出风口，所述导风结构设置于所述出风口上；所述导风结构以所述出风口两侧上的转轴旋转设置于所述出风口上，且所述导风结构以可多方位移动的方式设置于所述出风口上；所述导风结构包括呈弧形状分布的多个气流通道。

进一步的，所述导风结构包括设置于所述出风口两侧的侧板和设置于两个所述侧板之间的整流板，所述整流板包括多个沿弧形分布的齿牙，相邻的所述齿牙之间形成气流通道。

进一步的，所述整流板的弧度特征值为[0.2,1]。

进一步的，所述整流板的弧形半径大于特征厚度。

进一步的，所述整流板的送风广角为[10°,180°]。

进一步的，所述整流板包括多个沿弧形分布的齿牙，相邻的所述齿牙之间形成气流通道。

进一步的，所述整流板的流道变截面比为(k×CD-d)/(k×CD)，其中k表示所述整流板的弧度特征值，k＝C'D/CD，CD表示所述整流板的出口截面面积，C'D表示所述整流板的进口截面面积，d表示所述整流板的实际厚度。

进一步的，所述整流板的实际厚度大小与所述气流通道数量呈正相关。

进一步的，所述齿牙的齿根面和齿顶面的顶角位置为弧面。

进一步的，所述齿根面的弧面半径小于所述齿顶面的弧面半径。

本发明实施例还提供一种送风设备，其中：包括如上所述的导风结构。

进一步的，所述送风设备还包括：设置于所述出风口的旋转运动电机，所述旋转运动电机与所述转轴传动连接，用于驱动所述转轴转动并带动导风结构旋转。

进一步的，所述送风设备还包括：设置于所述出风口的步进运动电机，所述步进运动电机与导风结构传动连接，用于驱动所述导风结构多方位移动。

本发明实施例提供一种导风结构及其送风设备，导风结构应用于送风设备，导风结构用于对送风设备的出风进行多维送风调控，送风设备包括出风口，导风结构设置于出风口上，导风结构以出风口两侧之间的转轴旋转设置于出风口上，且导风结构以可多方位移动的方式设置于出风口上；导风结构包括呈弧形状分布的多个气流通道。本发明实施例的导风结构能够根据用户对吹风感的需求，自由切换位置与转向，使气流通过导风结构后实现动静压转换和气流整流的效果，具有散风、聚风、多角度定向送风等送风模式以满足用户的多种需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，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为本发明实施例提供的一种送风设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的整流板的剖面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的以整流板的外弧面作为出流面的气流迹线图；

图4为本发明实施例提供的以整流板的内弧面作为出流面的气流迹线图；

图5为本发明实施例提供的水平散风效果的送风示意图；

图6为本发明实施例提供的水平聚风效果的送风示意图；

图7为本发明实施例提供的上倾聚风效果的送风示意图。

图中标识说明：

1、送风设备；11、出风口；

2、整流板。

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如图1所示，本发明实施例提供一种导风结构，应用于送风设备1，用于对送风设备1的出风进行多维送风调控，送风设备1包括出风口11，导风结构设置于出风口11上；导风结构以出风口11两侧上的转轴旋转设置于出风口11上，且导风结构以可多方位移动的方式设置于出风口11上；导风结构包括呈弧形状分布的多个气流通道。

本实施例中的导风结构可应用于柜式空调器、壁挂式空调器等具有导风机构的送风设备1末端，以图1示出的柜式空调器为例，本实施例的导风结构安装于送风设备1的出风口11处，通过控制导风结构在出风口11处进行旋转和前后上下位移运动，从而调节导风结构上多个气流通道的朝向，并利用呈弧形状分布的多个气流通道具有的“共点辐射”原理，实现对气流进行集流、分流、调向等整流设计，以使送风设备1具备散风、聚风、多角度定向送风等模式的自由切换，进而使其兼具送风方向、送风距离、送风覆盖范围的多维送风控制功能，突破了现有送风技术多维调控难的瓶颈问题，满足用户个性化舒适送风需求。

本发明的导风结构可以为轮板、球面板、转筒等具有弧形状入流面和出流面的结构，下面以导风结构为轮板结构进行具体介绍：

在一实施例中，如图2所示，如图2为整流板2的二维截面示意图，导风结构包括设置于出风口11两侧的侧板和设置于两个侧板之间的整流板2，整流板2包括多个沿弧形分布的齿牙，相邻的齿牙之间形成气流通道。

本实施例中，基于沿弧形分布的齿牙，在二维表示上气流在流动过程中存在一个集射焦点C，在实际的三维空间中则为一条集射线，气流从集射焦点C流向气流通道并向外送风，该过程中通过调整整流板2的方位，可以改变气流的流向，从而实现多维送风控制。

在一实施例中，整流板2的弧度特征值为[0.2,1]。

本实施例中，结合图2所示，整流板2的实际厚度为d，整流板2在二维视图上关于OA轴对称，OA轴的长度定义为整流板2的特征厚度，OB为整流板2的特征高度的一半，以整流板2的弧度线AB作弦，弦所在圆的圆心C落在OA轴上；由此可知，OA与OB的长度决定了整流板2的弧度，定义整流板2的弧度特征数为k，k＝OA/OB；即k值决定了集射焦点C的位置；当k值越大，整流板2的弧度越小；当k值越小，整流板2的弧度越大。

具体的，本实施例设定弧度特征值k为[0.2,1]，优选为0.618。

在一实施例中，整流板2的弧形半径大于特征厚度。

本实施例中，散风送风时，集射焦点C的位置既决定射流集中的位置，又决定散风送风的送风角度α。聚风送风时，通过整流板2各气流通道的气流在集射焦点C汇合，其速度叠加后的矢量方向即为实际送风的方向。

而集射焦点C的位置由整流板2的弧度特征值k值确定，当送风广角α在180°以内时，集射焦点C点在O点的左侧(参考图2)，即整流板2的弧形半径CA大于整流板2的特征厚度OA。

其次，OC段的距离影响送风落地距离调节的灵敏度。具体为：当整流板2绕O点旋转，集射焦点C点的位置及速度矢量方向则随之发生变化。集射焦点C的离地高度H为集中射流初始位置的离地面高度，当离地高度H越小，相同送风角度下气流更容易落地，对人体活动区的调节越有利。因此，依据“杠杆原理”，当OC段的距离越长时，整流板2每旋转一定角度，集射焦点C的落地高度H的变化越灵敏，对送风落地距离的影响越大。

在一实施例中，整流板2的送风广角为[10°,180°]。

本实施例中，OC段的距离还会影响整流板2的弧度和送风广角α的范围，O点与集射焦点C的距离越长，则整流板2的弧度越小，送风广角α的范围也越小，具体可按如下计算公式计算具体的送风广角α：

在实际应用过程中，整流板2结构尺寸中的OA段和实际厚度为d的值通常较小，且要求达到一定的送风角度，该结构尺寸对集射焦点C点离地高度H的影响小，故本实施例主要考虑送风广角α即可。具体可根据上述OC段距离的设定代入上述公式进行计算，即可得到送风广角α的范围，即[10°,180°]，其中，当弧度特征值k采用优选值0.618时，送风广角α约为153°。

在一实施例中，整流板2的流道变截面比为(k×CD-d)/(k×CD)，其中k表示整流板2的弧度特征值，k＝C'D/CD，CD表示整流板2的出口截面面积，C'D表示整流板2的进口截面面积，d表示整流板2的实际厚度。

本实施例中，相邻的齿牙之间的气流通道为气流实际流动的通道，可采用渐扩或渐缩的气流通道来实现气流的动静压转换和气流整流定向，而气流通道的进口截面面积与出口截面面积之间的比值决定了气流压力转换过程的强度，因此本实施例引入流道变截面比β，β定义为小截面面积与大截面面积的比值。

具体的，各个气流通道均以集射焦点C为原点，并以一定夹角作出。本实施例提供的流道变截面比β可以用CD和C'D进行表示，CD决定大截面，C'D决定小截面；具体按如下公式进行计算并得到流道变截面比β：

当整流板2的实际厚度d确认后，变截面比β受k值影响；具体为：当k值越大时，C'D与CD的差值越小，β值越大，而动静压转换强度越低。当k值越小时，C'D与CD的差值越大，β值越小，而动静压转换强度越高。因此，为使整流板2对气流的阻力处于可接受范围内，需对流道变截面比β进行限制，经多次实验测试，设定上述的弧度特征值k的范围为[0.2,1]时，得到的流道变截面比β在可接受范围内。

在一实施例中，整流板2的实际厚度大小与气流通道数量呈正相关。

本实施例中，整流板2的实际厚度为气流通道的实际流程长度，其决定气流动静压转换的程度和最终整流效果。

在气流通道数量对气流整流的影响的分析中，相同送风广角α下具有以下两点特性：

①气流通道数量越多，相邻的气流通道之间的齿牙越细，可使整流板2的流动阻力下降，有利于提升风量和改善噪音，但是整流板2的匀风效果和整流定向作用有所下降；

②气流通道数量越少，相邻的气流通道之间的齿牙越粗，有利于提升整流板2的匀风效果和多个气流通道的整流定向，但是整流板2的出风有效面积减小，流动阻力增大，会导致风量衰减、噪音变高等问题。

因此，气流通道数量的数量与整流板2的实际厚度共同影响气流的动静压转换效果和整流定向效果。基于此，本发明对整流板2的设计中，由整流板2的实际厚度d和送风广角α来确定气流通道数量；具体为：相同送风广角α下，整流板2的实际厚度d越大，动静压转换的流道流程变长，则需增加气流通道数量以使齿牙变细长，从而减小流动阻力。

在一实施例中，齿牙的齿根面和齿顶面的顶角位置为弧面。

本实施例中，定义整流板2的内圆面为齿牙的齿根面(即图中CB段为半径所处的弧面)，整流板2的外圆面为齿牙的齿顶面(即图中CD段为半径所处的弧面)，在气流流动过程中，齿根面所在侧为气流高速低压区，齿顶面所在侧为低速高压区；为减小气流通过整流板2时的流动阻力，分别在齿根面和齿顶面的顶角位置设计弧面，可有起到整流作用，以提升风量和降低噪音。

在一实施例中，齿根面的弧面半径小于齿顶面的弧面半径。

本实施例中，定义齿根面的弧面半径为内圆角Ri，齿顶面的弧面半径为外圆角Ro，由于齿根面和齿顶面的环境工况不同，故内圆角Ri和外圆角Ro需根据实际工况特点进行差异化设计。

具体设计为：内圆角Ri采用小圆角，外圆角Ro采用大圆角，即Ri＜Ro，原理为：

①齿根面所在侧为高速低压区，采用小圆角：

当作为入流面时，气流通过齿根面进行预分流后进入气流通道，有利于匀风；

当作为出流面时，气流集中、不容易扩散，有利于聚风。

②齿顶面所在侧为低速高压区，采用大圆角：

当作为入流面时，气流更顺畅地进入整流板2，有利于减阻聚风；

当作为出流面时，大圆角增大实际出风截面面积，有利于渐扩散风。

本发明实施例还提供一种送风设备，其中：包括如上所述的导风结构。

在一实施例中，送风设备还包括：设置于出风口11的旋转运动电机，旋转运动电机与转轴传动连接，用于驱动转轴转动并带动导风结构旋转。

本实施例通过旋转运动电机联动导风结构进行旋转以实现送风方向和送风形式的调整。

在一实施例中，送风设备还包括：设置于出风口11的步进运动电机，步进运动电机与导风结构传动连接，用于驱动导风结构多方位移动。

本实施例通过步进运动电机带动导风结构可以在前后上下多方位进行移动，以调整更佳的送风位置。需说明的是，步进运动电机带动导风结构移动的过程中，也需带动旋转运动电机随导风结构同步移动，即本实施例中的旋转运动电机与导风结构可以整体装配。

下面以具体应用示例介绍本发明的技术效果：

以图1的柜式空调器末端为例，在空调出风口11位置设计安装导风结构，通过旋转运动电机搭配步进电机可以实现控制导风结构进行旋转变向和前后上下位移运动，以使导风结构能够自由调整位置与朝向。

如图3所示，当以导风结构中整流板2的外弧面作为出流面，且OC线与水平面平行时，气流经过整流板2后，可实现降速增压和广角送风的效果，该送风形式为“水平散风”，主要用于微风感需求和近距离宽范围送风的应用场景。

如图4所示，当以导风结构中整流板2的内弧面作为出流面，且OC线与水平面平行时，气流经过整流板2后，可实现增速降压和集射送风，该送风形式为“水平聚风”，主要用于需要集中送风和定向送风/避风的应用场景。

图5表示制冷工况下采用“水平散风”形式的局部分布云图，由图可见，气流速度分布均匀且速度较小，有效减弱了冷风直吹感，同时温度分布更均匀。

图6表示制冷工况下采用“水平聚风”形式的局部分布云图，由图可见，气流集中射出，受冷风下沉影响，其可以直吹指定区域以实现快速降温，其送风距离较散风形式明显变长。

图7表示制冷工况下采用“上倾聚风”形式的局部分布云图，即通过旋转导风结构以使整流板2改变集射焦点C的位置及气流的流向，使冷风往上远距离送风，避免冷风直吹人体活动区域，实现“淋浴式制冷”；该方式相较于常规导风板上倾形式，对风量和噪音的影响更小。

以上所述，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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 (12)

1.一种导风结构，应用于送风设备，用于对所述送风设备的出风进行多维送风调控，所述送风设备包括出风口，所述导风结构设置于所述出风口上，其特征在于：所述导风结构以所述出风口两侧上的转轴旋转设置于所述出风口上，且所述导风结构以可多方位移动的方式设置于所述出风口上；所述导风结构包括呈弧形状分布的多个气流通道。

2.根据权利要求1所述的导风结构，其特征在于：所述导风结构包括设置于所述出风口两侧的侧板和设置于两个所述侧板之间的整流板，所述整流板包括多个沿弧形分布的齿牙，相邻的所述齿牙之间形成气流通道。

3.根据权利要求2所述的导风结构，其特征在于：所述整流板的弧度特征值为[0.2,1]。

4.根据权利要求2所述的导风结构，其特征在于：所述整流板的弧形半径大于特征厚度。

5.根据权利要求2所述的导风结构，其特征在于：所述整流板的送风广角为[10°,180°]。

6.根据权利要求2所述的导风结构，其特征在于：所述整流板的流道变截面比为(k×CD-d)/(k×CD)，其中k表示所述整流板的弧度特征值，k＝C'D/CD，CD表示所述整流板的出口截面面积，C'D表示所述整流板的进口截面面积，d表示所述整流板的实际厚度。

7.根据权利要求2所述的导风结构，其特征在于：所述整流板的实际厚度大小与所述气流通道数量呈正相关。

8.根据权利要求2所述的导风结构，其特征在于：所述齿牙的齿根面和齿顶面的顶角位置为弧面。

9.根据权利要求8所述的导风结构，其特征在于：所述齿根面的弧面半径小于所述齿顶面的弧面半径。

10.一种送风设备，其特征在于：包括如权利要求1～9任一项所述的导风结构。

11.根据权利要求10所述的送风设备，其特征在于：所述送风设备还包括：设置于所述出风口的旋转运动电机，所述旋转运动电机与所述转轴传动连接，用于驱动所述转轴转动并带动导风结构旋转。

12.根据权利要求10所述的送风设备，其特征在于：所述送风设备还包括：设置于所述出风口的步进运动电机，所述步进运动电机与导风结构传动连接，用于驱动所述导风结构多方位移动。

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