CN110325386A - 加热、通风和空调系统 - Google Patents
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Abstract
根据本公开的示例的加热、通风和空调系统包括可绕轴线旋转的鼓风机,该鼓风机具有第一轴向端部和与第一轴向端部相对的第二轴向端部。毂定位成将鼓风机分成用于接收第一流体流的第一部分和用于接收与第一流体流流体隔离的第二流体流的第二部分。鼓风机构造成接收通过第一轴向端部流入的第一流体流和第二流体流。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年12月16日提交的美国申请No.15/381,599的优先权。
背景技术
现代车辆包括用于改善乘客舒适度的加热、通风和空调(HVAC)系统。
本公开总体上涉及HVAC组件,并且更具体地涉及调节内部空气和外部空气的双层流动型车辆HVAC系统。
发明内容
根据本公开的示例的HVAC系统包括:鼓风机,该鼓风机可绕轴线旋转,该鼓风机具有第一轴向端部和与第一轴向端部相对的第二轴向端部。毂定位成将鼓风机分成用于接收第一流体流的第一部分和用于接收与第一流体流流体隔离开的第二流体流的第二部分。鼓风机构造成接收通过第一轴向端部流入的第一流体流和第二流体流。
在任一前述实施例的另一实施例中,第一流体流是外部空气,第二流体流是来自车辆乘客舱的空气。
在任一前述实施例的另一实施例中,鼓风机构造成使第一流体流和第二流体流沿径向向外的方向从鼓风机流出。
任一前述实施例的另一实施例包括第二毂,该第二毂具有径向外表面,该径向外表面构造成引导第二流体流。
任一前述实施例的另一实施例包括电机和由电机驱动的轴。第二毂构造成将第二气流与电机和轴流体分隔开。
在任一前述实施例的另一实施例中,第二毂是大体钟形的。
在任一前述实施例的另一实施例中,当毂从第一轴向端部朝向第二轴向端部延伸时,毂径向向外延伸。
在任一前述实施例的另一实施例中,第一流体流经过毂的第一表面被接收,第二流体流经过毂的第二表面被接收。
在任一前述实施例的另一实施例中,第一部分由第一轴向端部处的开口、毂的第一表面和多个叶片限定。
在任一前述实施例的另一实施例中,第二部分由第一轴向端部处的第二开口、毂的第二表面、第二毂的表面和多个第二叶片限定。
根据本公开的示例的HVAC系统包括鼓风机,该鼓风机可绕轴线旋转,该鼓风机具有第一轴向端部和与第一轴向端部相对的第二轴向端部。第一毂定位成将鼓风机分成用于接收第一流体流的第一部分和用于接收与第一流体流流体隔离的第二流体流的第二部分。鼓风机构造成接收通过第一轴向端部流入的第一流体流和第二流体流。第二毂定位成将第二部分与第三部分分开,使得第二流体流与第三部分流体隔离。
任一前述实施例的另一实施例包括与鼓风机流体连通的HVAC单元。
任一前述实施例的另一实施例包括第一壳体,该第一壳体与HVAC单元流体连通并且构造成接收离开风扇的第一流体流。第二壳体与HVAC单元流体连通并且构造成接收离开风扇的第二流体流,而第一壳体和第二壳体流体分离。
任一前述实施例的另一实施例包括:第一流体流隔室,该第一流体流隔室具有第一门;和第二流体流隔室,该第二流体流隔室与第一流体流隔室流体分离并具有第二门。鼓风机构造成使得第一流体流通过第一流体流隔室被接收到鼓风机中,第二流体流通过第二流体流隔室被接收到鼓风机中。
在任一前述实施例的另一实施例中,第一流体流隔室和第二流体流隔室设置在风扇的第一轴向端部处。
在任一前述实施例的另一实施例中,第一流体流是外部空气,第二流体流是来自车辆乘客舱的内部空气。
在任一前述实施例的另一实施例中,第二毂是大体钟形的。
在任一前述实施例的另一实施例中,当第一毂从第一轴向端部朝向第二轴向端部延伸时,第一毂径向向外延伸。
从以下作为简要说明的说明书和附图,可以最好地理解这些和其他特征。
附图说明
图1示意性地示出了示例性HVAC系统;
图2示出了示例性鼓风机组件的剖视图;
图3示出了示例性鼓风机组件的剖视图;
图4示出了示例性鼓风机组件的剖视图;
图5示意性地示出了示例性鼓风机组件的剖视图;
图6示出了具有外壳体的示例鼓风机组件的透视图;
图7示出了示例性入口组件的透视图。
具体实施方式
图1示意性地示出了HVAC系统10,其包括与HVAC单元14流体连通的鼓风机组件12,该HVAC单元14适于调节气流以改变车辆乘客舱16内的温度,如示意性所示。鼓风机组件12包括:用于吸入流体流22并且使流体流22通过的鼓风机部分18;和用于吸入流体流24并使流体流24通过的单独的鼓风机部分20。在一个示例中,流体流22、24中的一个是外部空气,而流体流22、24中的另一个是从乘客舱16再循环的内部空气。
在一个示例中,HVAC系统10是定位在车辆25(示意性地示出)内部的双层系统,并且能够单独调节流体流22、24中的任意一个或者同时调节流体流22、24两者。
图2示出了可绕轴线A旋转的鼓风机组件12的示例。毂26将鼓风机部分18与鼓风机部分20流体地分开。毂26包括径向外表面28和径向内表面30。径向外表面28将通过轴向端部A1吸入鼓风机组件12中的流体流22引导到鼓风机组件12的鼓风机部分18的径向外侧。通过轴向端部A1吸入到鼓风机组件12的鼓风机部分20中的流体流24沿着径向内表面30流动并且流动到鼓风机组件12的鼓风机部分20的径向外侧。
毂26将流体流22、24彼此流体隔离开,使得当流体流22、24进入和离开鼓风机组件12时,它们不会混合。作为一个示例,毂26将乘客舱16的内部空气与来自车辆25外部的外部空气分隔开。
参考图3,继续参考图2,示例性鼓风机组件12可包括另外的毂32,毂32的至少一部分位于毂26的大体径向内侧。毂32具有径向外表面34和径向内表面36。在一个示例中,毂32为大体钟形的。如示例中所示,钟形毂32的主体部分37虽然相对于毂26轴向偏置,但是位于毂26的径向内侧。
鼓风机组件12的径向外部部分由多个轴向延伸的用于将空气抽吸通过鼓风机组件12的鼓风机叶片38限定。鼓风机叶片38限定鼓风机部分18和20的径向外边界。鼓风机部分18的鼓风机叶片38和鼓风机部分20的鼓风机叶片38可以沿周向对齐或者可以沿周向不同地间隔开。
参照图4,电机44驱动轴42,轴42接合毂32的接合部分40,使得电机44驱动鼓风机组件12。叶片38通过它们附接到毂32,围绕通过轴42的轴线A旋转。在该示例中,整个鼓风机组件12由电机44驱动,使得流体流22、24被同时被吸入通过鼓风机组件。毂32的接合部分40位于毂32的轴向端部,叶片38在轴向端部A2处固定到毂32或与毂32成一体;然而,可以考虑其他位置。毂32在鼓风机部分20的区段45中将流体流24与电机44流体隔离开,使得毂32的径向外表面34从鼓风机部分20径向向外引导流体流24。两个鼓风机部分18、20的叶片38固定到毂26或与毂26成一体,使得轴42和电机44驱动整个鼓风机组件12。
毂26的轴向端部部分45和鼓风机组件12的唇沿部47在轴向端部A1处限定开口46,流体流22在开口46处被吸入鼓风机组件12的鼓风机部分18中。流体流22从轴向端部A1朝向轴向端部A2行进并径向向外穿过在鼓风机部分18的径向外部部分处限定在相邻叶片38之间的开口48。
毂26的轴向端部45建立开口50,用于将流体流24吸入鼓风机组件12中。流体流24从轴向端部A1流向轴向端部A2并径向向外通过在鼓风机部分20的径向外侧部分处在相邻叶片38之间限定的开口52。流体流24在毂32的径向外表面34和毂26的径向内表面30之间流动。
在示例中,鼓风机部分20的开口52和鼓风机部分18的开口48由毂26的径向延伸部分54分各开,该径向延伸部分54与多个叶片38相交。从轴向端部45到径向延伸部分54,当毂26从鼓风机组件12的轴向端部A1朝向鼓风机组件12的轴向端部A2延伸时,毂26大致径向向外延伸。毂32为大致钟形的,并且叶片38限定鼓风机组件12的大致圆柱形形状。然而,也可以考虑其他形状。
开口46、毂26的径向外表面28和限定在叶片38之间的开口48限定了鼓风机组件12的鼓风机部分18的大体边界。开口50、毂26的径向内表面30、限定在叶片38之间的开口52和毂32的表面34限定了鼓风机组件12的鼓风机部分20的大体边界。
参照图5,鼓风机组件12分别连通通过鼓风机组件12的流体流22、24。因此,流体流22、24可以来自与鼓风机组件12的轴向端部A1相邻的流体分离部分。
例如,入口组件59可以位于鼓风机组件12的轴向端部A1处。流体流22可以通过一个或多个门62进入一个或多个隔室60,然后通过开口46进入鼓风机部分18,随后通过开口48径向向外离开鼓风机部分18进入壳体70。流体流24通过门66进入隔室64并通过鼓风机组件12的轴向端部A1处的开口50被吸入鼓风机中并且通过开口52离开鼓风机进入壳体72中。
在该示例中,隔室60、64中的每一个位于鼓风机组件12的轴向端部A1处并且在轴向方向上背离鼓风机组件12的轴向端部A1延伸。气流22和24(见图1)因此两者都通过相同的轴向侧A1进入鼓风机组件12。使位于鼓风机的单个轴向端部处的空气入口组件30相对于在鼓风机的每个轴向侧上需要单独空气入口的组件的一个优点是节省了车辆内部的空间。另一个优点是所公开的空气入口组件30提供减小的压降,这是因为气流路径(两者都通过相同的轴向侧)比现有技术系统的气流路径更直接,从而产生更有效的HVAC系统。
在该示例中,壳体70和壳体72流体分离,并且隔室60和隔室64流体分离。隔室60和隔室64通过分隔件68流体地分隔开,并且壳体70和72通过分隔件73流体地分隔开。例如,分隔件68、73是流体不能通过的分隔器或壁或其他结构。分隔件68可以在轴向端部A1处与毂26基本对齐。分隔件73可以在毂26的径向端部处与毂26基本对齐。因此,流体流22、24在通过鼓风机组件12之前、期间和之后保持流体分隔。
在一示例中,流体流24可以是来自乘客舱16(参见图1)的再循环空气,流体流22可以是来自车辆外部的空气。还设想了相反的布置,其中流体流22是来自乘客舱16(参见图1)的再循环空气,流体流24是来自车辆外部的空气。另外,两个流体流22、24可以都是外部空气,或者两个流体流22、24可以都是再循环空气。
参照图6,继续参照图1﹣5,壳体70包括位于鼓风机组件12的径向外侧的部分74和位于部分74的流体下游的出口部分76。流过壳体70的流体行进通过部分74并从出口部分76流出,所述出口部分76可以与HVAC单元14连通。
类似地,壳体72包括位于鼓风机组件12的径向外侧的部分78和位于部分78的流体下游的出口部分80。流过壳体72的流体流过部分78并从出口部分80流出,所述出口部分80与HVAC单元14连通。在一个示例中,壳体70和壳体72具有基本相同的形状。
参考图5和图6,在一示例中,流体流24可以是来自乘客舱16(参见图1)的再循环空气,流体流22可以是来自车辆外部的空气。这些流体流可以通过入口组件59中的不同入口进入,通过所述不同入口,隔室60、64中的每一个均与其连通。流体流24流过鼓风机组件12的部分20并进入与车厢中的下部通风口或地板通风口相联的壳体72中。再循环空气通常具有比新鲜空气更高的湿度,这对于鼓风机部分18和壳体70相联的上部通风口和除霜通风口不太理想。这些上部部分中的空气中的较高湿度可能导致车辆玻璃中的雾化增大。因此,本文公开的示例性HVAC系统因此是紧凑且有效的系统,其保持再循环空气在流过鼓风机组件12之前、期间和之后与新鲜空气隔离。
图7示出了示例性入口组件59。第一入口90位于图7的前侧,而第二入口92位于入口组件59的相对侧并且位于图7的后侧。每个隔室60、64均与每个入口90、92流体连通。分隔件68包围流体隔室64并将隔室60与隔室64流体地分隔开。在该示例中,分隔件68被入口组件59的外部壳94包围,所述外部壳包围隔室60。例如,参照图1﹣5,流体流22可以来自入口90、92中的一个,流体流24可以来自入口90、92中的另一个。作为另一个示例,两个流体流22、24可以都来自同一入口90或92。
在该示例中,门62是贝壳式门,而门66是翻盖式门。受益于本公开的本领域普通技术人员将认识到可以利用可阻止气流的其他门类型,包括:例如门66可以是贝壳式门和/或门62可以是翻盖式门。
在该示例中,门66和隔室64基本上居中位于入口组件59内,并且位于门62之间。这种布置允许均匀的气流进入鼓风机组件12中。位于中心的门66和隔室64形成进入鼓风机部分20中的直接气流路径,而门66和隔室62中的两侧上的门62和隔室60形成进入鼓风机部分18的直接气流路径。这种布置使得均匀且直接的气流通过鼓风机组件12,使得压降减小。
门62可以围绕公共轴96旋转,使得门62操作以允许流体一次从入口90、92中的一个流入隔室60中。在所示的设置中,门62、66定位成使得隔室64针对入口90关闭而针对入口92打开,而隔室60针对入口92关闭而针对入口90打开。
尽管不同的示例具有图示中所示的特定部件,但是本公开的实施例不限于那些特定组合。可以将来自一个示例的部件中的一些或特征与来自另一个示例的特征或部件结合使用。
本领域普通技术人员将理解的是上述实施例是示例性而非限制性的。也就是说,本公开的修改将落入权利要求的范围内。因此,应研究以下权利要求以确定其真实的范围和内容。
Claims (18)
1.一种加热、通风和空调系统,包括:
鼓风机,所述鼓风机能够绕轴线旋转,并且所述鼓风机具有第一轴向端部和与所述第一轴向端部相对的第二轴向端部;和
毂,所述毂定位成将所述鼓风机分成用于接收第一流体流的第一部分和用于接收与第一流体流流体隔离开的第二流体流的第二部分,所述鼓风机构造成接收通过所述第一轴向端部流入的第一流体流和第二流体流。
2.根据权利要求1所述的加热、通风和空调系统,其中,所述第一流体流是外部空气,并且所述第二流体流是来自车辆乘客舱的内部空气。
3.根据权利要求1所述的加热、通风和空调系统,其中,所述鼓风机构造成使所述第一流体流和所述第二流体流沿径向向外的方向从所述鼓风机流出。
4.根据权利要求1所述的加热、通风和空调系统,所述加热、通风和空调系统包括:
第二毂,所述第二毂具有径向外表面,所述径向外表面构造成引导所述第二流体流。
5.根据权利要求4所述的加热、通风和空调系统,所述加热、通风和空调系统包括:
电机;
由所述电机驱动的轴,其中,所述第二毂构造成将所述第二气流与所述电机和所述轴流体分隔开。
6.根据权利要求4所述的加热、通风和空调系统,其中,所述第二毂是大体钟形的。
7.根据权利要求1所述的加热、通风和空调系统,其中,当所述毂从所述第一轴向端部朝向所述第二轴向端部延伸时,所述毂径向向外延伸。
8.根据权利要求1所述的加热、通风和空调系统,其中,所述第一流体流经过所述毂的第一表面被接收,并且所述第二流体流经过所述毂的第二表面被接收。
9.根据权利要求8所述的加热、通风和空调系统,其中,所述第一部分由所述第一轴向端部处的开口、所述毂的所述第一表面和多个叶片限定。
10.根据权利要求9所述的加热、通风和空调系统,其中,所述第二部分由所述第一轴向端部处的第二开口、所述毂的所述第二表面、所述第二毂的表面和多个第二叶片限定。
11.一种加热、通风和空调系统,包括:
鼓风机,所述鼓风机能够绕轴线旋转,并且所述鼓风机具有第一轴向端部和与所述第一轴向端部相对的第二轴向端部;
第一毂,所述第一毂定位成将所述鼓风机分成用于接收第一流体流的第一部分和用于接收与所述第一流体流流体隔离开的第二流体流的第二部分,所述鼓风机构造成接收流过所述第一轴向端部的所述第一流体流和第二流体流;和
第二毂,所述第二毂定位成将所述第二部分与第三部分分隔开,使得所述第二流体流与所述第三部分流体隔离。
12.根据权利要求11所述的加热、通风和空调系统,所述加热、通风和空调系统包括:
与所述鼓风机流体连通的HVAC单元。
13.根据权利要求12所述的加热、通风和空调系统,所述加热、通风和空调系统包括:
第一壳体,所述第一壳体与所述HVAC单元流体连通并且构造成接收离开所述风扇的所述第一流体流;
第二壳体,所述第二壳体与所述HVAC单元流体连通并且构造成接收离开所述风扇的所述第二流体流,其中,所述第一壳体和所述第二壳体流体分隔开。
14.根据权利要求11所述的加热、通风和空调系统,所述加热、通风和空调系统包括:
第一流体流隔室,所述第一流体流隔室具有第一门;和
第二流体流隔室,所述第二流体流隔室与所述第一流体流隔室流体分离并具有第二门,其中,所述鼓风机构造成
使得所述第一流体流通过所述第一流体流隔室被接收到所述鼓风机中,并且
使得所述第二流体流通过所述第二流体流隔室被接收到所述鼓风机中。
15.根据权利要求14所述的加热、通风和空调系统,其中,所述第一流体流隔室和所述第二流体流隔室设置在所述风扇的所述第一轴向端部处。
16.根据权利要求14所述的加热、通风和空调系统,其中,所述第一流体流是外部空气,并且所述第二流体流是来自车辆乘客舱的内部空气。
17.根据权利要求11所述的加热、通风和空调系统,其中,所述第二毂为大体钟形的。
18.根据权利要求11所述的加热、通风和空调系统,其中,当所述第一毂从所述第一轴向端部朝向所述第二轴向端部延伸时,所述第一毂径向向外延伸。
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