有噪音消除特征的加热或加热和空气调节单元及使用方法

专利名称：有噪音消除特征的加热或加热和空气调节单元及使用方法
技术领域：
本发明涉及一种加热单元或者加热和空气调节单元，特别地涉及 与单元的加热器有关的挡板的使用，当该单元在加热模式下操作时， 该挡板用于消除噪音。
背景技术：
用于舒适加热的电加热器的使用已经在工业中广为人知。加热器 可以是开路线圈型的或者管型的，或者封闭型的。开路线圈加热器的 技术的示例在美国专利No.6,443，318， No.6，509,554， No.6,593，554， No.6,600，141， No.6，624，398，和No.6,723，968中示范。用于舒适加热 的封闭管状加热器的示例可以在由工业工程及设备公司(Industrial Engineering & Equipment Co.)禾口 Brash制造集团公司 (Brasch Manufacturing Company, Inc )制造的产品中找到。电加热器使用的一个显著的方面在于将加热器安装在设备内部， 该设备通过风扇或者吹风机传送空气。用于这种目的的一种类型的设 备一般被称为"室内空调器"，意思是或者定位在要调节的居住空间 内、定位在居住空间的墙壁中、或者通过房间的窗口安装的单件设备。 本质上，这些单元可以根据用户的偏好提供热和冷的空气。另一种类 型的设备可以仅仅是一个使用加热器和吹风机或者风扇的加热单元。 这些类型的设备通常被称为空间加热器，成套终端空调器和窗口空调 器。该设备将空气直接传送进居住空间或者室内。在一些情况下，该 设备构造为，使用非常简单的管道系统或者通过相邻空间的设计，在不止一个房间内进行空气调节，以允许空气在它们之间移动。 一些应 用的示例是家庭、旅馆、汽车旅馆、辅助住房设施、疗养院、大学或 者其他这种研究或者商业场所。另一个特征是设备的风扇或者吹风机从被调节的空间内吸取或者 抽取空气，然后设备适当地调节空气并且直接将调节的空气排放回室 内。根据设备的配置，通常将电加热器定位在或者设备吹风机或者风 扇的吸入侧上或者排放侧上。可选地，空气可以从房间或者区域的外 部内吸入。风扇和吹风机的一个特征在于，在操作时，空气移动和由空气移 动所产生的涡流可能会引起系统的旋转部件的振动。另外，在空气移 动过系统时，空气自身会产生扰动。在加热器多次操作期间，振动或 者扰动的水平可能变化。该变化或者是由于加热空气的膨胀、移动空 气所引起的涡流导致的或者导致电加热器所产生的热影响系统的周围 部件。这些扰动的任何一个或者所有可以上升到可被房间的住户察觉 到的可以听到的水平。容易听到由"室内空调器"所产生的扰动的人可能是旅馆、汽车 旅馆的宿者、办公室的使用者、研究所的住户、诸如办公室等的商业 场所的使用者等。无论是加热单元还是加热和空气调节单元，声音从 所述单元发出，并且由于这些声音扰乱使用者，因此这些声音是成问 题的。发明内容本发明克服了从单元发出的讨厌的噪音，该单元包括加热器和风 扇，用于加热特定空间。典型地，该单元构造有紧密邻近的风扇和加 热器，从而进入风扇的加热的空气或者驱动进入加热器的受迫空气能 够使得单元产生可以听到的嗡嗡声或者噪音。尽管该单元仅仅是加热器和风扇的结合，但是它也可以是加热器、 风扇和空气调节装置的结合，该空气调节装置包括与加热器相一致的 蒸发器线圈，用于处理空气。该空气调节单元可以是室内空调器，该 室内空调器可以以任意数量的方式安装或者配置，以加热期望的空间。 适于本发明的特定的空气调节单元是成套终端空调器(PTAC)。在大 多数实例中，加热器处于风扇的上游，但是在某些应用中，风扇可能 处于加热器的上游，在该种布置中两者的相邻仍然会产生讨厌的可以 听到的嗡嗡声。为了去除当加热器在这些单元类型中操作时产生的可以听到的嗡 嗡声，挡板被放置在加热器和风扇之间。相信的是，挡板干扰了在加 热器和风扇之间的空气流动，从而由于加热器操作所产生的任何噪音 可以被减小到可以听到的水平之下或者去除掉。因此，在使用该单元 的房间或者地方中的人员不会遭受任何讨厌的噪音。该挡板的定位可以根据加热器和风扇的物理布置而改变。在PTAC单元中，通过覆盖 加热器区域的一部分能够实现噪音消除，该加热器具有在加热器线圈 上方通过的空气，用于加热目的。因此，根据本实施例，公开了一种开路线圈电阻加热器。该加热器包括框架。该加热器还包括至少一个电阻线圈。该加热器还包括多个绝热器，该绝热器将该至少一个电阻线圈连接到框架。多个绝热器 和至少一个电阻线圈形成空气流动区以从加热器排出空气。该加热器还包括至少一个挡板，该挡板靠近所述至少一个电阻线圈定位以覆盖 所述空气流动区。进一步根据本发明的实施例，公开了一种使用加热单元或者加热 和空气调节单元的方法。该方法包括由风扇通过开路线圈电阻加热器 将空气吸入。该开路线圈电阻加热器包括至少一个电阻线圈，该至少 一个电阻线圈通过绝热器支撑在框架上。该方法还包括为加热器供能 以加热空气。该方法还包括利用定位在所述风扇和所述至少一个电阻线圈之间的挡板部分地干扰来自加热器的空气。进一步根据本发明的实施例，还公开了一种加热器单元或者加热和空气调节单元。该单元包括开路线圈电阻加热器，其中，该加热器具有框架。该单元还包括至少一个电阻线圈。该单元还包括多个绝热器，该绝热器将所述至少一个电阻线圈连接到框架。所述绝热器和所 述至少一个电阻线圈形成空气流动区以从加热器排出空气用于加热空间。该单元包括至少一个挡板，该挡板邻近所述至少一个电阻线圈定 位以覆盖所述空气流动区。


附图示出了本发明的实施例，并且包含这些附图以进一步理解本 发明。附图构成了说明书的一部分。下面列出的附图，连同说明一起， 用于解释本发明的原理。图1示出了具有根据公开的实施例的挡板的加热器。图2示出了结合了根据公开的实施例的加热器和挡板的PTAC的 侧视图。图3示出了根据公开的实施例的加热器和挡板的侧视图。图4和5示出了根据公开的实施例的挡板的构造。图6示出了定位在根据公开的实施例的加热器上的另一个挡板构造。
具体实施方式
特别地适于本发明的一个单元是成套终端空调器(packaged terminal air conditioner)或者PTAC。该单元具有定位在切向风扇的入口 侧上的电加热器。在这些类型的单元中，风扇通过入口护栅和空气过 滤器、通过空调器线圈，并且在加热器的加热元件上方将空气吸入， 在该加热器的加热元件处，空气被合理地加热。加热的空气移动到切 向风扇的叶片，并且最后，加热的空气被切向风扇驱动穿过单元的出口护栅并返回到室内。对于房间的住户，由电加热器所加热的空气所产生的涡流穿过PTAC，常常会产生令人讨厌的噪音水平。图1示出了加热器100，该加热器具有挡板15，以减小PTAC或 者其他应用装置的振动和噪音。加热器100使用适当大小的穿孔的金 属板或者挡板15，该金属板或者挡板具有足够直径或者孔间隔的孔或 者穿孔，并且当适当地定位时，这些孔或者穿孔可以减小由于移动空 气所导致的从PTAC发出的噪音。加热器100被安装在空气调节线圈 和切向风扇之间的位置，从而空气在与由加热器线圈所限定的平面大 体垂直的方向上流过加热器100的面的上方。空气移过加热器线圈， 空气的至少一部分穿过部分地覆盖加热器100的面的穿孔的金属板。在板内的孔具有这样的直径和间隔使得能够允许足够的空气流， 并且允许PTAC合理的操作。该板被合理地隔开从而电间隙被保持在 加热器线圈和系统的金属部分之间。通过适当地选择穿孔金属板相对 于电加热器的位置，由加热的空气所产生的涡流被充分地干扰，从而 不会从PTAC发出讨厌的噪音。进一步，板或者挡板可以作为开路线 圈电加热器的一部分被安装，或者作为单元的一个部分被安装，但是 与加热器分开。参考图l，加热器的部件特征在于，加热器具有框架l，多个线圈 2和14，凸出端子和凹入端子6和7，顶板10，安装在顶板10中的温 度调节装置12和13，端板1-3，稳定杆1-5，端子板1-1，和支撑杆1-2， 以及用于将线圈2和14支撑在加热器框架1上的夹置扁平套管组件(绝 热器)1-4。优选地，加热器线圈2是1千瓦(kw)的线圈，这些线圈当电流 流过它们时提供热量。线圈14可以是2kw的线圈。螺钉3和螺母4用 于将端子6和7安装到端子板1-1。标签8可以为用户提供关于加热器 100的信息。如图所示，挡板15可以覆盖全部线圈2和14或者覆盖部分线圈2 和14。挡板15可以连接到框架1或者顶板10，以紧临但不接触线圈2 和14。挡板15包括具有相同直径和间隔距离的孔。该孔优选地定位成 垂直于线圈2和14的方向移动空气。进一步，挡板15可以从宽度的 角度覆盖全部线圈2和14或者覆盖部分线圈2和14。换言之，挡板 15可以不必自始至终延伸过加热器100。图2示出了 PTAC 200的示意表示的侧视图，示出了加热器100， 空调器蒸发器20，风扇30和出口孔40。 PTAC200包括包围上面列出 的所有部件的外壳202。引入空气50流过蒸发器20,又穿过加热器100。 用户可以选择PTAC200执行那种功能，冷却或者加热引入空气50。风 扇30接受热风或者冷风，并将其作为流出空气206吹出出口孔40。没 有示出用于引入空气50的护栅和过滤器。图2还示出了风扇30邻近加热器100，并且示出了它们两个如何 紧密邻近。紧密邻近使得从加热器100出来并进入风扇30的空气可能 产生噪音问题。在该实施例中，挡板15在减少噪音的有效性是通过将 挡板15放置在加热器100的至少一部分上，本质上是覆盖对于三组线 圈中的两组的加热器的流出来获得的。相信的是，风扇到上线圈2和 14和夹紧扁平套管(绝热器)1-4的邻近产生了有助于产生噪音的涡流。可选地，加热器100和风扇30不是紧密邻近，但是挡板15仍然可以 应用到加热器100。由于当挡板15处于适当位置时，在加热器100的操作期间噪音被 减小，因此挡板15的放置提供了噪音消除。挡板15将穿过加热器100 的空气引向特定的方向进入风扇30，从而减少噪音和振动。由于挡板 15内的孔集中了空气流，因此涡流被避免。进一步，在加热器启动时， 噪音更加显著，并且当使用挡板15时，该噪音可以有效地消除。在该 实施例中，可以实现有效的噪音去除而不覆盖整个加热器流动区域，从而挡板15不必定位在最下端的线圈的上方，以校正噪音问题，如所示出的线圈14。由于需要更少的挡板材料，所以这也可以节约成本。尽管PTAC单元示例为能够使用加热器和挡板的结合的一个单 元，但是相信的是，挡板15和加热器100可以应用在仅仅涉及风扇30 的单元中，其中风扇30和加热器相对彼此定位以产生上述的噪音扰动。 另外，尽管PTAC示出为将加热器和空调器结合的一个特定构造，但 是加热器和挡板结合可以与其他的空气调节单元一起应用，其中风扇 30和加热器IOO可相互定位以产生或者贡献上述噪音扰动。如上所注意的，挡板15可以利用传统连接技术安装到加热器100， 或者安装到包含加热器100但是与加热器分离的单元。如果必需或者 期望简化的安装，或者需要将挡板15安装在特定的位置以实现噪音消 除，则另一选择是利用单元和加热器支撑挡板15。参考图3，挡板15 示出为覆盖加热器100的一部分。挡板15通过框架1的螺钉302连接 到加热器100。挡板15的顶部可以连接到加热器100的端板1-3。挡板 15沿着加热器100的从顶部到底部的高度部分地向下延伸。尽管在图3中挡板15示出为覆盖了加热器100的一部分，但是挡 板15可能覆盖整个加热器开口，该加热器开口作为加热的空气传到加 热器100下游的流动区。风扇30和加热器100的位置可能需要使用多 个挡板15用于噪音消除。尽管挡板15示出为具有圆形开口的金属穿孔板，但是它可以采用 能够允许空气从加热器流到风扇的其他的形式。示例可包括具有不同 形状开口的板，例如图4中作为一个示例的狭槽402,和如在图5中的 丝网502，其中所述网可由金属丝材料制造，金属丝的间隔和直径限定 穿过网502的区域的流动。另外，参考图6，可以使用一系列的挡板15，其中，挡板15可彼此间隔开，从而加热器100从一端到另一端只有一部分被覆盖。挡板15连接到框架1，从而形成间隔602。进一步，线圈14和绝热器1-4 也被暴露出来。在所有这些构造中，人员应该避免邻近加热器100的 线圈2和14放置一个挡板15或者多个挡板15，以避免可能会引起加 热操作中断的接触。在图1中所示出的穿孔挡板具有挡板的51%的开口区。然而，应 该理解的是，这个实际的百分率仅仅是个优选的目标，并且其他的百 分率也可以使用，例如处于20-95%范围内的百分率，更优选的是 40-60%的范围。实际上，只要能够有效地减少与加热器的操作相关的 噪音，任何开口百分率都可以使用，并且挡板和/或挡板开口被设计为， 穿过加热器的空气流在由挡板所引起的压降影响单元操作的点时不被 干扰。挡板15可以由能够承受加热器100的操作条件的任何材料制作。 示例性的材料是不锈钢板，但是本领域已知的其他材料可以使用。尽管示出了单个挡板，但是多个挡板可以结合以实现期望的噪音 去除。另外，具有相同构造的挡板或者具有不同构造的挡板可以结合 在一起。例如，挡板15可以包括在上部具有一定直径的孔而在下部的 丝网。如图6所示，由于设计的限制，线圈14和绝热器l-4的一些部 分可以不被覆盖。尽管图3示出了定位在风扇30和加热器100之间的挡板15，且风 扇30处于加热器100的下游，但是特定的加热单元或者加热和空气调 节单元可以将加热器100放置在风扇30的下游，并且在这种布置中也 会产生噪音。在该种布置中，挡板15仍然可以定位在加热器100的上 游并且位于加热器100和风扇30之间，以干扰任何可由于加热器100 邻近风扇30所产生的涡流。同样地，根据本发明的优选实施例公开了本发明，这些优选实施 例实现上述本发明的目标的每个和全部，并且提供了一种用于调节封闭空间的空气的改进的加热单元或者加热和空气调节单元， 一种改进 的加热器设计，和使用的方法。当然，在不背离本发明的精神和范畴时，根据本发明教导，本领 域的普通技术人员可以对本发明进行各种改变、改进或者替换。因此， 本发明旨在仅受随附权利要求的条款的限制。
权利要求
1.一种开路线圈电阻加热器，包括框架；至少一个电阻线圈；多个绝热器，所述多个绝热器将所述至少一个电阻线圈连接到所述框架，其中，所述多个绝热器和至少一个电阻线圈形成空气流动区，以将空气从所述加热器排出；以及至少一个挡板，所述至少一个挡板设置为邻近所述至少一个电阻线圈，以覆盖所述空气流动区。
2. 如权利要求l所述的加热器，其中，所述加热器与成套终端空 气调节单元一起使用。
3. 如权利要求l所述的加热器，其中，所述至少一个电阻线圈包 括多个电阻线圈。
4. 如权利要求3所述的加热器，其中，所述至少一个挡板设置成 覆盖与所述多个电阻线圈中的至少一些相对应的空气流动区。
5. 如权利要求4所述的加热器，其中，所述多个电阻线圈包括三 个电阻线圈，并且所述至少一个挡板设置成覆盖三个电阻线圈中的两 个。
6. 如权利要求1所述的加热器，其中，所述至少一个挡板是具有 穿孔的板，其中，所述穿孔相对于所述板的面积的数量处于从大约40% 至大约95%的范围内。
7. 如权利要求6所述的加热器，其中，所述穿孔相对于所述板的 面积的数量处于从大约40%至大约60%的范围内。
8. —种使用加热单元或者加热和空气调节单元加热空间的方法， 所述方法包括由风扇将空气通过开路线圈电阻加热器吸入，其中，所述开路线 圈电阻加热器包括至少一个电阻线圈，所述至少一个电阻线圈通过绝 热器被支撑在框架上；为所述加热器供能，以加热所述空气；以及利用设置在所述风扇和所述至少一个电阻线圈之间的至少一个挡 板，部分地干扰来自所述加热器的所述空气。
9. 如权利要求8所述的方法，其中，所述单元是成套终端空调器。
10. 如权利要求8所述的方法，其中，所述至少一个电阻线包括 多个电阻线圈。
11. 如权利要求IO所述的方法，其中，所述至少一个挡板设置成 覆盖与所述多个电阻线圈中的至少一些相对应的空气流动区的一部 分。
12. 如权利要求ll所述的方法，其中，所述多个电阻线圈具有三 个电阻线圈，并且所述至少一个挡板设置成覆盖所述三个电阻线圈中 的两个。
13. 如权利要求8所述的方法，其中，所述至少一个挡板是具有 穿孔的板，其中，所述穿孔相对于所述板的面积的数量处于从大约20% 至大约95%的范围内。
14. 如权利要求8所述的方法，进一步包括使用所述挡板将所述 空气引向所述风扇。
15. —种加热器单元或者加热和空气调节单元，包括开路线圈电阻加热器，其中，所述加热器具有框架； 至少一个电阻线圈；多个绝热器，所述多个绝热器将所述至少一个电阻线圈连接到所 述框架，其中，所述绝热器和所述至少一个电阻线圈形成空气流动区，以将空气从所述加热器排出，用于加热空间；以及至少一个挡板，所述至少一个挡板设置为邻近所述至少一个电阻 线圈，以覆盖所述空气流动区。
16. 如权利要求15所述的单元，其中，所述单元是成套终端空调器o
17. 如权利要求15所述的单元，其中，所述至少一个挡板通过所 述加热器、或者所述单元、或者两者的结合被支撑。
18. 如权利要求1所述的加热器，其中，两个或者更多个挡板被 结合以包括所述至少一个挡板。
19. 如权利要求8所述的方法，其中，两个或更多个挡板设置在 所述风扇和所述加热器之间，以部分地干扰空气。
20. 如权利要求15所述的单元，其中，两个或者更多个挡板被结
全文摘要
一种用于加热单元或者加热和空气调节单元的加热器，该加热器使用定位在该单元的加热器和风扇之间的挡板。当该加热器供能时，该挡板干扰了来自加热器或者流到加热器的空气，以减少由该单元所产生的噪音。该挡板部分地干扰在加热器和风扇之间的空气流动。
文档编号F24H3/00GK101275781SQ20081008308
公开日2008年10月1日 申请日期2008年3月21日 优先权日2007年3月21日
发明者罗伯特·柯比 申请人:图特科有限公司