一種空調器室內機多維導風結構

黃俊豪 林思軒

TCL空調器（中山）有限公司 廣東中山 528427

1 引言

目前市面上常見的分體空調器導風裝置由上下導風板、連桿、左右導風葉片組成，通過同步電機（步進電機）驅動使導風板上下擺動和左右導風葉片左右擺動，達到導風的效果。當人在左邊時通過導風葉片向左擺動達到合理利用資源的效果。傳統導風方式存在以下不足：

（1）由于導風葉片只能同時向左或向右導風，當人在左邊或在中間時，導風葉片向右導風造成能源的浪費，當人在右邊或中間時導風葉片向左導風造成能源的浪費；

（2）導風葉片只能向左或右導風，導風板只能向下或向上導風，導風范圍受限制，無法向多方向導風，影響了快速冷卻或溫暖房間的效果；

（3）這種導風有局限性，使房間有局部空間吹不到空調風。

本發明提供一種通過齒輪、齒條、曲柄傳動曲柄或液壓油缸、傳動、移動的復合運動使左邊的導風葉片不會向右導風，右邊導風葉片不向左導風，中間不向左右導風，使能源不被浪費，達到導風多向性、均勻性和針對性的效果。

2 常見的空調器室內機導風裝置結構方案

目前市面上常見分體空調器導風裝置結構普遍如圖1所示，圖中：A—左右導風葉片基座（出風口），B—左右導風葉片（若干個），C—左右導風葉片連桿（若干個），D—同步電機（1個或若干個），E—曲柄，I—電機轉動方向，F—風向。

3 室內機新型左右導風擺葉

基于目前空調器內機左右擺葉擺動方向、導風方向一致導致空調吹風有局限性的問題。本文提供一種通過齒輪、齒條、曲柄傳動曲柄或液壓油缸裝置使導風葉片變形，轉動達到導風多向性、均勻性、針對性的效果，并且使能源不受浪費。

3.1 空調器室內機多維導風結構原理

實驗方案一：本左右擺風組件結構由連桿2和連桿1齒輪、同步電機齒條（也可以用油缸代替此三個零件），左右導風葉片、曲柄1、曲柄2、曲柄3、曲柄4和安裝固定板、若干銷釘組成。安裝固定板、同步電機通過螺釘和底盤固定在一起。曲柄1、曲柄2和齒條通過銷釘連接一起。曲柄1、曲柄2另兩頭分別和曲柄3和曲柄4連接一起。曲柄3和曲柄4在三分之二處通過銷釘交叉連接一起。安裝固定板在曲柄3和曲柄4三分之二處通過銷釘連接一起。曲柄1、曲柄2、曲柄3和曲柄4可以轉動或左右移動。導風葉片兩邊設計轉軸安裝在兩個連桿中間，導風葉片可以轉動，連桿1和連桿2可以往上下左右四個方向移動。齒輪固定在同步電機上，齒輪和齒條配合。兩連桿1和連桿2通過左右的安裝固定板懸掛在空調出風口上，如圖2、圖3所示。

圖1 常見的空調器室內機導風裝置結構示意圖

圖2 左右擺風組件結構示意圖

圖3 多維多變的導風效果示意圖

圖4 液壓油缸系統結構示意圖

原理說明：同步電機（步進電機）轉動帶動齒輪轉動，齒條在齒輪作用下在底盤導軌上作水平的往返運動（運動軌跡7和8），曲柄1和曲柄2齒條推動下作水平及上下移動（運動軌跡3、4和7和8）同時以圓心1為中心作弧線運動（運動軌跡2）的復合運動。曲柄1和曲柄2只通過銷釘和齒條三者連接一起，銷釘沒有固定，即銷釘可以移動和轉動、所以曲柄1和曲柄2可以移動和同時轉動的復合運動。曲柄1和曲柄2只通過銷釘和齒條三者連接在一起，銷釘沒有固定，即銷釘可以移動和轉動、所以曲柄1和曲柄2可以移動和同時轉動的復合運動。曲柄3和曲柄4在曲柄1和曲柄2力作用下做上下往返運動和以圓心2為中心的圓弧運動，因為兩曲柄交叉處被安裝固定板通過銷釘固定在底盤上，曲柄3和曲柄4只能轉動不能水平移動，曲柄3和曲柄4在連桿1和連桿2連接端作圓弧運動和上下運動，及左右運動的復合型運動，從而帶動連桿1和連桿2作相應的復合型運動（向上下、左右、圓弧運動），由于連桿左右兩邊齒輪、齒條運動方向是相反的。所以連桿1和連桿2會相向外運動，或相向內運動，當向內運動時導風葉片受到兩連桿的擠壓會彎曲變形成α角，由于連桿1和連桿2同時做圓弧運動，所以導風葉片受到扭曲力作翻轉運動，見β角。導風葉片形成α角和β角的形態，形成了多維導風的效果，達到導風均勻、多向導風的作用。由于左邊的導風葉片只會向左邊變形（導風葉片中間設計掏薄位和切縫，左邊葉片掏薄位朝左，右邊葉片掏薄位朝右）。所以左邊導風葉片永遠不能向右導風，右邊永遠不向左導風，避免了傳統左右導風的問題以及人在左邊風導向右邊，人在右邊風導向左邊的能源浪費。又因為，連桿中間空著沒到導風葉片，使人在中間時可以永遠享受到風，如圖2、圖3所示。

3.2 空調器室內機多維導風結構控制方法說明

齒輪處于齒條最外端時（齒條的限位A），兩連桿1和連桿2之間距離最大，曲柄1和曲柄2形成直線，導風葉片處于自然垂直狀態（直線導風），當右邊電機順時針轉動，同時左邊電機逆時針轉動，齒輪由齒條限位A向齒條限位B運動，兩連桿1和連桿2作向上、向下、圓弧的復合運動，兩連桿之間距離逐漸變小，導風葉片同時轉動和變形，形成α和β角。兩個角度隨著齒條的運動不斷變化。形成多維多變的導風效果。當齒輪處于齒條限位B時導風葉片形成的α和β角最大；當齒輪處于齒條限位A時導風葉片形成的α和β角最小為零，如圖2、圖3所示。

圖2中，1—齒條1（和齒條2為對稱或相同），1.1—齒條限位A，1.2—齒條限位B，2—齒條2（和齒條1為對稱或相同），3—齒輪，4—同步電機，5—安裝固定板，5.1—固定板安裝孔，6—曲柄1、7—曲柄2，8—曲柄3，9—曲柄4，10—銷釘，11—連桿1（和連桿2為對稱或相同），12—連桿2（和連桿1為對稱或相同），同步電機齒條(也可以用油缸代替此三個零件），13—左右導風葉片（若干個），13.1—左右導風葉片掏薄位（0.4mm），13.2—左右導風葉片切縫。

圖3中，1—齒條1（和齒條2為對稱或相同），4—同步電機，5—安裝固定板，10—銷釘，11—連桿1（和連桿2為對稱或相同），13—左右導風葉片（若干個），13.1—左右導風葉片掏薄位（0.4mm），13.2—左右導風葉片切縫，14—風向，15.1—圓心，15.1—圓心2，15—運動軌跡1，16—運動軌跡2，17—運動軌跡3，18—運動軌跡4，19—運動軌跡5，20—運動軌跡6，21—運動軌跡7，23—運動軌跡8，24—運動軌跡9，24—運動軌跡10，25—運動軌跡11，26—運動軌跡12，α—導風葉片彎曲角度，β—導風葉片轉動角度。

兩邊齒條相向外時運動，導風葉片擠壓會彎曲變形成α角，轉動β角同時，會向由于連桿1和連桿2內移動同時做水平移動所以導風葉片的多向運動和多角度的變化，形成了多維導風的效果、達到導風均勻、多向導風的作用，這是它和傳統導風的最大區別，如圖2、圖3所示。

實施方案二：本方案可以用油缸代替齒輪、同步電機齒條三個零件，其余的工作原理，控制方法相同，液壓油缸系統傳動更平穩力驅可靠，缺點是成本高，如圖4所示。

4 結束語

針對目前空調器內機左右擺葉擺動方向、導風方向的單一性。提供一種通過傳動、轉動、移動變形的導風結構，使導風葉片達到多方向導風的效果，左邊的導風葉片不會向右導風，右邊導風葉片不向左導風，中間不向左右導風，使能源不被浪費。