CN104763650B - 汽车空气处理系统中叶片通过频率音调的抑制 - Google Patents

汽车空气处理系统中叶片通过频率音调的抑制 Download PDF

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Abstract

用于汽车HVAC系统的风机中在叶片通过频率产生的噪声音调被抑制。风机包括离心式风扇和设置于风扇周围的涡卷形体。出口从涡卷形体延伸，以便引导来自涡卷形体的分界点的气流。进口与涡卷形体耦接，该进口限定包含在底部与同轴地设置于风扇上方的环形末端之间延伸的弓形环的进口喉道。局部周边围壁从弓形环向上游延伸，该围壁具有环形末端内部直径的约4％至约6.5％之间的高度。围壁跨越喉道约120°至约180°之间的圆周的周长部分。因此，在叶片通过频率产生的噪声音调被抑制，而气流没有任何显著的减少。

Description

汽车空气处理系统中叶片通过频率音调的抑制
相关申请的交叉引用
不适用。
关于联邦资助研究的声明
不适用。
背景技术
本发明总体涉及一种用于汽车的加热、通风、空气调节(HVAC)系统的风机元件，以及更具体地，涉及减少音调噪声的产生而不减小空气流量的风机进口结构。
在典型的汽车HVAC系统中，风机将新鲜或再循环空气传递至热交换器(例如，蒸发器或加热器核心)，新鲜或再循环空气随后通过通风管道或出口调风器(outlet register)分配到客舱。风机包括容纳风扇(即，叶轮)的外壳和用于旋转风扇的电机。用于汽车HVAC空气处理系统的最常用的配置采用离心式风机，其中风扇叶片的圆柱形布置通过在外壳中的轴向开口来接收进气，并离心地加速空气通过周围的涡卷形区域至出口。涡卷形区域拥有螺旋形外形，其中涡卷形的横截面积随着接近出口而增大。
离心式叶轮典型地形成为拥有多个圆柱放置的风扇叶片的旋转风机轮。设置在风机轮一边上方的进口拥有喉道，该喉道内部直径略小于风扇叶片之间的内部直径，以便使空气被引导至风机轮的内轴，从而加速进入外部涡卷形区域。喉道通常为拥有内弧和/或其他特征的环形，以产生增加流入风机的空气的文丘里效应(venturi effect)。
典型的喉道布置趋于使用环形附近的移动叶片来引起强气流相互作用。相互作用产生可被听到的音调，该音调发生在由风扇叶片数量乘以旋转速度决定的基本频率——被称为叶片通过频率(BPF)。BPF音调通常听起来像高音口哨。这种噪声会引起车辆乘员的反感。
发明内容
在本发明的一个方面，用于汽车HVAC系统的风机包括离心式风扇和设置于风扇周围的涡卷形体。出口从涡卷形体延伸，以便引导来自涡卷形体分界点的气流。进口与涡卷形体耦接，该进口限定包含在底部与同轴地设置于风扇上方的环形末端之间延伸的弓形环的进口喉道。局部周边围壁从弓形环向上游延伸，该围壁具有环形末端内部直径的约4％至约6.5％之间的高度。围壁跨越喉道约120°至约180°之间的圆周的周长部分。
根据本发明，提供一种用于汽车HVAC系统的风机，包含：
离心式风扇；
设置在风扇周围的涡卷形体；
从涡卷形体延伸以便引导来自涡卷形体的分界点的气流的出口；
耦接至涡卷形体、限定包含在底部与同轴地设置于风扇上方的环形末端之间延伸的弓形环的进口喉道的进口；以及
从弓形环向上游延伸的局部周边围壁，该局部周边围壁具有环形末端内直径的约4％至约6.5％之间的高度，其中局部周边围壁跨越喉道约120°至约180°之间的圆周的周长部分。
根据本发明的一个实施例，其中局部周边围壁从环形末端伸出。
根据本发明的一个实施例，其中局部周边围壁从底部伸出。
根据本发明的一个实施例，其中局部周边围壁具有实质上与分界点对齐的圆周中心。
根据本发明的一个实施例，其中局部周边围壁具有实质上与弓形圆环的厚度相等的厚度。
根据本发明的一个实施例，其中进口、局部周边围壁以及至少部分的涡卷形体为热塑性树脂的一体成型。
根据本发明，提供一种空气处理系统，包含：
设置在用于风扇的腔体的周围的涡卷形体；
从涡卷形体的分界点处引导气流的出口；
形成为在底部和环形末端之间延伸的弓形环的进口；以及
从弓形环向上游延伸的局部周边围壁，其中该围壁跨越喉道约120°至约180°之间的圆周的周长部分。
根据本发明的一个实施例，其中局部周边围壁具有环形末端内部直径的约4％到约6.5％之间的高度。
根据本发明的一个实施例，其中局部周边围壁具有实质上与分界点对齐的圆周中心。
根据本发明的一个实施例，其中局部周边围壁从环形末端伸出。
根据本发明的一个实施例，其中局部周边围壁从底部伸出。
根据本发明的一个实施例，其中局部周边围壁具有实质上与弓形圆环的厚度相等的厚度，并且其中进口、局部周边围壁以及至少部分的涡卷形体和出口为热塑性树脂的一体成型。
附图说明
图1是现有技术的风机的透视图；
图2是图1所示风机的截面图；
图3是显示对图1所示风机的第一修改以降低BPF噪声的截面图；
图4是显示对图1所示风机的第二修改以降低BPF噪声的截面图；
图5是图3和图4的实施例所经历的降低BPF噪声而没有气流的任何实质上减少的本发明的一实施例的透视图；
图6是图5所示风机的截面图；
图7是图5所示风机的俯视平面图，其显示到涡卷形分界点的局部周边围壁的相关部分；
图8是另一个局部周边围壁的实施例的截面图。
具体实施方式
现在参照图1，用于汽车HVAC系统的传统风机10包括典型地在上半部分和下半部分由成型的热塑性塑料制得的机箱或外壳11，组装该上半部分和下半部分用于在内部腔体中容纳风机或风扇轮12，该风机或风扇轮12连接至允许电机以可变速度旋转风扇轮12的电机轴13。如图2所示，外壳11典型地使用上半部分11A和下半部分11B，该上半部分11A和下半部分11B为分别注射成型，然后在安装风扇轮12和电机25之后组装。风扇轮12由圆柱地设置在与轴13一致的中心轴周围的单个风扇叶片14组成。外壳11包括带有形成为同轴地设置于风扇叶片14上的弓形环的喉道16的进口15。外壳11在其周边拥有涡卷形区域17，该涡卷形区域17带有随着向外壳11出口区域18旋转地移动而增大的半径。正如本领域所公知的，法兰20设置于喉道16周围，以便为供应新鲜和/或再循环空气的进气管道的连接做准备。当接收到进气并且该进气在喉道16中移动时，产生传BPF噪声，该噪声会作为令人讨厌的噪声传播至车辆乘客舱。
图2的截面图表明了在模型(phantom)中进气管道21位于法兰20上方的布局。喉道16拥有在底部部分22与环形末端23之间延伸的弓形环。环形末端23限定了内部直径24。喉道16的弓形形状使大体积的空气能够容易地流进外壳11。随着空气向下游移动流进风扇轮12里面叶片14的内部，与叶片14的相互作用产生了BPF噪声。
人们已经发现，采用附接在喉道周边的垂直环形围壁来更改进气流动模式可以解决BPF噪声。如图3所示，外壳30拥有进口31，该进口31包括弓形形状的进口喉道32并拥有与图1和图2所示实施例类似的环形末端33。另外，喉道32包括从环形末端33在上游方向伸出的直立周边围壁34。围壁34实质上是圆柱形的，因此该围壁34与气流平行。虽然研究发现围壁34的存在抑制BPF音调，但它同时减少了高达约3％的总气流。例如，减少的气流会使空调的降温性能降级。
BPF音调还可以由除了位于喉道尽头环形末端之外的周边围壁来抑制。如图4所示，修改后的外壳30拥有带进口喉道32的进口31。喉道32的弓形外形在环形末端33和底部35之间延伸。在本实施例中，周边围壁36从底部35在上游方向延伸。虽然降低了BPF音调，但总体气流仍然会减少差不多约3％。
为了在避免通过进口的总气流的实质上减少的同时抑制BPF音调，本发明采用了如图5所示的局部周边围壁。因此，如上一实施例所述，外壳40包括由在底部和同轴设置在离心式风扇42上方的环形末端之间延伸着的弓形环组成的进口喉道41。另外，局部周边围壁43从进口喉道41在上游方向延伸。在图6的截面图中可已经看出，局部周边围壁43最好可以从喉道41的环形末端44向上游(即，在图6中垂直的)延伸。围壁43具有高度45，该高度45等于横跨喉道41在环形末端44处的内部直径的约4％到约6.5％之间。局部周边围壁43最好可以成型为与喉道41以及外壳40的大部分围壁表面(最好是一体成型的)具有相同的厚度。虽然局部周边围壁43没有围绕全部周边延伸，但仍然大大地抑制了BPF音调。同时，几乎不产生总气流的减少。
如图7所示，沿喉道周边的围壁的设置具有用于降低BPF音调的最佳位置。进口40限定了带有出口的涡卷形区域47，出口限定为涡卷形分界点49一侧。局部周边围壁43最好横跨喉道41圆周的周长部分，相当于在约120°到约180°之间。另外，围壁43具有与分界点49径向对齐的圆周中心或中点50。因此，围壁43将进入气流与位于出口与涡卷形区域起始位置之间发生过渡的涡卷形区域中心的风扇叶片的相互作用最小化。
局部周边围壁可以位于除了环形末端以外的位置。如图8所示，外壳50拥有包含喉道52的进口51，该喉道52在底部53和环形末端54之间呈弓形形状。局部周边围壁55从底部53向上游延伸，同样在环形末端54处具有喉道52内部直径的约4％到约6.5％的高度。同样地，围壁55跨越喉道52约120°至约180°之间的圆周的周长部分。更好地，围壁55同样具有实质上与外壳50的出口56分界点对齐的圆周中心。
本发明提供了一种用于汽车HVAC系统的空气处理系统，在该空气处理系统中涡卷形体围绕离心式风扇的腔体设置，从而提供了从涡卷形体的分界点引导气流的出口。形成为弓形环、在底部和环形末端之间延伸的进口喉道包括从弓形环向上游延伸的局部周边围壁。由于围壁仅横跨弓形环约120°至约180°之间的圆周的周长部分，因此BPF音调可以被抑制而不实质上减小通过进口喉道的气流。

Claims (10)

1.一种用于汽车HVAC系统的风机，包含：
离心式风扇；
设置在风扇周围的涡卷形体；
从涡卷形体延伸以便引导来自涡卷形体的分界点的气流的出口；
耦接至涡卷形体的进口，所述进口限定包含弓形环的进口喉道，所述弓形环同轴地设置于风扇上方并且所述弓形环在其底部与环形末端之间延伸；以及
从弓形环向上游延伸的局部周边围壁，该局部周边围壁具有环形末端内直径的约4％至约6.5％之间的高度，其中局部周边围壁跨越喉道约120°至约180°之间的圆周的周长部分，
其中局部周边围壁具有与分界点径向对齐的圆周中心。
2.根据权利要求1所述的风机，其中局部周边围壁从环形末端伸出。
3.根据权利要求1所述的风机，其中局部周边围壁从底部伸出。
4.根据权利要求1所述的风机，其中局部周边围壁具有实质上与弓形环的厚度相等的厚度。
5.根据权利要求1所述的风机，其中进口、局部周边围壁以及至少部分的涡卷形体为热塑性树脂的一体成型。
6.一种空气处理系统，包含：
设置在用于风扇的腔体的周围的涡卷形体；
从涡卷形体的分界点处引导气流的出口；
形成为弓形环的进口，所述弓形环在其底部和环形末端之间延伸；以及
从弓形环向上游延伸的局部周边围壁，其中该围壁跨越弓形环约120°至约180°之间的圆周的周长部分，
其中局部周边围壁具有与分界点径向对齐的圆周中心。
7.根据权利要求6所述的系统，其中局部周边围壁具有环形末端内部直径的约4％到约6.5％之间的高度。
8.根据权利要求6所述的系统，其中局部周边围壁从环形末端伸出。
9.根据权利要求6所述的系统，其中局部周边围壁从底部伸出。
10.根据权利要求6所述的系统，其中局部周边围壁具有实质上与弓形环的厚度相等的厚度，并且其中进口、局部周边围壁以及至少部分的涡卷形体和出口为热塑性树脂的一体成型。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6131770B2 (ja) * 2013-08-20 2017-05-24 株式会社デンソー 送風機
US20170000635A1 (en) * 2013-10-23 2017-01-05 Halley P. Profita Wearable Communication Board
CN105179265A (zh) * 2015-09-11 2015-12-23 湖州周吴鼎盛化工有限公司 一种真空泵
US20180142693A1 (en) * 2016-11-22 2018-05-24 Ford Global Technologies, Llc Blower assembly for a vehicle
CN106837823B (zh) * 2017-03-06 2023-06-20 昆山佰斯拓机械设备有限公司 带圆柱降噪结构的多叶离心通风机及其降噪流程
JP7163567B2 (ja) * 2017-07-18 2022-11-01 株式会社デンソー 送風装置
US11021038B2 (en) * 2017-12-11 2021-06-01 Marelli Cabin Comfort Usa, Inc. Lightweight vehicle HVAC structure

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2001522A (en) 1932-05-03 1935-05-14 Chester Thomas Centrifugal blower
JPH09242696A (ja) 1996-03-11 1997-09-16 Denso Corp 遠心送風機
JP4273564B2 (ja) * 1999-04-08 2009-06-03 株式会社日本自動車部品総合研究所 遠心式送風機
JP2001071737A (ja) 1999-09-08 2001-03-21 Denso Corp 車両用空調装置
JP3843941B2 (ja) 2002-12-25 2006-11-08 株式会社デンソー 遠心式送風機
JP2004245087A (ja) * 2003-02-12 2004-09-02 Calsonic Kansei Corp 遠心送風機
US7381028B2 (en) * 2003-06-13 2008-06-03 Trane International Inc. Composite air handling blower housing and method of assembly
DE102004015829B4 (de) * 2004-03-31 2016-11-24 Valeo Klimasysteme Gmbh Ansaugstutzen
US7175398B2 (en) 2004-05-12 2007-02-13 Delphi Technologies, Inc. Integrally molded sound housing for blower motor
JP2006046112A (ja) * 2004-08-02 2006-02-16 Calsonic Kansei Corp 遠心送風機
US7186080B2 (en) 2004-08-11 2007-03-06 American Standard International Inc. Fan inlet and housing for a centrifugal blower whose impeller has forward curved fan blades
US7883312B2 (en) * 2005-03-31 2011-02-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Centrifugal blower
KR101164238B1 (ko) * 2005-05-12 2012-07-09 한라공조주식회사 자동차 공조장치용 송풍장치
KR101150935B1 (ko) * 2005-05-17 2012-06-13 한라공조주식회사 차량용 송풍장치
TWI330224B (en) * 2005-06-02 2010-09-11 Delta Electronics Inc Centrifugal fan and housing thereof
US7476079B2 (en) 2005-08-18 2009-01-13 Continental Automotive Systems Us, Inc. Low-noise HVAC blower assembly
JP4779627B2 (ja) 2005-12-14 2011-09-28 パナソニック株式会社 多翼送風機
US8123468B2 (en) * 2006-11-02 2012-02-28 Panasonic Corporation Centrifugal fan
US8231331B2 (en) 2008-03-14 2012-07-31 Wayne State University Reduction of flow-induced noise in a centrifugal blower
JP4631941B2 (ja) 2008-07-18 2011-02-16 株式会社デンソー 遠心式送風機
US20110033287A1 (en) 2009-08-10 2011-02-10 Lindner Bjoern Gerd Blower scroll having an aspirator venturi

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Publication number Publication date
CN104763650A (zh) 2015-07-08
MX2015000294A (es) 2015-07-17
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DE102014119258A1 (de) 2015-07-09
US9624943B2 (en) 2017-04-18
MX357111B (es) 2018-06-26

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