擺芯式凈化節(jié)能換氣的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種擺芯式凈化節(jié)能換氣機，屬于節(jié)能型通風換氣和空氣凈化裝置，用于室內外換氣并回收排氣能量和凈化新風。本發(fā)明的目的是解決現有的新風換氣機效率低、結構復雜、故障率高、孔道易被堵塞、對新風沒有凈化功能等缺陷，本發(fā)明包括機殼、風機和換熱器，其特點在于用纖維材料制作的框架型換熱芯置于換熱腔內做間歇性擺動而實現機內風道的氣流切換，使新風和排風交替地從相反方向透過其換熱材料進行熱量交換，它即具備儲熱式換熱效率高的優(yōu)點，也具備纖維式換熱器獨有的過濾凈化空氣的特點，更消除了大型轉動部件、復雜的配氣機構等帶來的易出故障可能性，為最終解決現有技術推廣應用所面臨的各種技術難題，為節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出新的貢獻。
【專利說明】擺芯式凈化節(jié)能換氣機

【技術領域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種節(jié)能型室內空氣凈化裝置，特別是用于室內外換氣并回收排氣能量和凈化新風的凈化節(jié)能換氣機。

【背景技術】
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[0002]能源危機和環(huán)境污染是全人類面臨的兩個最大的威協，室內通風換氣是消除室內空氣污染的最重要的措施，而回收換氣帶走的空調能是保證經濟的換氣的唯一手段。上世紀七十年代起就出現了能量回收換氣機。行業(yè)內通稱新風換氣機。四十多年來，這一產品引起了人們的普遍關注，其關鍵技術是換熱器，為獲得較高的熱回收率和較低的成本，世界上先后出現了幾種不同的技術方案。
[0003]最先進入市場的是板式間壁式換熱器，這也是至今絕大多數人所致力的一種型式。它是用大量導熱薄板折成波浪形層疊成立方體，用于人居空間室內外這種低溫差換熱效率很低，實際只能回收30-40 %的能量，且供空氣流通的小孔極易被灰塵堵塞而失效，此外造價還相當高，雖然由于環(huán)保節(jié)能的需求很迫切，這種產品還是很難推廣。
[0004]為提高效率，有人試圖采用轉輪式儲熱換熱器，雖然效率略有提高，但因主要部件工作時不斷旋轉，密封較困難，氣流易在機內短路竄通，機構復雜，故障率高，空間利用率低，造價更高，回收的能量不足以收回設備投資。此外，這兩種換氣機均不能對空氣凈化過濾，所以這種節(jié)能換氣的方案實際上是不可行的，至今幾乎沒有能進入家庭使用的。
[0005]近年出現了一種新的配氣式儲熱換熱器，用纖維作換熱材料，且讓它固定不動，大大提高了效率，降低了成本，且利用纖維天然具有的過濾特性，換熱的同時還能凈化空氣，這種換氣機在商用場合具有很大的推廣價值。僅管它是目前技本經濟性最佳的一種技術方案，但因其增加了不斷切換空氣的配氣機構，結構仍然較復雜，故障率也較高，此外，它的兩個通道之一在正壓下工作，換熱材料置于離心風機的出風口，高速氣流直吹換熱材料，壓力和動能損失都較大，且兩通道風量難于做到平衡，而且新風口和排風口各只有一半通道交替地開啟，風阻較大，所以這種方案處理風量和換熱效率的提高也受到一定的局限。


【發(fā)明內容】

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[0006]本發(fā)明的目的是克服現有技術的以上缺點，提供一種結構簡單、制造成本低廉、故障率更低、換熱效率更高的具有節(jié)能換氣、凈化新風功能的換氣機，使其廣泛推廣應用成之為可。
[0007]本發(fā)明設計了一種新型擺芯式凈化節(jié)能換氣機來實現上述目的，這種擺芯式凈化節(jié)能換氣機包括包括機殼10、置于機殼內的換熱器20和風機裝置40 ;機殼10為箱形，箱壁上有與室內相通的回風口 15h、送風口 15s、與室外相通的新風口 15x和排風口 15p ;機殼內腔有橫隔板11將其分隔為風機腔13和換熱腔14，風機裝置40置于風機腔中；換熱腔被豎隔板12分隔為A分腔14A和B分腔14B ;所述風機裝置40包括新風風機41和排風風機42，其特征在于:
[0008]新風風機的出口與送風口 15s直接連通，排風風機的出口與排風口 15p直接連通；新風風機和排風風機的進口與換熱腔14直接連通；
[0009]換熱器20包括至少2件呈框架狀的換熱芯21和驅動機構23，至少各有I件換熱芯21分別活動地安裝在A分腔14A和B分腔14B內；換熱芯21包括框架211和嵌入其內的塊狀透氣材料，驅動機構23通過傳動機構帶動換熱芯21間歇地擺動。
[0010]所述換熱腔14中設有2件或4件換熱芯21，每件換熱芯內的塊狀透氣材料為空氣過濾棉，換熱芯的框架211兩側中部設有轉軸2111，換熱芯21借助轉軸2111活動地支承在換熱腔14和豎隔板12中；
[0011]所述驅動機構23包括減速電機231、固定在減速電機軸上的偏心曲柄232、槽孔連桿233和固定在框架的轉軸2111上的兩個曲柄銷234，槽孔連桿中有一個主動滑槽2331和兩個從動滑槽2332，偏心曲柄232插入主動滑槽，兩個曲柄銷234分別插入兩個從動滑槽，減速電機間歇轉動時，偏心曲柄在槽孔連桿的主動滑槽中相對滑動帶動它間歇地往復移動，從動滑槽帶動曲柄銷234繞轉軸2111的轉動中心轉動從而帶動換熱芯21間歇地擺動。
[0012]所述換熱腔的豎隔板12包括互相平行的兩層隔板，其中具有封閉腔121，該封閉腔與新風口 15x連通，所述驅動機構的槽孔連桿和曲柄銷包容在該封閉腔內。
[0013]本換氣機的一種基本結構是單層換熱芯式，即換熱腔14中共設有2件換熱芯21，每個分腔中I件，分別斜置在換熱腔14的兩個分腔中。換熱腔14的上壁即橫隔板11上開有送風孔141和排風孔142，送風孔開設在換熱腔14的前半部，排風孔開設在換熱腔14的后半部，分別與新風風機的進風口 411和排風風機的進風口 421連通；
[0014]機殼10箱壁上的新風口 15x設置在換熱腔14的后面，回風口 15h開設在換熱腔14的底壁前半部分；換熱腔14的底部的后半部設置有新風孔143，豎隔板12的兩層隔板下部對準新風孔143的部位開有通孔122，新風孔143通過通孔122與封閉腔121及新風口15x連通；
[0015]換熱芯21在繞其轉軸間歇性擺動時交替地用其框架頂邊和底邊遮蓋送風孔141和新風孔143同時敞開排風孔142和回風口 15h，或者遮蓋排風孔142和回風口 15h同時敞開送風孔141和新風孔143，從而使新風和回風從相反方向交替地透過換熱芯。
[0016]本換氣機的一種優(yōu)化的結構是雙層換熱芯式，即換熱腔14中設有4件換熱芯21，各有兩件換熱芯21分別斜置在換熱腔14的兩個分腔中。所述換熱腔14的上壁即橫隔板11上開有中送風孔143a、前排風孔148和后排風孔145，中送風孔143a和后排風孔145分別與新風風機41和排風風機42的進風口直接連通，前排風孔148通過置于風機腔13中的橫風道146與排風風機42的進風口連通；
[0017]機殼10箱壁上的回風口 15h開設在換熱腔14的底壁的中部，換熱腔14的底部被回風口 15h分隔的前腔底部和后腔底部分別設有前新風孔149和后新風孔149a，換熱腔的豎隔板12的兩層隔板下部對準前新風孔149和后新風孔149a的部位開有前通孔124后通孔125，使前新風孔和后新風孔通過這二通孔直接與封閉腔121及新風口 15x連通；
[0018]各分腔中的兩換熱芯的轉軸互相平行地支承在機殼10和豎隔板12上，它們在驅動機構23的驅動下繞其轉軸間歇性擺動時交替地形成“V”字形和“ Λ ”形，從而交替地使它們的內側與回風口 15h對接、外側與前排風孔148和后排風孔145對接或切換成內側與中送風孔143a對接、外側與前新風孔149和后新風孔149a連通，如圖8、9所示。
[0019]優(yōu)化型結構的驅動機構還需增加兩對固定在換熱芯21的轉軸2111端部的扇形齒輪副235，換熱腔14的每個分腔中的兩個換熱芯端部固定的扇形齒輪互相嚙合以實現該二換熱芯反向同步擺動，形成“V”字形和“ Λ ”形的切換。
[0020]兩種結構形式中新風風機41和排風風機42均為共用一臺雙軸伸電動機43帶動兩個風輪的雙聯離心式風機。新風口 15χ和排風口 15ρ設在機殼后面即背面，共用一根圓形或矩形風管通過墻孔伸到室外。
[0021]為提高新風凈化效果，新風風機41的進風口前設置有空氣精濾器44。
[0022]本發(fā)明與現有各類換氣機相比都具有顯著的優(yōu)越性，它即具備儲熱式換熱效率高的優(yōu)點，也具備纖維式換熱器獨有的過濾凈化空氣的特點和成本低廉、易清洗的優(yōu)勢，更消除了大型轉動部件、配氣機構等帶來的易出故障可能性，簡化了結構，提高了機內空間利用率，縮小了整機體積，為最終解決現有技術推廣應用所面臨的各種技術難題，為節(jié)能環(huán)保事業(yè)做出新的貢獻。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0024]圖1是實施例1的新風側縱剖視示意圖，
[0025]圖2是實施例1的排風側縱剖視示意圖，
[0026]圖3是各實施例的換熱芯軸測投影示意圖，
[0027]圖4是實施例1的橫剖視示意圖，
[0028]圖5是實施例1的驅動機構示意圖，
[0029]圖6是實施例2的新風側縱剖視示意圖，
[0030]圖7是實施例2的排風側縱剖視示意圖，
[0031]圖8是實施例2的橫剖視示意圖，
[0032]圖9是實施例2的驅動機構示意圖，。
[0033]圖10是兩實施例新風口和排風口示意圖。

【具體實施方式】
[0034]實施例1
[0035]本發(fā)明的實施例1如圖1-5、10所示，本例是一種基本結構是單層換熱芯的擺芯式凈化節(jié)能換氣機，掛在墻上使用，它包括包括機殼10、置于機殼內的換熱器20和風機裝置40 ;機殼10為箱形，箱壁上有與室內相通的回風口 15h、送風口 15s、與室外相通的新風口15x和排風口 15p?；仫L口設在機殼底部，送風口設在機殼正面上部，新風口 15x和排風口15p設在機殼后面即背面，共用一根圓形或矩形風管通過墻孔伸到室外，如圖10所示。
[0036]機殼內腔有橫隔板11將其分隔為風機腔13和換熱腔14，風機裝置40置于風機腔中；換熱腔被豎隔板12分隔為A分腔14A和B分腔14B。
[0037]風機裝置40包括新風風機41和排風風機42，新風風機的出口與送風口 15s直接連通，排風風機的出口與排風口 15p直接連通；新風風機和排風風機的進口與換熱腔14直接連通；這樣能保證兩個風道都是負壓下工作，換熱器都在風機進風口前，避免了風機出口的高速氣流對換熱芯的沖擊產生能量損失，增加摩擦熱和噪聲，也有利于兩通道的氣流量平衡。
[0038]換熱器20包括2件呈框架狀的換熱芯21和驅動機構23，2換熱芯21分別活動地斜置安裝在A分腔14A和B分腔14B內；換熱芯21包括框架211和嵌入其內的塊狀透氣材料，最經濟的透氣材料是普通定氣過濾棉，即能換熱又具有良好的過濾凈化作用。換熱芯的框架211兩側中部設有轉軸2111，換熱芯21借助轉軸2111活動地支承在換熱腔14和豎隔板12中。
[0039]驅動機構23通過傳動機構帶動換熱芯21間歇地擺動。驅動機構包括減速電機231、固定在減速電機軸上的偏心曲柄232、槽孔連桿233和固定在框架的轉軸2111上的兩個曲柄銷234，槽孔連桿中有一個主動滑槽2331和兩個從動滑槽2332，偏心曲柄232插入主動滑槽，兩個曲柄銷234分別插入兩個從動滑槽，減速電機間歇轉動時，偏心曲柄在槽孔連桿的主動滑槽中相對滑動帶動它間歇地往復移動,從動滑槽帶動曲柄銷234繞轉軸2111的轉動中心轉動從而帶動換熱芯21間歇地擺動。
[0040]換熱腔的豎隔板12包括互相平行的兩層隔板，其中具有封閉腔121，該封閉腔與新風口 15x連通，所述驅動機構的槽孔連桿和曲柄銷包容在該封閉腔121內。
[0041]換熱腔14的上壁即橫隔板11上開有送風孔141和排風孔142，送風孔開設在換熱腔14的前半部，排風孔開設在換熱腔14的后半部，分別與新風風機的進風口 411和排風風機的進風口 421連通；
[0042]機殼10箱壁上的新風口 15x設置在換熱腔14的后面，回風口 15h開設在換熱腔14的底壁前半部分；換熱腔14的底部的后半部設置有新風孔143，豎隔板12的兩層隔板下部對準新風孔143的部位開有通孔122，新風孔143通過通孔122與封閉腔121及新風口15x連通；
[0043]換熱芯21在繞其轉軸間歇性擺動時交替地用其框架頂邊和底邊遮蓋送風孔141和新風孔143同時敞開排風孔142和回風口 15h，或者遮蓋排風孔142和回風口 15h同時敞開送風孔141和新風孔143，從而使新風和回風從相反方向交替地透過換熱芯，與換熱芯進行熱交換，這種相反方向透氣能保持換熱材料中的溫度梯度，是儲熱式換熱器的技術關鍵之所在。
[0044]新風風機41和排風風機42均為共用一臺雙軸伸電動機43帶動兩個風輪的雙聯離心式風機，當然也可用兩個獨立的風機，成機較高，占用空間較大。
[0045]為提高新風凈化效果，新風風機41的進風口前設置有空氣精濾器44，不同精度的高效空氣過濾器可用作滿足不同需要的空氣精濾器。
[0046]實施例2
[0047]本發(fā)明的實施例2如圖3、6_10所示。
[0048]本例是一種優(yōu)化的結構，換熱腔的每個分腔中有雙層換熱芯式，即換熱腔14中共設有4件換熱芯21，主要結構與例I基本相同，不同處主要在換熱芯的數量與布置、驅動機構，機內風口風道等。
[0049]所述換熱腔14的上壁即橫隔板11上開有中送風孔143a、前排風孔148和后排風孔145，中送風孔143a和后排風孔145分別與新風風機41和排風風機42的進風口直接連通，前排風孔148通過置于風機腔13中的橫風道146與排風風機42的進風口連通；
[0050]機殼10箱壁上的回風口 15h開設在換熱腔14的底壁的中部，換熱腔14的底部被回風口 15h分隔的前腔底部和后腔底部分別設有前新風孔149和后新風孔149a，換熱腔的豎隔板12的兩層隔板下部對準前新風孔149和后新風孔149a的部位開有前通孔124后通孔125，使前新風孔和后新風孔通過這二通孔直接與封閉腔121及新風口 15x連通；
[0051]兩個換熱芯21分別斜置在換熱腔14的兩個分腔中，各分腔中的兩換熱芯的轉軸互相平行地支承在機殼10和豎隔板12上，它們在驅動機構23的驅動下繞其轉軸間歇性擺動時交替地形成“V”字形和“ Λ ”形，從而交替地使它們的內側與回風口 15h對接、外側與前排風孔148和后排風孔145對接或切換成內側與中送風孔143a對接、外側與前新風孔149和后新風孔149a連通，如圖8、9所示。換熱芯的工作原理與例I相同，只是將例I中的換熱芯加倍并聯在通道中，對氣流的通過能力增加了一倍，可在不增大機體的情況下大大提高換氣量。
[0052]優(yōu)化型結構的驅動機構還需增加兩對固定在換熱芯21的轉軸2111端部的扇形齒輪副235，換熱腔14的每個分腔中的兩個換熱芯端部固定的扇形齒輪互相嚙合以實現該二換熱芯反向同步擺動，形成“V”字形和“ Λ ”形的切換。當然齒輪副也可用連桿等其它結構替換。
[0053]以上是根據本發(fā)明構思設計的兩個具體實施例子，本發(fā)明可能的實施方式不僅限于這兩例，根據本技術方案，利用現有公知技術，不需做仍何創(chuàng)造性的勞動，即可變換出很多具體實施方案，都落在本專利的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種擺芯式凈化節(jié)能換氣機，包括機殼(10)、置于機殼內的換熱器(20)和風機裝置(40);機殼(10)為箱形，箱壁上有與室內相通的回風口(15h)、送風口(15s)、與室外相通的新風口(15x)和排風口(15p);機殼內腔有橫隔板(11)將其分隔為風機腔(13)和換熱腔(14)，風機裝置(40)置于風機腔中；換熱腔被豎隔板(12)分隔為A分腔(14A)和B分腔(14B);所述風機裝置(40)包括新風風機(41)和排風風機(42);其特征在于: 新風風機的出口與送風口(15s)直接連通，排風風機的出口與排風口(15p)直接連通；新風風機和排風風機的進口與換熱腔(14)直接連通； 換熱器(20)包括至少2件呈框架狀的換熱芯(21)和驅動機構(23)，至少各有I件換熱芯(21)分別活動地安裝在A分腔(14A)和B分腔(14B)內；換熱芯(21)包括框架(211)和嵌入其內的塊狀透氣材料，驅動機構(23)通過傳動機構帶動換熱芯(21)間歇地擺動。
2.根據權利要求1所述的擺芯式凈化節(jié)能換氣機，其特征在于: 所述換熱腔(14)中設有2件或4件換熱芯(21)，每件換熱芯內的塊狀透氣材料為空氣過濾棉，換熱芯的框架(211)兩側中部設有轉軸(2111)，換熱芯(21)借助轉軸(2111)活動地支承在換熱腔(14)和豎隔板(12)中； 所述驅動機構(23)包括減速電機(231)、固定在減速電機軸上的偏心曲柄(232)、槽孔連桿(233)和固定在框架的轉軸(2111)上的兩個曲柄銷(234)，槽孔連桿中有一個主動滑槽(2331)和兩個從動滑槽(2332)，偏心曲柄(232)插入主動滑槽，兩個曲柄銷(234)分別插入兩個從動滑槽，減速電機間歇轉動時，偏心曲柄在槽孔連桿的主動滑槽中相對滑動帶動它間歇地往復移動，從動滑槽帶動曲柄銷(234)繞轉軸(2111)的轉動中心轉動從而帶動換熱芯(21)間歇地擺動: 所述換熱腔的豎隔板(12)包括互相平行的兩層隔板，其中具有封閉腔(121)，該封閉腔與新風口(15x)連通，所述驅動機構的槽孔連桿和曲柄銷包容在該封閉腔內。
3.根據權利要求1或2所述的擺芯式凈化節(jié)能換氣機，其特征在于: 所述換熱腔(14)的上壁即橫隔板(11)上開有送風孔(141)和排風孔(142)，送風孔開設在換熱腔(14)的前半部，排風孔開設在換熱腔(14)的后半部，分別與新風風機的進風口(411)和排風風機的進風口(421)連通； 機殼(10)箱壁上的新風口(15x)設置在換熱腔(14)的后面，回風口(15h)開設在換熱腔(14)的底壁前半部分；換熱腔(14)的底部的后半部設置有新風孔(143)，豎隔板(12)的兩層隔板下部對準新風孔(143)的部位開有通孔(122)，新風孔(143)通過通孔(122)與封閉腔(121)及新風口(15x)連通； 所述換熱腔(14)中設有2件換熱芯(21)，分別斜置在換熱腔(14)的兩個分腔中，在繞其轉軸間歇性擺動時交替地用其框架頂邊和底邊遮蓋送風孔(141)和新風孔(143)同時敞開排風孔(142)和回風口(15h)，或者遮蓋排風孔(142)和回風口(15h)同時敞開送風孔(141)和新風孔(143)。
4.根據權利要求1或2所述的擺芯式凈化節(jié)能換氣機，其特征在于: 所述換熱腔(14)的上壁即橫隔板(11)上開有中送風孔(143a)、前排風孔(148)和后排風孔(145)，中送風孔(143a)和后排風孔(145)分別與新風風機(41)和排風風機(42)的進風口直接連通，前排風孔(148)通過置于風機腔(13)中的橫風道(146)與排風風機(42)的進風口連通； 機殼(10)箱壁上的回風口(15h)開設在換熱腔(14)的底壁的中部，換熱腔(14)的底部被回風口(15h)分隔的前腔底部和后腔底部分別設有前新風孔(149)和后新風孔(149a)，換熱腔的豎隔板(12)的兩層隔板下部對準前新風孔(149)和后新風孔(149a)的部位開有前通孔(124)后通孔(125)，使前新風孔和后新風孔通過這二通孔直接與封閉腔(121)及新風口(15x)連通； 所述換熱腔(14)中設有4件換熱芯(21)，各有兩件換熱芯(21)分別斜置在換熱腔(14)的兩個分腔中，各分腔中的兩換熱芯的轉軸互相平行地支承在機殼(10)和豎隔板(12)上，它們在驅動機構(23)的驅動下繞其轉軸間歇性擺動時交替地形成“V”字形和“Λ”形，從而交替地使它們的內側與回風口(15h)對接、外側與前排風孔(148)和后排風孔(145)對接或切換成內側與中送風孔(143a)對接、外側與前新風孔(149)和后新風孔(149a)連通。
5.根據權利要求1或2或4所述的擺芯式凈化節(jié)能換氣機，其特征在于: 所述驅動機構還包括固定在換熱芯(21)的轉軸(2111)端部的扇形齒輪副(235)，換熱腔(14)的每個分腔中的兩個換熱芯端部固定的扇形齒輪互相嚙合以實現該二換熱芯反向同步擺動。
6.根據權利要求1所述的擺芯式凈化節(jié)能換氣機，其特征在于: 所述新風風機(41)和排風風機(42)為共用一臺雙軸伸電動機(43)的雙聯離心式風機。
7.根據權利要求1所述的擺芯式凈化節(jié)能換氣機，其特征在于: 所述新風風機(41)的進風口前設置有空氣精濾器(44)。
8.根據權利要求1所述的擺芯式凈化節(jié)能換氣機，其特征在于: 所述新風口(15x)和排風口(15p)設在機殼后面，共用一根圓形或矩形風管通過墻孔伸到室外。
【文檔編號】F24F12/00GK104141997SQ201310168904
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月8日 優(yōu)先權日:2013年5月8日
【發(fā)明者】吳天文, 胡光南 申請人:東莞市沃泰家用電器有限公司