CN1164875C - 窗式空调器的涡轮风扇壳 - Google Patents

Abstract

一种窗式空调器的涡轮风扇壳，包括：气流导向部分，它包括入口板、基板、分隔壁，入口板上有用于引导室内空气的钟形口；基板与入口板相对，上面装有室内风扇；分隔壁位于入口板和基板之间环绕涡轮风扇；出口，它是由基板和分隔壁从气流导向部分一侧的开口上延伸形成的；和挡板，位于分隔壁的里面，连接出口和气流导向部分，其中，室内风扇是涡轮风扇，在气流导向部分中形成的气流通道极大地改变了气流的方向，把室内空气的部分动态压力转换成静态压力。

Description

窗式空调器的涡轮风扇壳

技术领域

本发明涉及窗式空调器，更具体地说涉及窗式空调器室内部分的涡轮风扇壳。

背景技术

图1表示了相关技术的具有多叶片风扇的窗式空调器的纵截面，包括室内部分10和室外部分20。

在室内部分10的前部具有室内热交换器11，里面有室内风扇12用于强制室内空气通过热交换器11流入/流出室内部分10。室内风扇12由风扇壳13环绕，引导室内空气流入/流出室内部分10。在室外部分20的后部有室外热交换器21，室外热交换器21里面有室外风扇23，用于强制室外空气通过室外部分20流入/流出。在室外风扇23和室外热交换器21之间有一个罩24，用于把室外空气导入室外热交换器21，并且从那里到达窗式空调器的后部。同时，室内风扇12和室外风扇23连接在马达25轴的两个端部以接收旋转力。并且，压缩机26通过有毛细管(未示出)的制冷剂管27与室内和室外热交换器11和21连接。由于上述窗式空调器需要大流动速率和高静压的空气，至于室内风扇12，使用多叶片风扇(参考符号“12”)，一种离心多叶片风机，作为室内风扇12来达到上述要求。

图2表示了图1中风扇壳沿线I-I的截面。参考图2，多叶片风扇12包括圆盘形成的主盘122、主盘122中心上的旋转轴123、位于主盘122的圆周边上与旋转轴123平行的多个叶片121以及固定在叶片自由端的边124。在此实例中，叶片121向后弯曲，其出口角α大于90°，以增强流入/流出及室内空气的平稳流出。

图3表示风扇壳13的部分立体图，其中示出了相关技术中的多叶片风扇12。参考图1和图3，风扇壳13包括气流导向部分131和排出部分132。气流导向部分131用于容纳从多叶片风扇12排出的室内空气以形成大量的空气，并把室内空气的部分动态压力转换成静态压力。排出部分132用于把室内空气通过窗式空调器的前面板排出。气流导向部分131包括入口板131b、基板131c和分隔壁131d。入口板131b上有钟形口131a用于引导室内空气；多叶片风扇12的旋转轴123安装在基板131c上；分隔壁131d位于入口板131b和基板131c之间把多叶片风扇12环绕成涡形。并且，在气流导向部分131的一侧有开口131e，基板131c和分隔壁131d从这里延伸出去形成出口132。并且，在分隔壁131d的里面有三角形截面的挡板133，与气流导向部分131开口131e的下部和出口132的下部相连，形成一个高于出口132底部的峰，用于降低室内空气从气流导向部分131流向出口132的速度，并把部分动态压力转换成静态压力。

当窗式空调器工作时，压缩机26运转使制冷剂经过压缩机26、室外热交换器21、制冷剂管27的毛细管和室内热交换器11时发生压缩、冷凝、膨胀和蒸发。因此，室内热交换器11的温度低于室内空间，而室外热交换器21的温度高于室外空间。同时，当压缩机26工作时，马达25也运转以启动多叶片风扇12和室外风扇23。当多叶片风扇12转动时，室内空气流过室内热交换器11并与之发生热交换，并转换成低温的室内空气。接着，室内空气流入/流出多叶片风扇12，并在多叶片风扇12和气流导向部分131形成的气流通道内流动。气流通道有光滑的流线型作为分隔壁环绕多叶片风扇12形成涡形，以使室内的空气平稳的流动。但是，气流通道的一部分在气流的方向上变大，当室内空气流过气流通道时降低室内空气的速度，并在室内空气的部分动态压力转换成静态压力时提高室内空气的静态压力。特别是，当室内空气流经挡板133时由于室内空气的速度急剧下降导致室内空气的静态压力急剧升高。最后，通过出口132向窗式空调器前方排出的室内空气有高的静态压力。另一方面，在室外风扇23的作用下当室外空气通过室外空气入口孔22流过室外热交换器21时，室外空气吸热变成高温的室外空气并排出室外部分20。

但是，使用这种相关技术的多叶片风扇12的窗式空调器有以下问题：

第一、尽管多叶片风扇具有高的压力和高的气流速度，但多叶片风扇送风效率低，增加了风扇电机的电力消耗，导致窗式空调器的效率低。

第二、商业中使用的涡轮风扇比多叶片风扇具有明显高的风扇效率。但，当涡轮风扇与多叶片风扇在相同尺寸大小的条件下对比时，由于涡轮风扇比多叶片风扇的静态压力和气流速度低，因此涡轮风扇不能用作窗式空调器的室内风扇。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种窗式空调器的涡轮风扇壳，以克服一个或多个由于相关技术的局限和不足引起的问题。

本发明的目的是提供一种窗式空调器的涡轮风扇壳，即使在窗式空调器中使用涡轮风扇也可产生足够的气流速度和静态压力。

本发明的另一个特征和优点将在下面进行描述，并且其中部分将从描述中明晰，或者从应用本发明中掌握。通过文字说明和权利要求并结合附图特别给出的结构，将能意识和领会到本发明的目的和其它优点。

为达到这些和其它优点并根据本发明的目的。如同实施例及其广泛的描述，窗式空调器的涡轮风扇壳包括：气流导向部分，它包括入口板、基板、分隔壁，入口板上有用于引导室内空气的钟形口；基板与入口板相对，上面装有室内风扇用于抽送室内空气；分隔壁位于入口板和基板之间环绕涡轮风扇；出口，它是由基板和分隔壁从气流导向部分一侧的开口上延伸形成的；和挡板，它位于分隔壁的里面，连接出口和气流导向部分，其特征在于，室内风扇是涡轮风扇，在气流导向部分中形成的气流通道极大地改变了气流的方向，用于在气流方向改变时把室内空气的部分动态压力转换成静态压力。

应该明白地是，上述一般性描述和下面的详细描述都是例证和解释，是为了进一步解释如权利要求所述的本发明。

所提供的附图，是为了进一步理解本发明并结合在说明书中作为构成说明书的一部分，表示了本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

附图说明

图中：

图1表示使用了多叶片风扇的相关技术窗式空调器的纵截面；

图2表示图1中风扇壳沿线I-I的截面；

图3表示使用了相关技术多叶片风扇的风扇壳的部分立体图；

图4表示按照本发明一个优选实施例的入口板卸去的涡轮风扇壳的局部立体图；

图5表示图4中沿线II-II的截面，示出了具有室内热交换器和使用本发明入口板的涡轮风扇壳；

图6表示图5的前视图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明优选实施例，这些实例表示在附图中。附图中，与相关技术中相同的构件给出相同的参考数字，略去其解释。图4表示按照本发明一个优选实施例的入口板去除的涡轮风扇壳的部分立体图；图5表示图4中沿线II-II的截面，示出了具有室内热交换器和使用本发明入口板的涡轮风扇壳；图6表示图5的前视图。

参考图4-6，按照本发明优选实施例的涡轮风扇壳主要包括气流导向部分131和出口132。气流导向部分131包括入口板131b，入口板上有用于从室内热交换器11引导室内空气的钟形口131a。基板131c与入口板131b相对，分隔壁131d位于入口板131b和基板131c之间环绕涡轮风扇14。出口132是基板131c和分隔壁131d从气流导向部分131一侧的开口131e上延伸形成的，用于从涡轮风扇14把室内空气排到气流导向部分131的前面。挡板133位于分隔壁131d的里面，连接出口132和气流导向部分131。

如上所述，在窗式空调器中使用涡轮风扇14用于提高窗式空调器的效率，由于涡轮风扇14有高的风扇效率。图6表示按照本发明优选实施例的装有涡轮风扇14的涡轮风扇壳13的前视图。

参考图6，涡轮风扇14有向后弯曲呈流线型的叶片141，每个的出口角β低于90°，其内径d1与外径d2之比低于0.8。叶片141向后弯曲呈流线型的特征与目前多叶片风扇比具有高的效率。但是，由于与体积大小相比室内部分的静态压力和气流速度低，因此本发明使用以下的方法提高静态压力和气流速度。

下面将解释提高室内部分静态压力的方法。

在涡轮风扇14和气流导向部分131之间有气流通道，用于借助于涡轮风扇的叶片141把室内空气从涡轮风扇14吹向开口131e。本发明的涡轮风扇壳使空气流动的方向突然发生改变，以使室内空气的部分动态压力转换成静态压力。在本发明的优选实施例中，如图6所示，气流导向部分131的截面呈长方形，每当气流方向改变时就提高室内空气的静态压力。尽管作为一个实施例气流导向部分131的截面呈长方形，但气流导向部分131的截面可以是任何形式，例如多边形或弯曲的，只要空气的流动方向能突然改变。并且，挡板133位于分隔壁131d的底部与开口132的垂直板之间的角上。特别的，挡板133的里面与涡轮风扇14接触处呈涡形。因此，在涡轮风扇14外径和挡板133内表面之间形成的气流通道的截面积沿开口131e的方向逐渐增大，导致室内空气静态压力的提高。

下面将解释本发明把气流速度提高到最大值的方法。

首先，为了使气流速度增大到最大值，需要最大尺寸的气流通道，气流速度随着尺寸、涡轮风扇壳13的相对安装位置、涡轮风扇14和挡板133而改变。通过实验得到的尺寸、涡轮风扇壳13的相对安装位置、涡轮风扇14和挡板133如下所述。

当涡轮风扇壳的长度D1定义为入口板和基板131b与131c之间的距离，涡轮风扇的出口长度T1定义为主盘142的外径和棱边外侧直径之间的距离，讨论涡轮风扇壳的长度D1与涡轮出口长度T1之间相对长度的实验结果：考虑气流速度和噪音，涡轮风扇壳长度D1取最大值。但是，太长的涡轮风扇壳长度导致太大的气流通道截面积，这将使动态压力下降太大。当涡轮风扇出口长度T1是涡轮风扇壳长度D1的40-50％时(T1＝(0.40-0.50)*D1)，在保持动态压力的同时气流速度能达到最大值。

并且，当涡轮风扇外径d2定义为叶片141外侧末端之间的最远距离，涡轮风扇壳高度记为Dh，讨论外径d2和风扇壳高度Dh之间关系的实验结果：气流速度随着涡轮风扇外径d2的增大而增大。但是，外径d2太大的涡轮风扇效率低，并增大涡轮风扇14的噪音；外径d2太小的涡轮风扇尽管没有噪音但气流速度低。当涡轮风扇的外径d2是涡轮风扇壳高度Dh的72-82％时(d2＝(0.72-0.82)*Dh)，噪音最小，气流速度最大。

并且，讨论旋转轴143的高度Th与涡轮风扇壳的高度Dh之间关系的实验结果：发现旋转轴的高度Th太高或太低将在涡轮风扇14的顶部和底部之间以及在涡轮风扇壳131的顶部和底部之间产生过大的气流高度差，考虑到气流速度是不可取的。当旋转轴的高度Th是涡轮风扇壳的高度Dh的40-48％时(Th＝(0.40-0.48)*Dh)，气流速度最大。

并且，当把图5中旋转轴143与左侧垂直分隔壁131d之间的距离记为安装宽度Tw时，讨论安装宽度Tw的实验结果：太小或太大的旋转轴安装宽度Tw使气流通道产生很大的宽度差，此气流通道是在左、右侧涡轮风扇14和左侧垂直分隔壁131d及挡板133之间形成的，考虑到气流速度是不可取的。当旋转轴的安装宽度Tw是涡轮风扇壳的高度Dh的45-53％时(Tw＝(0.45-0.53)*ph)，气流速度最大。

并且，把从挡板133内表面的上部到涡轮风扇外径d2的距离记为挡板距离C1，讨论挡板距离C1的实验结果：尽管太小的挡板距离C1增大气流速度，但考虑到噪音是不可取的；并且尽管太大的挡板距离C1减小噪音，但考虑到静态压力太大的挡板距离也是不可取的。当挡板距离C1是涡轮风扇外径d2的7-14％时(C1＝(0.07-0.14)*d2)，噪音最小，同时气流速度最大。

并且，讨论挡板133的高度Ch的实验结果：为了使出口132的出口面积最大，从而气流速度最大，设计涡轮风扇壳时使挡板133的顶表面(峰)和出口132的底部位于同一平面。当挡板133的顶部高于出口132的底部时，尽管室内空气的静态压力增大，但气流速度降低。

最后，当想要增大室内空气的气流速度，而不增大室内空气的静态压力时，可以在分隔壁131d的角上与挡板133对角的位置上安装转向器15，用于适度地改变室内空气的方向。在此实例中，转向器的宽度Dew和高度Deh相同，都是涡轮风扇壳高度Dh的10-20％(Dew＝Deh＝(0.10-0.20)*Dh)，得到的气流速度最大。

在上述使用本发明涡轮风扇14的窗式空调器的涡轮风扇壳13中，当涡轮风扇14工作时，来自涡轮风扇14的室内空气被导向挡板133，其速度略有下降，接着沿气流导向部分131的底部以水平方向前进，直到室内空气改变流动方向而沿气流导向部分131的垂直部分上升，接着又改变方向沿气流导向部分131的顶部沿水平方向前进。这样，每当室内空气改变方向时室内空气的速度下降，并把室内空气的部分动态压力转换成静态压力，室内空气从出口132排出并保持其升高的静态压力，从而由于气流通道的这种结构使室内空气的静态压力提高，尽管涡轮风扇14的静态压力是低的。并且，由于涡轮风扇壳13的这种结构使室内空气流经的气流通道的截面积最大，增大了室内部分的气流速度  同时，当在右上角部分安装转向器时得到了平稳的室内空气流，并进一步增大了气流速度，尽管静态压力略有下降。

如上所述，本发明窗式空调器的涡轮风扇壳有以下优点。

通过在涡轮风扇壳中使用高风扇效率的涡轮风扇，窗式空调器的效率得到提高，并且尽管是通过优化涡轮风扇壳的结构使用了低气流速度和低静态压力的涡轮风扇，还能得到高的气流速度和高的静态压力。

对于本领域熟知的人员，在不偏离本发明的精神和范围内，对本发明窗式空调器的涡轮风扇壳可作出修改和变化是显而易见的。这样，本发明覆盖了对本发明所作的修改和变化，这些都落在所附的权利要求及其等同物范围内。

Claims (8)

1.一种窗式空调器的涡轮风扇壳，包括：

气流导向部分，它包括入口板、基板、分隔壁，入口板上有用于引导室内空气的钟形口；基板与入口板相对，上面装有室内风扇用于抽送室内空气；分隔壁位于入口板和基板之间环绕涡轮风扇；

出口，它是由基板和分隔壁从气流导向部分一侧的开口上延伸形成的；和

挡板，它位于分隔壁的里面，连接出口和气流导向部分，其特征在于，

室内风扇是涡轮风扇，在气流导向部分中形成的气流通道极大地改变了气流的方向，用于在气流方向改变时把室内空气的部分动态压力转换成静态压力。

2.如权利要求1所述的涡轮风扇壳，其特征在于由分隔壁形成的气流导向部分是长方形的。

3.如权利要求2所述的涡轮风扇壳，其特征在于挡板位于分隔壁底部和出口垂直表面形成的角上，挡板与涡轮风扇相对的内表面是涡形的。

4.如权利要求3所述的涡轮风扇壳，其特征在于涡轮风扇的出口长度(Tl)约为涡轮风扇壳长度(Dl)的40-50％，外径(d2)约为涡轮风扇壳高度(Dh)的72-82％，涡轮风扇旋转轴的高度(Th)约为涡轮风扇壳高度(Dh)的40-48％，涡轮风扇旋转轴的安装宽度(Tw)约为涡轮风扇壳高度(Dh)的45-53％，从挡板内表面的上部到涡轮风扇外径(d2)的挡板距离(Cl)是涡轮风扇外径(d2)的7-14％，并且挡板的顶表面与出口的底表面处于同一平面上。

5.如权利要求1-4中任一项所述的涡轮风扇壳，其特征在于还包括在分隔壁的角上与挡板对角的位置上的转向器，用于调节室内空气方向的改变。

6.如权利要求5所述的涡轮风扇壳，其特征在于转向器的宽度(Dew)和高度(Deh)相同，都是涡轮风扇壳高度(Dh)的10-20％。

7.如权利要求1所述的涡轮风扇壳，其特征在于由分隔壁形成的气流导向部分是多边形的。

8.如权利要求1所述的涡轮风扇壳，其特征在于由分隔壁形成的气流导向部分是弯曲的。

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