新型空調內機導風方式及其傳動機構介紹

林思軒 王榮轉 胡錦洋

（TCL空調器（中山）有限公司 廣東中山 528400）

新型空調內機導風方式及其傳動機構介紹

林思軒 王榮轉 胡錦洋

（TCL空調器（中山）有限公司 廣東中山 528400）

基于目前空調器導風板常存在凝露、噪音等問題，本文提出了一種雙層新型導風板及其傳動機構，以現有單導風板為基礎，在導風板內側設一截面為“機翼形”的內導板，通過連桿及轉軸，實現導風板與內導板之間相對位置的變化。導風板轉動通過特殊的“雙轉軸部件”實現與導風板同步轉動；在導風板不轉動時，內導板可通過步進電機的帶動，雙轉軸中所設的“內轉軸”傳動，實現單獨運動。這樣，可實現通過所設內導板，對出風口氣流進行改善。

機翼形；連桿；轉軸；雙轉軸部件；磁性限位片；內轉軸傳動；齒調

針對目前空調器室內機由于導風板所帶來的凝露和噪音等行業通病的問題，本文提出了一種雙層新型導風板及其傳動機構，從而改善空調器出風口處氣流，減少導風板凝露及減小氣流噪音。本文以現有單導風板為基礎，在導風板內側設一截面為“機翼形”的內導板，通過連桿及轉軸，實現導風板與內導板之間相對位置的變化。同時，導風板也可按照原來的轉動方式進行轉動。在導風板轉動的同時，內導板通過特殊的“雙轉軸部件”實現與導風板同步轉動；在導風板不轉動時，內導板可通過步進電機的帶動，雙轉軸中所設的“內轉軸”傳動，實現單獨運動。這樣，在不破壞現有空調器外觀和一般結構的前提下，即可實現通過所設內導板，對出風口氣流進行改善，從而改善空調器出風口處氣流，減少導風板凝露及減小氣流噪音。

1 傳統的掛壁式房間空調器室內機的導風板結構方案

1.1 方案一

單導風板，適用于機體較小的掛壁式室內機，該現有技術方案的不足之處：由于現有空調在出風口處多設計成弧形，為了配合整體外觀，導風板也隨之設計成弧形，但在遷就外觀的同時，也就造成了弧形導風板外側邊沿容易出現

凝露的弊端，圖2為空調器室內機的單導風板示意圖。溫度較室內空氣低的氣流從風道中排出，在經過導風板時，導風板上側空氣可緊貼導風板流動；下側氣流則只能沿導風板弧形切線方向流出，這樣就造成導風板遠離風道一端，上下空氣溫度不均，上側溫度較下側低，下側空氣在接近導風板時，容易遇冷凝露。同時，弧形導風板在擺動過程中，也相比平直導風板更易擾亂氣流如圖1（單導風板的空調器室內機截面圖）。A—導風板內側溫度較低的空氣貼緊導風板流出。B—導風板外側，空氣沿導風板切線方向流出，導致導風板邊沿內外冷熱不均，產生凝露，C—轉軸，D—步進電機軸孔位。

1.2 方案二

為帶穩流內層的導風板，外層主導風板與方案1類似，適用于中小類掛壁式室內機。該現有技術方案的不足之處：在風口較寬的機體上，為了解決導風板在擺動時擾亂氣流，同時噪音升高的問題，在導風板內側增加一穩流板。這樣的穩流板可以在一定程度上穩定氣流，減小噪聲，但仍會存在類似于圖1的凝露問題。由于導風板內外側弧線長度相近，氣流流速相當，所以壓力差值小，導風板外側氣流仍舊會沿弧線切線方向流出，如圖3（空調器室內機帶穩流內層的導風板示意圖），E為導風板內側，E-1為導風板內側截面。

圖1 單導風板的空調器室內機截面圖

圖2 空調器室內機的單導風板示意圖

圖3 空調器室內機帶穩流內層的導風板示意圖

圖4 空調器室內機雙導風板結構截面圖

1.3 方案三

雙導風板結構，由兩調類似圖1的單導風板組成，每個導風板配有單獨的電機控制，適用于機體較大的掛壁式室內機。該現有技術方案的不足之處：在大尺寸室內機上（機體長度在1000mm～1500mm），單塊導風板結構對氣流穩定性影響也隨著機體體積放大，噪音問題也尤為明顯；同時，寬度過寬的導風板對風量的影響也明顯加大。此時，雙導風板成了大體積機體的選擇。但由于單塊導風板的結構仍舊與圖1類似，同樣存在著凝露問題。且單調導風板寬度小、長

度長，這樣也容易造成導風板的變形。雙導風板在一定程度上也破壞了產品外觀，如圖4，F—雙導風板結構。

圖5 底座部件圖

圖6 雙層導風板示意圖

2 室內機新型導風板結構

基于目前空調器內機由導風板起引的凝露、噪音等常見的問題，本文提供一種雙層導風板及其傳動機構，從而改善空調器出風口處氣流，減少導風板凝露及減小氣流噪音。

2.1 室內機的新型導風結構

本文以現有單導風板為基礎，在導風板內側設一截面為“機翼形”的內導板，通過連桿及轉軸，實現導風板與內導板之間相對位置的變化。同時，導風板也可按照原來的轉動方式進行轉動。

在導風板轉動的同時，內導板通過特殊的“雙轉軸部件”實現與導風板同步轉動；在導風板不轉動時，內導板可通過步進電機的帶動，雙轉軸中所設的“內轉軸”傳動，實現單獨運動。這樣，在不破壞現有空調器外觀，一般結構的前提下，即可實現通過所設內導板，對出風口氣流進行改善。

2.2 室內機的新型導風傳動原理結構

在導風板內側設一截面為“機翼形”的內導板，通過連桿及轉軸，實現導風板與內導板之間相對位置的變化。同時，導風板也可按照原來的轉動方式進行轉動。在導風板轉動的同時，內導板通過特殊的“雙轉軸部件”實現與導風板同步轉動；在導風板不轉動時，內導板可通過步進電機的帶動，雙轉軸中所設的“內轉軸”傳動，實現單獨運動本文所涉機構包含驅動部分與傳動部分。其中，驅動部分原理示意圖如圖5～圖8所示：1—連桿1，2—連桿2，3—內導風板，4—齒輪1，5—齒輪2，6—齒條1，7—齒條2，8—齒條盒1，9—齒條盒蓋1，10—齒條盒2，11—齒條盒蓋2，12—步進電機，13—外傳軸，14—磁性限位片，15—內轉軸，16—連桿3，17—導風板，18—底座部件。

齒調盒組件包括了：1.齒調盒；2.齒調；3.齒調盒蓋。其中，齒調由塑料制成，齒調盒及齒調盒蓋由鋁合金制成。將齒調安裝在齒調盒內，齒調盒內部兩端設有通孔，用于深入齒輪或者轉軸。中間有一定長度的內翻邊，齒調安裝入內之后，可被限位在翻邊與齒調盒內壁之間。由于步進電機轉動時，齒調兩側受力不均，一側容易產生彎曲，這樣的結構可以防止齒調彎曲，增強機構運動穩定性。除了兩處螺釘孔位，在對側還設有一卡扣結構。增加齒調盒蓋與齒調盒之間的裝配穩定性。步進電機通過安插在轉軸上的齒輪，帶動齒調轉動，齒調再帶動轉軸轉動。由于步進電機轉動角度可調，所以轉軸轉動角度也可調。

轉軸組件包括了：1.內轉軸；2.外轉軸；3.磁性限位片。外轉軸中間為圓柱形，一側為正六邊形，一側為直齒輪結構。中間空心。其內徑與內轉軸中間圓柱部分外徑相等。外轉軸中間一部位設有弧長占圓周三分之一，即所對圓心角120°的槽。扇形限位片可完整插入槽中。內轉軸與外轉軸結構類似，在靠近正六邊形一側設有圓環狀突起，起限位作用。中間部分有一環形槽。磁性限位片成扇形，扇形角120°，是一外表光滑的永磁鐵薄片，其扇形外徑與外轉軸中間圓柱部分的外徑相同。扇形內徑與內轉軸槽底部分圓柱直徑相同。安裝時，將內轉軸插入外轉軸中，再將限位片插入外轉軸扇形槽中，這樣，內外轉軸既可以保持相對轉動，又可以限制軸向的相對移動。

傳動部分包含有：1.導風板，2.內導板，3.四根連桿，均由HIPS材料注塑而成。由于內外轉軸安插在底座上所設的圓柱通孔中，故轉軸的軸線相對位置不變。其中，為了防止圖示內導板左側尖端出現凝露現象，內導板采用中空結構，且如圖示，內導板上部平直，下部呈弧形，這樣也可以減小內導板部件重量。其中，連桿3部件一端呈圓環狀，用以配合內導板，一端有一六邊形內孔的圓環設計，用以配合內轉軸，使內轉軸可以帶動連桿3轉動。傳動機制：由內外轉軸分別帶動部件連桿3和導風板轉動。在空調工作時，兩步進電機同時工作，帶動兩轉軸旋轉相同角度θ1，然后，再由帶動內轉軸的步進電機單獨工作，帶動內轉軸旋轉角度θ2，這樣，導風板組件即可進入工作所需的狀態。同時，θ1、θ2可以進行調整、組

合，以達到最佳位置及工作狀態。

圖7 導風板傳動機構示意圖

圖8 導風板驅動機構示意圖

圖9 新型導風出風口穩流原理圖

3 機構改善出風口氣流原理

由伯努利原理可知，在飛機飛行時機翼周圍空氣的流線分布是指機翼橫截面的形狀上下不對稱，機翼上方的流線密、流速大，下方的流線疏、流速小。由伯努利方程可知，機翼上方的壓強小，下方的壓強大。這樣就產生了作用在機翼上的方向的升力，利用流體在經過機翼兩端產生壓強差的現象，在導風板內側放置一截面為機翼形內導板，使氣流經過導風板組件時，內導板弧面側的氣流流速大，平面側的氣流流速小，從而使兩導板中間氣流壓強小，外側壓強大。在氣流流出導風板時，外側壓強大的氣流會靠緊兩塊導板，從而使得氣流更易貼緊導板流動，這樣，不僅出風口氣流更加穩定，而且在導風板遠離出風口一側邊沿，由于氣流貼緊導風板內外兩側，改善了內外側的溫差現象，這樣就可以減少凝露的產生。

3.1 新型導風出風口氣流說明

關于本文的說明：本文所示導風板，不局限于圖示形狀及大小，只要求導風板內側弧形曲率半徑大于內導板弧面側弧形的曲率半徑。本文所示齒調及齒調盒，不局限于圖示兩端的齒輪尺寸相同，兩導板外側氣流流速慢，壓強大；兩導板中間氣流流速快，壓強小。導風末端外部氣流向中間靠攏，冷氣流貼緊導板流動，減小導板兩側溫差，從而改善凝露現象，同時增強氣流穩定性，減小氣流噪聲及導板震動。本文出風口氣流示意圖及整體三維線構圖如圖9所示。

4 結束語

針對現有空調器導風板及其導風方式不足，本提案提供一種雙層導風板，及其傳動機構，從而改善空調器出風口處氣流，減少導風板凝露及減小氣流噪音，導風末端外部氣流向中間靠攏，冷氣流貼緊導板流動，減小導板兩側溫差，從而改善凝露現象，同時增強氣流穩定性，減小氣流噪聲及導板震動。對提高空調器的使用舒適性和品質有很大參考意義。

Within the new air conditioning machine ventilation mode and its transmission mechanism is introduced

LIN Sixuan WANG Rongzhuan HU Jingyang
（TCL Air Conditioner (Zhongshan) Co.,Ltd. Zhongshan 528400）

Based on the existing air conditioner wind deflector often condensation, noise problem, this paper puts forward a new type double wind deflector and its transmission mechanism, based on the existing single wind deflector, in wind deflector inside have a section for "wing shape" inside the guide, through the connecting rod and a shaft, in the wind deflector and the change of the relative position between the guide plate. Wind deflector rotation through the special "double shaft parts" with wind deflector synchronous rotation. Within the wind deflector not turns, guide by stepper motor drive, double shaft set "rotation" in the transmission, realize single movement. Such, can be realized through the guide within the set, the outlet flow improvement.

The new the wing shape; Connecting rod; Shaft; Double shaft parts; Magnetic spacing pieces; Shaft drive; Rack