CN209840273U - 吊顶式空调室内机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种吊顶式空调室内机，其包括壳体，其底面开设有进风口，侧面开设有至少一个出风口；层流风扇，设置在壳体内，其包括多个环形盘片和一电机，多个环形盘片平行间隔设置且相互固定连接、轴线均竖直延伸并且共线，其径向内侧的空腔构成进风通道，电机用于驱动多个环形盘片旋转，以使环形盘片表面的空气边界层因粘性效应被环形盘片带动沿径向由内向外旋转移动形成层流风；和换热器，设置在进风通道内；且层流风扇运行时，将室内空气从进风口吸入壳体，使其进入进风通道与换热器完成换热形成热交换风，再将热交换风经出风口吹回室内。本实用新型实现了多方向、大范围送风，降低送风噪声，提升了噪声品质。

Description

吊顶式空调室内机

技术领域

本实用新型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

现有空调室内机基本采用贯流风扇，出风方向为正前方，虽然有导风板左右导流，摆叶上下导流，但受限于蜗壳结构，其左右送风角度通常小于80°，上下送风角度通常小于100°。可见，现有室内机送风方向较少，送风范围非常有限。

并且，当前贯流风扇主要为前向叶片，叶片周期性的冲击经过的气流，产生明显的旋转噪声。蜗壳配合风扇实现送风效果，在前后蜗舌处也会对气流造成冲击，产生强烈的湍流噪声。现有技术下噪声品质很难再有明显提升。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种吊顶式空调室内机，以实现多方向、大范围送风，并降低送风噪声，提升噪声品质，并使底部更加完整美观。

本实用新型的进一步的目的是要使吊顶式空调室内机的内部结构更加紧凑，并提升换热器的换热效率。

特别地，本实用新型提供了一种吊顶式空调室内机，其包括：

壳体，其底面开设有进风口，侧面开设有至少一个出风口；

层流风扇，设置在壳体内，其包括多个环形盘片和一电机，多个环形盘片平行间隔设置且相互固定连接、轴线均竖直延伸并且共线，其径向内侧的空腔构成进风通道，电机用于驱动多个环形盘片旋转，以使环形盘片表面的空气边界层因粘性效应被环形盘片带动沿径向由内向外旋转移动形成层流风；和

换热器，设置在进风通道内；且

层流风扇运行时，将室内空气从进风口吸入壳体，使其进入进风通道与换热器完成换热形成热交换风，再将热交换风经出风口吹回室内。

可选地，换热器整体为轴线竖直延伸且周向具有缺口的非闭合环板状；且换热器靠近多个环形盘片的径向内端设置。

可选地，吊顶式空调室内机还包括：托板，其安装在壳体内部，托板上形成有两圈限位凸筋；换热器安装在托板上以受其支撑，且位于两圈限位凸筋之间，以受到其限位；托板边缘与所述壳体内壁相接，中央开设有与进风口相对的通风口，以允许进风气流通过通风口流入换热器的径向内侧空间。

可选地，层流风扇还包括：圆形盘片，其与最上方的环形盘片同轴且平行间隔地设置在其上方，圆形盘片中央向下凹陷形成一容纳腔；且电机位于容纳腔内，其顶部直接或间接地固定于壳体，底部延伸出转轴以连接圆形盘片，以便驱动圆形盘片转动，从而带动多个环形盘片转动。

可选地，吊顶式空调室内机还包括：竖直延伸的多个连接杆，其顶端固定于圆形盘片，且向下贯穿并固定于多个环形盘片。

可选地，吊顶式空调室内机还包括：安装板，固定设置在壳体内部上侧；和托架，其包括托环和从托环边缘向上延伸出的多个连接臂，多个连接臂可拆卸地连接于安装板；且电机安装在托环上侧以受其支撑，电机的转轴从托环中央向下伸出。

可选地，对于任意相邻的两个环形盘片，位于上侧的环形盘片的内圆直径小于位于下侧的环形盘片的内圆直径。

可选地，吊顶式空调室内机还包括环形风道，其为轴线竖直延伸的环圈状，其设置在壳体内且围设在层流风扇径向外侧，用于以预设方向将层流风扇的出风气流引导至至少一个出风口处。

可选地，环形风道包括平行间隔设置的环形顶板和环形底板，两者同轴且轴线竖直延伸；环形顶板和环形底板为平面延伸的平板，以便引导出风气流水平流向出风口，或为径向由内至外逐渐向下延伸的截锥形板，以便引导出风气流倾斜向下流向出风口；以及多个上下延伸的连接条，每个连接条的上下两端分别固定连接环形顶板和环形底板。

可选地，壳体整体为方形，且其四个侧面各设置有一个出风口。

本实用新型的吊顶式空调室内机吊装在屋顶，整个壳体侧面全部显露在外，这样就能够在侧面布置多个出风口，从而实现两面、三面、四面出风甚至周向360°等多方向送风，送风范围极大。

进一步地，本实用新型的吊顶式空调室内机采用层流风扇，其基于层流原理，实现环形无死角出风，便于实现室内机的多方向送风。并且，层流风扇利用空气边界层粘性做功，环形盘片基本与气流流动方向平行，不会强烈扰动冲击气流而产生剧烈漩涡，使其噪声大幅降低且噪声品质优秀，显著提升了用户体验。

进一步地，本实用新型的吊顶式空调室内机将换热器设置在层流风扇径向内侧的进风通道内，而无需将其设置在层流风扇上方或下方，这样能够节约吊顶式空调室内机的内部空间，使其结构更加紧凑，使室内机的整机体积更小。并且，将换热器深入层流风扇内部，使层流风扇的气流能够更快速全面地通过换热器表面，使换热器的换热量以及换热效率均有极大提升。

进一步地，本实用新型的吊顶式空调室内机中，对于任意相邻的两个环形盘片，位于上侧的环形盘片的内圆直径小于位于下侧的环形盘片的内圆直径，这样使风更加均匀、顺畅地流到各环形盘片处，从而加大风量，提升层流风扇的运行效率。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型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实用新型的一些具体实施例。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是本实用新型一个实施例的吊顶式空调室内机的结构示意图；

图2是图1所示吊顶式空调室内机的示意性分解图；

图3是沿一竖直平面剖切图1所示吊顶式空调室内机得到的剖视图；

图4是图2中的固定架的示意性放大图；

图5是图1所示吊顶式空调室内机的隐藏壳体后的结构示意图；

图6是图5中的环形风道的结构示意图；

图7是本实用新型另一实施例的吊顶式空调室内机的示意性分解图；

图8是层流风扇的送风原理示意图；

图9是层流风扇的底部视角示意图；

图10是层流风扇的多个环形盘片的示意性剖视图；

图11是本实用新型一个实施例的层流风扇的空气循环示意图；

图12是本实用新型另一实施例的层流风扇的空气循环示意图；

图13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13来描述本实用新型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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

本实用新型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是本实用新型一个实施例的吊顶式空调室内机的结构示意图，图2是图1所示吊顶式空调室内机的示意性分解图，图3是沿一竖直平面剖切图1所示吊顶式空调室内机得到的剖视图。

如图1至图3所示，本实用新型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和层流风扇300。

吊顶式空调室内机整体吊装在室内屋顶下方，壳体100的顶部用于与屋顶连接。壳体100的底面开设有进风口110，侧面开设有至少一个出风口120。以实现从下进风，从侧面出风。

吊顶式空调室内机的壳体侧面基本全部显露在外，出风口的数量可根据需要进行设置。例如，若该室内机用于安装在屋顶靠近侧墙的位置，可仅设置一个出风口。若该室内机的安装位置远离侧墙，如设置在屋顶中央，可设置如两个、三个、四个等多个朝向各不相同的出风口，以实现两面出风、三面出风、四面出风等多方向送风效果。甚至，可以使壳体为圆形，其周向全角度均开设出风口用于出风，以实现360°全方位送风。

本实用新型实现了多方向送风，且送风范围极大。并且，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。

壳体100的一种可选结构如图2所示。壳体100整体为方形，其包括两个相向设置的“U”形侧板101、102，以及顶板104和底板103。每个“U”形侧板的两个直线边均沿竖直方向延伸。两个“U”形侧板直线边相接，以围成一个方圈状，其具有四个侧面。四个侧面中，每个侧面均设置一个出风口120，以朝四个方向送风。

顶板104封盖两“U”形侧板的顶部，底板103封盖在两“U”形侧板的底部，以共同围成一个封闭空间，用于容纳换热器和层流风扇。进风口110设置在底板103上，具体可设置为进风格栅的形式。如图2。

如图2和图3，层流风扇300设置在壳体100。层流风扇300包括多个环形盘片10和一电机20。多个环形盘片10平行间隔设置且相互固定连接、轴线均竖直延伸并且共线，其径向内侧的空腔构成进风通道11。电机20用于驱动多个环形盘片10旋转，以使环形盘片10表面的空气边界层因粘性效应被环形盘片10带动沿径向由内向外旋转移动形成层流风。

如图3，换热器400设置在进风通道11内，换热器400可为蒸气压缩制冷循环的蒸发器。层流风扇300运行时，将室内空气从进风口110向上吸入壳体100，使其进入进风通道11与换热器400完成换热形成热交换风(制冷时，热交换风为冷风，制热时，热交换风为热风)，再将热交换风沿径向吹出，经出风口120吹回室内。上述过程循环进行以实现对室内环境的制冷/制热。图3用箭头示意了进出风方向。

如图2和图3，换热器400整体为轴线竖直延伸且周向具有缺口401的非闭合环板状(圆环、方环或不规则环均可)。换热器400靠近多个环形盘片10的径向内端设置。

可以理解的是，本实施例将换热器400设计为非闭合环板状是基于工艺考虑，当然也可将其设计为闭合环板状。

本实施例将换热器400设置在层流风扇300径向内侧的进风通道11内，而无需将其设置在层流风扇上方或下方，这样能够节约吊顶式空调室内机的内部空间，使其结构更加紧凑，使室内机的整机体积更小。并且，将换热器400深入层流风扇300内部，使层流风扇300的气流能够更快速全面地通过换热器400表面，使换热器400的换热量以及换热效率均有极大提升。

如图2所示，壳体100内还固定安装有一个托板800。托板800安装在壳体100内部底侧。

托板800的一个作用是安装换热器400。托板800上形成有两圈限位凸筋，分别为外圈的限位凸筋810和内圈的限位凸筋820，两者之间的间距大致等于换热器400的厚度。换热器400安装在托板800上以受其支撑。并且，换热器400位于两圈限位凸筋810、820之间，即其下端卡入两限位凸筋之间，以受到限位，使其位置更加稳固。

托板800的另一作用是分隔进出风气流。托板800的边缘与壳体100的内壁密封相接，以避免气流通过。托板800的中央开设有与进风口110相对的通风口801，使得进风气流通过通风口801后，均流入换热器400的径向内侧空间410，而不会流向出风口120处。

如图2和图3，层流风扇300还可包括圆形盘片30。圆形盘片30与最上方的环形盘片10同轴，且平行间隔地设置在其上方。可使圆形盘片30的中央向下凹陷形成一容纳腔31。电机20位于容纳腔31内，其顶部直接或间接地固定于壳体100，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。

层流风扇300还可包括竖直延伸的多个连接杆40。连接杆40的顶端固定于圆形盘片30，然后向下贯穿多个环形盘片10，并与每个环形盘片10固定，以实现多个环形盘片10与圆形盘片30的相互固定。

如图3所示，层流风扇300为轴向进风，径向出风结构。其轴向吸气，径向出风以恰好将风水平吹向各出风口120。层流风扇300基于层流原理，实现环形无死角出风。并且，层流风扇300利用空气边界层粘性做功，环形盘片10基本与气流流动方向平行，不会强烈扰动冲击气流而产生剧烈漩涡，使其噪声大幅降低且噪声品质优秀，显著提升了用户体验。层流风扇300的更具体的原理和结构在后文再进行更加详细的介绍。

图4是图2中的托架的示意性放大图。下面参考图2和图4介绍电机20与壳体100的一种连接方式。

吊顶式空调室内机包括安装板105和托架50。安装板105固定设置在壳体100内部上侧。托架50包括托环51和多个连接臂52(至少两个，例如图4所示的三个)。托环51为中空环状。连接臂52从托环51的边缘向上延伸，其上端可拆卸地连接于安装板105，具体可采用螺纹连接的方式。电机20放置在托环51上侧以受其支撑，电机20的转轴21从托环51的中央向下伸出。如此，托环51通过支撑电机20，承担整个层流风扇300的重量。

如图1和图3所示，每个出风口120处设置有至少一个用于引导风向的导风板600。导风板600为长度方向平行于水平方向的长条状，其转动轴线平行于其长度方向。设置多个导风板600时，多个导风板600从上至下布置。

导风板600可转动以便打开或关闭出风口120，还通过将导风板600转动至不同角度，来改变出风口120的出风方向。可通过电机驱动导风板600转动，具体驱动机构不再赘述。

图5是图1所示吊顶式空调室内机的壳体隐藏后的结构示意图，图6是图5中的环形风道的结构示意图。

在本实用新型一些实施例中，如图3、图5和图6所示，吊顶式空调室内机还包括环形风道700。环形风道700为轴线竖直延伸的环圈状，其设置在壳体100内，并且位于层流风扇300与出风口120之间，包围在层流风扇300径向外侧。环形风道700用于以预设方向将层流风扇300的出风气流引导至出风口120处。

如图5和图6所示，环形风道700具体可包括环形顶板710、环形底板720以及多个连接条730。环形顶板710位于环形底板720上方，且两者平行间隔设置。此外，两者同轴且轴线竖直延伸。每个连接条730的上下两端分别固定连接环形顶板710和环形底板720。连接条730的设置位置应避开出风口120以避免其阻挡出风。

在如图5和图6所示的实施例中，考虑到顶式空调室内机安装位置较高，使前述的预设方向为倾斜向下，因此使环形顶板710和环形底板720为径向由内至外逐渐向下延伸的截锥形板，以便向下导风。如图6，直线L代表了环形底板720上表面的延伸方向，直线L1代表水平延伸的直线，两者夹持锐角。在一些替代结构中，环形顶板和环形底板也可为平面延伸的平板，以便引导出风气流水平流向出风口。

本实施例利用环形风道700将层流风扇的出风气流得以更多、更顺畅地引导至出风口120处，以减少因涡流带来的能量损耗和噪声。

图7是本实用新型另一实施例的吊顶式空调室内机的示意性分解图。图7所示的实施例与图1～图6所示的实施例相比，省略了环形风道700，使得风以不受引导的方式流向出风口，这样能够节约成本。

图8是层流风扇的送风原理示意图。如图8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。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9是层流风扇的底部视角示意图；图10是层流风扇的多个环形盘片的示意性剖视图；图11是本实用新型一个实施例的层流风扇的空气循环示意图。

如图10和图11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通道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，因而离开出风通道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12是本实用新型另一实施例的层流风扇的空气循环示意图；图13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12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。经过多次实验发现，这样设置会有效提升层流风扇的风量。

图13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通道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13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。可使相邻两个环形盘片10之间的间距变化量相同。由图13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。例如，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实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型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，其特征在于包括：

壳体，其底面开设有进风口，侧面开设有至少一个出风口；

层流风扇，设置在所述壳体内，其包括多个环形盘片和一电机，所述多个环形盘片平行间隔设置且相互固定连接、轴线均竖直延伸并且共线，其径向内侧的空腔构成进风通道，所述电机用于驱动所述多个环形盘片旋转，以使所述环形盘片表面的空气边界层因粘性效应被所述环形盘片带动沿径向由内向外旋转移动形成层流风；和

换热器，设置在所述进风通道内；且

所述层流风扇运行时，将室内空气从所述进风口吸入所述壳体，使其进入所述进风通道与所述换热器完成换热形成热交换风，再将所述热交换风经所述出风口吹回室内。

2.根据权利要求1所述的吊顶式空调室内机，其特征在于，

所述换热器整体为轴线竖直延伸且周向具有缺口的非闭合环板状；且

所述换热器靠近所述多个环形盘片的径向内端设置。

3.根据权利要求2所述的吊顶式空调室内机，其特征在于还包括：

托板，其安装在所述壳体内部，所述托板上形成有两圈限位凸筋；

所述换热器安装在所述托板上以受其支撑，且位于所述两圈限位凸筋之间，以受到其限位；

所述托板边缘与所述壳体内壁相接，中央开设有与所述进风口相对的通风口，以允许进风气流通过所述通风口流入所述换热器的径向内侧空间。

4.根据权利要求1所述的吊顶式空调室内机，其特征在于，所述层流风扇还包括：

圆形盘片，其与最上方的环形盘片同轴且平行间隔地设置在其上方，所述圆形盘片中央向下凹陷形成一容纳腔；且

所述电机位于所述容纳腔内，其顶部直接或间接地固定于所述壳体，底部延伸出转轴以连接所述圆形盘片，以便驱动所述圆形盘片转动，从而带动所述多个环形盘片转动。

5.根据权利要求4所述的吊顶式空调室内机，其特征在于还包括：

竖直延伸的多个连接杆，其顶端固定于所述圆形盘片，且向下贯穿并固定于所述多个环形盘片。

6.根据权利要求4所述的吊顶式空调室内机，其特征在于还包括：

安装板，固定设置在所述壳体内部上侧；和

托架，其包括托环和从所述托环边缘向上延伸出的多个连接臂，所述多个连接臂可拆卸地连接于所述安装板；且

所述电机安装在所述托环上侧以受其支撑，所述电机的转轴从所述托环中央向下伸出。

7.根据权利要求4所述的吊顶式空调室内机，其特征在于，

对于任意相邻的两个所述环形盘片，位于上侧的环形盘片的内圆直径小于位于下侧的环形盘片的内圆直径。

8.根据权利要求1所述的吊顶式空调室内机，其特征在于还包括：

环形风道，为轴线竖直延伸的环圈状，其设置在所述壳体内且围设在所述层流风扇径向外侧，用于以预设方向将所述层流风扇的出风气流引导至所述至少一个出风口处。

9.根据权利要求8所述的吊顶式空调室内机，其特征在于，所述环形风道包括：

平行间隔设置的环形顶板和环形底板，两者同轴且轴线竖直延伸；所述环形顶板和所述环形底板为平面延伸的平板，以便引导出风气流水平流向所述出风口，或为径向由内至外逐渐向下延伸的截锥形板，以便引导出风气流倾斜向下流向所述出风口；以及

多个上下延伸的连接条，每个所述连接条的上下两端分别固定连接所述环形顶板和所述环形底板。

10.根据权利要求1所述的吊顶式空调室内机，其特征在于，

所述壳体整体为方形，且其四个侧面各设置有一个所述出风口。