出风防护结构、空调器室外机及出风防护结构的设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及空调器技术领域，更具体地，涉及一种出风防护结构、空调器室外机及 出风防护结构的设计方法。
【背景技术】
[0002] 为了提升空调外机换热器的换热效果，一般会在换热器前面设计风道系统，通过 强迫对流，提升系统的换热量。现在室外机大多数风机系统采用了轴流风机，该风机具有风 量大、功耗低等优势，在空调行业内得到了广泛的应用。
[0003] 由于风机系统属于旋转机械结构，而且转速较高，需要满足基本安全标准，比如： GB/T4208-2008,为了避免人触摸到运行的风叶结构，需要进行试验指试验，该对防护格栅 结构的强度和间隙，提出较高的要求。
[0004] 为了满足基本的运行安全，风机系统都会在出风口安装防护格栅结构。但增加防 护结构之后，会增加风道的阻力，给系统带来负面影响，如；一般会降低风量、增加噪音的问 题，该都降低了风机系统的整个性能。
[0005] 现有防护结构，一般仅仅是满足电气安全标准和结构强度，基本结构形式采用纵 横交错的筋条，为了便于结构设计，没有太多的考虑此防护结构对于风机系统的整体影响， 也就是没有考虑风道的流场，从而降低了风机系统性能。
[0006] 查阅、分析相关专利，目前各种出风防护结构在考虑改善出风流场方面较少，表现 为：
[0007] 1)为了方便出模，仅仅沿风叶轴向（此方向与出模方向相同）进行拔模处理，如采 用纵横交错的"田字形"结构，上下两端进行拔模处理；
[0008] 2)在迎风口处的筋条改为锐角，减少风阻，如专利一一种空调器室外机出风网 罩（CN200910161676.8)，该专利将径向筋条的沿轴向变为锐角，使之减少风阻，增大出风 量。
[0009] 分析现有专利，都是建立在定性分析基础上，没有监测出风机内部流场的实际分 布，使得整个空调器室外机的出风防护结构的阻力大，噪音高，无法做到风机系统性能的最 优化。
【发明内容】
[0010] 本发明旨在提供一种出风防护结构、空调器室外机及出风防护结构的设计方法， W解决现有技术中的空调器室外机的阻力大，噪音高的问题。
[0011] 为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种出风防护结构，该出风 防护结构包括：中也圆盘；福射筋条，从中也圆盘的外边缘向远离中也圆盘的方向延伸；福 射筋条的第一侧面与中也圆盘的中轴线的夹角为a,a = ^，其中Vf为气流沿叶片 旋转方向上流动的速度，Vz为气流沿叶片轴的轴向流动的速度，1为福射筋条的第一侧面上 的点到中也圆盘的中轴线的距离，f为叶片轴的旋转频率。
[0012] 进一步地，福射筋条为多根，多根福射筋条沿中也圆盘的外周均匀布置，且当出风 防护结构水平放置时，福射筋条在水平面上的投影为弧线形。
[0013] 进一步地，出风防护结构还包括；多根周向筋条，沿远离中也圆盘的方向，相邻两 根周向筋条的间距逐渐增大，多根周向筋条与福射筋条相交形成网状结构。
[0014] 进一步地，福射筋条的与第一侧面相对的一侧设置有沿福射筋条的长度方向设置 的凸起，凸起的凸出方向与气流的流动方向相反，且从凸起的顶端沿福射筋条的宽度方向， 福射筋条的厚度逐渐减小。
[0015] 根据本发明的另一方面，提供了一种空调器室外机，包括风机，风机包括出风防护 结构，出风防护结构上述的出风防护结构。
[0016] 根据本发明的再一方面，提供了一种出风防护结构的设计方法，出风防护结构包 括中也圆盘和从中也圆盘的外边缘向远离中也圆盘的方向延伸的福射筋条，且福射筋条的 第一侧面与中也圆盘的中轴线的夹角a由公式
确定，其中Vf为气流沿叶片旋 转方向上流动的速度，Vz为气流沿叶片轴的轴向流动的速度，1为福射筋条的第一侧面上的 点到中也圆盘的中轴线的距离，f为叶片轴的旋转频率。
[0017] 进一步地，确定夹角a之后还包括；在中也圆盘的外周设直多根周向筋条,使相邻 两根周向筋条的间距逐渐增大，并使周向筋条与福射筋条相交形成网状结构。
[0018] 进一步地，福射筋条的与第一侧面相对的一侧设置有沿福射筋条的长度方向设置 的凸起，凸起的凸出方向与气流的流动方向相反，且从凸起的顶端沿福射筋条的宽度方向， 福射筋条厚度的逐渐减小。
[0019] 应用本发明的技术方案，该出风防护结构包括中也圆盘和福射筋条，福射筋条从 中也圆盘的外边缘向远离中也圆盘的方向延伸，福射筋条的第一侧面与中也圆盘的中轴线 的夹角为a,
其中V,为气流沿叶片旋转方向上流动的速度，Vz为气流沿叶片 轴的轴向流动的速度，1为福射筋条的第一侧面上的点到中也圆盘的中轴线的距离，f为叶 片轴的旋转频率。本发明的出风防护结构根据风道流场的特点确定而得到，能够尽可能地 减小出风防护装置对流体的阻碍作用，进而提升风机的出风量，降低整个空调器室外机的 噪音。
【附图说明】
[0020] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0021] 图1示意性示出了本发明中的出风防护结构的俯视图；
[0022] 图2示意性示出了本发明的出风防护结构的主视图；
[0023]图3示意性示出了本发明的出风防护结构的第一局部剖视图；
[0024] 图4示意性示出了流体的速度分解图；
[0025]图5示意性示出了本发明的出风防护结构的第二局部剖视图；
[0026] 图6示意性示出了本发明中的未设置上出风防护结构时的风机的主视图；W及
[0027] 图7示意性示出了本发明的空调器室外机的剖视图。
[002引附图标记说明：
[0029] 10、中也圆盘；20、福射筋条；21、第一侧面；22、凸起；30、周向筋条；40、叶片；50、 电机；60、换热器；70、导流圈；80、安装部；100、风机。
【具体实施方式】
[0030]W下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可W由权利要求限定 和覆盖的多种不同方式实施。
[0031] 结合图1至图7所示，根据本发明的第一实施例，提供了一种出风防护结构。该出 风防护结构包括中也圆盘10和福射筋条20,福射筋条20从中也圆盘10的外边缘向远离 中也圆盘10的方向延伸，福射筋条20的第一侧面21与中也圆盘10的中轴线的夹角为a,
其中Vf为气流沿叶片40旋转方向上流动的速度，Vz为气流沿叶片轴的轴向 流动的速度，1为福射筋条20的第一侧面21上的点到中也圆盘10的中轴线的距离，f为叶 片轴的旋转频率。根据本实施例，中也圆盘10的设置不仅能够提高整个出风防护结构的强 度，防止出风防护结构受到外界的意外冲击变形而损坏被出风防护结构防护的叶片40等 结构，还能够阻止出风结构外部的气流回流。此外，在空调器领域内，由于出风防护结构防 护的风机通常为轴流风机，轴流风机采用螺旋奖式轴流叶片，依赖叶片40的旋转对气流做 功，将气流吹出来，实际气流的流动速度可W划分为叶片40旋转带动气流在叶片40在旋转 方向上流动的速度V,和气流沿叶片轴的轴向流动的速度Vz。根据旋转机械的知识，在风机 转速一定的情况下，叶片40的旋转速度的分布规律为：
[0032]化=2 31 fl'
[0033] 其中，Vf为气流沿叶片40旋转方向上流动的速度，1'为叶片40上的点到叶片轴 的中轴线的距离，f为叶片轴的旋转频率。
[0034]同时，当风机转速一定的时候，叶片轴的速度是保持不变的，参见图4的分解图所 示，此时，可W定义流体实际的出风角度义
根据上述分析可W知道，流体的 出风角度的大小与叶片40上的点到叶片轴的距离成正比关系。
[00巧]在风机的外表设置上出风防护结构之后，1'与1相等，出风防护结构上的流体流 动的分布情况与叶片40上的流体流动的分布情况一致。本实施例中，只要福射筋条20的 第一侧面21与中也圆盘10的中轴线的夹角a的大小与流体实际的出风角度a'相等，当流 体流经出风防护结构的时候，能够尽可能地减小出风防护装置对流体的阻碍作用，进而提 升风机的出风量，降低整个风机的噪音。
[0036] 在本实施例中，福射筋条20为多根，多根福射筋条20沿中也圆盘10的外周均匀 布置，该样，在靠近中也圆盘10的地方，流体的流通面积小，而在远离中也圆盘10的地方， 流体的出风面积大。根据本实施例，在相邻的两根福射筋条20之间，出风面积是不断增大 的，根据流体力学可W知道，要降低流体的速度（V=Q/S，Q为风量，S为流通面积)，在风量一 定的情况下，需要增大流体的流通面积，该样有利于降低气流对出风防护结构的冲击速度， 从而降低噪音，可见，本实施例中的福射筋条20的设置方式正好与流体流速分布一致，能 够进一步降低出风防护结构对流体的阻碍作用。需要说明的是，本实施例中的第一侧面21 为福射筋条20的形成流体流道的侧面，且当出风防护结构水平放置时，如图2所示，福射筋 条