CN111516459A - 具有可调滤芯的内外气总成及汽车空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有可调滤芯的内外气总成及汽车空调系统，包括进气壳体、内置有空调滤清器的滤清器外壳以及内置有叶轮的蜗壳，空调滤清器包括滤芯支架以及至少两个环形分布在滤芯支架上的功能滤芯，滤清器外壳的顶部安装有滤芯调节机构，滤芯调节机构能够驱使滤芯支架转动。采用以上技术方案，能够根据司乘人员的实时需求和环境的实时变化切换适宜的功能滤芯，对空气进行过滤，提高了汽车空调系统的环境适应性和使用舒适性，保护车乘人员的身体健康，同时各个功能滤芯能够在线更换，无需手动更换，自动化程度高，操作简单便捷，并且，空调滤清器集成度高，功能丰富，不再需要在车上准备多个不同功能的空调滤清器。

Description

具有可调滤芯的内外气总成及汽车空调系统
技术领域
本发明涉及汽车空调技术领域，具体涉及一种具有可调滤芯的内外气总成及汽车空调系统。
背景技术
随着汽车技术的进步，各种类型的汽车上已普遍安装有汽车空调系统。汽车空调系统是实现对车厢内空气进行制冷、加热、换气和空气净化的装置。它可以为乘车人员提供舒适的乘车环境，降低驾驶员的疲劳强度，提高行车安全。
空调滤清器是防止异物或有害物质进入空调系统，给车内乘用人员良好的空气环境，保护车内人员的身体健康。现有的空调滤清器的通常分为普通滤芯、活性炭滤芯以及新面市的KN95滤芯。其中，普通滤芯能够滤除灰尘、花粉等较大颗粒物，具有通量大、不影响空调出风量的优势；活性炭滤芯能够滤除灰尘、花粉等较大颗粒物之外，还能够滤除微小颗粒物(例如PM2.5)，具有净味效果，但是存在通量较小、影响空调风量(制冷、制热效果)、不能有效滤除细菌和病毒的问题；而KN95滤芯不仅能够滤除灰尘、花粉等较大颗粒物，PM2.5等微小颗粒物，还能够有效滤除细菌和病毒，对空气有超强的净化能力，但是，KN95滤芯同样存在通量较小、影响空调风量(制冷、制热效果)的问题，而且不具净味功能。故常见的普通滤芯、活性炭滤芯和KN95滤芯各有利弊，需要消费者酌情进行选择和更换。
由于空调滤清器通常安装在车内比较隐蔽的位置，当需要更换空调滤清器时，只能在停车状态下进行更换，而且操作通常十分麻烦，特别是女性车主来说更是难以自行更换。因此，现有的汽车空调系统并不能根据司乘人员的实时需求和环境的实时变化进行在线的滤芯更换。解决以上问题成为当务之急。
发明内容
为解决以上的技术问题，本发明提供了一种具有可调滤芯的内外气总成及汽车空调系统。
其技术方案如下：
一种具有可调滤芯的内外气总成，包括进气壳体、内置有空调滤清器的滤清器外壳以及内置有叶轮的蜗壳，所述进气壳体的出气口通过滤清器外壳与蜗壳的进风口连通，其要点在于：所述空调滤清器包括可转动地安装在滤清器外壳中的滤芯支架以及至少两个环形分布在滤芯支架上的功能滤芯，所述滤芯支架与各个功能滤芯合围形成下部具有净化空气出口的圆筒形结构，所述滤清器外壳的侧壁上开设有与出气口连通的空气进口，该滤清器外壳的底部开设有位于净化空气出口与进风口之间的空气出口，所述滤清器外壳的顶部安装有滤芯调节机构，该滤芯调节机构能够驱使滤芯支架转动，使空气进口正对任一功能滤芯的外表面。
采用以上结构，能够根据司乘人员的实时需求和环境的实时变化选用适宜的那个功能滤芯过滤空气，提高了汽车空调系统的环境适应性和使用舒适性，保护车乘人员的身体健康，同时各个功能滤芯能够在线更换，无需手动更换，自动化程度高，操作简单便捷，并且，空调滤清器集成度高，功能丰富，不再需要在车上准备多个不同功能的空调滤清器。
作为优选：所述滤芯支架上安装有三个功能滤芯，三个功能滤芯分别为大风量滤芯、活性炭滤芯和KN95滤芯，所述大风量滤芯采用若干层纸或无纺布制成，所述活性炭滤芯采用活性炭滤布以及分别位于活性炭滤布两侧的无纺布制成，所述KN95滤芯采用熔喷布以及分别位于熔喷布两侧的无纺布制成。采用以上结构，大风量滤芯具有风的通量大的优点，活性炭滤芯具有除雾霾和净味的优点，KN95滤芯具有滤除细菌和病毒效果好的优点，从而能够在需要快速制热或制冷时切换为大风量滤芯滤风，在雾霾天或车内有异味时切换为活性炭滤芯滤风，在流感季或进入疫区时切换为KN95滤芯滤风。
作为优选：所述滤芯支架包括呈圆盘形的转盘、设置在转盘上部的转盘驱动轴以及若干环形分布在转盘下部的滤芯安装杆，各个功能滤芯的两侧外缘分别与相邻的滤芯安装杆固定连接，所述转盘驱动轴向上穿出滤清器外壳后与滤芯调节机构连接。采用以上结构，结构简单可靠，能够保证各个功能滤芯的稳固安装。
作为优选：所述滤芯调节机构包括第三连杆、第四连杆以及用于驱使第四连杆转动的第二执行器，所述第三连杆的一端与转盘驱动轴固定连接，该第三连杆上开设有第二配合滑槽，所述第四连杆的一端与第二执行器的驱动轴固定连接，另一端设置有与第二配合滑槽滑动配合的第二滑动销。采用以上结构，简单可靠，能够精确地控制滤芯支架的转动角度，根据需要切换当前需要使用的功能滤芯。
作为优选：所述滤清器外壳的侧壁上开设有能够供空调滤清器通过的滤芯跟换口，在该滤芯跟换口上可拆卸地安装有与其卡接配合的滤芯盖板。采用以上结构，便于在空调滤清器需要进行维护或更换时取出和放入空调滤清器。
作为优选：所述进气壳体的两端分别开设有车外空气进气口和所述出气口，该进气壳体的侧壁上开设有呈若干网格状分布的车内空气进气口，在所述进气壳体中可转动地安装有进气风门，该进气风门能够在风门调节机构的驱使下转动，以封堵车外空气进气口或各个车内空气进气口。采用以上结构，能够稳定可靠地进行内外进气切换。
作为优选：所述进气风门包括挡板以及分别设置在挡板两端的摇臂，两个摇臂分别通过对应的风门转轴可转动地安装在滤清器外壳上，其中一根风门转轴穿出滤清器外壳后与风门调节机构连接。采用以上结构，进气风门结构稳定可靠，保证了进气风门的稳定运行，不易发生卡滞。
作为优选：所述风门调节机构包括第一连杆、第二连杆以及用于驱使第二连杆转动的第一执行器，所述第一连杆的一端与对应的风门转轴固定连接，该第一连杆上开设有第一配合滑槽，所述第二连杆的一端与第一执行器的驱动轴固定连接，另一端设置有与第一配合滑槽滑动配合的第一滑动销。采用以上结构，简单可靠，能够精确地控制进气风门的转动角度，根据需要在外循环和内循环之间切换。
作为优选：所述挡板为弧形结构，所述进气壳体的顶壁上具有与挡板相适应的弧形拱起，各个车内空气进气口均开设在该弧形拱起上。采用以上结构，既能够防止进气风门在转动时发生卡滞，又能够尽可能地减小进气壳体的尺寸大小，降低汽车空调HVAC箱体安装空间的占用。
一种汽车空调系统，其要点在于：包括上述的具有可调滤芯的内外气总成。
采用以上结构，汽车空调系统的环境适应性强，使用舒适性好，能够根据司乘人员的实时需求和环境的实时变化切换适宜的功能滤芯，自动化程度高，操作简单便捷，有效保护了车乘人员的身体健康。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
采用以上技术方案的具有可调滤芯的内外气总成及汽车空调系统，结构新颖，设计巧妙，能够根据司乘人员的实时需求和环境的实时变化切换适宜的功能滤芯，对空气进行过滤，提高了汽车空调系统的环境适应性和使用舒适性，保护车乘人员的身体健康，同时各个功能滤芯能够在线更换，无需手动更换，自动化程度高，操作简单便捷，并且，空调滤清器集成度高，功能丰富，不再需要在车上准备多个不同功能的空调滤清器。
附图说明
图1为内外气总成其中一个视角的结构示意图；
图2为内外气总成另外一个视角的结构示意图；
图3为内外气总成的剖视图；
图4为空调滤清器其中一个视角的结构示意图；
图5为空调滤清器另外一个视角的结构示意图；
图6为进气风门的结构示意图；
图7为滤清器外壳的结构示意图；
图8为进气壳体、进气风门与风门调节机构的配合关系示意图；
图9为蜗壳与叶轮的配合关系示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1-图3所示，一种具有可调滤芯的内外气总成，其主要包括进气壳体1、内置有空调滤清器2的滤清器外壳3以及内置有叶轮4的蜗壳5，叶轮4提供空气流动的动力，外界空气或车内空气被吸入进气壳体1后，送向滤清器外壳3中的空调滤清器2，由空调滤清器2净化后，被叶轮4吸入蜗壳5，由蜗壳5送向HVAC箱体中的蒸发器/冷凝器进行换热。
请参见图3和图9，本实施例中，蜗壳5为上进侧出结构，即蜗壳5的上端面具有圆形的进风口5a，蜗壳5的侧壁上具有向外延伸的出风管，该出风管的外端开设有出风口5b，叶轮4可转动地安装在蜗壳5中，并位于进风口5a的正下方。由空调滤清器2滤清的洁净空气从进风口5a进入蜗壳5，再由出风口5b输出，送向HVAC箱体中的蒸发器/冷凝器。
请参见图1-图3以及图8，进气壳体1呈管状结构，进气壳体1的两端分别开设有车外空气进气口1b和出气口1a，该进气壳体1的侧壁上开设有呈若干网格状分布的车内空气进气口1c，在进气壳体1中可转动地安装有进气风门8，该进气风门8能够在风门调节机构6的驱使下转动，以封堵车外空气进气口1b或各个车内空气进气口1c。当进气风门8封堵车外空气进气口1b时，车内空气从各个车内空气进气口1c进入进气壳体1中，送向空调滤清器2，此时空调系统为内循环模式；当进气风门8封堵各个车内空气进气口1c时，车内空气从车外空气进气口1b进入进气壳体1中，送向空调滤清器2，此时空调系统为外循环模式(新风模式)。
请参见图6和图8，进气风门8包括挡板8a以及分别设置在挡板8a两端的摇臂8b，两个摇臂8b分别通过对应的风门转轴8c可转动地安装在滤清器外壳3上，其中一根风门转轴8c穿出滤清器外壳3后与风门调节机构6连接。风门调节机构6能够带动风门转轴8c转动，从而控制挡板8a的位置。
请参见图8，风门调节机构6包括第一连杆6a、第二连杆6b以及用于驱使第二连杆6b转动的第一执行器6c，第一连杆6a的一端与对应的风门转轴8c固定连接，该第一连杆6a上开设有第一配合滑槽6a1，第二连杆6b的一端与第一执行器6c的驱动轴固定连接，另一端设置有与第一配合滑槽6a1滑动配合的第一滑动销6d。第一执行器6c的驱动轴转动，能够带动第二连杆6b转动，同时第一滑动销6d沿第一配合滑槽6a1滑动，驱使第一连杆6a转动，从而带动进气风门8转动。
进一步地，挡板8a为弧形结构，进气壳体1的顶壁上具有与挡板8a相适应的弧形拱起1d，各个车内空气进气口1c均开设在该弧形拱起1d上。既能够防止进气风门8在转动时发生卡滞，又能够尽可能地减小进气壳体1的尺寸大小，降低汽车空调HVAC箱体安装空间的占用。
并且，挡板8a的外表面上设置有若干弹性密封筋8a1，各根弹性密封筋8a1相互平行，且均沿挡板8a轴向延伸。通过弹性密封筋8a1设计，能够有效提高进气风门8对车外空气进气口1b和车内空气进气口1c的密封效果。
请参见图3和图7，滤清器外壳3的侧壁上开设有与出气口1a连通的空气进口3a，该滤清器外壳3的底部开设有位于净化空气出口2b与进风口5a之间的空气出口3b。并且，为了便于取放空调滤清器2，滤清器外壳3的侧壁上开设有与空调滤清器2相适应的滤芯跟换口3c，滤芯跟换口3c能够供空调滤清器2通过。同时，在该滤芯跟换口3c上可拆卸地安装有与其卡接配合的滤芯盖板7，能够实现快速地拆装滤芯盖板7。
本实施例中，滤芯盖板7的外壁上设置有若干加强筋7a，以提高滤芯盖板7的结构强度，避免滤芯盖板7在长期使用后易发生断裂的问题。
请参见图3-图5，空调滤清器2包括可转动地安装在滤清器外壳3中的滤芯支架2a以及至少两个环形分布在滤芯支架2a上的功能滤芯，滤芯支架2a与各个功能滤芯合围形成下部具有净化空气出口2b的圆筒形结构，滤清器外壳3的顶部安装有滤芯调节机构9，该滤芯调节机构9能够驱使滤芯支架2a转动，使空气进口3a正对任一功能滤芯的外表面。从进气壳体1的出气口1a送来的空气，经正对出气口1a的功能滤芯过滤后，进入各个功能滤芯合围形成的内腔，并依次经净化空气出口2b、空气出口3b和进风口5a进入蜗壳5中。
请参见图5，本实施例中，滤芯支架2a上安装有三个功能滤芯，三个功能滤芯分别为大风量滤芯2c、活性炭滤芯2d和KN95滤芯2e。大风量滤芯2c采用若干层纸或无纺布制成，大风量滤芯2c具有通量大、不影响风量的特点，适应于高温、严寒等需要快速制冷制热的大风量需求。活性炭滤芯2d采用活性炭滤布以及分别位于活性炭滤布两侧的无纺布制成，活性炭滤芯2d能够有效滤除PM2.5等微小颗粒，起到防雾霾的作用，同时能够有效吸附异味，起到净味的效果。KN95滤芯2e采用熔喷布以及分别位于熔喷布两侧的无纺布制成，能够有效过滤细菌和病毒。
请参见图4和图5，滤芯支架2a包括呈圆盘形的转盘2a1、设置在转盘2a1上部的转盘驱动轴2a2以及若干环形分布在转盘2a1下部的滤芯安装杆2a3，各个功能滤芯的两侧外缘分别与相邻的滤芯安装杆2a3固定连接，转盘驱动轴2a2向上穿出滤清器外壳3后与滤芯调节机构9连接。
请参见图2，滤芯调节机构9包括第三连杆9a、第四连杆9b以及用于驱使第四连杆9b转动的第二执行器9c，第三连杆9a的一端与转盘驱动轴2a2固定连接，该第三连杆9a上开设有第二配合滑槽9a1，第四连杆9b的一端与第二执行器9c的驱动轴固定连接，另一端设置有与第二配合滑槽9a1滑动配合的第二滑动销9d。第二执行器9c的驱动轴转动，能够带动第四连杆9b转动，同时第二滑动销9d沿第二配合滑槽9a1滑动，驱使第三连杆9a转动，从而带动滤芯支架2a转动，使大风量滤芯2c、活性炭滤芯2d和KN95滤芯2e的其中之一覆盖空气进口3a，过滤空气。
一种汽车空调系统，包括上述具有可调滤芯的内外气总成。该汽车空调系统的环境适应性强，使用舒适性好，能够根据司乘人员的实时需求和环境的实时变化切换适宜的功能滤芯，自动化程度高，操作简单便捷，有效保护了车乘人员的身体健康。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有可调滤芯的内外气总成，包括进气壳体、内置有空调滤清器的滤清器外壳以及内置有叶轮的蜗壳，所述进气壳体的出气口通过滤清器外壳与蜗壳的进风口连通，其特征在于：所述空调滤清器包括可转动地安装在滤清器外壳中的滤芯支架以及至少两个环形分布在滤芯支架上的功能滤芯，所述滤芯支架与各个功能滤芯合围形成下部具有净化空气出口的圆筒形结构，所述滤清器外壳的侧壁上开设有与出气口连通的空气进口，该滤清器外壳的底部开设有位于净化空气出口与进风口之间的空气出口，所述滤清器外壳的顶部安装有滤芯调节机构，该滤芯调节机构能够驱使滤芯支架转动，使空气进口正对任一功能滤芯的外表面。
2.根据权利要求1所述的具有可调滤芯的内外气总成，其特征在于：所述滤芯支架上安装有三个功能滤芯，三个功能滤芯分别为大风量滤芯、活性炭滤芯和KN95滤芯，所述大风量滤芯采用若干层纸或无纺布制成，所述活性炭滤芯采用活性炭滤布以及分别位于活性炭滤布两侧的无纺布制成，所述KN95滤芯采用熔喷布以及分别位于熔喷布两侧的无纺布制成。
3.根据权利要求1所述的具有可调滤芯的内外气总成，其特征在于：所述滤芯支架包括呈圆盘形的转盘、设置在转盘上部的转盘驱动轴以及若干环形分布在转盘下部的滤芯安装杆，各个功能滤芯的两侧外缘分别与相邻的滤芯安装杆固定连接，所述转盘驱动轴向上穿出滤清器外壳后与滤芯调节机构连接。
4.根据权利要求3所述的具有可调滤芯的内外气总成，其特征在于：所述滤芯调节机构包括第三连杆、第四连杆以及用于驱使第四连杆转动的第二执行器，所述第三连杆的一端与转盘驱动轴固定连接，该第三连杆上开设有第二配合滑槽，所述第四连杆的一端与第二执行器的驱动轴固定连接，另一端设置有与第二配合滑槽滑动配合的第二滑动销。
5.根据权利要求1所述的具有可调滤芯的内外气总成，其特征在于：所述滤清器外壳的侧壁上开设有能够供空调滤清器通过的滤芯跟换口，在该滤芯跟换口上可拆卸地安装有与其卡接配合的滤芯盖板。
6.根据权利要求1所述的具有可调滤芯的内外气总成，其特征在于：所述进气壳体的两端分别开设有车外空气进气口和所述出气口，该进气壳体的侧壁上开设有呈若干网格状分布的车内空气进气口，在所述进气壳体中可转动地安装有进气风门，该进气风门能够在风门调节机构的驱使下转动，以封堵车外空气进气口或各个车内空气进气口。
7.根据权利要求6所述的具有可调滤芯的内外气总成，其特征在于：所述进气风门包括挡板以及分别设置在挡板两端的摇臂，两个摇臂分别通过对应的风门转轴可转动地安装在滤清器外壳上，其中一根风门转轴穿出滤清器外壳后与风门调节机构连接。
8.根据权利要求7所述的具有可调滤芯的内外气总成，其特征在于：所述风门调节机构包括第一连杆、第二连杆以及用于驱使第二连杆转动的第一执行器，所述第一连杆的一端与对应的风门转轴固定连接，该第一连杆上开设有第一配合滑槽，所述第二连杆的一端与第一执行器的驱动轴固定连接，另一端设置有与第一配合滑槽滑动配合的第一滑动销。
9.根据权利要求7所述的具有可调滤芯的内外气总成，其特征在于：所述挡板为弧形结构，所述进气壳体的顶壁上具有与挡板相适应的弧形拱起，各个车内空气进气口均开设在该弧形拱起上。
10.一种汽车空调系统，其特征在于：包括权利要求1-9中任一项所述的具有可调滤芯的内外气总成。
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