CN111442381A - 吊顶式空调室内机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种吊顶式空调室内机，包括具有进风口和送风口的壳体、换热器和风扇，风扇用于促使室内空气从进风口进入壳体与换热器换热后经送风口吹回室内；导流件可上下平移地设置在进风口处，以开闭进风口，在打开进风口时引导室内空气经导流件与壳体之间的间隙流向进风口，通过平移至不同位置调节间隙大小；驱动机构包括多根牵拉线，每根牵拉线两端分别固定于导流件和壳体，以承担导流件重力，在导流件处于最低位置时，每根牵拉线与导流件的连接点低于与壳体的连接点；驱动电机安装于壳体或导流件，多根牵拉线卷绕于驱动电机的转轴上，以便驱动电机通过正转卷起牵拉线从而拉动导流件上移，或反转释放牵拉线，使导流件受自身重力作用下移。

Description

吊顶式空调室内机

技术领域

本发明涉及空气调节技术领域，特别涉及一种吊顶式空调室内机。

背景技术

传统家用空调通常为柜机或挂机。空调柜机和挂机的室内机通常仅具有一个送风口向室内送风。并且，柜机和挂机受结构限制，仅能朝一个方向送风，送风方向比较单一。

另外，虽然有导风板和摆叶进行导风，但传统空调柜机或挂机的送风范围仍然不大。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种能够多角度、全方位送风的空调室内机。

本发明的另一目的是要使吊顶式空调室内机的进风口能够被关闭，以美化室内机底部外观。

特别地，本发明提供了一种吊顶式空调室内机，其包括：

壳体，其底部具有进风口，侧部具有至少一个送风口；

换热器，设置在壳体内；

风扇，设置在壳体内，用于促使室内空气从进风口进入壳体，与换热器换热后，经送风口吹回室内；

导流件，可上下平移地设置在进风口处，用于打开或关闭进风口，在打开进风口时，引导室内空气经导流件外周面与壳体底面之间的间隙流向进风口，且便于通过平移至不同位置调节间隙的大小；和

驱动机构，其包括：

多根牵拉线，每根牵拉线两端分别直接或间接地固定于导流件和壳体，以用于承担导流件的重力，在导流件处于最低位置时，每根牵拉线与导流件的连接点低于与壳体的连接点；

驱动电机，安装于壳体或导流件，多根牵拉线卷绕于驱动电机的转轴上，以便驱动电机通过正转卷起牵拉线，从而拉动导流件上移，或通过反转释放牵拉线，使导流件受自身重力作用下移。

可选地，导流件底面向上凹陷形成空腔，驱动电机固定于空腔内；每根牵拉线的一端穿透导流件外周面伸入空腔，以卷绕在驱动电机的转轴上，另一端固定于壳体的底壁。

可选地，吊顶式空调室内机，还包括：竖直延伸的导向轴，其位于壳体内；且导流件可上下伸缩地安装于导向轴，以便由导向轴限定导流件仅能上下平移。

可选地，导流件的外周面为从上至下径向向外渐扩的锥形引导面，用于引导空气逐渐向上偏斜流动，以便进入进风口。

可选地，导流件的顶面和底面整体均为圆形且圆心落在同一竖直轴线上；导流件的外周面从顶面的周缘向下并径向向外渐扩地延伸至底面，以构成锥形引导面。

可选地，进风口为圆形；导流件与进风口同轴设置。

可选地，进风口周围的壳体底壁为从进风口边缘开始径向向外延伸并同时逐渐向下倾斜延伸的引流面，以便与锥形引导面共同限定出供室内空气进入壳体的风道。

可选地，风扇为层流风扇，其转动轴线竖直延伸地设置在壳体内，其运行时利用空气的粘性效应生成层流风。

可选地，壳体整体为矩形，其四个侧部分别具有一个送风口。

可选地，换热器处于风扇与送风口之间，且包围风扇。

本发明的吊顶式空调室内机吊装在屋顶，进风口位于底部，送风口位于侧部。如此，可在侧部设置多个送风口，多个送风口朝向不同方向，可以做到两面出风、三面出风、四面出风甚至周向360°全方位送风，送风范围极大。

进一步地，本发明的吊顶式空调室内机中设置了导流件，当空调关机时，使导流件上移以关闭进风口，使吊顶式空调室内机的底部更加美观，也避免灰尘和异物进入壳体内。当空调开机时，控制导流件下移以打开进风口。另外，还可通过将导流件平移至不同位置调节导流件与壳体之间的间隙的大小，使其与风扇转速的高低相匹配，从而提升风扇的运行效率。

进一步地，本发明的吊顶式空调室内机中，风从导流件与壳体之间的间隙流向进风口。相比于一些结构使风从壳体底部直接竖直向上进入壳体的方案，导流件的引流使进风方向接近于水平方向，使空气可更顺畅地进入层流风扇，使层流风扇能耗以及噪声都有所降低。

进一步地，本发明的吊顶式空调室内机利用驱动电机卷绕或释放牵拉线来调节导流件的高度，结构简单巧妙，实现成本较低。

进一步地，本发明的吊顶式空调室内机采用的风扇为层流风扇。层流风扇为轴向进风、径向出风结构，恰好与吊顶式空调室内机的底部进风，侧部出风的风路走向相匹配，两者结合非常巧妙。并且，吊顶式空调室内机设置多个送风口同时出风，噪声问题比较突出，而层流风扇本身的运行噪声较小，能够在一定程度缓解空调整机的噪声问题。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本发明一个实施例的吊顶式空调室内机的结构示意图；

图2是以一竖直剖切面剖切图1所示吊顶式空调室内机得到的剖视图；

图3是图2所示吊顶式空调室内机在导流件上移后的状态示意图；

图4是图2中的驱动电机转轴与牵拉线的配合示意图；

图5是层流风扇的底部视角示意图；

图6是层流风扇的送风原理示意图；

图7是层流风扇的多个环形盘片的示意性剖视图；

图8是本发明一个实施例的层流风扇的空气循环示意图；

图9是本发明另一实施例的层流风扇的空气循环示意图；

图10是层流风扇的多个环形盘片间距渐变与风量和风压的关系示意图。

具体实施方式

下面参照图1至图10来描述本发明实施例的吊顶式空调室内机。其中，“前”、“后”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“横向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明实施例的吊顶式空调室内机与空调室外机(未图示)一同构成蒸气压缩制冷循环系统，实现对室内环境的制冷/制热。

图1是本发明一个实施例的吊顶式空调室内机的结构示意图；图2是以一竖直剖切面剖切图1所示吊顶式空调室内机得到的剖视图；图3是图2所示吊顶式空调室内机在导流件上移后的状态示意图。

如图1至图3所示，本发明实施例的吊顶式空调室内机一般性地可包括壳体100、换热器400、风扇300、导流件200以及驱动机构500。

吊顶式空调室内机整体吊在室内屋顶下方，壳体100的顶部用于与屋顶连接。壳体100的底部具有进风口110，侧部具有至少一个送风口120。例如，若该室内机用于安装在屋顶靠近侧墙的位置，可仅设置一个送风口。若该室内机的安装位置远离侧墙，如设置在屋顶中央，可设置如2个、3个、4个等多个朝向各不相同的送风口，以实现两面出风、三面出风、四面出风等多角度送风效果。如图1所示，壳体100整体为矩形，壳体100的四个侧部分别具有一个送风口120，以实现四个方向的送风。甚至，可以使壳体100为圆形，其周向全角度均开设送风口用于出风，以实现360°全方位送风。此外，因吊顶式空调室内机安装位置较高，其出风覆盖范围也极大，利于提升制冷/制热速度，且使用户更加舒适。

换热器400设置在壳体100内，其可为蒸气压缩制冷循环的蒸发器。空调开启时，室内空气从进风口110进入壳体100，流经换热器400，与换热器400进行热交换变为热交换风(制冷时，热交换风为冷风，制热时，热交换风为热风)，热交换风从送风口120吹回室内，实现对室内的制冷/制热。

风扇300设置在壳体100内，用于给上述气流流动进程提供动力。风扇应设置为底部进风径向出风结构。底部进风是为了吸收从进风口110进来的室内空气，径向出风以恰好将风水平吹向各送风口120。风扇300可为离心风扇、层流风扇等形式。如图1至图3的实施例中，风扇300为层流风扇。图2用箭头示意了风向。

在一些实施例中，如图2所示，可使换热器400处于风扇300与送风口120之间，且包围风扇300，以使气流更多地通过换热器400的表面，提升换热效率。换热器400的具体形状可为完整的环圈(圆圈或方圈)，以完全包围风扇300，也可具有一个开口的“C”形的不完整的圈状。

导流件200可上下平移地设置在进风口110处，用于打开或关闭进风口110。在导流件200打开进风口110时，还能引导室内空气经导流件200的外周面与壳体100底面之间的间隙流向进风口110。驱动机构500配置成在空调的控制器的控制下，驱动导流件200上下平移。具体的控制方式如下。

空调关机时，使导流件200上移以关闭进风口110，可避免灰尘和异物进入壳体100内，如图3。并且，使吊顶式室内机的底部外观(其底部主要面向用户)更加美观，避免壳体100底部布置复杂的进风格栅影响外观。为达到更优的美化外观效果。

空调开机时，控制导流件200下移以打开进风口110，如图2。相比于使风从壳体100底部直接竖直向上进入壳体100的方案，本实施例使风从导流件200与壳体100底面之间的间隙流向进风口110，即导流件200起到引导气流的作用，这将使空气的流动形态更加稳定、减少了涡流损失。同时，对于采用层流风扇的实施例而言，导流件200的引流作用使得进风方向接近于水平方向，使空气更顺畅地进入层流风扇(因为层流风扇环形盘片10是水平延伸的)，使层流风扇300的能耗以及噪声都有所降低。

另外，本实施例还可通过将导流件200平移至不同位置来调节导流件200外周面与壳体100底面之间的间隙的大小，使其与风扇300的转速的高低相匹配，从而提升风扇300的运行效率。例如，当空调制冷/制热需求大，风扇300高速运转时，调大该间隙。当空调制冷/制热需求小，风扇300低速运转时，调小该间隙。

下面介绍导流件以及驱动机构的一种可选的结构。

如图2所示，导流件200的外周面为从上至下沿其径向(r方向)向外渐扩的锥形引导面201。室内空气从导流件200周缘处进入导流件200与壳体100之间间隙后，在锥形引导面201的引导下，逐渐向上偏斜流动，以利于其进入进风口110。可以理解的是，锥形引导面201的母线(即其与过回转轴的剖切面的交线)并非必须是直线，也可如图2所示为中部相比两端凹陷的弧线。

更具体地，导流件200的顶面和底面均为圆形(参考图1)，且两者的圆心落在同一竖直轴线上，该竖直轴线即导流件200的回转轴。导流件200的外周面从顶面的周缘向下并径向向外渐扩地延伸至底面，以构成前述的锥形引导面201。进风口110也可为圆形，且使导流件200与进风口110同轴设置，这样能够更加美观，且使进风口110周向360°各个点的进风更加均匀，以提升风扇效率。

在一些实施例中，如图2所示，进风口110周围的壳体100的底壁为从进风口110边缘开始径向向外延伸并同时逐渐向下倾斜延伸的引流面140，引流面140整体为环圈状。引流面140与锥形引导面201一同限定出供室内空气进入壳体100的风道，风道类似于离心风机的蜗壳，强化了进风引导功能，提升层流风扇300的吸气效率。

在一些实施例中，驱动机构500包括多根牵拉线和驱动电机。每根牵拉线两端分别直接或间接地固定于导流件200和壳体100，以用于承担导流件200的重力。在导流件200处于最低位置时，每根牵拉线与导流件200的连接点低于与壳体100的连接点。驱动电机安装于壳体100或导流件200，多根牵拉线均卷绕于驱动电机的转轴上，以便驱动电机通过正转卷起牵拉线，从而拉动导流件上移，或通过反转释放牵拉线，使导流件受自身重力作用下移。

驱动机构一种可选的结构如图2和图3所示。导流件200的底面向上凹陷形成空腔202。驱动电机520固定于空腔202内。每根牵拉线510的一端穿透导流件200的外周面(导流件开设有相应的孔以允许牵拉线穿过)伸入空腔202，以卷绕在驱动电机520的转轴521上，另一端固定于壳体100的底壁。当导流件200处于最低位置时，每根牵拉线与导流件200的连接点低于与壳体100的连接点。这样设置的好处是无论设置多少牵拉线，仅需设置一个驱动电机即可。

需要上移导流件200时，驱动电机520正转，使其转轴521开始牵拉线510，以使牵拉线510的直线延伸的部分不断变短直至牵拉线520水平延伸，使导流件200上移至图3所示位置。当然，驱动电机520会被控制使其转轴521固定不动，以使导流件200保持在图3状态。并且此后，牵拉线510直线延伸的部分无法继续变短，导流件200也到达了其可能达到的最高点。需要下移导流件200时，使驱动电机520反转，以释放牵拉线510，使导流件200受自身重力作用下移。

牵拉线510的数量可为3根、4根或更多根，其与壳体100的连接点在一圆周上均布，以使多根牵拉线直线延伸的部分的长度始终保持相同，使导流件200能够实现平移而不会翻转。图4是图2中的驱动电机转轴与牵拉线的配合示意图。图4示意了4根牵拉线510在转轴521上的连接方式。当转轴521以箭头标识的方向转动(此方向定义为正转)时，牵拉线510被不断卷绕其上。转轴521反向转动(定义为反转)时，牵拉线510被释放。

如图2和图3所示，壳体100内还设置有竖直延伸的导向轴160。导流件200(开设有相应的孔)可上下伸缩地安装于导向轴160上，以便由导向轴160限定导流件200仅能上下平移，这就使导流件200的上下平移更加平稳。风扇300为层流风扇时，导向轴160的顶部可安装于层流风扇的圆形盘片30下侧面。导向轴160可随圆形盘片30转动，但导流件200与导向轴160之间采用可转动连接，使得导流件200不会随导向轴160转动。当然，在一些替代性的结构中，也可直接将导向轴160固定于壳体100。

在一些附图未示意的可选结构中，也可为每根牵拉线分别配置一个驱动电机以卷绕该牵拉线。每个驱动电机安装在壳体上，全部驱动电机同步转动，以同步卷绕或释放全部牵拉线。

本发明的吊顶式空调室内机利用驱动电机卷绕或释放牵拉线来调节导流件的高度，结构简单巧妙，实现成本较低。

在一些替代性实施例中，可采用直线电机驱动导流件平移，也可采用转动电机与齿轮齿条机构驱动其平移。

如图2所示，本发明实施例的风扇300为层流风扇。层流风扇的转动轴线(x轴)沿竖直方向(上下方向)延伸，运行时利用空气的粘性生成层流风。因吊顶式空调室内机设置多个送风口120同时出风，噪声问题比较突出，而层流风扇本身的运行噪声较小，能够在一定程度缓解空调整机的噪声问题。

图5是层流风扇的底部视角示意图。图2和图5所示，层流风扇一般性地可包括多个环形盘片10、圆形盘片30和电机20。

多个环形盘片10平行间隔设置且相互固定连接、轴线均沿竖直方向延伸且共线。圆形盘片30的轴线与多个环形盘片10共线地设置在最上侧的环形盘片上方，并与之间隔设置且固定连接。圆形盘片30的中央向下凹陷形成容纳腔31。可设置多个连接杆40，使其贯穿圆形盘片30和多个环形盘片10，以将多个环形盘片10和圆形盘片30固定在一起。

电机20位于容纳腔31内，其顶部固定于壳体100，具体可固定于壳体100的内部骨架150上，底部延伸出转轴21，转轴21连接于圆形盘片30，以驱动圆形盘片30转动，从而带动多个环形盘片10转动，以使靠近环形盘片10表面的空气边界层因粘性效应被环形盘片10带动由内向外旋转移动形成层流风。

如图2，导流件200的顶部(即其顶壁210)固定连接于圆形盘片30的下侧，以在圆形盘片30的驱动下与之同步转动。导流件200与层流风机300共用同一电机，无需对导流件200的转动进行单独控制，而且也避免另设电机占据过多空间。

图6是层流风扇的送风原理示意图。如图6所示，层流风扇的送风原理主要来源于尼古拉·特斯拉发现的“特斯拉涡轮机”。特斯拉涡轮机主要利用流体的“层流边界层效应”或者“粘性效应”实现对“涡轮盘片”做功的目的。层流风扇通过电机20驱动圆形盘片30、带动多个环形盘片10高速旋转，各环形盘片10间隔内的空气接触并发生相互运动，则靠近各环形盘片10表面的空气边界层13因受粘性剪切力τ作用，被旋转的环形盘片10带动由内向外旋转移动形成层流风。

图7是层流风扇的多个环形盘片的示意性剖视图；图8是本发明一个实施例的层流风扇的空气循环示意图。

如图7和图8所示，环形盘片10中心形成有进风通道11，以使外部空气进入。多个环形盘片10彼此之间的间隙形成有多个出风口12，以供层流风吹出。空气边界层13由内向外旋转移动形成层流风的过程是离心运动，因而离开出风口12时的速度要大于进入进风通道11时的速度。

在一些实施例中，对于任意相邻的两个环形盘片10，位于上侧的环形盘片10的内圆直径小于位于下侧的环形盘片10的内圆直径。换句话说，沿着气流在进风通道11中流动的方向(或者说是从下至上)，环形盘片10的内圆直径逐渐缩小。这样一来，当空气从下向上进入进风通道11时，径向方向不同位置的气流分别对应不同的环形盘片10，这样能够使空气更加均匀地流到各环形盘片处，避免空气难以进入上侧的环形盘片处，最终达到提高风量的效果。

图9是本发明另一实施例的层流风扇的空气循环示意图；图10是层流风扇的多个环形盘片间距渐变与风量和风压的关系示意图。

在另一些实施例中，如图9所示，可使从下至上方向，相邻两个环形盘片10之间的间距逐渐增大。或者说，沿着气流在进风通道11中流动的方向，相邻两个环形盘片10之间的间距逐渐增大。发明人经过多次实验发现，这样设置会有效提升层流风扇的风量。

可使相邻两个环形盘片10之间的间距变化量相同。例如，8个环形盘片10中相邻两个环形盘片10之间的间距由下至上可以依次设置为：13.75mm、14.75mm、15.75mm、16.75mm、17.75mm、18.75mm、19.75mm，相邻两个环形盘片10之间的间距由下至上依次增大1mm。

图10中横坐标轴shrinking uniform expanding Plate distance increase指的是沿着由下至上的方向相邻两个环形盘片10之间的间距的变化量，左纵坐标轴Mass flowrate指的是风量，右纵坐标轴Pressure rise指的是风压，风压指的是层流风扇的出风口12与进风通道11进口处的压力差。并且，相邻两个环形盘片10之间的间距变化量相同，也就是说，相邻两个环形盘片10之间的间距增大或缩小的数值相同。

具体地，图10示出的是在层流风扇的环形盘片10外径、内径、数量、厚度、电机20的转速均保持不变时，多个环形盘片10间距渐变与风量和风压的关系示意图。在上述提及的各参数均保持不变时，多个环形盘片10中，每两个相邻的环形盘片10之间的间距由下至上逐渐变化对风量影响较大，对风压影响很小。当横坐标轴表示的沿着由下至上的方向相邻两个环形盘片10之间的间距的变化量为正数时，说明多个环形盘片10中每两个相邻的环形盘片10之间的间距由下至上逐渐增大；当横坐标轴表示的沿着由下至上的方向相邻两个环形盘片10之间的间距的变化量为负数时，说明多个环形盘片10中每两个相邻的环形盘片10之间的间距由下至上逐渐缩小。由图10可知，多个环形盘片10中每两个相邻的环形盘片10之间的间距变化量为-1mm、1mm和2mm时，层流风扇的风量和风压均有很大的改善。综合考虑层流风扇的风量和风压，将多个环形盘片10中每两个相邻的环形盘片10之间的间距设置为由下至上逐渐增大。在一种实施例中，层流风扇的环形盘片10外径为175mm，环形盘片10内径为115mm，环形盘片10的数量为8个，环形盘片10的厚度为2mm，电机20的转速为1000rpm(revolutions per minute，转/分钟)，此时综合考虑层流风扇的风量与风压，可以设置8个环形盘片10中相邻两个环形盘片10之间的间距由下至上可以依次设置为：13.75mm、14.75mm、15.75mm、16.75mm、17.75mm、18.75mm、19.75mm，即相邻两个环形盘片10之间的间距由下至上依次增大1mm。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种吊顶式空调室内机，包括：

壳体，其底部具有进风口，侧部具有至少一个送风口；

换热器，设置在所述壳体内；

风扇，设置在所述壳体内，用于促使室内空气从所述进风口进入所述壳体，与所述换热器换热后，经所述送风口吹回室内；

导流件，可上下平移地设置在所述进风口处，用于打开或关闭所述进风口，在打开所述进风口时，引导室内空气经所述导流件外周面与所述壳体底面之间的间隙流向所述进风口，且便于通过平移至不同位置调节所述间隙的大小；和

驱动机构，其包括：

多根牵拉线，每根所述牵拉线两端分别直接或间接地固定于所述导流件和所述壳体，以用于承担所述导流件的重力，在所述导流件处于最低位置时，每根所述牵拉线与所述导流件的连接点低于与所述壳体的连接点；

驱动电机，安装于所述壳体或所述导流件，所述多根牵拉线卷绕于所述驱动电机的转轴上，以便所述驱动电机通过正转卷起所述牵拉线，从而拉动所述导流件上移，或通过反转释放所述牵拉线，使所述导流件受自身重力作用下移。

2.根据权利要求1所述的吊顶式空调室内机，其中

所述导流件底面向上凹陷形成空腔，所述驱动电机固定于所述空腔内；

每根所述牵拉线的一端穿透所述导流件外周面伸入所述空腔，以卷绕在所述驱动电机的转轴上，另一端固定于所述壳体的底壁。

3.根据权利要求1所述的吊顶式空调室内机，还包括：

竖直延伸的导向轴，其位于所述壳体内；且

所述导流件可上下伸缩地安装于所述导向轴，以便由所述导向轴限定所述导流件仅能上下平移。

4.根据权利要求1所述的吊顶式空调室内机，其中

所述导流件的外周面为从上至下径向向外渐扩的锥形引导面，用于引导空气逐渐向上偏斜流动，以便进入所述进风口。

5.根据权利要求4所述的吊顶式空调室内机，其中

所述导流件的顶面和底面整体均为圆形且圆心落在同一竖直轴线上；

所述导流件的外周面从所述顶面的周缘向下并径向向外渐扩地延伸至所述底面，以构成所述锥形引导面。

6.根据权利要求5所述的吊顶式空调室内机，其中

所述进风口为圆形；

所述导流件与所述进风口同轴设置。

7.根据权利要求4所述的吊顶式空调室内机，其中

所述进风口周围的所述壳体底壁为从所述进风口边缘开始径向向外延伸并同时逐渐向下倾斜延伸的引流面，以便与所述锥形引导面共同限定出供室内空气进入所述壳体的风道。

8.根据权利要求1所述的吊顶式空调室内机，其中

所述风扇为层流风扇，其转动轴线竖直延伸地设置在所述壳体内，其运行时利用空气的粘性效应生成层流风。

9.根据权利要求1所述的吊顶式空调室内机，其中

所述壳体整体为矩形，其四个侧部分别具有一个所述送风口。

10.根据权利要求1所述的吊顶式空调室内机，其中

所述换热器处于所述风扇与所述送风口之间，且包围所述风扇。

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