CN1318019A - 供暖设备、尤其是具有混合活门的供暖空调设备 - Google Patents

供暖设备、尤其是具有混合活门的供暖空调设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种供暖设备，它包括一个空气入口(2)、一个作为散热器的部件(4)以及一个可在第一(Ⅰ)和第二极端位置(Ⅱ)之间移动的混合活门(100)。位于散热器部件(4)下游的一个分流通道(6)用来形成分流空气流，第一和第二位置之间的中间位置允许混合直接空气流和分流空气流。本发明设备的特征在于，所述混合活门具有一个旋转轴(101)，设置在分流通道(6)的一个边壁(46)附近，与空气入口(2)相对，混合活门具有相邻的第一区(102)和第二区(103)。在第一位置(Ⅰ)，第一区(102)关闭散热器部件(4)的进气口，第二区(103)至少部分地关闭分流通道(6)的出口，在第二位置(Ⅱ)，第一区(102)和第二区(103)相互配合，关闭通向空气分配管路(15,16)的直接通路的开口。

Description

供暖设备、尤其是具有混合活门的供暖空调设备
本发明的主题是一种供暖设备，尤其是供暖空调设备，它尤其包括一个空气入口，一个形成散热器的部件，以及一个可在第一和第二极端位置之间移动的混合活门。所述空气入口可以带有一个冷却器，从所述空气入口来的空气穿过该冷却器。所述第一位置对应于一个空气直接通路，空气从所述空气入口在可能穿过所述冷却器后流向一个空气分配管路，形成直接空气流，所述第二位置对应于一个空气分流通路，空气从所述空气入口穿过一个给所述形成散热器的部件供气的开口，再穿过一个位于所述形成散热器的部件的下游的分流通道，到达所述空气分配管路，形成分流空气流，所述第一和第二位置之间的中间位置允许混合所述直接空气流和所述分流空气流。
当该设备仅用作简单的供暖设备时，来自所述空气入口的空气供给所述直接空气流和/或分流空气流，允许实现所需的混合。当该设备用作供暖空调设备时，所述直接空气流以及所述分流空气流通常是由来自空气入口然后从所述冷却器排出的空气供给的。
在已知的供暖或者供暖空调设备中，所述混合活门是蝶形活门，绕一轴铰接安装，该轴由位于所述形成散热器的部件和所述分配通道之间的一个隔板的端部支承。
在所述活门的第一位置，该活门的第一部分关闭空气流向所述形成散热器的部件的分路，而该活门的第二部分则关闭所述分配通道的出口。在该活门的第二位置，该活门的所述第一部分关闭空气的所述直接通路，使来自所述空气入口的空气流(有可能来自所述冷却器)被完全导向所述形成散热器的部件，而该活门的所述第二部分则完全释放所述分配通道的出口。在上述两个位置的中间位置，所述活门的开度可以实现所需的所述直接空气流与穿过所述形成散热器的部件的分流空气流的混合。
这种设备的缺点尤其是所述直接空气流可用的空气通道的截面比较有限，因为该截面是由所述混合活门的所述第一部分的尺度确定的。
本发明的目的是提出一种供暖设备，尤其是具有空气混合功能的供暖空调设备，对于这种设备，所述直接空气流的通道截面不再有前述限制。
因此该设备的特征在于，所述混合活门具有一个旋转轴，该轴设置在所述分流通道的一个边壁附近，与所述空气入口相对，所述混合活门具有相邻的一个第一区和一个第二区，该设备的特征还在于，在所述第一位置，所述第一区关闭所述形成散热器的部件的所述进气口，所述第二区至少部分地关闭所述分流通道，该设备的特征还在于，在所述第二位置，所述第一区和所述第二区相互配合，关闭通向所述空气分配管路的直接通路的开口。
所述第一区和第二区中至少一个可以是平的。具体来说，所述第一区可以是平的，所述第二区可以具有凹面朝向所述分流通道的弧线外形，该第二区的外形，例如，至少部分为圆弧。
所述第二区的外形尤其有利地设计成：在所述混合活门的所述第一和第二位置之间的至少某些中间位置，允许所述空气入口的空气通向所述分配通道。
特别地，所述第二区在其端部可以具有一些形成密封沿的区域，在这些区域中间设置有一个在所述分流通道方向的凹陷区，以允许空气通向所述分配通道。
按照另一种变化的方案(外形为S形)，所述第一区可以具有凹面朝向所述空气入口(当所述混合活门位于其第二位置时)的弧线外形，所述第二区可以具有凹面朝向所述分流通道(当所述混合活门位于其第二位置时)的弧线外形，以允许空气通向所述分配通道。
这种对空气进入所述分流通道的控制通过受控制地形成所述分配通道上游的部分混合，可以改善所述直接空气流和所述分流空气流的混合，至少部分地避免现有技术的设备所遇到的现象，尤其是分层现象。
本发明的设备还可以具有一个分流空气流导向装置，以有利于所述混合活门至少在一个中间位置时，所述分流空气流与所述直接空气流的混合。
该导向装置可以是例如一个与所述活门相连的，从其旋转轴伸出的导流板。
它也可以是一个第二活门，其旋转轴与所述混合活门的旋转轴相同，或者相对于所述混合活门的旋转轴有偏移。
所述第二活门可以是旗式活门。这种旗式活门可以具有若干极端位置，比如，该第二活门的与其旋转轴相对的端部在所述活门位于第一位置时，对于穿过该活门的所述分流空气流，构成一个后缘，或者按照另一种变化的方案，构成一个前缘。
所述第二活门可以是蝶形活门，或者是鼓筒式活门。在后一种情况下，在分流空气流的运动方向上，鼓筒式第二活门的轴既可以设置在所述混合活门的轴的上游，也可以设置在其下游。
通过下文结合附图所作的说明，可以看出本发明的其它特征。附图中：
-图1是现有技术的一种设备，
-图2到图4分别是本发明的第一、第二和第三种实施例，
-图5a、5b和5c是本发明的第四种实施例，
-图6到图10是本发明的一种装有两个活门的设备的五个实施例，所述两个活门即一个混合活门和一个便于所述直接空气流和所述分流空气流的混合的导向活门。
下文的描述是涉及一种供暖空调设备，该设备具有一个制冷回路，因此具有一个冷却器，来自所述空气入口的空气由之穿过。可以注意到，本发明也适合不具有制冷回路，因此也不具有冷却器，可以混合来自空气入口的空气(直接气流)和穿过一个构成散热器的部件的分流气流，的供暖设备。
图1的设备总体上以标号1指示，它包括一个轴向或横向的空气入口2，空气由之穿过一个冷却器，形成冷气，冷气然后被送入汽车车厢。在图示的设备中，从冷却器3出来的空气以直接气流的形式直接送到一个空气分配管路，后者可以具有例如一个除霜管道15和一个通风管道16，它们的给气分别由蝶形阀11和12控制。可以用另一个蝶形阀14来将空气导向一个出口33，以便暖和车内乘员的脚。
对于中等的外部温度，如果如此向车厢内送冷气，从冷却器出来的冷气的温度就太低了，因此使用了一个分流管路，用来产生穿过一个构成散热器的部件4的分流空气流，以对来自冷却器的部分冷气重新加热。为此，现有技术中的所述设备使用一个所谓的空气混合活门8，绕一轴80铰接安装，该轴80位于分流管路的一个隔板41的端部42。该蝶形阀具有两个部分或者说两个活门81和82，可在两个极端位置Ⅰ和Ⅱ之间移动。
在位置Ⅰ(图1中的虚线位置)，活门8的第一部分81关闭分流管路，第二部分82则关闭位于构成散热器的部件4的下游的分流通道6的出口。
在位置Ⅱ(图1中实线所示)，活门8的第一部分81关闭来自冷却器3的空气流到空气分配管路15、16、33的通路，而活门82则将分流通道6的出口释放。
在位置Ⅰ，活门8的第一部分81抵在挡板9’上，第二部分82则抵在挡板47上。在位置Ⅱ，第一部分81的端部抵在挡板31上。
挡板区9’和31在一个壁9上，该壁的轮廓例如为弧线形，在冷却器3的出口处形成空气通道的收缩。两挡板区相距α1，由于所述设备的几何形状，并由于活门可能发生的跳动，这个距离相对较小。另外，活门轴80和挡板区31之间的距离α2受活门80的第一部分81的尺寸的限制，由于所述轴的中间位置，所述距离必须较小。
在位置Ⅱ，从冷却器出来的冷气被导向一个分流通道10，该分流通道具有一个位于散热器4的上游的通道区5。在分流到边壁44和45后，分流空气流回转约180°，流向下游分流通道6和活门部分82。一般，在所述位置Ⅰ和Ⅱ之间调节活门80的位置可以改变直接从冷却器3流到分配管路的空气流和经过散热器4重新加热的分流空气流的比例。直接空气流和分流空气流的混合是在一个混合室32中完成的，该混合室位于分配管路处，在出口15、16、33的上游。
这种设备面临的第一个问题是α1值和α2值的限制。现有技术的这种设备的另一个问题是，在活门80直接下游的分配管路的混合室32中的混合不均匀，这尤其是导致空气的分层，也就是说，空气仍为冷空气和热空气层组成，而不是分布为温度均匀的空气流。
如图2所示，本发明的一种设备的第一种实施例具有一个活门100，其旋转轴101位于分流通道6与冷却器3位置相反的那一侧的壁46的附近。该活门100在所提出的实施例中具有一个平坦的、与旋转轴101共面的第一区102，以及一个形成一段与第一区102相邻的圆弧的第二区103，该圆弧在其起始点105的切线与平面区102所在平面垂直。第一区102和第二区103通过一个杆或者一个板区104与轴101相连。
在虚线所示的与直接空气流相应的位置Ⅰ，第一区102的端部107抵在挡板9’上。该第一区102还在紧邻第二区103的起始点105的地方抵在隔板41的端部49上。在实线所示的位置Ⅱ，第一区102的端部107抵在31处，圆弧区103的端部108紧贴着一个位于隔板41的端部49附近的弓形区48滑动。
如图2所示，所述虚线所示的位置Ⅰ释放出一个较大的空间，供从冷却器3出来的直接气流通过，这是由于所述α1边取决于活门100的角行程，而这从两方面得到了改善：一方面，轴101不再位于中间位置，而位于壁46附近；另一方面，活门103的布置更有利于形成大的角行程。另外，活门100的布置在位置Ⅰ时完全释放α2边。所述α1和α2边的大幅加大可以大大减少直接空气流的压力损失，提高混合室32的有效容积。
在中间位置，例如在位置Ⅰ’，活门103的端部108逐渐移动，将分配通道106关闭更多或更少，从而影响与直接空气流混合的分流空气的量。通过使活门102的位置更多或更少地介于中间位置，从而更多或更少地分流来自冷却器3的空气流，从而更多或更少地调制混合气。
图3的实施例的不同之处在于，杆104在其基部有一个区域105形成一个小挡板，使通道6出来的气流偏向从冷却器3出来的直接气流的方向，以有利于两种气流在混合室32中的混合，至少部分地避免前文所提及的分层现象。
图4的实施例另外还可能可与图3的实施例相结合。在该方案中，活门100’具有一个第二区103’，该区的外形具有一个位置Ⅰ的止动区108，以及一个位置Ⅱ的止动区109，而位于这两个止动区之间的区域107向壁46的方向后缩，也就是在冷却器出来的空气流的方向上后缩，使得在活门100’的中间位置，从冷却器3出来的部分空气从区域107和弓形止动区48之间穿过，直接进入下游分流通道6，在这里与从散热器4出来的分流空气流混合。
由于区域107和弓形止动区48之间的通道较窄，导致了直接空气流的有限度的压力损失，这有利于混合。事实上，分流空气流也因为通过上游分流通道5、通过散热器4以及被通道轮廓45改变方向而有压力损失，直接空气流的有限度的压力损失可以降低压强，使之接近分流空气流的压强。
因此在这种实施例中，有三个空气通路，一个是活门102和止动区31之间的直接通路，一个是向上游和下游分流通道5和6分流的分流通路，另一个是区域48和107之间的分流通路。在这种方案中还存在直接气流和分流气流之间的两个混合区，由此增大了在其中混合直接空气流和分流空气流的空间的容积，这也对减少干扰现象、尤其是分层现象有好处。
示于图5a到图5c的实施例是前述方案的一种变型，其不同之处在于活门110的形状，它为一个反S形(在附图上)，具有一个凹面朝向冷却器3的第一区111、一个拐点112和一个凹面朝向旋转轴101的第二区114，该旋转轴101位于壁46附近。其端部116用来在位置Ⅰ时在9’止动，在位置Ⅱ(图中实线所示)时在31止动。对于中间位置，随着活门110逆时针转动(如图中所示)，所述S型面逐渐并越来越多地释放活门和区域48之间的空间。
具有一个第一区111和一个第二区114的活门110通过一个平面区104’(图5b)连接到轴101，该平面区可以向通道6内部方向移动，如图5c所示(标号104”)。
在图6的实施例中，活门100基本上与图2和图3所示相同，但是从分配通道6出来的空气的重定向功能不是在活门的某个区域比如105实现的，而是由一个第二旗式活门120实现的，该活门可在两个位置之间活动，在位置Ⅰ，该活门120靠着壁46位于轴101下游的一个区域50，在位置Ⅱ，该活门例如与活门100的区域102取齐。这样，可以调节该第二活门120的位置，使直接气流和分流气流的混合效果更好。在图7中，该活门130为旗式活门，绕轴101铰链连接，但是，在位置Ⅰ，该活门靠着壁46的位于轴101上游的一个区域130。
在图8中，从分流通道6出来的空气的定向是由一个鼓筒式活门140实现的，其轴141位于通道6的一个中间区，例如，如图所示，在活门100在其位置Ⅰ时其区域102的平面内。在该第二活门140的位置Ⅰ，该活门基本上平行于通道6的轴，在位置Ⅱ，该活门则关闭通道。
在图9和图10中，第二活门为鼓筒式活门。在图9中，该活门的轴151位于轴101的上游，在该活门的位置Ⅰ，该活门150被容纳在壁46的位于轴101上游的一个凹陷区152中。在该活门的位置Ⅱ，该活门150将通道6的出口关闭。在图10中，鼓筒式活门160的轴161位于轴101的下游，在该活门的位置Ⅰ，该活门被容纳在壁46的位于轴101下游的一个凹陷区162中。在该活门的位置Ⅱ，该活门162将通道6的出口关闭。
结合图6到图10所说明的第二活门的好处是，在制冷模式下(只有直接气流通过)，该活门可以在闭合位置，从而可以挡住混合活门的可能产生涡流的凹陷区103。
作为变型，混合活门(图2到图10)的轴101可以与壁46明显分离，从而尤其可使一部分分流气流从该轴101与壁之间通往混合室32。
本发明的设备可以集成到汽车的驾驶室中。

Claims (21)

1．一种供暖设备，尤其是供暖空调设备，它包括一个空气入口、一个形成散热器的部件以及一个可在第一和第二极端位置之间移动的混合活门，所述第一位置对应于一个空气从所述空气入口到一个空气分配管路形成直接空气流的空气直接通路，所述第二位置对应于一个空气分流通路，空气从所述空气入口穿过一个给所述形成散热器的部件供气的开口，再穿过一个位于所述形成散热器的部件的下游的分流通道，到达所述空气分配管路，形成分流空气流，所述第一和第二位置之间的中间位置允许混合所述直接空气流和所述分流空气流，其特征在于，所述混合活门(100,100’,110)具有一个旋转轴(101)，该轴设置在所述分流通道(6)的一个边壁(46)附近，与所述空气入口相对，所述混合活门具有相邻的一个第一区(102,111)和一个第二区(103,103’,114)，在所述第一位置(Ⅰ)，所述第一区(102,111)关闭所述形成散热器(4)的部件的所述进气口，所述第二区(103,103’,114)至少部分地关闭所述分流通道(6)，在所述第二位置，所述第一区(102,111)和所述第二区(103,103’,114)相互配合，以关闭通向所述空气分配管路(15,16,33)的直接通路的开口。
2．如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一区(102)和第二区(103)中至少一个是平的。
3．如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一区(102)是平的，所述第二区(103)具有凹面朝向所述分流通道(6)的弧线外形。
4．如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述第二区(103)的外形至少部分为圆弧。
5．如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，在所述第一位置(Ⅰ)和第二位置(Ⅱ)之间的至少某些中间位置，所述第二区(103’,114)的外形允许空气从所述空气入口通向所述分配通道(6)。
6．如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第二区在其端部具有一些形成密封沿的区域(108,109)，在这些区域中间设置有一个在所述分流通道(6)方向凹陷的区域(107)，以允许空气通向所述分配通道。
7．如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述混合活门(110)具有一个第一区(111)和一个第二区(114)，所述第一区具有在所述混合活门(110)位于其第二位置(Ⅱ)时凹面朝向所述空气入口(2)的弧线外形，所述第二区具有在所述混合活门(110)位于其第二位置(Ⅱ)时凹面朝向所述分流通道(6)的弧线外形。
8．如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，该设备具有一个冷却器(3)，来自所述空气入口的空气穿过该冷却器。
9．如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，该设备具有一个分流空气流的导向装置(105,120,130,140,150,160)，以在所述混合活门(100,100’,110)至少在一个中间位置时，便于所述分流空气流与所述直接空气流的混合。
10．如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述导向装置是一个与所述混合活门(100,100’,110)相连的、从该混合活门的旋转轴(101)伸出的导流板。
11．如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述导向装置是一个第二活门(120,130)，其旋转轴与所述混合活门(100,100’,110)的旋转轴(101)相同。
12．如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述导向装置是一个第二活门(140,150,160)，其旋转轴相对于所述混合活门(100,100’,110)的旋转轴(101)有偏移。
13．如权利要求11或12所述的设备，其特征在于，所述第二活门(120,130)是旗式活门。
14．如权利要求13所述的设备，其特征在于，在所述第二活门(120)的第一位置(Ⅰ)，该第二活门的与其旋转轴相对的端部构成一个后缘。
15．如权利要求13所述的设备，其特征在于，在所述第二活门(130)的第一位置，该第二活门的与其旋转轴相对的端部构成一个前缘。
16．如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第二活门(140)是蝶形活门。
17．如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述第二活门(150,160)是鼓筒式活门。
18．如权利要求17所述的设备，其特征在于，在分流空气流的运动方向上，所述第二活门(150)的轴(151)设置在所述混合活门(100,100’,110)的轴(101)的上游。
19．如权利要求17所述的设备，其特征在于，在分流空气流的运动方向上，所述第二活门(160)的轴(161)设置在所述混合活门(100,100’,110)的轴(101)下游。
20．如前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述混合活门(100,100’,110)的旋转轴(101)与所述分流通道(6)的所述边壁(46)间隔开，以允许一部分分流空气流从该旋转轴(101)与所述边壁(46)之间通过。
21．汽车驾驶室，其特征在于，它包括一个前述权利要求之一所述的设备。
CN 00801381 1999-07-12 2000-07-07 供暖设备、尤其是具有混合活门的供暖空调设备以及装有这种设备的驾驶室 Expired - Fee Related CN1126671C (zh)

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