立式空调器室内机论文和设计-张蕾

全文摘要

本实用新型提供了一种立式空调器室内机。其中立式空调器室内机包括：壳体，开设有层流出风口、混合出风口、自然进风口和换热进风口；层流风机，配置成利用粘性效应使空腔内的部分空气形成层流风，并使层流风从层流出风口吹出，层流风机包括具有多个平面环形盘片的层流风扇；引射混风机构，配置成促使环境空气由自然进风口进入空腔；离心风机，配置成吸入空腔内的部分空气并带动其流向引射混风机构，引射混风机构还配置成：将进入空腔的环境空气与离心风机吹出的气流混合，以形成混合风从混合出风口吹出。本实用新型的立式空调器室内机解决了送风方式单一、送风范围受限的问题；送风过程噪音小、风量高；形成热而不燥、凉而不冷的舒适风。

主设计要求

1.一种立式空调器室内机，其特征在于，包括：壳体，其内部限定有空腔，且所述壳体上开设有层流出风口、混合出风口、自然进风口和换热进风口，其中所述混合出风口与所述自然进风口分别开设于所述壳体的前面板和后面板并对应设置；层流风机，设置于对应所述层流出风口的所述空腔内部，配置成利用粘性效应使所述空腔内的部分空气形成层流风，并使所述层流风从所述层流出风口吹出，所述层流风机包括具有多个平面环形盘片的层流风扇；引射混风机构，设置于所述混合出风口和所述自然进风口之间，配置成促使环境空气由所述自然进风口进入所述空腔；以及离心风机，设置于所述层流风机和所述引射混风机构之间，其轴向垂直于所述前面板且配置成吸入所述空腔内的部分空气并带动其流向所述引射混风机构，并且所述引射混风机构还配置成：将进入所述空腔的所述环境空气与所述离心风机吹出的气流混合，以形成混合风从所述混合出风口吹出。

设计方案

1.一种立式空调器室内机，其特征在于，包括：

壳体，其内部限定有空腔，且所述壳体上开设有层流出风口、混合出风口、自然进风口和换热进风口，其中所述混合出风口与所述自然进风口分别开设于所述壳体的前面板和后面板并对应设置；

层流风机，设置于对应所述层流出风口的所述空腔内部，配置成利用粘性效应使所述空腔内的部分空气形成层流风，并使所述层流风从所述层流出风口吹出，所述层流风机包括具有多个平面环形盘片的层流风扇；

引射混风机构，设置于所述混合出风口和所述自然进风口之间，配置成促使环境空气由所述自然进风口进入所述空腔；以及

离心风机，设置于所述层流风机和所述引射混风机构之间，其轴向垂直于所述前面板且配置成吸入所述空腔内的部分空气并带动其流向所述引射混风机构，并且

所述引射混风机构还配置成：将进入所述空腔的所述环境空气与所述离心风机吹出的气流混合，以形成混合风从所述混合出风口吹出。

2.根据权利要求1所述的立式空调器室内机，其特征在于，

所述换热进风口设置于所述后面板，且所述换热进风口包括第一进风口和第二进风口；

所述层流出风口设置于所述前面板、所述后面板和所述壳体的两个侧面板。

3.根据权利要求2所述的立式空调器室内机，其特征在于，

所述离心风机设置于所述层流风机上方，

所述后面板上的所述自然进风口、所述第一进风口、所述第二进风口和所述层流出风口由上至下依次设置。

4.根据权利要求3所述的立式空调器室内机，其特征在于，还包括：

第一换热器，设置于所述离心风机和所述第一进风口之间，以对通过所述第一进风口进入所述空腔的空气换热。

5.根据权利要求4所述的立式空调器室内机，其特征在于，

所述第一换热器的横截面为U型，且U型开口朝向所述前面板。

6.根据权利要求3所述的立式空调器室内机，其特征在于，还包括：

第二换热器，设置于所述层流风机上方且对应于所述第二进风口处，以对通过所述第二进风口进入所述空腔的空气换热。

7.根据权利要求6所述的立式空调器室内机，其特征在于，

所述第二换热器的纵截面为V型，且V型尖头朝上。

8.根据权利要求4所述的立式空调器室内机，其特征在于，还包括：

蜗壳，其内部容纳有所述离心风机，所述离心风机还配置成：带动经过所述第一换热器换热的空气进入所述蜗壳，并在所述蜗壳内转向后从所述蜗壳的出口进入所述引射混风机构。

9.根据权利要求8所述的立式空调器室内机，其特征在于，所述引射混风机构包括：

由后至前依次设置的引射部、混风部和延伸部，均开设有环形出风口；且前侧所述环形出风口吹出的气流引导促进后侧所述环形出风口吹出的气流向前流动。

10.根据权利要求1所述的立式空调器室内机，其特征在于，

多个所述环形盘片彼此间隔地平行设置且具有相同的中心轴线，多个所述环形盘片的中心共同形成有进风通道，所述空腔内的空气通过所述进风通道进入所述多个环形盘片之间的间隙；且

所述层流风机还包括：层流电机，与所述层流风扇连接，配置成驱动所述多个环形盘片旋转，以使靠近所述多个环形盘片表面的空气边界层由内向外旋转移动，从而形成层流风由所述层流出风口吹出。

11.根据权利要求10所述的立式空调器室内机，其特征在于，

所述层流风扇还包括：驱动圆盘，间隔地平行设置于所述多个环形盘片的一侧；以及连接件，贯穿所述驱动圆盘和所述多个环形盘片，以将所述多个环形盘片连接至所述驱动圆盘，

所述层流电机还配置成：直接驱动所述驱动圆盘旋转，进而由所述驱动圆盘带动所述多个环形盘片旋转。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及家用电器技术领域，特别是涉及一种立式空调器室内机。

背景技术

随着社会发展以及人们的生活水平不断提高，各种空气调节装置已经成为人们日常生活中不可或缺的电气设备之一。各种空气调节装置可以在环境温度过高或过低时，帮助人们达到一个能够适应的温度。

目前的空调调节装置主要包括各种类型的空调器以及风扇，但是大部分用户认为目前的空调器产生的热气或者冷气在房间或密闭的空间内不均匀分布，具有一定的分布局限性。具体地，立式空调器室内机的出风口往往位于前上方，送风覆盖角度小。出风口实际有效摆风角度小于150°，送风存在死角，不能兼顾各个角落，制冷制热速度慢，且送风量随着摆风角度加大急剧下降。而且，目前的立式空调器室内机往往直吹用户送风，容易导致用户身体不舒适。此外，目前的立式空调器室内机一般采用贯流风扇送风，而贯流风扇主要为前向叶片，叶片周期性的冲击经过的气流，产生明显的旋转噪声。蜗壳配合贯流风扇实现送风效果，在前后蜗舌处也会对气流造成冲击，产生强烈的湍流噪声，影响用户的使用体验。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是使立式空调器室内机出风方式多样化且出风均匀柔和。

本实用新型一个进一步的目的是提升立式空调器室内机的出风量，降低送风时的噪音。

特别地，本实用新型提供了一种立式空调器室内机，包括：壳体，其内部限定有空腔，且壳体上开设有层流出风口、混合出风口、自然进风口和换热进风口，其中混合出风口与自然进风口分别开设于壳体的前面板和后面板并对应设置；层流风机，设置于对应层流出风口的空腔内部，配置成利用粘性效应使空腔内的部分空气形成层流风，并使层流风从层流出风口吹出，层流风机包括具有多个平面环形盘片的层流风扇；引射混风机构，设置于混合出风口和自然进风口之间，配置成促使环境空气由自然进风口进入空腔；以及离心风机，设置于层流风机和引射混风机构之间，其轴向垂直于前面板且配置成吸入空腔内的部分空气并带动其流向引射混风机构，并且引射混风机构还配置成：将进入空腔的环境空气与离心风机吹出的气流混合，以形成混合风从混合出风口吹出。

可选地，换热进风口设置于后面板，且换热进风口包括第一进风口和第二进风口；层流出风口设置于前面板、后面板和壳体的两个侧面板。

可选地，离心风机设置于层流风机上方，后面板上的自然进风口、第一进风口、第二进风口和层流出风口由上至下依次设置。

可选地，立式空调器室内机还包括：第一换热器，设置于离心风机和第一进风口之间，以对通过第一进风口进入空腔的空气换热。

可选地，第一换热器的横截面为U型，且U型开口朝向前面板。

可选地，立式空调器室内机还包括：第二换热器，设置于层流风机上方且对应于第二进风口处，以对通过第二进风口进入空腔的空气换热。

可选地，第二换热器的纵截面为V型，且V型尖头朝上。

可选地，立式空调器室内机还包括：蜗壳，其内部容纳有离心风机，离心风机还配置成：带动经过第一换热器换热的空气进入蜗壳，并在蜗壳内转向后从蜗壳的出口进入引射混风机构。

可选地，引射混风机构包括：由后至前依次设置的引射部、混风部和延伸部，均开设有环形出风口；且前侧环形出风口吹出的气流引导促进后侧环形出风口吹出的气流向前流动。

可选地，多个环形盘片彼此间隔地平行设置且具有相同的中心轴线，多个环形盘片的中心共同形成有进风通道，空腔内的空气通过进风通道进入多个环形盘片之间的间隙；且层流风机还包括：层流电机，与层流风扇连接，配置成驱动多个环形盘片旋转，以使靠近多个环形盘片表面的空气边界层由内向外旋转移动，从而形成层流风由层流出风口吹出。

可选地，层流风扇还包括：驱动圆盘，间隔地平行设置于多个环形盘片的一侧；以及连接件，贯穿驱动圆盘和多个环形盘片，以将多个环形盘片连接至驱动圆盘，层流电机还配置成：直接驱动驱动圆盘旋转，进而由驱动圆盘带动多个环形盘片旋转。

本实用新型的立式空调器室内机，设置有层流风机和离心风机分别进行送风，可以解决送风方式单一、送风范围受限的问题。并且，层流风机通过粘性效应实现层流送风，送风过程噪音小、风量高，有效提升用户的使用体验。引射混风机构引入环境空气并与离心风机吹出的气流混合，以形成混合风从混合出风口吹出，形成了热而不燥、凉而不冷的舒适风，并提高了整体出风量。

进一步地，本实用新型的立式空调器室内机，换热进风口设置于后面板，且换热进风口包括第一进风口和第二进风口；对应于第一进风口和第二进风口分别设置有第一换热器和第二换热器，且第一换热器的横截面为U型，且U型开口朝向前面板；第二换热器的纵截面为V型，且V型尖头朝上。第一换热器和第二换热器分别与离心风机和层流风机的进风方向匹配设置，有效提升换热效率以及离心风机和层流风机的工作效率，进一步提升了出风量。层流出风口设置于前面板、后面板和壳体的两个侧面板，可以实现层流风机360°送风，避免用户因空调器直吹送风而产生的多种不适症状，进一步提升用户的使用体验。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的立式空调器室内机的整体结构示意图；

图2是图1所示的立式空调器室内机的背面结构示意图；

图3是图1所示的立式空调器室内机的部件爆炸示意图；

图4是图3所示的立式空调器室内机的引射混风机构的部件爆炸示意图；

图5是图3所示的立式空调器室内机的层流风扇的结构示意图；

图6是图5所示的层流风扇的另一视角的结构示意图；

图7是根据本实用新型一个实施例的立式空调器室内机中层流风扇的空气循环示意图；

图8是根据本实用新型一个实施例的立式空调器室内机中层流风扇的送风原理示意图；以及

图9是根据本实用新型一个实施例的立式空调器室内机中层流风扇的速度分布和受力分布图。

具体实施方式

图1是根据本实用新型一个实施例的立式空调器室内机300的整体结构示意图，图2是图1所示的立式空调器室内机300的背面结构示意图，图3是图1所示的立式空调器室内机300的部件爆炸示意图。如图1至图3所示，立式空调器室内机300一般性地可以包括：壳体310、层流风机110、引射混风机构830以及离心风机510。

其中，壳体310内部限定有空腔，且壳体310上开设有层流出风口321、混合出风口322、自然进风口333和换热进风口，其中混合出风口322与自然进风口333分别开设于壳体310的前面板311和后面板315并对应设置。具体地，壳体310可以包括：前面板311、后面板315和两个侧面板316、顶板313和底板314。换热进风口可以设置于后面板315，且换热进风口可以包括第一进风口331和第二进风口332，第一进风口331和第二进风口332处可以设置为进风栅的形式，能够对空气进行过滤。层流出风口321可以设置于前面板311、后面板315和壳体的两个侧面板316，即实现四面出风。层流出风口321处可以设置有导风板323，以调节此处的出风方向。

层流风机110，设置于对应层流出风口321的空腔内部，配置成利用粘性效应使空腔内的部分空气形成层流风，并使层流风从层流出风口321吹出，层流风机110包括具有多个平面环形盘片10的层流风扇100。层流风机110通过粘性效应实现层流送风，送风过程噪音小、风量高，有效提升用户的使用体验。

引射混风机构830可以设置于混合出风口322和自然进风口333之间，配置成促使环境空气由自然进风口333进入空腔。离心风机510设置于层流风机110和引射混风机构830之间，其轴向垂直于前面板311且配置成吸入空腔内的部分空气并带动其流向引射混风机构830，并且引射混风机构830还配置成：将进入空腔的环境空气与离心风机510吹出的气流混合，以形成混合风从混合出风口322吹出。在立式空调器室内机300制冷时，形成的混合风凉而不冷；在立式空调器室内机300制热时，形成的混合风热而不燥，提升用户的舒适度，并提高了整体出风量。

在一种具体地实施例中，离心风机510设置于层流风机110上方，后面板315上的自然进风口333、第一进风口331、第二进风口332和层流出风口321由上至下依次设置。立式空调器室内机300还可以包括：第一换热器381和第二换热器382。其中，第一换热器381设置于离心风机510和第一进风口331之间，以对通过第一进风口331进入空腔的空气换热。第一换热器381的横截面为U型，且U型开口朝向前面板311。第二换热器382设置于层流风机110上方且对应于第二进风口332处，以对通过第二进风口332进入空腔的空气换热。第二换热器382的纵截面为V型，且V型尖头朝上。第一换热器381和第二换热器382分别与离心风机510和层流风机110的进风方向匹配设置，有效提升换热效率以及离心风机510和层流风机110的工作效率，进一步提升了出风量。

立式空调器室内机300还可以包括：第一接水盘391和第二接水盘392。其中第一接水盘391设置于第一换热器381下方，以承接第一换热器381产生的冷凝水。第二接水盘392设置于第二换热器382下方，以承接第二换热器382产生的冷凝水。需要说明的是，第一接水盘391和第二接水盘392的具体形状分别与第一换热器381和第二换热器382对应设置。此外，立式空调器室内机300还可以包括：支架383，用于支撑固定第一换热器381。

立式空调器室内机300还可以包括：蜗壳520，其内部容纳有离心风机510，离心风机510可以包括离心风扇511和离心电机50。立式空调器室内机300还可以包括：第一固定架351和第一固定板341，其中第一固定架351可以将离心电机50的一端与第一固定板341固定，进而与前面板311固定。离心电机50的另一端固定于离心风扇511，以驱动离心风扇511旋转。

离心风机510还配置成：带动经过第一换热器381换热的空气进入蜗壳520，并在蜗壳520内转向后从蜗壳520的出口521进入引射混风机构830。图4是图3所示的立式空调器室内机300的引射混风机构830的部件爆炸示意图。如图4所示，引射混风机构830可以包括：由后至前依次设置的引射部831、混风部832和延伸部833，均开设有环形出风口；且前侧环形出风口吹出的气流引导促进后侧环形出风口吹出的气流向前流动，从而实现离心风机510吹出的气流和进入空腔的环境空气的混合。需要说明的是，引射部831和混风部832的下方限定有与蜗壳520的出口521相对的入口(图中未示出)，以使离心风机510吹出的气流完全进入引射混风机构830。

图5是图3所示的立式空调器室内机300的层流风扇100的结构示意图，图6是图5所示的层流风扇100的另一视角的结构示意图，图7是根据本实用新型一个实施例的立式空调器室内机300中层流风扇100的空气循环示意图，图8是根据本实用新型一个实施例的立式空调器室内机300中层流风扇100的送风原理示意图，图9是根据本实用新型一个实施例的立式空调器室内机300中层流风扇100的速度分布和受力分布图。

前文提到层流风机110包括具有多个平面环形盘片10的层流风扇100，其中多个环形盘片10彼此间隔地平行设置且具有相同的中心轴线，多个环形盘片10的中心共同形成有进风通道11，空腔内的空气通过进风通道11进入多个环形盘片10之间的间隙。层流风机110还包括层流电机20，与层流风扇100连接，且配置成驱动多个环形盘片10旋转，以使靠近多个环形盘片10表面的空气边界层13由内向外旋转移动，从而形成层流风由层流出风口321吹出。立式空调器室内机300还可以包括：第二固定架352和第二固定板342，其中第二固定架352可以将层流电机20的一端与第二固定板342固定，进而与底板314固定。层流电机20的另一端固定于层流风扇100，以驱动层流风扇100旋转。

具体地，层流电机20驱动多个环形盘片旋转，以使多个环形盘片与彼此之间的空气接触并相互运动，进而使靠近多个环形盘片表面的空气边界层13因粘性效应被旋转的多个环形盘片带动由内向外旋转移动形成层流风。多个环形盘片之间的间隙形成有多个排风口12，每个排风口12均能够实现360°送风，从排风口12排出的层流风通过层流出风口321吹出至立式空调器室内机300外部的环境中。

层流风扇100还可以包括：驱动圆盘30和连接件40。其中驱动圆盘30间隔地平行设置于多个环形盘片10的一侧。连接件40，贯穿驱动圆盘30和多个环形盘片10，以将多个环形盘片10连接至驱动圆盘30。连接件40可以是叶片状也可以是杆状。层流电机20还可以配置成：直接驱使驱动圆盘30旋转，进而由驱动圆盘30带动多个环形盘片10旋转。也就是说，上文中提到的层流电机20配置成驱动多个环形盘片10旋转是依赖于层流电机20先带动驱动圆盘30旋转，再由驱动圆盘30带动多个环形盘片10旋转。图5和图6所示的层流风扇100的驱动圆盘30的中心朝向多个环形盘片10形成有凹槽32，层流电机20可以固定设置于凹槽32中。

在一种具体的实施例中，驱动圆盘30的半径和多个环形盘片10的外径相同，可以均设置在一定的范围，例如170㎜至180㎜，从而对层流风扇100横向的占用体积进行约束，配合限定环形盘片10的数量和相邻两个环形盘片10之间的间距，对层流风扇100纵向的厚度进行约束，可以有效约束层流风扇100的整体占用体积。需要说明的是，环形盘片10的内径指的是其内圆周的半径；外径指的是其外圆周的半径。上述环形盘片10外径的具体数值仅为例举，而并非对本实用新型的限定。

如图7所示，多个环形盘片10的中心共同形成有进风通道11，以使层流风扇100外部的空气进入。多个环形盘片10彼此之间的间隙形成有多个排风口12，以供层流风吹出。空气边界层13由内向外旋转移动形成层流风的过程是离心运动，因而离开排风口12时的速度要大于进入进风通道11时的速度。层流风扇100的排风口12与进风通道11进口处的压力差为风压。多个环形盘片10彼此之间的间隙形成的多个排风口12可以使得层流风扇100实现360°均匀送风，避免用户因立式空调器室内机300直吹送风而产生的多种不适症状，进一步提升用户的使用体验。

层流风扇100的送风原理主要来源于尼古拉·特斯拉发现的“特斯拉涡轮机”。特斯拉涡轮机主要利用流体的“层流边界层效应”或者“粘性效应”实现对“涡轮盘片”做功的目的。本实施例的层流风扇100通过层流电机20驱使驱动圆盘30，驱动圆盘30带动多个环形盘片10高速旋转，各环形盘片10间隔内的空气接触并发生相互运动，则靠近各环形盘片10表面的空气边界层13因受粘性剪切力τ作用，被旋转的环形盘片10带动由内向外旋转移动形成层流风。

图9示出的就是空气边界层13受到的粘性剪切力分布τ(y)和速度分布u(y)的示意图。空气边界层13受到的粘性剪切力实际上是各环形盘片10对空气边界层13产生的阻力。图9中的横坐标轴指的是空气边界层13的的移动方向上的距离，纵坐标轴指的是空气边界层13在与移动方向垂直的方向上的高度。v_{e<\/sub>为空气边界层13内每一点的气流速度，δ为空气边界层13的厚度，τ_{w<\/sub>为环形盘片10表面处的粘性剪切力。τ(y)和u(y)中的变量y指的是空气边界层13在与移动方向垂直的方向上截面的高度，L为环形盘片10内圆周的某一点与环形盘片10表面某一点之间的距离。则τ(y)是在该距离L处，空气边界层13截面的高度为y时受到的粘性剪切力分布；u(y)是在该距离L处，空气边界层13截面的高度为y时的速度分布。}}

本实施例的立式空调器室内机300，设置有层流风机110和离心风机510分别进行送风，可以解决送风方式单一、送风范围受限的问题。并且，层流风机110通过粘性效应实现层流送风，送风过程噪音小、风量高，有效提升用户的使用体验。引射混风机构830引入环境空气并与离心风机510吹出的气流混合，以形成混合风从混合出风口322吹出，形成了热而不燥、凉而不冷的舒适风，并提高了整体出风量。

进一步地，本实用新型的立式空调器室内机300，换热进风口设置于后面板315，且换热进风口包括第一进风口331和第二进风口332；对应于第一进风口331和第二进风口332分别设置有第一换热器381和第二换热器382，且第一换热器381的横截面为U型，且U型开口朝向前面板311；第二换热器382的纵截面为V型，且V型尖头朝上。第一换热器381和第二换热器382分别与离心风机510和层流风机110的进风方向匹配设置，有效提升换热效率以及离心风机510和层流风机110的工作效率，进一步提升了出风量。层流出风口321设置于前面板311、后面板315和壳体的两个侧面板316，使得层流风机110可以实现360°送风，避免用户因空调器直吹送风而产生的多种不适症状，进一步提升用户的使用体验。

本领域技术人员应理解，在没有特别说明的情况下，本实用新型实施例中所称的“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等用于表示方位或位置关系的用语是以立式空调器室内机300的实际使用状态为基准而言的，这些用语仅是为了便于描述和理解本实用新型的技术方案，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

设计图

立式空调器室内机论文和设计

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