出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)器室外機(jī)及出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及空調(diào)器技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)器室外機(jī)及 出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了提升空調(diào)外機(jī)換熱器的換熱效果，一般會(huì)在換熱器前面設(shè)計(jì)風(fēng)道系統(tǒng)，通過(guò) 強(qiáng)迫對(duì)流，提升系統(tǒng)的換熱量?，F(xiàn)在室外機(jī)大多數(shù)風(fēng)機(jī)系統(tǒng)采用了軸流風(fēng)機(jī)，該風(fēng)機(jī)具有風(fēng) 量大、功耗低等優(yōu)勢(shì)，在空調(diào)行業(yè)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003] 由于風(fēng)機(jī)系統(tǒng)屬于旋轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，而且轉(zhuǎn)速較高，需要滿(mǎn)足基本安全標(biāo)準(zhǔn)，比如： GB/T4208-2008,為了避免人觸摸到運(yùn)行的風(fēng)葉結(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行試驗(yàn)指試驗(yàn)，該對(duì)防護(hù)格柵 結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和間隙，提出較高的要求。
[0004] 為了滿(mǎn)足基本的運(yùn)行安全，風(fēng)機(jī)系統(tǒng)都會(huì)在出風(fēng)口安裝防護(hù)格柵結(jié)構(gòu)。但增加防 護(hù)結(jié)構(gòu)之后，會(huì)增加風(fēng)道的阻力，給系統(tǒng)帶來(lái)負(fù)面影響，如；一般會(huì)降低風(fēng)量、增加噪音的問(wèn) 題，該都降低了風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的整個(gè)性能。
[0005] 現(xiàn)有防護(hù)結(jié)構(gòu)，一般僅僅是滿(mǎn)足電氣安全標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，基本結(jié)構(gòu)形式采用縱 橫交錯(cuò)的筋條，為了便于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，沒(méi)有太多的考慮此防護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)于風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的整體影響， 也就是沒(méi)有考慮風(fēng)道的流場(chǎng)，從而降低了風(fēng)機(jī)系統(tǒng)性能。
[0006] 查閱、分析相關(guān)專(zhuān)利，目前各種出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)在考慮改善出風(fēng)流場(chǎng)方面較少，表現(xiàn) 為：
[0007] 1)為了方便出模，僅僅沿風(fēng)葉軸向（此方向與出模方向相同）進(jìn)行拔模處理，如采 用縱橫交錯(cuò)的"田字形"結(jié)構(gòu)，上下兩端進(jìn)行拔模處理；
[0008] 2)在迎風(fēng)口處的筋條改為銳角，減少風(fēng)阻，如專(zhuān)利一一種空調(diào)器室外機(jī)出風(fēng)網(wǎng) 罩（CN200910161676.8)，該專(zhuān)利將徑向筋條的沿軸向變?yōu)殇J角，使之減少風(fēng)阻，增大出風(fēng) 量。
[0009] 分析現(xiàn)有專(zhuān)利，都是建立在定性分析基礎(chǔ)上，沒(méi)有監(jiān)測(cè)出風(fēng)機(jī)內(nèi)部流場(chǎng)的實(shí)際分 布，使得整個(gè)空調(diào)器室外機(jī)的出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的阻力大，噪音高，無(wú)法做到風(fēng)機(jī)系統(tǒng)性能的最 優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明旨在提供一種出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)、空調(diào)器室外機(jī)及出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法， W解決現(xiàn)有技術(shù)中的空調(diào)器室外機(jī)的阻力大，噪音高的問(wèn)題。
[0011] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)，該出風(fēng) 防護(hù)結(jié)構(gòu)包括：中也圓盤(pán)；福射筋條，從中也圓盤(pán)的外邊緣向遠(yuǎn)離中也圓盤(pán)的方向延伸；福 射筋條的第一側(cè)面與中也圓盤(pán)的中軸線(xiàn)的夾角為a,a = ^，其中Vf為氣流沿葉片 旋轉(zhuǎn)方向上流動(dòng)的速度，Vz為氣流沿葉片軸的軸向流動(dòng)的速度，1為福射筋條的第一側(cè)面上 的點(diǎn)到中也圓盤(pán)的中軸線(xiàn)的距離，f為葉片軸的旋轉(zhuǎn)頻率。
[0012] 進(jìn)一步地，福射筋條為多根，多根福射筋條沿中也圓盤(pán)的外周均勻布置，且當(dāng)出風(fēng) 防護(hù)結(jié)構(gòu)水平放置時(shí)，福射筋條在水平面上的投影為弧線(xiàn)形。
[0013] 進(jìn)一步地，出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)還包括；多根周向筋條，沿遠(yuǎn)離中也圓盤(pán)的方向，相鄰兩 根周向筋條的間距逐漸增大，多根周向筋條與福射筋條相交形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0014] 進(jìn)一步地，福射筋條的與第一側(cè)面相對(duì)的一側(cè)設(shè)置有沿福射筋條的長(zhǎng)度方向設(shè)置 的凸起，凸起的凸出方向與氣流的流動(dòng)方向相反，且從凸起的頂端沿福射筋條的寬度方向， 福射筋條的厚度逐漸減小。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種空調(diào)器室外機(jī)，包括風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)包括出風(fēng)防護(hù) 結(jié)構(gòu)，出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)上述的出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)包 括中也圓盤(pán)和從中也圓盤(pán)的外邊緣向遠(yuǎn)離中也圓盤(pán)的方向延伸的福射筋條，且福射筋條的 第一側(cè)面與中也圓盤(pán)的中軸線(xiàn)的夾角a由公式
確定，其中Vf為氣流沿葉片旋 轉(zhuǎn)方向上流動(dòng)的速度，Vz為氣流沿葉片軸的軸向流動(dòng)的速度，1為福射筋條的第一側(cè)面上的 點(diǎn)到中也圓盤(pán)的中軸線(xiàn)的距離，f為葉片軸的旋轉(zhuǎn)頻率。
[0017] 進(jìn)一步地，確定夾角a之后還包括；在中也圓盤(pán)的外周設(shè)直多根周向筋條,使相鄰 兩根周向筋條的間距逐漸增大，并使周向筋條與福射筋條相交形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0018] 進(jìn)一步地，福射筋條的與第一側(cè)面相對(duì)的一側(cè)設(shè)置有沿福射筋條的長(zhǎng)度方向設(shè)置 的凸起，凸起的凸出方向與氣流的流動(dòng)方向相反，且從凸起的頂端沿福射筋條的寬度方向， 福射筋條厚度的逐漸減小。
[0019] 應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，該出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)包括中也圓盤(pán)和福射筋條，福射筋條從 中也圓盤(pán)的外邊緣向遠(yuǎn)離中也圓盤(pán)的方向延伸，福射筋條的第一側(cè)面與中也圓盤(pán)的中軸線(xiàn) 的夾角為a,
其中V,為氣流沿葉片旋轉(zhuǎn)方向上流動(dòng)的速度，Vz為氣流沿葉片 軸的軸向流動(dòng)的速度，1為福射筋條的第一側(cè)面上的點(diǎn)到中也圓盤(pán)的中軸線(xiàn)的距離，f為葉 片軸的旋轉(zhuǎn)頻率。本發(fā)明的出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)根據(jù)風(fēng)道流場(chǎng)的特點(diǎn)確定而得到，能夠盡可能地 減小出風(fēng)防護(hù)裝置對(duì)流體的阻礙作用，進(jìn)而提升風(fēng)機(jī)的出風(fēng)量，降低整個(gè)空調(diào)器室外機(jī)的 噪音。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí) 施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0021] 圖1示意性示出了本發(fā)明中的出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的俯視圖；
[0022] 圖2示意性示出了本發(fā)明的出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的主視圖；
[0023]圖3示意性示出了本發(fā)明的出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的第一局部剖視圖；
[0024] 圖4示意性示出了流體的速度分解圖；
[0025]圖5示意性示出了本發(fā)明的出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的第二局部剖視圖；
[0026] 圖6示意性示出了本發(fā)明中的未設(shè)置上出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)的風(fēng)機(jī)的主視圖；W及
[0027] 圖7示意性示出了本發(fā)明的空調(diào)器室外機(jī)的剖視圖。
[002引附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0029] 10、中也圓盤(pán)；20、福射筋條；21、第一側(cè)面；22、凸起；30、周向筋條；40、葉片；50、 電機(jī)；60、換熱器；70、導(dǎo)流圈；80、安裝部；100、風(fēng)機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]W下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可W由權(quán)利要求限定 和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0031] 結(jié)合圖1至圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，提供了一種出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)。該出 風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)包括中也圓盤(pán)10和福射筋條20,福射筋條20從中也圓盤(pán)10的外邊緣向遠(yuǎn)離 中也圓盤(pán)10的方向延伸，福射筋條20的第一側(cè)面21與中也圓盤(pán)10的中軸線(xiàn)的夾角為a,
其中Vf為氣流沿葉片40旋轉(zhuǎn)方向上流動(dòng)的速度，Vz為氣流沿葉片軸的軸向 流動(dòng)的速度，1為福射筋條20的第一側(cè)面21上的點(diǎn)到中也圓盤(pán)10的中軸線(xiàn)的距離，f為葉 片軸的旋轉(zhuǎn)頻率。根據(jù)本實(shí)施例，中也圓盤(pán)10的設(shè)置不僅能夠提高整個(gè)出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng) 度，防止出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)受到外界的意外沖擊變形而損壞被出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)防護(hù)的葉片40等 結(jié)構(gòu)，還能夠阻止出風(fēng)結(jié)構(gòu)外部的氣流回流。此外，在空調(diào)器領(lǐng)域內(nèi)，由于出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)防 護(hù)的風(fēng)機(jī)通常為軸流風(fēng)機(jī)，軸流風(fēng)機(jī)采用螺旋獎(jiǎng)式軸流葉片，依賴(lài)葉片40的旋轉(zhuǎn)對(duì)氣流做 功，將氣流吹出來(lái)，實(shí)際氣流的流動(dòng)速度可W劃分為葉片40旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)氣流在葉片40在旋轉(zhuǎn) 方向上流動(dòng)的速度V,和氣流沿葉片軸的軸向流動(dòng)的速度Vz。根據(jù)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的知識(shí)，在風(fēng)機(jī) 轉(zhuǎn)速一定的情況下，葉片40的旋轉(zhuǎn)速度的分布規(guī)律為：
[0032]化=2 31 fl'
[0033] 其中，Vf為氣流沿葉片40旋轉(zhuǎn)方向上流動(dòng)的速度，1'為葉片40上的點(diǎn)到葉片軸 的中軸線(xiàn)的距離，f為葉片軸的旋轉(zhuǎn)頻率。
[0034]同時(shí)，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速一定的時(shí)候，葉片軸的速度是保持不變的，參見(jiàn)圖4的分解圖所 示，此時(shí)，可W定義流體實(shí)際的出風(fēng)角度義
根據(jù)上述分析可W知道，流體的 出風(fēng)角度的大小與葉片40上的點(diǎn)到葉片軸的距離成正比關(guān)系。
[00巧]在風(fēng)機(jī)的外表設(shè)置上出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)之后，1'與1相等，出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)上的流體流 動(dòng)的分布情況與葉片40上的流體流動(dòng)的分布情況一致。本實(shí)施例中，只要福射筋條20的 第一側(cè)面21與中也圓盤(pán)10的中軸線(xiàn)的夾角a的大小與流體實(shí)際的出風(fēng)角度a'相等，當(dāng)流 體流經(jīng)出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，能夠盡可能地減小出風(fēng)防護(hù)裝置對(duì)流體的阻礙作用，進(jìn)而提 升風(fēng)機(jī)的出風(fēng)量，降低整個(gè)風(fēng)機(jī)的噪音。
[0036] 在本實(shí)施例中，福射筋條20為多根，多根福射筋條20沿中也圓盤(pán)10的外周均勻 布置，該樣，在靠近中也圓盤(pán)10的地方，流體的流通面積小，而在遠(yuǎn)離中也圓盤(pán)10的地方， 流體的出風(fēng)面積大。根據(jù)本實(shí)施例，在相鄰的兩根福射筋條20之間，出風(fēng)面積是不斷增大 的，根據(jù)流體力學(xué)可W知道，要降低流體的速度（V=Q/S，Q為風(fēng)量，S為流通面積)，在風(fēng)量一 定的情況下，需要增大流體的流通面積，該樣有利于降低氣流對(duì)出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的沖擊速度， 從而降低噪音，可見(jiàn)，本實(shí)施例中的福射筋條20的設(shè)置方式正好與流體流速分布一致，能 夠進(jìn)一步降低出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)流體的阻礙作用。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中的第一側(cè)面21 為福射筋條20的形成流體流道的側(cè)面，且當(dāng)出風(fēng)防護(hù)結(jié)構(gòu)水平放置時(shí)，如圖2所示，福射筋 條