用於大容積風冷冰箱的送風系統及風冷冰箱的製作方法
2023-05-23 11:29:41
用於大容積風冷冰箱的送風系統及風冷冰箱的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種用於大容積風冷冰箱的送風系統及風冷冰箱，所述送風系統包括風道和風機，所述風機採用雙向出風口的離心風機本發明還提供採用上述送風系統的風冷冰箱。本發明採用全新的離心風機配合合理的風道設計，從而獲得較好的流動軌跡，降低送風系統的結構振動和氣動噪聲，減少送風系統所佔的空間，進而增大冰箱內膽容積，降低成本，降低能耗，節能減排。
【專利說明】用於大容積風冷冰箱的送風系統及風冷冰箱
【技術領域】
[0001]本發明屬於冰箱【技術領域】，具體地說，涉及一種用於大容積風冷冰箱的送風系統及採用該風冷系統的風冷冰箱。
【背景技術】
[0002]隨著電冰箱普及率升高，用戶對冰箱能耗及噪音的要求越來越高，為了提高產品的核心競爭力，風冷冰箱送風系統的設計在不斷改進，以期在提高風量的同時降低氣動噪
曰?
[0003]目前，風冷冰箱送風系統主要採用以軸流風機為動力源的送風系統。由於軸流風機氣流進出方式為沿風機軸向進出，而風機軸向一定會有風道蓋板存在，因此軸流風機送風系統主要存在如下缺點:
(I)軸流風機進出風方向為沿軸向的直進直出方向，這樣氣流對於風道蓋板的衝擊非常強烈，致使氣動噪音較高，而較強的衝擊損失也會造成能量損失，流量減少，對整機能耗也不利。
[0004](2)採用軸流風機為了滿足風量要求，軸流風機整體高度一般較高，這樣會增大送風系統所佔空間，相應的會減少內膽容積，或者減薄發泡層厚度，對冰箱整機性能和容積都有不利影響。
[0005](3)採用軸流風機及風道送風系統的送風效率較低，從其性能曲線上可以看出，軸流風機的工作效率點離最高效率點較遠，整個系統工作效率較低，能量損失較高，不利於冰箱整體的能耗水平。
[0006]而且，現有風冷冰箱送風系統風道設計也存在如下缺點:
(I)風道進出風方向與風機進出風方向不匹配，致使進出口衝擊損失較大，噪音偏高。
[0007](2)氣流在風道內流道過程中衝擊損失和阻力損失較大，造成能耗增加。
[0008]如何解決上述軸流風機送風系統及其風道存在的缺點，則是本發明所要解決的問題。
【發明內容】
[0009]本發明提供了一種用於大容積風冷冰箱的送風系統及風冷冰箱，可以解決如下問題:
1、現有風冷冰箱送風系統主要採用軸流風機，存在能耗較高，衝擊損失大，氣動噪音偏高；軸流風機高度較高，導致送風系統佔用空間較大，相應減少了內膽容積；
2、現有風冷冰箱送風系統風道設計不合理，造成噪音偏高、能耗增加。
[0010]為解決上述技術問題，一方面，本發明提供一種用於大容積風冷冰箱的送風系統，包括風道和風機，所述風機採用雙向出風口的離心風機。
[0011]進一步地，所述離心風機採用緊湊型外轉子式結構，包括電機、葉輪和蝸殼，所述風道為上下分離的雙蝸舌弧形離心風道，所述蝸殼由上述雙蝸舌弧形離心風道組成。[0012]進一步地，所述送風系統還包括電機支架、蒸發器、風道泡沫、風道蓋板及送風空間，所述電機支架上設有導風圈，所述送風空間是由所述風道、冰箱內膽、蒸發器、風道泡沫及風道蓋板所圍成的空間區域，所述風道設在電機支架上，所述離心風機進出風方向和送風系統進出風方向相吻合，在電機帶動葉輪旋轉形成負壓的作用下，氣流流經蒸發器製冷後沿電機支架上的導風圈進入葉輪，獲得動能後氣流從葉輪兩個方向進入蝸殼，然後通過風道泡沫、風道蓋板進入冰箱內膽空間，內膽空間內氣流經風道蓋板下方的迴風口循環流入，如此形成整個送風系統氣流循環。
[0013]離心風機採用後向離心設計，其中為了節省送風系統所佔空間，提高風機與電機的綜合做功效率，離心風機採用緊湊型外轉子結構，將風機與電機外轉子部分做成一個整體。
[0014]本發明採用離心風機取代軸流風機，空氣流從離心風機的軸向流入，徑向流出，進風方向與出風方向成90度，這樣送風系統的進出風方向與離心風機本身的進出風方向相吻合，有效避免氣流對風道蓋板的衝擊損失，而且緊湊型外轉子式離心風機的尺寸較軸流風機小，從而減少送風系統的空間尺寸，提高冰箱內容積，降低噪聲，降低能耗。
[0015]進一步地，所述蝸殼包括相互呼應的上、下風道型線，所述葉輪設置在所述上、下風道型線中間。
[0016]其中，所述上風道型線整體為圓滑的曲線，其在靠近葉輪的一段為與葉輪邊緣等距的圓弧段，然後由該圓弧段一端圓滑過渡到一段向所述葉輪一側突出的蝸舌段，該蝸舌段圓滑過渡到一上傾段，所述圓弧段的另一端圓滑過渡到向下微傾的直線段。
[0017]其中，所述上傾段相對於所述葉輪一側外凸。
[0018]其中，所述下風道型線整體為圓滑的曲線，下風道型線在靠近葉輪的一段為與葉輪邊緣等距的圓弧段，然後由該圓弧段一端圓滑過渡到一段向所述葉輪一側突出的蝸舌段，該蝸舌段圓滑過渡到一下傾段，所述圓弧段的另一端圓滑過渡到向上微傾的直線段，下風道型線的蝸舌段與上風道型線的蝸舌段以所述葉輪為對稱中心作對稱設置。
[0019]其中，所述下傾段相對於所述葉輪一側外凸。
[0020]本發明提供的雙蝸舌弧形離心風道組成的蝸殼，使得送風系統的進出風方向與離心風機本身的進出風方向相吻合，有效避免氣流對蓋板的衝擊損失，減少送風系統的空間尺寸，從而提高冰箱內容積，降低噪聲，降低能耗。該離心風道可以實現向兩側上下方向同時送風，通過調整風口尺寸以及風道型線軌跡可以根據冰箱壓損和風量的要求調節風道設計。
[0021]為了滿足向冰箱上方兩側送風的要求，離心風道設計為雙蝸舌弧形風道結構，根據兩側風道的系統阻力情況以及所需風量的分配要求，通過調整雙蝸舌中心連線的角度來滿足風量及壓損的要求。同時為了提高離心風機的風量並降低噪音，電機支架設計弧形導風圈與離心風機配合工作，該弧形導風圈有效減少氣流洩漏，在保證風量的基礎上有效降低氣動噪音。
[0022]再進一步地，所述電機支架上的導風圈帶有內凹的弧形，在保證風量的基礎上降低噪音。
[0023]另一方面，本發明還提供一種風冷冰箱，包括送風系統，所述送風系統包括風道和風機，所述風機採用雙向出風口的離心風機。[0024]進一步地，所述離心風機採用緊湊型外轉子式結構，包括電機、葉輪和蝸殼，所述風道為上下分離的雙蝸舌弧形離心風道，所述蝸殼由上述雙蝸舌弧形離心風道組成。
[0025]進一步地，所述送風系統還包括電機支架、蒸發器、風道泡沫、風道蓋板及送風空間，所述電機支架上設有導風圈，所述送風空間是由所述風道、冰箱內膽、蒸發器、風道泡沫及風道蓋板所圍成的空間區域，所述風道設在電機支架上，所述離心風機進出風方向和送風系統進出風方向相吻合，在電機帶動葉輪旋轉形成負壓的作用下，氣流流經蒸發器製冷後沿電機支架上的導風圈進入葉輪，獲得動能後氣流從葉輪兩個方向進入蝸殼，然後通過風道泡沫、風道蓋板進入冰箱內膽空間，內膽空間內氣流經風道蓋板下方的迴風口循環流入，如此形成整個送風系統氣流循環。
[0026]所述離心風機進出風方向和送風系統進出風方向相吻合。
[0027]所述蝸殼包括相互呼應的上、下風道型線，所述葉輪設置在所述上、下風道型線中間。
[0028]其中，所述上風道型線整體為圓滑的曲線，其在靠近葉輪的一段為與葉輪邊緣等距的圓弧段，然後由該圓弧段一端圓滑過渡到一段向所述葉輪一側突出的蝸舌段，該蝸舌段圓滑過渡到一上傾段，所述圓弧段的另一端圓滑過渡到向下微傾的直線段。其中，所述上傾段相對於所述葉輪一側外凸。
[0029]其中，所述下風道型線整體為圓滑的曲線，下風道型線在靠近葉輪的一段為與葉輪邊緣等距的圓弧段，然後由該圓弧段一端圓滑過渡到一段向所述葉輪一側突出的蝸舌段，該蝸舌段圓滑過渡到一下傾段，所述圓弧段的另一端圓滑過渡到向上微傾的直線段，下風道型線的蝸舌段與上風道型線的蝸舌段以所述葉輪為對稱中心作對稱設置。其中，所述下傾段相對於所述葉輪一側外凸。
[0030]再進一步地，所述電機支架上的導風圈帶有內凹的弧形。
[0031]其中，所述送風系統裝配後通過螺釘和卡扣結構安裝固定在冰箱內膽上。
[0032]上述送風系統具體組裝如下:
電機和葉輪固定後，通過連接件固定到風道泡沫上，風道泡沫固定到風道蓋板上，然後電機支架和風道蓋板卡裝固定連接。固定後，葉輪位於離心風道中間區域。
[0033]具體工作原理如下:
在葉輪旋轉形成負壓的作用下，氣流流經蒸發器製冷後沿電機支架上的導風圈進入葉輪，獲得動能後氣流從兩個方向進入雙蝸舌弧形離心風道，然後通過風道泡沫的出風口從兩側進入內膽空間，部分氣流經風道蓋板上方的出風口進入冷藏室內膽，內膽空間內氣流經風道蓋板下方的迴風口循環流入，如此循環形成整個送風系統循環。
[0034]與現有技術相比，本發明具有以下優點和積極效果:
1、採用離心風機代替軸流風機，冰箱內膽空間的氣流在葉輪旋轉形成負壓區的作用下，在內膽空間形成良好的氣流循環，提高了冷空氣的循環效率。離心風機風道氣流對固體壁面的衝擊小，氣動噪音較低，能量損耗也較少。
[0035]2、本發明採用的離心風機送風系統整個裝配完成後通過螺釘與卡扣結構與內膽裝配，利於集成模塊化供貨安裝，有利減少因振動引發的氣動噪音。
[0036]3、合理的雙蝸舌弧形離心風道以及弧形導風圈結構對增加風量，合理分配風量具有重要作用。[0037]本發明採用全新的離心風機配合合理的風道設計，從而獲得較好的流動軌跡，降低送風系統的結構振動和氣動噪聲，並有效減少送風系統部件數目，減少安裝工序，減少送風系統所佔的空間，進而增大冰箱內膽容積，降低成本，降低能耗，節能減排。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1是本發明所述用於風冷冰箱的送風系統整體裝配示意圖；
圖2是本發明所述送風系統的爆炸示意圖一；
圖3是本發明所述送風系統的爆炸示意圖二；
圖4是葉輪的結構示意圖；
圖5是電機支架上的雙蝸舌弧形離心風道的結構示意圖；
圖6是安裝有葉輪的電機支架結構示意圖；
圖7電機支架的正面結構示意圖；
圖8是圖7的A-A剖視放大圖；
圖9是採用本發明所述送風系統的風冷冰箱的整體結構示意圖；
圖10是圖9 B處的風冷系統裝配處局部放大圖；
其中:
1、離心風機；11、電機；12、葉輪；13、蝸殼；131、圓弧段；132、蝸舌段；133、上傾段；134、直線段；135、圓弧段；136、蝸舌段；137、下傾段；138、直線段；2、電機支架；21、導風圈；211、弧形；3、蒸發器；4、風道泡沫；5、風道蓋板。
【具體實施方式】
[0039]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0040]為了從根本上改善氣流循環方式，本發明採用離心風機並配合合理的風道取代以往的軸流風機結構，使冰箱內氣流循環更加合理，有效減少了流道的能量損失，降低了氣動噪音。
[0041]參考圖1-3所示，一種用於大容積風冷冰箱的送風系統，包括風道和離心風機1，離心風機I採用雙向出風口的離心風機，採用緊湊型外轉子式結構，包括電機11、葉輪12和蝸殼13，風道為上下分離的雙蝸舌弧形離心風道，蝸殼13由上述雙蝸舌弧形離心風道組成。
[0042]送風系統還包括電機支架2、蒸發器3、風道泡沫4、風道蓋板5及送風空間，電機支架2上設有導風圈21，送風空間是由風道、冰箱內膽、蒸發器3、風道泡沫4及風道蓋板5所圍成的空間區域，風道設在電機支架2上，離心風機I進出風方向和送風系統進出風方向相吻合，在電機11帶動葉輪12旋轉形成負壓的作用下，氣流流經蒸發器3製冷後沿電機支架2上的導風圈21進入葉輪12，獲得動能後氣流從葉輪12兩個方向進入蝸殼13，然後通過風道泡沫4、風道蓋板5進入冰箱內膽空間，內膽空間內氣流經風道蓋板5下方的迴風口循環流入，如此形成整個送風系統氣流循環。
[0043]如圖5所示，蝸殼13由雙蝸舌弧形離心風道組成，如圖6所示，離心風機I進出風方向和送風系統進出風方向相吻合。
[0044]如圖4所示，葉輪12的結構示意圖； 離心風機I採用緊湊型外轉子式離心風機。離心風機I進風方向與出風方向成90度，氣流的出風方向沿風機徑向，這樣送風系統的進出風方向與離心風機I本身的進出風方向相吻合，有效避免氣流對風道蓋板5的衝擊損失。
[0045]如圖5和7所示，蝸殼13包括相互呼應的上、下風道型線，葉輪12設置在上、下風道型線中間。
[0046]上風道型線整體為圓滑的曲線，其在靠近葉輪12的一段為與葉輪12邊緣等距的圓弧段131，然後由該圓弧段131 —端圓滑過渡到一段向葉輪12 —側突出的蝸舌段1332，該蝸舌段1332圓滑過渡到一上傾段133，上傾段133相對於葉輪12 —側外凸，圓弧段131的另一端圓滑過渡到向下微傾的直線段134 ；
下風道型線整體為圓滑的曲線，下風道型線在靠近葉輪12的一段為與葉輪12邊緣等距的圓弧段135，然後由該圓弧段135—端圓滑過渡到一段向葉輪12—側突出的蝸舌段136，該蝸舌段136圓滑過渡到一下傾段137，下傾段137相對於葉輪12 —側外凸，圓弧段135的另一端圓滑過渡到向上微傾的直線段138，下風道型線的蝸舌段136與上風道型線的蝸舌段1332以葉輪12為對稱中心作中心對稱設置。
[0047]上、下風道型線組合成一個合理的離心風道，使得離心風機I的進出風方向和送風系統的進出風方向相吻合，有效降低氣流對風道蓋板5的衝擊，而且可以實現向兩側上下方向同時送風，通過調整風口尺寸以及風道型線軌跡可以根據冰箱壓損和風量的要求調節離心風道設計。
[0048]如圖8所示，電機支架2上的導風圈21帶有內凹的弧形211，在保證風量的基礎上降低噪音。
[0049]如圖9和10所示，一種風冷冰箱，包括送風系統，該送風系統採用上述實施例所述結構，送風系統裝配後通過螺釘和卡扣結構安裝固定在冰箱內膽上。
[0050]送風系統在冰箱內的具體工作流程如下:
在葉輪12旋轉形成負壓的作用下，氣流流經蒸發器3製冷後沿電機支架2上的導風圈21進入葉輪12，獲得動能後通過風道泡沫4的出風口從兩側進入內膽空間，部分氣流經風道蓋板5上方的出風口進入冷藏室內膽，內膽空間內氣流經風道蓋板5下方的迴風口循環流入，如此循環形成整個風路系統循環。
[0051]本發明關鍵採用離心風機替換軸流風機，離心風機結構採用外轉子式緊湊結構。採用離心風機是依靠葉輪旋轉形成的負壓作用下，將流經蒸發器的冷空氣抽吸進葉輪，通過離心風道的設計分配氣流進入內膽空間，從而形成內膽內良好的氣流循環。與離心風機配合的雙蝸舌弧形離心風道以及電機支架上導風圈的弧形結構，同樣對提高氣流循環效率、降低流動損失、降低能耗，降低冰箱整機的噪聲都具有重要作用。
[0052]從採用離心風機及其風道送風系統的性能曲線中可以得知，離心風機的工作區域在最高效率點附近，整個系統工作效率較高，能量損失較低，利於提高冰箱整體的能耗水平。
[0053]隨著計算機技術及計算流體動力學(Computational Fluid Dynamics,簡稱CFD)的發展，以及其具有周期短、成本低、可以有效分析各種影響因素以及定量化流場參數等優點，使其成為流體機械研究和設計研發領域中的一種全新手段，可以做到在風道設計階段就能夠較為準確地預估其氣動性能和聲學特性，為風道的參數優化和結構設計提供依據，並且可以減少試驗的費用和工作量，縮短研發周期，提高企業的經濟效益。
[0054]本發明通過結合計算流體動力學(CFD)仿真分析和實驗數據分析等手段，設計合理的流道型線、蝸舌尺寸等參數，使風道的性能得到提升，達到送風系統高效低噪的要求。
[0055]從CFD分析結果可以得知，氣流貼附流道型線流場平穩，氣流沿流道均勻流動，流道壓力場分布合理，驗證了該風道設計方法的可靠性。
[0056]通過電冰箱整機性能及噪音測試試驗對比，採用本發明結構對整機性能及噪音均有很好的改善，送風系統噪音可以降低2?3dB (聲壓級)，風量可以提高20%左右，送風系統能耗可以減低15%左右。
[0057]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非是對本發明作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬於本發明技術方案的保護範圍。
【權利要求】
1.一種用於大容積風冷冰箱的送風系統，包括風道和風機，其特徵在於:所述風機採用雙向出風口的尚心風機。
2.根據權利要求1所述用於大容積風冷冰箱的送風系統，其特徵在於:所述離心風機採用緊湊型外轉子式結構，包括電機、葉輪和蝸殼，所述風道為上下分離的雙蝸舌弧形離心風道，所述蝸殼由上述雙蝸舌弧形離心風道組成。
3.根據權利要求2所述用於大容積風冷冰箱的送風系統，其特徵在於:所述送風系統還包括電機支架、蒸發器、風道泡沫、風道蓋板及送風空間，所述電機支架上設有導風圈，所述送風空間是由所述風道、冰箱內膽、蒸發器、風道泡沫及風道蓋板所圍成的空間區域，所述風道設在電機支架上，所述離心風機進出風方向和送風系統進出風方向相吻合，在電機帶動葉輪旋轉形成負壓的作用下，氣流流經蒸發器製冷後沿電機支架上的導風圈進入葉輪，獲得動能後氣流從葉輪兩個方向進入蝸殼，然後通過風道泡沫、風道蓋板進入冰箱內膽空間，內膽空間內氣流經風道蓋板下方的迴風口循環流入，如此形成整個送風系統氣流循環。
4.根據權利要求3所述用於大容積風冷冰箱的送風系統，其特徵在於:所述蝸殼包括相互呼應的上、下風道型線，所述葉輪設置在所述上、下風道型線中間。
5.根據權利要求4所述用於大容積風冷冰箱的送風系統，其特徵在於:所述上風道型線整體為圓滑的曲線，其在靠近葉輪的一段為與葉輪邊緣等距的圓弧段，然後由該圓弧段一端圓滑過渡到一段向所述葉輪一側突出的蝸舌段，該蝸舌段圓滑過渡到一上傾段，所述圓弧段的另一端圓滑過渡到向下微傾的直線段。
6.根據權利要求5所述用於大容積風冷冰箱的送風系統，其特徵在於:所述上傾段相對於所述葉輪一側外凸。
7.根據權利要求4所述用於大容積風冷冰箱的送風系統，其特徵在於:所述下風道型線整體為圓滑的曲線，下風道型線在靠近葉輪的一段為與葉輪邊緣等距的圓弧段，然後由該圓弧段一端圓滑過渡到一段向所述葉輪一側突出的蝸舌段，該蝸舌段圓滑過渡到一下傾段，所述圓弧段的另一端圓滑過渡到向上微傾的直線段，下風道型線的蝸舌段與上風道型線的蝸舌段以所述葉輪為對稱中心作對稱設置。
8.根據權利要求7所述用於大容積風冷冰箱的送風系統，其特徵在於:所述下傾段相對於所述葉輪一側外凸。
9.根據權利要求5或7所述用於大容積風冷冰箱的送風系統，其特徵在於:所述電機支架上的導風圈帶有內凹的弧形。
10.一種風冷冰箱，其特徵在於採用上述任一權利要求所述的送風系統。
【文檔編號】F25D17/06GK103673465SQ201210335078
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月12日 優先權日:2012年9月12日
【發明者】許勤, 劉廣源, 王維斌, 陳林, 王崇江, 劉宇鵬, 趙磊 申請人:青島海爾模具有限公司, 海爾集團公司