CN101351676B - 具有压缩机类型的舒适系统室外设备及其改进气流特征的方法 - Google Patents

Abstract

一种舒适系统室外设备，所述舒适系统室外设备在其顶部开口中具有风扇和孔结构，并装设有嵌件以使得流经孔结构下端的空气的向内流动进行流线型化。所述嵌件可被直接紧固到孔下端，或它可被安装成大致从盘管上边缘延伸到孔结构下端。

Description

具有压缩机类型的舒适系统室外设备及其改进气流特征的方法

技术领域

本发明主要涉及用于空调设备/热泵的室外设备，更具体地，本发明涉及一种用于对孔进行改造用以降低声级和流动损失的方法和设备。

背景技术

通常在住宅空调系统中使用的气冷式冷凝器利用翅片管(fin tube)结构以将热量从制冷剂传导至所述室外空气。随着热的高压制冷剂流经盘管，来自受压缩制冷剂的热量传送通过所述管道到达附接的翅片。随后使用电动风扇抽取大量室外空气通过翅片传热面以从所述制冷剂中去除热量，从而使得所述大量空气在其到达膨胀阀之前冷凝并且局部地低温冷却。

在热泵应用中，相同的室外设备以几乎相同的方式运行，但换热器以与蒸发器相同的、而不是与冷凝器相同的方式运行。空调设备和热泵有时通称为舒适系统。

室外设备中的换热器盘管一般是圆形的、矩形的、或正方形的形状，且所述压缩机通常被布置在所述盘管内。通常将风扇及其驱动马达安装到所述换热器盘管上方，从而使得所述风扇向内抽取室外空气通过所述盘管、并随后抽取所述空气向上排放进入大气。

为了在所述风扇附近引导气流，即尤其是当所述气流径向向内流动到所述风扇、和在所述风扇顶部被排放到大气时，在室外设备的顶部处包括了一种所谓的孔结构以提供一种其上方导致了空气流动的光滑表面。通常所述孔具有类似于倒U形的横截面，其带有卷绕在所述盘管外侧的外支腿和在所述风扇附近向下延伸的内支腿。在所述内支腿下端，存在略微径向向外的扩口(flare)，而所述内支腿通常伸入到所述气流中。

申请人已认识到内支腿或孔前缘引起流动扰动，由此导致产生效率损失和声级增大。理想地，所述内支腿的向外扩口部分可以延伸以提供空气在其上流动的光滑表面、而非扰乱流型的尖锐边缘。然而，由金属片成形孔结构的常规工艺不允许这样的方法，这是因为金属片材料易于产生破裂或撕裂。

发明内容

简要地说，根据本发明的一个方面，在所述孔前缘附近安装嵌件以由此改变其上面的气流流型，这样通过降低本可能发生的流动损失从而减小声级并增加系统效率。

通过本发明的另一方面，所述嵌件被附接到所述孔前缘上并受到所述孔前缘的支撑。

通过本发明的又一方面，所述嵌件从所述孔前缘附近的一点进行延伸，且以一定角度向上和向外延伸以便与孔结构的外缘对接(interface)。

通过本发明的再一方面，所述嵌件包括在孔结构处接合内表面的结构。

在下面的附图中，对优选实施例进行了描述；然而，可以在不偏离本发明的实质宗旨和范围的情况下对本发明作出许多其它修改和替代。

附图说明

图1是根据现有技术的室外设备的透视图。

图2是特别示出了孔结构的局部透视图。

图3是示出了孔结构上方的气流流型的示意图。

图4是根据本发明的安装好的嵌件(insert)的示意图。

图5是嵌件的另一可选形式。

图6是嵌件的另一可选实施例。

图7A和7B是本发明涉及的典型孔结构的透视图。

图8A到图8C是根据本发明的嵌件的透视图。

图9是根据本发明的孔结构和嵌件的组合的透视图。

具体实施方式

图1示出了根据现有技术的空调系统的常规室外设备。换热器盘管11被图示为圆柱形结构，尽管它的形状也可以是正方形或矩形。压缩机12位于盘管11内并且被连接成通过蒸汽压缩循环来泵送制冷剂蒸汽。风扇13居中地布置在顶部开口14内并且包括用于旋转该风扇13的电力驱动马达16。

在操作中，风扇13由马达16旋转以通过换热器盘管11径向向内抽取环境空气，在这之后较暖空气通过顶部开口14向上排放。

在盘管11顶部，围绕盘管11布置所谓的顶部结构或孔结构17，以便包围开口14。如图2所示，顶部17通常是具有内支腿19和环绕盘管11的上边缘表面的外支腿18的倒U形元件。如图2所示，在内支腿19的下端，结构径向向外扩口至孔前缘21。

现考虑随着气流径向向内流动、围绕孔前缘21并随后向上流出顶部开口14时气流的流型，在图3中将可见，在孔前缘21外面和上方，空气被径向向内抽取到空腔23中，并且随后从它必须径向向外流动以绕过孔前缘21的位置处向下流动。因此，如图中所示，非常迅速地在该点处导致气流方向发生改变。该现象不仅导致产生显著的流动损失，而且还产生了相当大的噪声。由于存在这些流动损失，当引起的流动与扇叶13相互作用由此产生高噪声级时，将在位置15处生成大量分离气泡(separation bubble)。

如图4中所示，通过提供在外支腿18和孔前缘21之间延伸的嵌件22以由此关闭气流根据图3所示的现有技术实施例所进入的空腔23，申请人已解决了这些问题。结果是，如图4所示，空气流更为平滑且不会导致其方向逆转。这样，显著降低了流动损失和噪声。由于降低了流动损失，分离气泡20将更小得多，且因此噪声将显著减小。

作为另一种可选方法，如图5所示，一种经过改进的嵌件24包括小的曲线元件，而不是如图4所示嵌件22在外支腿18和孔前缘21之间的整个距离上进行延伸。这样一种嵌件可以借助多个紧固件或类似物附接到内支腿19上孔前缘21附近。如图5中所示，将比图4所示的实施例更略为径向地、但不如图3所示实施例一样抽取引起的空气流，且围绕孔前缘21的流动气流是弯曲且平滑的，从而使得几乎不产生损失和噪声。由于降低了流动损失，分离气泡25将小得多，且因此噪声将显著减小。

图6中在位置27处示出了一种类似的经过改进的嵌件。该嵌件27与图5实施例中的嵌件24形状大致相同，且引起的气流流型大致相同。然而，如图中所示，附接装置得到改进从而使得在经过改进的嵌件下端处提供夹装置28以使得该夹28的两臂布置在孔前缘21的相对侧上，而不是如图5所示使用紧固件。

现参看图7A和图7B，顶部17分别图示为处于直立和倒转位置。可见，在外支腿18和内支腿19之间的空腔23适于在其中插入嵌件22。该嵌件如图8A到8C所示。

在图8A中，嵌件22图示为处于直立位置且包括大致呈矩形关系的三个侧面29、31和32。这三个侧面对应于换热器盘管的三个侧面。敞开的第四侧面对应于没有盘管的、且其上定位有控制装置和各种附接夹具的侧面。当然应理解：嵌件22的形状和构造可以改变以适应设备的特定构造。例如，圆形或正方形设备是室外设备的常见构造。

如图8A和8B中可见，嵌件22包括平面的、大致水平设置的缘边33，所述缘边33带有从其内边缘向上延伸的直立壁34。在平面缘边33的上表面上以间隔关系布置了多个支柱36。当嵌件22如图9所示安装在顶部17的内表面中时，直立壁34和支柱36适于与顶部17的内表面对齐。

再次参考图8A到8C，可见：倾斜壁37附接到平面缘边33的内边缘并且向下向内延伸至内边缘38。当内边缘38安装到顶部17时，所述内边缘38适于接触或靠近孔前缘21。在倾斜壁37的内侧上，以间隔关系设置多个肋39，用以增加嵌件22的强度和刚度。此外，在嵌件22的每端处，设置一个端肋41用以增加零件的强度和刚度。嵌件22适于置靠在盘管上并且受到盘管的支撑，且缘边33置靠在盘管11的顶部上。

Claims (15)

1.一种舒适系统室外设备，该类型的所述室外设备具有压缩机、换热器盘管和用于经过所述换热器盘管向内抽取空气并从所述设备顶部的开口向上排出空气的风扇，包括：

孔结构，所述孔结构安装在所述风扇附近的所述顶部开口中，所述孔结构为倒U形横截面，带有在所述盘管的顶部边缘上方延伸的径向外支腿和向下延伸并随后在其下端处径向向外扩口的径向内支腿；和

嵌件，所述嵌件能够与所述孔结构内支腿对齐，以便形成所述内支腿的向上延伸部并由此提供在所述下端上方的空气的流线型流动。

2.如权利要求1所述的舒适系统室外设备，其中所述嵌件被连接到所述孔结构内支腿并被所述孔结构内支腿支撑。

3.如权利要求2所述的舒适系统室外设备，其中所述嵌件经由多个紧固件被连接到所述孔结构内支腿。

4.如权利要求2所述的舒适系统室外设备，其中所述嵌件经由多个夹被连接到所述孔结构内支腿。

5.如权利要求1所述的舒适系统室外设备，其中所述孔结构外支腿和所述孔结构内支腿形成带有开口侧的空腔，并且所述嵌件从所述外支腿延伸到所述内支腿以便由此封闭所述空腔开口侧。

6.如权利要求5所述的舒适系统室外设备，其中所述嵌件是由塑料制成的。

7.如权利要求5所述的舒适系统室外设备，其中所述嵌件包括水平布置的缘边，所述缘边带有附接到其上面且能够与所述孔结构外支腿的内表面接合的多个直立元件。

8.如权利要求1所述的舒适系统室外设备，其中所述嵌件适于置靠在换热器盘管上并被所述换热器盘管支撑。

9.一种改进舒适系统室外设备的气流特征的方法，所述舒适系统室外设备具有至少沿其两侧延伸的换热器盘管并且具有带有风扇的上部开口，所述风扇用于通过所述盘管向内抽取空气并从所述设备向上排出空气，所述方法包括以下步骤：

装设安装到风扇附近的所述上部开口中的孔结构，所述孔结构为倒U形横截面，带有在所述盘管的顶部边缘上方延伸的径向外支腿和向下延伸并随后在其下端处径向向外扩口的径向内支腿；以及

装设嵌件，所述嵌件能够与所述孔结构内支腿对齐，以便形成所述内支腿的向上延伸部并由此提供在所述下端上方的空气的流线型流动。

10.如权利要求9所述的方法，包括将所述嵌件连接到所述孔结构内支腿的步骤。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述嵌件借助于多个紧固件连接到所述孔结构内支腿。

12.如权利要求10所述的方法，其中所述嵌件被多个夹附接到所述孔结构内支腿。

13.如权利要求9所述的方法，其中所述孔结构外支腿和内支腿共同形成带有开口侧的空腔，并且其中所述嵌件被构造以使得从所述孔结构外支腿延伸到所述孔结构内支腿，以便由此封闭所述空腔的开口侧。

14.如权利要求13所述的方法，包括下列步骤：在所述嵌件上装设水平的缘边和多个直立元件，且所述直立元件能够与所述孔结构上部支腿的内表面对齐。

15.如权利要求9所述的方法，其中所述嵌件适于置靠在换热器盘管上并被所述换热器盘管支撑。

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