新型空調(diào)內(nèi)機(jī)導(dǎo)風(fēng)方式及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)介紹

林思軒 王榮轉(zhuǎn) 胡錦洋

（TCL空調(diào)器（中山）有限公司 廣東中山 528400）

新型空調(diào)內(nèi)機(jī)導(dǎo)風(fēng)方式及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)介紹

林思軒 王榮轉(zhuǎn) 胡錦洋

（TCL空調(diào)器（中山）有限公司 廣東中山 528400）

基于目前空調(diào)器導(dǎo)風(fēng)板常存在凝露、噪音等問(wèn)題，本文提出了一種雙層新型導(dǎo)風(fēng)板及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，以現(xiàn)有單導(dǎo)風(fēng)板為基礎(chǔ)，在導(dǎo)風(fēng)板內(nèi)側(cè)設(shè)一截面為“機(jī)翼形”的內(nèi)導(dǎo)板，通過(guò)連桿及轉(zhuǎn)軸，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)風(fēng)板與內(nèi)導(dǎo)板之間相對(duì)位置的變化。導(dǎo)風(fēng)板轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)特殊的“雙轉(zhuǎn)軸部件”實(shí)現(xiàn)與導(dǎo)風(fēng)板同步轉(zhuǎn)動(dòng)；在導(dǎo)風(fēng)板不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)導(dǎo)板可通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)，雙轉(zhuǎn)軸中所設(shè)的“內(nèi)轉(zhuǎn)軸”傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)運(yùn)動(dòng)。這樣，可實(shí)現(xiàn)通過(guò)所設(shè)內(nèi)導(dǎo)板，對(duì)出風(fēng)口氣流進(jìn)行改善。

機(jī)翼形；連桿；轉(zhuǎn)軸；雙轉(zhuǎn)軸部件；磁性限位片；內(nèi)轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)；齒調(diào)

針對(duì)目前空調(diào)器室內(nèi)機(jī)由于導(dǎo)風(fēng)板所帶來(lái)的凝露和噪音等行業(yè)通病的問(wèn)題，本文提出了一種雙層新型導(dǎo)風(fēng)板及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而改善空調(diào)器出風(fēng)口處氣流，減少導(dǎo)風(fēng)板凝露及減小氣流噪音。本文以現(xiàn)有單導(dǎo)風(fēng)板為基礎(chǔ)，在導(dǎo)風(fēng)板內(nèi)側(cè)設(shè)一截面為“機(jī)翼形”的內(nèi)導(dǎo)板，通過(guò)連桿及轉(zhuǎn)軸，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)風(fēng)板與內(nèi)導(dǎo)板之間相對(duì)位置的變化。同時(shí)，導(dǎo)風(fēng)板也可按照原來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。在導(dǎo)風(fēng)板轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，內(nèi)導(dǎo)板通過(guò)特殊的“雙轉(zhuǎn)軸部件”實(shí)現(xiàn)與導(dǎo)風(fēng)板同步轉(zhuǎn)動(dòng)；在導(dǎo)風(fēng)板不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)導(dǎo)板可通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)，雙轉(zhuǎn)軸中所設(shè)的“內(nèi)轉(zhuǎn)軸”傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)運(yùn)動(dòng)。這樣，在不破壞現(xiàn)有空調(diào)器外觀和一般結(jié)構(gòu)的前提下，即可實(shí)現(xiàn)通過(guò)所設(shè)內(nèi)導(dǎo)板，對(duì)出風(fēng)口氣流進(jìn)行改善，從而改善空調(diào)器出風(fēng)口處氣流，減少導(dǎo)風(fēng)板凝露及減小氣流噪音。

1 傳統(tǒng)的掛壁式房間空調(diào)器室內(nèi)機(jī)的導(dǎo)風(fēng)板結(jié)構(gòu)方案

1.1 方案一

單導(dǎo)風(fēng)板，適用于機(jī)體較小的掛壁式室內(nèi)機(jī)，該現(xiàn)有技術(shù)方案的不足之處：由于現(xiàn)有空調(diào)在出風(fēng)口處多設(shè)計(jì)成弧形，為了配合整體外觀，導(dǎo)風(fēng)板也隨之設(shè)計(jì)成弧形，但在遷就外觀的同時(shí)，也就造成了弧形導(dǎo)風(fēng)板外側(cè)邊沿容易出現(xiàn)

凝露的弊端，圖2為空調(diào)器室內(nèi)機(jī)的單導(dǎo)風(fēng)板示意圖。溫度較室內(nèi)空氣低的氣流從風(fēng)道中排出，在經(jīng)過(guò)導(dǎo)風(fēng)板時(shí)，導(dǎo)風(fēng)板上側(cè)空氣可緊貼導(dǎo)風(fēng)板流動(dòng)；下側(cè)氣流則只能沿導(dǎo)風(fēng)板弧形切線方向流出，這樣就造成導(dǎo)風(fēng)板遠(yuǎn)離風(fēng)道一端，上下空氣溫度不均，上側(cè)溫度較下側(cè)低，下側(cè)空氣在接近導(dǎo)風(fēng)板時(shí)，容易遇冷凝露。同時(shí)，弧形導(dǎo)風(fēng)板在擺動(dòng)過(guò)程中，也相比平直導(dǎo)風(fēng)板更易擾亂氣流如圖1（單導(dǎo)風(fēng)板的空調(diào)器室內(nèi)機(jī)截面圖）。A—導(dǎo)風(fēng)板內(nèi)側(cè)溫度較低的空氣貼緊導(dǎo)風(fēng)板流出。B—導(dǎo)風(fēng)板外側(cè)，空氣沿導(dǎo)風(fēng)板切線方向流出，導(dǎo)致導(dǎo)風(fēng)板邊沿內(nèi)外冷熱不均，產(chǎn)生凝露，C—轉(zhuǎn)軸，D—步進(jìn)電機(jī)軸孔位。

1.2 方案二

為帶穩(wěn)流內(nèi)層的導(dǎo)風(fēng)板，外層主導(dǎo)風(fēng)板與方案1類似，適用于中小類掛壁式室內(nèi)機(jī)。該現(xiàn)有技術(shù)方案的不足之處：在風(fēng)口較寬的機(jī)體上，為了解決導(dǎo)風(fēng)板在擺動(dòng)時(shí)擾亂氣流，同時(shí)噪音升高的問(wèn)題，在導(dǎo)風(fēng)板內(nèi)側(cè)增加一穩(wěn)流板。這樣的穩(wěn)流板可以在一定程度上穩(wěn)定氣流，減小噪聲，但仍會(huì)存在類似于圖1的凝露問(wèn)題。由于導(dǎo)風(fēng)板內(nèi)外側(cè)弧線長(zhǎng)度相近，氣流流速相當(dāng)，所以壓力差值小，導(dǎo)風(fēng)板外側(cè)氣流仍舊會(huì)沿弧線切線方向流出，如圖3（空調(diào)器室內(nèi)機(jī)帶穩(wěn)流內(nèi)層的導(dǎo)風(fēng)板示意圖），E為導(dǎo)風(fēng)板內(nèi)側(cè)，E-1為導(dǎo)風(fēng)板內(nèi)側(cè)截面。

圖1 單導(dǎo)風(fēng)板的空調(diào)器室內(nèi)機(jī)截面圖

圖2 空調(diào)器室內(nèi)機(jī)的單導(dǎo)風(fēng)板示意圖

圖3 空調(diào)器室內(nèi)機(jī)帶穩(wěn)流內(nèi)層的導(dǎo)風(fēng)板示意圖

圖4 空調(diào)器室內(nèi)機(jī)雙導(dǎo)風(fēng)板結(jié)構(gòu)截面圖

1.3 方案三

雙導(dǎo)風(fēng)板結(jié)構(gòu)，由兩調(diào)類似圖1的單導(dǎo)風(fēng)板組成，每個(gè)導(dǎo)風(fēng)板配有單獨(dú)的電機(jī)控制，適用于機(jī)體較大的掛壁式室內(nèi)機(jī)。該現(xiàn)有技術(shù)方案的不足之處：在大尺寸室內(nèi)機(jī)上（機(jī)體長(zhǎng)度在1000mm～1500mm），單塊導(dǎo)風(fēng)板結(jié)構(gòu)對(duì)氣流穩(wěn)定性影響也隨著機(jī)體體積放大，噪音問(wèn)題也尤為明顯；同時(shí)，寬度過(guò)寬的導(dǎo)風(fēng)板對(duì)風(fēng)量的影響也明顯加大。此時(shí)，雙導(dǎo)風(fēng)板成了大體積機(jī)體的選擇。但由于單塊導(dǎo)風(fēng)板的結(jié)構(gòu)仍舊與圖1類似，同樣存在著凝露問(wèn)題。且單調(diào)導(dǎo)風(fēng)板寬度小、長(zhǎng)

度長(zhǎng)，這樣也容易造成導(dǎo)風(fēng)板的變形。雙導(dǎo)風(fēng)板在一定程度上也破壞了產(chǎn)品外觀，如圖4，F(xiàn)—雙導(dǎo)風(fēng)板結(jié)構(gòu)。

圖5 底座部件圖

圖6 雙層導(dǎo)風(fēng)板示意圖

2 室內(nèi)機(jī)新型導(dǎo)風(fēng)板結(jié)構(gòu)

基于目前空調(diào)器內(nèi)機(jī)由導(dǎo)風(fēng)板起引的凝露、噪音等常見(jiàn)的問(wèn)題，本文提供一種雙層導(dǎo)風(fēng)板及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而改善空調(diào)器出風(fēng)口處氣流，減少導(dǎo)風(fēng)板凝露及減小氣流噪音。

2.1 室內(nèi)機(jī)的新型導(dǎo)風(fēng)結(jié)構(gòu)

本文以現(xiàn)有單導(dǎo)風(fēng)板為基礎(chǔ)，在導(dǎo)風(fēng)板內(nèi)側(cè)設(shè)一截面為“機(jī)翼形”的內(nèi)導(dǎo)板，通過(guò)連桿及轉(zhuǎn)軸，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)風(fēng)板與內(nèi)導(dǎo)板之間相對(duì)位置的變化。同時(shí)，導(dǎo)風(fēng)板也可按照原來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。

在導(dǎo)風(fēng)板轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，內(nèi)導(dǎo)板通過(guò)特殊的“雙轉(zhuǎn)軸部件”實(shí)現(xiàn)與導(dǎo)風(fēng)板同步轉(zhuǎn)動(dòng)；在導(dǎo)風(fēng)板不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)導(dǎo)板可通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)，雙轉(zhuǎn)軸中所設(shè)的“內(nèi)轉(zhuǎn)軸”傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)運(yùn)動(dòng)。這樣，在不破壞現(xiàn)有空調(diào)器外觀，一般結(jié)構(gòu)的前提下，即可實(shí)現(xiàn)通過(guò)所設(shè)內(nèi)導(dǎo)板，對(duì)出風(fēng)口氣流進(jìn)行改善。

2.2 室內(nèi)機(jī)的新型導(dǎo)風(fēng)傳動(dòng)原理結(jié)構(gòu)

在導(dǎo)風(fēng)板內(nèi)側(cè)設(shè)一截面為“機(jī)翼形”的內(nèi)導(dǎo)板，通過(guò)連桿及轉(zhuǎn)軸，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)風(fēng)板與內(nèi)導(dǎo)板之間相對(duì)位置的變化。同時(shí)，導(dǎo)風(fēng)板也可按照原來(lái)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。在導(dǎo)風(fēng)板轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，內(nèi)導(dǎo)板通過(guò)特殊的“雙轉(zhuǎn)軸部件”實(shí)現(xiàn)與導(dǎo)風(fēng)板同步轉(zhuǎn)動(dòng)；在導(dǎo)風(fēng)板不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)導(dǎo)板可通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)，雙轉(zhuǎn)軸中所設(shè)的“內(nèi)轉(zhuǎn)軸”傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)運(yùn)動(dòng)本文所涉機(jī)構(gòu)包含驅(qū)動(dòng)部分與傳動(dòng)部分。其中，驅(qū)動(dòng)部分原理示意圖如圖5～圖8所示：1—連桿1，2—連桿2，3—內(nèi)導(dǎo)風(fēng)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(jìn)電機(jī)，13—外傳軸，14—磁性限位片，15—內(nèi)轉(zhuǎn)軸，16—連桿3，17—導(dǎo)風(fēng)板，18—底座部件。

齒調(diào)盒組件包括了：1.齒調(diào)盒；2.齒調(diào)；3.齒調(diào)盒蓋。其中，齒調(diào)由塑料制成，齒調(diào)盒及齒調(diào)盒蓋由鋁合金制成。將齒調(diào)安裝在齒調(diào)盒內(nèi)，齒調(diào)盒內(nèi)部?jī)啥嗽O(shè)有通孔，用于深入齒輪或者轉(zhuǎn)軸。中間有一定長(zhǎng)度的內(nèi)翻邊，齒調(diào)安裝入內(nèi)之后，可被限位在翻邊與齒調(diào)盒內(nèi)壁之間。由于步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒調(diào)兩側(cè)受力不均，一側(cè)容易產(chǎn)生彎曲，這樣的結(jié)構(gòu)可以防止齒調(diào)彎曲，增強(qiáng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。除了兩處螺釘孔位，在對(duì)側(cè)還設(shè)有一卡扣結(jié)構(gòu)。增加齒調(diào)盒蓋與齒調(diào)盒之間的裝配穩(wěn)定性。步進(jìn)電機(jī)通過(guò)安插在轉(zhuǎn)軸上的齒輪，帶動(dòng)齒調(diào)轉(zhuǎn)動(dòng)，齒調(diào)再帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。由于步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度可調(diào)，所以轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度也可調(diào)。

轉(zhuǎn)軸組件包括了：1.內(nèi)轉(zhuǎn)軸；2.外轉(zhuǎn)軸；3.磁性限位片。外轉(zhuǎn)軸中間為圓柱形，一側(cè)為正六邊形，一側(cè)為直齒輪結(jié)構(gòu)。中間空心。其內(nèi)徑與內(nèi)轉(zhuǎn)軸中間圓柱部分外徑相等。外轉(zhuǎn)軸中間一部位設(shè)有弧長(zhǎng)占圓周三分之一，即所對(duì)圓心角120°的槽。扇形限位片可完整插入槽中。內(nèi)轉(zhuǎn)軸與外轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)類似，在靠近正六邊形一側(cè)設(shè)有圓環(huán)狀突起，起限位作用。中間部分有一環(huán)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(zhuǎn)軸中間圓柱部分的外徑相同。扇形內(nèi)徑與內(nèi)轉(zhuǎn)軸槽底部分圓柱直徑相同。安裝時(shí)，將內(nèi)轉(zhuǎn)軸插入外轉(zhuǎn)軸中，再將限位片插入外轉(zhuǎn)軸扇形槽中，這樣，內(nèi)外轉(zhuǎn)軸既可以保持相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，又可以限制軸向的相對(duì)移動(dòng)。

傳動(dòng)部分包含有：1.導(dǎo)風(fēng)板，2.內(nèi)導(dǎo)板，3.四根連桿，均由HIPS材料注塑而成。由于內(nèi)外轉(zhuǎn)軸安插在底座上所設(shè)的圓柱通孔中，故轉(zhuǎn)軸的軸線相對(duì)位置不變。其中，為了防止圖示內(nèi)導(dǎo)板左側(cè)尖端出現(xiàn)凝露現(xiàn)象，內(nèi)導(dǎo)板采用中空結(jié)構(gòu)，且如圖示，內(nèi)導(dǎo)板上部平直，下部呈弧形，這樣也可以減小內(nèi)導(dǎo)板部件重量。其中，連桿3部件一端呈圓環(huán)狀，用以配合內(nèi)導(dǎo)板，一端有一六邊形內(nèi)孔的圓環(huán)設(shè)計(jì)，用以配合內(nèi)轉(zhuǎn)軸，使內(nèi)轉(zhuǎn)軸可以帶動(dòng)連桿3轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)機(jī)制：由內(nèi)外轉(zhuǎn)軸分別帶動(dòng)部件連桿3和導(dǎo)風(fēng)板轉(zhuǎn)動(dòng)。在空調(diào)工作時(shí)，兩步進(jìn)電機(jī)同時(shí)工作，帶動(dòng)兩轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)相同角度θ1，然后，再由帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)軸的步進(jìn)電機(jī)單獨(dú)工作，帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度θ2，這樣，導(dǎo)風(fēng)板組件即可進(jìn)入工作所需的狀態(tài)。同時(shí)，θ1、θ2可以進(jìn)行調(diào)整、組

合，以達(dá)到最佳位置及工作狀態(tài)。

圖7 導(dǎo)風(fēng)板傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖

圖8 導(dǎo)風(fēng)板驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖

圖9 新型導(dǎo)風(fēng)出風(fēng)口穩(wěn)流原理圖

3 機(jī)構(gòu)改善出風(fēng)口氣流原理

由伯努利原理可知，在飛機(jī)飛行時(shí)機(jī)翼周圍空氣的流線分布是指機(jī)翼橫截面的形狀上下不對(duì)稱，機(jī)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(jī)翼上方的壓強(qiáng)小，下方的壓強(qiáng)大。這樣就產(chǎn)生了作用在機(jī)翼上的方向的升力，利用流體在經(jīng)過(guò)機(jī)翼兩端產(chǎn)生壓強(qiáng)差的現(xiàn)象，在導(dǎo)風(fēng)板內(nèi)側(cè)放置一截面為機(jī)翼形內(nèi)導(dǎo)板，使氣流經(jīng)過(guò)導(dǎo)風(fēng)板組件時(shí)，內(nèi)導(dǎo)板弧面?zhèn)鹊臍饬髁魉俅螅矫鎮(zhèn)鹊臍饬髁魉傩。瑥亩箖蓪?dǎo)板中間氣流壓強(qiáng)小，外側(cè)壓強(qiáng)大。在氣流流出導(dǎo)風(fēng)板時(shí)，外側(cè)壓強(qiáng)大的氣流會(huì)靠緊兩塊導(dǎo)板，從而使得氣流更易貼緊導(dǎo)板流動(dòng)，這樣，不僅出風(fēng)口氣流更加穩(wěn)定，而且在導(dǎo)風(fēng)板遠(yuǎn)離出風(fēng)口一側(cè)邊沿，由于氣流貼緊導(dǎo)風(fēng)板內(nèi)外兩側(cè)，改善了內(nèi)外側(cè)的溫差現(xiàn)象，這樣就可以減少凝露的產(chǎn)生。

3.1 新型導(dǎo)風(fēng)出風(fēng)口氣流說(shuō)明

關(guān)于本文的說(shuō)明：本文所示導(dǎo)風(fēng)板，不局限于圖示形狀及大小，只要求導(dǎo)風(fēng)板內(nèi)側(cè)弧形曲率半徑大于內(nèi)導(dǎo)板弧面?zhèn)然⌒蔚那拾霃健１疚乃君X調(diào)及齒調(diào)盒，不局限于圖示兩端的齒輪尺寸相同，兩導(dǎo)板外側(cè)氣流流速慢，壓強(qiáng)大；兩導(dǎo)板中間氣流流速快，壓強(qiáng)小。導(dǎo)風(fēng)末端外部氣流向中間靠攏，冷氣流貼緊導(dǎo)板流動(dòng)，減小導(dǎo)板兩側(cè)溫差，從而改善凝露現(xiàn)象，同時(shí)增強(qiáng)氣流穩(wěn)定性，減小氣流噪聲及導(dǎo)板震動(dòng)。本文出風(fēng)口氣流示意圖及整體三維線構(gòu)圖如圖9所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)現(xiàn)有空調(diào)器導(dǎo)風(fēng)板及其導(dǎo)風(fēng)方式不足，本提案提供一種雙層導(dǎo)風(fēng)板，及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而改善空調(diào)器出風(fēng)口處氣流，減少導(dǎo)風(fēng)板凝露及減小氣流噪音，導(dǎo)風(fēng)末端外部氣流向中間靠攏，冷氣流貼緊導(dǎo)板流動(dòng)，減小導(dǎo)板兩側(cè)溫差，從而改善凝露現(xiàn)象，同時(shí)增強(qiáng)氣流穩(wěn)定性，減小氣流噪聲及導(dǎo)板震動(dòng)。對(duì)提高空調(diào)器的使用舒適性和品質(zhì)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