CN1904492B - 顶棚式空调器及顶棚式空调器的流路结构 - Google Patents

Abstract

一种顶棚式空调器及顶棚式空调器的流路结构，其顶棚式空调器，包括壳体；吸入口形成于壳体的下面，并用于吸入外部的空气；轴流式风扇用于将通过吸入口吸入的空气吹向上方；电机是插入安装于轴流式风扇的内部；热交换机，是设置于轴流式风扇的外侧；排出口用于排出通过热交换机进行热交换的空气；其顶棚式空调器的流路结构，包括轴流式风扇，是用于将室内空气从下侧流入到上方，并向上方进行排出；电机是用于旋转轴流式风扇；排出引导装置，用于将轴流式风扇中排出的空气引导到外侧；热交换机，用于对排出的空气进行热交换。本发明减小顶棚式空调器的整体高度和可减小顶棚式空调器的安装高度，提高用户使用时的舒适度。

Description

顶棚式空调器及顶棚式空调器的流路结构

技术领域

本发明涉及一种顶棚式空调器及顶棚式空调器的流路结构。

背景技术

一般来说，空调器根据安装的位置可分为：放置于室内地面使用的立式空调器；悬挂在墙上使用的壁挂式空调器；设置于顶棚和顶棚装饰材料之间的空间内使用的顶棚式空调器。特别是，本发明主要侧重于上述顶棚式空调器。

为了几乎不占据有限的室内空间，上述顶棚式空调器将安装在室内的顶棚区域中，更为详细的说，上述顶棚式空调器安装在构成建筑物的顶棚侧的壁面和顶棚的装饰材料之间，并用于执行吸入室内空气进行冷却后再将其排出到室内的操作。

此外，上述顶棚侧壁面和上述顶棚的装饰材料之间的空间被相关行业的技术者称为‘夹层’，上述高度根据建筑物的结构而各不相同。只是，在上述夹层的空间内安装顶棚式空调器时，若顶棚式空调器的高度小于夹层的高度时，可通过将上述顶棚式空调器悬挂于顶棚壁面的方法进行安装；但是，当上述顶棚式空调器的高度大于夹层的高度时，由于需要将上述顶棚式空调器下调到顶棚装饰材料的下侧，因此给安装空调器带来诸多不便。

为了解决上述与顶棚式空调器的尺寸相关的问题，在考虑到安装上述顶棚式空调器的情况下，可在设计建筑物时适当调高设置上述夹层的高度，但在进行建筑物设计时，除了上述空调器的安装外，还需要考虑其它的条件，因此上述存在的问题从根本上限制了空调器的安装。

作为另一种方法，为了遮住顶棚式空调器中向顶棚装饰材料的下侧垂下一定长度的部分，可在空调器的凸出部分附加安装既定的部件。但是，上述方法无法作为从根本上防止顶棚式空调器凸出的方法使用。

此外，在上述顶棚式空调器的内部中占据高度的主要部分有：风扇的安装高度、热交换机的安装高度、电机的安装高度。其中，上述热交换机的安装高度为用于发挥冷却性能而必须保留的部分；上述风扇的安装高度为用于获取所需风量而必须保留的部分。如上所述，上述热交换机和风扇的安装高度均对于顶棚式空调器的性能产生较大影响，所以限制了上述热交换机及风扇的结构的改善。

因此，在上述技术背景下，本发明将对上述电机的结构进行改善。

一般的顶棚式空调器中采用从下方吸入空气，并向侧方排出空气的方式，为此，上述顶棚式空调器中一般使用有涡流式风扇。也就是说，上述顶棚式空调器在进行操作中，将通过涡流式风扇的驱动轴的轴方向吸入空气，并向叶片的吹送方向排出空气。

但是，上述涡流式风扇采用空气的流动方向垂直弯折后排出的方式，从而导致降低上述涡流式风扇的使用效率，并由于其低效率性而需要使涡流式风扇保持一定的尺寸。由此，上述顶棚式空调器的尺寸，特别是上下方向的高度只能设置为较大的高度。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有的顶棚式空调器存在的缺陷，而提供一种顶棚式空调器及顶棚式空调器的流路结构，可对顶棚式空调器的内部中占据较大高度的送风扇的结构进行改善，从而可减小顶棚式空调器的整体高度和可减小顶棚式空调器的安装高度，并方便进行顶棚式空调器的安装操作，且即使安装在狭窄的空间内，也可执行高效率及低噪音的送风操作，从而可提高用户使用时的舒适度。

本发明顶棚式空调器是：一种顶棚式空调器，其特征在于，包括：壳体；吸入口，它形成于上述壳体的下面，并用于吸入外部的空气；轴流式风扇，它用于将通过上述吸入口吸入的空气吹向上方；电机，用于旋转上述轴流式风扇；热交换机，是设置于上述轴流式风扇的外侧；排出口，用于排出通过上述热交换机进行热交换的空气；空气在第1排出引导装置和第2排出引导装置中间部分进行流动；第1排出引导装置，呈缓慢弯曲形状，使排出的空气和缓地引导至上述热交换机；第2排出引导装置，设置于第1排出引导装置的下方，将空气引导至热交换机，防止排出的空气逆流；管道对轴流式风扇所处的空间与外部进行划分，管道内部容纳上述轴流式风扇。

前述的顶棚式空调器，其中电机为外转子电机或内转子电机。

前述的顶棚式空调器，其中轴流式风扇中包含有：轴套；形成于上述轴套的外周面的叶片，上述电机整体上容纳于上述轴套的内部。

前述的顶棚式空调器，其中轴流式风扇与上述电机一体注射成型。

前述的顶棚式空调器，其中电机为外转子电机，包含有内侧形成的定子；形成于上述定子的外侧的圆形转子。

前述的顶棚式空调器，其中转子的边缘外侧设置有用于提供磁场的导通电路的后磁轭，用于牢固固定上述后磁轭的射出部；在转子固定在模具的状态下，上述轴流式风扇和射出部通过注射成型而构成。

根据如上所述的顶棚式空调器，可实现更为方便的安装操作，并可获得较好的效率特性及噪音特性。

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是本发明中的顶棚式空调器的截面图；

图2是本发明中的轴流式风扇和外转子电机组件的立体图；

图3是风量对比噪音线图，其显示出在获取相同风量的状态下，比较涡流式风扇和轴流式风扇中产生的噪音大小的图表；

图4是风扇的旋转数对比风量线图，其显示出在相同的旋转数的条件下，比较涡流式风扇和轴流式风扇的风量的图表；

图5是本发明第2实施例中的顶棚式空调器的截面图。

图中标号说明：

2：外转子电机(Outer Rotor Motor)

12：轴流式风扇(axial flow fan)

具体实施方式

下面将参照附图对本发明中的具体实施例进行说明，但本发明不只局限于以下将要说明的具体实施例。

第1实施例：

图1是本发明中的顶棚式空调器的截面图。

本发明中的顶棚式空调器设置于室内空间的顶棚壁95和顶棚装饰材料96之间的间隔部分。

下面对上述顶棚式空调器的结构进行说明，如图1所示，其包含有：构成外观的壳体；从上述壳体内部的上侧面向下方延长的外转子电机(outer rotor motor)2；结合于上述外转子电机(outer rotor motor)2，并进行旋转的轴流式风扇(axial flow fan)12。

上述顶棚式空调器中还包含有：设置于顶棚式空调器下方的中心部分的吸入口6；用于冷却上述轴流式风扇12中吹送空气的热交换机9；通过上述热交换机9冷却流动的空气的排出口7；设置于上述排出口7的端部，并用于调节风向的排出叶片(vane)8。

上述轴流式风扇12中包含有：至少一部分固定于上述外转子电机2的轴套(hub)3；在上述轴套3的外周面以一定的间隔设置的叶片4。此外，上述外转子电机2容纳于上述轴套3的内部空间，可无需保留用于安装上述外转子电机2的顶棚式空调器的内部空间，从而可减小上述顶棚式空调器的尺寸，特别是可减小顶棚式空调器的上下高度。

为了使从上述轴流式风扇12轴方向排出的空气向顶棚式空调器的外侧改变其流动方向，上述轴流式风扇12的排出端侧设置有第1排出引导装置10和第2排出引导装置11。上述排出引导装置10，11用于执行导流装置(deflector)的功能，使上述轴流式风扇12的轴方向排出的空气向顶棚式空调器的外侧排出。

并且，为了防止上述轴流式风扇12中排出的空气逆流到吸入侧，上述轴流式风扇12将设置于既定尺寸的部件的内部。更为详细的说，上述轴流式风扇12的吸入端侧将通过护罩(shroud)与外部进行划分，上述轴流式风扇12所处的空间则通过管道(tube)13与外部进行划分。

并且，虽未图示，为了使上述外转子电机作为无刷直流电机进行操作，上述外转子电机中安装有霍尔元件等位置检测传感器，从而可检测出上述定子20和上述转子21的相对位置。

下面对上述外转子电机2的结构进行更为详细的说明。在上述外转子电机2中，上述处于静止状态的定子(stator)20位于电机的中心部分，而处于旋转状态的转子21则位于上述定子(stator)20的外侧。上述外转子电机2在前后左右占据较大的空间，但其上下方向的厚度可较小形成。如上所述，上述外转子电机2可提供较小的上下方向的厚度，因而可缩小上述顶棚式空调器的内部空间。特别是，由于上述顶棚式空调器的上下高度可较小设置，即使是安装在夹层较小的室内空间，也不会发生安装时的问题。

上述定子20包含有：定子本体31；设置于上述定子本体31的外侧部分，并缠绕有多个线圈的线圈缠绕部27；用于将上述定子本体31固定在上述壳体的结合部29。此外，上述转子21包含有：用于从外部缠绕上述定子20的转子框架25；设置于上述转子框架25的边缘内侧面的磁铁28。上述转子21将通过在上述磁铁28中生成的磁场和上述线圈缠绕部27中生成的电场的相互作用下产生的电磁力进行旋转。

并且，上述转子21包含有：在上述转子21进行旋转时，向上述转子21的内部吹送用于冷却电机的空气的风扇26；通过上述转子21和定子20进行支撑的驱动轴22；设置于上述驱动轴22和上述转子框架25的接触部的套筒(bushing)24。此外，在上述驱动轴22与上述定子本体31连接的位置上设置有轴承23，可在上述驱动轴22进行旋转时，减小与上述定子20的摩擦力。

同时，上述转子21的边缘外侧设置有用于提供磁场的导通电路的后磁轭(back yoke)32，用于牢固固定上述后磁轭32的射出部30。其中，上述射出部30可向放射方向延长设置，并构成轴套3和叶片4。也就是说，通过上述射出部30固定后磁轭32的同时，还形成由轴套3和叶片4构成的轴流式风扇12。另一方面，在转子21固定在模具的状态下，上述轴流式风扇12和射出部30将通过注射成型而构成。

但本发明并非限定于上述注射成型操作，也可通过粘贴、螺丝结合等其它方法将轴流式风扇12固定在上述外转子电机2中。此时，只需上述外转子电机2的转子21中固定有轴流式风扇的轴套3，而并非限定于任何特定的形式，例如，可在包住上述整个转子21的状态下，通过螺丝等结合构件进行固定，也可对一定部分的转子21进行固定。

此外，上述轴流式风扇12相比其它种类的风扇具有送风量较大的优点，因此，即使具有较小的尺寸也可获得比离心式风扇、涡流式风扇等其它种类的风扇更多的风量。特别是，由于上述叶片4的形成方向为：以轴套3为中心向外侧延长设置，上下方向的长度将变得更小，并由此可使安装轴流式风扇12的顶棚式空调器的尺寸变得更小。

如上所述，本发明中对顶棚式空调器的操作中使用的电机及风扇的结构进行改善。更为详细的说，通过上下方向较窄设置电机及风扇的安装空间，使上述顶棚式空调器的整体高度变低，并通过提供有上述整体高度较低的顶棚式空调器，可在夹层较低的顶棚空间中方便安装上述顶棚式空调器。

图2是本发明中的轴流式风扇和外转子电机组件的立体图。

参照附图2，上述轴流式风扇的内部设置有外转子电机2，上述外转子电机2的边缘部分形成有轴套3，上述轴套3的外侧延长形成有叶片4。

下面将以上述外转子电机为中心说明如上所述的顶棚式空调器的操作。

当上述外转子电机2中接通电源时，线圈缠绕部27中接通电源并产生电场，通过上述电场和磁铁28生成的磁场的相互作用而产生的电磁力，上述磁铁28在该电磁力的作用下产生旋转力，上述磁铁28的旋转力将直接传递给转子21，并使上述转子21进行旋转。

此外，由于上述转子21通过套筒24为媒介与驱动轴22进行结合，在上述转子21旋转时，上述驱动轴22也同时进行旋转。与此同时，在上述驱动轴22和定子本体31之间设置的轴承23的作用下，上述驱动轴22可在定子20的支撑下稳定进行旋转。

此外，当上述转子21进行旋转时，在上述转子21的边缘部分固定的轴套3和上述轴套3的边缘部分形成的叶片4也同时进行旋转，可通过上述叶片4的旋转而进行空气的强制吹送操作。

下面参照附图1对通过上述叶片4执行的顶棚式空调器的流动结构进行详细的说明。

当上述叶片4开始进行旋转时，空气将通过上述吸入口6流入到上方，通过上述叶片4的空气也将排出到上方，这是根据上述轴流式风扇12的结构而形成。如上所述，轴流式风扇12可在相同的尺寸大小的条件下比其它种类的风扇获得更高的风量。在本发明中，通过使用上述轴流式风扇12使其达到较小尺寸的条件下，也可获得高风量的效果，此外，由于采取上述轴流式风扇12容纳在上述管道13的内部的形态，从而可防止向外部泄漏风量，而使内部流动有较多的风量的现象。

并且，向上述轴流式风扇12的轴方向排出的空气在排出引导装置10、11的作用下，其流动方向将向外侧改变后，引导流入到热交换机9中。其中，上述第1排出引导装置10呈缓慢弯曲的形状，从而使排出的空气较为缓和的引导至上述热交换机9，并相应减少噪音的强度；上述第2排出引导装置11则用于防止上述排出的空气中产生逆流现象，并将其引导到上述热交换机9中。

根据如上所述的顶棚式空调器及顶棚式空调器的流路结构，可提高安装顶棚式空调器时的自由度，并在上述顶棚式空调器的操作中，可实现减小噪音以及风量增大的效果。

图3是风量对比噪音线图，其显示出在获取相同风量的状态下，比较涡流式风扇和轴流式风扇中产生的噪音大小的图表。

参照附图3，涡流式风扇的噪音量线图42比轴流式风扇的噪音量线图41大致高2分贝左右。

图4是风扇的旋转数对比风量线图，其显示出在相同的旋转数的条件下，比较涡流式风扇和轴流式风扇的风量的图表。

参照附图4，涡流式风扇的风量线图44比轴流式风扇的风量线图43低0.5CMM左右的风量。

上述图3和图4的结果显示出改变水平轴的条件时，检测出的垂直轴侧的相互关系，如图3及图4所示，在风量及噪音方面考虑时，使用轴流式风扇比使用一般的涡流式风扇更为有效。

在上述第1实施例中，以顶棚式空调器的内部安装轴流式风扇，并通过外转子电机控制上述轴流式风扇为例进行了说明。但是本发明并非限定于使用上述外转子电机，而可使用其它形状的电机。只是，为了防止上述顶棚式空调器的高度不再变高，上述电机的结构最好是挑选上下高度不高的电机。

第2实施例：

在本发明的第2实施例中，轴流式风扇将通过内转子(inner rotor type)电机进行控制，而不是外转子电机。此外，本实施例中未进行详细说明的部分为与第1实施例相同的部分，所以对此将引用上述第1实施例中的内容。

图5是本发明第2实施例中的顶棚式空调器的截面图。

参照图5，上述顶棚式空调器的内部设置有轴套50和叶片51构成的轴流式风扇，上述轴流式风扇则通过内转子电机进行控制。

下面对上述内转子电机的结构进行说明。如图所示，其包含有：设置于电机的中心部分的驱动轴54；固定于上述驱动轴54，并用于生成磁场的磁铁55；通过外部接通的电源生成电场，并通过与上述磁铁55的相互作用而产生电磁力的定子53；构成电机的外观的外壳52。

本实施例中的内转子电机的外形尺寸较小，因此，内部容纳有上述内转子电机的上述轴套50的尺寸比上述第1实施例要小，同时，不会对其结构产生任何影响。与此同时，本实施例中与上述第1实施例比较时，可进一步缩小上述顶棚式空调器的尺寸。

此外，本实施例中的顶棚式空调器的流路结构与第1实施例相同，垂直方向流入到叶片51的空气将以垂直于上述叶片51的方向排出，并通过排出引导装置10，11引导其流动方向，使其向上述热交换机9侧顺畅排出。

并且，即使与上述实施例中的电机形状不同的任何形状的电机，只要高度不高可以使用任何形状的风扇。

根据上述本发明实施例中的顶棚式空调器及顶棚式空调器的流路结构，通过改善空调器的内部的风扇结构，减小顶棚式空调器的尺寸，特别是上下高度，并同时具有噪音减少，增大风量的优点。

发明的效果

本发明可减小顶棚式空调器的上下高度，因而在室内空间狭窄的情况下，也可以方便的安装顶棚式空调器。

并且，由于上述顶棚式空调器的整体尺寸变小，从而可以增大顶棚式空调器的安装自由度，并可在多种环境下方便进行安装，从而提高用户使用上的便利性。

并且，可减少顶棚式空调器操作时的噪音，并增大风量。

Claims (6)

1.一种顶棚式空调器，其特征在于，包括：

壳体；

吸入口(6)，它形成于上述壳体的下面，并用于吸入外部的空气；

轴流式风扇(12)，它用于将通过上述吸入口(6)吸入的空气吹向上方；

电机(2)，用于旋转上述轴流式风扇(12)；

热交换机(9)，是设置于上述轴流式风扇(12)的外侧；

排出口(7)，用于排出通过上述热交换机进行热交换的空气；

空气在第1排出引导装置(10)和第2排出引导装置(11)中间部分进行流动；

第1排出引导装置(10)，呈缓慢弯曲形状，使排出的空气和缓地引导至上述热交换机(9)；

第2排出引导装置(11)，设置于第1排出引导装置(10)的下方，将空气引导至热交换机(9)，防止排出的空气逆流；

管道(13)对轴流式风扇(12)所处的空间与外部进行划分，管道(13)内部容纳上述轴流式风扇(12)。

2.根据权利要求1所述的顶棚式空调器，其特征在于：

上述电机为外转子电机或内转子电机。

3.根据权利要求1所述的顶棚式空调器，其特征在于：

上述轴流式风扇中包含有：轴套；形成于上述轴套的外周面的叶片，上述电机整体上容纳于上述轴套的内部。

4.根据权利要求1所述的顶棚式空调器，其特征在于：

上述轴流式风扇与上述电机一体注射成型。

5.根据权利要求1所述的顶棚式空调器，其特征在于：

上述电机为外转子电机，包含有内侧形成的定子(20)；形成于上述定子的外侧的圆形转子(21)。

6.根据权利要求5所述的顶棚式空调器，其特征在于：

转子(21)的边缘外侧设置有用于提供磁场的导通电路的后磁轭(32)，用于牢固固定上述后磁轭(32)的射出部(30)；

在转子(21)固定在模具的状态下，上述轴流式风扇(12)和射出部(30)通过注射成型而构成。

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