DE2701721A1

DE2701721A1 - Zimmer-klimageraet

Info

Publication number: DE2701721A1
Application number: DE19772701721
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Iwata; Susumu Kashiwazaki; Hiroo Nakamura; Saneaki Nakao; Hiroyuki Ogawa; Akio Sakazume
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1976-01-19
Filing date: 1977-01-17
Publication date: 1977-07-28
Also published as: AT380097B; JPS5287848A; ATA24877A; IT1082709B; US4111000A; JPS5616338B2

Description

BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ 80O0 München 22 - Stelnsdorfstr. 1O TELEFON (O89) 22 72O1 - 3372 44 - 38S91O Telex 522048-Telegramm Allpatent München

ANWALTE

PATENT,

Dipl.-Ing. R. BEETZ sen. Dipl.-Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. BEETZ Jr.

Dlpl.-Phya. U. HEIDRICH

auch RuhtMnwalt Dr.-Ing. W. Tl M PE Dlpl.-Ing. J. SIEeFRIED

81-26.

17. 1. 1977

HITACHI, LTD. , Tokio (Japan)

Zimmer-Klimagerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein kompaktes Zimmer-Klimagerät mit den Gattungsmerkmalen des Hauptanspruchs.

Ein bekanntes Klimagerät dieser Art wird im folgenden anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben. Fig. 1 ist ein schematischer Längsschnitt eines bekannten Klimagerätes vom vertikalen Typ und Fig. 2 ein Querschnitt durch dieses Gerät längs der Schnittlinie II-II in Fig. 1.

Wie aus diesen Figuren ersichtlich, umfaßt das Klimagerät ein Gehäuse 1, dessen Innenraum in einen rauminneren

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Zimraerteil 10 und einen Außenteil 11 durch eine am Boden 9 des Gehäuses 1 befestigte Trennwand 12 unterteilt ist. Ein Motor 5 ist an der zum Außenteil 11 weisenden Seite der Trennwand 12 montiert und weist eine horizontale Welle 5a auf, von der ein Teil die Trennwand 12 durchragt und sich in den Zimmerteil 10 erstreckt.

Im Zimmerteil 10 des Gehäuses 1 ist ein Schleuderradgebläse 3 auf der Welle 5a aufgezogen, das von einem an der Trennwand 12 befestigten Spiralgehäuse ¹I umgeben ist. Ein dem Zimmer-Strömungskreis zugeordneter Wärmetauscher befindet sich neben dem Spiralgehäuse ¹J an der dem Gebläse 3 gegenüberliegenden Seite. Im Außenteil 11 des Gehäuses ist ein Propellergebläse 6 auf der Motorwelle 5a aufgezogen. Ein dem Außen-Strömungskreis zugeordneter Wärmetauscher 7 befindet sich in einem vorbestimmten Abstand zu dem Propellergebläse 6. Ein Deckel 15 verbindet das Propellergebläse 6 mit dem Außen-Wärmetauscher 7. Ein Kompressor 3 ist auf dem Gehäuseboden 9 montiert. Einströmöffnungen la zum Ansaugen von Luft in den Innenraum des Gehäuses sind an den beiden Seitenwänden des Außenteiles 11 vorgesehen.

Bei diesem Klimagerät werden der Gebläsemotor 5 und der Kompressor δ in der Weise betrieben, daß ein im Kompressor 8 komprimiertes Kältemittel auf eine höhere Temperatur gebracht wird. Das erwärmte Kältemittel gelangt zum Außen-Wärmetauscher 7 und wird durch einen in Richtung der Pfeile B durch das Propellergebläse 6 geförderten Luftstrom gekühlt. Das rückgekühlte Kältemittel gelangt zu dem Zimmer-Wärmetauscher 2, in dem es expandiert und diesen Wärmetauscher kühlt, so daß ein in Richtung des Pfeiles A durch das "Silocco-Gebläse" 3 erzeugter Luftstrom gekühlt wird. Das Kältemittel kehrt dann zum Kompressor zurück.

Dieser Gerätetyp hat eine Reihe von Nachteilen: 709830/0297

a) Die Anordnung, bei welcher der Zimmer-Wärmetauscher 2, das Schleuderradgebläse 3 (Silocco-Gebläse 3), der Gebläsemotor 5, das Propellergebläse 6 und der Außen-Wärmetauscher 7 axial zur Welle 5a des Gebläsemotors bzw. horizontal vom Zimmerteil zum Außenteil des Gehäuses angeordnet sind, macht es unmöglich, die Dicke T des Gehäuses wesentlich zu verringern. Somit können auch geringe Gesamtabmessungen eines kompakten vertikal angeordneten Zimmer-Klimagerätes nicht erhalten werden.

b) Da die Luft-Einströmöffnungen la an den beiden Seitenwänden des Gehäuses 1 angeordnet sind, können sie durch die Wände des Gebäudes, in dem das Klimagerät installiert wird, verschlossen werden. Wenn eine Handleiste oder andere Hindernisse an der Außenseite der Position, in welcher das Klimagerät installiert werden soll, vorhanden sind, dann können die äußeren Lufteinlaßöffnungen bis in das Zimmer hineinreichen, weil das Zimmer-Klimagerät derart montiert werden soll, daß es sich in das Innere des Raumes hinein erstreckt. Dadurch werden die Anordnungsmöglichkeiten des Gerätes in erheblichem Maße begrenzt.

c) Der Außen-Wärmetauscher 7 muß mit erheblich größeren Luftmengen als der Zimmer-Wärmetauscher 2 beaufschlagt werden. Dies erfordert vergrößerte Abmessungen des Propellergebläses, was wiederum zu breiteren Abmessungen des Gehäuses führt, das größer als der Außendurchmesser des Propellergebläses 6 ist. Dadurch wird eine Verringerung der Gesamtabmessungen eines kompakten Zimmer-Klimagerätes weiter begrenzt.

d) Das Schleuderradgebläse 3 ("Silocco-Gebläse" 3) ist so angeordnet, daß die Luftströmung tangential abgefördert

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wird und gegen die Gehäusedecke prallt. Dieser mit hoher Geschwindigkeit durch das Schleuderradgebläss 3 geförderte Luftstrom strömt die Decke des Gehäuses 1 an und wird nach einer annähernd rechtwinkligen Änderung seiner Strömungsrichtung in den Raum abgefördert. Dabei ergibt sich ein hoher Strömungswiderstand im Bereich der Richtungsänderung der Strömung, was neben einem unverhältnismäßig hohen Leistungsverbrauch des Gebläses zu unangenehmen Betriebsgeräuschen des Gebläses führt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zimmer-Klimagerät von verringerter Dicke zu schaffen, das in seinen Installationsmöglichkeiten nicht begrenzt ist und bei dem jeweils ein offener Luft-Strömungskreis mit hoher Strömungsgeschwindigkeit ohne Änderung der Strömungsrichtung von je einem Schleuderradgebläse im Innenraumteil und im Außenraumteil gefördert werden, so daß sich die Strömungswiderstände und die Betriebsgeräusche verringern und größere Luftraengen umgewälzt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Klimagerät ist der Gebläsemotor an der Trennwand montiert, die den Gehäuseinnenraum in einen Zimmerteil und einen Außenteil unterteilt. Die Welle des Gebläsemotors erstreckt sich rechtwinklig zum Gehäuseboden und die Anordnung des Zimmer- und des Außenwärmetauschers, des Gebläsemotors und der Gebläse ist so getroffen, daß diese Teile vertikal und nicht horizontal im Gehäuse angeordnet sind. Im einzelnen weist die Trennwand einen nicht vertikal verlaufenden Teil auf. Der Gebläsemotor ist so an der Trennwand befestigt, daß er sich im Außenteil des Gehäuses befindet und ein Endteil seiner Welle durch den nicht vertikalen Teil der Trennwand bis

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in den Zimmerteil des Gehäuses hineinragt. An jedem Ende der Welle ist ein Schleuderradgebläse befestigt. Jedes Schleuderradgebläse ist ferner von einem Spiralgehäuse umgeben, das eine Auslaßöffnung in der Vorderfläche oder Rückfläche des Gehäuses aufweist. Die Schleuderradgebläse erzeugen Luftströme, die den Zimmer- bzw. den Außen-Wärmetauscher durchströmen und durch die Auslaßöffnungen der Spiralgehäuse abgefördert werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Zimmer-Klimagerät ist das Innere eines Gehäuses durch eine Trennwand in einen Zimmerteil und einen Außenteil unterteilt, die einen nicht vertikal verlaufenden Teil aufweist. Ein Gebläsemotor ist im Außenteil des Gehäuses in der Art angeordnet, daß seine Welle rechtwinklig zum Gehäuseboden verläuft und mit ihrem einen Ende durch die Trennwand in den Zimmerteil des Gehäuses hineinragt. Ein erstes Schleuderradgebläse (Silocco-Gebläse) ist an diesem einen Ende der Motorwelle montiert, während ein zweites Schleuderradgebläse an dem anderen Wellenende im Außenteil des Gehäuses angeordnet ist. Ein Zimmer-Wärmetauscher ist in einem vorbestimmten Abstand zu einer Ansaugöffnung im vorderen Ende des Zimmerteils so angeordnet, daß die Raumluft durch die Zimmer-Saugöffnung und den Zimmer-Wärmetauscher mittels des ersten Schleuderradgebläses eingesaugt und in den Raum durch den Zimmer-Abströmstutzen zurückgefördert wird. In einem vorbestimmten Abstand zur Saugöffnung an der Rückseite des Außenteiles ist ein Außen-Wärmetauscher derart montiert, daß die Außenluft durch die Außen-Saugöffnung und den Außen-Wärmetauscher mittels des zweiten Schleuderradgebläses angesaugt und durch den Außen-Abströmstutzen abgefördert wird. Das erfindungsgemäße Klimagerät hat eine wesentlich verringerte Dicke gegenüber einem bekannten Gerät vom gleichen Typ.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein Vertikal-Zimmer-Klimagerät bekannter Art;

Fig. 2 das Gerät nach Fig. 1 im Querschnitt längs der Schnittlinie H-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt durch ein Klimagerät gemäß der Erfindung;

Fig. 4 das Klimagerät nach Fig. 3 im Querschnitt längs der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 einen Querschnitt des Klimageräts nach Fig. 3 längs der Schnittlinie V-V in Fig. 3;

Fig. 6 eine bei einem erfindungsgemäßen Zimmer-Klimagerät eingesetzte einstückige Baugruppe;

Fig. 7 einen Schnitt durch die Baugruppe nach Fig. 6 längs der Schnittlinie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 einen Schnitt durch die Baugruppe nach Fig. 6 längs der Schnittlinie VIII-VIII.

Die in den Fig. 3-5 dargestellte bevorzugte Ausführung des neuen Klimagerätes weist ein Gehäuse 21 mit einem Boden 22 auf, auf dem ein Kompressor 23 und ein Träger 24 befestigt sind. Der Träger 24 trägt eine Trennwand 27, die den Innenraum des Gehäuses 21 in einen Zimmerteil und einen Außenteil 26 unterteilt. An der zum Außenteil weisenden Fläche der Trennwand 27 ist eine Halterung

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montiert, die einen Gebläsemotor starr abstützt, dessen Welle 30 rechtwinklig zum Gehäuseboden 22 verläuft. Ein Ende der Welle 30 durchragt einen waagerecht abgewinkelten Teil 27a der Trennwand 27 und ragt in den Zimmerteil 25 hinein. Ein einseitig ansaugendes Schleuderradgebläse 31 (Silocco-Gebläse 31) ist an dem in den Zimmerteil 25 hineinragenden Ende der Welle 30 montiert. Ein doppelseitig ansaugendes Schleuderradgebläse 32 ist am anderen Ende der Welle 30 montiert, die sich im Außenteil 26 des Gehäuses erstreckt. Das Schleuderradgebläse 31 ist von einem Spiralgehäuse 33 umgeben, das durch die Trennwand 27 abgesützt ist und einen in den zu klimatisierenden Raum führenden Auslaßstutzen 3^ aufweist. Das doppelseitig ansaugende Schleuderradgebläse 32 ist von einem Spiralgehäuse 35 umgeben, das an der Trennwand 27 abgestützt ist und einen Auslaßstutzen 36 in der Rückseite des Gehäuses 21 aufweist, der zur Außenseite hin offen ist.

Ein Zimmer-Wärmetauscher 37 ist über - nicht dargestellte - Tragelemente am Gehäuseboden 22 befestigt und an der Vorderseite des Zimmerteils 25 angeordnet. Ein Außen-Wärmetauscher 38 ist durch - nicht dargestellte - Tragelemente ebenfalls am Gehäuseboden 22 befestigt und im Außenteil des Gehäuses 21 angeordnet. Eine Zimmer-Saugöffnung 39 ist im Zimmerteil 35 in einem vorbestimmten Abstand zum Zimmer-Wärmetauscher 37 ausgebildet. An der Rückseite des Gehäuses im Außenteil 26 ist eine Außen-Saugöffnung HO in einem vorbestimmten Abstand zum Außen-Wärmetauscher 38 vorgesehen. Bei dieser Konstruktion sind Teile der Spiralgehäuse 33 und 35 als Teile der Trennwand 27 ausgebildet. Das Kältemittel wird vom Kompressor 2 3 zum Außen-Wärmetauscher 36 gefördert, von welchem es zu dem Innen-Wärmetauscher 37 und danach wieder zum Kompressor 23 zurückgeführt wird.

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In einem derartig ausgebildeten Zimmer-Klimagerät wird bei laufendem Kompressor 23 und Gebläsemotor 2$ das Kältemittel im Kompressor 23 komprimiert und zum Außen-Wärmetauscher 38 gefördert. Durch das vom Gebläsemotor angetriebene beidseitig ansaugende Schleuderradgebläse wird die Luft im Außen-Teil 26 des Gehäuses 21 durch den Auslaßstutzen 36 des Spiralgehäuses 35 abgefördert. Dadurch stellt sich ein negativer oder subatmosphärischer Druck im Außenteil 26 ein, so daß Außenluft durch die Saugöffnung 40 angesaugt und über den äußeren Wärmetauscher 38 in Richtung der Pfeile C wieder nach außen abgefördert wird. Das bei der Verdichtung im Kompressor 23 erwärmte Kältemittel wird dadurch im Außen-Wärmetauscher 38 wieder abgekühlt. Das vom Außen-Wärmetauscher 38 zu dem Zimmer-Wärmetauscher 37 geförderte Kältemittel expandiert und kühlt dabei den Zimmer-Wärmetauscher 37. Das vom Geblüsemotor 29 angetriebene einseitig ansaugende Schleuderradgebläse 31 fördert die Luft im Zinmsrteil 25 des Gehäuses 21 durch den Auslaßstutzen ~5>l des Spiralgehäuses 33. Dadurch entsteht ein negativer oder subatmosphärischer Di. e.V. im Zimmert eil 25 des Gehäuses 21, so daß die Raumluft durch die Saugöffnung 39 und den Zimmer-Wärmetauscher 37 in Richtung der Pfeile B angesaugt wird. Die durch die Saugwirkung eingezogene Luft wird beim Durchströmen des gekühlten Zimmer-Wärmetauschers 37 abgekühlt und gelangt in den Raum wieder durch den Auslaßstutzen 34 des Spiralgehäuses 33 durch die Förderwirkung des Schleuderradgebläses 31 zurück.

Die Fig. 6-8 zeigen eine spezifische Ausbildung einer bei dem vorstehend beschriebenen Gerät eingesetzten Trennwand. Ein Trennwandteil 27', ein Montagesitz 28·, ein Spiralgehäuse 33¹ und ein Teil eines Spiralgehäuses 35' sind einstückig ausgebildet und bilden die Trennwand Hl, Der andere Teil 35" des Spiralgehäuses 35' ist als gesondertes Bauteil hergestellt, das beim Zusammenbau des Zimmer-

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Klimagerätes mit der Trennwand *J1 verbunden wird. Die so gebildete Gebläsebaugruppe mit einem Gebläsemotor und Schleuderradgebläsen kann somit als einstückiges Bauteil ausgebildet sein, das lösbar in dem Zimmer-Klimagerät befestigt werden kann. Die Kunststofftrennwand 4l kann durch Gießen von Kunststoffmaterial in einer Form einstükkig hergestellt werden. Die zum Gießen der Trennplatte 41 verwendete Form muß nur in den Richtungen der Pfeile G, H und I in Fig. 6 nach dem Einfüllen des Kunststoffmaterials und Setzen der Charge geöffnet oder geschlossen werden.

Beim Montieren des Gebläsemotors 29 an dem Montagesitz 28' kann der erstere am letzteren entweder direkt oder, falls erforderlich, unter Zwischenschaltung von Schwingungs-Dämpfungsgliedern montiert werden.

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Claims

Ansprüche

l.JZimmer-Klimagerät mit einem Gehäuse, einer den Gehäuse- :rrinenraum in einen Zimmer- und einen Außenteil unterteilenden Trennwand, die mindestens einen zum Gehäuseboden nicht senkrechten Teil aufweist, mit einem ersten Wärmetauscher an der Front des Zimmerteiles, mit einem zweiten Wärmetauscher an der Rückseite des Außenteiles, mit einem Gebläsemotor, dessen Welle die Trennwand durchsetzt und an seinem einen Ende im Zimmerteil ein Schleuderradgebläse sowie an seinem anderen Ende im Außenteil ein weiteres Gebläse trägt, mit einer in der Frontseite des Zimmerteiles in einem vorbestimmten Abstand zum ersten Wärmetauscher angeordneten Ansaugöffnung, der eine ebenfalls in der Frontseite des Zimmerteiles angeordnete Abströmöffnung zugeordnet ist, mit einer in einem vorbestimmten Abstand zum zweiten Wärmetauscher in der Gehäuaewand des Außenteiles angeordneten Ansaugöffnung und mindestens einer rückseitigen Abstrumöffnung für die durch das zweite Gebläse angesaugten Außenluft,

dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (30) des Gebläsemotors (2 9) senkrecht zum Gehäuseboden (22) ausgerichtet ist und den zum Boden abgewinkelt verlaufenden Teil (27a) der Trennwand (27) durchragt, daß an dem im Außenteil angeordneten Ende (30) der Welle ebenfalls ein Schleuderradgebläae (32) angeordnet ist, daß die Abströmöffnung (3¹O des Zimmerteiles (25) mit einem sich tangential am Außenumfang des ersten Schleuderradgebläses (31) erstreckenden Auslaß verbunden ist, daß die Anaaugßffnung (.40) des Gebläses (32) in der Rückseite des Außenteiles (26) angeordnet und mit einem sich tangential am Außenumfang des zweiten Schleuderradgebläses (32) erstreckenden Auslaß verbunden ist und daß beide Schleuderrad-

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gebläse (31 und 32) jeweils gesondert die Zimmerluft bzw. die Außenluft axial durch die jeweiligen Wärmetauscher (37 bzw. 38) ansaugen und sie in Umfangsrichtung durch die Abströmöffnung (3^ bzw. 36) tangential aus dem Zimmerteil (25/bzw. dem Außenteil (26) abfördern.
2. Zimmer-Klimagerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebläsemotor (29) an dem abgewinkelten Wandteil (27a) montiert ist und ein Ende der Motorwelle (30) durch die Trennwand (27a) in den Zimmerteil (25) hineinragt, während das andere Wellenende im Außenteil (26) angeordnet ist.
3. Zimmer-Klimagerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Leitelemente (33, 35) den Zimmerteil (25) und den Außenteil (26) des Gehäuses in eine Saugseite und in eine Druckseite für jedes der Schleuderradgebläse (31 bzw. 32) unterteilen und die angesaugte Luft zu jedem Gebläse (31» 32) vom Zimmer bzw. von außen über die Wärmetauscher führen und die von den Gebläsen abgeförderte Luft wieder in das Zimmer bzw. nach außen zurückleiten.
4. Zimmer-Klimagerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Leitelemente für die beiden Gebläse (3I·, 32) als Spiralgehäuse (33, 35) ausgebildet und im Gehäuse befestigt sind und jeweils eine der Ansaugöffnung jedes der Gebläse zugeordnete Einströmöffnung sowie eine zum jeweiligen Auslaßgehäuse führende Abströmöffnung aufweisen.
5. Zimmer-Klimagerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleuderradgebläee (3D im Zimmerteil einseitig ansaugt und daß das Schleuderradgebläse (32) im Außenteil als zweiseitig ansaugendes Gebläse ausgebildet ist.

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6. Zimmer-Klimagerät nach Anspruch 3 oder ¹J, dadurch ge kennzeichnet, daß das erste Spiralgehäuse (33) und zu mindest ein Teil des zweiten Spiralgehäuses (35) einstückig mit der Trennwand (27) ausgeführt sind.

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