CN105082945A - 利用涡流环空气流的加热、通风、和空气调节排放口 - Google Patents

Abstract

提供了一种HVAC排放口。该HVAC排放口包括壳体以及电-机械膜。该壳体限定用于从HVAC模块接收冷却空气的空气入口、用于封装被接收的空气的空气腔室、和构造为促进涡流环产生的空气出口。电-机械膜连接至壳体，且和构造的空气出口以及从HVAC模块的冷却空气接收协作，以将空气腔室中接收的冷却空气喷出空气出口成为产生的涡流环。

Description

利用涡流环空气流的加热、通风、和空气调节排放口

技术领域

本公开涉及一种配置用于产生涡流环的HVAC排放口构件(ventmanufacture)。

背景技术

用于车辆的HVAC(加热、通风、和空气调节)系统通常包括HVAC模块、管道或空气分配系统、以及一个或多个排放口。HVAC模块产生经调节空气的稳定的流，其可为用于通风的被加热或冷却的空气、或环境空气。管道或空气分配系统包含经调节的空气或环境空气的稳定的流，且将其从HVAC模块引导至一个或多个排放口。该一个或多个排放口可为格栅，且通常可位于空间的周边处，在该处需要经调节的空气以用于该空间的一个或多个乘客的舒适度。该一个或多个排放口的每一个都包括空气入口侧和空气出口侧，其中空气入口侧接受经调节的空气或环境空气的稳定的流，且经调节的空气或环境空气从空气出口侧被引导进入被加热、通风或冷却的空间。

当该空间对于乘客来说不舒适地热时，HVAC系统被用于传送冷却空气进入该空间中。但是，来自一个或多个排放口的冷却空气的稳定的流可能不足以到达远离该一个或多个排放口的空间的乘客。尽管冷却空气流可逐渐冷却整个空间及其乘客，其将不能立刻使得乘客冷却直到冷却空气到达乘客时。可通过将冷却空气流从该一个或多个排放口喷出以到达乘客的皮肤以及衣服来极大地增强立即的乘客冷却。将该一个或多个排放口定位为靠近全部乘客可能需要对空气分配系统的昂贵、复杂和耗费空间的添加，且可能还需要附加的排放口。

发明内容

本发明提供了一种HVAC排放口构件，其包括：

壳体，构造为限定用于从HVAC模块接收冷却空气的空气入口、用于封装被接收的空气的空气腔室、和构造为促进涡流环产生的空气出口；和

电-机械膜，连接至所述壳体并且能够与所述空气出口协作，以将所述空气腔室中接收的冷却空气喷出空气出口成为产生的涡流环。

在上述HVAC排放口构件中，其还包括用于所述空气入口的阀。

在上述HVAC排放口构件中，其中所述阀是单向阀。

在上述HVAC排放口构件中，其中所述阀是簧片阀。

在上述HVAC排放口构件中，其中所述电-机械膜由无孔材料制成。

在上述HVAC排放口构件中，其中所述电-机械膜能够以小于20赫兹的频率被致动。

在上述HVAC排放口构件中，其中由所述壳体限定的所述空气腔室大致为截头圆锥形形状。

在上述HVAC排放口构件中，其中所述壳体包括在空气出口处的特征件，且产生更多的涡流环。

在上述HVAC排放口构件中，其中所述特征件大致为环绕所述空气出口的环状脊部。

在上述HVAC排放口构件中，其中所述壳体包括在空气出口处的特征件。

在上述HVAC排放口构件中，其中所述特征件大致为环绕所述空气出口的环状脊部。

在上述HVAC排放口构件中，其还包括用于所述空气入口的阀和在所述空气出口处的特征件；

其中，该阀是单向簧片阀；其中该特征件基本是围绕所述空气出口的环状脊部；其中由壳体限定的空气腔室大致是截头圆锥形形状；且其中电-机械膜由无孔材料制成。

本发明还涉及一种车辆，其包括：

能够由驾驶员占据的第一座位；

第二排座位，位于第一座位之后，且能够由一个或多个乘客占据；

用于冷却空气的HVAC模块；和

冷却空气分配系统，其具有排放口，所述排放口关于第二排座位充分地取向以使得冷却空气能够被朝向第二排座位喷出；

其中该排放口特征在于电-机械涡流环产生器，所述电-机械涡流环产生器具有受控空气入口和空气出口，该空气入口用于从HVAC模块接收冷却空气；所述涡流环产生器被构造为中空锥形部件，其在所述空气入口的一侧上具有形成所述空气出口的环状脊部，且在所述空气入口的另一侧上具有由无孔材料制成的电-机械膜；该膜和从所述受控空气入口进入的冷却空气充分地协作，以产生和喷出足以到达第二排座位的一个或多个涡流环。

在上述车辆中，其还包括在第二排座位之后的第三排座位；

其中该排放口被关于第二排和第三排座位充分地取向，以使得冷却空气能够被朝向第三排座位喷出成为一个或多个涡流环；和

其中该膜和从受控空气入口进入的冷却空气充分地协作，以产生和喷出足以到达第二排和第三排座位的涡流环。

在上述车辆中，其中所述受控空气入口包括簧片阀。

在上述车辆中，其中所述受控空气入口包括簧片阀。

在上述车辆中，其中所述电-机械膜能够以小于20赫兹的频率被致动。

在上述车辆中，其中所述电-机械膜能够以小于20赫兹的频率被致动。

本发明还涉及一种车辆，其包括：

能够由驾驶员占据的第一座位；

第二排座位，位于第一座位之后，且能够由一个或多个乘客占据；

用于冷却空气的HVAC模块；和

冷却空气分配系统，其具有排放口，所述排放口位于第一座位之前且关于第二排座位充分地取向以使得冷却空气能够被朝向第二排座位喷出，该排放口包括：

壳体，构造为限定用于从HVAC模块接收冷却空气的空气入口、用于封装被接收的空气的空气腔室、和构造为促进涡流环产生的空气出口；

电-机械膜，其由无孔材料制成，连接至所述壳体且能够与所述空气出口协作，以产生涡流环并且将所述空气腔室中接收的冷却空气喷出空气出口成为产生的涡流环；和

其中该排放口产生和喷出足以到达第二排座位的涡流环。

在上述车辆中，还包括在第二排座位之后且能够由一个或多个乘客占据的第三排座位；

其中所述排放口被关于第二排和第二排座位充分地取向，以使得冷却空气能够朝向第二和第三排座位喷出；和

其中所述排放口产生和喷出足以到达第二排和第三排座位的涡流环。

提供了一种HVAC排放口。该HVAC排放口包括壳体或HVAC空气腔室以及电-机械膜(electro-mechanicaldiaphragm)。该壳体或HVAC空气腔室被构造为限定用于从HVAC模块接收冷却空气的空气入口、用于封装被接收的空气的空气腔室、和构造为促进涡流环产生的空气出口。电-机械膜连接至壳体或HVAC空气腔室，且和从HVAC模块的冷却空气接收以及空气出口的构造协作，以将空气腔室中接收的冷却空气通过空气出口喷出空气腔室成为产生的涡流环。

HVAC空气腔室可基本为截头圆锥形形状。HVAC空气腔室或壳体可包括在空气出口处的特征件，其大致为环绕空气出口的环状脊部。且，HVAC空气腔室可包括用于控制被空气入口接收或在空气入口处被接收的空气的阀。

还提供了一种车辆。车辆包括可由驾驶员占据的第一座位、由一个或多个乘客占据的第二排座位、用于冷却空气的HVAC模块、以及具有HVAC排放口的冷却空气分配系统，该HVAC排放口关于第二排座位充分地取向，以使得冷却空气能够被朝向第二排座位喷出。HVAC排放口特征在于电-机械涡流环产生器，其具有用于从HVAC模块接收冷却空气的受控空气入口以及空气出口。该涡流环产生器被构造为中空锥形部件，其具有位于空气入口的一侧上的环状脊部，该环状脊部形成空气出口，其还具有位于空气入口的另一侧上的由无孔材料制成的电-机械膜。该电-机械膜和从受控空气入口进入的冷却空气充分地协作，以产生和喷出足以到达第二排座位以及占据这些座位的任意乘客的一个或多个涡流环。

该车辆还可包括在第二排座位之后的第三排座位，其可由一个或多个乘客占据。在该实施例中，排放口关于第二排和第三排座位充分地取向，以使得冷却空气能够被朝向第二排和第三排座位喷出，且膜与从受控空气入口进入的冷却空气充分地协作，以产生和喷出足以到达第二排和第三排座位以及占据这些座位的任意乘客的一个或多个涡流环。

当结合附图时，本发明的上述特征和优势以及其他特征和优势从下文中用于实施本发明的最佳模式的详尽描述中是轻易地明显的。

附图说明

图1是车辆的示意俯视剖视图，该车辆具有第一排、第二排、和第三排座位，且包括两个HVAC排放口，以促进来自HVAC模块的冷却空气的涡流环空气流；

图2是图1的一个HVAC排放口的示意横截面图，其示出了接收以及控制从HVAC模块接收的冷却空气的空气入口以及可在冷却空气被从HVAC模块接收时可沿一个方向收回的膜；

图3是图2的HVAC排放口的示意横截面图，以示出与可沿另一方向伸出的膜协作以产生和喷出接收的冷却空气的一个或多个涡流环的空气出口构造；和

图4是产生的被喷出为一个或多个环的空气流的示意透视图，诸如示出的图3的HVAC排放口产生的涡流环。

具体实施方式

参照附图，其中贯穿附图相同的附图标记指向相同的构件，图1示出车辆10，其具有由驾驶员占据的第一座位12、第一座位之后且由一个或多个乘客占据的第二排座位14、和第二排座位14之后且由一个或多个乘客占据的第三排座位14。该车辆可为轿车、卡车、越野车、货车、公共汽车、或具有多于一排座位的任意其他车辆。

车辆10还可具有用于冷却空气的HVAC(加热、通风、和空气调节)模块18以及冷却空气分配系统20。HVAC模块18产生冷却空气的稳定的流。冷却空气分配系统20包含冷却空气的稳定的流，且将其从HVAC模块18引导至一个或多个排放口22。每一个排放口22可特征在于电-机械涡流环产生器，且可关于第二排和第三排座位14、16充分地取向，以使得冷却空气能够被朝向第二排和第三排座位14、16喷出。一个或多个排放口22可位于第一座位12之前，或该一个或多个排放口22可位于车辆10的其他区域中。

每一个排放口22可产生朝向第二排和第三排座位14、16喷出冷却空气的涡流环24。运动中的涡流环24的方向由箭头E示出。排放口22不需要位于第一座位12之前。一个或多个排放口22也可用在不具有第三排座位16的车辆中，或用在具有多于三排座位的车辆中。将在下文中参照图4更详尽地描述涡流环24空气流。

现在参照图2，排放口22包括壳体30和电-机械膜38。壳体30可由金属、非金属或任意其他合适的材料制成。电-机械膜38可为挠性的，且可由无孔材料制成。电-机械膜38可由金属、非金属、经涂覆织物、复合材料、或这些材料的组合制成。电-机械膜38可为可移动的(可缩回和可伸出)，且可由电-机械致动器40致动。电-机械膜38可包括电-机械致动器40。

壳体30限定用于从HVAC模块18接收冷却空气的空气入口32。冷却空气进入空气入口32的方向由箭头A示出。空气入口32可在受控空气入口52处被控制，且可包括用于在空气入口32处进入的空气的阀42。该阀42可为单向阀或簧片阀。

壳体30还限定用于封装接收的冷却空气的空气腔室34。空气腔室34可被构造为中空锥形部件，或可大致为截头圆锥形形状。空气腔室34还可为基本圆柱形形状。

壳体30还限定构造为促进涡流环的产生的空气出口36。当空气腔室充满冷却空气时，进入空气入口32的冷却空气可沿箭头B的方向流出空气出口36。壳体30可包括位于空气出口36处的特征件48。特征件48可构造为围绕空气出口36的环状脊部50。

排放口22可构造为具有在空气入口32的一侧上的环状脊部50，该环状脊部形成空气出口36，以及具有在空气入口32的另一侧上的电-机械膜38。

现在参照图3，电-机械膜38连接至壳体30，且可和构造的空气出口36以及从HVAC模块18(图1)的冷却空气接收协作，以产生涡流环和将空气腔室34中接收的冷却空气喷出空气出口36成为产生的涡流环24。具体地，电-机械促动器40可施加力(伸出)至电-机械膜38，将其沿箭头C的方向移动，以压缩和给空气腔室34内的冷却空气加压。在空气腔室34中增加的压力可闭合阀42，且随着电-机械膜38伸出而产生涡流环24。导致的涡流环24因此产生，继而沿箭头E的方向朝向第二排和第三排座位14、16喷出，如图1最佳地示出的。

如图2最佳地示出的，电-机械致动器40可继而移除或撤回施加至电-机械膜38的力。这允许电-机械膜38返回或收回至其初始位置，继而允许阀42打开，并允许冷却空气再次进入并填充空气腔室34，以为下一涡流环24的产生做准备。

该序列被以预定的频率重复，该频率对于产生充分的涡流环24是恰当的，以向前喷出且到达第二排和第三排座位14、16以及占据这些座位的任意乘客。该电-机械膜38可以小于20赫兹的频率被致动。

需要的话，排放口22也可通过简单地不致动电-机械膜38而被作为传统的HVAC排放口操作。在该操作模式中，如图2最佳地示出的，冷却空气在空气入口32处沿箭头A的方向流入排放口22，穿过腔室34，且在空气出口36处沿箭头B的方向流出排放口22。该操作模式可在整个空间已经被冷却至对于全部乘客来说舒适的温度之后是希望的。

现在参照图4，诸如冷却空气的涡流环24的充分的涡流环被沿箭头E的方向喷出空气出口36，且朝向第二排和第三排座位14、16，以到达占据这些座位的任意乘客。喷出的冷却空气的涡流环24可为螺旋管形(或环状(doughnut))56。每一个涡流环24的螺旋管形状56由冷却空气的极向流58在螺旋管形状56中形成。极向流被定义为围绕绕极轴线形成周向圈的圆形轴线旋转(spin)的流体流。在图4中，极轴线是箭头E，其位于空气出口36的中心处且垂直于于该空气出口。螺旋管形状56具有环形轴线(未示出)，该环形轴线形成绕螺旋管形状56的中心处的极轴线的周向圈。在每一个涡流环24的螺旋管形状56中的冷却空气的极向流58被环形箭头D示出。

每一个涡流环24沿箭头E的方向行进，携带其冷却空气的极向流58。每一个涡流环24的极向流58在涡流环沿箭头E的方向移动时减少了涡流环24和周围空气之间的摩擦。这使得每一个涡流环24能够以很少的质量和动能损失行进一段长的距离。因此，喷出的涡流环24可相较于喷出的冷却空气流的稳定的流或射流而携带冷却空气更远。

提供的HVAC排放口应用至任意类型的车辆，包括但不限于轿车、卡车、SUV、公共汽车、货车、飞机和船。其也可应用至需要迅速乘客冷却的非车辆空间。这些空间可包括但不限于建筑中的房间和走廊，特别是封闭空间以及未封闭空间。提供的HVAC排放口应用至其中乘客坐下或未坐下的空间。

尽管已经对用于实施本发明的许多方面的最佳模式进行了详尽的描述，对本发明所涉及的领域熟悉的技术人员将辨识出在所附的权利要求内用于实施本发明的各种可替换方面。

Claims (10)

1.一种HVAC排放口构件，其包括：

壳体，构造为限定用于从HVAC模块接收冷却空气的空气入口、用于封装被接收的空气的空气腔室、和构造为促进涡流环产生的空气出口；和

电-机械膜，连接至所述壳体并且能够与所述空气出口协作，以将所述空气腔室中接收的冷却空气喷出空气出口成为产生的涡流环。

2.如权利要求1所述的HVAC排放口构件，其还包括用于所述空气入口的阀。

3.如权利要求2所述的HVAC排放口构件，其中所述阀是单向阀。

4.如权利要求3所述的HVAC排放口构件，其中所述阀是簧片阀。

5.如权利要求1所述的HVAC排放口构件，其中由所述壳体限定的所述空气腔室大致为截头圆锥形形状。

6.如权利要求1所述的HVAC排放口构件，其还包括用于所述空气入口的阀和在所述空气出口处的特征件；

其中，该阀是单向簧片阀；其中该特征件基本是围绕所述空气出口的环状脊部；其中由壳体限定的空气腔室大致是截头圆锥形形状；且其中电-机械膜由无孔材料制成。

7.一种车辆，其包括：

能够由驾驶员占据的第一座位；

第二排座位，位于第一座位之后，且能够由一个或多个乘客占据；

用于冷却空气的HVAC模块；和

冷却空气分配系统，其具有排放口，所述排放口关于第二排座位充分地取向以使得冷却空气能够被朝向第二排座位喷出；

其中该排放口特征在于电-机械涡流环产生器，所述电-机械涡流环产生器具有受控空气入口和空气出口，该空气入口用于从HVAC模块接收冷却空气；所述涡流环产生器被构造为中空锥形部件，其在所述空气入口的一侧上具有形成所述空气出口的环状脊部，且在所述空气入口的另一侧上具有由无孔材料制成的电-机械膜；该膜和从所述受控空气入口进入的冷却空气充分地协作，以产生和喷出足以到达第二排座位的一个或多个涡流环。

8.如权利要求7所述的车辆，其还包括在第二排座位之后的第三排座位；

其中该排放口被关于第二排和第三排座位充分地取向，以使得冷却空气能够被朝向第三排座位喷出成为一个或多个涡流环；和

其中该膜和从受控空气入口进入的冷却空气充分地协作，以产生和喷出足以到达第二排和第三排座位的涡流环。

9.一种车辆，其包括：

能够由驾驶员占据的第一座位；

第二排座位，位于第一座位之后，且能够由一个或多个乘客占据；

用于冷却空气的HVAC模块；和

冷却空气分配系统，其具有排放口，所述排放口位于第一座位之前且关于第二排座位充分地取向以使得冷却空气能够被朝向第二排座位喷出，该排放口包括：

壳体，构造为限定用于从HVAC模块接收冷却空气的空气入口、用于封装被接收的空气的空气腔室、和构造为促进涡流环产生的空气出口；

电-机械膜，其由无孔材料制成，连接至所述壳体且能够与所述空气出口协作，以产生涡流环并且将所述空气腔室中接收的冷却空气喷出空气出口成为产生的涡流环；和

其中该排放口产生和喷出足以到达第二排座位的涡流环。

10.如权利要求9所述的车辆，还包括在第二排座位之后且能够由一个或多个乘客占据的第三排座位；

其中所述排放口被关于第二排和第二排座位充分地取向，以使得冷却空气能够朝向第二和第三排座位喷出；和

其中所述排放口产生和喷出足以到达第二排和第三排座位的涡流环。