CN101957023B - 窗式空调 - Google Patents

Abstract

一种窗式空调，包括：室内面板、机箱、蒸发器、室内风扇、冷凝器、室外风扇、压缩机和底盘，空调器的室外风扇为轴向垂直于底盘的离心风扇，围绕室外风扇设置有用于引导空气流动的引导涡壳，并且将空气从水平方向设置的引导涡壳的空气出口中排出，冷凝器设置在空气出口处并且包围空气出口；机箱内设置虹吸管，虹吸管的吸入部设置在底盘内，从虹吸管引出的高压管通向引导蜗壳的空气出口处，虹吸管排出部上的排出口设置在引导蜗壳内的离心风扇位置。室外风扇出风的面积扩大降低了空调器室外侧在运转时产生的噪音，通过虹吸管将冷凝水引导至室外风扇处，提高了冷凝器的热交换能力。

Description

窗式空调

技术领域

本发明涉及窗式空调的技术领域，具体说是一种使用离心风扇作为室外风扇，将冷凝器围绕离心风扇设置，在机箱内部设置虹吸管，从而将底盘中的冷凝水引导至离心风扇处，提高了室外侧部分热交换能力的窗式空调。

背景技术

通常，空调器是对于室内环境进行制冷或制热，由此创造舒适的室内环境的机器，大致上分为一体式空调器和分体式空调器。

一体式空调器和分体式空调器在功能上虽然相同，但是一体式空调器在同一个机壳内设置了制冷、散热的零部件，穿墙设置在墙面或者设置在窗户上，窗式空调是最常见的一体式空调器，而分体式空调器在室内机上设置了制冷装置，在室外机上设置了散热以及压缩装置，室内机和室外机利用冷媒导管连接。

图1是现有技术的窗式空调的结构分解图。

如图1所示，现有的窗式空调由形成外表的机箱2；安装机件的底盘3；设置于底盘室内侧的室内面板4；室内面板4下侧形成有将空气吸入到空调器内部空间的进气口4a；其上侧形成将空调器内部调节后的空气排放到室内的排气口4b；室内面板4的内侧依次设置蒸发器6；室内风扇7及空气引导装置8(8a、8b、8c)；空气引导装置8包括安装室内风扇的空气引导板8a；在空气引导板8a前面安置有挡板8b；挡板8b上有将通过蒸发器6流动的空气引导到室内风扇7的通孔，安装在挡板8b上侧及空气引导板8a上端前方，引导空气流向室内面板上的排气口4b的导风罩8c。空气引导板8a将窗式空调分为室内部分和室外部分，隔断了室内空气与室外空气之间的流通。空气引导板8a后面的室外部分设置有风扇电机14；引导架10；室外风扇11、冷凝器12、压缩机16及具有进、排风口的室外面板(未图示)；底盘3上设计有聚集、排出蒸发器流下来的冷凝水的接水盘电机14的旋转轴向相反方向伸出机壳外并延伸一定距离，分别连接室内风扇7及室外风扇11。当接入电源时压缩机16和电机14运转，冷媒经压缩机16压缩后通过冷凝器12、膨胀阀(未图示)、蒸发器6后回到压缩机从而完成循环，随着风扇电机14的运转，室内风扇7和室外风扇11开始转动，室内空气通过室内面板4的进气口4a进入空调机，与蒸发器6进行热交换，变为冷气后，由室内面板4的排气口4b排回室内；室外空气由室外面板的进气格栅进入空调器的室外部分，经室外风扇11、冷凝器12进行热交换后变为热空气由室外面板排气口排出到空调器外的室外大气环境中。

但是，如上所述的已有技术中存在如下的不足点：

在上述现有技术的一体式空调器中，空调器的室外风扇所产生的空气流向具有明确的方向性，空气流过冷凝器时只在风扇对应大小的范围内具有高效的散热能力，室外风扇产生的风量较小，无法充分利用冷凝器的整体换热面积；而且现有技术中的室外风扇在安装时需要占用室外侧机箱内部的大部分空间，导致机箱内的各部件的分布不够合理，机箱的空间利用率不足，空调器的制冷能力无法得到充分发挥；另外，由于空调器中排出空气的速度比较低，导致经过热交换的热空气由出风口流出后容易再次被空调机箱两侧进气隔栅吸入到机箱中，从而会导致空调器的冷凝器与空气间的换热不够充分，空调整机的热交换性能下降。空调器在运行时，室外风扇旋转打水用以加大冷凝器的散热效能，但是室外风扇打水带来了较大的噪音。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种使用离心风扇作为室外风扇，将冷凝器围绕离心风扇设置，在机箱内部设置虹吸管，从而将底盘中的冷凝水引导至离心风扇处，提高了室外侧部分热交换能力的窗式空调。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

本发明的窗式空调，包括：室内面板，设置在空调器朝向室内侧的前端，形成有进气口、排气口和控制部；机箱，形成空调器的外观，并且容纳空调器的各个部件，机箱内部分为室内侧部分和室外侧部分；蒸发器，设置在窗式空调的室内侧部分，与室内空气发生热交换；室内风扇，设置在机箱内部的室内侧部分，引导空气流过蒸发器；冷凝器，设置在室外侧部分，与室外空气进行热交换；室外风扇，设置在机箱中的室外侧部分，将室外空气吸入到机箱中并使空气流过冷凝器；压缩机，将气态冷媒压缩为液态冷媒并驱使冷媒流动；底盘，与上述机箱组合形成独立的空间，空调器的室外风扇为轴向垂直于底盘的离心风扇，围绕室外风扇设置有用于引导空气流动的引导涡壳，使离心风扇通过引导涡壳上设置的空气入口由垂直方向吸入空气，并且将空气从水平方向设置的引导涡壳的空气出口中排出，引导涡壳与空调器的底盘相固定，冷凝器设置在空气出口处并且包围空气出口；机箱内设置虹吸管，虹吸管的吸入部设置在底盘内，从虹吸管引出的高压管通向引导蜗壳的空气出口处，虹吸管的排出部设置在引导蜗壳内的离心风扇位置；在机箱上对应于引导涡壳的空气入口和空气出口的位置设置进气隔栅和排气隔栅。

本发明还可采用以下技术方案：

所述的室外风扇包括相互叠加的上离心风扇和下离心风扇，并且包围上离心风扇和下离心风扇分别设置两个独立的上引导涡壳和下引导涡壳，上、下引导涡壳相互连接并由下引导涡壳与底盘固定；虹吸管向上铺设至上引导蜗壳内部，虹吸管的排出口对应于上离心风扇的位置。

所述的虹吸管的排出部在上引导蜗壳中围绕空气入口设置，虹吸管的排出口为多个。

所述的上离心风扇和下离心风扇由双轴电机同时驱动，双轴电机设置在上引导涡壳和下引导涡壳之间。

机箱上壁设置与上引导涡壳的空气入口位置相对应的进气隔栅，同时在空调器的底盘上设置与下引导涡壳的空气入口位置相对应的进气隔栅。

所述的引导涡壳的空气出口方向朝向机箱的后侧和侧壁，在机箱的后侧和侧壁上分别设置和空气出口位置对应的排气隔栅。

所述的冷凝器围绕引导涡壳的空气出口处设置，冷凝器从俯视方向视为“L”形状。

所述的引导涡壳背向空气出口一侧的内壁面为光滑的圆弧面。

所述的虹吸管铺设在空调器的底盘内，吸入部处的虹吸管紧贴底盘，高压管的开口处设置在引导蜗壳的空气出口靠近冷凝器的一侧，高压管并入虹吸管的方向与虹吸管中冷凝水的流向保持一致。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的窗式空调中，室外风扇采用两个离心风扇和围绕离心风扇的引导涡壳叠加而成，涡壳采用半包围结构，空调器在工作时，离心风扇由引导涡壳上方或下方的空气入口从垂直方向分别将空气吸入，空气经过离心风扇后流动方向变为沿风扇的切线方向发散，流动方向朝向空气出口的一部分气流直接由空气出口发散出去，另一部分气流沿引导涡壳的内壁流动，在引导涡壳的内壁引导下，高速气流经空气出口排出，引导涡壳的空气出口对应于室外侧机箱的整个后壁和侧壁，风扇出风的面积扩大，在室外风扇保持低转速时即可提高整体的出风量，从而降低了空调器室外侧在运转时产生的噪音。室外风扇采用离心风扇叠加的结构，可实现垂向进风、多侧水平出风的风流道模式，使进风和出风的气流之间发生相互干扰的可能性降低。虹吸管利用压差将底盘中的冷凝水引导至离心风扇处，并且被吹打到冷凝器上，提升了冷凝器的散热效率，另外，冷凝器与引导涡壳的空气出口对应设置，“L”型的冷凝器覆盖整个出风面，在机箱的侧壁方向增大了冷凝器的面积，从而提高了冷凝器的热交换能力，因此也增大了空调器整体的系统能效。室外风扇由于是由离心风扇叠加而成的，整个室外风扇的垂直高度由离心风扇的垂向跨度所决定，在保证总体换热能力的增强的条件下还可以减少离心风扇的高度，从而使空调器室外侧机箱的高度减少，在安装时可以占用更小的空间。

附图说明

图1是现有技术的窗式空调的结构分解图；

图2是本发明的窗式空调的外部结构示意图；

图3是本发明的窗式空调的内部结构示意图；

图4是本发明的窗式空调中室外风扇和引导涡壳的结构示意图；

图5是本发明的窗式空调中虹吸管的排出部的示意图；

图6是本发明的窗式空调中虹吸管的吸入部的示意图；

图7是本发明的窗式空调底部的结构示意图；

图8是本发明的窗式空调后侧的结构示意图。

附图中主要部件符号说明：

2：机箱                3：底盘

4：室内面板            4a：进气口

4b：排风口             6：蒸发器

7：室内风扇            8：空气引导装置

8a：空气引导板

8b：挡板               8c：导风罩

10：引导架

11：室外风扇           12：冷凝器

14：风扇电机           16：压缩机

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。

图2是本发明的窗式空调的外部结构示意图；图3是本发明的窗式空调的内部结构示意图；图4是本发明的窗式空调中室外风扇和引导涡壳的结构示意图；图5是本发明的窗式空调中虹吸管的排出部的示意图；图6是本发明的窗式空调中虹吸管的吸入部的示意图；图7是本发明的窗式空调底部的结构示意图；图8是本发明的窗式空调后侧的结构示意图。

如图2至图8所示，本发明的窗式空调中，室内面板设置在空调器朝向室内侧的前端，形成有进气口4a、排气口4b和控制部，空调器在运转时从进气口由室内吸入空气，然后由排气口将经过热交换后的空气再次排出到室内从而完成温度调节；机箱2形成空调器的外观，并且容纳空调器的各个部件，上述机箱在空调器的室外侧形成容纳冷凝器12、室外风扇11、风扇电机、压缩机16、底盘3等部件的空间，经压缩机压缩后的高温高压的冷媒流入到冷凝器中，室外风扇转动产生流动的空气流过冷凝器翅片间的空隙，并且与冷凝器中的冷媒进行热交换，使冷凝器中的冷媒温度降低，从而完成空调器在室外侧的热量交换。在机箱内部通过挡板将室内侧部分和室外侧部分分隔开，从而保证空调器室外侧的冷凝器换热和用于室内空气热交换的蒸发器换热完全独立，避免空调器机箱内部的空气流动相互影响。蒸发器与室外侧的冷媒流路相互连通，在蒸发器的冷媒管内液态冷媒蒸发为气态从而吸收大量的热，当室内的空气由进气口进入到进气通道时与蒸发器发生热量交换，从而使空气的温度降低。

本发明中空调器的室外风扇11为轴向垂直于底盘的离心风扇，离心风扇在风扇电机的驱动下在水平方向上旋转，围绕室外风扇设置有用于引导空气流动的引导涡壳20。引导涡壳20采用半包围结构一次成型而成，在引导涡壳的上壁或底壁上设置圆形的空气入口21(21a，21b)，空气入口的圆心在离心风扇轴的轴向延长线上，确保离心风扇在旋转时能够均匀地通过引导涡壳20上设置的空气入口由垂直方向向内吸入空气，然后空气经过离心风扇的扇页改变流向，气流沿离心风扇的切线方向向风扇的四周发散。引导涡壳上设置有空气出口22(22a，22b)，在引导涡壳内部的离心风扇产生的发散气流由空气出口中定向排出。为了在保证空气流速的前提下增大气流流动的范围，空气出口沿水平方向设置，并且出风范围覆盖机箱的整个后侧以及位于室外侧部分机箱的一个侧壁，引导涡壳20背离空气出口的一侧采用封闭的结构，其内壁的表面光滑而且呈圆弧面，离心风扇向引导涡壳内部一侧发散的空气沿引导涡壳的内壁流动，然后流动到空气出口排出。为确保空调器运行中的稳定性，引导涡壳与空调器的底盘相固定。在引导涡壳之外，冷凝器12设置在空气出口22处并且包围空气出口，使引导涡壳中流出的空气能够与冷凝器进行充分的热量交换；在机箱上对应于引导涡壳20的空气入口21和空气出口22的位置设置进气隔栅23和排气隔栅24，使空调器在运行时机箱内部的空气流动保持有效和动态的平衡。机箱内设置虹吸管25，虹吸管的吸入部27设置在底盘内，从虹吸管引出的高压管26通向引导蜗壳的空气出口22处，虹吸管的排出部28设置在引导蜗壳内的离心风扇位置；在室外风扇11的旋转过程中，引导蜗壳的空气出口处的空气压强大于空气入口处的空气压强，所以在虹吸管25的两端产生压差，空气出口处的空气通过高压管26进入到虹吸管内，使虹吸管内的空气向排出部流动，由于空调器运行时底盘内汇集冷凝水，在虹吸管的吸入部处形成的负压会将冷凝水吸入虹吸管，并且在虹吸管内压差作用下从排出口排出，滴落至离心风扇的叶轮上。

为了进一步提高室外侧在空调器运行时的空气流量，可采用多个离心风扇垂直叠加的换风结构，本发明中的室外风扇包括相互叠加的上离心风扇11a和下离心风扇11b，上下离心风扇的叶片设置方式成镜像，风扇旋转时上离心风扇11a从垂直方向上的上侧进风，下离心风扇11b从垂直方向上的下侧进风，并且包围上离心风扇和下离心风扇分别设置两个独立的上引导涡壳20a和下引导涡壳20b，上引导涡壳再上壁上设置上空气入口21a，而下引导涡壳在底壁上设置空气入口，引导涡壳的上空气出口22a和下空气出口22b的位置都相互对应，使流出的气流保持水平方向，上、下引导涡壳相互连接并且由下引导涡壳20b与底盘3固定，于是构成了上、下相互关联而同时又相互独立的空气交换结构，上、下离心风扇和上、下引导涡壳都分别保持上下对称。上离心风扇和下离心风扇可以安装在双轴电机的上、下两个电机轴上，由双轴电机同时驱动上、下两个离心风扇，空调器运行时上下离心风扇的角速度相同，在对应的位置上所产生的气流流向相互平行，避免了上、下引导涡壳中排出的气流相互影响。为了充分的利用空调器机箱内部的空间，而将双轴电机固定在上引导涡壳和下引导涡壳之间。虹吸管25向上铺设至上引导蜗壳内部20a，围绕上空气入口21a设置，虹吸管的排出口为多个，虹吸管的排出部28对应于上离心风扇的位置，从排出口滴落的冷凝水落到上离心风扇上。

虹吸管25铺设在空调器的底盘内，吸入部27处的虹吸管紧贴底盘，使虹吸管可以吸收足够的冷凝水；高压管26的开口处设置在引导蜗壳的空气出口靠近冷凝器的一侧，尽量增大虹吸管的吸入部27和排出部28之间的压差；高压管并入虹吸管的方向与虹吸管中冷凝水的流向保持一致，使冷凝水的流动更加顺畅。

机箱上壁设置与上引导涡壳的空气入口位置相对应的进气隔栅23，同时在空调器的底盘上设置与下引导涡壳的空气入口位置相对应的进气隔栅，使上、下离心风扇分别从不同方向吸入空气，增大了室外侧的进风量。同时，引导涡壳的空气出口方向朝向机箱的后侧和侧壁，在机箱的后侧和侧壁上分别设置和空气出口位置对应的排气隔栅24。

在机箱内部冷凝器12围绕引导涡壳20的空气出口22处设置，冷凝器在机箱后侧和机箱的侧壁方向上覆盖空气出口，从机箱的俯视方向看去，整个冷凝器为“L”形状，扩大了冷凝器的整体面积，在空调器运行时从空气出口处排出空气的气流方向被冷凝器所覆盖，即空气能够与冷凝器进行充分的热交换。

空调器运行时，室外机壳中的压缩机开始运转，并且压缩冷媒使其在冷媒管中流动，此高温高压的冷媒流入到室外侧的冷凝器中，并且在俯视为“L”形状的冷凝器中循环流动，上、下离心风扇在双轴的风扇电机的带动下同步旋转，从而在机箱内的上、下引导涡壳中形成负压，室外的空气由设置在机箱上壁和底盘上的进气格栅中分别流入到引导涡壳中，由机箱上壁上的进风格栅所吸入的空气垂直向下进入上引导涡壳，由底盘上的进风格栅所吸入的空气垂直向上进入下引导涡壳，离心风扇旋转中空气沿风扇的切线方向发散，然后从引导涡壳的空气出口处定向流出，与包围设置在空气出口周围的冷凝器进行热量交换，带走冷媒具有的热量，然后经热交换后的空气由设置在机箱后侧和一侧壁上排气隔栅排出到室外，从多方向同时排气也提高了机箱的总体换气量，而且由于室外侧的进气方向和排气方向相互垂直，室外侧部分的进气和排气发生相互影响的可能减少，气流间不会发生相互干扰。在室外侧设置的“L”型的冷凝器加大了空调器室外侧的热交换能力，使冷媒的温度更低，当冷媒通过膨胀阀进入到位于室内机壳中的蒸发器中时，温度更低的冷媒蒸发所需要吸收的热量更多，也就是说能够从循环流入室内机壳内部的空气中吸收的热量更多，因此增大了空调器的整体热交换能力。冷媒流过蒸发器、进行过室内侧的热量交换后经储液罐的气液分离，然后再次被吸入到压缩机内部，从而开始下一次的冷媒循环。

本发明的窗式空调中，室外风扇采用两个离心风扇和围绕离心风扇的引导涡壳叠加而成，涡壳采用半包围结构，空调器在工作时，离心风扇由引导涡壳上方或下方的空气入口从垂直方向分别将空气吸入，空气经过离心风扇后流动方向变为沿风扇的切线方向发散，流动方向朝向空气出口的一部分气流直接由空气出口发散出去，另一部分气流沿引导涡壳的内壁流动，在引导涡壳的内壁引导下，高速气流经空气出口排出，引导涡壳的空气出口对应于室外侧机箱的整个后壁和侧壁，风扇出风的面积扩大，在室外风扇保持低转速时即可提高整体的出风量，从而降低了空调器室外侧在运转时产生的噪音。室外风扇采用离心风扇叠加的结构，可实现垂向进风、多侧水平出风的风流道模式，使进风和出风的气流之间发生相互干扰的可能性降低。虹吸管利用压差将底盘中的冷凝水引导至离心风扇处，并且被吹打到冷凝器上，提升了冷凝器的散热效率，另外，冷凝器与引导涡壳的空气出口对应设置，“L”型的冷凝器覆盖整个出风面，在机箱的侧壁方向增大了冷凝器的面积，从而提高了冷凝器的热交换能力，因此也增大了空调器整体的系统能效。

现有技术中的空调器机箱室外侧的高度在很大程度上由室外风扇的直径所决定，当时如果仅为降低机箱的高度而缩小室外风扇的直径，则会导致机箱内的进风量的大幅度下降，使冷凝器的散热效率降低。本发明中的室外风扇由于是由离心风扇叠加而成的，整个室外风扇的垂直高度由离心风扇的垂向跨度所决定，在保证总体换热能力的增强的条件下还可以减少离心风扇的高度，从而使空调器室外侧机箱的高度减少，在安装时可以占用更小的空间。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种窗式空调，包括：室内面板，设置在空调器朝向室内侧的前端，形成有进气口、排气口和控制部；机箱，形成空调器的外观，并且容纳空调器的各个部件，机箱内部分为室内侧部分和室外侧部分；蒸发器，设置在窗式空调的室内侧部分，与室内空气发生热交换；室内风扇，设置在机箱内部的室内侧部分，引导空气流过蒸发器；冷凝器，设置在室外侧部分，与室外空气进行热交换；室外风扇，设置在机箱中的室外侧部分，将室外空气吸入到机箱中并使空气流过冷凝器；压缩机，将气态冷媒压缩为液态冷媒并驱使冷媒流动；底盘，与上述机箱组合形成独立的空间，其特征在于：空调器的室外风扇为轴向垂直于底盘的离心风扇，围绕室外风扇设置有用于引导空气流动的引导涡壳，使离心风扇通过引导涡壳上设置的空气入口由垂直方向吸入空气，并且将空气从水平方向设置的引导涡壳的空气出口中排出，引导涡壳与空调器的底盘相固定，冷凝器设置在空气出口处并且包围空气出口；机箱内设置虹吸管，虹吸管的吸入部设置在底盘内，从虹吸管引出的高压管通向引导蜗壳的空气出口处，虹吸管排出部上的排出口设置在引导蜗壳内的离心风扇位置；在机箱上对应于引导涡壳的空气入口和空气出口的位置设置进气隔栅和排气隔栅。

2.根据权利要求1所述的窗式空调，其特征在于：室外风扇包括相互叠加的上离心风扇和下离心风扇，并且包围上离心风扇和下离心风扇分别设置两个独立的上引导涡壳和下引导涡壳，上、下引导涡壳相互连接并由下引导涡壳与底盘固定；虹吸管向上铺设至上引导蜗壳内部，虹吸管的排出口对应于上离心风扇的位置。

3.根据权利要求2所述的窗式空调，其特征在于：虹吸管的排出部在上引导蜗壳中围绕空气入口设置，排出部上的排出口为多个。

4.根据权利要求2所述的窗式空调，其特征在于：上离心风扇和下离心风扇由双轴电机同时驱动，双轴电机设置在上引导涡壳和下引导涡壳之间。

5.根据权利要求4所述的窗式空调，其特征在于：机箱上壁设置与上引导涡壳的空气入口位置相对应的进气隔栅，同时在空调器的底盘上设置与下引导涡壳的空气入口位置相对应的进气隔栅。

6.根据权利要求1或5所述的窗式空调，其特征在于：引导涡壳的空气出口方向朝向机箱的后侧和侧壁，在机箱的后侧和侧壁上分别设置和空气出口位置对应的排气隔栅。

7.根据权利要求6所述的窗式空调，其特征在于：冷凝器围绕引导涡壳的空气出口处设置，冷凝器从俯视方向视为“L”形状。

8.根据权利要求1所述的窗式空调，其特征在于：引导涡壳背向空气出口一侧的内壁面为光滑的圆弧面。

9.根据权利要求1所述的窗式空调，其特征在于：虹吸管铺设在空调器的底盘内，吸入部处的虹吸管紧贴底盘，高压管的开口处设置在引导蜗壳的空气出口靠近冷凝器的一侧，高压管并入虹吸管的方向与虹吸管中冷凝水的流向保持一致。

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