CN106467002B - 鼓风机壳体中的冷却空气接口 - Google Patents

鼓风机壳体中的冷却空气接口 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种鼓风机壳体中的冷却空气接口，所述冷却空气接口设为用于将冷却鼓风机马达所需要的冷却空气的空气量从鼓风机的压力侧上的主空气流中分出，并且用于将所述冷却空气输送至要冷却的鼓风机马达，所述冷却空气接口包括具有入口的冷却空气通道，所述冷却空气通道通到具有冷却空气出口的冷却空气通路中，经由所述冷却空气通路能够将冷却空气输送至鼓风机马达。在此，主空气流动路径的邻接于入口的壁区域关于主空气流的方向位于入口的上游和下游，在朝向邻接的入口和进入到冷却空气通道的进一步的走向中在没有边角和棱边的情况下以被倒圆的面的形式过渡成冷却空气通道的相对置的冷却空气通道壁。

Description

鼓风机壳体中的冷却空气接口
技术领域
本发明涉及一种鼓风机壳体中的冷却空气接口，所述冷却空气接口设为，用于将冷却鼓风机马达所需要的冷却空气的空气量从鼓风机的压力侧上的主空气流中分出，并且用于将所述冷却空气输送至要冷却的鼓风机马达。
背景技术
为了机动车辆的通风和空气调节，通常使用紧凑的机组、在下文中称作HVAC(热通风和空调装置)，所述机组包括要求所需要的部件。HVAC之内需要的构件为鼓风机，所述鼓风机为了处理、例如清洁或空气调节将空气输送通过HVAC。将空气在循环空气运行中从车辆内部空间送给鼓风机、在新鲜空气运行中从车辆外部空间送给鼓风机、或者在混合空气运行中以新鲜空气和循环空气的混合物的形式输送给鼓风机。鼓风机的电动机除了在转子上产生机械功率之外还产生废热，所述废热通常借助于空气循环导出。对此，在鼓风机的压力侧上在空气流中接入接口，所述接口将需要的空气量输送至马达冷却装置。随后，被加热的空气从电动机再次流动至鼓风机的吸入侧。
由于高的空气速度以及HVAC的通向马达的冷却空气通道的接口的设置和几何形状，非常频繁地存在音调效应，所述音调效应负面地影响空调设施的声学结果。通常，使用具有直的棱边或边角的接口，所述接口在空气流中或多或少地引起强的干扰进而通常关联地导致音调效应。
JP 2008 203502 A描述一种鼓风机，其中在螺旋形的空气流动路径的流出通路中流动的空气的一部分通过空气输送通道导入到冷却空气通路的入口中，所述空气输送通道——从空气导入开口开始——均匀地弯曲成S曲线形状。因为空气输送通道——从冷却空气通路的入口开始——具有带有多个弯曲部的S曲线形状，所以仅少量的在冷却空气通路中产生的共振噪声通过空气输送通道溢出到流出通路中。因此，鼓风机应减少出自冷却空气通路的干扰的共振噪声，并且同时确保用于马达冷却的足够的空气体积。
发明内容
本发明的目的在于，限定通向鼓风机的冷却空气通路的HVAC接口的几何形状，所述几何形状尽可能少地负面影响主空气流，进而也尽可能不负面改变声学特性。此外目标是，尽可能在全部运行条件下用需要的空气量供给通向鼓风机的冷却空气通路，并且尽可能防止污物和湿气的侵入。
所述目的通过一种鼓风机壳体中的冷却空气接口来实现。改进方案在下文中给出。
根据本发明的冷却空气接口设置在鼓风机壳体中并且设为，用于将冷却鼓风机马达所需要的冷却空气的空气量从鼓风机的压力侧上的主空气流中分出，并且用于将所述冷却空气输送至要冷却的鼓风机马达。冷却空气接口包括具有入口的冷却空气通道，所述冷却空气通道通到具有冷却空气出口的冷却空气通路中，经由所述冷却空气通路能够将冷却空气输送至鼓风机马达。在此，主空气流动路径的邻接于入口的壁区域在朝向邻接的入口并且进入到冷却空气通道中的进一步的走向中在没有边角和棱边的情况下以被倒圆的面的形式过渡成冷却空气通道的彼此相对置的冷却通道壁，所述壁区域——关于主空气流的方向——位于入口上游和下游。
优选地，相对置的冷却空气通道壁至少部分地设有不变的曲率或曲率的持续变化，使得冷却空气通道至少部分弯曲地构成。在一个尤其有利的实施方式中，整个冷却空气通道具有弯曲的形状，即在任何部位上都不具有棱边，也就是说，不具有相对置的冷却空气通道壁的曲率的突然变化。冷却空气通道壁进而还有冷却空气通道在此优选涡旋状地弯曲，其中关于主空气流，从入口开始的上游的冷却空气通道壁是内部的进而较短的涡旋状弯曲的壁，而下游的冷却空气通道壁形成外部的、较长的涡旋状弯曲的壁。
根据本发明的一个实施方式，冷却空气通道通到冷却空气通路中，其中在冷却空气通路中，关于冷却空气的流动方向，在冷却空气通道的通入口下游但是仍在冷却空气出口上游设置有用于阻留水的肋部。
根据本发明的思想在于，在通向鼓风机马达的冷却空气通路的冷却空气接口的区域中弃用边角和棱边，并且在所述区域中仅使用被倒圆的面。作为不具有棱边的被倒圆的或弯曲的面在本文中适用的是不具有曲率的突然变化的面：曲率在此描述壁的面法线的方向的变化，所述变化也能够定义成切向角的变化。在曲率均匀的情况下，壁在此描绘圆弧，而棱边描绘曲率的不连续的变化，即突然的变化。在进一步的走向中，所述面本身能够优选涡旋状地卷曲。作为涡旋形状，在此能够考虑曲率的持续变化，换言之，曲率非间断地变化。
本发明的优点在于，由于朝向鼓风机马达的冷却空气通路的冷却空气接口的被倒圆的几何形状，在所述区域中的主空气流中的空气流动不受到干扰，进而也避免声学负面影响。在本发明的一个尤其有利的实施方式中，冷却空气通道的面的毗邻的涡旋状的设置有助于从用于鼓风机马达的冷却空气流中分离出污物和湿气。
通过改变冷却空气通道在主空气流中的位置以及通过改变相对置的冷却空气通道壁在入口的区域中的间距，能够影响和优化空气流动形态，以及影响从主空气流分出的冷却空气占主空气流的份额。从主空气流分出的冷却空气占主空气流的份额也能够通过改变入口的高度来设定。
附图说明
本发明的设计方案的其他的细节、特征和优点从下面参考所附的附图对实施例的描述中得出。附图示出：
图1示出现有技术的具有用于鼓风机马达的冷却空气接口的鼓风机壳体，
图2示出具有根据本发明的冷却空气接口的鼓风机壳体的下部部分的立体图，
图3示出鼓风机壳体的冷却空气接口的详细的俯视图，
图4示出组装状态下的鼓风机壳体的示意的侧视图，以及
图5示出冷却空气通道中的入口的区域的细节图。
具体实施方式
图1作为现有技术的示例示出鼓风机1的俯视图，更确切地说，具有已装入的鼓风机转子2a的鼓风机壳体1。为了处理、例如清洁或空气调节，鼓风机1将空气输送通过HVAC。将空气在循环空气运行中从车辆内部空间输送给鼓风机1、在新鲜空气运行中从车辆外部空间输送给鼓风机1、或者在混合空气运行中以新鲜空气和循环空气的混合物的形式输送给鼓风机1。鼓风机1的在图1中未示出的电动机除了在鼓风机转子2a上产生机械功率之外还产生废热，所述废热通常借助于空气循环导出。对此，在鼓风机1的压力侧上在空气流4中接入冷却空气接口3，所述冷却空气接口从主空气流5中经由冷却空气通路7输送用于冷却电动机所需的冷却空气6的空气量。在冷却空气通路7中，附加地设有用于阻留水的肋部8。随后，被加热的空气从电动机再次流动至鼓风机1的吸入侧。
由于高的空气速度以及HVAC的通向电动机的冷却空气通路7的冷却空气接口3的设置和几何形状，非常频繁地存在音调效应，所述音调效应负面地影响空调设施的声学结果。如在图1中示出的，通常使用具有直的棱边和边角9的冷却空气接口3，所述冷却空气接口在空气流4中或多或少地引起强的干扰——进而通常关联地——导致音调效应。图1在此示出音调异常的高的可能性的示例。
图2示出具有根据本发明的冷却空气接口3的鼓风机壳体的下部部分1a的立体图。鼓风机壳体具有用于安装没有示出的鼓风机转子的鼓风机开口2b。此外，鼓风机壳体包括冷却空气接口3，所述冷却空气接口设为用于，使出自圆形地或螺旋形地围绕鼓风机开口2b伸展的空气流动路径4的空气4的一部分在鼓风机的压力侧上朝下游流过主空气流动路径5，并且从那里分出导入到冷却空气通道11的入口10中，所述冷却空气通道通入冷却空气通路7中，经由所述冷却空气通路，冷却空气能够到达鼓风机的在图2中没有示出的电动机中。
冷却空气接口3除了冷却空气通道11和其入口10之外还具有主空气流动路径5的邻接于入口10的壁区域12、13。在此，第一壁区域12关于空气流动方向5定位在入口10的上游，并且第二壁区域13关于空气流动方向5定位在入口10的下游。在入口10的上游的壁区域12朝向邻接的入口10并且在进一步的走向中在没有边角和棱边的情况下以被倒圆的面的形式过渡到冷却空气通道11的第一冷却空气通道壁14中。在入口的下游的壁区域13朝向邻接的入口10并且在进一步的走向中在没有边角和棱边的情况下以被倒圆的面的形式过渡到冷却空气通道11的第二冷却空气通道壁15中。因此，在通向鼓风机电动机的冷却空气通道11的HVAC接口的区域中，仅使用被倒圆的面，这同时意味着，弃用边角和棱边(与图1相比)。两个冷却空气通道壁14、15彼此间隔开，其中间距对应于通道宽度，所述通道宽度在冷却空气通道11的进一步的走向中能够是恒定的或可变的。根据在图2中示出的实施例，冷却空气通道11在进一步的走向中涡旋状地弯曲，其中在冷却空气通道11的涡旋形状之内，冷却空气通道壁14形成内部的进而较短的涡旋状弯曲的壁14，而冷却空气通道壁15形成外部的较长的涡旋状弯曲的壁15。
图3示出鼓风机壳体的冷却空气接口3的详细的俯视图，经由所述冷却空气接口，从主空气流5分出的冷却空气流6进入到冷却空气通路7中并且最终到达冷却空气出口16。弃用主空气流动路径5中的棱边，其中冷却空气通道壁14、15的面的邻接冷却空气通道11的壁区域12、13和入口10的涡旋状的卷曲部有助于污物和湿气的离析。根据在图3中示出的实施例，在冷却空气通路7中能够附加地设有用于阻留水的肋部8。
图4示出在HVAC中的组装状态下相应于在图2和3中示出的实施例的鼓风机壳体1的示意的侧视图，其中HVAC的下部的壳体部分1a和上部的壳体部分1b已装配。安装在鼓风机开口中的鼓风机转子2a和进入的空气流示意地示出。将空气在循环空气运行中从车辆内部空间输送给鼓风机1、在新鲜空气运行中从车辆外部空间输送给鼓风机1、或者在混合空气运行中以新鲜空气和循环空气的混合物的形式输送给鼓风机1。
图4以箭头的形式示出在鼓风机1的吸入侧上首先进入到鼓风机1中的空气4，所述空气随后从圆形地或螺旋形地围绕鼓风机转子2a伸展的空气流动路径开始，在鼓风机的压力侧上朝下游流过主空气流动路径5。邻接于入口10的壁区域12、13沿着主空气流动路径5分别朝向邻接的入口10并且在进一步的走向中在没有边角和棱边的情况下以被倒圆的面的形式过渡到冷却空气通道11的彼此相对置的冷却空气通道壁14、15中。
图5详细地示出包括邻接于入口10的壁区域12、13的冷却空气进入通道11的入口10的区域。两个冷却空气通道壁14、15彼此间隔开，其中冷却空气通道壁14、15的间距相应于通道宽度17，所述通道宽度在冷却空气通道11的进一步的走向中能够是恒定的或可变的。通过在入口10的区域中的通道宽度17的改变和冷却空气通道11的入口10的高度18的改变，能够设定冷却空气占主空气流的份额。
附图标记列表
1 鼓风机壳体，鼓风机
1a 鼓风机壳体的下部部分
1b 鼓风机壳体的上部部分
2a 鼓风机转子
2b 用于安装鼓风机转子的鼓风机开口
3 冷却空气接口
4 空气流，空气，空气流动路径
5 主空气流，主空气流动路径，(主空气流的)空气流动方向
6 冷却空气，冷却空气流
7 冷却空气通路
8 用于阻留水的肋部
9 棱边和边角
10 入口
11 冷却空气通道
12 (邻接于入口10的)(第一)壁区域
13 (邻接于入口10的)(第二)壁区域
14 冷却空气通道壁，较短的涡旋状弯曲的壁
15 冷却空气通道壁，较长的涡旋状弯曲的壁
16 冷却空气出口
17 通道宽度
18 入口10的高度

Claims (4)

1.一种鼓风机壳体(1)中的冷却空气接口(3)，所述冷却空气接口设为，用于将冷却鼓风机马达所需要的冷却空气(6)的空气量从所述鼓风机(1)的压力侧上的主空气流(5)中分出，并且用于将所述冷却空气输送至要冷却的所述鼓风机马达，所述冷却空气接口包括具有入口(10)的冷却空气通道(11)，所述冷却空气通道通到具有冷却空气出口(16)的冷却空气通路(7)中，经由所述冷却空气通路能够将冷却空气(6)输送至所述鼓风机马达，其特征在于，主空气流动路径(5)的邻接于所述入口(10)的壁区域(12，13)关于所述主空气流(5)的方向位于所述入口(10)的上游和下游，所述壁区域在朝向邻接的所述入口(10)和进入到所述冷却空气通道(11)的进一步的走向中，在没有边角和棱边的情况下以被倒圆的面的形式过渡成所述冷却空气通道(11)的相对置的冷却空气通道壁(14，15)，并且所述冷却空气通道壁(14，15)进而还有所述冷却空气通道(11)是涡旋状弯曲的，其中关于所述主空气流(5)，从所述入口(10)开始的上游的冷却空气通道壁(14)是内部的进而较短的涡旋状弯曲的壁(14)，而下游的冷却空气通道壁(15)是外部的、较长的涡旋状弯曲的壁(15)。
2.根据权利要求1所述的冷却空气接口(3)，其特征在于，相对置的所述冷却空气通道壁(14，15)至少部分地设有不变的曲率或曲率的持续变化，使得所述冷却空气通道(11)至少部分弯曲地构成。
3.根据权利要求1或2所述的冷却空气接口(3)，其特征在于，整个所述冷却空气通道(11)具有弯曲形状，即在任何部位都不具有棱边，也就是说，不具有相对置的所述冷却空气通道壁(14，15)的曲率的突然变化。
4.根据权利要求1或2所述的冷却空气接口(3)，其特征在于，在所述冷却空气通道(11)所通入的所述冷却空气通路(7)中，关于所述冷却空气(6)的流动方向，在所述冷却空气通道(11)的通入口下游但是仍在所述冷却空气出口(16)上游设置有用于阻留水的肋部(8)。
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