CN113043807B - 用于供暖通风空调（hvac）单元的空气入口壳体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种供暖通风空调空气入口壳体，其设置有用于容纳鼓风机的空间。HVAC空气入口壳体包括至少一个谐振器，其形成在设置于空气入口壳体中的空间的内周上，以减少由鼓风机产生的噪声。此外，至少一个谐振器布置在容纳鼓风机的所述空间的上游。

Description

用于供暖通风空调（HVAC）单元的空气入口壳体
技术领域
本发明总体上涉及一种入口壳体，更具体地，涉及一种具有用于供暖通风空调(HVAC)单元以减少谐振噪声的谐振器的空气入口壳体。
背景技术
通常，在车辆中设置有供暖通风空调(HVAC)单元，以为乘客提供舒适的驾驶体验。HVAC单元可以包括多个部件，比如蒸发器、加热器芯、鼓风机等。这些部件容纳在HVAC外壳/壳体中。鼓风机可以允许气流通过蒸发器和加热器芯，从而向车厢提供热空气或冷空气。鼓风机可以设置在入口通道中，以根据需要从车辆外部接收空气并吹过蒸发器和加热器芯。气流可以从空气入口管引入并穿过设置在通道中的空气过滤器。当气流进入壳体时，由于鼓风机的叶片而产生不期望的噪声，这通常称为叶片通过噪声。此外，所产生的噪声可能在车厢中引起不愉快的气氛。为了减轻叶片通过噪声，实施了多种解决方案。然而，这样的解决方案不能完全减轻该问题。例如，如图1A所示，在空气入口通道的通风环104处设置有肋102，以减少叶片通过频率噪声(下文中称为BPF噪声)。肋102可以设置在通风环104处，该通风环在空气过滤器下方。肋102的宽度为约10mm，其可以如图1B-1E所示的四种不同构造形成。此外，肋102可以设置在如图1B所示的通风环104 的一个四分之一圆周处、在如图1C所示的通风环104的两个四分之一圆周处、在如图1C所示的通风环104的三个四分之一圆周处或者在如图1E所示的整个通风环104上。减少BPF噪声的另一种现有解决方案是在壳体100的空气入口通道108的上部涡旋处增加空气偏转器106，如图1F所示。至少三个空气偏转器在渐开线方向上具有弯曲角度，且长度约为30mm。空气偏转器106可以改变气流的方向并降低撞击鼓风机叶片顶部的气流速度。然而，这样的解决方案不能完全减少由于鼓风机叶片而产生的噪声。
因此，仍然需要在空气入口通道中设置谐振器以减少在HVAC壳体中产生的BPF噪声。此外，仍然需要具有过滤装置的空气入口壳体，以减轻鼓风机壳体中的低频噪声。
发明内容
本发明的目的是提供一种HVAC空气入口壳体，其具有过滤装置以过滤或减少低频噪声。
本发明的另一个目的是提供一种设置在空气入口通道中的谐振器，以减少在HVAC壳体中产生的叶片通过噪声。
鉴于前述内容，本发明的实施例在此提供一种供暖通风空调空气入口壳体，其设置有用于容纳鼓风机的空间。HVAC空气入口壳体包括至少一个谐振器，其形成在设置于空气入口壳体中的空间的内周上，以减少由鼓风机产生的噪声。此外，至少一个谐振器布置在容纳鼓风机的所述空间的上游。
在一实施例中，至少一个谐振器包括沿着容纳鼓风机的空间的内周形成的至少一个狭槽。
在另一实施例中，至少一个狭槽形成在壳体的空气入口通道上，以允许气流流过至少一个狭槽。
此外，至少一个狭槽向空气入口通道敞开。
此外，至少一个谐振器包括沿着空气入口通道的空间形成的至少两个狭槽，以减少由鼓风机产生的噪声。此外，至少两个狭槽具有第一端，该第一端向所述空间敞开，以允许气流通过至少两个狭槽。
此外，至少两个狭槽的第二端连接到空气入口壳体的上蜗壳。
在一实施例中，至少两个狭槽彼此交叠。
在另一实施例中，至少两个狭槽形成在空气过滤器和鼓风机之间。
在又一实施例中，至少一个谐振器包括沿着容纳鼓风机的空间的内周形成的四个狭槽。
在又一实施例中，至少四个狭槽彼此交叠。
附图说明
本发明的其他特征、细节和优点可以从下面的发明描述中得出。当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，将会更好地理解本发明，并且将容易获得对本发明及其许多附带优点的更完整的理解，其中：
图1A示出了根据现有技术的HVAC的常规空气入口通道的透视图；
图1B-1E示出了设置在图1A的常规空气入口通道中的肋的示意图；
图1F示出了根据另一现有技术的具有空气偏转器的常规空气入口壳体的透视图；
图2A是根据本发明实施例的空气入口壳体的示意图；
图2B是图2A的空气入口壳体的截面图；
图3A示出了图2B的空气入口通道的截面图，其示出了狭槽；
图3B示出了狭槽的示意图，其示出了图3A的一个狭槽在另一个狭槽上的交叠；
图4A示出了根据本发明另一实施例的具有四个狭槽的空气入口通道的截面图；以及
图4B示出了设置在图4A的空气入口通道中的四个狭槽的示意图。
具体实施方式
须注意的是，附图以足够详细的方式来公开本发明以实施本发明，如果需要，附图有助于更好地定义本发明。然而，本发明不应限于说明书中公开的实施例。
本发明涉及一种供暖通风空调(HVAC)单元(下文中称为HVAC单元) 的空气入口壳体，具有至少一个谐振器以减轻叶片通过频率噪声，下文中称为叶片通过频率(BPF)噪声。至少一个谐振器设置在空气入口通道中限定的空间上，该空间适于容纳鼓风机。通常，鼓风机适于通过空气过滤器从空气入口通道吸入气流。当气流撞击鼓风机的叶片时，产生不希望的噪声，通常称为BPF噪声。为了避免/减少BPF噪声，至少一个谐振器设置在空气入口通道的内周处，在空气过滤器和鼓风机之间的地方。谐振器减少了空气入口通道中产生的低频噪声。
图2A和2B示出了根据本发明实施例的HVAC单元的空气入口壳体200 的不同视图。在该示例中，图2A是空气入口壳体200的示意图，图2B是空气入口壳体200的截面图。空气入口壳体200可以包括适于容纳鼓风机 202的空间204。鼓风机202通常具有适于从空气入口通道206吸入气流的叶片202A。空气入口通道206可以流体连接至新鲜空气入口208A和再循环空气入口208B。此外，空气入口壳体200包括设置在鼓风机202上游的空气过滤器210，以过滤从新鲜空气入口208A和再循环空气入口208B流动的气流。当气流穿过空气过滤器210并撞击鼓风机202的叶片202A时，产生了不希望的低频噪声，该噪声通常称为叶片通过频率(BPF)噪声。为了抑制BPF噪声和其他低频噪声，在空气入口通道206中设置至少一个谐振器212。至少一个谐振器212定位于鼓风机202的上游。在一实施例中，至少一个谐振器212可以是设置在空气入口通道206的内周或周长中并且在空气过滤器210和鼓风机202之间的狭槽。在一方面，至少一个谐振器212包括两个狭槽213A、213B。尽管空气入口通道206包括两个狭槽213A、213B，但是图2B中仅示出了一个狭槽213A。此外，在接下来的附图中清楚地示出了两个狭槽213A和213B，并且同时对其进行了说明。然而，可以在空气入口通道206中具有更多的狭槽以减少低频噪声。
图3A示出了图2B的空气入口通道206的截面图，其作为示例示出了两个狭槽213A、213B。两个狭槽213A、213B包括第一端212A和第二端 212B，其中第一端212A向设置在空气入口通道206中的容纳鼓风机的空间 204敞开。第一端212A敞开以接收进入两个狭槽213A、213B的气流，而第二端212B是封闭端。两个狭槽213A、213B适于彼此交叠以具有长的狭槽并容纳在较小的区域中。空气过滤器210和鼓风机202之间的气流本质上是湍流，这产生了声学问题。两个狭槽213A、213B减小了鼓风机202上游处的空气入口通道206中的空气的湍流。由于通过允许两个狭槽213A、213B 中的气流来限制空气的湍流，因此，到达鼓风机202的叶片202A时的气流的湍流减小，从而限制BPF噪声。
沿着空气入口通道206的内周形成两个狭槽213A、213B，使得两个狭槽213A、213B的第一端212A向空气入口通道206的内部容积敞开，从而其使得气流能够平滑过渡到两个狭槽213A、213B中。根据该示例，两个狭槽213A、213B设置在空气入口通道206的内周中。如图3A所示，两个狭槽213A、213B彼此交叠以沿着空气入口通道206的内周形成两个狭槽213A、 213B。在一实施例中，每个狭槽可以在空气入口通道206的至少两个四分之一圆周中与与另一个狭槽交叠。图3B示出了两个狭槽213A、213B的示意图，其示出了图3A的一个狭槽在另一狭槽上的交叠。在一实施例中，谐振频率“f”由诸如a、β、W0、W1和W2的不同因素确定。
角度β是交叠角，其限定了两个狭槽213A、213B的气流通过长度，并且是重要的因素，因为它改变谐振器的频率。
通常，交叠长度由角度β改变，该角度β是窄频率噪声的波长(1/4λ) 的倍数。可以通过增加“a”、“β”值来减小谐振器频率“f”，其中“a”是限定两个狭槽213A、213B的消声壁的外部轮廓的侧面长度。
此外，图3B中所示的“W0”是限定两个狭槽213A、213B的壁之间的宽度，“W1”和“W2”是限定气流进入两个狭槽213A和213B中的狭槽213A和 213B的壁之间的宽度。具体地，这里“W1”和“W2”是两个狭槽213A、213B中的一个的第二端212B与位于该第二端212B前面的另一个狭槽的壁之间的距离。此外，“d”是限定两个狭槽213A、213B的每个壁的厚度。
此外，“r”是限定两个狭槽213A、213B之中的狭槽的入口的外半径。
在一示例中，至少一个谐振器212的谐振频率为93Hz。谐振频率可以从以下公式推导得出：
Figure BDA0002342146870000051
其中，Lc＝β*(r-1/2*w0)且v＝(a*a-*r*r)*h
Ac＝w0*h
如以上示例中提供的，为了获得93Hz的谐振频率，将以下因素调整为下面提到的值。W0、W1、W2为8.5mm，d为2mm，a为208mm，β＝90°， r＝58mm。
图4A示出了根据本发明另一实施例的具有四个狭槽213A、213B、213C、 213D的空气入口通道206的截面图。图4B示出了设置在图4A的空气入口通道206中的四个狭槽213A、213B、213C、213D的示意图。在该示例中，一个狭槽在径向上相邻的狭槽上交叠以形成四个长的狭槽213A、213B、213C、 213D。
在该实施例中，空气入口通道206具有上蜗壳和可拆卸地连接到上蜗壳的下蜗壳。此外，四个狭槽213A、213B、213C、213D形成在空气入口通道 206的上蜗壳中，如图4A所示。在一实施例中，四个狭槽213A、213B、 213C、213D形成在空气入口通道206的内表面中。如前所述，四个狭槽213A、 213B、213C、213D的一端对HVAC空气入口壳体200封闭，而四个狭槽213A、213B、213C、213D的另一端向空气入口通道206敞开，从而气流流入四个狭槽213A、213B、213C、213D。
当气流穿过狭槽时，壳体200的声阻抗改变，这又降低了BPF噪声。由于谐振频率取决于四个槽213A、213B、213C、213D的横截面积和四个狭槽 213A、213B、213C、213D的容积，因此调整四个狭槽213A、213B、213C、 213D的横截面积以获得准确的谐振频率。设置在空气入口通道206中的四个狭槽213A、213B、213C、213D可以将谐振频率从500HZ改变为1000HZ，特别是在以约1250RPM的速度运行的鼓风机202处改变为800HZ，从而消除了低频噪声，比如叶片通过频率噪声。此外，当鼓风机202以500Hz运行时，叶片通过频率噪声从20dB降低至15dB，并且当鼓风机202以1000HZ 运行时，叶片通过频率噪声从19dB降低至14dB。
作为示例，在图4B中，“W0”是两个相邻狭槽(213A和213B或213B 和213C或213C和213D、213D和213A)的壁之间的宽度，角度β是定义两个相邻狭槽(213A和213B或213B和213C或213C和213D、213D和 213A)的气流通过长度的交叠角。
在任何情况下，本发明不能也不应该限于本文中具体描述的实施例，因为可能存在其他实施例。本发明应扩展到任何等同的手段和任何技术操作手段的组合。

Claims (6)

1.一种供暖通风空调空气入口壳体(200)，其设置有用于容纳鼓风机(202)的空间(204)，所述供暖通风空调空气入口壳体(200)包括：
至少一个谐振器(212)，其形成在设置于所述空气入口壳体(200)中的所述空间(204)的内周上，以减少由所述鼓风机(202)产生的噪声，其中，所述至少一个谐振器(212)布置在容纳所述鼓风机(202)的所述空间(204)的上游；其中，所述至少一个谐振器包括沿着容纳空气入口通道(206)的所述鼓风机(202)的所述空间(204)形成的至少两个狭槽(213A；213B；213C；213D)，以减少由所述鼓风机(202)产生的噪声，其中，所述至少两个狭槽(213A；213B；213C；213D)具有第一端(212A)，该第一端(212A)向容纳所述鼓风机(202)的所述空间(204)敞开，并且允许气流通过所述至少两个狭槽(213A；213B；213C；213D)。
2.如权利要求1所述的供暖通风空调空气入口壳体(200)，其中，所述至少两个狭槽(213A；213B；213C；213D)的第二端(212B)连接至所述空气入口壳体(206)的上蜗壳。
3.如权利要求1所述的供暖通风空调空气入口壳体(200)，其中，所述至少两个狭槽(213A；213B；213C；213D)彼此交叠。
4.如权利要求1至3中任一项所述的供暖通风空调空气入口壳体(200)，其中，所述至少两个狭槽(213A；213B；213C；213D)形成在空气过滤器(210)与所述鼓风机(202)之间。
5.如权利要求1所述的供暖通风空调空气入口壳体(200)，其中，所述至少一个谐振器包括沿着容纳所述鼓风机(202)的所述空间(204)的所述内周形成的四个狭槽(213A；213B；213C；213D)。
6.如权利要求5所述的供暖通风空调空气入口壳体(200)，其中，所述至少四个狭槽(213A；213B；213C；213D)彼此交叠。
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