CN106994878A - 用于车辆暖通系统的活门组件和包括其的暖通系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆供暖、通风和/或空调(HVAC)系统的空气分配系统的活门组件，其适于选择性地密封HVAC系统的空气室的至少一个出口，其中，活门组件包括主活门，所述主活门适于连接到驱动装置以在所述空气室内在用于密封所述至少一个出口的第一位置和用于打开所述至少一个出口的第二位置之间旋转活门组件，活门组件还包括压缩机活门，所述压缩机活门适于在活门组件在其第一位置和第二位置之间旋转期间相对于主活门移动，其中，压缩机活门包括至少一个致动装置，所述致动装置适于与一个引导构件配合，所述引导构件定位于空气室内并且适于接合至少一个致动装置。

Description

用于车辆暖通系统的活门组件和包括其的暖通系统

技术领域

本发明涉及一种用于车辆供暖、通风和/或空调(HVAC)系统的空气分配组件的活门组件，该活门组件适于选择性地密封HVAC系统的空气室的至少一个出口。本发明还涉及包括这种活门组件的HVAC系统。

背景技术

本发明涉及一种HVAC系统，其是在车辆中用于调节供应到车辆舱室的空气的模块。HVAC系统的主要作用是通过处理供应到车辆舱室的空气来保证车辆舱室中的乘员的气候舒适性，并且在车辆使用期间保证通过舱室窗户的可见性。HVAC系统负责对在车辆舱室的不同部分上的空气进行处理和分配，并且通过空调回路实现制冷功能。

HVAC系统的一些主要部件包括通风机、通风机电机、蒸发器、加热器芯、冷凝器、压缩机、膨胀阀、管和用于接收不同部件的壳体。HVAC系统的壳体通常包括各种活门，以允许空气从HVAC系统适当地分配到不同的出口，这些出口连接到用于在车辆舱室的不同部分中分配空气的管道。

HVAC系统的壳体通常包括至少一个空气室，空气室用于收集和/或混合空气以获得要输送到车辆舱室的具有确定特性的空气。空气室通常是圆柱形的并且设置有多个出口，每个出口适于HVAC系统的特定操作模式。出口中的一个例如是除霜出口，其用于对车辆的车窗除霜和除雾，以允许更好的可见性和改进的安全性。其它出口包括通风出口和地板出口。为了选择用于 HVAC系统的优选操作模式的出口，HVAC系统的空气室包括一个或多个活门，以选择性地关闭不使用的出口。

在现有技术中，已知在HVAC系统的空气室内使用筒形或圆柱形活门，其具有适于与空气室的大致圆柱形内壁配合的活门主体。

筒形或圆柱形活门定位在空气室内，以在空气室内在用于关闭未使用的至少一个出口的第一位置和其中所述出口打开的第二位置之间可旋转。可行的是，筒形或圆柱形活门适于关闭各种出口，其中多个出口中的仅一个出口被打开以允许在HVAC系统的特定操作模式中仅使用打开的出口，其余出口关闭。

根据现有技术，在空气室内部使用的筒形或圆柱形活门没有具体规定来改善空气室的内壁与筒形或圆柱形活门的配合表面之间的密封。不存在这样的特定密封的影响是存在一定程度的泄漏。这意味着一定量的空气将从未使用的且试图通过筒形或圆柱形活门关闭的出口流出。

接受一定水平的泄漏的原因是筒形或圆柱形活门借助于旋转轴线在其几个位置之间移动，该旋转轴线基本上与HVAC系统的空气室的纵向轴线重合。当使筒形或圆柱形活门旋转时，筒形或圆柱形活门的外表面将与空气室的内壁接触。这意味着筒形或圆柱形活门的旋转将在空气室和筒形或圆柱形活门的相面对的表面之间产生一定量的摩擦。

为了改善筒形或圆柱形活门密封不使用的出口的能力，应增加所述筒形或圆柱形活门对空气室内壁的接触力。然而，在筒形或圆柱形活门在空气室内移动期间，筒形或圆柱形活门对空气室内壁的接触力的增加也会增加在相面对的表面之间产生的摩擦。

在实践中，接受一定的折衷，其中筒形或圆柱形活门的密封能力足以基本上密封不使用的出口，同时，筒形或圆柱形活门的外表面和空气室的内壁之间的摩擦水平具有可接受的水平。

与筒形或圆柱形活门的外表面和空气室的内壁之间存在摩擦有关的相关问题是当筒形或圆柱形活门在其位置之间移动时会产生噪音。

为了能够改善HVAC系统的功能，需要改进HVAC系统中的空气室中不使用的出口的密封，同时允许筒形或圆柱形活门在其位于空气室内的位置之间移动，而不超过：

-筒形或圆柱形活门的外壁与空气室的内壁之间的确定的摩擦水平，以及

-确定的噪声水平。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可移动的活门组件，用于选择性地关闭 HVAC系统中的至少一个空气室中的不使用的出口，同时在所述活门组件的运动期间避免所述活门组件的外侧与所述至少一个空气室的内壁之间的高水平摩擦。

更具体地，本发明涉及一种用于车辆供暖、通风和/或空调(HVAC)系统的空气分配系统的活门组件，其适于选择性地密封HVAC系统的空气室的至少一个出口，其中所述活门组件包括主活门，所述主活门适于连接到驱动装置以在所述空气室内在用于密封所述至少一个出口的第一位置和用于打开所述至少一个出口的第二位置之间旋转所述活门组件，活门组件还包括压缩机活门，所述压缩机活门适于在活门组件在其第一位置和第二位置之间旋转期间相对于主活门移动，其中压缩机活门包括至少一个致动装置，所述致动装置适于与定位在空气室内且适于接合所述至少一个致动装置的至少一个引导构件配合，所述至少一个致动装置和所述至少一个引导构件适于在所述空气室的内壁的方向上在所述活门组件的所述第一位置处移动压缩机活门，以密封所述至少一个出口，并且在活门组件从其第一位置向其第二位置旋转的至少一部分期间移动压缩机活门远离空气室的内壁。

这些措施的效果是，通过拉动压缩机活门远离空气室的内壁，在活门组件的旋转期间可以减小活门组件和空气室的内壁之间的摩擦水平。

活门组件可以连接到适当的驱动装置，用于使活门组件在用于关闭出口的位置和用于打开所述出口的位置之间旋转，由此仅活门组件的一部分相对于空气室的内壁移动，以改善在用于关闭的位置处的密封并且在活门组件朝向非关闭位置旋转期间限制摩擦。

这意味着，活门组件的较大部分可以以适当的方式固定在空气室内部的确定位置。只有压缩机活门将被可移动地固定，以允许其相对于活门组件的其余部分移动。

这允许确定活门组件在其任何位置中的良好限定的位置。

根据本发明的实施例，压缩机活门包括设置在压缩机活门的朝外表面上的密封构件。

在压缩机活门的朝外的表面上存在独立的密封构件的效果是，可以选择用于压缩机活门的材料，以优化压缩机活门相对于主活门的连接和可移动性。可以选择密封构件的材料和形状以优化活门组件密封所述至少一个出口的能力。

根据本发明的实施例，密封构件包括柔性材料，例如橡胶或合成橡胶。

根据本发明的实施例，主活门包括适于定位在空气室的内壁附近的主体，主体在其相对端处设置有第一臂和第二臂，所述第一臂和第二臂基本上垂直于所述主体延伸，所述臂包括将所述主活门连接到旋转轴的连接装置。

根据本发明的实施例，压缩机活门的活门构件在其相对端处包括适于沿着主活门的第一臂和第二臂定位的第一臂和第二臂，主活门的臂和压缩机活门的臂分别包括引导件和引导从动件组件，以将压缩机活门可滑动地连接到主活门。

根据本发明的实施例，引导件和引导从动件组件包括至少一个径向延伸的引导件，以允许压缩机活门相对于主活门沿径向方向移动。

这些措施的效果是主活门和压缩机活门适于相对于主活门沿径向方向引导压缩机活门。这意味着，在连接器活门相对于主活门的运动期间，压缩机活门的角度取向和，如果存在的话，固定在压缩机活门的朝外表面上的密封构件相对于空气室的内壁的取向。

根据本发明的实施例，主活门的臂是饼形的。

根据本发明的实施例，所述至少一个致动装置包括适于与设置在空气室的内壁上的至少一个引导件协作的至少一个突起。

根据本发明的实施例，压缩机活门的第一臂包括适于与设置在空气室的内壁上的第一引导件协作的第一突起，并且其中，压缩机活门的第二臂包括适于与设置在空气室的内壁上的第二引导件协作的第二突起。

根据本发明的实施例，主活门的主体包括至少一个向外指向的突出部，压缩机活门包括用于接收所述至少一个突出部的至少一个凹部，其中主活门的所述至少一个突出部和压缩机活门的所述至少一个凹部适于在压缩机活门相对于空气室的内壁移动期间限定压缩机活门相对于主活门的旋转位移。

这些措施的效果是，主活门上的突出部和压缩机活门中的凹部适于相对于主活门沿径向方向引导压缩机活门。这意味着突出部和凹部的组合提供了另一种手段，以在连接器活门相对于主活门的运动期间确保压缩器活门的角度取向以及，如果存在，固定在压缩机活门的朝外表面上的密封构件相对于空气室的内壁的角度取向。

根据本发明的实施例，所述至少一个凹部形成在压缩机活门的活门构件中的通孔。

本发明还涉及包括根据本发明的活门组件的HVAC系统。

附图说明

参考附图、通过示例描述本发明的实施例，其中：

图1是根据本发明的活门组件的实施例的分解图，

图2是包括空气室的HVAC系统的壳体的一部分的透视图，其中，空气室壁的壁被制成透明的以示出活门组件在空气室内的位置，以及

图3和图4是根据图2的HVAC系统的一部分的侧视图，其中，活门组件在空气室内具有第一和第二位置。

具体实施方式

在附图中，示出了根据本发明的活门组件的优选实施例。

在本文中，词语“出口”用于指代空气室的壁中的开口，适于允许空气流离开HVAC系统的空气室。词语出口是指允许空气流离开空气室的功能。实际上，空气室中的开口设置有附件或延长部，以允许出口连接到适于将离开空气室的空气引导到客舱的特定部分的管道或引导件。

在本文中提及“径向方向”。本文中的方向涉及HVAC的大致圆柱形的空气室。该空气室具有在空气室的端壁之间延伸的纵向轴线。径向方向被定义为从纵向轴线朝向空气室的内壁的方向，径向方向垂直于空气室的纵向轴线。

在本文中提及“活门组件”。词语“活门组件”旨在表示一起形成活门的多个活门部分。活门组件的整体形式类似于筒或圆柱的一部分。由于特定的形状，在工业中，这种类型的活门通常被称为“筒形活门”或“圆柱形”活门。对于HVAC系统，通常将这种类型的活门称为“门”。

在图1中，示出了根据本发明的活门组件10的实施例。活门组件10包括主活门20，主活门20基本上具有筒或圆柱体的一部分的形式。主活门20 包括主体21，主体21成形为定位在圆柱形空气室2(见图2)的内壁附近。主体21包括端部或臂22，端部或臂22设置有突出形式的连接装置28，以允许主活门20连接到旋转轴线或形成旋转轴线。

在图1的示例中，连接装置28是圆柱形的并且适于被接收在圆柱形座中，其中，主活门20能够相对于由圆柱形连接装置28的纵向轴线限定的旋转轴线旋转。在相对端处，主活门20设置有第二端部或臂23，该第二端部或臂23同样设置有突出部形式的连接装置(在图1中不可见)。连接装置28 允许主活门20被定位和固定在空气室2内的确定位置处，其中，主活门20 和空气室2的内壁之间的相互距离被设定。

主活门20在空气室2内使用(见图2)，并且适于可旋转地固定在所述空气室2内，以选择性地密封空气室的出口。主活门20能够在用于密封空气室2的至少一个出口的位置之间移动。如图1所示，主活门20包括孔29，当孔29与适于将空气从空气室2的内部向其外部分配的出口对准时，其允许空气流通过主体21。

主体21的外表面设置有第一突出部26和第二突出部27，所述第一突出部26和第二突出部27从外表面沿径向方向延伸并用于与活门组件10的其它活门构件配合。臂22、23各自设置有径向延伸的引导件24、25，所述引导件24、25适于与存在于压缩机活门30上的引导从动件协作，如以下更详细所述的。

活门组件10还包括压缩机活门30。压缩机活门30基本上类似于主活门 20的形状，具有筒或圆柱体的一部分的形状。

压缩机活门30包括活门构件31，该活门构件31基本上是圆柱形形状，以便定位在空气室2的圆柱形内壁50附近，其中，使用活门组件10(参见图2)。活门构件31的相对端设置有端部或臂32、33。这些臂32、33适于与主活门20的臂22、23协作。臂32、33设置有引导从动件34、35(在图 1中仅可见引导从动件35)，引导从动件34、35被可滑动地接收在主活门20的臂22、23的引导件24、25内。臂22、23的引导件24、25径向地指向，压缩机活门30连接到主活门20，以相对于主活门20沿所述径向方向可移动。

压缩机活门30的活门构件31还包括第一和第二凹部36、37，其适于接收主活门20的相应突出部26、27。主活门20的主突出部26、27和压缩机活门30的孔36、37的组件在压缩机活门30相对于主活门20的运动期间与引导从动件34、35和引导件24、25协作。引导件24、25和引导从动件34、 35的组合将限定在所述运动期间压缩机活门30相对于主活门20的可能的角度旋转。这意味着，压缩机活门30在所述压缩机活门30相对于主活门20 的所有位置处的取向都被控制，从而控制压缩机活门30相对于气室2的内壁50的取向。这些措施的效果是，压缩机活门30的取向使得压缩机30的外表面被正确地定位，以确保压缩机活门30和气室2的内壁50之间的最佳密封功能。

根据图1的活门组件10还包括密封构件40。密封构件40适于连接到压缩机活门30的活门构件31，以在所述活门构件31上提供具有特征的部件，所述特征特别适于改进活门组件10对气室2的内壁50的密封(见图2)。密封构件40可以是基本上平坦的并且具有足够的柔性以允许密封构件40在活门构件31上的连接。替代地，该密封构件40可以具有圆柱形形式，以允许密封构件40适当地固定在活门构件31上。密封构件40设置有孔46、47，孔46、47适于与压缩机活门30的活门构件31中的孔36、37重合。孔46、 47与孔36、37协作以接收主活门20的突出部26、27，并且适于与孔36、 37协作以在所述组件相对于主活门20的移动期间限定压缩机活门30和密封构件40的组件的旋转运动。这将参考图2、图3和图4更详细地解释。

活门组件10适于被可移动地接收在空气室2内。活门组件10通过连接装置28可旋转地固定在所述空气室2内。此外，活门组件10适于在围绕由所述连接装置28限定的旋转轴线旋转期间，允许压缩机活门30和密封构件 40的组件相对于主活门20的运动。为了实现压缩机活门30和密封构件40 的组件相对于主活门20的所述运动，压缩机活门30包括在压缩机活门30 的外侧上的第一和第二突起38、39。在图1中，仅突起38是可见的。突起 38、39适于与设置在其中定位有活门组件10的空气室2内部的引导件协作。

在图2中，HVAC系统1的壳体的一部分以透视图示出。壳体的壁被制成为透明的，以允许活门组件10在HVAC系统1内部可见。图2特别示出了基本上圆柱形的空气室2。空气室2设置有多个连接到管道的出口。出口和管道适于将从空气室2出来的空气引导到使用HVAC系统1的车辆舱室或车辆的特定部分。在图2中，特别地，示出了通风出口5、除霜出口6和地板出口7。根据HVAC系统1的具体操作模式，词语出口用于指示空气室2 的壁内的孔，其适于允许空气离开空气室2并且在连接到出口的管道的方向上流动，以允许空气被传送到客舱。如图2所示，活门组件10被可旋转地接收在空气室2内。空气室2包括管状或圆柱形内壁50，其每个端部由端壁 51、52关闭。在图2中仅示出端壁51。主活门20的连接装置28被接收在设置在空气室2的端壁51中的圆柱形座中。

图2示出端壁51设置有凸轮或引导件61。凸轮或引导件61适于接收存在于压缩机活门30的外侧上的突起38(参见图1)。空气室2的相对端壁52 包括类似的凸轮或引导件62(不可见)，以接收存在于压缩机活门30的臂33的外侧上的突起39。

参考图2、图3和图4，示出了在空气室2内的不同位置之间的活门组件10的运动，从而允许选择性地打开和关闭空气室2的所选出口5、6、7。

从图2开始，活门组件10定位在第一位置或端部位置，其中压缩机活门30的臂32的外侧上的突起38存在于引导件61的一端处。在该第一位置，活门组件10特别适于密封通风出口5。为了允许活门组件10有效地密封通风出口5，压缩机活门30沿径向方向推靠密封构件40，以在空气室2的内壁50和压缩机活门30的活门构件31之间挤压密封构件40。压缩机活门30 上的该向外指向的力通过引导件61和相应的引导件62的形状施加，引导件 61和相应的引导件62接合压缩机活门30的相应臂32、33上的突起38、39。应当理解，压缩机活门30相对于主活门20在朝向空气室2的内壁50的径向方向上的物理位移是相对有限的。实际位移可以是几毫米或甚至更小，这取决于为密封构件40选择的材料。位移适于在密封构件40上提供足够的压力，以允许密封构件40密封通风出口5。

从图2所示的位置，如图3和图4所示，活门组件10能够沿顺时针方向朝向空气室2内的活门组件10的其它位置移动。

在图3中，活门组件10旋转到达其相对的端部位置，其中活门组件10 特别适于密封除霜出口6。在图3所示的位置中，类似于图2所示的位置，通过使用引导件61、62与突起38、39协作将压缩机活门30移动到允许密封构件40有效地密封出口6的位置。

为了移动离开如图2和图3所示的位置，引导件61、62的形状被确定成允许压缩机活门30被拉离空气室2的内壁50。在本说明书的上下文中，术语“拉离”用于指示压缩机活门30和密封构件40的组件在远离内壁50 的方向上的运动，以使得密封构件40与空气室2的内壁50之间的接触力减小。降低的接触水平将具有这样的影响：在旋转期间密封构件40和空气室2 的内壁50之间的减小的摩擦，并因此具有活门组件10位于如图2和3所示位置之间的非关闭位置中的改进运动。由于活门组件10和空气室2的内壁 50之间的摩擦减小得到的该改进运动还将允许减少由活门组件在空气室2 内部的旋转引起的噪声的产生。

应当理解，从图2所示的位置，活门组件10将以相对高的摩擦力移动至少确定的角度α，以允许摩擦水平从图2所示位置的有效密封所需的水平朝向较低的摩擦水平减小，以便于活门组件10的旋转。优选地，从允许密封的相对高的摩擦水平朝向相对低的摩擦水平的过渡将不超过活门组件10 的15度的旋转角度。根据本发明的实施例，可以将从高摩擦到低摩擦的过渡限制到10度的旋转角度。在本发明的又一个实施例中，可以将用于从相对高的摩擦水平移动到相对低的摩擦水平的过渡阶段限制到活门组件10相对于空气室2的不大于五度的旋转角度。

类似地，从图3所示的位置，活门组件10能够朝着如图2所示的位置移动，首先具有相对高的摩擦，并且在一定的旋转角度α之后，具有减小的摩擦以便于运动。根据借助活门组件10选择性地关闭或打开的出口5、6、7 的数量，在图2和图3所示的位置之间，活门组件10可以进行旋转运动，其中，每当密封构件40用于密封出口5、6、7时，引导件61、62和突起38、 39协作以产生密封构件40对空气室2的内壁50的相对高的接触力，并且在中间位置处在密封构件40和空气室2的内壁之间具有相对较低的摩擦水平，以便于活门组件10相对于所述内壁50的旋转。

在图4中，示出了活门组件10的中间位置，其中密封构件40特别适于密封两个出口5、6。

在图1、2、3和4的示例中，活门组件10被示为具有主活门20、压缩机活门30和密封构件40。根据本发明的替代实施例(图中未示出)，活门组件10可包括主活门20和具有活门构件31的外表面的压缩机活门30，活门构件31具有足够的柔性以提供必要的特性来允许仅通过主活门20和压缩机活门30的组件进行出口5、6、7的恰当密封。

Claims (12)

1.一种用于车辆供暖、通风和/或空调(HVAC)系统(1)的空气分配系统的活门组件(10)，适于选择性地密封所述HVAC系统(1)的空气室(2)的至少一个出口(5、6、7)，其中，所述活门组件(10)包括主活门(20)，所述主活门(20)适于连接到驱动装置以在空气室(2)内在用于密封所述至少一个出口(5、6、7)的第一位置和用于打开所述至少一个出口(5、6、7)的第二位置之间旋转所述活门组件(10)，所述活门组件(10)还包括压缩机活门(30)，所述压缩机活门(30)适于在所述活门组件(10)在其第一位置和第二位置之间旋转期间相对于主活门(20)移动，其中，压缩机活门(30)包括至少一个致动装置(38、39)，所述致动装置(39、39)适于与定位在空气室(2)内且适于接合所述至少一个致动装置(38、39)的至少一个引导构件(61、62)配合，所述至少一个致动装置(38、39)和所述至少一个引导构件(61、62)适于在空气室(2)的内壁(50)的方向上在所述活门组件(10)的所述第一位置处移动所述压缩机活门(30)，以密封所述至少一个出口(5、6、7)，并且在活门组件(10)从其第一位置向其第二位置旋转的至少一部分期间移动压缩机活门(30)远离空气室(2)的内壁(50)。

2.根据权利要求1所述的活门组件(10)，其中，所述压缩机活门(30)包括设置在压缩机活门(30)的朝外表面上的密封构件(40)。

3.根据权利要求2所述的活门组件(10)，其中，所述密封构件(40)包括柔性材料，例如橡胶或合成橡胶。

4.根据前述权利要求中任一项所述的活门组件(10)，其中，所述主活门(20)包括适于定位在空气室(2)的内壁(50)附近的主体(21)，所述主体(21)在其相对端处设有第一臂(22)和第二臂(23)，所述第一臂(22)和第二臂(23)相对于所述主体(21)基本上垂直延伸，所述臂(22、23)包括将所述主活门(20)连接到旋转轴的连接装置(28)。

5.根据权利要求4所述的活门组件(10)，其中，所述压缩机活门(30)的活门构件(31)在其相对端处包括适于沿着主活门(20)的第一臂(22)和第二臂(23)定位的第一臂(32)和第二臂(33)，所述主活门(20)的臂(22、23)和所述压缩机活门(30)的臂(32、33)分别包括引导件和引导从动件组件(24、25；34、35)，以将压缩机活门(30)可滑动地连接到所述主活门(20)。

6.根据权利要求5所述的活门组件(10)，引导件和引导从动件组件(24、25；34、35)包括至少一个径向延伸的引导件(24、25)，以允许所述压缩机活门(30)相对于所述主活门(20)沿径向方向移动。

7.根据权利要求4、5或6中任一项所述的活门组件(10)，其中，所述主活门(20)的臂(22、23)是饼形的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的活门组件(10)，其中，所述至少一个致动装置(38、39)包括适于与设置在空气室(2)的内壁(50)上的至少一个引导件(61、62)协作的至少一个突起(38、39)。

9.根据从属于权利要求5时的权利要求8所述的活门组件(10)，其中，所述压缩机活门(30)的第一臂(32)包括适于与设置在所述空气室(2)的内壁(50)上的第一引导件(61)协作的第一突起(38)，并且其中，所述压缩机活门(30)的第二臂(33)包括适于与设置在所述空气室(2)的内壁(50)上的第二引导件(62)协作的第二突起(39)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的活门组件(10)，其中，所述主活门(20)的主体(21)包括至少一个向外指向的突出部(26、27)，所述压缩机活门(30)包括用于接收所述至少一个突出部(26、27)的至少一个凹部(36、37)，其中，主活门(20)的所述至少一个突出部(26、27)和压缩机活门(30)的所述至少一个凹部(36、37)适于在所述压缩机活门(30)相对于所述空气室(2)的内壁(50)移动期间限定所述压缩机活门(30)相对于所述主活门(20)的旋转位移。

11.根据权利要求10所述的活门组件(10)，其中至少一个凹部(36、37)形成所述压缩机活门(30)的活门构件(31)中的通孔。

12.一种供暖、通风和/或空调系统(1)，包括根据权利要求1-11中任一项所述的活门组件(10)。