CN1346037A - 具有冷凝液进入孔的空调器冷凝器节流孔构件 - Google Patents

Abstract

空调设备冷凝器风扇的节流孔构件,该空调设备的室内部分包括一冷凝器盘管和一冷凝器风扇。该风扇具有一第二侧和一排放侧,并位于冷凝器盘管的前侧。该节流孔构件限定一在冷凝器风扇吸入侧与排放侧之间的阻挡结构,并具有一位于风扇外侧的风扇节流孔,以在吸入侧与排放侧之间限定一空气流通道。该冷凝器风扇包括一环形导流板。该导流板与风扇节流孔和底壳之间分别限定一第一和一第二环形通道。该节流孔构件具有在风扇节流孔下方的一壁部分。该风扇节流孔具有一假想的垂直中心线,该壁部分具有在其内定中心于该中心线的一开孔,该开孔将底壳的位于壁的前侧的流体连通于两个环形通道。该流体开孔的下端横向尺寸较窄和其上端的横向尺寸较大。

Description

具有冷凝液进入孔的空调器冷凝器节流孔构件

技术领域

本发明涉及室内空调器，更准确地说，指的是一冷凝液进入孔的构形，该冷凝液进入孔设在一冷凝器盘管风扇孔件上，以促进冷凝液向具有冷凝液导流板(condensate slinger)的一冷凝器风扇的输送。

背景技术

在空调系统中，冷凝作用通常集中在蒸发器盘管上，逸出并必须处理掉。在小包装的空调装置中，如室内空调器或被认为“小型终端空调器”(PTAC)的那些设备，通常将冷凝液经过许多通道导向该空调器的、其内放置压缩机、冷凝器盘管和冷凝器风扇的室外部分。当该空调器工作了某个时间后，一池冷凝液被收集在底壳的室外部分里。已知有一些方法用来处理被收集的冷凝液，以便改善冷凝器容量和该空调设备的能量效率额定值(energy efficiencyrating)(EER)。其中一个方法是提供与冷凝器风扇有关联的导流板装置(slinger arrangement)。在一典型的导流板装置里，使用了经过螺旋式风扇盘管结构的一气流，冷凝液被收集在某一位置，在该位置风扇结构使冷凝液被溅在冷凝器盘管上并被蒸发，从而提供了对该冷凝器的冷却。

专利号为6,067,812、被转让给本发明的受让人、名称为“带有冷凝液导流板的冷凝器风扇”的美国专利描述了一个系统，该系统具有一轴向冷凝器风扇，该风扇具有一环形导流板，该导流板围绕诸叶片并具有在一区域里固连于该冷凝器风扇的诸叶片末端一部分，该区域从该风扇的吸入侧延伸了到达排放侧的距离的至少一部分。具有一进入孔的一固定的护罩包围着风扇和导流板，诸叶片末端和导流板全部位于该固定护罩内。该固定护罩的进入孔和导流板共同作用，以形成一延伸在风扇的吸入侧与排放侧之间的限制通道(restricted passage)。该导流板包括用于与收集在其下的冷凝液接触并从而将被湿化，使该被收集的冷凝液会粘附于导流板的装置。其结果是，当该设备运转，并且风扇与导流板作为一单元转动时，越过风扇的一压差作用在被收集的冷凝液上，使该冷凝液移动到并处在一较高的水平面里朝着吸入侧移动，导流板接触于在较高水平面里的被收集的冷凝液并被湿化。粘附于导流板的冷凝液然后被离心力从风扇叶片抛入排气侧。

对于上述系统，将一开孔设置在位于风扇进入孔之下的固定护罩上，以提供一条冷凝液通入位于风扇和导流板之下的区域的通道。已经发现：在有些操作情况下，冷凝液不会自由通过这样的风扇进入孔，因此，该导流板系统不会如设想的那样有效地工作。

发明内容

本发明涉及用于一空调设备的冷凝器风扇的一节流孔构件，该构件具有一底壳和一隔板，该隔板将该空调设备划分为一在该隔板前侧的室内部分和一在该隔板后侧的室外部分。该室内部分包括一蒸发器盘管、一蒸发器风扇和用于收集冷凝液并将冷凝液引向在室外部分内的底壳的装置。该室外部分包括在其后部的一冷凝器盘管；一可被旋转地驱动的冷凝器风扇，该风扇具有一第二侧和一排放侧，并位于冷凝器盘管的前侧。该节流孔构件限定一在冷凝器风扇的吸入侧与排放侧之间的阻挡结构，并具有一位于风扇的外侧的风扇节流孔(orifice opening)，以在大致为低压的吸入侧与大致为高压的排放侧之间限定一在那里通过的被限制的空气流通道。该冷凝器风扇是一轴流风扇，其诸叶片具有从吸入侧延伸到排放侧的诸末端。该风扇包括一环形导流板，该导流板包围了诸叶片末端并具有在从吸入侧延伸到排放侧的一区域里牢固地固定于这些叶片末端的一个部分。诸末端和导流板完全位于节流孔构件的后侧。风扇节流孔和导流板协同工作以在它两之间限定一第一窄环形通道。该导流板与该底壳的下方部分限定一第二窄环形通道，该通道的构形能在其内收集冷凝液。该节流孔构件具有在风扇节流孔下方的一壁部分。该风扇节流孔具有一假想的垂直延伸的中心线，该壁部分具有在其内定中心于该中心线的一开孔，该开孔将底壳的位于壁的前侧的区域流体连通于第一和第二环形通道。该流体开孔具有在其下端的一狭窄的横向尺寸和在其上端的一较大的横向尺寸。

附图说明

对于熟悉该技术领域的人员来说，经参阅诸附图后，将能较好地理解本发明，它的发明目的和优点也将变得较清楚，附图中：

图1是一室内空调器的一立体图，它体现了本发明的诸特点。

图2是图1所示的空调器的一分解图。

图3是图1所示的空调器的一立体图，其中的外壳和前格栅已被卸掉。

图4是图3所示的空调器的冷凝器风扇护罩的一立体图。

图5是沿着图4中的“5-5”线的视图。

图6是图3所示的空调器的一正视图。

图7是沿着图6中的“7-7”线的剖视图。

图8是一与图7中的“图8”相同但经放大的局部视图。

图9-14是在图8中所示的导流板和流体孔部分在不同的工作情况下的放大的视图。

具体实施方式

在图1中，标号10总的指一实施本发明的一室内空调器。与传统的一样，该室内空调器10具有一外壳12，该外壳可安装于一窗户上或穿过壁套筒安装。外壳12由隔板或挡板14分隔为一蒸发器或内部部分和一冷凝器或外部部分，每个部分又被分隔为相对于位于其内的风扇的一吸入部分和一排放部分。外壳12包括入口格栅16，当空调器10被安装后，该格栅面朝被冷却的房间的内部。蒸发器20直接位于进口格栅16的后面，并被安装在护罩或壳体22内。壳体22具有与蒸发器风扇26的进口连接的一中央后部开孔24。风扇26由电动机28通过轴30驱动，该轴穿过隔板14并由该隔板密封支撑。蒸发器风扇26通过百叶窗32排放冷气到被冷却的房间内。冷凝器34位于外壳12里，其排放侧面朝外侧。固定护罩36连接于冷凝器34和外壳12的内部，使形成包含冷凝器风扇40的移动部分的一风扇室38。固定护罩36包括一进入孔42。

风扇40是轴流、有罩螺旋式，并完全位于风扇室38内，并通过轴30连接于电动机28，使能共同驱动风扇26和40。旋转护罩或吸入导流板44在入口或吸入侧固定于风扇40的外周边，并朝着进入孔42延伸，并与其共同作用以限定在风扇40通过入口格栅46供给流体的吸入侧与冷凝器34的排放侧之间的界限。

在操作时，电动机28共同驱动蒸发器风扇26和冷凝器风扇40。蒸发器风扇26从被冷却的房间抽吸空气，使空气连续地通过入口格栅16、使空气被冷却的蒸发器20、风扇26和百叶窗32返回到房间里。在冷却流过蒸发器20的空气的过程中，冷凝液通常形成并落入隔板14和外壳12的内部的底部，其中包括有使冷凝液经过隔板流到在一底壳49里的位于固定护罩36之前的、在此收集冷凝液的一区域48。冷凝器风扇40将外界空气经过入口格栅46吸入外壳12中，空气连续地通过风扇40和冷凝器34，冷凝器34排出来自其内的热量。

如图3-5和7-14所示，在冷凝器护罩36的一下方壁部分52内形成一冷凝液吸入口50。该吸入口将在固定护罩36之前的冷凝液收集区48连通于冷凝器风扇室38的内部。正如将意识到的，空气和冷凝液通过吸入口的流动的动力学是复杂的，这取决于在收集区48里的冷凝液的数量。

现在详细看图7-14，入口孔42和转动的护罩/导流板44沿轴向和径向间隔开，使当冷凝器风扇40及其整体的转动护罩/导流板44转动时，导流板44会同固定护罩或入口孔42共同作用以建立一个类似一狭窄的环形通道54的物理阻挡结构，以分隔冷凝器风扇40的吸入和排放侧。在导流板44的下端与底壳49的下方壁58之间形成了对于理解在这个区域里的空气和流动动力学有关的一第二狭窄环形通道56。

现在看图4和5，相对的两横向侧壁60限定了冷凝液吸入口50，这两侧壁在它们的下端彼此靠近地间隔开，并且向上延伸而彼此沿横向朝外发散，并终止在彼此较宽地隔开的上端62。该两侧壁的上端由一沿弧形延伸的顶壁64互连起来。如从图3、4和5可最清楚地看出的，一弧形帽或壁结构66形成在包含吸入口50的下壁部分52上，并从此先前延伸和包围吸入口50的弧形顶壁64和横向侧壁60。一平面底壁68将该弧形帽的下端部70互连起来。底壁68具有在其上形成的一朝里指向的V形缺口72，以有利于管道连接于吸入口50。底壁68在吸入口50之下朝后延伸一距离。

现在参阅图9-14，下面将详细描述空气和冷凝液流过吸入口并进入冷凝器风扇40和导流板44的区域内的流动的动力学。在各个附图中使用的诸多流动箭头表示在该空调器工作期间在这个区域里空气的流动，风扇则由电动机28转动驱动。图中的斑点横截面和/或水滴区域表示水。这意味着：尽管在大雨量情况下，主要被关心的水是从蒸发器区域进入该空调器的冷凝器区域里的冷凝液，大量的水将出现在该空调器的外部部分的底壳部分中。随着连续描述多种操作情况，应该理解的是：冷凝液吸入口50位于延伸通过冷凝器风扇40的转动轴线的一中心线的最下位置，图9-14所图示的诸多情况表示此位置的诸情况。

图9图示了在“干”操作下的情况，冷凝器风扇40以通常的转动速度工作。在这些情况下，带有标号74的诸箭头表示由冷凝器风扇引起的通过在固定护罩36里的入口孔42和通过冷凝器吸入口50的上方较大区域的空气流。诸箭头76表示由通过风扇的压差，即，从风扇的排放侧的高压到在该风扇的入口的低压区，驱动的再循环空气流。将被注意到的是：一部分再循环气流76通过冷凝器吸入口50的下方部分，同时，另一部分与由冷凝器风扇40引入的空气流74相结合，并被抽吸经过第一狭窄环形通道54。因此，在这些情况下，在冷凝液吸入口50处的空气流包括在其下端的一较小的朝外的气流和在其上端的一较大的朝里的气流。图示出的作为再循环空气流与主空气流74的互交处的一点78可被限定为相对于在这一点的空气流方向的一驻点。

图10图示了一小量冷凝液被收集在冷凝液收集区48里的情况。在这些情况下，在吸入口50的下端的朝外气流防止了冷凝液流过该吸入口进入在导流板44之下的区域内。

图11表示了随着附加的水的集聚和克服经过吸入口50的外流空气的阻力的情况。这情况较早发生其流量相对较小，因为冷凝液的量较少，切断在吸入口的下方部分里的回流的吸入口50的宽度较窄。需注意的是：在这些情况下，冷凝液量仍然不足以使导流板44的下端浸入被收集在第二窄环形通道56里的水中。

图12表示了导流板44在正常工作条件下的情况。水上升到一个位置，在该位置冷凝液吸入口50的较宽部分和流过该部分的主空气流74从冷凝液收集区48通过该吸入口将冷凝液吸入在导流板44下方的第二窄环形通道56中，从而完全湿化了导流板，导致该导流板获得了冷凝液并朝着冷凝器34分布冷凝液。应当理解的是：在这些情况下，由于导流板44浸入在所收集的冷凝液里，再循环的空气流76被阻挡住了。

图13表示的情况是被收集在底壳里的冷凝液量比标定量还多。在这些情况下，有一定量的水进入在导流板44之上方的第一窄环形通道54中并进入风扇中。

最后，图14表示了被大量的水满溢的情况，这些过量的水会在极端高湿度或大降雨量的情况下造成的。在这些情况下，导流板和冷凝器风扇40的末端被浸没在水中，该系统就不能完全带来导流板的有益效果。

再回过来看图4、5、11和12，可以理解的是：冷凝器吸入口50的在其下端的十分窄的宽度和因此其横截面促进了向最佳的导流板操作的过渡。另外，在趋近于导流板的最佳操作阶段中，底壁68的存在堵住了朝外流经吸入口50的再循环空气流的通道。

应当理解的是，冷凝器吸入口50的其他形状，例如倒三角形，也将会在该系统的操作过程中带来类似的有益的流动效果。

Claims (4)

1.一种用于一空调设备的冷凝器风扇的节流孔构件，该空调设备具有一底壳，该底壳具有一隔板，该隔板将该空调设备划分为一在该隔板前侧的室内部分和一在该隔板后侧的室外部分，该室内部分包括：一蒸发盘管；一可被旋转地驱动的冷凝器风扇；以及，收集冷凝液并将该冷凝液导向在室外部分中的该底壳，该室外部分包括：一在其后部的冷凝器盘管；一可被转动地驱动的冷凝器风扇，该风扇具有一吸入侧和一排放侧，并位于冷凝器盘管的前侧，所述节流孔构件限定在冷凝器风扇的吸入侧与排放侧之间的一阻挡结构，并具有位于风扇的前侧的一风扇节流孔，以在大致为低压的吸入侧与大致为高压的排放侧之间限定一在那里通过的被限制的空气流通道，所述冷凝器风扇是一轴流风扇，并具有：多个叶片具有从所述吸入侧延伸到所述排放侧的诸末端；以及，一环形导流板，该导流板包围了诸所述叶片末端，并具有在从所述吸入侧延伸到所述排放侧的距离的至少一部分处的一区域里牢固地固定于诸所述叶片末端的一个部分，所述诸末端和所述导流板完全位于节流孔构件的后侧；

所述风扇节流孔和所述导流板协同工作以在它两之间限定一第一窄环形通道，所述导流板与所述底壳的下方部分限定一第二窄环形通道，该底壳的构形能在其内收集冷凝液，其中的改进包括：

所述节流孔构件具有在所述风扇节流孔下方的一壁部分，所述风扇节流孔具有一假想的垂直延伸的中心线，所述壁部分具有在其内形成的定中心于所述中心线的一通孔，所述通孔将所述底壳的位于所述壁部分前侧的区域流体连通于所述第一和第二环形通道，所述流体开孔具有在其下端的一狭窄的横向尺寸和在其上端的一较大的横向尺寸。

2.如权利要求1所述的节流孔构件，其特征在于，所述壁部分包括在所述流体开孔的所述下端之下的一阻挡结构部分。

3.如权利要求1所述的节流孔构件，其特征在于，所述流体开孔由在其下端彼此靠近地间隔开的两相对的横向侧壁限定，这两侧壁向上延伸并彼此沿横向朝外发散，并每一个侧壁在较宽地间隔开的上端终止，两所述侧壁的诸所述上端由一弧形延伸的顶壁互连起来。

4.如权利要求3所述的节流孔构件，其特征在于，包括从所述壁部分的前侧向前延伸的一弧形壁，所述弧形壁包围所述顶壁和所述流体开孔的横向侧壁，所述弧形壁具有在所述壁部分的下端终止的间隔开的下端，并还包括与所述横向壁的下端互连的一平面状底壁。

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