專利名稱：平面換熱器裝置與其風機制作同優(yōu)化[可嵌墻]制冷設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及換熱器裝置[主要由電機，風機和換熱器構成]，與“裝置”配套的風機的制作方法，和“裝置”優(yōu)化的空調器[有整體，分體和風機盤管空調器]，冷柜[冰箱]。
目前，公知的制冷設備的空調器和冷柜，除工作點外兩者機制與構成相同——由壓縮機和換熱器裝置[指蒸發(fā)器與冷凝器]及其它附屬設備構成，只是使用領域一為對人對房間，一為對物對冷藏間。公知的空調器的換熱器裝置在窗式空調器中通常是換熱器—擴大空間—軸流風機—電機—離心風機與蝸殼—擴大空間—換熱器在電機軸向順序排列構成，在柜式空調器中通常是換熱器—擴大空間—蝸殼—離心風機與電機順序排列構成，在分體空調器的室內機中是采用的貫流風機放在換熱器的下方，背面留風道的方式構成。上述的現(xiàn)有的空調器的換熱器裝置的構造可歸結為三種1。換熱器與軸流風機型式——這種方式由于軸流風機需在背面留出進風空間和風機前面與換熱器間要留出擴大空間，從而有體積大，噪聲大的缺點。2。換熱器與離心風機型式——這種方式由于蝸殼所占空間和風機吸入口與換熱器間的擴大空間，加上渦殼中急速氣流的再生噪聲，從而有體積大，再生噪聲大又疊加的缺點。3。換熱器與貫流風機型式——這種方式由于貫流風機較長，需換熱器背面留出風道，且貫流風機的效率只有40％左右，從而有體積大，效率低，能耗高的缺點。上述三種還有一共同缺點，既風機進出風面與換熱器面不對應，正對部分或較近部分風速高，其余部分只是誘導氣流[離心風扇的葉輪進口直徑對應的換熱器圓面風速高，向四周很快風速下降。軸流風扇的外圍風速高，中間部分風速低]，使換熱器效率相對以最佳經(jīng)濟流速均勻通過的換熱器下降20％左右，造成能源和貴金屬材料的浪費。冷柜通常是管板，管刺加軸流風機的換熱裝置，風機與換熱器同樣有對應性差，效率較低，體積較大的缺點。
另外現(xiàn)有風機的葉輪[或扇葉]的成型一般可分為塑料整體成型和金屬板材分別制作葉輪構件然后組裝[或焊接]成型兩種形式。由于塑料和板材組裝的強度低，為達到強度要求使得葉輪厚重，厚重的葉輪使電機耗功增加，風機效率下降，本身成本也高，加工手段復雜。
本發(fā)明的目的是提供制作整體板材風機葉輪[或扇葉]的方法。為空調器，冷柜等制冷設備提供一類集成的單元化的換熱器裝置，作為蒸發(fā)器和冷凝器。它與壓縮機的特佳組合性，使通常制冷設備的體積縮小一半，無蝸殼再生噪聲，提高換熱和制冷效率，還降低成本。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的對換熱器裝置和制冷設備的構造予以改進，制冷原理和流程依舊。
徑流型平面換熱器裝置主要由常規(guī)換熱器，徑流機械——既電機和徑流葉輪[或扇葉]——電機可部分或全部包含在葉輪內或在葉輪外，密閉外殼構成，徑流葉輪在軸向與換熱器鄰接但不接觸，對端部伸出葉輪或兩端傳動軸的電機[電機也可是外轉子式的]，可在密閉外殼上留嵌入孔，葉輪與外殼鄰接但不接觸，密閉外殼將徑流葉輪及全部或部分電機與換熱器的一面封閉[也可電機在外面]，徑流機械本身無需蝸殼或徑向外殼，葉輪周線將換熱器分為周線內是吸入面，周線外是排出面，氣流由徑流機械的軸向穿過換熱器的吸入面進入葉輪吸入端，由徑流機械加壓徑向排入由葉輪外徑與外殼和換熱器的一面形成的靜壓空間，然后轉向，穿過換熱器的排出面排出，既氣流的進出在同一面。
軸流型平面換熱器裝置主要由常規(guī)的換熱器，軸流機械，密閉外殼構成，通常軸流機械的扇葉面與換熱器面成90，且將換熱器分隔為上下或前后兩段，密閉外殼將軸流機械全部和換熱器的一面封閉，形成以軸流機械為分隔的吸入和排出兩段封閉空間，氣流垂直于軸流機械的軸向穿過換熱器進入吸入段，轉向進入扇葉吸入端，由軸流機械加壓進入排出段，然后轉向穿過換熱器排出，既氣流的進出在同一面。換熱器也可在兩段內分別與軸向取一角度，這樣排出段可軸向外圍開口，排出段其它外圍密閉，氣流既經(jīng)換熱器后從軸向排出。
徑流機械的概念是指電機帶動葉輪驅動流體在葉輪徑向端面[即周線和外徑]流出或流進，葉輪即可是輪狀也可是扇葉狀[如可是離心和混流的葉輪形式，也可以是軸流的扇葉形式]。軸流機械的概念是指電機帶動扇葉驅動流體在扇葉軸向端面流出或流進。
徑流[軸流同理]機械可以具有[不限制]各種葉形，流體的流態(tài)及流體流過端面的角度。
常規(guī)換熱器的概念是指現(xiàn)有的各種型式的換熱器[如管式，板式，管帶翅片，管板結合式等]，可以是幾種類型的組合，可以有各種形狀[如方，矩，圓，橢圓等]。
換熱器外框內的換熱元件[管，板，翅等]和流體過流的空隙比率可根據(jù)需要確定，可以在各局部不同，即可在換熱器上留孔——局部空隙率為100％，也可使局部密閉——局部空隙率為0％；換熱元件局部尺度可變化——如管可粗細，板和翅片可厚薄，可寬窄，可長短，可疏密，可單層多層，從而調節(jié)整體和局部的換熱能力和過流能力。
徑流機械或軸流機械的葉輪數(shù)量和葉輪尺度及位置可根據(jù)換熱器和換熱器裝置的尺度和所需進出風的速比和流量予以設計。
對于氣流流量或速度需進一步調整或有特殊要求者，可采用微孔阻尼膜[片]蒙在需調節(jié)的進出風面上予以調節(jié)。
當然上述平面換熱器裝置的換熱器或換熱器與葉輪也可鏡相布置，既雙面進出風，換熱器也可做成邊框形，增加端頭的一至四面包圍葉輪，這樣氣流也可穿過徑向包圍的換熱器部分。
由于在“裝置”的靜壓空間和排出段是正壓區(qū)，因此除葉輪或扇葉的端面以外的其它方位的面都可開孔，隙出流，都可以連接輸送流體的管道，吸入段同理也可在其它面吸入。
整體板材制作葉輪的基本方法是取下一塊圓板，通過圓心的直徑線按均分角度[特殊的葉輪也可不均分]劃分圓板，在圓心鉆一穿孔用來聯(lián)結電機軸，下一步對扇形和輪形的葉輪的制作方法有些區(qū)別1。輪形葉輪就所需葉片的長度以圓心為中心劃一[定長]圓，這一圓與圓板外徑的距離決定葉片長度，就所需葉片的高度在定長圓上取的弧長或所需葉片的數(shù)量確定圓板被直徑線均勻劃分的數(shù)量，根據(jù)所需葉片與圓周的夾角在定長圓外劃一[定角]圓，定長圓與定角圓與直徑線形成的各個四邊形的[定角]對角線決定葉片與圓周的夾角。根據(jù)葉片的數(shù)量確定的葉片間距，在外徑內再劃一[折邊]圓，折邊圓與外徑圓與直徑線形成的各個四邊形的[折邊]對角線可作為葉片的折邊線。沿劃定的直徑線從圓板外徑到定長圓為止剖開，將剖開的板條在定角對角線折彎與定長圓內的[基面]板面垂直或夾一角度，將葉片的一角面[葉片互聯(lián)角面]沿折邊線折成與基面基本平行，各葉片互聯(lián)角面可前后相互或借助連接環(huán)或條等連接[焊，扣，鉚，螺栓等]，就形成一基本型的整體板材的輪形葉輪。
2。扇形葉輪為增大葉輪的強度以圓心為中心在靠外徑內劃一定邊圓，這一圓與圓板外徑之間的部份即是葉輪的加強邊[也可不要加強邊]，就所需葉片的高度在定邊圓內再劃一定高圓，定高圓和定邊圓的距離即是葉片高度，根據(jù)葉片的寬度在定高圓上取的弧長或所需葉片的數(shù)量確定圓板被直徑線均勻劃分的數(shù)量，定高圓和定邊圓與均分直徑線間的四邊形即是葉片面，均分直徑線在葉片面內平行移動一距離作為折葉線[平行移過的這一板面是柱面，聯(lián)結定高圓內的基面和加強邊]，保留柱面，葉片面除折葉線邊外的三邊剖開，葉片沿折葉線折過一角度，就形成一基本型的整體板材的扇形葉輪。扇形葉輪即可用于通常的軸流風機，也可用于平面換熱器裝置中做徑流風機。
3。輪形和扇形葉輪的形式也可結合在一個葉輪中即在葉輪的外端是輪形，中間是扇形，里面是基面，同樣是整體板材葉輪。
決定上述的葉輪的葉片的長度和高度的剖開的直線是直徑均分線，其實際剖開線也可以與上述直徑均分線夾一角度，剖開線也可是折線或弧線。
若需要葉輪中間部分[即定長圓或定高圓內的部分]凸出，可先在中部沖壓成型，也可根據(jù)凸起的高度在基面上作兩圓，其外圓為內邊圓，它與定長或定高圓之間的部分是內加強邊，其內圓為基圓，沿基圓和內邊圓和兩圓內的直徑均分線，做方齒輪形的剖開，使分成基圓具有外齒，內邊圓具有內齒的兩部分，沿圓周將齒折一角度，再內外齒對接[焊，扣，鉚，螺栓等]即成型。定義定長圓和定高圓內的部分[面和構造]統(tǒng)稱為支撐面。
對于葉輪和扇葉的其它成形要求[如葉片的弧形]，可在還沒剖開前，整體板材時用模具一次全面壓制成形，避免以后分別成形。
演變輪形和扇形葉輪的各定圓和線段的尺度和夾角，將產(chǎn)生各種參數(shù)的葉輪。
對于上述的整體板材葉輪可用常規(guī)的板金加強技術，如在板面和垂直于折角線壓棱[槽]等。
平面換熱器裝置優(yōu)化的制冷設備是用平面換熱器裝置取代現(xiàn)有空調器和冷柜的蒸發(fā)器和冷凝器，或其中之一，并根據(jù)功能要求和最小體量原則與壓縮機和其它附件予以組合，蒸發(fā)器和冷凝器與壓縮機及其附件在一機架上既是整體制冷設備，相互管道聯(lián)接，其一或兩兩分設，既為分體制冷設備。
平面換熱器裝置[加上附件—如濾網(wǎng)，百葉窗，接水盤等]直接用于空調既是或具備風機盤管空調器功能。
制冷設備的蒸發(fā)器和冷凝器可以一是徑流一是軸流平面換熱器裝置，也可只用其中一種“裝置”，也可以平面換熱器裝置與常規(guī)換熱器裝置共存，平面換熱器裝置單元可以多個排列和相互組合。
徑流平面換熱器裝置及其優(yōu)化空調器的優(yōu)點在于1。直接簡便的風速風量設計當換熱器尺度一定，改變徑流葉輪的直徑尺度，從而改變換熱器進出風面積比，既速度比，改變葉輪的直徑和[或]高度可靈活調整流量。
2。“裝置”的厚薄取決于葉輪的厚度，在相同風量和轉速的條件下葉輪直徑越大厚度越薄，由于“裝置”沒有蝸殼限制，葉輪周線可內切或外切于換熱器，葉輪直徑可增大一倍左右，厚度也可減小一半左右?，F(xiàn)有小型排風機和空調機的葉輪高度在3——9CM，若取5CM，加上雙排換熱器厚度4.5CM，“裝置”的厚度在12CM內，是現(xiàn)有換熱器總成厚度的0.4——0.6倍，從而體量也只有0.4——0.6倍，若“裝置”做蒸發(fā)器和冷凝器且背靠背，壓縮機放在一端，現(xiàn)有窗式空調器的厚度既小于24CM，很方便單人手提，又由于進出風在同一面，可直接放在窗臺上，紗窗內或外，或墻洞內，無需伸出墻外，無需支架，無需專門安裝，只要前后面不被遮掩即可，這間房用過后，提到另一間窗臺上又可用。
3。商家省去專車送貨上門和安裝的成本，維修和換貨都可提上下公共汽車，消費者也方便。
4。體積減小一半，倉儲和貨運成本減少一半。
5。徑流機械去掉了蝸殼，阻力降低，能耗下降，消除了再生噪聲源，使噪聲下降。
6?！把b置”具有單元化，部件和構造簡單——無渦殼和相互牽連，裝，拆方便，便于生產(chǎn)和維修，降低生產(chǎn)和維修成本。
7。由于換熱器進出風面與葉輪對應，大部分或全部換熱器在葉輪的周線內，在同一負壓下氣流均勻通過換熱器，在葉輪周線外的換熱器部分在正壓下以較高速度通過氣流，風速均勻，均可達到換熱最佳設計值，從而使換熱器充分發(fā)揮效率，比現(xiàn)有空調換熱器有更大的換熱能力，制冷系數(shù)較高。
8。由于體量減少一半，既外殼板材節(jié)省一半，去掉了擴大段和蝸殼，又節(jié)省一些材料，因此重量和材料有所減少。
9。徑流機械的能效是貫流機械二倍，若考慮3000瓦冷量的換熱器為雙排35——55CM長寬，徑流葉輪直徑取30——50CM，由于葉輪較大[現(xiàn)有窗機由于渦殼占有部分葉輪徑向空間，葉輪直徑被限制在18CM左右]，轉速可較低，氣流噪聲接近貫流機械。
軸流平面換熱器裝置及其優(yōu)化空調器的優(yōu)點在于1。適宜于制冷量較大的空調器小型化，以通用柜式風機盤管空調器FPH350為例，其風量為35KM3/H，冷量為280KW，外形尺寸為3.5M*1.1M*2.4M，由于蝸殼大，使風機體量大，通常采用3臺離心風機并聯(lián)，風機與換熱器前后或上下排列，以減小體積和厚度，換熱器一般是6-8排的面積約為空調器正面的一半。當制作軸流平面換熱器裝置型式的FPH350，我們用3-4排的換熱器，尺寸取寬3.5M高2.4M，既正面尺寸不變[換熱器排數(shù)少一半，面積增一倍，既總量不變]，若用T40NO3型軸流風機，扇葉直徑30CM，風量4KM3/H，全壓27MM水柱，并列10臺，既風量40KM3/H，風機徑向外框35CM，4排換熱器厚10CM，空調器的厚度可控制在50CM內，體積和厚度都不到原型機的一半，兩種風機噪聲相當，但“裝置”的軸流機的進出風段都有換熱器屏幕，有利反射消聲，另外軸流機的進出風段都有較大空間[本例即有35CM厚3.5M長的空間]，便于設置消聲構造，和其它部件。若將兩臺軸流平面換熱器裝置型式的FPH350柜式風機盤管空調器背靠背，前面作蒸發(fā)器，背面作冷凝器，其中間2*35CM寬3.5M長的空間并列多臺壓縮機，加上其它附件，既成一臺整體空調器，體積和厚度還稍小于風機盤管原型機，部分嵌在墻內，不占地方，接通電源即可用，特別適于公共場所和商業(yè)場地使用。
2。單元化，每臺軸流風機輕，裝，卸，維修方便，成本較低。
整體板材風機的優(yōu)點在于風機的葉輪[扇葉]由整塊板材形成，制作簡便——可手工，可機械，可模壓，強度高——直徑30CM的葉輪用0.5MM厚的鋁板制作即有很好的強度。而現(xiàn)在的組裝板材葉輪迫于裝配強度要求一般用0.5MM以上厚的鍍鋅鋼板[用料還多]，兩者重量相差3倍——電機無用功耗差3倍。
綜上所述從采購材料到生產(chǎn)到倉儲到運輸?shù)缴虡I(yè)銷售到安裝到維修各個環(huán)節(jié)，均可降低成本；設計，生產(chǎn)，使用，維修方便；體量小，重量輕，可單手提；能效高，噪聲低是其主要優(yōu)勢。
社會與環(huán)保效益“平面空調器”在一個平面上進出風，因此無需伸出或懸掛在窗或墻外——保持建筑立面美觀完整[當前即使是新城新建筑由于空調的懸掛也是千瘡百孔]，同時消除了多年日曬雨淋支架銹蝕后，空調器落下傷人的隱患。
平面換熱器裝置及其優(yōu)化冷柜的優(yōu)點在于1?？蓛?yōu)化現(xiàn)冷柜的蒸發(fā)器和冷凝器或其一，“裝置”若用高3CM的徑流葉輪單排厚2.2CM的換熱器，“裝置”厚度可小于現(xiàn)冷柜該“裝置”8CM的厚度，效率更高，單元化更便于裝，拆，換熱量大，對大型冷柜更有利。
2。分體冷柜 由于“裝置”的單元化和薄，小，冷凝器與蒸發(fā)器和壓縮機軟管聯(lián)接，冷凝器或冷凝器與壓縮機掛在室外[也可掛在冷柜上]，降低室內熱負荷和噪聲。
3。便攜冷柜[袋] 用平面換熱器裝置與壓縮機優(yōu)化的小型整體或分體的制冷裝置制冷，以簡便的保溫袋[箱]作冷柜，配以小型發(fā)電機或借用車船電力，即可在車船或其它場合冷藏運輸，由于成本低，體積小——可手提，可收折，特別適于小型販運戶，非專業(yè)冷藏運輸單位。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作近一步說明

圖1是單一的徑流平面換熱器裝置剖面構造示意圖。
圖2是背靠背的兩個徑流平面換熱器裝置剖面構造示意圖。
圖3是背靠背的兩個徑流平面換熱器裝置拉開一距離，中間放電機和壓縮機的空調器的剖面構造示意圖。
圖4，圖5，圖6，是徑流葉輪與換熱器正面對應關系示意圖。
圖7是單一的軸流平面換熱器裝置加壓縮機的剖面構造示意圖。
圖8是背靠背的兩個軸流平面換熱器裝置加壓縮機的剖面構造示意9是用直徑均分線做葉片剖開邊的整體輪形葉輪制作示意圖。
圖10是用與直徑均分線夾一角度的直線做葉片剖開邊的整體輪形葉輪制作示意圖。
圖11是用直徑均分線做扇葉高邊的整體扇形葉輪制作示意圖。
圖12是圖11確定的扇葉面和齒面示意圖。
圖13是用與圖11直徑均分線夾一角度的直線做扇葉高邊的整體扇形葉輪制作示意14是沒有外加強邊的一種整體扇形葉輪制作示意圖。
圖15是有擴大空間的亞型徑流平面換熱器裝置剖面構造示意圖。
圖16是有擴大空間的亞型徑流平面換熱器裝置外殼包壓縮機剖面構造示意圖。
在圖1所示的徑流平面換熱器裝置實施例中，換熱器[1]徑流葉輪[2]電機[4]軸向排列，葉輪包含電機，電機與葉輪直聯(lián)，電機安裝在外殼[5]上，外殼將徑流機械與換熱器一面封閉，葉輪在軸向與外殼和換熱器鄰接但不接觸，葉輪周線形成的圓周內及其對應的換熱器部分——如圖4的[11]所示，是氣流吸入面；圓周外——如圖4的[10]所示；是氣流排出面，氣流由吸入面[11]吸入，經(jīng)徑流葉輪[2]加壓進入靜壓空間[3]，然后經(jīng)排出面[10]排出，既氣流的進出在同一面。
在圖1所示的實施例中，葉輪換成如圖3中的葉輪[中間空]，電機從換熱器這面嵌入葉輪并直聯(lián)，電機通過連接件裝在換熱器上——對板型換熱器，可用螺栓，焊，卡等連接，對管型換熱器還可在卡板上鉆孔，孔端套在管上固定，另一端固定電機，還可以在換熱器中部留孔，將電機嵌裝在孔內，這樣流體流動的路徑依舊如圖中所示，功能依舊。但由于外殼不受力，只起維護作用，外殼可用強度低的材料——如“可口可樂”塑料瓶那樣的材料，即衛(wèi)生又成本低廉，成型也方便，由于成型方便，可塑成微孔面[可是一厚層，也可兩層或多層疊合]，即外殼帶微孔消聲構造，可避免通常在殼內墊泡沫塑料消聲產(chǎn)生的化學污染。
在圖1所示的實施例中，由于葉輪或扇葉處于換熱器與外殼的中間，即使軸流扇葉也只能驅動流體沿上述路徑流動在徑向端面出流，因此，在徑流平面換熱器裝置中，驅動流體的葉輪的型式可根據(jù)流量，壓頭，換熱器的形式，而有廣泛的選擇范圍以適應需求。
將圖1所示的兩個“裝置”一作蒸發(fā)器一作冷凝器，前后或左右或上下放置，進出風面相反，一朝室內一朝室外，壓縮機放在端頭[立式可在側面，臥式可在下面]，即成一臺空調器，若三大件相互軟管連接，即是分體空調器，若蒸發(fā)器放在冷凝器的上端，凝結水向下流入冷凝器，可增加冷卻效果。在空調器上裝上提手，即可提行——具有手提，窗式，分體式的三重功能。
在上述的空調器中，壓縮機放在“裝置”的一端，若將壓縮機放在一罩內，罩上留進和出風孔，在“裝置”的外殼上開一送風口，送風口接進風孔，將“裝置”中的部分[或全部]出風送入壓縮機罩，冷卻壓縮機后再排出，可將壓縮機由自然冷卻改為強迫對流冷卻。若冷凝器“裝置”的外殼延伸將壓縮機包在換熱器的一端，并在壓縮機一端的外殼上留出風孔，“裝置”的部分[或全部]出風同樣可冷卻壓縮機。壓縮機[或罩]上也可附加一小風扇，專門冷卻壓縮機。
圖1所示的徑流平面換熱器裝置也可有它的亞型實施例如圖15所示，在“裝置”的葉輪和換熱器之間也象現(xiàn)有窗機一樣有一擴大空間[12]，但葉輪外沒有蝸殼葉輪直徑不受蝸殼限制，氣流可在外殼的任意一或幾面開口出流，外殼同樣可包壓縮機如圖16所示。
當前客廳流行柜式分體空調器，室內柜機[風機盤管]一般高約1.8M，裝換熱器部分所占高度約70CM，其余高度分別為專門的出風口和風機占用。當用圖1所示的“裝置”做室內機，則高度只有70CM，可以掛起來，不占地方；若要立在地上，可象落地風扇一樣做一裝飾立柱，也可搖頭；也可做成立柜式——上部是室內機，下部是文件柜或冰箱，同一空間提高60％的利用率，空調和冰箱可同一制冷系統(tǒng)，其蒸發(fā)管路可并聯(lián)可串聯(lián)[可一次節(jié)流，可兩次節(jié)流——先空調后冰箱]，也可分別制冷系統(tǒng)，可分體可整體[嵌墻]。
在圖2所示的徑流平面換熱器裝置實施例中，是背靠背的兩個如圖1的“裝置”的組合，電機[4]為兩端直聯(lián)?？捎糜陔p向進出風，也可一邊作冷凝器，一邊作蒸發(fā)器，一邊向室內，一邊向室外。
在本“裝置”端頭放置壓縮機，即是一臺緊湊的空調器，頂部裝一提手即可提行[整機薄，貼近人體重心，阻力臂短，可省力]。也可做或附加一個有輪拖板在平地運輸。
在圖3所示的徑流平面換熱器裝置優(yōu)化的空調器實施例中，是將圖1中的“裝置”背靠背拉開一距離，中間是兩端直聯(lián)葉輪的電機[4]和壓縮機[6]，構成一臺空調器。
在圖3中，也可用兩個電機如圖1那樣放入葉輪和外殼內，壓縮機[6]放在中間，中間還可放其它部件——如小型的發(fā)電機，水冷冷凝器等。
在圖5所示的徑流平面換熱器裝置的葉輪與換熱器正面關系對應圖說明，葉輪與換熱器的安排不一定要對稱。
在圖6所示的徑流平面換熱器裝置的葉輪與換熱器正面關系對應圖說明，平面換熱器裝置單元可以隨意組合。軸流平面換熱器裝置單元具有同樣道理。
在圖7所示的軸流平面換熱器裝置實施例中，換熱器[1]與軸流葉輪[7]電機[4]成垂直排列，電機與葉輪直聯(lián)，電機安裝在支架[8]上，外殼[5]將軸流機械與換熱器一面封閉，葉輪在徑向與外殼和換熱器鄰接但不接觸，葉輪后方空間[9]是吸入空間，其對應的換熱器部分是氣流吸入面換熱器；葉輪前方空間[3]是靜壓空間，其對應的換熱器部分是氣流排出面換熱器；氣流由吸入面吸入，經(jīng)吸入空間，然后經(jīng)軸流葉輪[7]加壓進入靜壓空間[3]，然后經(jīng)排出面排出，既氣流的進出在同一面。
可將圖7所示的軸流平面換熱器裝置的換熱器[1]相對葉輪[7]鏡相布置，即可雙面進出風。
在圖7所示的軸流平面換熱器裝置中，加入壓縮機[6]，即成一臺壓縮冷凝機組或壓縮蒸發(fā)機組，再加上蒸發(fā)器或冷凝器，可是一臺整體或分體制冷設備。圖1的徑流平面換熱器裝置單元具有同樣道理。
在圖7所示的軸流平面換熱器裝置中，葉輪和電機可上下移動，調節(jié)進出風面比例，也可隨換熱器在紙面方向并列多臺。
在圖1和圖7所示的實施例中，換熱器的換熱元件和過流空隙可以在換熱器框架內靈活組合如將處于正壓區(qū)的換熱元件全部或部份取消，提高空隙率，從而改變出流的流量分布和降低阻力增加射程；也可以改變管，板，翅片的局部尺度，從而改變局部空隙率使換熱器空隙按需要分布，從而改變流量和流速及其分布；如換熱元件尺度和[或]數(shù)量減小，空隙率將提高，翅片排列較稀疏，空隙率將提高，換熱元件在過流方向尺度減小[如兩排管改為單排管，兩排管套片改為單排管套片]，過流阻力將降低，反之亦然。
在圖1和圖7所示的實施例中，常規(guī)情況下，進，出流在同一面。但從圖中也可看到，可在相對紙面的前后上下的一至[或]四面裝上換熱器，流體也可從這些面進出，當然換熱器的換熱元件和過流空隙也可以在這些換熱器的框架內靈活組合，另外在沒有換熱器的面上也可開口進出流體——如在圖1和圖7的外殼上開口，并可在各進出流部位接管道。
在圖8所示的軸流平面換熱器裝置中，是背靠背的兩臺“裝置”，一作冷凝器一作蒸發(fā)器，中間放置壓縮機[6]，形成的一臺整體空調器，其左邊“裝置”與圖7的區(qū)別在于，排出面的換熱器與葉輪軸向成一角度放置，將靜壓空間分成兩部分，氣流從上部排出，從圖中可見，氣流也可從左邊和紙面方向排出。
具有水冷冷凝器的平面換熱器裝置優(yōu)化的空調器實施例，圖1加上壓縮機即是一臺壓縮蒸發(fā)機組，圖7也是一臺壓縮蒸發(fā)機組，加上水冷冷凝器，即各是一臺水冷整體空調器；當冷凝器與蒸發(fā)器與壓縮機，其一或兩兩分置，即是分體空調器；由于水冷換熱效率比風冷高10來倍，又沒有電機和風機，使冷凝器體積較小，整機體積縮小，制冷效率提高。
對于較大型的制冷系統(tǒng)[如一層樓的空調]需要大量的冷凝器和蒸發(fā)器，冷凝器可用一定數(shù)量的平面換熱器裝置分別或形成一片，掛在外墻上或嵌在外墻上或者就做成一面外墻板，蒸發(fā)器做成分體室內機一處或多處安置，由于壓縮機很小可一個或多個集中或分散放置占用空間很小，如果把壓縮機放在外墻的夾層里——全部空調設施就一點不占建筑使用面積了——就是說，不占建筑面積的嵌墻式壓縮與平面換熱器裝置冷凝機組可取代現(xiàn)在專門設置的同類機組。
平面換熱器裝置優(yōu)化的便攜冷柜[袋]實施例，從構造和制冷機理上看，冷柜就是空調器加上其空調的房間，因此上述的平面換熱器裝置優(yōu)化的空調器與保溫箱[儲藏柜]的結合既成平面換熱器裝置優(yōu)化的冷柜——特點在蒸發(fā)器的進出風面須在保溫柜內，同樣可有整體式和分體式；便攜冷柜[袋]與前述平面換熱器裝置優(yōu)化的冷柜的區(qū)別是用簡便的保溫袋[箱]作儲藏柜，并配備小型發(fā)電機或使用車船的電力[有些需配變壓和變頻器以匹配電壓和頻率]帶動電動壓縮機或用燃料發(fā)動機做動力帶動壓縮機，，可方便地在常規(guī)車船上進行冷藏運輸。如便攜冷柜[袋]的制冷裝置可以是將壓縮機與發(fā)電機裝在圖1所示的冷凝器的背面，形成發(fā)電—壓縮—冷凝機組，或將壓縮機與燃料發(fā)動機及其變速機構[如借用摩托車的發(fā)動機和傳動機構及附屬電器]裝在圖1所示的冷凝器的背面，形成發(fā)動—壓縮—冷凝機組，再將圖1所示的蒸發(fā)器裝在機組背面形成整體或用軟管聯(lián)接形成分體制冷裝置，將蒸發(fā)器進出風面放入保溫袋，即形成便攜冷柜。通過調節(jié)節(jié)流閥可使制冷裝置在冰箱工況和空調工況轉換，即可用于冰箱又可作空調器。若該制冷裝置的冷量在500W，其體量在30*30*30CM左右。當然蒸發(fā)器，冷凝器也可用其它形式的換熱器，但體積將較大。
平面換熱器裝置無論做蒸發(fā)器還是冷凝器還是風機盤管[換熱器部分不一定是管，也可是其它形式如板式]，都涉及到“裝置”的安放。當“裝置”作為冷凝器由于不存在冷凝水，垂直或水平安放都行，因此安放不存在限制。當“裝置”作為風機盤管或蒸發(fā)器時由于存在冷凝水，垂直安放時冷凝水從上往下流入下部的接水盤也不存在問題；水平安放可上置嵌吊在天棚或下置嵌在地板內，用于房間，冷庫，冰箱，汽車，火車，輪船，飛機等各領域，使氣流直接又形式美觀，是空調發(fā)展的趨勢；當“裝置”是換熱器在上而葉輪在下放置，由于冷凝水從上往下流入下部的外殼[接水盤]再管道接出不存在冷凝水外流的問題，這種形式可嵌在地板格柵內直接向上送風和回風，也可在外殼側面開口接管分布送風，也可以裝在天棚上但需在天棚設置進出風口并將進出風道分開，出風可在外殼的側和[或]背面開口，接管，當“裝置”是換熱器在下而葉輪在上放置，由于冷凝水往下流，如果裝在天棚上則需象廚房排油煙機那樣在“裝置”下裝單或多斜面或錐形的絲網(wǎng)，絲網(wǎng)本身透風底部是接水杯接受沿絲網(wǎng)流下的冷凝水再接管子[可用機械]排水，絲網(wǎng)可與燈具和裝飾結合。
整體板材風機制作實施例1。輪形葉輪如圖9所示，根據(jù)所需葉輪的尺度和角度參數(shù)，從板材上取下一圓板，從外到內的圓分別是外徑圓，折邊圓，定角圓，定長圓，內邊圓，基圓和圓心，具有確定的角度間隔的直徑線將圓面均分，沿劃定的直徑線從圓板外徑到定長圓為止剖開，剖開的部分即是葉片，定長圓與定角圓與直徑線形成的各個四邊形的[定角]對角線決定葉片與圓周的夾角，將葉片在定角對角線折彎與基圓內的[基面]板面垂直或夾一角度，折邊圓與外徑圓與直徑線形成的各個四邊形的[折邊]對角線可作為葉片的折邊線，將葉片的角面[葉片互聯(lián)角面]沿折邊線折成與基面基本平行，各葉片互聯(lián)角面可前后相互或借助連接環(huán)或條等連接件——扣結，焊接，就形成一基本型的整體板材的輪形葉輪。
圖10所示與圖9的區(qū)別在葉片的長邊[即剖開線]在定長圓上與直徑線夾了一角度。
2。扇形葉輪如圖11所示，根據(jù)所需扇葉的尺度和角度參數(shù)，從板材上取下一圓板，從外到內的圓分別是外徑圓，定邊圓，定高圓，內邊圓，基圓和圓心，具有確定的角度間隔的直徑線將圓面均分，定高圓和定邊圓與均分直徑線間的四邊形即是葉片面，均分直徑線在葉片面內平行移動一距離作為柱面，柱面的一邊是折葉線，葉片面除折葉線邊外的三邊剖開，葉片沿折葉線折過一角度，就形成一基本型的整體板材的扇形葉輪。圖12中的四邊形即是葉片，葉片間的板面即是柱面聯(lián)接了葉片上下的環(huán)形加強邊，中間的齒輪線是剖開線，將剖開的內和外齒折一角度再對接，即使葉輪中部突起。
圖13是葉片的高度邊在定高圓上與直徑線夾一角度所形成的傾斜的葉片形。圖14中無外加強邊，外邊的四邊形是葉片，直徑線從外到定高圓是剖開線，從一高邊[剖開線]與定高圓的夾角劃一斜線到另一高邊，這一斜線即是折葉線，將葉片在的折葉線和定高圓線都折一角度，即是軸流風扇。同樣可在輪形葉輪的定長圓線折一角度。
權利要求
1.徑流型平面換熱器裝置主要由常規(guī)換熱器，徑流機械——既電機和徑流葉輪[或扇葉]，密閉外殼構成，其特征是電機可部分或全部包含在葉輪內或在葉輪外，徑流葉輪在軸向兩端與換熱器和外殼鄰接但不接觸，對端部伸出葉輪或兩端傳動軸的電機，可在密閉外殼上留嵌入孔，密閉外殼將徑流葉輪和全部或部分電機與換熱器的一面封閉[也可電機在外面]，徑流機械本身無需蝸殼或徑向外殼，葉輪周線將換熱器分為周線內是吸入面，周線外是排出面，氣流由徑流機械的軸向穿過換熱器的吸入面進入葉輪吸入端，由徑流機械加壓徑向排入由葉輪外徑與外殼和換熱器的一面形成的靜壓空間，然后轉向，軸向穿過換熱器的排出面排出，既氣流的進出在同一面。
2.根據(jù)權力要求1所述的徑流型平面換熱器裝置，其特征是電機可裝在外殼上，也可通過連接件裝在換熱器上或嵌入換熱器預留的孔中，換熱器或換熱器一側的支架支撐電機和葉輪，使外殼不受力，只起封閉作用，可采用強度較低的材料——如“可樂”塑料瓶那樣的材料做外殼，可將其塑成微孔面層——可是一厚層也可多層疊合，使外殼具有消聲功能。
3.根據(jù)權力要求1所述的徑流型平面換熱器裝置，其特征是作為亞型“裝置”——換熱器與葉輪之間可有擴大空間，葉輪外不要蝸殼。
4.軸流型平面換熱器裝置主要由常規(guī)的換熱器，軸流機械，密閉外殼構成，其特征是通常軸流機械的扇葉面與換熱器面成垂直安放，且將換熱器分隔為上下或前后兩段，密閉外殼將軸流機械全部和換熱器的一面封閉，形成以軸流機械為分隔的吸入和排出兩段封閉空間，氣流穿過換熱器進入吸入段，轉向進入扇葉吸入端，由軸流機械加壓進入排出段，然后轉向穿過換熱器排出，既氣流的進出在同一面，換熱器也可在兩段內分別與軸向取一角度。
5.根據(jù)權力要求1，2，3和4所述的平面換熱器裝置，其特征是徑流機械或軸流機械的葉輪數(shù)量和葉輪尺度及位置可根據(jù)換熱器和換熱器裝置的尺度和所需進出風的速比和流量予以設計，葉輪或扇葉的葉形及流體的流態(tài)及流過徑向端面和軸向端面的角度不受限制。
6.根據(jù)權力要求1，2，3和4所述的平面換熱器裝置，其特征是平面換熱器裝置的換熱器或換熱器與葉輪也可鏡相布置，既雙面進出風，換熱器也可做成邊框形，增加端頭的一至四面包圍葉輪，這樣氣流也可穿過徑向包圍的換熱器部分，即換熱器有1-6個安裝面供選擇，“裝置”有1-6個面可通過換熱器或在外殼開孔進出流體，接管，換熱器外框內的換熱元件和流體過流的空隙的比率可根據(jù)需要確定，可以在各局部不同，可局部留孔，可局部封閉，可改變換熱元件的局部尺度，從而調節(jié)整體或局部的換熱能力和過流能力。
7.根據(jù)權力要求1，2，3和4所述的平面換熱器裝置，其特征是平面換熱器裝置加上附件，直接用于空調既是或具備風機盤管空調器功能。
8.平面換熱器裝置優(yōu)化的制冷設備——空調器，冷柜，制冷原理和流程依舊，由蒸發(fā)器和冷凝器和壓縮機與其它附件構成，其特征是用平面換熱器裝置取代現(xiàn)有制冷設備的蒸發(fā)器和冷凝器，或其中之一，壓縮機可裝在“裝置”的外殼或延伸的外殼內或壓縮機通風罩內，由“裝置”的部分或全部進出風冷卻，也可在壓縮機[或通風罩]上附加一小風扇對壓縮機專門冷卻，蒸發(fā)器和冷凝器與壓縮機及其附件在一機架上既是整體制冷設備，相互管道聯(lián)接，其一或兩兩分設，既為分體制冷設備。
9.根據(jù)權力要求8所述的平面換熱器裝置優(yōu)化的制冷設備，其特征是制冷設備的蒸發(fā)器和冷凝器可以一是徑流一是軸流平面換熱器裝置，也可只用其中一種“裝置”，平面換熱器裝置單元可以多個排列和相互組合，也可以平面換熱器裝置與常規(guī)換熱器裝置共存[如用平面換熱器裝置的蒸發(fā)器和水冷冷凝器和壓縮機加上其它附件組成水冷的制冷設備]。
10.根據(jù)權力要求8所述的平面換熱器裝置優(yōu)化的冷柜[袋]，其特征是可生產(chǎn)便攜冷柜，便攜冷柜[袋]用簡便的保溫袋[箱]作儲藏柜，配備小型發(fā)電機或使用車船的電力[有些需配變壓和變頻器以匹配電壓和頻率]帶動電動壓縮機或用燃料發(fā)動機做動力帶動壓縮機，可在常規(guī)車船上進行冷藏運輸，同樣可有整體式和分體式，通過改變節(jié)流閥的的開度使工況在冷藏和空調轉換即可用于冷柜又可用做空調器。
11.根據(jù)權力要求8所述的平面換熱器裝置優(yōu)化的空調器，其特征是空調器的蒸發(fā)器和冷凝器兩者可上下，左右，前后的放置，壓縮機可是立式或臥式放在端頭或中間，手提空調器的蒸發(fā)器和冷凝器用徑流平面換熱器裝置或水冷冷凝器，空調器上裝提手，可有整體式和分體式。
12.根據(jù)權力要求8所述的平面換熱器裝置優(yōu)化的制冷設備，其特征是空調器可整體或只是室內機裝在柜或冰箱上，空調器和冰箱可共用一個制冷系統(tǒng)，蒸發(fā)管路可并聯(lián)可串聯(lián)[可一次節(jié)流，可兩次節(jié)流——先空調后冷柜]，也可分別制冷系統(tǒng)，分體空調機的室內機可做成落地風扇的形式——“裝置”支在立柱上，立柱可伸降，可有搖頭機構。
13.根據(jù)權力要求8所述的平面換熱器裝置優(yōu)化的制冷設備，其特征是對于較大型的制冷系統(tǒng)需要大量的冷凝器和蒸發(fā)器，冷凝器可用一定數(shù)量的平面換熱器裝置分別或形成一片，掛在外墻上或嵌在外墻上或者就做成一面外墻板，蒸發(fā)器做成分體室內機一處或多處安置，壓縮機可一個或多個集中或分散放置，壓縮機可放在外墻的夾層里。
14.根據(jù)權力要求8所述的平面換熱器裝置優(yōu)化的制冷設備，其特征是“裝置”作為制冷設備的蒸發(fā)器及冷凝器可垂直，水平及傾斜放置，可上置頂棚，可下置地板，可側置吊裝立裝及嵌或掛墻，用于房間，冷庫，冰箱，汽車，火車，輪船，飛機領域，可在“裝置”下裝絲網(wǎng)和接水杯，絲網(wǎng)可與燈具及裝飾結合。
15.整體板材風機葉輪主要由葉片或扇葉同支撐面，柱面，加強邊構成，其制作特征是圓形或多邊形的板材面從外到內是葉片或外加強邊及扇葉，然后是支撐面，葉輪的葉片和扇葉是在與支撐面或柱面之間至少有一相互是板材的原始聯(lián)結邊的條件下從板材面上剖切成形，通過折疊葉片和扇葉定形葉輪，各葉片的外端的互聯(lián)角面可前后相互或借助連接環(huán)或連接條連接[焊，扣，鉚，螺栓等]，對于葉輪的其它成形要求[如葉片或扇葉的弧形，支撐面的造型]宜在整體板材還沒剖開前用模具全面壓制成形。
16.根據(jù)權力要求15所述的整體板材風機葉輪的制作，其特征是徑流和軸流的葉片和扇葉可以結合在一個葉輪上，決定葉輪的葉片和扇面的長度和高度的剖開的直線可以是具有確定的角度間隔的直徑線也可以與直徑線夾一角度，剖開線也可是折線或弧線，演變輪形和扇形葉輪的各參數(shù)圓和線段的尺度和夾角，可產(chǎn)生各種參數(shù)的葉輪，可在支撐面內用沖壓或將內邊圓和基圓剖開成齒形然后沿圓周將齒折一角度，再內外齒對接的方法使支撐面內突起，可用常規(guī)的板金加強技術，如在板面和垂直于折角線壓棱[槽]增加葉輪強度。
全文摘要
平面換熱器裝置與其風機制作同優(yōu)化[可嵌墻]制冷設備使風機盤管,窗式,分體式空調器的體量減小一半,手提窗式分體空調器——可手提移動,無需支架放在窗臺上即可使用,同時具有分體機功能,且只有分體空調機的室內機的大小,噪聲相當分體機,能效高于現(xiàn)有空調器。冷柜可便攜:發(fā)電機—壓縮機—冷凝—蒸發(fā)機組一體,加一個保溫袋,可在車船上冷藏運輸,特別方便個體販運戶,也可用車船電力,省去發(fā)電機。
文檔編號F24F1/02GK1197182SQ9810758
公開日1998年10月28日 申請日期1998年4月8日 優(yōu)先權日1997年4月14日
發(fā)明者廖亞非 申請人:廖亞非