CN100434810C - 空调器 - Google Patents

Abstract

一种空调器，包括外壳、热交换器、螺旋扇、电机、电机支撑部件；外壳具有数个空气通路，空气通路用于空气的吸入和排出；热交换器设置在外壳内部；螺旋扇按外壳的垂直轴方向强行吹送空气，并由垂直设置在外壳内的转轴、固定在转轴上的长长的圆筒、按轴向以螺旋轨迹形成在圆筒外围面的螺旋叶片组成；电机位于螺旋扇的下方，与转轴的下端结合，按单向或双向转动上述转轴；电机支撑部件设置在外壳内部，用于支撑电机。本发明采用具有螺旋叶片的螺旋扇，故能用体积较小的送风扇吹送大风量的空气，并在正转和反转时都能得到相同的风量。

Description

空调器

技术领域

本发明涉及一种空调器。

背景技术

众所周知，空调器是利用压缩机压缩冷媒后，利用冷凝器液化冷媒，通过膨胀阀让冷媒减压，然后通过蒸发器让上述冷媒气化，利用冷媒的相变潜热对室内进行制冷，或通过反向循环对室内供热，给人以舒适的室内环境的设备。

空调器中有柜式空调器，柜式空调器用于比较大的空间制冷，通常设置在室内的地面上。下面，参照附图1，对现有柜式空调器的构成以及作用进行如下说明。

如图1所示，现有的柜式空调器的室内机外壳1具有下部的空气吸入口2和上部的空气排出口3。外壳1内部的上侧设有热交换器6，热交换器6用于冷却空气。热交换器6的下侧设有送风扇4，送风扇4通过空气吸入口2吸入外气后，向上述热交换器6吹送空气。

随着离心式送风扇4的旋转，空气通过外壳1下部的空气吸入口2流进。流进的空气流过设置在离心式送风扇4上方的热交换器6时，进行热交换，得到冷却，然后通过外壳1上部的空气排出口3排向室内。

虽然没有图示，但上述柜式空调器的室外机中设有把冷媒压缩成高温高压状态的压缩机和对上述压缩机排出的冷媒进行冷凝的冷凝器以及送风扇。

但是，具有上述结果的现有柜式空调器存在如下问题。现有的柜式空调器作为送风装置使用鼠笼式风扇或涡轮扇风机等离心式送风扇。这些离心式送风扇的空气吸入方向和排出方向相互垂直。因此设计空调器时，离心式送风扇的安装位置以及方向上的设计会存在很多限制。而且为了提高风量只能增加送风扇的大小，因此很难实现空调器的小型化。

当然，使用轴流扇时，空气从轴向流进后按轴向排出，因此送风扇的设置位置技术不会受限制。但轴流扇的风压比较低，因此要得到较大风压时，只能增加轴流扇的直径，导致增加空调器的大小。因此，空调器的室内机，通常不会采用轴流扇。

另外，适用在现有柜式空调器的离心式送风扇，在进行正转和反转时不能排出相同的风量，因此制冷、制热时，全部通过上方排出空气。这种排出方向的不可变，会给空调器的功能产生很多制约，而且会引起使用者的不满。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述缺点，本发明提供一种通过改善送风扇的结构，让送风扇具有较小尺寸，同时按轴向吹送大风量的空气，由此缩小空调器的尺寸，让送风扇在正转或反转时都具有一定的风量，以便能够从空调器的上、下方向排出温度适当的空气。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种空调器，包括外壳、热交换器、螺旋扇、电机、电机支撑部件；外壳具有数个空气通路，空气通路用于空气的吸入和排出；热交换器设置在外壳内部；其特征在于，螺旋扇按外壳的垂直轴方向强行吹送空气，并由垂直设置在上述外壳内的转轴、固定在上述转轴上的长长的圆筒、按轴向以螺旋轨迹形成在上述圆筒外围面的螺旋叶片组成；电机位于螺旋扇的下方，与转轴的下端结合，按单向或双向转动上述转轴；电机支撑部件设置在上述外壳内部，用于支撑上述电机；上部支撑部件设置在螺旋扇的上侧，可旋转地支撑螺旋扇转轴的上端部。

前述的空调器，其中支撑部件由轴承部、数个支撑杆、固定部组成；轴承部可旋转地支撑上述螺旋扇的转轴上端部；数个杆状支撑杆从上述轴承部向外延伸；固定部将上述支撑杆固定在上述外壳端部的内壁面。

前述的空调器，其中在上述支撑杆从轴承部向外向上倾斜。

前述的空调器，其中固定部由第1固定架、第2固定架组成；杆状第1固定架连接上述数个支撑杆中的某一侧的各个支撑杆外侧端部；杆状第2固定架连接上述第1固定架对面的各其它支撑杆外侧端部。

前述的空调器，其中电机支撑部件由电机安装部、数个支撑杆、固定部组成；电机安装部用于固定电机的下端部；数个支撑杆从上述电机安装部向外延伸；固定部连接上述支撑杆的外侧末端，固定在外壳内壁面上。

前述的空调器，其中电机安装部形成有凹陷的电机固定槽，可以让电机的下端部插入。

前述的空调器，其中电机固定槽的内周面部位设置密封件，密封件由柔软的橡胶或合成树脂形成，其内部可插放上述电机的下端部。

前述的空调器，其中固定部由第1固定架、第2固定架组成；杆状第1固定架连接上述个支撑杆中的某一侧的各个支撑杆外侧端部；杆状第2固定架连接上述第1固定架对面的各其它支撑杆外侧端部。

前述的空调器，其中支撑杆具有圆形的断面形状。

前述的空调器，其中它还包括扇罩，该扇罩环抱着上述螺旋扇的外侧；上述扇罩从中间部位到下端部和上端部，其直径逐渐变大，形成扩展部；上述扇罩的扩展部具有按一定曲率弯曲的形状，上述扇罩各扩展部之间的中间部是直线形状。

前述的空调器，其中扇罩由以螺旋扇为中心对称设置的第1扇罩和第2扇罩组成；上述第1、2扇罩的各角部接触在外壳的内壁面。

前述的空调器，其中电机的上部插放设置在上述螺旋扇的圆筒内侧。

前述的空调器，其中螺旋扇被按上下方向分割成数个，以多层形状形成。

前述的空调器，其中外壳具有圆筒形形状。

前述的空调器，其中热交换器以V字形状设置在外壳下部。

前述的空调器，其中螺旋扇的叶片上部和下部比滚筒的上端部和下端部长一定长度。

前述的空调器，其中叶片的下端部，具有从与上述圆筒的下端部接触的内侧部，切开到下端部外侧尖顶的结构。

前述的空调器，其中它还包括连接板，该连接板形成在上述圆筒的内侧，用于固定转轴的上端。

前述的空调器，其中还包括数个加强肋，该加强肋与上述连接板垂直，并按放射状延伸。

前述的空调器，其中加强肋对称形成在连接板的上面和下面。

前述的空调器，其中它还包括金属材料的轴衬，轴衬固定设置在连接板的中央，与上述转轴的末端部固定结合。

前述的空调器，其中叶片具有S形断面形状。

前述的空调器，其中叶片从上到下，其顶尖部分具有从上到下逐渐扩展的结构，下部具有单一的圆弧形状的断面。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为现有空调器结构中的重要部位断面示意图。

图2为本发明空调器-实施例的重要部位断面示意图。

图3为图2的空调器螺旋扇以及扇罩的结构示意图。

图4为图3的空调器上部支撑部件结构示意图。

图5为图2的空调器上部支撑部件结构示意图。

图6为图5的上部支撑部件的正视图。

图7为图2的空调器电机支撑部件的结构示意图。

图8为本发明空调器的另一实施例的重要部位断面图。

图9为本发明空调器的又一实施例的重要部位断面图。

图10为本发明空调器的再一实施例的重要部位断面图。

图11为图10的空调器螺旋扇的立体示意图。

图12为图11的螺旋扇的纵向断面图。

图13为图11的螺旋扇的俯视图。

图中标号说明：

10：外壳                  12：驱动电机

13：螺旋扇                15：扇罩

151、152：第1、2扇罩      17：上部支撑部件

171：轴承部               172a-172d：支撑杆

173a、173b：第1、2固定架  18：电机支撑部件

181：电机安装部           182：电机固定槽

183：密封件               184a-184d：支撑杆

185a、185b：第1、2固定架

具体实施方式

如图2所示，外壳10的上部和下部分别形成有空气通路101、102。外壳10内部的下方，按V字形形状设有热交换器11，这里，上述外壳10下部的空气通路101分别形成在外壳的正面和背面，可以让空气通过V字形热交换器11的各个部位流动。

上述外壳10内部，设有螺旋扇13和电机12。螺旋扇13通过空气通路101、102强行吸入外部空气，并让上述空气轴向流动，把它吹向另一空气通路102。

电机12被电机支撑部件18固定在外壳10内部。螺旋扇13的上端部被上部支撑部件17可旋转地支撑在外壳10内部。

如图3，图4所示，又称作太极扇的上述螺旋扇13由转轴131、圆筒132、两个叶片133组成。转轴131垂直设置在上述外壳内部。长长的圆筒132固定在上述转轴131上。两个叶片133按轴向，以螺旋轨迹形成在上述圆筒132一端到另一端的外围面上。这些各叶片133从圆筒132的上端到下端具有一定幅度。这里，上述两个叶片133位于相互对称的位置，即，形成在互成180°的位置。但，也可以形成2个以上的叶片，让它们成一定夹角配列。

上述螺旋扇13的个叶片133从一端到另一端扭曲形成，上述扭曲角度没有限制。但是上述螺旋扇13按圆筒132的轴向形成在180°或小于180°的范围内，以便防止出现相互重叠的区域为宜。这对加工作业有益。

具有上述结构的螺旋扇13的叶片133，具有按轴向螺旋扭曲的形状。当螺旋扇13的圆筒132和叶片133进行旋转时，空气顺着螺旋扇13的叶片133表面，按轴向流动。另外，上述螺旋扇13按反方向旋转时，空气会反向通过上述螺旋扇13。只要外部条件相同，这时生成的风量和风压与正转时的风量和风压相同。

上述螺旋扇13的紧外侧设有圆筒形扇罩15。扇罩15的上端和下端处于开放状态，并环抱着上述螺旋扇13的外侧。螺旋扇13通过旋转吹送空气时，扇罩15起通路的作用，增强风压。

上述扇罩15可以是一体形扇罩，也可以是如图3所示的组合式扇罩。组合式扇罩，由以转轴11为中心对称设置的第1扇罩151和第2扇罩152组成。这里，第1，2扇罩151，152的各角部接触在外壳10的内壁面为宜。

上述第1，2扇罩151、152的中间部位具有直线形形状。第1，2扇罩151、152的用于吸入和排出空气的上端部和下端部具有逐渐向外扩展的形状，分别形成扩展部。上述各扩展部以具有按一定曲率弯曲的形状为宜。这里，上述第1，2扇罩151，152的入口部曲率半径以比出口部曲率半径大为宜。

如图5、6所示，上述支撑部件17由轴承部171、4个支撑杆172a～172d、第1固定架173a、第2固定架173b组成。轴承部171可旋转地支撑上述螺旋扇13的转轴131上端部。4个杆状支撑杆172a～172d从上述轴承部171的两侧向外侧方向延伸。第1固定架173a连接上述个支撑杆172a～172d中的某一侧的两个支撑杆172a、172b外侧端部，并固定在外壳10的内壁面。第2固定架173b连接上述第1固定架对面的剩余两个支撑杆172c、172d外侧端部，并固定在外壳10的内壁面。从上方观察时，上述轴承部171和2组支撑杆(172a、172b；172c，172d)分别与连接这些支撑杆的固定架(173a、173b)呈三角形形状。

为了降低螺旋扇13旋转时的机械阻力，上述轴承部171内部设置轴承(图略)或用润滑性能好的磁性润滑材料制造上述轴承部171。

上述第1、2固定架173a、173b可以用螺丝或螺栓等组装部件固定在外壳10的内壁面。

上述上部支撑部件17的各支撑杆172a～172d以从轴承部171向外侧上向倾斜为宜。这样可以降低螺旋扇13排出空气时的噪音。

即，通过螺旋扇13的空气，流过上部支撑部件17的支撑杆172a～172d时，会生成涡流。这种涡流会产生一定的频率。如果上述支撑杆172a～172d形成在相同的高度，则支撑杆172a～172d的所有部位在涡流的影响下产生相同的频率，导致噪音的加重。

本发明中，倾斜设置上述支撑杆172a～172b。这种情况下，支撑杆172a～172d各部位在涡流的影响下产生的频率会相互不同，可以降低噪音。

如图7所示，电机支撑部件18具有电机安装部181，电机安装部181形成有凹陷的电机固定槽182，可以让电机12的下端部插入在其中心部位。与上述上部支撑部件17相似，上述电机支撑部件18也具有向上述电机安装部181的两侧延伸的4个支撑杆184a～184d、以及连接各支撑杆184a～184d外侧端部的第1、2固定架185a、185b。

同样，从上方观察时，上述电机支撑部件18的2组支撑杆(184a、184b；184c、184d)分别与固定架(185a、185b)构成三角形形状。

为了降低上述电机12工作时产生的振动，上述电机固定槽182的内周面部位设置密封件183为宜。密封件183由柔软的橡胶或合成树脂形成，其内部插放着上述电机12的下端部。

为了降低空气流进螺旋扇13时的空气阻力，上述支撑杆184a～184d以具有圆形的断面形状为宜。

具有上述结构的本发明一实施例空调器，其工作原理如下。

使用者开启空调器后，通常由压缩机冷凝器等构成的室外机(图略)向上述两侧热交换器11供应冷媒。与此同时在电机12的作用下，螺旋扇13进行旋转。

随着螺旋扇13进行旋转，通过外壳10下侧的空气通路流进空气。上述流进的空气流过热交换器11时被冷却，从螺旋扇13的下部轴向流动到其上方。

扇罩15具有上下部扩展的结构，因此螺旋扇13可以流畅地吸入和排出空气。另外，上述扇罩15具有中间部为凹进的节流孔(orifice)结构。因此螺旋扇13的入口和出口侧会产生压力差，可以得到流量增大的效果。

流过上述螺旋扇13后，空气通过外壳10上侧的空气通路102，流进室内，把室内温度降低到需要的温度。

另外，本发明的空调器中，在上述螺旋扇13反转时，可以得到与正转时的风量几乎相同的风量。因此，让螺旋扇13反转时，通过外壳10上部的空气通路102流进室内空气。上述空气从螺旋扇13的上方轴向流动到其下方，流经热交换器11，通过外壳10下方的空气通路101被排向室内。

需要给空调器增加制热功能时，可以在外壳内部设置加热器，通过加热器加热空气后，把上述空气排向室内。

如图8所示，该实施例中，电机12的上部被部分插放在螺旋扇23圆筒232的内侧下端部。未说明符号233是轴向形成在圆筒232外围面的螺旋形叶片。

该空调器中，上述电机12位于螺旋扇23的下部内侧，因此可以减少螺旋扇23重心到螺旋扇23和电机12结合部的距离。从而，在螺旋扇23旋转时，可以降低振动，并可以缩小整个空调器的体积。

另外，上述各实施例中，上述各外壳10可以具有通常的长方体结构。但是，考虑到各螺旋扇13、23的形状，也可以让外壳具有圆形形状。这不仅可以缩小外壳的体积，而且在外观上也能更加凸现审美个性。

上述各实施例中，空调器的各螺旋扇采用的是单个结构。但是也可以把螺旋扇按上下方向分割成数个，让它具有多层结构。

如图9所示的实施例中，作为送风扇采用两个轴流扇333、334，按多层形式构成送风扇33。上述两个轴流扇333、334固定在转轴331的上下侧，转轴331的下端连接在电机12。上述轴流扇333、334的外侧设有扇罩15。

上述转轴331的上端结合在上部支撑部件17上。上部支撑部件17的结构与前一实施例的上部支撑部件17结构相似。

该实施例中，当转轴331在电机12的作用下进行旋转时，结合在转轴331上的两个轴流扇333、334同时进行旋转，空气通过外壳下端的空气通路101流入。

流入的空气流过热交换器11时被冷却后，被两个轴流扇333、334吹向上方，通过外壳10上端的空气通路102排向外部。

该实施例中，空调器的送风扇33由多层轴流扇333、334和其外侧的扇罩15构成。因此，与前一实施例的适用螺旋扇13、23的空调器相同，该实施例中的空调器也能把空气轴向吹送同时提高风压。

与前面的各实施例相同，该实施例的空调器外壳10也可以具有长方体形、圆筒形等多种形状。

如图10所示，该实施例的空调器与图8的空调器相似，该实施例中，电机12的上部被插放在螺旋扇43下部侧，而螺旋扇43的上方没有设置支撑部件，只是可旋转地结合在转轴431上。这里，上述转轴431与电机12轴向结合。

上述电机12被电机支撑部件18支撑，电机支撑部件18固定在外壳10上。上述电机支撑部件18，可以具有与图7所示的电机支撑部件相同的结构，因此对结构和作用不再进行详细说明。

如图11、12、13所示，上述螺旋扇43具有如下结构。在中空的圆筒432的外围面，按螺旋形轨迹形成两个叶片，上述叶片433的垂直长度比圆筒432的垂直长度大一定长度。上述叶片433的下端部，具有从与上述圆筒432的下端部接触的内侧部，切开到下端部外侧尖顶(tip)的结构。因此，上述叶片433的下端部大体上呈尖尖的三角形形状。

另外，上述叶片433的上部断面形状呈S形形状或太极图纹形状，其尖顶部分具有从上到下逐渐扩展的结构，下部具有单一的圆弧形断面形状。

上述圆筒432的中间部分水平形成有连接板434，转轴431的末端固定在上述连接板434上。为了加强强度，上述连接板434的中心部位具有平坦的结构，外侧部位具有向上弯曲的曲面结构为宜。

上述连接板434的上部面和下部面，与之一体形成有数个按放射状延伸的加强肋435，可以进一步提高连接板434的强度，其以对称形成在上述连接板434的上部面和下部面为宜。从内到外，上述加强肋435的高度逐渐增加。

上述螺旋扇43的连接板434中心部位固定有金属轴衬436。上述转轴431的末端固定结合在上述金属轴衬436上。当转轴431高速旋转时，上述金属轴衬436防止其与转轴431结合的部位发生磨损。金属轴衬436可以让转轴431稳定地结合在上述连接板434上。

上述金属轴衬436可以通过嵌衬式铸造工序，一体形成在上述连接板434上。当然，也可以把金属轴衬436插入在连接板434中央部后，在金属轴衬436的外侧，通过其他的支架进行固定，或通过强力压入的方式进行固定。

螺旋扇的叶片433下端部内侧，对空气流动没有贡献，而且会生成乱流噪音。本实施例，通过切除上述螺旋扇的叶片433下端部内侧，可以进一步降低送风扇旋转时的噪音。

发明效果

综上所述，本发明中，用于吹送空气的螺旋扇，按轴向吹送空气，从而送风扇的设置位置几乎不受限制，而且可以用体积较小的风扇得到较大的风量，可以缩小空调器整体尺寸，实现空调器的小型化。另外，可以制造具有圆筒形外壳或长方体形外壳等的多种空调器，使制造作业变得容易，降低制造成本。

另外，螺旋扇进行正转和反转时的风量基本相同，因此可以通过空调器的上方或下方均匀地排出空气。

另外，本发明的空调器在外壳内部倾斜设置用于支撑螺旋扇的支撑部件，可以降低吹送的空气带来的噪音。

即使以多层轴流扇构成送风扇，也能轴向吹送空气并提高风压，可以缩小空调器尺寸并提高性能。

Claims (23)

1、一种空调器，包括外壳、热交换器、螺旋扇、电机、电机支撑部件；外壳具有数个空气通路，空气通路用于空气的吸入和排出；

热交换器设置在外壳内部；其特征在于，

螺旋扇按外壳的垂直轴方向强行吹送空气，并由垂直设置在上述外壳内的转轴、固定在上述转轴上的长长的圆筒、按轴向以螺旋轨迹形成在上述圆筒外围面的螺旋叶片组成；

电机位于螺旋扇的下方，与转轴的下端结合，按单向或双向转动上述转轴；

电机支撑部件设置在上述外壳内部，用于支撑上述电机；

上部支撑部件设置在螺旋扇的上侧，可旋转地支撑螺旋扇转轴的上端部。

2、根据权利要求1所述的空调器，其特征在于上述支撑部件由轴承部、数个支撑杆、固定部组成；轴承部可旋转地支撑上述螺旋扇的转轴上端部；数个杆状支撑杆从上述轴承部向外延伸；固定部将上述支撑杆固定在上述外壳端部的内壁面。

3、根据权利要求2所述的空调器，其特征在于在上述支撑杆从轴承部向外向上倾斜。

4、根据权利要求2所述的空调器，其特征在于上述固定部由第1固定架、第2固定架组成；杆状第1固定架连接上述数个支撑杆中的某一侧的各个支撑杆外侧端部；杆状第2固定架连接上述第1固定架对面的各其它支撑杆外侧端部。

5、根据权利要求1所述的空调器，其特征在于电机支撑部件由电机安装部、数个支撑杆、固定部组成；电机安装部用于固定电机的下端部；数个支撑杆从上述电机安装部向外延伸；固定部连接上述支撑杆的外侧末端，固定在外壳内壁面上。

6、根据权利要求1所述的空调器，其特征在于电机安装部形成有凹陷的电机固定槽，可以让电机的下端部插入。

7、根据权利要求6所述的空调器，其特征在于上述电机固定槽的内周面部位设置密封件，密封件由柔软的橡胶或合成树脂形成，其内部可插放上述电机的下端部。

8、根据权利要求5所述的空调器，其特征在于上述固定部由第1固定架、第2固定架组成；杆状第1固定架连接上述个支撑杆中的某一侧的各个支撑杆外侧端部；杆状第2固定架连接上述第1固定架对面的各其它支撑杆外侧端部。

9、根据权利要求5所述的空调器，其特征在于上述支撑杆具有圆形的断面形状。

10、根据权利要求1所述的空调器，其特征在于它还包括扇罩，该扇罩环抱着上述螺旋扇的外侧；

上述扇罩从中间部位到下端部和上端部，其直径逐渐变大，形成扩展部；

上述扇罩的扩展部具有按一定曲率弯曲的形状，

上述扇罩各扩展部之间的中间部是直线形状。

11、根据权利要求10所述的空调器，其特征在于上述扇罩由以螺旋扇为中心对称设置的第1扇罩和第2扇罩组成；

上述第1、2扇罩的各角部接触在外壳的内壁面。

12、根据权利要求1所述的空调器，其特征在于上述电机的上部插放设置在上述螺旋扇的圆筒内侧。

13、根据权利要求1所述的空调器，其特征在于上述螺旋扇被按上下方向分割成数个，以多层形状形成。

14、根据权利要求1所述的空调器，其特征在于上述外壳具有圆筒形形状。

15、根据权利要求1所述的空调器，其特征在于上述热交换器以V字形状设置在外壳下部。

16、根据权利要求1所述的空调器，其特征在于上述螺旋扇的叶片上部和下部比滚筒的上端部和下端部长一定长度。

17、根据权利要求16所述的空调器，其特征在于上述叶片的下端部，具有从与上述圆筒的下端部接触的内侧部，切开到下端部外侧尖顶的结构。

18、根据权利要求16或17所述的空调器，其特征在于它还包括连接板，该连接板形成在上述圆筒的内侧，用于固定转轴的上端。

19、根据权利要求18所述的空调器，其特征在于还包括数个加强肋，该加强肋与上述连接板垂直，并按放射状延伸。

20、根据权利要求19所述的空调器，其特征在于上述加强肋对称形成在连接板的上面和下面。

21、根据权利要求18所述的空调器，其特征在于它还包括金属材料的轴衬，轴衬固定设置在连接板的中央，与上述转轴的末端部固定结合。

22、根据权利要求16或17所述的空调器，其特征在于上述叶片具有S形断面形状。

23、根据权利要求22所述的空调器，其特征在于上述叶片从上到下，其顶尖部分具有从上到下逐渐扩展的结构，下部具有单一的圆弧形状的断面。

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