專利名稱：具有冷凝液進入孔的空調(diào)器冷凝器節(jié)流孔構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及室內(nèi)空調(diào)器，更準確地說，指的是一冷凝液進入孔的構(gòu)形，該冷凝液進入孔設(shè)在一冷凝器盤管風扇孔件上，以促進冷凝液向具有冷凝液導流板(condensate slinger)的一冷凝器風扇的輸送。
背景技術(shù)：
在空調(diào)系統(tǒng)中，冷凝作用通常集中在蒸發(fā)器盤管上，逸出并必須處理掉。在小包裝的空調(diào)裝置中，如室內(nèi)空調(diào)器或被認為“小型終端空調(diào)器”(PTAC)的那些設(shè)備，通常將冷凝液經(jīng)過許多通道導向該空調(diào)器的、其內(nèi)放置壓縮機、冷凝器盤管和冷凝器風扇的室外部分。當該空調(diào)器工作了某個時間后，一池冷凝液被收集在底殼的室外部分里。已知有一些方法用來處理被收集的冷凝液，以便改善冷凝器容量和該空調(diào)設(shè)備的能量效率額定值(energy efficiencyrating)(EER)。其中一個方法是提供與冷凝器風扇有關(guān)聯(lián)的導流板裝置(slinger arrangement)。在一典型的導流板裝置里，使用了經(jīng)過螺旋式風扇盤管結(jié)構(gòu)的一氣流，冷凝液被收集在某一位置，在該位置風扇結(jié)構(gòu)使冷凝液被濺在冷凝器盤管上并被蒸發(fā)，從而提供了對該冷凝器的冷卻。
專利號為6,067,812、被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人、名稱為“帶有冷凝液導流板的冷凝器風扇”的美國專利描述了一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一軸向冷凝器風扇，該風扇具有一環(huán)形導流板，該導流板圍繞諸葉片并具有在一區(qū)域里固連于該冷凝器風扇的諸葉片末端一部分，該區(qū)域從該風扇的吸入側(cè)延伸了到達排放側(cè)的距離的至少一部分。具有一進入孔的一固定的護罩包圍著風扇和導流板，諸葉片末端和導流板全部位于該固定護罩內(nèi)。該固定護罩的進入孔和導流板共同作用，以形成一延伸在風扇的吸入側(cè)與排放側(cè)之間的限制通道(restricted passage)。該導流板包括用于與收集在其下的冷凝液接觸并從而將被濕化，使該被收集的冷凝液會粘附于導流板的裝置。其結(jié)果是，當該設(shè)備運轉(zhuǎn)，并且風扇與導流板作為一單元轉(zhuǎn)動時，越過風扇的一壓差作用在被收集的冷凝液上，使該冷凝液移動到并處在一較高的水平面里朝著吸入側(cè)移動，導流板接觸于在較高水平面里的被收集的冷凝液并被濕化。粘附于導流板的冷凝液然后被離心力從風扇葉片拋入排氣側(cè)。
對于上述系統(tǒng)，將一開孔設(shè)置在位于風扇進入孔之下的固定護罩上，以提供一條冷凝液通入位于風扇和導流板之下的區(qū)域的通道。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在有些操作情況下，冷凝液不會自由通過這樣的風扇進入孔，因此，該導流板系統(tǒng)不會如設(shè)想的那樣有效地工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于一空調(diào)設(shè)備的冷凝器風扇的一節(jié)流孔構(gòu)件，該構(gòu)件具有一底殼和一隔板，該隔板將該空調(diào)設(shè)備劃分為一在該隔板前側(cè)的室內(nèi)部分和一在該隔板后側(cè)的室外部分。該室內(nèi)部分包括一蒸發(fā)器盤管、一蒸發(fā)器風扇和用于收集冷凝液并將冷凝液引向在室外部分內(nèi)的底殼的裝置。該室外部分包括在其后部的一冷凝器盤管；一可被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的冷凝器風扇，該風扇具有一第二側(cè)和一排放側(cè)，并位于冷凝器盤管的前側(cè)。該節(jié)流孔構(gòu)件限定一在冷凝器風扇的吸入側(cè)與排放側(cè)之間的阻擋結(jié)構(gòu)，并具有一位于風扇的外側(cè)的風扇節(jié)流孔(orifice opening)，以在大致為低壓的吸入側(cè)與大致為高壓的排放側(cè)之間限定一在那里通過的被限制的空氣流通道。該冷凝器風扇是一軸流風扇，其諸葉片具有從吸入側(cè)延伸到排放側(cè)的諸末端。該風扇包括一環(huán)形導流板，該導流板包圍了諸葉片末端并具有在從吸入側(cè)延伸到排放側(cè)的一區(qū)域里牢固地固定于這些葉片末端的一個部分。諸末端和導流板完全位于節(jié)流孔構(gòu)件的后側(cè)。風扇節(jié)流孔和導流板協(xié)同工作以在它兩之間限定一第一窄環(huán)形通道。該導流板與該底殼的下方部分限定一第二窄環(huán)形通道，該通道的構(gòu)形能在其內(nèi)收集冷凝液。該節(jié)流孔構(gòu)件具有在風扇節(jié)流孔下方的一壁部分。該風扇節(jié)流孔具有一假想的垂直延伸的中心線，該壁部分具有在其內(nèi)定中心于該中心線的一開孔，該開孔將底殼的位于壁的前側(cè)的區(qū)域流體連通于第一和第二環(huán)形通道。該流體開孔具有在其下端的一狹窄的橫向尺寸和在其上端的一較大的橫向尺寸。


對于熟悉該技術(shù)領(lǐng)域的人員來說，經(jīng)參閱諸附圖后，將能較好地理解本發(fā)明，它的發(fā)明目的和優(yōu)點也將變得較清楚，附圖中圖1是一室內(nèi)空調(diào)器的一立體圖，它體現(xiàn)了本發(fā)明的諸特點。
圖2是圖1所示的空調(diào)器的一分解圖。
圖3是圖1所示的空調(diào)器的一立體圖，其中的外殼和前格柵已被卸掉。
圖4是圖3所示的空調(diào)器的冷凝器風扇護罩的一立體圖。
圖5是沿著圖4中的“5-5”線的視圖。
圖6是圖3所示的空調(diào)器的一正視圖。
圖7是沿著圖6中的“7-7”線的剖視圖。
圖8是一與圖7中的“圖8”相同但經(jīng)放大的局部視圖。
圖9-14是在圖8中所示的導流板和流體孔部分在不同的工作情況下的放大的視圖。
具體實施例方式
在圖1中，標號10總的指一實施本發(fā)明的一室內(nèi)空調(diào)器。與傳統(tǒng)的一樣，該室內(nèi)空調(diào)器10具有一外殼12，該外殼可安裝于一窗戶上或穿過壁套筒安裝。外殼12由隔板或擋板14分隔為一蒸發(fā)器或內(nèi)部部分和一冷凝器或外部部分，每個部分又被分隔為相對于位于其內(nèi)的風扇的一吸入部分和一排放部分。外殼12包括入口格柵16，當空調(diào)器10被安裝后，該格柵面朝被冷卻的房間的內(nèi)部。蒸發(fā)器20直接位于進口格柵16的后面，并被安裝在護罩或殼體22內(nèi)。殼體22具有與蒸發(fā)器風扇26的進口連接的一中央后部開孔24。風扇26由電動機28通過軸30驅(qū)動，該軸穿過隔板14并由該隔板密封支撐。蒸發(fā)器風扇26通過百葉窗32排放冷氣到被冷卻的房間內(nèi)。冷凝器34位于外殼12里，其排放側(cè)面朝外側(cè)。固定護罩36連接于冷凝器34和外殼12的內(nèi)部，使形成包含冷凝器風扇40的移動部分的一風扇室38。固定護罩36包括一進入孔42。
風扇40是軸流、有罩螺旋式，并完全位于風扇室38內(nèi)，并通過軸30連接于電動機28，使能共同驅(qū)動風扇26和40。旋轉(zhuǎn)護罩或吸入導流板44在入口或吸入側(cè)固定于風扇40的外周邊，并朝著進入孔42延伸，并與其共同作用以限定在風扇40通過入口格柵46供給流體的吸入側(cè)與冷凝器34的排放側(cè)之間的界限。
在操作時，電動機28共同驅(qū)動蒸發(fā)器風扇26和冷凝器風扇40。蒸發(fā)器風扇26從被冷卻的房間抽吸空氣，使空氣連續(xù)地通過入口格柵16、使空氣被冷卻的蒸發(fā)器20、風扇26和百葉窗32返回到房間里。在冷卻流過蒸發(fā)器20的空氣的過程中，冷凝液通常形成并落入隔板14和外殼12的內(nèi)部的底部，其中包括有使冷凝液經(jīng)過隔板流到在一底殼49里的位于固定護罩36之前的、在此收集冷凝液的一區(qū)域48。冷凝器風扇40將外界空氣經(jīng)過入口格柵46吸入外殼12中，空氣連續(xù)地通過風扇40和冷凝器34，冷凝器34排出來自其內(nèi)的熱量。
如圖3-5和7-14所示，在冷凝器護罩36的一下方壁部分52內(nèi)形成一冷凝液吸入口50。該吸入口將在固定護罩36之前的冷凝液收集區(qū)48連通于冷凝器風扇室38的內(nèi)部。正如將意識到的，空氣和冷凝液通過吸入口的流動的動力學是復(fù)雜的，這取決于在收集區(qū)48里的冷凝液的數(shù)量。
現(xiàn)在詳細看圖7-14，入口孔42和轉(zhuǎn)動的護罩/導流板44沿軸向和徑向間隔開，使當冷凝器風扇40及其整體的轉(zhuǎn)動護罩/導流板44轉(zhuǎn)動時，導流板44會同固定護罩或入口孔42共同作用以建立一個類似一狹窄的環(huán)形通道54的物理阻擋結(jié)構(gòu)，以分隔冷凝器風扇40的吸入和排放側(cè)。在導流板44的下端與底殼49的下方壁58之間形成了對于理解在這個區(qū)域里的空氣和流動動力學有關(guān)的一第二狹窄環(huán)形通道56。
現(xiàn)在看圖4和5，相對的兩橫向側(cè)壁60限定了冷凝液吸入口50，這兩側(cè)壁在它們的下端彼此靠近地間隔開，并且向上延伸而彼此沿橫向朝外發(fā)散，并終止在彼此較寬地隔開的上端62。該兩側(cè)壁的上端由一沿弧形延伸的頂壁64互連起來。如從圖3、4和5可最清楚地看出的，一弧形帽或壁結(jié)構(gòu)66形成在包含吸入口50的下壁部分52上，并從此先前延伸和包圍吸入口50的弧形頂壁64和橫向側(cè)壁60。一平面底壁68將該弧形帽的下端部70互連起來。底壁68具有在其上形成的一朝里指向的V形缺口72，以有利于管道連接于吸入口50。底壁68在吸入口50之下朝后延伸一距離。
現(xiàn)在參閱圖9-14，下面將詳細描述空氣和冷凝液流過吸入口并進入冷凝器風扇40和導流板44的區(qū)域內(nèi)的流動的動力學。在各個附圖中使用的諸多流動箭頭表示在該空調(diào)器工作期間在這個區(qū)域里空氣的流動，風扇則由電動機28轉(zhuǎn)動驅(qū)動。圖中的斑點橫截面和/或水滴區(qū)域表示水。這意味著盡管在大雨量情況下，主要被關(guān)心的水是從蒸發(fā)器區(qū)域進入該空調(diào)器的冷凝器區(qū)域里的冷凝液，大量的水將出現(xiàn)在該空調(diào)器的外部部分的底殼部分中。隨著連續(xù)描述多種操作情況，應(yīng)該理解的是冷凝液吸入口50位于延伸通過冷凝器風扇40的轉(zhuǎn)動軸線的一中心線的最下位置，圖9-14所圖示的諸多情況表示此位置的諸情況。
圖9圖示了在“干”操作下的情況，冷凝器風扇40以通常的轉(zhuǎn)動速度工作。在這些情況下，帶有標號74的諸箭頭表示由冷凝器風扇引起的通過在固定護罩36里的入口孔42和通過冷凝器吸入口50的上方較大區(qū)域的空氣流。諸箭頭76表示由通過風扇的壓差，即，從風扇的排放側(cè)的高壓到在該風扇的入口的低壓區(qū)，驅(qū)動的再循環(huán)空氣流。將被注意到的是一部分再循環(huán)氣流76通過冷凝器吸入口50的下方部分，同時，另一部分與由冷凝器風扇40引入的空氣流74相結(jié)合，并被抽吸經(jīng)過第一狹窄環(huán)形通道54。因此，在這些情況下，在冷凝液吸入口50處的空氣流包括在其下端的一較小的朝外的氣流和在其上端的一較大的朝里的氣流。圖示出的作為再循環(huán)空氣流與主空氣流74的互交處的一點78可被限定為相對于在這一點的空氣流方向的一駐點。
圖10圖示了一小量冷凝液被收集在冷凝液收集區(qū)48里的情況。在這些情況下，在吸入口50的下端的朝外氣流防止了冷凝液流過該吸入口進入在導流板44之下的區(qū)域內(nèi)。
圖11表示了隨著附加的水的集聚和克服經(jīng)過吸入口50的外流空氣的阻力的情況。這情況較早發(fā)生其流量相對較小，因為冷凝液的量較少，切斷在吸入口的下方部分里的回流的吸入口50的寬度較窄。需注意的是在這些情況下，冷凝液量仍然不足以使導流板44的下端浸入被收集在第二窄環(huán)形通道56里的水中。
圖12表示了導流板44在正常工作條件下的情況。水上升到一個位置，在該位置冷凝液吸入口50的較寬部分和流過該部分的主空氣流74從冷凝液收集區(qū)48通過該吸入口將冷凝液吸入在導流板44下方的第二窄環(huán)形通道56中，從而完全濕化了導流板，導致該導流板獲得了冷凝液并朝著冷凝器34分布冷凝液。應(yīng)當理解的是在這些情況下，由于導流板44浸入在所收集的冷凝液里，再循環(huán)的空氣流76被阻擋住了。
圖13表示的情況是被收集在底殼里的冷凝液量比標定量還多。在這些情況下，有一定量的水進入在導流板44之上方的第一窄環(huán)形通道54中并進入風扇中。
最后，圖14表示了被大量的水滿溢的情況，這些過量的水會在極端高濕度或大降雨量的情況下造成的。在這些情況下，導流板和冷凝器風扇40的末端被浸沒在水中，該系統(tǒng)就不能完全帶來導流板的有益效果。
再回過來看圖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寬度和因此其橫截面促進了向最佳的導流板操作的過渡。另外，在趨近于導流板的最佳操作階段中，底壁68的存在堵住了朝外流經(jīng)吸入口50的再循環(huán)空氣流的通道。
應(yīng)當理解的是，冷凝器吸入口50的其他形狀，例如倒三角形，也將會在該系統(tǒng)的操作過程中帶來類似的有益的流動效果。
權(quán)利要求
1.一種用于一空調(diào)設(shè)備的冷凝器風扇的節(jié)流孔構(gòu)件，該空調(diào)設(shè)備具有一底殼，該底殼具有一隔板，該隔板將該空調(diào)設(shè)備劃分為一在該隔板前側(cè)的室內(nèi)部分和一在該隔板后側(cè)的室外部分，該室內(nèi)部分包括一蒸發(fā)盤管；一可被旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動的冷凝器風扇；以及，收集冷凝液并將該冷凝液導向在室外部分中的該底殼，該室外部分包括一在其后部的冷凝器盤管；一可被轉(zhuǎn)動地驅(qū)動的冷凝器風扇，該風扇具有一吸入側(cè)和一排放側(cè)，并位于冷凝器盤管的前側(cè)，所述節(jié)流孔構(gòu)件限定在冷凝器風扇的吸入側(cè)與排放側(cè)之間的一阻擋結(jié)構(gòu)，并具有位于風扇的前側(cè)的一風扇節(jié)流孔，以在大致為低壓的吸入側(cè)與大致為高壓的排放側(cè)之間限定一在那里通過的被限制的空氣流通道，所述冷凝器風扇是一軸流風扇，并具有多個葉片具有從所述吸入側(cè)延伸到所述排放側(cè)的諸末端；以及，一環(huán)形導流板，該導流板包圍了諸所述葉片末端，并具有在從所述吸入側(cè)延伸到所述排放側(cè)的距離的至少一部分處的一區(qū)域里牢固地固定于諸所述葉片末端的一個部分，所述諸末端和所述導流板完全位于節(jié)流孔構(gòu)件的后側(cè)；所述風扇節(jié)流孔和所述導流板協(xié)同工作以在它兩之間限定一第一窄環(huán)形通道，所述導流板與所述底殼的下方部分限定一第二窄環(huán)形通道，該底殼的構(gòu)形能在其內(nèi)收集冷凝液，其中的改進包括所述節(jié)流孔構(gòu)件具有在所述風扇節(jié)流孔下方的一壁部分，所述風扇節(jié)流孔具有一假想的垂直延伸的中心線，所述壁部分具有在其內(nèi)形成的定中心于所述中心線的一通孔，所述通孔將所述底殼的位于所述壁部分前側(cè)的區(qū)域流體連通于所述第一和第二環(huán)形通道，所述流體開孔具有在其下端的一狹窄的橫向尺寸和在其上端的一較大的橫向尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的節(jié)流孔構(gòu)件，其特征在于，所述壁部分包括在所述流體開孔的所述下端之下的一阻擋結(jié)構(gòu)部分。
3.如權(quán)利要求1所述的節(jié)流孔構(gòu)件，其特征在于，所述流體開孔由在其下端彼此靠近地間隔開的兩相對的橫向側(cè)壁限定，這兩側(cè)壁向上延伸并彼此沿橫向朝外發(fā)散，并每一個側(cè)壁在較寬地間隔開的上端終止，兩所述側(cè)壁的諸所述上端由一弧形延伸的頂壁互連起來。
4.如權(quán)利要求3所述的節(jié)流孔構(gòu)件，其特征在于，包括從所述壁部分的前側(cè)向前延伸的一弧形壁，所述弧形壁包圍所述頂壁和所述流體開孔的橫向側(cè)壁，所述弧形壁具有在所述壁部分的下端終止的間隔開的下端，并還包括與所述橫向壁的下端互連的一平面狀底壁。
全文摘要
空調(diào)設(shè)備冷凝器風扇的節(jié)流孔構(gòu)件,該空調(diào)設(shè)備的室內(nèi)部分包括一冷凝器盤管和一冷凝器風扇。該風扇具有一第二側(cè)和一排放側(cè),并位于冷凝器盤管的前側(cè)。該節(jié)流孔構(gòu)件限定一在冷凝器風扇吸入側(cè)與排放側(cè)之間的阻擋結(jié)構(gòu),并具有一位于風扇外側(cè)的風扇節(jié)流孔,以在吸入側(cè)與排放側(cè)之間限定一空氣流通道。該冷凝器風扇包括一環(huán)形導流板。該導流板與風扇節(jié)流孔和底殼之間分別限定一第一和一第二環(huán)形通道。該節(jié)流孔構(gòu)件具有在風扇節(jié)流孔下方的一壁部分。該風扇節(jié)流孔具有一假想的垂直中心線,該壁部分具有在其內(nèi)定中心于該中心線的一開孔,該開孔將底殼的位于壁的前側(cè)的流體連通于兩個環(huán)形通道。該流體開孔的下端橫向尺寸較窄和其上端的橫向尺寸較大。
文檔編號F24F1/02GK1346037SQ01133980
公開日2002年4月24日 申請日期2001年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月17日
發(fā)明者彼得·R·布什內(nèi)爾, 戴維·M·羅克韋爾, 內(nèi)斯托爾·埃爾南德斯 申請人:開利公司