空調(diào)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種空調(diào)設(shè)備，且特別是涉及一種節(jié)省能源且符合大流量需求的空調(diào) 設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 空調(diào)設(shè)備主要用來控制環(huán)境中的溫度、濕度、空氣清凈度以及空氣循環(huán)?，F(xiàn)有空調(diào) 設(shè)備不外乎是利用冷凍法或是壓電法的方式來達(dá)到上述目的。
[0003] 以冷凍法而言，主要是利用冷媒在壓縮機的作用下，發(fā)生蒸發(fā)或凝結(jié)，從而引發(fā)周 遭空氣的蒸發(fā)或凝結(jié)，以達(dá)到改變溫、濕度的目的。然而，冷凍法需耗費大量電力且需使用 冷媒循環(huán)，在現(xiàn)今環(huán)保節(jié)能的時代，反復(fù)研究其節(jié)能程序已達(dá)瓶頸。另外，壓電法是通過電 位差的轉(zhuǎn)換，形成材料上下方的溫度差異，來達(dá)成其降溫的目的。然而，雖然壓電法的電能 耗費極少，但對工業(yè)中需要大流量的空調(diào)送風(fēng)而言，完全不敷使用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種空調(diào)設(shè)備，其能夠節(jié)省能源且符合大流量需求。
[0005] 為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一種空調(diào)設(shè)備，包括機箱、氣流導(dǎo)入裝置、超音速噴嘴、兩 閥件、真空泵、連通裝置、加熱器、加濕器及氣流導(dǎo)出裝置。機箱包括入風(fēng)口及出風(fēng)口。氣流 導(dǎo)入裝置配置于機箱內(nèi)靠近入風(fēng)口的位置。超音速噴嘴配置于氣流導(dǎo)入裝置與出風(fēng)口之間 且包括依序相連且同軸的進氣部、喉部及排氣部。進氣部從遠(yuǎn)離喉部的一端的截面積至靠 近喉部的另一端的截面積呈漸縮，且喉部的截面積小于排氣部的截面積。兩閥件分別配置 于進氣部的入口及排氣部的出口。真空泵連通于超音速噴嘴。連通裝置連接于超音速噴嘴 的進氣部的側(cè)壁及排氣部的側(cè)壁，其中連通裝置與超音速噴嘴非共軸。加熱器與加濕器配 置于超音速噴嘴與出風(fēng)口之間，其中該加熱器與該加濕器的先后順序并不限制。氣流導(dǎo)出 裝置配置于加熱器及加濕器后且位于機箱內(nèi)靠近出風(fēng)口的位置。
[0006] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的加熱器與加濕器的先后順序為加熱器位于加濕器 之前及加濕器位于加熱器之前的其中一者。
[0007] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的空調(diào)設(shè)備還包括集水箱，位于排氣部在重力方向 的下方并連通于排氣部且集水箱內(nèi)的壓力實質(zhì)上等于排氣部內(nèi)的壓力。
[0008] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的空調(diào)設(shè)備還包括過濾模塊，配置于集水箱及加濕 器之間，其中集水箱內(nèi)的水適于通過過濾模塊后流至加濕器。
[0009] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的空調(diào)設(shè)備還包括發(fā)電裝置，配置于超音速噴嘴之 后，且于加熱器與加濕器之前，以供氣流通過之后產(chǎn)生電能，其中發(fā)電裝置電連接至加熱 器。
[0010] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的空調(diào)設(shè)備還包括消音筒，配置于該超音速噴嘴的 該排氣部末端。
[0011] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的喉部的內(nèi)徑尺寸為可調(diào)。
[0012] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的連通裝置包括連通管及泵。連通管具兩部分，其各 一端分別連通進氣部的側(cè)壁與排氣部的側(cè)壁。泵連接連通管的兩部分的各另一端。
[0013] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的空調(diào)設(shè)備還包括第一濾網(wǎng)，配置于靠近入風(fēng)口處。
[0014] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的空調(diào)設(shè)備還包括第二濾網(wǎng)，配置于加熱器與加濕 器之后，且于氣流導(dǎo)出裝置之前。
[0015] 基于上述，本發(fā)明的空調(diào)設(shè)備通過氣流導(dǎo)入裝置，使機箱的前段(入風(fēng)口至超音速 噴嘴的進氣部之間)具有較低的壓力，以使空氣由外界流入機箱。超音速噴嘴可通過位于兩 端的兩閥件暫時密封，并通過真空泵將超音速噴嘴內(nèi)抽成真空狀態(tài)，當(dāng)兩閥件開啟之后，由 于超音速噴嘴內(nèi)的壓力低于機箱前段的壓力，空氣便會流向超音速噴嘴。根據(jù)空氣動力學(xué) 以及質(zhì)量守恒的原理，由于進氣部從遠(yuǎn)離喉部的一端的截面積至靠近喉部的另一端的截面 積呈漸縮，空氣在流經(jīng)進氣部的過程中會被加速至超音速狀態(tài)，此時，空氣將變化為低壓低 溫狀態(tài)，而使部分的水氣凝結(jié)而出。離開超音速噴嘴的空氣呈現(xiàn)低溫與低濕度的狀態(tài)，可通 過通過加熱器與加濕器而被調(diào)整至所需的溫度與濕度，以滿足現(xiàn)場的需求。此外，為了避免 空氣流經(jīng)機箱后段(排氣部至出風(fēng)口）時受到壓力擠壓而形成震波，本發(fā)明的空調(diào)設(shè)備先利 用連通裝置將在排氣部內(nèi)的一小部分空氣抽回至進氣部，以增加進氣部中空氣的流速，并 能夠提高排氣部的出口壓力，以降低空氣流出排氣部時與排氣部外的區(qū)域之間的壓力差， 另外，還通過靠近出風(fēng)口的氣流導(dǎo)出裝置將機箱后段的壓力維持在低壓狀態(tài)，而避免空氣 在流經(jīng)加熱器與加濕器的過程中形成震波，而可順利流出空調(diào)設(shè)備。
[0016] 為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附的附 圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0017] 圖1是依照本發(fā)明的一實施例的一種空調(diào)設(shè)備的示意圖；
[0018] 圖2是圖1的空調(diào)設(shè)備的加熱器的示意圖；
[0019] 圖3是圖1的空調(diào)設(shè)備的發(fā)電裝置的示意圖；
[0020] 圖4是圖1的空調(diào)設(shè)備的加濕器的示意圖。
[0021] 符號說明
[0022] 100 :空調(diào)設(shè)備
[0023] 110:機箱
[0024] 112:入風(fēng)口
[0025] 114:出風(fēng)口
[0026] 120 :氣流導(dǎo)入裝置
[0027] 125 :氣流導(dǎo)出裝置
[0028] 130 :超音速噴嘴
[0029] 132 :進氣部
[0030] 134:喉部
[0031] 136 :排氣部
[0032] 140 :閥件
[0033] 145 :真空泵
[0034] 150 :連通裝置
[0035] 152 :連通管
[0036] 154 :泵
[0037] 160 :加熱器
[0038] 165 :加濕器
[0039] 167 :霧化噴嘴
[0040] 170:發(fā)電裝置
[0041] 172:壓電元件
[0042] 175 :集水箱
[0043] 177 :過濾模塊
[0044] 180 :消音筒
[0045] 190 :第一濾網(wǎng)
[0046] 195 :第二濾網(wǎng)
【具體實施方式】
[0047] 圖1是依照本發(fā)明的一實施例的一種空調(diào)設(shè)備的示意圖。請參閱圖1，本實施例的 空調(diào)設(shè)備100包括機箱110、氣流導(dǎo)入裝置120、超音速噴嘴130、兩閥件140、真空泵145、連 通裝置150、加熱器160、加濕器165及氣流導(dǎo)出裝置125。
[0048] 機箱110包括入風(fēng)口 112及出風(fēng)口 114。在本實施例中，入風(fēng)口 112與出風(fēng)口 114 均位于圖1中機箱110的上方的靠近兩側(cè)位置，但入風(fēng)口 112與出風(fēng)口 114的位置可視現(xiàn) 場需求而變，例如是入風(fēng)口 112與出風(fēng)口 114也可以分別配置在圖1中機箱110的左方與 右方，并不以此為限制。
[0049] 氣流導(dǎo)入裝置120配置于機箱110內(nèi)靠近入風(fēng)口 112的位置。氣流導(dǎo)入裝置120 用以產(chǎn)生壓差而造成空氣流動。在本實施例中，氣流導(dǎo)入裝置120為低壓鼓風(fēng)機，其可以降 低機箱110的前段區(qū)域(入風(fēng)口 112至超音速噴嘴130之間）的壓力，以使空氣由外界流入 機箱110。舉例而言，外界壓力為一大氣壓，氣流導(dǎo)入裝置120可使機箱110的前段區(qū)域的 壓力降至0. 2大氣壓，兩者之間的壓力差會使得外界的空氣流向機箱110。
[0050] 兩閥件140分別配置于超音速噴嘴130的兩端。在本實施例中，兩閥件140為兩 個連動電磁閥，可同時開啟或是關(guān)閉超音速噴嘴130,當(dāng)然，在其他實施例中，閥件140也可 以通過手動或是其他方式開關(guān)，只要可以達(dá)到密封超音速噴嘴130的兩端即可，閥件140的 種類并不以此為限制。
[0051] 真空泵145連通于超音速噴嘴130。本實施例的空調(diào)設(shè)備100在運作時，兩閥件 140會先關(guān)閉，真空泵145將超音速噴嘴130內(nèi)的空氣抽出至真空狀態(tài)，以提供超音速噴嘴 130內(nèi)形成超音速流的基本條件。當(dāng)超音速噴嘴130內(nèi)形成真空之后，兩閥件140便可開 啟，空氣便會因為壓力差而進入超音速噴嘴130。
[0052] 超音速噴嘴130包括依序相連且同軸的進氣部132、喉部134及排氣部136。進 氣部132從遠(yuǎn)離喉部134的一端的截面積至靠近喉部134的另一端的截面積呈現(xiàn)出漸縮 (divergent)的喇叭狀，且喉部134的截面積小于排氣部136的截面積，而使喉部134至排 氣部136的區(qū)段呈現(xiàn)出漸張（convergent)的形式。
[0053] 根據(jù)空氣動力學(xué)與質(zhì)量守恒的理論，進氣部132、喉部134及排氣部136的形狀變 化，會使得通過超音速噴嘴130的空氣被加速至超音速。以下為質(zhì)量守恒方程式（1)。
[0055] 其中，m為空氣的質(zhì)量流率，P為空氣的密度，V為空氣通過截面積A的流速。也 就是說，在空氣的質(zhì)量流率為定值，且進氣部132的截面積呈漸縮的情況下，空氣在流經(jīng)進 氣部132的過程中會持續(xù)加速，并于空氣通過喉部134時被加速至超音速。此時，被加速至 超音速的空氣不再遵循通過截面積越小處時的流速越大，而通過截面積越大處時的流速越 小的原理。與之相反的是，當(dāng)被加速至超音速的空氣自截面積較小處往截面積較大處推送 時，其流速會持續(xù)地被提升，而始終維持在超音速的狀態(tài)。也就是說，空氣在流經(jīng)排氣部136 的過程中仍可維持在超音速的狀態(tài)。
[0056] 在其中一個實施例中，喉部134的內(nèi)徑可為10厘米，排氣部136的內(nèi)徑可為11厘 米，喉部134的截面積與排氣部136的截面積之間的比例可約為I :1. 2。當(dāng)然，喉部134與 排氣部136之間的尺寸關(guān)系并不以此為限制。在另一實施例中，喉部134的內(nèi)徑尺寸為可 調(diào)。如此一來，使用者可視現(xiàn)場的風(fēng)量需求調(diào)整喉部134的內(nèi)徑，以調(diào)整空調(diào)設(shè)備吹出的風(fēng) 量大小。當(dāng)然，在喉部134的內(nèi)徑尺寸可調(diào)的實施例中，進氣部132、喉部134及排氣部136 之間的形狀變化仍維持漸縮與漸擴的形式。
[0057] 空氣在流經(jīng)超音速噴嘴130的過程中除了加速之外，也會變化為低壓低溫狀態(tài)， 而使部分的水氣凝結(jié)而出。在此階段，離開超音速噴嘴130的空氣呈現(xiàn)出比現(xiàn)場所需還要 更低溫與低濕