CN106488851A - 客舱空气系统 - Google Patents

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CN106488851A CN201580037845.0A CN201580037845A CN106488851A CN 106488851 A CN106488851 A CN 106488851A CN 201580037845 A CN201580037845 A CN 201580037845A CN 106488851 A CN106488851 A CN 106488851A
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V·P·卡利恩多
B·A·莫里斯
J·R·里斯
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Abstract

风挡箱(24)包括曲壁(64)、出口(68)、侧壁(66)以及过滤器(28)和风挡(26)。曲壁(64)具有外表面(80)、内表面(82)和夹设在外部空气入口(30)和再循环空气入口(32)之间的隔板(84)。侧壁(66)设置在再循环空气入口(32)与出口(68)之间。过滤器(28)具有与曲壁(64)相配合且覆盖曲壁(64)的外表面(80)的曲率。风挡(26)具有邻近隔板(84)且与隔板(84)对准的旋转轴线(110)。风挡(26)具有第一面(112)和后边缘(118)。第一面(112)是弯曲的，并且配置成与设置在外部空气入口(30)周围的弯曲框架(124)相配合。后边缘(118)配置成与侧壁(66)相配合。响应于风挡(26)旋转而调节外部空气与再循环空气的比率。

Description

客舱空气系统
技术领域
本专利发明大体上涉及过滤器以及风挡箱组件，并且更具体地涉及用于车辆的客舱的客舱空气系统。
背景技术
车辆的客舱空气系统已知用于为车辆的操作员提供经过空气调节的空气。除了加热和冷却之外，这些客舱空气系统通常还包括对进入的外部空气以及客舱内的再循环空气的过滤。通常，这些系统包括两个单独的且不同的过滤系统。这是因为用于一种环境的过滤器通常不同于用于其他环境的过滤器。照此，设计过滤器时通常会考虑到特定环境。
在考虑环境时可以评估的因素包括：被过滤的空气量、颗粒负载、颗粒的类型、异味清除、其他污染物、湿度等。然而，在过滤器系统暴露至不只一种环境的情况下，可以作出折中，或者可以在过滤器系统中使用两个单独的过滤器。例如，用于车辆的客舱过滤器系统通常包括至少两个过滤器，一个过滤器过滤外部空气并且另一个过滤器过滤在客舱内再循环的空气。针对运土车辆，由于外部空气中潜在的高粉尘负载，所以这些过滤器之间的差别可能尤其大。
此外，这些运土车辆的客舱通常是紧凑的，可用于风挡箱和管道的额外空间很小。照此，传统过滤器系统通常被放置在难以接近和检修的区域中。不幸的是，不进行常规检修的话，客舱内的空气质量可能受到不利影响。此外，用于鼓风机和其他部件的电机也可能受到不利影响。而且，用于检修单独的过滤器的额外时间使机器或者车辆的故障时间增加。
于是，需要一种改进型过滤器系统来解决上面描述的问题以及/或者其他传统方法引起的问题。
发明内容
前述需要在很大程度上是通过本发明的各方面来满足的；其中，在一个方面提供了一种过滤器系统，该过滤器系统在一些方面中解决其他传统方法引起的问题。
一方面是关于风挡箱。该风挡箱包括曲壁、出口、侧壁以及过滤器和风挡。曲壁具有外表面、内表面以及夹设在外部空气入口与再循环空气入口之间的隔板。侧壁设置在再循环空气入口与出口之间。过滤器具有与曲壁相匹配且覆盖曲壁的外表面的曲率。风挡具有邻近隔板且与隔板对准的旋转轴线。风挡具有第一面和后边缘。第一面是弯曲的，并且配置成与设置在外部空气入口周围的弯曲框架相配合。后边缘配置成与侧壁相配合。响应于风挡旋转来调节外部空气与再循环空气的比率。
另一方面是关于风挡箱。该风挡箱包括曲壁、出口、侧壁以及过滤器和风挡。曲壁具有外表面、内表面以及夹设在外部空气入口与再循环空气入口之间的隔板。该侧壁设置在再循环空气入口与出口之间。过滤器具有与曲壁相匹配且覆盖曲壁的外表面的曲率。风挡具有邻近隔板且与隔板对准的旋转轴线。风挡具有第一面和后边缘。第一面是弯曲的，并且配置成与设置在外部空气入口周围的弯曲框架相配合。后边缘配置成与侧壁相配合。响应于风挡旋转来调节外部空气与再循环空气的比率。
又另一个方面涉及风挡箱。该风挡箱包括顶部、底部、曲壁、侧壁以及出口。顶部和底部均是如由弯曲边缘、第一笔直边缘和第二笔直边缘所限定的那样呈饼状。第一和第二笔直边缘各具有成角度交汇的端部，并且每个笔直边缘具有与弯曲边缘的相应端部交汇的另一端部。曲壁具有结合至顶部的弯曲边缘的弯曲顶边缘，并且曲壁具有结合至底部的弯曲边缘的弯曲底边缘。曲壁具有外表面和内表面。曲壁包括夹设在外部空气入口与再循环空气入口之间的隔板。侧壁具有结合至曲壁的第一侧边缘的第一侧边缘。侧壁具有结合至顶部的第一笔直边缘的顶边缘。侧壁具有结合至底部的第一笔直边缘的底边缘。出口由曲壁的第二侧边缘、顶部的第二边缘、底部的第二边缘以及侧壁的第二侧边缘所限定。
又另一个方面涉及过滤器。过滤器包括基底和过滤介质。基底具有长度和宽度。长度是由狐形曲率所限定，并且宽度沿着基底的长度是一致的。过滤介质设置在基底的第一侧上并与基底一致。过滤介质的第一部分配置成过滤车辆的客舱空气系统的外部空气。过滤介质的第二部分配置成过滤客舱空气系统的再循环空气。
又另一个方面涉及客舱空气系统。客舱空气系统包括鼓风机、风挡箱、致动器以及控制器。鼓风机生成空气流。风挡箱包括曲壁、出口、侧壁以及风挡。曲壁具有外表面、内表面以及夹设在外部空气入口与再循环空气入口之间的隔板。侧壁设置在再循环空气入口与出口之间。风挡具有邻近隔板并与隔板对准的旋转轴线。风挡具有第一面和后边缘。第一面是弯曲的，并且配置成与设置在外部空气入口周围的弯曲框架相配合。后边缘配置成与侧壁相配合。响应于风挡旋转来调节外部空气与再循环空气的比率。致动器配置成使风挡围绕轴线旋转。控制器配置成控制鼓风机和致动器。
又另一个方面涉及客舱空气系统。该客舱空气系统包括鼓风机、风挡箱以及控制器。该鼓风机生成空气流。该风挡箱包括顶部、底部、曲壁、侧壁以及出口。顶部和底部均是如由弯曲边缘、第一笔直边缘和第二笔直边缘所限定的那样呈饼状。第一和第二笔直边缘各具有成角度交汇的端部，并且每个笔直边缘具有与弯曲边缘的相应端部交汇的另一端部。曲壁具有结合至顶部的弯曲边缘的弯曲顶边缘，并且曲壁具有结合至底部的弯曲边缘的弯曲底边缘。曲壁具有外表面和内表面。曲壁包括夹设在外部空气入口与再循环空气入口之间的隔板。侧壁具有结合至曲壁的第一侧边缘的第一侧边缘。侧壁具有结合至顶部的第一笔直边缘的顶边缘。侧壁具有结合至底部的第一笔直边缘的底边缘。出口是由曲壁的第二侧边缘、顶部的第二边缘、底部的第二边缘以及侧壁的第二侧边缘所限定。控制器控制鼓风机。
又另一个方面涉及用于过滤车辆的客舱空气的方法。在该方法中，生成了流过风挡箱的空气流，并且调节了外部空气与再循环空气的比率。流过风挡箱的空气流是用鼓风机来生成的。风挡箱包括顶部、底部、曲壁、侧壁以及出口。顶部和底部均是如由弯曲边缘、第一笔直边缘和第二笔直边缘所限定的那样呈饼状。第一和第二笔直边缘各具有成角度交汇的端部，并且每个笔直边缘具有与弯曲边缘的相应端部交汇的另一端部。曲壁具有结合至顶部的弯曲边缘的弯曲顶边缘，并且曲壁具有结合至底部的弯曲边缘的弯曲底边缘。曲壁具有外表面和内表面。曲壁包括夹设在外部空气入口与再循环空气入口之间的隔板。侧壁具有结合至曲壁的第一侧边缘的第一侧边缘。侧壁具有结合至顶部的第一笔直边缘的顶边缘。侧壁具有结合至底部的第一笔直边缘的底边缘。出口是由曲壁的第二侧边缘、顶部的第二边缘、底部的第二边缘以及侧壁的第二侧边缘所限定。空气流中的外部空气与再循环空气的比率是用风挡来调节。风挡具有邻近隔板且与隔板对准的旋转轴线。风挡具有第一面和后边缘。该第一面是弯曲的，并且配置成与设置在外部空气入口周围的弯曲框架相配合。该后边缘配置成与侧壁相配合。响应于风挡旋转来调节外部空气与再循环空气的比率。
至此已经相当概括地概述了本发明的某些方面，以便能够更好地理解本文对其的详细描述，以及以便能够更好地领会本发明对本领域的贡献。当然还具有附加方面，该附加方面将在下文进行描述并且该附加方面将构成所附权利要求书的主旨。
在这方面，在详细地解释至少一个示例之前，应理解，本发明在其应用上不限于在如下描述中陈述的或者在附图中图示的构造细节和部件的布置。所公开的装置和方法能够实现除了所描述的那些方面之外的方面、并且能够以多种方式进行实践和执行。同样，应理解，本文所采用的措辞和术语以及摘要都是为了描述的目的并且不应被看作具有限制性。
照此，本领域的技术人员应理解，本发明所基于的概念可以容易地被用作用于执行多个方面的多个目的的其他结构、方法和系统的设计基础。因此，重要的是，权利要求书被认为是包括等效构造，只要该等效构造不背离多个方面的精神和范围即可。
附图说明
图1是示出了根据本发明的方面的示例性机器的透视图。
图2是根据本发明的方面的客舱空气系统的框图。
图3是根据本发明的方面的风挡箱的透视图。
图4是根据图3的风挡的透视图。
图5是根据图3的过滤器的透视图。
图6是根据图3的过滤器盖的透视图。
图7是根据图3的风挡箱的另一个透视图。
图8是根据本发明的另一个方面的风挡箱的剖面透视图。
图9是根据图8的安装有过滤器的风挡箱的剖面透视图。
图10是示出了根据图3的风挡箱中的风挡的移动的简化截面图。
图11是示出了根据本发明的另一个方面的风挡箱中的风挡的移动的简化截面图。
具体实施方式
图1图示了具有多个系统和部件的示例性机器10，该多个系统和部件协作以完成任务。机器10可以体现为执行一些与如下行业相关联的操作的固定机器或者移动机器，诸如，矿业、建筑业、农业、运输业、发电业、或本领域已知的另一行业。例如，机器10可以是运土机，诸如，挖掘机(在图1中示出)、推土机、装载机、挖沟机、自动平地机、自动倾斜卡车、或者另一种运土机。此外，机器可以包括任何合适的船舶和/或飞行器。而且，尽管本文使客舱空气系统的特定示例设置在车辆内，但该客舱空气系统也可以适用于固定结构。在图1中示出的特定示例中，机器10可以包括：配置成使作业工具14移动的机具系统12、用于推进机器10的驱动系统16、电源18。
机器10还包括客舱20。客舱20配置成：为机器10的操作员提供在其中控制机器10的良好环境。例如，机器10可以包括客舱空气系统22，该客舱空气系统22配置成提供过滤的、温度受到调控的以及/或者湿度受到调控的空气。更具体地，客舱空气系统22可以为操作员提供已经穿过了过滤介质的外部空气或者再循环空气。当空气穿过过滤介质时，诸如尘土、杂质等污染物被过滤掉并且收集在过滤介质中或者在诸如过滤器(在本文进一步描述)等包括该过滤介质的组件中。周期性地检查该过滤器以便确定其是否应该进行更换。例如，如果过滤器上收集了足够多的杂质，则可以更换掉该过滤器。
在传统客舱空气系统中，具有两个过滤器。一个过滤器用于过滤外部空气，并且通常是从机器10的外部接近该过滤器。另一个过滤器用于过滤再循环空气并且其通常位于客舱内部。不幸的是，该内部过滤器通常难以接近并且可能被忽略。
本文所述的客舱空气系统22通过包括过滤外部空气和再循环空气的单个过滤器来解决这些问题。客舱空气系统22的另一个优点是，外部空气被引导流经配置成过滤外部空气的过滤器的一部分，以及再循环空气被引导流经配置成过滤再循环空气的过滤器的一部分。另外，可能有利的是，客舱空气系统22可以相对紧凑且更容易地放置在客舱20内。如本文所述，客舱空气系统22的一个优点是过滤器容易被接触到，并且由于其是单个的单元，所以外部空气过滤器和再循环空气过滤器都被一次性更换。这减少了维护的时间和工作，并且降低了过滤器被忽略的可能性。
图2是根据本发明的一个方面的客舱空气系统22的框图。如图2所示，客舱空气系统22包括内部设置有风挡26的风挡箱24。过滤器28设置成与风挡箱24流体连通。外部空气入口30和再循环空气入口32与过滤器28流体连通。连杆34可任选地设置在风挡26和致动器36之间。如果存在，则连杆34配置成将致动器36的移动传送到风挡26。但是，在一些实例中，致动器36可能直接连接到风挡26，并且连杆34可以省略。
接下来，客舱空气系统22可任选地包括导管或充气室38，以将空气从风挡箱24输送到鼓风机40或加热、换气和空气调节装置(HVAC)单元42。虽然展示了设置在风挡箱24和鼓风机40之间的充气室38，但在其他实例中，充气室38可配置成和客舱空气系统22的各种部件中的任意部件流体地联接或可被省略。HVAC单元42可包括任何合适的配置成加热和/或冷却空气流的装置或单元。
为了引导调节的空气流，客舱空气系统可以包括通风孔44。如本领域所知，通风孔44等通风孔可包括遮板和/或其他此类装置来调节空气流的方向和/或量。另外，尽管图2展示了一个通风孔，但客舱空气系统22可包括任何合适数量的通风孔44。
可配置控制器50来控制客舱空气系统22的一些或全部部件。例如，控制器50可配置成控制致动器36，从而调节风挡26。如本文所述，通过调节风挡26而控制外部空气和再循环空气的比率。控制器50也可配置成控制鼓风机40。例如，控制器50可操作用于调节输送至鼓风机40的功率量。以这种方式，鼓风机40可以被关闭、打开和/或改变鼓风机40的旋转速度。此外，控制器50可以配置成控制HVAC单元42产生的制暖量和/或冷却量。
用户界面52包括在客舱空气系统22中以向操作员提供与控制器50的通信。例如，响应于操作员选择“打开”图标或按钮，控制器50可向鼓风机40提供动力以产生空气流。此外，与进入用户界面52的期望的温度相比，控制器50可根据传感器54进行的测量来控制HVAC单元42来加热或冷却空气。用户界面52也可以让操作员控制外部空气与再循环空气的比率。例如，响应于进入用户界面52的操作员输入，控制器50可以控制致动器36移动。这种移动可以通过连杆34被平移到风挡26。
在其他实例中，控制器50可以根据传感器54获得的测量自动地控制客舱空气系统22。例如，如果感测到的湿度高于预定的最大湿度，那么可以控制HVAC单元42来提供冷却和加热而从空气中去除水分。就此而言，可配置传感器54来感测任何合适的环境因素，例如温度、湿度、光线等。
图3是根据本发明的一方面的风挡箱24的透视图。如图3所示，风挡箱24包括顶部60、底部62、曲壁64、侧壁66和出口68。顶部60和底部62均呈饼状。顶部60包括弯曲边缘70A、第一笔直边缘72A和第二笔直边缘74A。第一笔直边缘72A和第二笔直边缘74A各具有成角度交汇的端部，以及与弯曲边缘70A的相应端部交汇的另一端部。底部62包括弯曲边缘70B、第一笔直边缘72B和第二笔直边缘74B。第一笔直边缘72B和第二笔直边缘74B各具有成角度交汇的端部，以及与弯曲边缘70B的相应端部交汇的另一端部。曲壁64具有与顶部60的弯曲边缘70A相连结的弯曲顶边缘76，并且曲壁64具有与底部62的弯曲边缘70B相连结的弯曲底边缘78。曲壁64具有外表面80和内表面82。曲壁64包括夹设在外部空气入口86和再循环空气入口88之间的隔板84。侧壁66具有与曲壁64的第一侧边缘92相连结的第一侧边缘90。侧壁66具有与顶部60的第一笔直边缘72A相连结的顶边缘94。侧壁66具有与底部62的第一笔直边缘72B相连结的底边缘96。出口68由曲壁64的第二侧边缘98、顶部60的第二笔直边缘74A、底部62的第二笔直边缘74B以及侧壁66的第二侧边缘100限定。
在所示的具体实例中，第一笔直边缘72A和第二笔直边缘74A的交汇角是90°。但是，在其他实例中，该角度可能比90°大或者小。例如，该角度可以是30°、45°、60°、120°等等。在一定程度上，该角度可能取决于图1所示的客舱20的配置，同样地，也可以被修改以适合特定的客舱20。
也如图3所示，过滤器28设置在曲壁64上方并且覆盖曲壁64。更具体地，过滤器28覆盖外部空气入口86和再循环空气入口88。可以配置过滤器盖102以将过滤器28保持在风挡箱24之上。在不同实例中，过滤器盖102可以是风挡箱24的集成部件或可释放地紧固到风挡箱24。在过滤器盖102是风挡箱24的集成部件的实例中，过滤器盖102可以和风挡箱24形成单个单元或者这两个部件可以单独地形成并且贴合固定、摩擦焊接等。在过滤器盖102可释放地紧固到风挡箱24的实例中，可采用任何适合的紧固件。合适的紧固件的实例包括螺栓、孔和抓钩、补翼和槽紧固件、夹子、扣环等。在图3所示特定实例中，如多个突起104等配件沿着曲壁64从风挡箱24延伸。每个突起104配置成与从过滤器盖102延伸的对应的一组抓钩108相配合(在图6中更清晰地示出)。
风挡26被设置在风挡箱24内。风挡26包括与隔板84相邻并与隔板84对准的旋转轴线110(如图10和图11中所示)。风挡26具有第一面112、第二面114、前沿表面116、后边缘118、顶边缘120和底边缘122。
第一面112配置成与围绕外部空气入口86设置的框架124相配合(在图10和图11中更清晰地示出)。也就是说，第一面112弯曲以匹配设置在曲壁64上的框架124的曲率。当第一面112配合到框架124时，风挡26至少部分地关闭外部空气入口86(在图10和图11中更清晰地示出)。任选地，为了改进第一面112和框架124之间的密封，一个或两个这些配合表面可以包括密封材料，例如网状泡沫、弹性材料等。在一些实例中，风挡26可配置成当第一面112配合到框架124时完全地密封外部空气入口86。然而，在其他实例中，风挡26可以配置成维持至少部分打开，以便于至少一部分外部空气流经外部空气入口86。另外，至少有一部分外部空气进入客舱20，这可以保持客舱20内部有正压力，并且可以便于减少蒸汽积聚等。
在一个实例中，第二面114包括镜像曲面(如图4所示)，并且第一面112和第二面114一起形成箔形状，该箔形状改进风挡26在风挡箱24内的空气流中的空气动力性能。
前沿表面116是圆形的，使得当风挡26旋转时，在前沿表面116和隔板84之间保持接触或微小的间隙。这在图10和图11中更清晰地示出。
后边缘118配置成与风挡箱24的侧表面126相配合(在图10和图11中更详细地示出)。当后边缘118配合到侧表面126时，风挡26至少部分地关闭再循环空气入口88(在图10和图11中更清晰地示出)。在一些实例中，风挡26可配置成当后边缘118配合到侧表面126时完全地密封再循环空气入口88。然而，在其他实例中，风挡26可以配置成保持至少部分地打开，以便于至少一些再循环空气流经再循环空气入口88。以这种方式，风挡26的旋转可以调节外部空气和再循环空气的比率。
然而，在其他实例中，风挡箱24可以配置成使得风挡26可以完全摆动，使得第二面114接合并覆盖再循环空气入口88。在这些实例中，后边缘118不需要配置成与侧表面126配合，而是侧表面126可以包括足以便于风挡26摆动的凸起。
顶边缘120和顶表面128滑动接合，或者可以包括顶边缘120和顶表面128之间的小间隙。类似地，底边缘122和底表面130滑动接合，或者可以包括底边缘122和底表面130之间的小间隙。这些滑动接合或小间隙用于减小风挡26上方和下方的空气流。通过来回枢转风挡26，可以调整外部空气和再循环空气的比率。就此而言，风挡26包括在顶边缘120上方和底边缘122下方延伸的轴132。轴132配置成与设置在顶部60中的孔134和设置在底部62中的相应孔134枢转地配合。
图4是根据图3的风挡26的透视图。如图4所示，第二面114可以是第一面112的镜像。第一面112和第二面114可以一起形成便于平稳气流通过风挡26的泪珠形状。也如图4所示，轴132在顶边缘120上方和底边缘122下方延伸。
图5是根据图3的过滤器28的透视图。如图5所示，过滤器28具有与曲壁64匹配的曲率并且至少部分地覆盖曲壁64的外表面。过滤器28包括过滤介质140。过滤介质140的第一或外部空气部分142配置成为客舱空气系统22过滤外部空气。过滤介质140的第二或再循环空气部分144配置成过滤客舱空气系统22的再循环空气。外部空气部分142可以取决于预期的环境而被优化，以过滤诸如尘土的颗粒物质。同样，再循环空气部分144可以配置成减少例如气味和尘土。
分隔器146设置在外部空气部分142和再循环空气部分144之间，并配置成减少外部空气部分142和再循环空气部分144之间的流体交换量。在不同实例中，分隔器146可以包括不透气层或隔膜，和/或分隔器146可以通过用粘合剂将过滤介质140的两个或多个褶皱粘合在一起而形成。另外，分隔器146可以配置成贴靠过滤器盖102的内部而密封。在不同实例中，分隔器146可包括聚氨酯或或其他这样的弹性垫圈、泡沫条或其他这样的围绕分隔器146的周缘而设置的密封材料。
垫圈148设置在过滤介质140的凸侧上，以与曲壁64的外表面形成密封。垫圈148包括与分隔器146和隔板84协作对准的横向构件150。这些构件一起为外部空气和再循环空气的交换提供了屏障。垫圈148还包括从过滤介质140的周缘延伸出的唇部152。
可选地，过滤器28包括夹设在过滤介质140和垫圈148之间的基底154。如果包括的话，过滤介质140设置在基底154上并与基底154一致，并且基底154配置成向过滤器28提供弯曲的形状。通常，基底154可以由沿着长度的曲线限定，并且宽度可以沿着基底154的长度相对平坦或均匀。在不同实例中，基底可以包括聚合物、纤维板、金属等。然而，在其他实例中，过滤介质140和/或垫圈148可以向过滤器28提供曲率。在另一些实例中，过滤器28可以是柔性的并且配置成弯曲成曲壁64的曲率。
任选地，过滤器28包括端件156，其配置成密封过滤器28的端部，或以其他方式减少来自过滤器28的侧面的空气流入。在一些实例中，端件156可以包括塑料壁、浸渍有胶的过滤介质等。然而，在其他实例中，过滤器盖102可以覆盖过滤器28的端部，或者可以以其他方式省略端件156。
图6是根据图3的过滤器盖102的透视图。如图6所示，过滤器盖102包括抓钩108，从而可释放地将过滤器盖102紧固到风挡箱24。也如图6所示，过滤器盖102包括配置成与过滤器28的唇部152相配合的唇部160。响应于过滤器盖102安装在过滤器28上，唇部160配置成与唇部152接合，并朝向曲壁64推压垫圈148。以这种方式，唇部152推靠曲壁64以形成密封。
图7是根据图3的风挡箱24的另一个透视图。如图7所示，过滤器盖102包括外部空气开口162和再循环空气开口164。外部空气开口162设置为与过滤器28的外部空气部分142协作对准。再循环空气开口164设置为与过滤器28的再循环空气部分144协作对准。过滤器盖102也包括分隔器166，设置为与过滤器28的分隔器146协作对准。响应于过滤器盖102安装在过滤器28上，分隔器166朝向曲壁64推压分隔器146。分隔器146又将垫圈148的横向构件150推压入风挡箱24的隔板84中，从而在过滤器28和风挡箱24的两侧之间形成密封。
图8是根据本发明的另一方面的风挡箱24的剖切透视图。如图8所示，过滤器盖102的多个内表面每个都与曲壁64的对应外表面协作对准。这些协作对准的表面的具体实例包括隔板84/分隔器166和唇部160/曲壁64。这些对准的表面起到挤压垫圈148并在过滤器28和风挡箱24之间形成密封的作用(如图9所示)。
图9是根据图8的安装有过滤器28的风挡箱24的透视图。如图9所示，响应于在过滤器盖102和风挡箱24之间的协作对准表面，垫圈148被推压以抵靠曲壁64而密封。
图10是示出根据图3的风挡箱24中风挡26的移动的简化横截面视图。如图10所示，当风挡26从位置“A”经过位置“B”旋转到位置“C”，外部空气与再循环空气的比率被调节。例如，位置A可以防止或允许最小量的外部空气进入风挡箱24。位置B可以有助于约50::50的外部空气::再循环空气比率。位置C可以防止或允许最小量的再循环空气进入风挡箱24。在具体的实例中，响应于操作员选择最大量的外部空气，图2所示的控制器可以控制风挡26旋转入位置C。响应于操作员选择最小量的外部空气，图2所示的控制器可以控制风挡26旋转入位置A。
图11是示出根据本发明另一个方面的风挡箱24中风挡26的移动的简化横截面视图。图11类似图10，因此，出于简洁的目的，图10中描述的那些元件不会再次描述。注意的是，过滤器28的外部空气部分142明显大于过滤器28的再循环空气部分144，并且第二面114是凹入表面而非凸出表面。
按照过滤器28的相对尺寸和/或组成，过滤器28的这些特征可以以适当的方式变化。例如，如果经验数据、试验，和/或以其他方式预期机器10将在一种环境中操作，在这种环境中提高的过滤能力是有益的，则过滤器28的外部空气部分142可以明显大于过滤器28的再循环空气部分144。可选地，如果经验数据、试验，和/或以其他方式预期机器10将在一种环境中操作，在这种环境中空气主要被再循环，则过滤器28的再循环空气部分144可以明显大于过滤器28的外部空气部分142。
至于第二面114的形状，由于第二面没有与表面相互作用从而调节再循环空气流，所以第二面114可以是任何合适的形状。例如，第二面114的形状可以是凹形，从而减少风挡26的重量。
工业实用性
本发明可以适用于包括客舱空气系统的任何机器。所公开的客舱空气系统的各方面可以提高制造的容易性、过滤维护的容易性、操作灵活性并且有助于改进的过滤性能。
申请人发现：通过将外部空气过滤器和再循环空气过滤器连结成具有用于不同空气流的两个独立区域的单个过滤器，能够实现多种改进。这些改进的实例包括客舱空气系统在尺寸和复杂性上的降低、维护该过滤器的容易性、过滤器库存的减少、在改变再循环空气过滤器上更大的柔顺性等。具体地，维护过滤器的容易性提供了对系统的极大改进，在该系统中，两个过滤器处于不同位置，并且具体地处于再循环空气过滤器难以接触到客舱内部部分的位置。
根据图3所示的本发明的一个方面，风挡箱24是将外部和再循环空气设置在客舱空气系统22的一种精巧且简单的解决方案。具体地，风挡箱24小于传统系统，并且可以更容易地放置在客舱20内。而且，过滤器28的弯曲形状提供了相比于连接风挡箱24的两个直立侧的直立过滤器所能够容纳的相对更长的过滤器。相对于风挡箱24的其他尺寸，过滤器28的增加的长度为过滤介质140提供了增大的区域。风挡箱24也有助于减少用于将外部和再循环空气传送给风挡箱24的管道量。
此外，风挡箱24是调节外部空气与客舱空气系统22内再循环空气的比率的一种精巧且简单的解决方案。例如，风挡26的第一面112的弯曲形状与框架124的曲率相匹配。框架124弯曲以与过滤器28的曲度匹配。然而，第一面112的曲率提供了气动表面，该气动表面有助于空气相对于平坦表面的平滑流动。此外，一个优点是：后边缘118用于调节通过风挡箱24的再循环空气流，因为这缩小了风挡箱24的尺寸并且减少了风挡26旋转的量。做出这些改进的同时也减少了客舱空气系统22中的过滤器数量，并且没有使用可以是外部空气过滤器和再循环空气过滤器之间折衷的过滤介质。即，在单个过滤器上的这两个过滤区域的表面区域和过滤介质的类型和形态可以进行优化以用于具体过滤任务。因此，风挡箱24简化了更换过滤器的制造，而没有为了实现这些改进而导致更大的复杂性和/或操作成本。
将认识到的是，前面的描述提供了所公开的系统和技术的实例。然而，设想到的是，本发明的其他实施可以与前面的实例在细节上有所不同。所有本发明或其实例的引用旨在提及在该点被讨论的具体实例并且并不旨在暗示更一般的对本发明范围的任何限制。除非另有指示，否则关于某些特征的差别和贬低的所有语言旨在指示缺乏对这些特征的偏好，而不是将这些完全排除在本发明的范围之外。
除非本文中另有指示，否则在此对数值范围的叙述仅仅用作一种速记方法，单独地指代落入范围内的各单独数值，并且各单独数值包括在说明书内，如同在此个别列举一样。除非本文中另有指示或与上下文明显矛盾，否则本文所描述的所有方法可以以任何适当顺序执行。
在整个发明中，除非另有说明，否则类似的附图标记在本文中指代类似的元件。从详细的说明书中，各方面的许多特征和优点显而易见，并且因此，其旨在通过所附权利要求书来涵盖落入各方面的实质精神和范围内的所有这些特征和优点。进一步地，由于多种改进和变化对于本领域技术人员来说是易于想到的，故将各方面限制为对于所说明及描述的精确结构和操作是不理想的，因此，可以采用落入各个方面的范围内的所有适当改进和等同物。

Claims (15)

1.一种客舱空气系统(22)，其包括：
用以生成空气流的鼓风机(40)；
风挡箱(24)，其包括：
曲壁(64)，其具有外表面(80)和内表面(82)，所述曲壁(64)包括夹设在外部空气入口(30)和再循环空气入口(32)之间的隔板(84)；
出口(68)；
侧壁(66)，其设置在所述再循环空气入口(32)和所述出口(68)之间；和
风挡(26)，其具有邻近所述隔板(84)且与所述隔板(84)对准的旋转轴线(110)，所述风挡(26)具有第一面(112)和后边缘(118)，所述第一面(112)是弯曲的并且配置成与设置在所述外部空气入口(30)周围的弯曲框架(124)相配合，所述后边缘(118)配置成与所述侧壁(66)相配合，其中响应于所述风挡(26)旋转来调节外部空气与再循环空气的比率；
致动器(36)，其配置为围绕所述旋转轴线(110)旋转所述风挡(26)；和
控制器(50)，其配置为控制所述鼓风机(40)和所述致动器(36)。
2.根据权利要求1所述的客舱空气系统(22)，其进一步包括：
过滤器(28)，其具有与所述曲壁(64)配合并覆盖所述曲壁(64)的所述外表面(80)的曲率，所述过滤器(28)包括：
外部空气部分(142)，其配置为过滤(28)外部空气；和
再循环空气部分(144)，其配置为过滤(28)再循环空气。
3.根据权利要求2所述的客舱空气系统(22)，其进一步包括：分隔器(146)，其设置在所述过滤器(28)中在所述外部空气部分(142)和所述再循环空气部分(144)之间并且配置为减少所述外部空气部分(142)和所述再循环空气部分(144)之间的流体交换量。
4.根据权利要求1所述的客舱空气系统(22)，其进一步包括：
用户界面(52)，其中所述控制器(50)配置为响应于来自所述用户界面(52)的信号而调节所述鼓风机(40)和所述致动器(36)中的至少一个，和
传感器(54)，其配置为感测温度和湿度中的至少一个，其中所述控制器(50)配置为响应于来自所述传感器(54)的信号而调节所述鼓风机(40)和所述致动器(36)中的至少一个。
5.根据权利要求2所述的客舱空气系统(22)，其进一步包括：
垫圈(148)，其设置在所述过滤器(28)和所述风挡箱(24)之间；
过滤器盖(102)，其配置为将所述过滤器(28)保持在所述风挡箱(24)上；和
唇部(152)，其围绕所述过滤器盖(102)设置，配置为与所述垫圈(148)上的相应唇部(152)配合以在所述过滤器(28)和所述风挡箱(24)之间产生密封。
6.一种客舱空气系统(22)，其包括：
用以生成空气流的鼓风机(40)；
风挡箱(24)，其包括：
顶部(60)和底部(62)，所述顶部(60)和所述底部(62)均是如由弯曲边缘(70A)限定的那样呈饼状，第一笔直边缘(72A)和第二笔直边缘(74A)，所述第一笔直边缘(72A)和所述第二笔直边缘(74A)各具有成角度交汇的端部，并且每个笔直边缘具有与所述弯曲边缘(70A)的相应端部交汇的另一个端部；
曲壁(64)，其具有连结到所述顶部(60)的所述弯曲边缘(70A)的弯曲顶边缘(76)，并且所述曲壁(64)具有连结到所述底部(62)的所述弯曲边缘(70A)的弯曲底边缘(78)，所述曲壁(64)具有外表面(80)和内表面(82)，所述曲壁(64)包括夹设在外部空气入口(30)和再循环空气入口(32)之间的隔板(84)；
侧壁(66)，其具有连结到所述曲壁(64)的第一侧边缘(90)的第一侧边缘(90)，所述侧壁(66)具有连结到所述顶部(60)的第一笔直边缘(72A)的顶边缘(120)，所述侧壁(66)具有连结到所述底部(62)的所述第一笔直边缘(72A)的底边缘(122)；以及
出口(68)，其由所述曲壁(64)的第二侧边缘(100)、所述顶部(60)的所述第二笔直边缘(74A)、所述底部(62)的所述第二笔直边缘(74A)以及所述侧壁(66)的第二侧边缘(100)所限定；以及
用以控制所述鼓风机(40)的控制器(50)。
7.根据权利要求6所述的客舱空气系统(22)，其进一步包括：
风挡(26)，其具有邻近所述隔板(84)且与所述隔板(84)对准的旋转轴线(110)，所述风挡(26)具有第一面(112)和后边缘(118)，所述第一面(112)是弯曲的并且配置成与设置在所述外部空气入口(30)周围的弯曲框架(124)相配合，所述后边缘(118)配置成与所述侧壁(66)相配合，其中响应于所述风挡(26)旋转来调节外部空气与再循环空气的比率；和
致动器(36)，其配置为围绕所述旋转轴线(110)旋转所述风挡(26)，其中所述控制器(50)配置为控制所述致动器(36)。
8.根据权利要求6所述的客舱空气系统(22)，其进一步包括：
过滤器(28)，其具有与所述曲壁(64)配合并覆盖所述曲壁(64)的所述外表面(80)的曲率，所述过滤器(28)包括：
外部空气部分(142)，其配置为过滤(28)外部空气；和
再循环空气部分(144)，其配置为过滤(28)再循环空气。
9.根据权利要求8所述的客舱空气系统(22)，其进一步包括：
分隔器(146)，其设置在所述过滤器(28)中在所述外部空气部分(142)和所述再循环空气部分(144)之间并且配置为减少所述外部空气部分(142)和所述再循环空气部分(144)之间的流体交换量。
10.根据权利要求7所述的客舱空气系统(22)，其进一步包括：
用户界面(52)，其中所述控制器(50)配置为响应于来自所述用户界面(52)的信号而调节所述鼓风机(40)和所述致动器(36)中的至少一个；和
传感器(54)，其配置为感测温度和湿度中的至少一个，其中所述控制器(50)配置为响应于来自所述传感器(54)的信号而调节所述鼓风机(40)和所述致动器(36)中的至少一个。
11.一种过滤车辆的客舱(20)空气的方法，所述方法包括以下步骤：
采用鼓风机(40)通过风挡箱(24)生成空气流，所述风挡箱(24)包括：
顶部(60)和底部(62)，所述顶部(60)和所述底部(62)均是如由弯曲边缘(70A)、第一笔直边缘(72A)以及第二笔直边缘(74A)限定的那样呈饼状，所述第一和第二笔直边缘(74A)各具有成角度交汇的端部，且每个笔直边缘具有与所述弯曲边缘(70A)的相应端部交汇的另一个端部；
曲壁(64)，其具有连结到所述顶部(60)的所述弯曲边缘(70A)的弯曲顶边缘(76)，且所述曲壁(64)具有连结到所述底部(62)的所述弯曲边缘(70A)的弯曲底边缘(78)，所述曲壁(64)具有外表面(80)和内表面(82)，所述曲壁(64)包括夹设在外部空气入口(30)和再循环空气入口(32)之间的隔板(84)；
侧壁(66)，其具有连结到所述曲壁(64)的第一侧边缘(90)的第一侧边缘(90)，所述侧壁(66)具有连结到所述顶部(60)的所述第一笔直边缘(72A)的顶边缘(120)，所述侧壁(66)具有连结到所述底部(62)的所述第一笔直边缘(72A)的底边缘(122)；
出口(68)，其由所述曲壁(64)的第二侧边缘(100)、所述顶部(60)的所述第二笔直边缘(74A)、所述底部(62)的所述第二笔直边缘(74A)和所述侧壁(66)的第二侧边缘(100)限定；以及
采用风挡(26)调节外部空气与所述空气流中的再循环空气的比率，所述风挡(26)具有邻近所述隔板(84)并与所述隔板(84)对准的旋转轴线(110)，所述风挡(26)具有第一面(112)和后边缘(118)，所述第一面(112)是弯曲的且配置为与围绕所述外部空气入口(30)设置的弯曲框架(124)配合，所述后边缘(118)配置为与所述侧壁(66)配合，其中响应于所述风挡(26)旋转而调节外部空气与再循环空气的比率。
12.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括以下步骤：
采用过滤器(28)过滤所述空气流，所述过滤器(28)具有与所述曲壁(64)配合并覆盖所述曲壁(64)的所述外表面(80)的曲率，所述过滤器(28)包括：
外部空气部分(142)，其配置为过滤(28)外部空气；和
再循环空气部分(144)，其配置为过滤(28)再循环空气。
13.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括以下步骤：
采用分隔器(146)分隔所述过滤器(28)，所述分隔器(146)设置在所述过滤器(28)中在所述外部空气部分(142)和所述再循环空气部分(144)之间并且配置为减少所述外部空气部分(142)和所述再循环空气部分(144)之间的流体交换量。
14.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括以下步骤：
响应于来自用户界面(52)的信号而控制所述鼓风机(40)和所述风挡(26)中的至少一个；和
响应于所述用户界面(52)的信号而采用暖通空调单元(42)(HVAC)来调节所述空气流的温度。
15.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括以下步骤：
响应于来自传感器(54)的信号而控制所述鼓风机(40)和所述风挡(26)中的至少一个。
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