CN114919378A - 一种空调通风系统及车辆 - Google Patents

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陈冲
钱小飞
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Abstract

本发明提供了一种空调通风系统及车辆，属于车辆通风结构技术领域。该空调通风系统包括：空调箱，设有进风口和出风口；多个立柱风道结构，分别位于车辆的各个立柱处，每一立柱风道结构面向车内的一侧设有至少一个风量和风向可调节的出风口结构和多个第一出风孔，多个立柱风道结构包括A柱风道结构，其前部与空调箱的出风口连通；顶棚风道结构，位于车辆的顶棚处，顶棚风道结构与每一立柱风道结构的顶端连通，且顶棚风道结构面的底部设有多个第二出风孔；以及底部风道结构，设置于车辆底部，用于连通每一立柱风道结构的底部和空调箱的出风口。本发明还提供一种包括上述空调通风系统的车辆。本发明的空调通风系统及车辆能够提高舒适性。

Description

一种空调通风系统及车辆
技术领域
本发明属于车辆通风结构技术领域，特别是涉及一种空调通风系统及车辆。
背景技术
随着车内第三空间的概念的推出，乘客对空调舒适性有更高的需求。随着无人驾驶的推进，仪表板上无布置风口的空间，座椅可以旋转，乘客躺着休息时，传统的出风系统均无法满足乘客的舒适性要求。
发明内容
本发明第一方面的一个目的是提供一种空调通风系统，能够提高舒适性。
本发明的进一步的一个目的是要快速降温。
本发明的更进一步的一个目的是形成多种出风模式。
本发明第二方面的一个目的是提供一种包括空调通风系统的车辆。
特别地，本发明提供了一种空调通风系统，包括：
空调箱，设有进风口和出风口；
多个立柱风道结构，分别位于车辆的各个立柱处，每一所述立柱风道结构面向车内的一侧设有至少一个风量和风向可调节的出风口结构和多个第一出风孔，所述多个立柱风道结构包括A柱风道结构，其前部与所述空调箱的出风口连通；
顶棚风道结构，位于车辆的顶棚处，所述顶棚风道结构与每一所述立柱风道结构的顶端连通，且所述顶棚风道结构面的底部设有多个第二出风孔；以及
底部风道结构，设置于车辆底部，用于连通每一立柱风道结构的底部和所述空调箱的出风口。
可选地，所述空调箱包括开闭可控的内循环进风口和外循环进风口，所述内循环进风口与车内空间连通，所述外循环进风口与外界连通；
且空调通风系统还包括开闭可控的排气结构，位于车辆的尾部，用于控制车内空间与外界的连通或封堵，以在所述内循环进风口开启且所述排气结构关闭时形成内循环状态、在所述外循环进风口开启且所述排气结构开启时形成外循环状态。
可选地，空调通风系统还包括：
分风器，设有三个互相连通的通风口，分别与所述空调箱的出风口、所述A柱风道结构的前部、所述底部风道结构的前部连通。
可选地，空调通风系统还包括出风调节装置，其包括：
第一风门结构，用于调节所述出风口结构处的出风量；
第二风门结构，用于调节所述多个第一出风孔和所述多个第二出风孔处的出风量；
驱动组件，与所述第一风门和所述第二风门均相连，用于控制所述第一风门结构和所述第二风门结构的运动，以控制相应的出风量。
可选地，所述第二风门包括：
第一网板，设有多个第一通孔且与所述立柱风道结构设有多个所述第一出风孔处的部分平行，所述第一网板可相对于所述立柱风道结构移动，用于调节多个所述第一出风孔的连通面积；
第二网板，设有多个第二通孔且与所述顶棚风道结构设有多个所述第二出风孔处的部分平行，所述第二网板可相对于所述顶棚风道结构移动，用于调节多个所述第二出风孔的连通面积。
可选地，所述第一风门结构包括通过转轴与所述立柱风道结构形成转动连接的风门，以通过调节所述风门的角度控制风量。
可选地，所述驱动组件包括：
驱动电机，用于输出转矩；
固定盘，固定于车身；
模式盘，至少设有第一开槽和第二开槽，所述模式盘与所述固定盘转动连接且由所述驱动电机驱动；
连杆组件，与所述转轴相连且与所述第一开槽配合，用于在所述模式盘转动时带动所述转轴转动；
拉索组件，与所述第一网板或所述第二网板相连且与所述第一开槽配合，用于在所述模式盘转动时带动所述第一网板或所述第二网板移动。
可选地，所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与车身形成转动连接、另一端设有沿其长度方向延伸的第一腰型孔，所述第一连杆设有与所述第一开槽配合的第一导向凸起，所述第二连杆的一端设有与所述第一腰型孔配合的立柱、另一端与所述转轴相连。
可选地，所述拉索组件包括第三连杆和拉索，所述第三连杆的一端与车身形成转动连接、另一端设有沿其长度方向延伸的第二腰型孔，所述第三连杆设有与所述第二开槽配合的第二导向凸起，所述拉索的一端设有与所述第二腰型孔配合的锁扣柱、另一端与所述第一网板或所述第二网板相连。
特别地，本发明还提供了一种车辆，包括上述任一项所述的空调通风系统。
根据本发明的一个实施例，空调通风系统包括了位于顶棚和各个立柱处的多个孔洞式出风口(即第一出风孔和第二出风孔)以及传统的出风口结构，因此在需要快速降温时，利用第一出风孔、第二出风孔和出风口结构一起出风，在稳定制冷阶段，可以关闭出风口结构，风量从各个立柱风道结构的第一出风孔和顶棚风道结构的第二出风孔处吹出，气流环绕在乘客周边，气流水平吹出后，冷空气自然沉降，通过大面积的出风，降低出风风速，降低了风阻和风噪，并且形成对乘客的全包围的效果，最终达到无风感的效果，进而提高舒适性。
根据本发明的一个实施例，立柱风道结构的第一出风孔的有效面积大于所述顶棚出风结构的第二出风孔，在制冷快速降温阶段，通过立柱风道结构的第一出风孔的大风量出风，可达到快速降温的目的。
根据本发明的一个实施例，通过设置模式盘，带动连杆组件和拉索组件运动，通过模式盘上的第一开槽和第二开槽的设计，可以实现第一风门和第二风门的不同开度的组合，从而形成多种出风模式，进而丰富车辆的出风调节功能，提高用户体验。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：
图1是根据本发明一个实施例的空调通风系统的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的空调通风系统的A柱风道结构和顶棚风道结构处的局部放大图；
图3是根据本发明另一个实施例的空调通风系统的原理图；
图4是根据本发明一个实施例的空调通风系统的分风器的结构示意图；
图5是根据本发明一个实施例的空调通风系统的驱动组件、第二网板和顶棚风道结构的结构示意图；
图6是根据本发明一个实施例的空调通风系统的驱动组件的结构示意图；
图7是根据本发明一个实施例的空调通风系统的连杆组件和拉索组件的结构示意图。
附图标记：
100-空调通风系统、10-A柱风道结构、11-出风口结构、101-第一出风孔、20-B柱风道结构、30-顶棚风道结构、301-第二出风孔、40-底部风道结构、50-排气结构、60-分风器、601-第一通风口、602-第二通风口、603-第三通风口、70-出风调节装置、71-第二网板、72-转轴、73-驱动电机、74-固定盘、75-模式盘、751-第一开槽、752-第二开槽、76-第一连杆、761-第一腰型孔、762-第一导向凸起、77-第二连杆、771立柱、78-第三连杆、781-第二腰型孔、782-第二导向凸起、79-拉索、791-锁扣柱。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的空调通风系统100的结构示意图，图1中的箭头方向表示风道内的气流流向。图2是根据本发明一个实施例的空调通风系统100的A柱风道结构10和顶棚风道结构30处的局部放大图。一个实施例中，如图1所示，空调通风系统100包括空调箱、多个立柱771风道结构、顶棚风道结构30和底部风道结构40。空调箱设有进风口和出风口，分别用于引入和引出气流。各个立柱771风道结构分别位于车辆的各个立柱771处，每一立柱771风道结构面向车内的一侧设有至少一个风量和风向可调节的出风口结构11和多个第一出风孔101(参见图2中A柱风道结构10处的出风口结构11和第一出风孔101)，多个立柱771风道结构包括A柱风道结构10，其前部与空调箱的出风口连通。对于车辆的不同，立柱771也有差异，如图1所示的实施例中，该车辆包括A柱和B柱，因此相应的立柱771风道结构包括A柱风道结构10和B柱风道结构20。在未示出的实施例中，还可以包括C柱风道结构和D柱风道结构，立柱771风道结构的位置和数量可以根据车型和需求进行选择。这里的出风口结构11即传统的车辆出风口，包括可以转动的风向调节叶片。一个实施例中，每一出风口结构11均设置于与乘客面部相对的位置，可以直接向乘客出风。顶棚风道结构30位于车辆的顶棚处，顶棚风道结构30与每一立柱771风道结构的顶端连通，且顶棚风道结构30面的底部设有多个第二出风孔301(参见图2)。图1所示的实施例中，该顶棚风道结构30是“口”字形的框架结构，根据需求，在其他未示出的实施例中，还可以增加横向、竖向或斜向的风道结构。底部风道结构40设置于车辆底部，用于连通每一立柱771风道结构的底部和空调箱的出风口。一个实施例中，如图1所示，该底部风道结构40大致呈直角形，其竖直部分的顶部的开口与空调箱的出风口连通，水平部分的后侧与B柱风道结构20的底部连通，当车辆包括C柱风道结构和/或D柱风道结构时，底部风道结构40的水平部分继续后延，与C柱风道结构和/或D柱风道结构的底部连通。上述的立柱771风道结构和顶棚风道结构30可以通过将车辆原有的内饰件上开设通孔形成。
本实施例的空调通风系统100包括了位于顶棚和各个立柱771处的多个孔洞式出风口(即第一出风孔101和第二出风孔301)以及传统的出风口结构11，因此在需要快速降温时，利用第一出风孔101、第二出风孔301和出风口结构11一起出风，在稳定制冷阶段，可以关闭出风口结构11，风量从各个立柱771风道结构的第一出风孔101和顶棚风道结构30的第二出风孔301处吹出，气流环绕在乘客周边，气流水平吹出后，冷空气自然沉降，通过大面积的出风，降低出风风速，降低了风阻和风噪，并且形成对乘客的全包围的效果，最终达到无风感的效果，进而提高舒适性。
如图1所示，在“口”字形的顶棚风道结构30内部还设有若干隔板，例如图1的虚线位置处设置隔板，通过隔板的设置可以使得风量在A柱风道结构10、B柱风道结构20和顶棚风道结构30更均匀地流通，并形成图1中的流向。
图3是根据本发明另一个实施例的空调通风系统100的原理图。图4是根据本发明一个实施例的空调通风系统100的分风器60的结构示意图。另一个实施例中，空调箱包括开闭可控的内循环进风口和外循环进风口，内循环进风口与车内空间连通，外循环进风口与外界连通。且空调通风系统100还包括开闭可控的排气结构50，位于车辆的尾部，用于控制车内空间与外界的连通或封堵，以在内循环进风口开启且排气结构50关闭时形成内循环状态、在外循环进风口开启且排气结构50开启时形成外循环状态。空调通风系统100还包括分风器60，分风器60设有三个互相连通的通风口(如图4中的第一通风口601、第二通风口602和第三通风口603)，分别与空调箱的出风口、A柱风道结构10的前部、底部风道结构40的前部连通。
本实施例提供了一种全新的通风循环系统，空调制冷工况大致分为以下三个阶段。
一、快速降温阶段前期，为排出车内高温气体时，通风循环系统形成外循环状态，外界常温自然空气通过流水槽的进气口，经空调箱的外循环进气口处的鼓风机吸入，气流经分风器60的第一通风口进入，从第二通风口进入A柱风道结构10，从第三通风口进入底部风道结构40。此时出风口结构11开启，气流从出风口结构11、各个第一出风孔101和各个第二出风孔301吹出，最后通过排气结构50排出，使整车内热空气被快速吹出，替换为外界新鲜空气；
二、快速降温阶段中、后期，为达到快速降温目的，通风循环系统切换到内循环状态，车内气流经空调箱内循环进气口处的鼓风机吸入，气流经分风器60的第一通风口进入，从第二通风口进入A柱风道结构10，从第三通风口进入底部风道结构40。此时出风口结构11开启，气流从出风口结构11、各个第一出风孔101和各个第二出风孔301吹出，出风口结构11可调节风向，A柱通风结构的出风口结构11可直吹前排乘客面部，B柱通风结构的出风口结构11可直吹二排乘客面部，快速降温，所有网状出风口环绕在乘客周边，气流从水平吹出后，冷空气自然沉降，使驾驶室内冷却后，最后再流回到空调箱内循环进气口，形成进气循环。
三、在稳态制冷阶段，通风循环系统为内循环或部分外循环(即部分开启外循环进气口)，气流经空调箱的内循环进气口和外循环进气口同时被鼓风机吸入。此时关闭出风口结构11，风量全部从各个第一出风孔101和各个第二出风孔301吹出吹出，所有出风口环绕在乘客周边，气流从水平吹出后，冷空气自然沉降，使驾驶室内冷却后，最后部分再流回到空调箱的内循环进气口，部分经排气结构50排出，形成进排气循环。
一个实施例中，立柱771风道结构的第一出风孔101的有效面积大于顶棚出风结构的第二出风孔301。
本实施例的空调通风系统100在制冷快速降温阶段，通过立柱771风道结构的第一出风孔101的大风量出风，可达到快速降温的目的。
在本发明的一些实施例中，空调通风系统100还包括出风调节装置70，其包括第一风门结构、第二风门结构和驱动组件。第一风门结构用于调节出风口结构11处的出风量，例如第一风门结构包括通过转轴72与立柱771风道结构形成转动连接的风门，以通过调节风门的角度控制风量。第二风门结构用于调节多个第一出风孔101和多个第二出风孔301处的出风量，例如通过可以移动的板件遮挡第一出风孔101和第二出风孔301。驱动组件与第一风门和第二风门均相连，用于控制第一风门结构和第二风门结构的运动，以控制相应的出风量，例如通过能够同时输出转动和移动的机构。
图5是根据本发明一个实施例的空调通风系统100的驱动组件、第二网板71和顶棚风道结构30的结构示意图。一个实施例中，第二风门包括第一网板和第二网板71。第一网板设有多个第一通孔且与立柱771风道结构设有多个第一出风孔101处的部分平行，第一网板可相对于立柱771风道结构移动，用于调节多个第一出风孔101的连通面积。第二网板71设有多个第二通孔且与顶棚风道结构30设有多个第二出风孔301处的部分平行，第二网板71可相对于顶棚风道结构30移动，用于调节多个第二出风孔301的连通面积。这里的第一网板和第二网板71的开孔可以和其对应的风道结构的出风孔完全对应，从而可以形成完全露出所有第一出风孔101或所有第二出风孔301的状态。
图6是根据本发明一个实施例的空调通风系统100的驱动组件的结构示意图，图6中未示出第一风门和第二风门。图7是根据本发明一个实施例的空调通风系统100的连杆组件和拉索组件的结构示意图。一个实施例中，驱动组件包括驱动电机73、固定盘74、模式盘75、连杆组件和拉索组件。驱动电机73用于输出转矩。固定盘74固定于车身。模式盘75至少设有第一开槽751和第二开槽752，模式盘75与固定盘74转动连接且由驱动电机73驱动。连杆组件与转轴72相连且与第一开槽751配合，用于在模式盘75转动时带动转轴72转动。拉索组件与第一网板或第二网板71相连且与第一开槽751配合，用于在模式盘75转动时带动第一网板或第二网板71移动。由于模式盘75的运动原理为现有技术，在此不再赘述。一个实施例中，如图7所示，连杆组件包括第一连杆76和第二连杆77，第一连杆76的一端与车身形成转动连接、另一端设有沿其长度方向延伸的第一腰型孔761，第一连杆76设有与第一开槽751配合的第一导向凸起762，第二连杆77的一端设有与第一腰型孔761配合的立柱771、另一端与转轴72相连。拉索组件包括第三连杆78和拉索79，第三连杆78的一端与车身形成转动连接、另一端设有沿其长度方向延伸的第二腰型孔781，第三连杆78设有与第二开槽752配合的第二导向凸起782，拉索79的一端设有与第二腰型孔781配合的锁扣柱791、另一端与第一网板或第二网板71相连。这里，由于拉索79的另一端是可移动的，因此锁扣柱791的端部可以设置的比第二腰型孔781的尺寸大，以避免滑出。
需要说明的是，模式盘75上的开槽数量可以根据其所要调节的部件的数量确定，可以设置一个第一开槽751和一个第二卡槽，分别通过连杆组件和拉索组件带动一个第一风门和一个第二风门。在其他实施例中，模式盘75也可以开设更多数量的开槽，带动更多风门，例如2个第一风门和1个第二风门。模式盘75上的开槽的形状的设置可以根据需要形成的第一风门的开度和第二风门的开度的组合来进行设计，具体的可以根据现有技术中的轨迹预测原理进行设计。例如形成A柱通风结构和B柱通风结构的第一风门全闭、第二风门全开，顶棚通风结构处的第二风门全开的状态，以满足不喜欢头顶吹风的和直吹的客户的需要。在其他实施例中还能组合出多种开度模式，在此不再一一详述。
本实施例通过设置模式盘75，带动连杆组件和拉索组件运动，通过模式盘75上的第一开槽751和第二开槽752的设计，可以实现第一风门和第二风门的不同开度的组合，从而形成多种出风模式，进而丰富车辆的出风调节功能，提高用户体验。
本发明还提供了一种车辆，包括上述任一实施例或实施例组合中的空调通风系统100。
该车辆的空调通风系统100包括了位于顶棚和各个立柱771处的多个孔洞式出风口(即第一出风孔101和第二出风孔301)以及传统的出风口结构11，因此在需要快速降温时，利用第一出风孔101、第二出风孔301和出风口结构11一起出风，在稳定制冷阶段，可以关闭出风口结构11，风量从各个立柱771风道结构的第一出风孔101和顶棚风道结构30的第二出风孔301处吹出，气流环绕在乘客周边，气流水平吹出后，冷空气自然沉降，通过大面积的出风，降低出风风速，降低了风阻和风噪，并且形成对乘客的全包围的效果，最终达到无风感的效果，进而提高舒适性。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种空调通风系统，其特征在于，包括：
空调箱，设有进风口和出风口；
多个立柱风道结构，分别位于车辆的各个立柱处，每一所述立柱风道结构面向车内的一侧设有至少一个风量和风向可调节的出风口结构和多个第一出风孔，所述多个立柱风道结构包括A柱风道结构，其前部与所述空调箱的出风口连通；
顶棚风道结构，位于车辆的顶棚处，所述顶棚风道结构与每一所述立柱风道结构的顶端连通，且所述顶棚风道结构面的底部设有多个第二出风孔；以及
底部风道结构，设置于车辆底部，用于连通每一立柱风道结构的底部和所述空调箱的出风口。
2.根据权利要求1所述的空调通风系统，其特征在于，
所述空调箱包括开闭可控的内循环进风口和外循环进风口，所述内循环进风口与车内空间连通，所述外循环进风口与外界连通；
且空调通风系统还包括开闭可控的排气结构，位于车辆的尾部，用于控制车内空间与外界的连通或封堵，以在所述内循环进风口开启且所述排气结构关闭时形成内循环状态、在所述外循环进风口开启且所述排气结构开启时形成外循环状态。
3.根据权利要求1所述的空调通风系统，其特征在于，还包括：
分风器，设有三个互相连通的通风口，分别与所述空调箱的出风口、所述A柱风道结构的前部、所述底部风道结构的前部连通。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的空调通风系统，其特征在于，还包括出风调节装置，其包括：
第一风门结构，用于调节所述出风口结构处的出风量；
第二风门结构，用于调节所述多个第一出风孔和所述多个第二出风孔处的出风量；
驱动组件，与所述第一风门和所述第二风门均相连，用于控制所述第一风门结构和所述第二风门结构的运动，以控制相应的出风量。
5.根据权利要求4所述的空调通风系统，其特征在于，所述第二风门包括：
第一网板，设有多个第一通孔且与所述立柱风道结构设有多个所述第一出风孔处的部分平行，所述第一网板可相对于所述立柱风道结构移动，用于调节多个所述第一出风孔的连通面积；
第二网板，设有多个第二通孔且与所述顶棚风道结构设有多个所述第二出风孔处的部分平行，所述第二网板可相对于所述顶棚风道结构移动，用于调节多个所述第二出风孔的连通面积。
6.根据权利要求5所述的空调通风系统，其特征在于，
所述第一风门结构包括通过转轴与所述立柱风道结构形成转动连接的风门，以通过调节所述风门的角度控制风量。
7.根据权利要求6所述的空调通风系统，其特征在于，所述驱动组件包括：
驱动电机，用于输出转矩；
固定盘，固定于车身；
模式盘，至少设有第一开槽和第二开槽，所述模式盘与所述固定盘转动连接且由所述驱动电机驱动；
连杆组件，与所述转轴相连且与所述第一开槽配合，用于在所述模式盘转动时带动所述转轴转动；
拉索组件，与所述第一网板或所述第二网板相连且与所述第一开槽配合，用于在所述模式盘转动时带动所述第一网板或所述第二网板移动。
8.根据权利要求7所述的空调通风系统，其特征在于，
所述连杆组件包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端与车身形成转动连接、另一端设有沿其长度方向延伸的第一腰型孔，所述第一连杆设有与所述第一开槽配合的第一导向凸起，所述第二连杆的一端设有与所述第一腰型孔配合的立柱、另一端与所述转轴相连。
9.根据权利要求7所述的空调通风系统，其特征在于，
所述拉索组件包括第三连杆和拉索，所述第三连杆的一端与车身形成转动连接、另一端设有沿其长度方向延伸的第二腰型孔，所述第三连杆设有与所述第二开槽配合的第二导向凸起，所述拉索的一端设有与所述第二腰型孔配合的锁扣柱、另一端与所述第一网板或所述第二网板相连。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的空调通风系统。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11745564B1 (en) * 2015-02-27 2023-09-05 Michael W. Kirkpatrick Air delivery systems and methods for a vehicle passenger compartment

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