CN1661284A - 一体式空调器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一体式空调器。首先，本发明针对介由环形嘴在室内热交换器的下游侧配置离心式室内风扇而形成的一体式空调器，解决其噪音大的问题。其次，针对在室外风扇的下游侧配置室外热交换器的空调器，降低其噪音和马达的输入。解决方案是：对于收纳有压缩机、室外热交换器、室内热交换器、室内风扇和室外风扇的设备，在室内热交换器和室内风扇之间配置环形嘴而形成的一体式空调器，在环形嘴的外周设置圆弧状的板(2)来降低噪音。此外，针对通过风扇罩等的形状将吸入的空气送到轴向下游的离心式风扇，采用使接触轮毂的叶片外径比风扇护罩吸入口的内径小的结构。

Description

一体式空调器

技术领域

本发明涉及一体式空调器。

背景技术

通常情况下，一体式空调器是从设备的前面吸入空气，流经室内热交换器，到达室内风扇吸入口一侧。在室内风扇吸入口一侧，设置有位于其周围壳体上的环形嘴。被热交换器冷却了的空气从室内风扇周围流到通风道中吹出，再从设备的前面吹到室内。

记载在日本专利特开2001-221457号公报上的一体式空调器，是在设备的正面设有空气吸入口，在其左右设有空气吹出口。因此，从室内风扇排出的空气，经设在设备装饰框左右的吹出口向外部吹出。由壳体的结构使从左右吹出口吹出的风量，左右均等地排放。具体说，是设在室内风扇左下和右上的凸型缘，保证了吹出风量的均匀。

此外，离心式风扇的结构，如同记载在日本专利特开2002-61597号公报中的那样，由轮毂、立设在轮毂上的多个叶片、在轮毂侧的反面覆盖叶片外周形成吸入口的护罩构成。接触轮毂的叶片外径比护罩的内径更大。

然而，记载在日本专利特开2001-221457号公报中的一体式空调器，产生原因不明的流体响声，在设备的前面出现噪音大这样的问题。

此外，当室外风扇以将从设备周围吸入的空气从吸入口向设置在轴向下游侧的室外热交换器吹去的结构设置的情况下，也会出现流体响声，造成设备噪音变大这样的问题。为此，由于叶片的工作量增加，所以驱动风扇所必需的动力就增加。但是，风扇马达输入电力高的结果，就出现设备的耗电量增加的问题。

发明内容

本发明的第一个目的是对于在室内热交换器下游侧介由环形嘴来配置离心式室内风扇而形成的一体式空调器，降低其噪音。

第二个目的是对于在室外风扇的下游侧配置室外热交换器的空调器，提供一种降低噪音，降低风扇马达输入的一体式空调器。

第三个目的是提供一种提高室内风扇的风扇效率的一体式空调器。

上述第一目的是这样达到的：针对在其设备内收纳有压缩机、室外热交换器、室内热交换器、室内风扇和室外风扇的一体式空调器，使其具有：设在上述室内风扇或室外风扇吸入口周围的环形嘴；设在室内风扇或室外风扇吸入口外周一部分或全部上、具有高出环形嘴的突起高度部分的板状部件。

本发明的第二个目的是这样达到的：针对在设备内收纳有热交换器和离心式风扇，该风扇在轮毂上设置了多个叶片、在与轮毂相反的一侧设置了护罩的一体式空调器，使其具有：与设在上述离心风扇轴向的热交换器一起形成排放空间的隔板；设在该隔板上的、形成上述离心风扇吸入口的环形嘴，将上述离心式风扇做成使接触上述轮毂的叶片外径比上述护罩吸入口内径更小。

本发明的第三个目的是这样达到的：针对在设备内收纳有压缩机、室外热交换器、室内热交换器、在轮毂上配置多个叶片并在该叶片的与轮毂相反的一侧设置护罩将来自室内热交换器的空气送到吹出口的离心式室内风扇和室外风扇的一体式空调器，将上述室内风扇做成使接触上述轮毂的叶片外径比上述护罩吸入口的内径更大。

采用以上所述的本发明，对于在室内热交换器下游侧介由环形嘴设置离心式室内风扇而形成的一体式空调器，能够降低其噪音。

此外，对于在室外风扇的下游侧配置室外热交换器的空调器，能够提供一种降低噪音，降低风扇马达输入的一体式空调器。

此外，本发明还提供了一种使室内风扇的风扇效率提高的一体式空调器。

另外，对于达到上述效果的作用，通过以下说明将变得更加清楚。

附图说明

图1是进风挡板结构的示意图。

图2是一体式空调器的上截面图。

图3是一体式空调器的剖视图。

图4是一体式空调器的正剖视图。

图5是表示环形嘴周边风向的示意图。

图6是表示进风挡板噪音降低效果的曲线图。

图7是环形嘴结构的示意图。

图8是一体式空调器的上截面图。

图9是表示室内侧离心式风扇结构的截面图。

图10是表示室外侧离心式风扇结构的截面图。

图11是室外侧离心式风扇结构的示意图。

符号说明：1-环形嘴，2-进风挡板，4-筋板，10-室内风扇，11-护罩，13-轮毂，14-叶片，20-风道，30-室外风扇，35-溅水板，100-一体式空调器，103-室内热交换器，105-压缩机，106-室外热交换器。

具体实施方式

通过图1-图6来说明本发明的一个实施例。

图2所示的是本实施例的一体式空调器100的俯视图。一体式空调器100在用来将室内侧和室外侧区分开的箱体101内设有隔板102。在室内侧，设有热交换器103和将室内空气吸入、促进热交换器103换热的离心式室内风扇10，还设有风道20以把从室内扇10排出的空气导向位于一体式空调器100前面左右端的吹出口104。该风道20的前面侧由位于热交换器103和室内风扇10之间的吸入侧壳体21构成，后面侧由后面侧壳体19构成。在吸入侧壳体21的室内热交换器103侧的表面设有环形嘴1。在环形嘴1的风道20侧，设有从轴向吸入空气、向圆周向将其吹出的离心式室内扇10。从室内扇10排放到一体式空调器100的宽度方向的空气，为使其从前面吹到室内，需要做90度方向的转弯。

在风道20内，为使从室内风扇10排出的空气进行左右分配，设置了如图4正截面图所示的突起状凸缘22、23。

还回到图2中，在环形嘴1的外周以图1所示的那种结构安装有进风挡板2。

在室外侧，设置有压缩机105、热交换器106、以及从设在箱体左右侧面和顶面的室外空气取入口107吸入外部空气并促进热交换器106换热的离心式室外风扇30。室内和室外风扇均与风扇马达108连接，由风扇马达108旋转带动两个风扇旋转。

压缩机105、室内热交换器103和室外热交换器106通过制冷剂配管109连接起来，构成联通的制冷循环。

一体式空调器100进行制冷运行时构成结露水通道，以使在室内热交换器103上出现的结露水流到室外侧箱体底部。

在室外风扇30的外周，如图11所示，设有溅水板35，它将储存在室外侧箱体底部的结露水撩起形成雾状水滴，吹到室外热交换器106上，提高了室外热交换器106的能力。

下面，根据图1说明将作为本发明一个实施例的进风挡板2用在室内风扇10上的例子。环形嘴1设置在收纳离心式室内风扇10的风道20吸入口侧的吸入壳体21上。环形嘴1的一端设置在吸入侧壳体21上，另一端插在室内风扇10的护罩11的吸入口中。在环形嘴1的外周，安装有将板件制成圆弧状而成的进风挡板2。进风挡板2不需要覆盖环形嘴1的全周，也可以不是本实施例中的C形状(半圆弧的板状筋板)，也可在环形嘴1的外周设置没有弯曲部的板状部件(筋板)。本实施例是在环形嘴1上方的半圆部分处设置圆弧状进风挡板2的例子。此外，进风挡板2既可以作为与环形嘴1不同的部件安装在风道20的吸入侧壳体21上，也可以与环形嘴1一体成型来使用。

进风挡板2的设置位置最好在环形嘴1外轮廓的MD2以上(外轮廓MD2的外侧)。至少在形成于风道20上部凸型的凸缘22和形成于风道20下部凸型的凸缘23的范围内，需使进风挡板2竖立设置在室内风扇10的旋转方向从凸缘22到凸缘21的范围内。

此外，进风挡板2的高度SH最好在从环形嘴1吸入侧壳体21表面到环形嘴1的高度MH以上。不需使其整体都比环形嘴1的突起高，只要能达到有效降低噪音的高度即可。

针对上述结构的一体式空调器说明室内扇10的作用。

在现有技术的室内扇的吸入口侧没有设置进风挡板2。因此，出现了原因不明的噪音。目前，对噪音发生的机理并没有详细的定论，但通过空气流的可视化实验能获得一个有利的说明。以下对其进行说明。

如图2所示，室内风扇10的轴中心并不在一体式空调器横向宽度的中心线上。这是由于收纳压缩机105的缘故，从收纳压缩机15的空间到室内风扇的轴中心需要一定距离。为使设在本体正面左右的吹出口104吹出的风量相等，需确定如图4所示凸缘22、23的形状和高度。由于在风道20的左右，凸缘的高度不同，因此从室内风扇10吹出的空气所流通的截面积左右也不同，在等量空气从壳体左右流出的情况下，流通截面小的一侧速度快，静压低。由于这个原因，从室内风扇10排出的气流速度在壳体的左右出现差异。在风道20的左右气流速度不同时，流过环形嘴1的空气被吸引到速度高、压力低的风道20侧，在室内风扇10吸入口的中心部，与吸入气流相对的流动使风扇吸入口的气流紊乱。由于气流紊乱产生流体声响，在设备的前面，噪音较高。下面进一步用图1、图4和图5进行详细说明。

如图1所示，由于离心式室内风扇10的旋转驱动，室内空气通过室内热交换器103被吸入环形嘴1内。这时与轴向的主流一起，从环形嘴1口径MD1的外周方向吸入的空气沿着风道20的壁面21表面，并沿在风扇轴向成***形状的环形嘴1的表面，被吸入到室内风扇10中。

如图4的一体式空调器的正视图所示，因室内风扇10的旋转，朝离心方向排出的空气被分配到风道20的左右。在风道20内，设置了使从室内风扇10周向排出的空气向左右有效分配的突起状凸缘21、23。以例子来说明风道20的凸缘23侧的截面积A1与凸缘22侧的截面积A2呈A1＜A2的情况。使凸缘23侧的流速为v1，凸缘22侧的流速为v2，室内风扇10从左右风道20排出的风量Q相同。这时，流速v、风量Q和截面积A的关系是v＝Q/A，那么v1＞v2。在风道20的左右，空气的流速分布不同时，流速高的凸缘23侧比凸缘22侧的静压低。由于空气容易朝压力低的方向流动，所以沿环形嘴壁面流动的空气就被引导到凸缘23侧。

用图5来说明上述情况。图5是从室内热交换器侧看去，用环形嘴1围住吸入口的立体图。显示了环形嘴1表面空气的流动。纸面上的左图是没有设置进风挡板2的图，右图是设置了本实施例的进风挡板2的图。如左图所示，在没有进风挡板2的场合，相对于室内风扇10的旋转，当凸缘23侧的空气200被吸到压力低的风道20中时，形成了与室内风扇10旋转相反的流动。这样，在风扇吸入口处就出现与吸到室内风扇10中心部的气流相反的气流，使气流紊乱，这就是造成流体响声出现的原因，并被认为导致了噪音增加。

与上面显示的空气流动相对应，下面用图5的右图来说明设置进风挡板2的作用。

当在环形嘴1的外周安装进风挡板2时，从室内吸入的空气沿吸入侧壳体21的壁面被吸入到环形嘴1时，撞击到进风挡板2上，在一端气流速度降低的状态下，经过环形嘴1导入室内风扇10的吸入口。如本实施例所述，通过在环形嘴1上方设置半圆状(从流速高的风道20的凸缘22直到凸缘23的圆弧状)的进风挡板2，利用室内风扇10的吸入口使通过进风挡板2的空气的流速降低。由于室内风扇10是逆时针旋转，在本实施例的室内风扇10如图4所示逆时针旋转，由风道20的凸缘22和23的位置关系可知，在用进风挡板2覆盖的离心式风扇10的上方侧，吸入空气的大半都流到了凸缘23侧的风道20中。因此，通过用进风挡板2抑制从周向沿表面吸入的气流的速度，抑制了凸缘23侧的风量，形成v1v2的关系，使在壳体内的左右静压基本上相等。如图5右图所示，沿环形嘴壁面流动的空气流到室内风扇10的中心部，风向统一成一个方向，气流不发生紊乱。

由于减少了气流紊乱产生的流体响声，使室内侧的噪音降低。上面说过，由于实际上噪音减少的原因不是很确定，因此通过实际上有无进风挡板2的情况来比较室内侧噪音的数据示于图6中。当使用相同的风量进行比较时，有进风挡板2时，噪音约降低了1dB。由此得知，通过在一体式空调器100室内扇10的环形嘴1上安装进风挡板2就能够获得使室内侧噪音降低的效果。

上述的进风挡板的结构，如果是图4所示的风道20和室内扇10的结构的话，如果至少在从凸缘22朝逆时针方向到凸缘23设置成遮檐状(设置在设有凸缘的风道的背面)，具有抑制在室内扇吸入口内气流紊乱的作用，由于降低了气流的响声，所以获得了室内侧噪音减少的效果。

此外，在本实施例中，虽然是针对设有两个室内侧吹出口的一体式空调器进行的说明，但是，即使在设置一个吹出口、空气的流速增加的场合，与上述相同，从风扇周向沿环形嘴表面吸到风扇的空气流当中，有与风扇旋转方向相反的流动，存在出现噪音的情况。另外，当设置3个以上吹出口时(在正面左右和正面下部设置吹出口的情况)，可能会出现流速较高的风道，成为在这种情况下发生噪音的原因。在这些情况下，本实施例的进风挡板也是有效的。

下面使用图7对进风挡板2的变型例进行说明。

通过进风挡板2降低室内噪音的效果，即使如图7所示的环形嘴3的形状也有同样的效果。图7的环形嘴3，是通过遮挡气流流动的形式，使在环形嘴壁面上的圆弧状的筋板4一体射出成型的。在使用图4所示逆时针方向旋转的室内扇10时，筋板4最好是在至少从凸缘22逆时针方向到凸缘23的范围内设置成遮檐状。本实施例的筋板4，是与进风挡板2同样的覆盖风扇吸入口的C形。这样的筋板4能抑制流到风扇吸入口的空气的速度，能调节风道20内左右气流的速度，因此，与进风挡板2的作用一样，能抑制吸入口气流的紊乱，获得降低室内噪音的效果。

此外，在上述实施例中，并不限于是用圆弧状筋板作为进风挡板2，为使图5所示的在表面流动的空气200的流速降下来，即使在该流动的上游设置直板状筋板，也能比图5右图降低噪音。

下面用图8说明室外风扇30的一个实施例。

图8所示的一体式空调器100，是将进风挡板2应用于室外扇30的环形嘴5的空调机。室外侧，由室外扇30的驱动，从大气取入口107将空气吸入，通过固定在风扇罩110上的环形嘴5吸入到室外扇30中，从室外扇排出的空气吹到热交换器106上，然后排放到室外。在本实施例中，选用的是使用L形热交换器的例子，这样，在室外扇30排出口的左右，由于空气的流通截面积不同，所以从风扇排出的气流速度就不一样。如上所述，由于风扇吸入的空气向气流速度高的低压侧流动，因此与吸到风扇中心部的气流相对立，产生气流紊乱，发生噪音。该流体响声传到室外，与室外噪音合到一起。

当在环形嘴5的外周安装图1所示的进风挡板2时，通过进风挡板2的气流速度降低，抑制了室外风扇30左右排出的气流的速度差，控制了从室外风扇30到室外热交换器106的空间内的静压分布，使沿环形嘴5壁面流动的空气朝室外风扇30的中心部流，使风向统一，不发生气流紊乱。由此消除了由气流紊乱产生的流体响声，室外的噪音不会与风扇吸入口的流体响声合在一起，由此降低了室外噪音。

此外，在室外风扇30上不使用进风挡板2时，最好使用如图7所示的在环形嘴3上设置筋板4的环形嘴。

图1所示的进风挡板2或图7所示的环形嘴3的使用方法有下面3种情况。(1)仅用在室内侧风扇中。(2)用在室内侧和室外侧的每个风扇中。(3)仅用在室外侧的风扇中。

下面用图9-11说明室内外风扇的形状。

在图9中，室内风扇10包括具有将风扇马达108的旋转力传送到旋转中心的突起12的轮毂13、沿一定间隔配置在轮毂13上的多个叶片14、在与轮毂13相反的一侧将各叶片14连接起来的护罩11。叶片14的外径D2与护罩11的最大外径D2SL的关系是D2SL≥D2，为使从图示护罩11侧到轮毂13侧排出的气流流速分布合理化，在其中途，设置了变极点14a。此外，如果不设置变极点14a，也可采用从护罩11侧到轮毂13侧外径逐渐变小的形状。但，轮毂13侧的叶片外径D2H与护罩11的吸入口内径D1S的关系是D2H＞D1S，与轮毂外径DH的关系是D2H＞DH。

在图10中，室外扇30包括具有将来自风扇马达的旋转力传送到旋转中心部的突起32的轮毂33、隔开一定间隔配置在轮毂33上的多个叶片34、在与轮毂33相反的一侧将各叶片34连接起来的护罩31。叶片34的外径D2与护罩31的最大外径D2SL的关系是D2SL≥D2，为使从图示护罩31侧到轮毂33侧排出的气流流速分布合理化，在其中途，设置了变极点34a。此外，如果不设置变极点34a，也可采用从护罩31侧到轮毂33侧外径逐渐变小的形状。但，轮毂33侧的叶片外径D2H与护罩31的吸入口内径D1S的关系是D2H＞D1S，与轮毂外径DH的关系是D2H＝DH。

室外风扇30虽然安装了将室外侧箱体底部储存的露水撩起，使其吹到室外热交换器10上的溅水板35，但在本实施例中，展示的却是在护罩31外周安装溅水板35的例子。溅水板35在护罩31外径D2SL的外周设置成环状。

一般的离心式风扇的结构如室内风扇10一样。在本实施例中，室内和室外的离心式风扇使用的是不同叶片形状的风扇。

与室内风扇10在吸入侧设置热交换器相反，室外风扇30是在空气排出侧设置热交换器。也就是说，吸入空间和排放空间由风扇隔板110隔开，该排放空间由风扇罩110和室外热交换器106包围(图中未示出，由顶板和底板在上下方向上将设备的内外隔开)。并且，不管离心式室外风扇30布置在什么地方，室外热交换器106均位于该风扇的轴向。因此，从风扇径向排出的空气被强制向轴向流动。此外，环形嘴设置在作为分隔板的风扇罩110上。以该环形嘴5作为吸入口来配置室内风扇30。下面详细说明这点。

室外风扇30从大气取人口107，介由环形嘴5吸入空气。吸到风扇中的空气，通过风扇的旋转，流过叶片34的壁面，朝离心方向排出。为使从离心风扇30排出的空气吹到室外热交换器106上，就要使其朝轴向吹。朝轴向吹的风由风扇罩110的形状来确定其方向。因此，从护罩31附近排出的空气被强制地朝轴向改变方向。

这里，如图9所示的离心式风扇的场合，由于轮毂侧的叶片外径D2H比轮毂外径大，当将其作为室外风扇30使用时，使室外风扇30吹出的空气朝向轴向流动时，由于在轮毂侧叶片面上，产生使轴向的流动紊乱的情况，因此，伴随紊乱流动产生的流体响声，室外噪音增加，伴随叶片的工作量增加，风扇马达108的输入增加。

因此，选用图10所示的那种室外风扇30作为室外风扇30。也就是说，这种室外风扇30，由于轮毂侧的叶片外径D2H与轮毂外径DH相等，对轴向流动造成妨碍的叶片面积缩小，所以能够减少轴向气流紊乱的诱因，同时，由于减少了轮毂侧叶片面的工作量，从而使流体响声降低，马达的输入减少。

叶片34距排出口的高度b2与从护罩31到变极点34a之间的距离b3的关系最好是0.28＜b3/b2＜0.58。

将室外风扇的结构从室内风扇10的类型变成室外风扇30的结构，使b3/b2＝0.29时，在以相同风量使用的情况下，噪音降低约3dB，马达输入减少约30％。

由于室内风扇10是将空气朝离心方向排出，并在这种状态下排放到室内，因此当像室外风扇30一样将叶片14的面积减小时，空气的排放量就降低了。将室内风扇10的结构变成室外风扇30的结构、对风扇性能进行比较的结果是：想获得同一风量的话，使用室外风扇结构的风扇使其转数上升7.3％，噪音增加2.5dB，由于离心式风扇的转数n与噪音SL的关系是SL＝60log(n1/n2)，因此随着转数增加也会使噪音增加。因此，室内风扇10最好是护罩吸入口内径D1S与轮毂侧叶片外径D2H之间的关系为D1S＜D2H。

如上所述，采用本实施例，能提供室内侧噪音降低的一体式空调器。并且，能够提供室外侧噪音降低和马达输入减少的一体式空调器。

Claims (6)

1.一种一体式空调器，在其设备内收纳有压缩机、室外热交换器、室内热交换器、室内风扇和室外风扇，其特征在于，具备：设在上述室内风扇或室外风扇吸入口周围的环形嘴；设在室内风扇或室外风扇吸入口外周的一部分或全部上、具有高出环形嘴突起高度的部分的板状部件。

2.根据权利要求1所述的一体式空调器，其特征在于：所述板状部件是设在环形嘴外周的圆弧状板状部件。

3.根据权利要求1所述的一体式空调器，其特征在于：所述板状部件是竖立设在环形嘴上的筋板。

4.一种一体式空调器，在其设备内收纳有热交换器和离心式风扇，该风扇在轮毂上设置了多个叶片并在该叶片的与轮毂相反的一侧设置了护罩，其特征在于，具备：与设在上述离心风扇轴向的热交换器一起形成排放空间的隔板；设在该隔板上、形成上述离心式风扇吸入口的环形嘴，将上述离心式风扇做成使连接上述轮毂的叶片外径比上述护罩吸入口内径更小。

5.根据权利要求4所述的一体式空调器，其特征在于：上述热交换器是室外热交换器，上述离心式风扇是室外风扇。

6.一种一体式空调器，在其设备内收纳有压缩机，室外热交换器，室内热交换器，在轮毂上配置多个叶片并在该叶片的与轮毂相反的一侧设置护罩、将来自该室内热交换器的空气送到吹出口的离心式室内风扇，及室外风扇，其特征在于：将上述室内风扇做成使连接上述轮毂的叶片外径比上述护罩吸入口的内径更大。

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