CN103900167B - 风机的出风保护罩、风机和空调器室外机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风机的出风保护罩、风机和空调器室外机。风机的出风保护罩包括多个经条片组，且经条片组中经条片的数量与叶片数量互质；经条片的迎风面在垂直于旋转轴的平面上的投影为阿基米德螺旋线上的曲线段；经条片翼型的迎风侧曲线段的出风侧的切线平行于旋转轴的轴线；风轮的直径D1、风轮到导风圈的径向间距b、叶片尾缘与出风保护罩最外圈进风侧径向面的最小距离m和出风保护罩最外圈进风侧径向面的直径D2满足{（D1+2b+0.53×m）×（1‑3%）}≤D2≤{（D1+2b+0.53×m）×（1+3%）}；阿基米德螺旋线的起点与纬圈环的圆心重合，并位于旋转轴的轴线上，满足以上条件后，风机产生的噪音降低，且风机产生旋转流的动压作为静压回收效果最好，提高了风机的能效。

Description

风机的出风保护罩、风机和空调器室外机

技术领域

本发明涉及电器领域，更具体而言，涉及一种风机的出风保护罩、包括该出风保护罩的风机和包括该风机的空调器室外机。

背景技术

目前，空调器室外机用的风扇一般为螺旋浆式风扇，螺旋桨式风扇在轮毂的外周部配置有叶片，可利用叶片回转所产生的升力送风。此时，与在吹出侧的轮毂近旁相比，在螺旋桨式风扇吹出侧的外周侧产生的与风扇回转方向相同的回转螺旋流增加，该螺旋流如不能转换成风扇轴向的流动即轴流，则动压能损失，螺旋桨式风扇的气动力性能下降，同时，螺旋流冲击到风扇的安全防护格栅上，使流体的动压损失增加，且有噪声产生。为此，现有技术中存在以下两种解决方法：

第一种方法为：将安全防护格栅设计成具有延伸成放射状的条的安全保护格栅；

第二种方法为：将安全防护格栅设计成由配置成同心圆状的条和延伸成放射状的条构成的格子状的安全保护格栅。

在第一种方法中，由于在安全防护格栅中没有配置成同心圆状的条，所以，为了防止异物从外部进入螺旋桨式风扇内，需要很多延伸成放射状的条，将安全防护格栅设计的很密，但是，由于安全防护格栅设计的很密，来自螺旋桨式风扇的旋转流在通过安全防护格栅时的动压损失和噪声都很大。

在第二种方法中，安全防护格栅为由同心圆状的条和延伸成放射状的条构成的格子状，但是该格子状的条相对于螺旋桨式风扇的回转轴方向平行地朝下游延伸，所以，不能使旋转流朝向回转轴的方向转向，存在动压能损失、气动力性能下降的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明第一个方面的目的在于，提供一种可降低风机动压损失和噪声的风机的出风保护罩。

本发明第二个方面的目的在于，提供一种具有上述风机保护罩的风机。

本发明第三个方面的目的在于，提供一种具有上述风机的空调器室外机。

为实现上述目的，本发明第一个方面的实施例提供了一种风机的出风保护罩，包括纬圈环和沿所述纬圈环径向设置的经条片，所述经条片的迎风面在垂直于所述风机的旋转轴的平面上的投影为阿基米德螺旋线上的曲线段。

在本发明的上述实施例中，经条片的迎风面在垂直于风机的旋转轴的平面上的投影为阿基米德螺旋线（即等速螺旋线）上的曲线段，风机的叶片旋转时，会产生沿轴向、径向和周向三个方向流动的空气，经条片的迎风面在垂直于旋转轴的平面上的投影为阿基米德螺旋线上的曲线段时，一方面能减小流动的空气遇到经条片时产生的紊流，降低了噪音，且能够减少动压的损失，同时有利于将风机产生旋转流（即沿周向的流动）的动压作为静压回收。

综上所述，本发明实施例提供的出风保护罩，通过设置经条片的迎风面在垂直于风机旋转轴的平面上的投影为阿基米德螺旋线上的曲线段，一方面减小流动的空气遇到经条片时产生的紊流，降低了噪音，且能够减少动压的损失的同时，使风机产生旋转流（即沿周向的流动）的动压作为静压回收的效果最好，提高了风机的能效。

另外，根据本发明上述实施例提供的风机的出风保护罩还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述出风保护罩包括至少三个所述纬圈环和多个经条片组，至少三个所述纬圈环的圆心重合且半径不同，每个所述经条片组均包括多个所述经条片，每相邻两所述纬圈环间均设置有一所述经条片组，且每一所述经条片组的多个所述经条片沿所述纬圈环的径向呈放射状排布，同一所述经条片组中的多个所述经条片的形状、大小相同，不同所述经条片组中的所述经条片的形状不同。

根据本发明的一个实施例，不同所述经条片组中的所述经条片的迎风面在垂直于所述旋转轴的平面上投影得到的曲线段位于同一阿基米德螺旋线上。

根据本发明的一个实施例，所述阿基米德螺旋线的起点与所述纬圈环的圆心重合，并位于所述旋转轴的轴线上。

根据本发明的一个实施例，每一所述经条片的经条片翼型的迎风侧曲线段的出风侧的切线平行于所述旋转轴的轴线。

根据本发明的一个实施例，每一所述经条片组中的所述经条片的数量与所述风机的叶片的数量互为质数。

本发明第二个方面的实施例提供了一种风机，包括：风机主体，所述风机主体包括电机和风轮，所述风轮包括叶片和轮毂，所述叶片通过所述轮毂连接到所述电机的旋转轴上；和上述任一实施例所述的出风保护罩，所述出风保护罩位于所述风机的出风侧。

根据本发明的一个实施例，所述出风保护罩还包括导风圈，所述导风圈的一端套设在所述风轮外，另一端与所述出风保护罩相连，且所述导风圈的轴线与所述旋转轴的轴线位于同一直线上，所述导风圈与所述叶片之间具有间隙。

根据本发明的一个实施例，所述风轮的直径为D1，所述风轮与所述导风圈间的径向间距为b，所述叶片的尾缘与所述出风保护罩最外圈进风侧的径向面的最小距离为m，所述出风保护罩最外圈进风侧的径向面的直径为D2，且{（D1+2b+0.53×m）×（1-3%）}≤D2≤{（D1+2b+0.53×m）×（1+3%）}。

本发明第三个方面的实施例提供了一种空调器，包括：壳体，所述壳体上设置有出风口；热交换器，所述热交换器设置在所述壳体内；和上述任一实施例所述的风机，所述风机的风机主体设置在所述壳体内，并位于所述热交换器的前侧，且所述风机的出风侧正对所述出风口，所述风机的出风保护罩固定到所述壳体上，并覆盖所述出风口。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一实施例所述的出风保护罩的结构示意图；

图2是图1所示出风保护罩的经条片的迎风面在垂直于旋转轴的平面上投影得到的曲线段的示意图；

图3是阿基米德螺旋线的画法的示意图；

图4是图1所示出风保护罩的经条片翼型的结构示意图；

图5根据本发明一实施例所述的风机的结构示意图。

其中，图1至图5中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1出风保护罩，10纬圈环，11经条片，110经条片翼型，

111经条片翼型的迎风侧曲线段，

112经条片翼型的迎风侧曲线段的出风侧的切线，113经条片翼型的弦线，

114经条片的迎风面在垂直于旋转轴的平面上投影的曲线段，

2风轮，3导风圈，4电机，40旋转轴，400旋转轴的轴线，

41垂直于旋转轴的平面

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照附图描述根据本发明一些实施例的风机的出风保护罩、风机和空调器室外机。

如图1和图2所示，根据本发明一些实施例提供的一种风机的出风保护罩1，包括至少三个纬圈环10和多个经条片组。

其中，至少三个所述纬圈环10的圆心重合且半径不同，在图1所示的具体示例中，所述出风保护罩1包括七个依次套设的纬圈环10和六个经条片组，相邻两纬圈环10的半径差相等；

如图1所示，每个所述经条片组均包括多个经条片11，每相邻两所述纬圈环10间均设置有一个所述经条片组，且每一所述经条片组的多个所述经条片11沿所述纬圈环10的径向呈放射状排布；如图2所示，所述经条片11的迎风面在垂直于所述风机的旋转轴的平面上的投影的曲线段114为阿基米德螺旋线上的曲线段。

在本发明的上述实施例中，经条片的迎风面在垂直于风机的旋转轴的平面上的投影为阿基米德螺旋线（即等速螺旋线）上的曲线段，风机的叶片旋转时，会产生沿轴向、径向和周向三个方向流动的空气，经条片的迎风面在垂直于旋转轴的平面上的投影为阿基米德螺旋线上的曲线段时，一方面能减小流动的空气遇到经条片时产生的紊流，降低了噪音，且能够减少动压的损失，同时有利于将风机产生旋转流（即沿周向的流动）的动压作为静压回收。

综上所述，本发明实施例提供的出风保护罩，通过设置经条片的迎风面在垂直于风机旋转轴的平面上的投影为阿基米德螺旋线上的曲线段，一方面减小流动的空气遇到经条片时产生的紊流，降低了噪音，且能够减少动压的损失的同时，使风机产生旋转流（即沿周向的流动）的动压作为静压回收的效果最好，提高了风机的能效。

优选地，如图1所示，同一所述经条片组中的多个所述经条片11的形状、大小相同。

同一经条片组中的多个经条片的形状、大小相同，一方面便于经条片的批量生产，降低了生产成本，另一方面便于同一经条片组中经条片的安装。

在本发明的一实施例中，如图1所示，不同所述经条片组中的所述经条片11的形状不同。

具体地，不同所述经条片组中的所述经条片11的迎风面在垂直于所述旋转轴的平面上投影得到的曲线段114位于同一阿基米德螺旋线上。

本发明实施例中所提供的各经条片组中的经条片，均是在同一阿基米德螺旋线上截取的曲线段，同一经条片组中的经条片截取的部位相同，使得同一经条片组中的经条片的形状相同，不同经条片组中的经条片截取的部位不同，使得不同经条片组中的经条片的形状不同，截取后，经条片组中的经条片以纬圈环的圆心为中心，按圆周阵列（经条片在圆周阵列的过程中进行旋转）的方式进行排布。

如图2所示，以Z轴为旋转轴的轴线，经条片在垂直旋转轴轴线的平面（即XY平面）上投影得到的曲线段114所在的阿基米德螺旋线的笛卡尔坐标系方程为：

其中，r表示极径；θ表示叶片的翼型弦线与垂直于旋转轴40的平面41（即图2中的XY平面）的夹角；λ表示阿基米德螺旋线的极角，0≤λ≤θ，用以控制阿基米德螺旋线的形状及长短，当λ=0，r=0，当λ=θ，r=D₃；φ表示经条片在圆周阵列的过程中旋转的角度，0≤φ≤2π，用以控制经条片投影得到的曲线段114旋转阵列的角度。

由于精确将阿基米德螺旋线画出比较困难，在实际工程中，都是利用近似画法去逼近阿基米德螺旋线，如下提供了一种近似逼近的阿基米德螺旋线的画法，如图3所示：

（1）先O为圆心、以导程S为半径画圆（图中未示出），再将圆周及半径分成相同的n等分，图中n=8；

（2）以O为圆心，作各同心圆弧于相应数字的半径相交，得交点1′、2′、3′、…8′各点，即为阿基米德螺旋线的点；

（3）依次光滑连接各点，即得阿基米德螺旋线，即图中实线所表示的曲线。

在本发明的一具体实施例中，所述阿基米德螺旋线的起点（即图3中的圆心O）与所述纬圈环的圆心重合。

进一步，所述纬圈环的圆心位于所述旋转轴40的轴线400上。

阿基米德螺旋线的起点与纬圈环的圆心重合，纬圈环的圆心位于旋转轴的轴线上，即阿基米德螺旋线的起点、纬圈环的圆心均位于风机旋转轴的轴线上，风机的叶片旋转产生的流动的空气在遇到经条片时，会产生紊流，而当经条片的迎风面在垂直于旋转轴的平面上投影得到的曲线段所在的阿基米德螺旋线上的起点位于旋转轴的轴线上时，可减少紊流度，减小流动空气的动压损失，同时降低空气撞击经条片时产生的噪音。

在本发明的一实施例中，如图1所示，不同所述经条片组中的所述经条片11的数量不同，越靠近纬圈环1边缘的经条片组中的经条片11的数量越多，以保证相邻两经条片11间的间隙不致过大，否则将不能起到防止外侧物体进入风机内部的作用。

在本发明的一优选实施例中，每一所述经条片组中的所述经条片11的数量与所述风机的叶片的数量互为质数。

在图1所示的具体示例中，叶片的数量为3，从内到外，六个经条片组中经条片的数量分别为35、50、62、73、76、76，且35、50、62、73和76均与3互为质数（即35、50、62、73和76与3没有公约数）。

由于叶片切击空气时会产生噪声，外机出流流经出风保护罩的经条片时也会产生噪声，这两个噪声会发生干涉，当经条片组中的经条片的数量与风机的叶片的数量互质时，能削弱干涉噪声。

在本发明的一优选的示例中，如图4所示，每一所述经条片的经条片翼型的迎风侧曲线段111的出风侧的切线112平行于所述旋转轴40的轴线400。

以旋转轴40的轴线400为中心的旋转圆柱面截取的经条片的横截面的轴面投影称为经条片翼型110，经条片翼型110两头的导圆的中点连线为经条片翼型的弦线113，经条片翼型的迎风侧曲线段的出风侧的切线平行于旋转轴的轴线时，风机叶片转动产生的旋转流遇到经条片的迎风面后，沿着经条片的迎风面流动，因经条片翼型的迎风侧曲线段的出风侧的切线与旋转轴的轴线平行，所以旋转流从迎风面的出风侧离开后沿旋转轴的轴线方向移动，实现了将旋转流转换为轴流，提高了风机的轴向送风效果。

本发明第二方面的实施例提供了一种风机，如图5所示，包括风机主体和出风保护罩1。

具体而言，所述风机主体包括电机4和风轮2，所述风轮2包括叶片和轮毂，所述叶片通过所述轮毂连接到所述电机4的旋转轴40上；

所述出风保护罩1为上述任一实施例所述的风机的出风保护罩，所述出风保护罩1位于所述风机的出风侧。

本发明上述实施例提供的风机，包括风机主体和上述任一实施例所述的出风保护罩，且出风保护罩位于风机的出风侧，出风保护罩的设置，一方面可防止外部的物体进入风机内，另一方面可降低风机产生的噪音，提高风机的能效。

在本发明的一具体实施例中，如图5所示，所述风机还包括导风圈3，所述导风圈3的一端套设在所述风轮2外，另一端与所述出风保护罩1相连，且所述导风圈3的轴线与所述旋转轴40的轴线400位于同一直线上，所述导风圈3与所述叶片之间具有间隙。

进一步，如图5所示，所述风轮2的直径为D1，所述风轮2与所述导风圈3间的径向间距为b，所述叶片的尾缘与所述出风保护罩1最外圈进风侧的径向面的最小距离为m，所述出风保护罩1最外圈进风侧的径向面的直径为D2，且{（D1+2b+0.53×m）×（1-3%）}≤D2≤{（D1+2b+0.53×m）×（1+3%）}。

在本发明的上述实施例中，风轮的直径（即叶轮最大外缘的外接圆直径）为D1，风轮与导风圈间的径向间距（即叶片外缘与导风圈内壁面间的单边径向距离）为b，叶片尾缘（即叶片上与叶片前缘（叶片迎风面的边缘）相对设置的边缘）与出风保护罩最外圈进风侧的径向面的最小距离为m，则出风保护罩最外圈进风侧的径向面的直径D2的计算直径为：D2’=D1+2b+0.53×m，考虑到风机的导风圈的导弧、模具等存在的加工误差，以及风机的装配误差等原因，出风保护罩最外圈进风侧的径向面的直径需在3%的误差范围内进行调整，因此，出风保护罩最外圈进风侧的径向面的直径的最终取值范围为：D2’×（1-3%）≤D2≤D2’×（1+3%），即（D1+2b+0.53×m）×（1-3%）≤D2≤（D1+2b+0.53×m）×（1+3%）。当风机满足上述关系式时，提高了风机产生旋转流的动压作为静压回收的效果，进而提高了风机的能效。

本发明第三方面的实施例提供了一种空调器室外机（图中未示出），包括壳体（图中未示出）、热交换器（图中未示出）和上述任一实施例所述的风机。

其中，所述壳体上设置有出风口（图中未示出）；

所述热交换器设置在所述壳体内；

所述风机的风机主体设置在所述壳体内，并位于所述热交换器的前侧，且所述风机的出风侧正对所述出风口，所述风机的出风保护罩固定到所述壳体上，并覆盖所述出风口。

本发明上述实施例提供的空调器室外机，包括上述任一实施例所述的风机，并具有上述任一实施例所述风机的全部有益效果，因此，本发明实施例提供的空调器室外机工作时，风扇的噪音小，能效高。

综上所述，本发明提供的风机，具有以下几个特征：1、每一经条片组中经条片的数量与风机的叶片数量互质；2、经条片的迎风面在垂直旋转轴的平面上的投影为阿基米德螺旋线上的曲线段；3、经条片翼型的迎风侧曲线段的出风侧的切线平行于旋转轴的轴线；4、风轮的直径D1、风轮到导风圈的单边径向间距b、叶片尾缘与出风保护罩最外圈进风侧径向面的最小距离m和出风保护罩最外圈进风侧径向面的直径D2满足（D1+2b+0.53×m）×（1-3%）}≤D2≤{（D1+2b+0.53×m）×（1+3%）}；5、阿基米德螺旋线的起点与纬圈环的圆心重合，并位于旋转轴的轴线上，满足以上五个条件后，风机产生的噪音降低，同时能在破坏气体流动最小的情况下回收动压，且风机产生旋转流的动压作为静压回收效果最好，提高了风机的能效。

在本发明的描述中，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“相连”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种风机的出风保护罩，其特征在于，包括：

纬圈环；和

沿所述纬圈环径向设置的经条片，所述经条片的迎风面在垂直于所述风机的旋转轴的平面上的投影为阿基米德螺旋线上的曲线段；

所述出风保护罩包括至少三个所述纬圈环和多个经条片组，至少三个所述纬圈环的圆心重合且半径不同，每个所述经条片组均包括多个所述经条片，每相邻两所述纬圈环间均设置有一所述经条片组，且每一所述经条片组的多个所述经条片沿所述纬圈环的径向呈放射状排布，同一所述经条片组中的多个所述经条片的形状、大小相同，不同所述经条片组中的所述经条片的形状不同，不同所述经条片组中的所述经条片的数量不同，越靠近所述纬圈环边缘的所述经条片组中的所述经条片的数量越多。

2.根据权利要求1所述的风机的出风保护罩，其特征在于，

不同所述经条片组中的所述经条片的迎风面在垂直于所述旋转轴的平面上投影得到的曲线段位于同一阿基米德螺旋线上。

3.根据权利要求2所述的风机的出风保护罩，其特征在于，

所述阿基米德螺旋线的起点与所述纬圈环的圆心重合，并位于所述旋转轴的轴线上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的风机的出风保护罩，其特征在于，

每一所述经条片的经条片翼型的迎风侧曲线段的出风侧的切线平行于所述旋转轴的轴线。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的风机的出风保护罩，其特征在于，

每一所述经条片组中的所述经条片的数量与所述风机的叶片的数量互为质数。

6.一种风机，其特征在于，包括：

风机主体，所述风机主体包括电机和风轮，所述风轮包括叶片和轮毂，所述叶片通过所述轮毂连接到所述电机的旋转轴上；和

出风保护罩，所述出风保护罩为权利1至5中任一项所述的风机的出风保护罩，所述出风保护罩位于所述风机的出风侧。

7.根据权利要求6所述的风机，其特征在于，还包括：

导风圈，所述导风圈的一端套设在所述风轮外，另一端与所述出风保护罩相连，且所述导风圈的轴线与所述旋转轴的轴线位于同一直线上，所述导风圈与所述叶片之间具有间隙。

8.根据权利要求7所述的风机，其特征在于，

所述风轮的直径为D1，所述风轮与所述导风圈间的径向间距为b，所述叶片的尾缘与所述出风保护罩最外圈进风侧的径向面的最小距离为m，所述出风保护罩最外圈进风侧的径向面的直径为D2，且{(D1+2b+0.53×m)×(1-3％)}≤D2≤{(D1+2b+0.53×m)×(1+3％)}。

9.一种空调器室外机，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体上设置有出风口；

热交换器，所述热交换器设置在所述壳体内；和

如权利要求6至8中任一项所述的风机，所述风机的风机主体设置在所述壳体内，并位于所述热交换器的前侧，且所述风机的出风侧正对所述出风口，所述风机的出风保护罩固定到所述壳体上，并覆盖所述出风口。