RU71600U1

RU71600U1 - LOW-NOISE DEVICE FOR HEATING AND VENTILATION OF A PASSENGER CAR SALON

Info

Publication number: RU71600U1
Application number: RU2006131774/22U
Authority: RU
Inventors: Леонид Анатольевич Паньков; Александр Валентинович Краснов
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-производственное предприятие "Тэкникал консалтинг"
Priority date: 2006-09-04
Filing date: 2006-09-04
Publication date: 2008-03-20

Abstract

Изобретение относится к устройствам для отопления и вентиляции пассажирских салонов автомобилей, снабженных средствами для уменьшения внутреннего шума, т.е. обеспечения заданной температуры и эффективной производительности воздухообмена в пассажирском салоне автомобиля при высоком акустическом комфорте (низком уровне шума).The invention relates to devices for heating and ventilation of passenger cabins of vehicles equipped with means for reducing internal noise, i.e. ensuring the set temperature and effective air exchange performance in the passenger compartment of the car with high acoustic comfort (low noise level).

Устройство содержит, в частности, спиралевидный корпус вентилятора, на входе которого размещена крыльчатка, приводимая во вращение электродвигателем, выход корпуса вентилятора сообщен посредством воздуховода с корпусом отопителя, содержащим подводящий и несколько отводящих каналов, теплообменник, регулирующие заслонки, содержащие ось вращения, выполненную заодно с несущим металлическим или полимерным каркасом, на котором адгезионно смонтирована одно- или двухсторонняя пористая звукопоглощающая футеровка.The device comprises, in particular, a spiral-shaped fan casing, at the input of which there is an impeller driven by rotation by an electric motor, the output of the fan casing is communicated by means of an air duct to the heater casing, which contains inlet and several outlet channels, a heat exchanger, regulating dampers, containing a rotation axis, made integral with a supporting metal or polymer frame on which a one- or two-sided porous sound-absorbing lining is adhesively mounted.

Отличительной и неочевидной особенностью является то, что по крайней мере одна из лицевых сторон пористой звукопоглощающей футеровки, по крайней мере одной регулирующей заслонки, облицована звукопрозрачной газонепроницаемой пленкой или тканью. При этом, обе лицевые стороны пористой звукопоглощающей футеровки, по крайней мере одной отдельной регулирующей заслонки, могут быть облицованы звукопрозрачной газонепроницаемой пленкой или тканью.A distinctive and non-obvious feature is that at least one of the front sides of the porous sound-absorbing lining of at least one control flap is lined with a soundproof gas-tight film or fabric. In this case, both faces of the porous sound-absorbing lining of at least one separate control flap may be lined with a soundproof gas-tight film or fabric.

Дополнительно, торцевые поверхности пористой звукопоглощающей футеровки облицованы звукопрозрачной газонепроницаемой пленкой или тканью, либо герметизированы слоем газонепроницаемого полимерного покрытия, либо оплавлены посредством термического воздействия.Additionally, the end surfaces of the porous sound absorbing lining are lined with a soundproof gas impermeable film or fabric, either sealed with a gas impermeable polymer coating, or melted by heat.

Преимущественно изобретение может найти практическое применение в конструкции автомобилей с повышенными акустическими качествами.Advantageously, the invention can find practical application in the construction of automobiles with enhanced acoustic qualities.

1 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.1 n and 3 z.p. f-ly, 3 ill.

Description

Изобретение относится к системам отопления и вентиляции пассажирских салонов легковых автомобилей, снабженных устройствами для уменьшения шума, при обеспечении заданной температуры и эффективной производительности воздухообмена в пространстве пассажирского салона при более высоком акустическом комфорте (более низком уровне производимого шума).The invention relates to systems for heating and ventilation of passenger salons of passenger cars equipped with devices for reducing noise, while ensuring a predetermined temperature and effective air exchange performance in the passenger compartment space with higher acoustic comfort (lower noise level).

Известно устройство системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля, описанное в патенте РФ на изобретение №2170182, МПК В 60 Н 1/24, опубликованном 10.07.2001, содержащее корпус отопителя с двумя подводящими и одним отводящим каналами, вентилятор, заслонку управления отопителем. В нижней части корпуса отопителя расположен теплообменник, перед которым расположен подводящий канал, а за ним - канал для отвода подогретого воздуха. В средней части корпуса отопителя расположена камера смешивания, в которой сходятся подводящие каналы подогретого и холодного воздуха. В районе камеры смешивания расположена ведущая заслонка.A device is known for the heating and ventilation system of a passenger compartment of a passenger car described in the RF patent for invention No. 2170182, IPC 60 N 1/24, published July 10, 2001, comprising a heater body with two inlet and one outlet channels, a fan, a heater control flap. In the lower part of the heater body there is a heat exchanger, in front of which there is a supply channel, and behind it - a channel for removing heated air. In the middle part of the heater body there is a mixing chamber in which the supply channels of the heated and cold air converge. In the area of the mixing chamber is located the leading flap.

В патенте РФ на изобретение №2178744, МПК В 60 Н 1/12, опубликованном 27.01.2002, описано устройство системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля, содержащее вентиляторную установку и корпус отопителя, в котором расположены заслонка управления отопителем, теплообменник и камера смешивания воздуха, имеющая выходы к воздуховодам.The patent of the Russian Federation for invention No. 2178744, IPC B 60 N 1/12, published on January 27, 2002, describes a device for heating and ventilation of a passenger compartment of a passenger car, comprising a fan unit and a heater body, in which a heater control damper, a heat exchanger and a mixing chamber are located air that has exits to the ducts.

В патенте РФ на изобретение №2228855, МПК В 60 Н 1/00, В 60 Н 1/12, опубликованном 20.05.2004, описано устройство системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля, содержащее корпус отопителя, в котором расположены заслонка управления отопителем, заслонка обогрева салона, теплообменник и камера смешивания, имеющая выходы к воздуховодам для преднамеренной подачи воздуха в нижнюю часть пассажирского салона, на остекление и обеспечения вентиляции пространства пассажирского салона.In the patent of the Russian Federation for invention No. 2228855, IPC B 60 N 1/00, B 60 N 1/12, published 05/20/2004, describes a device for the heating and ventilation system of a passenger compartment of a passenger car, comprising a heater casing in which a heater control flap is located, a compartment heating flap, a heat exchanger and a mixing chamber having exits to the air ducts for deliberate air supply to the lower part of the passenger compartment, for glazing and ventilation of the passenger compartment space.

Подобную конструктивную концептуальную схему имеют большинство известных конструкций систем отопления и вентиляции пассажирского салона легковых автомобилей.A similar constructive conceptual scheme has the majority of known designs of heating and ventilation systems for passenger cars.

Общим недостатком описанных выше известных устройств систем отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля является отсутствие в них интегрированных эффективных шумопонижающих устройств, обеспечивающих приемлемый акустический комфорт в пассажирском салоне легкового автомобиля. Что в большинстве случаев, приводит к беспрепятственной передаче (а зачастую - и к резонансному усилению излучения) звуковых волн в пассажирский салон легкового автомобиля, генерируемых электровентилятором, в частности его крыльчаткой на лопаточной частоте возбуждения f=nz/60, Гц (где n - обороты вала электродвигателя, мин^-1, z - число лопастей крыльчатки), а также образуемых турбулизированными воздушными потоками, при обтекании различных неровностей и изгибов корпусных элементов системы, регулирующих заслонок в динамических процессах всасывания и нагнетания воздуха. Отмеченные, генерируемые звуковые волны, обнаруживаются водителем и пассажирами, и классифицируются в виде надоедливого утомляющего шума, снижающего акустический комфорт в пассажирском салоне легкового автомобиля с неблагоприятным на них воздействием с точки зрения их самочувствия, утомления и, в конечном итоге, безопасности эксплуатации легкового автомобиля.A common disadvantage of the above-described known devices of heating and ventilation systems of a passenger compartment of a passenger car is the lack of integrated effective noise reduction devices providing acceptable acoustic comfort in the passenger compartment of a passenger car. In most cases, this leads to the unhindered transmission (and often to resonant amplification of radiation) of sound waves to the passenger compartment of a car generated by an electric fan, in particular its impeller at the blade excitation frequency f = nz / 60, Hz (where n is the speed electric motor shaft, min ^-1 , z - the number of impeller blades), as well as formed by turbulent air flows, when flowing around various irregularities and bends of the body elements of the system, regulating dampers in dynamic suction processes air inlet and discharge. The marked, generated sound waves are detected by the driver and passengers, and are classified as annoying tiring noise that reduces acoustic comfort in the passenger compartment of a car with an adverse effect on them in terms of their well-being, fatigue and, ultimately, the safety of operation of the car.

Известны технические решения, в которых проблема снижения шума и обеспечения улучшенного акустического комфорта в системах отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля решается применением в них различных шумопонижающих элементов. В частности, известно устройство системы отопления и вентиляции кабины колесного транспортного средства типа сельскохозяйственной машины, описанное в патенте СССР на изобретение №914329, МПК В 60 Н 1/24, опубликованном 1982, которое содержит воздуховод, выполненный в виде короба, образованного боковыми стенками крыши машины, верхней и нижней панелей, сообщающийся с внешней атмосферой и внутренней полостью кабины, установленный в воздуховоде корпус с размещенным в нем нагнетающем роторе. С целью снижения уровня шума, в образованном коробе, параллельно боковым стенкам крыши установлены вертикальные панели типа делителей потока, разделяющие короб на центральную и изолированные боковые полости, в центральной полости перпендикулярно потоку воздуха установлены дополнительные панели, одна из которых, расположенная со стороны корпуса, выполнена с отверстиями, а другая - в виде фильтра, причем короб сообщен с кабиной в зоне, расположенной между Known technical solutions in which the problem of reducing noise and providing improved acoustic comfort in heating and ventilation systems of a passenger compartment of a passenger car is solved by using various noise reducing elements therein. In particular, a device of a heating and ventilation system of a cabin of a wheeled vehicle of the type of an agricultural machine is described, described in USSR patent for invention No. 914329, IPC 60 N 1/24, published 1982, which contains an air duct made in the form of a duct formed by the side walls of the roof machine, upper and lower panels, communicating with the external atmosphere and the internal cavity of the cabin, a housing installed in the duct with a pumping rotor located in it. In order to reduce the noise level, vertical panels such as flow dividers are installed in the formed duct parallel to the side walls of the roof, dividing the duct into the central and isolated side cavities, additional panels are installed in the central cavity perpendicular to the air flow, one of which is located on the side of the body with holes, and the other in the form of a filter, and the box is in communication with the cabin in the area located between

указанными дополнительными вертикальными панелями, а с атмосферой - за упомянутым фильтром.indicated by additional vertical panels, and with the atmosphere behind the mentioned filter.

В заявке ФРГ на изобретение №3826022, МПК В 60 Н 1/16, опубликованной 01.02.1990, описано устройство системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля, содержащее, в частности, воздуховод, на спиралевидном входе которого размещена крыльчатка вентилятора, а его выход сообщен с объемом полости пассажирского салона, в прямолинейный участок воздуховода соосно вмонтирован камерный глушитель шума, стенки корпуса, которого выполнены в виде динамически податливой, демпфирующей пульсации воздушного потока, и ослабляющей передачу структурных вибраций и звука, гофрированной трубы.In the application of Germany for the invention No. 3826022, IPC B 60 N 1/16, published 01.02.1990, describes a device for the heating and ventilation system of a passenger compartment of a passenger car, comprising, in particular, an air duct, on the spiral-shaped inlet of which a fan wheel is located, and its outlet communicated with the volume of the passenger compartment cavity, a chamber silencer is coaxially mounted in the straight section of the duct, the body walls, which are made in the form of dynamically pliable, damping pulsations of the air flow, and weakening the transmission of rectural vibrations and sound, corrugated pipes.

В патенте Японии на изобретение №63255117, МПК В 60 Н 1/00, опубликованном 21.10.1988, описано устройство системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля, содержащее корпус вентилятора с отводящими каналами, электровентилятор, впускное окно и заслонку управления вентилятором. Заслонка управления вентилятором выполнена в виде несущего каркаса, имеющего сквозное отверстие и закрытую полость, образуя, таким образом, акустический резонатор Гельмгольца, обеспечивающий, настроенное на узкополосное (по частоте) заглушение звуковой энергии. Кроме того, поверхность несущего элемента заслонки управления вентилятором, по ограниченной (малой) площади футерована слоем звукопоглощающего материала.In Japan's patent for invention No. 63255117, IPC B 60 N 1/00, published on 10/21/1988, a device for a heating and ventilation system of a passenger compartment of a passenger car is described, comprising a fan housing with exhaust ducts, an electric fan, an inlet window and a fan control flap. The fan control damper is made in the form of a supporting frame having a through hole and a closed cavity, thus forming a Helmholtz acoustic resonator, which provides tuned to narrow-band (in frequency) damping of sound energy. In addition, the surface of the supporting element of the fan control damper is lined with a layer of sound-absorbing material over a limited (small) area.

В данных известных технических решениях в определенной степени решается проблема уменьшения низкочастотной пульсирующей составляющей аэродинамического шума. Однако, в этом случае, эффективное снижение шума обеспечивается, как правило, только в ограниченном узкополосном низкочастотном и скоростном диапазоне работы. При этом, типичный спектр излучения шума систем отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля имеет широкополосный характер, перекрывающий практически весь частотный диапазон восприятия звука человеком (с характеристическим видом воспринимаемого шумового сигнала типа «белый шум»).In these known technical solutions, the problem of reducing the low-frequency pulsating component of the aerodynamic noise is solved to a certain extent. However, in this case, effective noise reduction is provided, as a rule, only in a limited narrow-band low-frequency and high-speed operation range. At the same time, the typical emission spectrum of noise from heating and ventilation systems in the passenger compartment of a passenger car is broadband in nature, covering almost the entire frequency range of sound perception by humans (with a characteristic form of the perceived noise signal of the “white noise” type).

В патенте РФ на полезную модель №27016, МПК В 60 Н 1/04, G 10 K 11/00, опубликованном 10.01.2003, описано устройство системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля, содержащее воздуховод, на спиралевидном входе которого размещена крыльчатка вентилятора, установленная на приводной электродвигатель, выход воздуховода сообщен с объемом пассажирского салона, интегрированное в стенке спиралевидного участка воздуховода шумопонижающее устройство, конструктивно выполненное в виде поднутрения, в котором размещена In the patent of the Russian Federation for utility model No. 27016, IPC B 60 N 1/04, G 10 K 11/00, published on January 10, 2003, a device for a heating and ventilation system of a passenger compartment of a passenger car is described, comprising an air duct with a fan impeller located on its spiral inlet mounted on a drive motor, the outlet of the duct is in communication with the volume of the passenger compartment, a noise reduction device integrated in the wall of the spiral portion of the duct, structurally designed as an undercut, in which

панель из пористого звукопоглощающего материала, облицованного защитной звукопрозрачной пленкой, совмещенной заподлицо со стенками спиралевидного участка воздуховода. Использование описанного шумопонижающего устройства в составе системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля, несмотря на относительную простоту его реализации, не позволяет, в ряде случаев, в достаточной степени ослабить интенсивный широкополосный аэродинамический шум, возникающий при обтекании скоростных потоков воздуха различных неоднородностей в виде неровностей и изгибов, содержащихся в воздушных трактах, сообщенных с пассажирским салоном легкового автомобиля. Также, при введении такого дополнительного шумопонижающего устройства, увеличиваются габаритные размеры улиткообразного воздуховода, т.к. звукопоглощающий материал устанавливается в конструктивно образованное поднутрение в его стенке, что не всегда приемлемо по компоновочным возможностям в стесненном пространстве монтажа систем отопления и вентиляции, в особенности, в варианте компактного модульного исполнения панели приборов (кокпита).a panel of porous sound-absorbing material lined with a protective sound-transparent film, combined flush with the walls of the spiral section of the duct. The use of the described noise-reducing device as part of the heating and ventilation system of the passenger compartment of a passenger car, despite the relative simplicity of its implementation, does not allow, in some cases, to sufficiently reduce the intense broadband aerodynamic noise arising from the flow of high-speed air flows of various inhomogeneities in the form of irregularities and bends contained in the air ducts connected with the passenger compartment of the car. Also, with the introduction of such an additional noise reduction device, the overall dimensions of the cochlear duct increase, because sound-absorbing material is installed in a structurally formed undercut in its wall, which is not always acceptable in terms of layout capabilities in the cramped space of installation of heating and ventilation systems, especially in the compact modular version of the instrument panel (cockpit).

В патенте Франции на изобретение №2710880, МПК В 60 H1 1/34, опубликованном 14.04.1995, описано устройство системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля в котором для снижения шума, в качестве преднамеренно образованного делителя потока, способствующего эффекту снижения уровня шума. Сопло содержит, расположенное в полости воздуховода и содержащее внутреннюю юбку, ограничивающую центральный канал подачи воздуха, и наружную юбку, соосную с внутренней юбкой и ограничивающую кольцевой канал. Площадь проходного сечения кольцевого канала постепенно увеличивается в направлении истечения потока воздуха в кольцевом канале.French patent for invention No. 2710880, IPC B 60 H1 1/34, published on 04/14/1995, describes a device for heating and ventilation of a passenger compartment of a passenger car in which to reduce noise, as a deliberately formed flow divider that contributes to the effect of reducing noise. The nozzle contains, located in the cavity of the duct and containing an inner skirt defining a central air supply channel, and an outer skirt coaxial with the inner skirt and defining an annular channel. The cross-sectional area of the annular channel is gradually increasing in the direction of flow of air in the annular channel.

В заявке Японии на изобретение №2003-104045, МПК В 60 Н 1/00, 1/32, В 24 F 13/02, опубликованном 9.04.2003, описано устройство системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля, содержащее отопитель (или кондиционер) и разветвленную систему воздуховодов. Воздуховоды с внутренней стороны футерованы пористым слоем звукопоглощающего материала. При этом, для увеличения образованной звукопоглощающей эффективности футеровки в известном частотном диапазоне наибольшего излучения звуковой энергии - пористый слой звукопоглощающего материала устанавливается с определенньм воздушным зазором по отношению к звукоотражающим стенкам воздуховодов.Japanese application for invention No. 2003-104045, IPC B 60 N 1/00, 1/32, 24 F 13/02, published on April 9, 2003, describes a device for heating and ventilation of a passenger compartment of a passenger car containing a heater (or air conditioning ) and a branched duct system. The ducts on the inside are lined with a porous layer of sound-absorbing material. Moreover, in order to increase the formed sound-absorbing efficiency of the lining in the known frequency range of the greatest radiation of sound energy, a porous layer of sound-absorbing material is installed with a certain air gap in relation to the sound-reflecting walls of the air ducts.

В патенте Германии на изобретение №19960851, МПК В 60 Н 1/00, опубликованном 21.06.2000, описано устройство системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля, содержащее корпус вентилятора и электровентилятор, в The German patent for invention No. 19960851, IPC B 60 N 1/00, published on 06/21/2000, describes a device for heating and ventilation of a passenger compartment of a passenger car, comprising a fan housing and an electric fan, in

конструкцию которого вводится дополнительно шумоизолирующий кожух, охватывающий шумоактивный корпус вентилятора. При этом, внутренние поверхности стенок кожуха футерованы пористым слоем звукопоглощающего материала, обеспечивающего определенный шумопонижающий эффект.the design of which is introduced an additional soundproof casing, covering the noise-active fan casing. Moreover, the inner surfaces of the walls of the casing are lined with a porous layer of sound-absorbing material, which provides a certain noise-reducing effect.

Основными недостатками описанных выше известных технических решений является вынужденное усложнение конструкции, увеличение габаритных размеров, увеличение стоимости системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля при введении дополнительных шумопонижающих устройств, т.к. появляется необходимость организации дополнительного пространства для их размещения, а также растет их материалоемкость, при весьма ограниченном получаемом шумопонижающем эффекте.The main disadvantages of the known technical solutions described above are the forced complexity of the design, an increase in overall dimensions, an increase in the cost of the heating and ventilation system of the passenger compartment of a passenger car with the introduction of additional noise reduction devices, as there is a need to organize additional space for their placement, as well as their material consumption is growing, with a very limited noise reduction effect.

В патенте Германии на изобретение №3338775, МПК В 60 R 13/08, F 04 D 29/66, опубликованном 15.05.1985, описано устройство системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля, содержащее корпус и систему воздуховодов. На входном отверстии корпуса установлен пористый слой звукопоглощающего материала с заданными жесткостными характеристиками (в частности - повышенной жесткостью пористого скелета), выполняющий одновременно, функцию несущей стенки в том месте, где он устанавливается. Недостатком данного технического решения является недостаточная звукопоглощающая эффективность пористого слоя звукопоглощающего материала ввиду придания его пористому скелету повышенных жесткостных свойств, что, как известно, приводит к ухудшению звукопоглощающей эффективности, в результате низкой динамической податливости, малой работы динамических деформаций пористого скелета под воздействием падающих звуковых волн, а следовательно и меньшим эффектом преобразования механической работы в теплоту (необратимо рассеиваемой в структуре пористого слоя). Расположение пористого слоя звукопоглощающего материала на входном отверстии корпуса может являться также причиной образования дополнительных турбулизированных шумообразующих потоков воздуха на кромках открытых срезов ячеек, а, следовательно - дополнительным источником генерируемого турбулентного шума при всасывании воздуха (с образованием шума типа высокочастотного свиста). Пористая структура слоя звукопоглощающего материала при всасывании воздуха создает также неизбежное дополнительное гидравлическое сопротивление всасываемому воздуху, что снижает производительность устройства (уменьшает нагнетаемый в полость пассажирского салона массовый расход воздуха), а следовательно, ухудшает, в определенной степени, его эксплуатационные качества, что нецелесообразно.The German patent for invention No. 3338775, IPC B 60 R 13/08, F 04 D 29/66, published 05/15/1985, describes a device for heating and ventilation of a passenger compartment of a passenger car, comprising a housing and a duct system. A porous layer of sound-absorbing material with predetermined stiffness characteristics (in particular, increased stiffness of the porous skeleton) is installed at the inlet of the housing, which simultaneously performs the function of the bearing wall in the place where it is installed. The disadvantage of this technical solution is the insufficient sound-absorbing efficiency of the porous layer of sound-absorbing material due to giving its porous skeleton increased stiffness properties, which, as is known, leads to a decrease in sound-absorbing efficiency, as a result of low dynamic compliance, low work dynamic porous skeleton deformations under the influence of incident sound waves, and hence the smaller effect of the conversion of mechanical work into heat (irreversibly dissipated in porous layer texture). The location of the porous layer of sound-absorbing material at the inlet of the housing can also cause the formation of additional turbulized noise-generating air flows at the edges of open sections of the cells, and, consequently, an additional source of generated turbulent noise during air intake (with the formation of noise such as high-frequency whistle). The porous structure of the layer of sound-absorbing material during air intake also creates the inevitable additional hydraulic resistance to the intake air, which reduces the device’s performance (reduces the mass air flow injected into the passenger compartment cavity) and, therefore, worsens, to a certain extent, its performance, which is impractical.

В заявке ФРГ на изобретение №3639138, МПК В 60 Н 1/00, опубликованной 19.05.1988, описано устройство системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля, содержащее корпус, имеющий пластмассовые стенки в виде опорного каркаса, футерованные слоем пенопласта (вспененного пористого закрытоячеистого полимерного материала) с целью получения заданного эффекта снижения шума. Недостатком данного технического решения, в первую очередь, является, низкая звукопоглощающая способность материала футерующего стенки корпуса, т.к. жесткие вспененные пористые закрытоячеистые структуры материалов типа пенопласт, как известно, не являются достаточно эффективными звукопоглощающими материалами. Это, в конечном итоге, не позволяет в достаточной степени снижать шум системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля (используя при этом, что принципиально важно, малогабаритные шумопонижающие элементы из этого материала), несмотря на невысокие стоимостные и приемлемые эксплуатационные характеристики, обусловленные его закрытоячеистой структурой.In the application of Germany for the invention No. 3639138, IPC B 60 N 1/00, published on 05/19/1988, describes a device for heating and ventilation of a passenger compartment of a passenger car, comprising a housing having plastic walls in the form of a support frame, lined with a layer of foam (foamed porous closed cell) polymer material) in order to obtain a given noise reduction effect. The disadvantage of this technical solution, first of all, is the low sound-absorbing ability of the material of the lining wall of the body, because rigid foamed porous closed-cell structures of materials such as polystyrene are not known to be sufficiently effective sound-absorbing materials. This, in the end, does not allow to sufficiently reduce the noise of the heating and ventilation systems of the passenger compartment of a passenger car (using, which is crucial, small-sized noise-reducing elements made of this material), despite the low cost and acceptable performance due to its closed cell structure.

В качестве прототипа выбрано устройство системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля, описанное в заявке Японии на изобретение №61-220911, МПК В 60 H1 1/00, опубликованной 01.10.1986, содержащее корпус вентилятора, на входе которого размещена крыльчатка, приводимая во вращение электродвигателем, и регулирующая заслонка, при этом выходное окно корпуса вентилятора сообщено с полостью корпуса отопителя. Регулирующая заслонка содержит ось вращения, несущий монолитный каркас, на котором смонтирована плосколистовая звукопоглощающая футеровка. Представленное в качестве прототипа устройство системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля, включающее в своем составе регулирующую заслонку, плосколистовую звукопоглощающую футеровку из пористого материала типа «мягкого» открытоячеистого пенополиуретана (ППУ), не позволяет в достаточной степени эффективно снижать шум системы отопления и вентиляции пассажирского салона легкового автомобиля из-за вынужденного использования регулирующей заслонки малой площади поверхности, а, следовательно, возможности использования только малогабаритной звукопоглощающей футеровки, т.е. малой площади звукопоглощения с малым шумопонижающим эффектом. Одновременно, при работе системы отопления и вентиляции и происходящих в ней динамических процессах, происходит неизбежное паразитное резонансное излучение структурного шума, вызванное вибрационным возбуждением жесткой монолитной пластинчатой структуры регулирующей заслонки. Следовательно, использование такой конструкции системы отопления и вентиляции не позволяет в должной степени улучшать акустический As a prototype, the device of the heating and ventilation system of the passenger compartment of a passenger car is described, described in Japan's application for invention No. 61-220911, IPC 60 H1 1/00, published 01.10.1986, containing a fan housing, at the entrance of which there is an impeller driven in rotation by an electric motor, and a control flap, while the output window of the fan casing is communicated with the cavity of the heater casing. The control flap comprises a rotation axis supporting a monolithic frame on which a flat-sheet sound-absorbing lining is mounted. Presented as a prototype, the device of the heating and ventilation system of the passenger compartment of a passenger car, including a control damper, flat-plate sound-absorbing lining made of porous material such as “soft” open-cell polyurethane foam (PPU), does not allow to sufficiently effectively reduce the noise of the passenger heating and ventilation system passenger compartment due to the forced use of the control flap of a small surface area, and, therefore, the possibility of Use only small-sized sound-absorbing lining, ie a small area of sound absorption with a small noise-reducing effect. At the same time, during the operation of the heating and ventilation system and the dynamic processes occurring in it, the inevitable spurious resonant radiation of structural noise occurs, caused by vibrational excitation of the rigid monolithic plate structure of the control damper. Therefore, the use of such a design of the heating and ventilation system does not allow to improve the acoustic

комфорт в пассажирском салоне легкового автомобиля, что, в конечном итоге, ухудшает его потребительские и эксплуатационные свойства.comfort in the passenger compartment of a car, which ultimately worsens its consumer and operational properties.

Техническая задача, решаемая предполагаемым изобретением, заключается в повышении эксплуатационных свойств и эффективности устройства для отопления и вентиляции пассажирского салона автомобиля, путем создания условий, обеспечивающих уменьшение аэродинамических сопротивлений в воздушных каналах названного устройства, а также повышении долговечности конструкции.The technical problem solved by the proposed invention is to increase the operational properties and efficiency of the device for heating and ventilation of the passenger compartment of the car, by creating conditions that reduce aerodynamic drag in the air channels of the said device, as well as increase the durability of the structure.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в известном низкошумном устройстве для обогрева и вентиляции пассажирского салона автомобиля, содержащем, в частности, спиралевидный корпус вентилятора, на входе которого размещена крыльчатка, приводимая во вращение электродвигателем, выход корпуса вентилятора сообщен посредством воздуховода с корпусом отопителя, содержащим подводящий и несколько отводящих каналов, теплообменник, регулирующие заслонки, содержащие ось вращения, выполненную заодно с несущим металлическим или полимерным каркасом, на котором адгезионно смонтирована одно- или двухсторонняя пористая звукопоглощающая футеровка, по крайней мере одна из лицевых сторон пористой звукопоглощающей футеровки, по крайней мере одной регулирующей заслонки, облицована звукопрозрачной газонепроницаемой пленкой или тканью. При этом, обе лицевые стороны пористой звукопоглощающей футеровки, по крайней мере одной отдельной регулирующей заслонки, могут быть облицованы звукопрозрачной газонепроницаемой пленкой или тканью.The stated technical problem is solved due to the fact that in the known low-noise device for heating and ventilation of the passenger compartment of a vehicle, comprising, in particular, a spiral fan housing, at the input of which there is an impeller driven by rotation of an electric motor, the output of the fan housing is communicated through an air duct to the heater housing containing inlet and several outlet channels, a heat exchanger, control flaps containing an axis of rotation, made integral with the supporting metal or a polymer frame on which a one- or two-sided porous sound-absorbing lining is adhesively mounted, at least one of the faces of the porous sound-absorbing lining of at least one control damper is lined with a soundproof gas-tight film or fabric. In this case, both faces of the porous sound-absorbing lining of at least one separate control flap may be lined with a soundproof gas-tight film or fabric.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в том, что за счет использования конструкции регулирующих заслонок в виде многослойных «сэндвичевых» структур, состоящих из внутреннего несущего (закладного) пластинчатого металлического или полимерного каркаса, футерованного с одной (по крайней мере) или двух сторон пористым слоем эффективного звукопоглощающего материала типа открытоячеистого ППУ, в свою очередь - облицованного с внешней стороны защитным, гладким, звукопрозрачным, динамически податливым слоем пленки или ткани, а с внутренней монтажной стороны - липким клеевым или термоадгезивным слоем, уменьшается аэродинамическое сопротивление проходящему воздушному потоку (в особенности - для высокопроизводительных устройств). Одновременно с этим, The technical result achieved by using the invention is that due to the use of the design of control dampers in the form of multilayer "sandwich" structures, consisting of an internal supporting (embedded) plate metal or polymer frame, lined with one (at least) or two of the sides with a porous layer of an effective sound-absorbing material such as open-cell polyurethane foam, in turn - lined on the outside with a protective, smooth, translucent, dynamically flexible loem film or fabric, and with the inner mounting side - termoadgezivnym tacky adhesive layer or decreases the aerodynamic drag of the passing air flow (in particular - for high performance devices). Simultaneously,

исключается разрушающее воздействие внешней среды на структуру звукопоглощающего материала в процессе эксплуатации устройства, что не приводит к снижению звукопоглощающей эффективности футеровок, а, следовательно, и к ухудшению акустического комфорта в пассажирском салоне автомобиля.the destructive effect of the external environment on the structure of the sound-absorbing material during the operation of the device is excluded, which does not lead to a decrease in the sound-absorbing efficiency of the linings, and, consequently, to a deterioration in acoustic comfort in the passenger compartment of the car.

Сравнение научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках МКИ показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».Comparison of scientific, technical and patent documentation on the priority date in the main and related sections of the MKI shows that the set of essential features of the claimed solution was not previously known, therefore, it meets the patentability condition of “novelty”.

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический результат, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.The analysis of known technical solutions in the art showed that the proposed device has features that are not available in the known technical solutions, and their use in the claimed combination of features makes it possible to obtain a new technical result, therefore, the proposed technical solution has an inventive step compared to the existing level technicians.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The proposed technical solution is industrially applicable, because can be manufactured industrially, efficiently, feasibly and reproducibly, therefore, meets the patentability condition “industrial applicability”.

Другие особенности и преимущества заявляемого изобретения станут понятны из чертежей и следующего детального описания заявляемого устройства, где:Other features and advantages of the claimed invention will become apparent from the drawings and the following detailed description of the claimed device, where:

- на фиг.1 представлена схема низкошумного устройства для отопления и вентиляции пассажирского салона автомобиля;- figure 1 presents a diagram of a low-noise device for heating and ventilation of a passenger compartment of a car;

- на фиг.2 представлена схема поперечного сечения корпуса отопителя низкошумного устройства для отопления и вентиляции пассажирского салона автомобиля;- figure 2 presents a diagram of a cross section of a heater body of a low-noise device for heating and ventilation of a passenger compartment of a vehicle;

- на фиг.3 представлена структура регулирующих заслонок низкошумного устройства для отопления и вентиляции пассажирского салона автомобиля, (а) - общий вид, (б) - структура в виде односторонней футеровки несущего каркаса, (в) - структура в виде двухсторонней футеровки несущего каркаса.- figure 3 shows the structure of the control dampers of a low-noise device for heating and ventilation of the passenger compartment of a vehicle, (a) a general view, (b) a structure in the form of a one-sided lining of a supporting frame, (c) a structure in the form of a double-sided lining of a supporting frame.

Низкошумное устройство для отопления и вентиляции пассажирского салона автомобиля содержит, в частности, спиралевидный корпус вентилятора 1, на входе 2 которого размещена крыльчатка 3, приводимая во вращение электродвигателем 4, выход спиралевидного корпуса вентилятора 5 сообщен посредством воздуховода 6 с корпусом отопителя 7. Корпус отопителя 7 содержит подводящий и несколько отводящих каналов, подающих воздушный поток на обогрев ветрового стекла 8, на обогрев и вентиляцию салона 9, 10, обогрев ног водителя и переднего пассажира 11 и обогрев ног задних The low-noise device for heating and ventilation of the passenger compartment includes, in particular, a spiral-shaped fan housing 1, at the input 2 of which an impeller 3 is placed, which is rotated by an electric motor 4, and the output of the spiral-shaped fan housing 5 is communicated through an air duct 6 to the heater body 7. Heater housing 7 contains inlet and several outlet channels supplying an air stream for heating the windshield 8, for heating and ventilation of the passenger compartment 9, 10, heating the legs of the driver and front passenger 11 and heating hind feet

пассажиров 12. В нижней части корпуса отопителя 7 расположен теплообменник 13, перед которым расположен подводящий канал 14, а за ним отводящий канал 15 для отвода подогретого воздуха. Также в корпусе отопителя расположены камеры 16, 17, 18, в которые передается поток воздуха и в которых расположены регулирующие заслонки, к примеру, заслонка управления отопителем 19, заслонка обогрева салона 20, заслонка обогрева ветрового стекла 21. Отводящие каналы корпуса отопителя 10, 11, 12 сообщены с объемом пассажирского салона посредством воздуховодов 22 и распределяющих устройств 23, а отводящие каналы 8, 9 только посредством распределяющих устройств (на фиг. не показаны). Регулирующие заслонки 19, 20, 21 устройства содержат ось вращения 24, выполненную заодно с несущим металлическим или полимерным каркасом 25, одно- (по крайней мере) или двухстороннюю футеровку из пористого слоя звукопоглощающего материала 26 типа открытоячеистого ППУ, облицованного с внешней стороны защитным, гладким, звукопрозрачным, динамически податливым слоем пленки или ткани 27, а с внутренней монтажной стороны нанесенным монтажным липким клеевым или термоадгезивным слоем 28 сопряженным с поверхностью металлического или полимерного каркаса 25 регулирующих заслонок 19, 20, 21. Торцевые поверхности 29 пористой звукопоглощающей футеровки облицованы звукопрозрачной газонепроницаемой пленкой или тканью, либо герметизированы слоем газонепроницаемого полимерного покрытия, либо оплавлены посредством термического воздействия.passengers 12. In the lower part of the heater body 7 there is a heat exchanger 13, in front of which there is a supply channel 14, and behind it a discharge channel 15 for venting heated air. There are also chambers 16, 17, 18 in which the air flow is transmitted and in which the control flaps are located, for example, the heater control flap 19, the interior heating flap 20, the windshield heating flap 21. The exhaust ducts of the heater body 10, 11 , 12 are in communication with the passenger compartment volume by means of air ducts 22 and dispensers 23, and outlet channels 8, 9 only by means of dispensers (not shown in FIG.). The control flaps 19, 20, 21 of the device contain an axis of rotation 24, made integral with the supporting metal or polymer frame 25, one- (or at least) two-sided lining of the porous layer of sound-absorbing material 26 of the type of open-cell polyurethane foam, coated on the outside with a protective, smooth , a sound-transparent, dynamically malleable layer of film or fabric 27, and from the inner mounting side, applied a mounting adhesive sticky or thermo-adhesive layer 28 conjugated to the surface of a metal or polymer frame CA 25 control dampers 19, 20, 21. The end surfaces 29 of the porous sound-absorbing lining are lined with a soundproof gas-tight film or fabric, either sealed with a layer of gas-tight polymer coating, or melted by heat.

При работе низкошумного устройства отопления и вентиляции пассажирского салона автомобиля, на валу приводного электродвигателя вращается крыльчатка 3 с лопатками (лопастями), обеспечивая засасывание воздушного потока в улиткообразный корпус вентилятора 1, и его последующее нагнетание. При этом генерируется паразитные пульсации воздуха и аэродинамический шум на лопаточной частоте f=nz/60, где n - обороты вала электродвигателя, z - число лопастей крыльчатки. Всасываемый в улиткообразный корпус вентилятора 1 воздушный поток нагнетается через воздуховод 6 в корпус отопителя 7. Подаваемый устройством в пространство салона воздушный поток, в зависимости от задаваемого положения регулирующих заслонок 19, 20, 21, для обеспечения его подогрева может проходить через теплообменник 13 (проходя из объема 14 в объем 15), и далее передаваться в один или сразу несколько из объемов 16, 17, 18. Далее воздушный поток передается через соответствующие отводящие каналы 8, 9, 10, 11, 12 посредством сообщенных воздуховодов 22 и распределяющих устройств 23 непосредственно в пассажирский салон автомобиля. Всасываемый и нагнетаемый воздушный поток заданной производительности (расхода), определяемый скоростным When the low-noise device for heating and ventilation of the passenger compartment of the car is operating, the impeller 3 with blades (blades) rotates on the shaft of the drive electric motor, ensuring the air flow is sucked into the cochlea-shaped fan case 1 and its subsequent pumping. In this case, parasitic air pulsations and aerodynamic noise are generated at the blade frequency f = nz / 60, where n is the revolutions of the motor shaft, z is the number of impeller blades. The air flow that is sucked into the coiled fan case 1 is pumped through the duct 6 into the heater body 7. The air flow supplied by the device into the passenger compartment, depending on the set position of the control flaps 19, 20, 21, can be passed through the heat exchanger 13 to ensure its heating (passing from volume 14 into volume 15), and then transferred to one or several of the volumes 16, 17, 18. At once, the air flow is transmitted through the corresponding exhaust channels 8, 9, 10, 11, 12 through the communicated air ducts 22 and distribution devices 23 directly to the passenger compartment of the vehicle. Suction and discharge air flow of a given capacity (flow rate), determined by high-speed

режимом работы электровентилятора 4 при обтекании неоднородностей, изгибов (поворотов), острых кромок отдельных элементов устройства и т.п., генерирует паразитные вихри и высокочастотный вихревой шум, транспортируемый по воздуховодам 22 и распространяемый в пространстве пассажирского салона в виде широкополосного надоедливого утомляющего шума вызывающего дискомфорт и чувство усталости водителя и пассажиров. Одновременно происходит возбуждение структурных вибраций и излучение структурного шума тонкостенными элементами устройства, т.к. оно выполняется из тонкостенных полимерных материалов. При прохождении воздушного потока по трактам, звуковые волны (низкочастотное излучение от пульсаций на лопаточной частоте, широкополосный вихревой шум, низкочастотное излучение структурного шума), падающие на регулирующие заслонки 19, 20, 21, проходят через защитный звукопрозрачный слой 27 в структуру пористого слоя футеровки 26, и, поглощаются в этом слое, за счет демпфирования пульсаций нагнетаемого воздуха и звуковых волн за счет преобразования их в работу динамических деформаций пористого скелета и трения распространяемых звуковых волн в пористой структуре с необратимым преобразованием (рассеиванием) в тепловую энергию. Находящиеся в составе всасываемого из внешней среды воздуха, мелкие аморфные частицы, жидкости, насекомые, проходят по всасывающему и нагнетательному трактам устройства, попадая на гладкую поверхность регулирующих заслонок 19, 20, 21, облицованную слоем защитной звукопрозрачной пленки 27, выносятся потоком воздуха. Это позволяет исключить накапливание в пористой открытоячеистой структуре звукопоглощающего материала футеровки мелких частиц, жидкостей, насекомых, исключить разрушение пористой структуры звукопоглощающего материала футеровки вследствие замерзания влаги в порах при низких температурах эксплуатации, а также снизить аэродинамическое сопротивление воздушного потока в трактах всасывания (нагнетания) при сохранении выполнения непосредственных разделяющих (регулирующих поток) функций регулирующих заслонок 19, 20, 21. Этому же способствует и герметизация торцев 29 звукопрозрачной газонепроницаемой пленкой или тканью, либо слоем газонепроницаемого полимерного покрытия, либо их оплавлением посредством термического воздействия.the operation mode of the electric fan 4 when flowing around inhomogeneities, bends (turns), sharp edges of individual elements of the device, etc., generates spurious vortices and high-frequency vortex noise transported through air ducts 22 and distributed in the passenger compartment in the form of a wide-band annoying tiring noise causing discomfort and a feeling of tiredness of the driver and passengers. At the same time, structural vibrations are excited and structural noise is emitted by thin-walled elements of the device, because it is made of thin-walled polymeric materials. When air flows through the tracts, sound waves (low-frequency radiation from pulsations at the blade frequency, wide-band vortex noise, low-frequency radiation of structural noise) incident on the control flaps 19, 20, 21 pass through a protective sound-transparent layer 27 into the structure of the porous layer of the lining 26 , and are absorbed in this layer due to the damping of pulsations of the injected air and sound waves due to their transformation into the work of dynamic deformations of the porous skeleton and the friction of the propagated sound waves in a porous structure with irreversible conversion (dissipation) into thermal energy. Small amorphous particles, liquids, insects, which are part of the air that is sucked in from the external environment, pass through the suction and discharge paths of the device, falling onto the smooth surface of the control flaps 19, 20, 21, lined with a layer of protective soundproof film 27, and are carried out by the air stream. This eliminates the accumulation in the porous open-cell structure of the sound-absorbing material of the lining of small particles, liquids, insects, eliminates the destruction of the porous structure of the sound-absorbing material of the lining due to freezing of moisture in pores at low operating temperatures, and also reduces the aerodynamic resistance of the air flow in the suction (discharge) paths while maintaining performing direct separating (regulating flow) functions of the regulating dampers 19, 20, 21. The same method There is also a sealing of the ends 29 with a soundproof gas-tight film or fabric, or with a layer of a gas-tight polymer coating, or their fusion by thermal action.

Разумеется, изобретение не ограничивается описанным выше конкретным конструктивным примером его осуществления, показанным на прилагаемых фигурах. Остаются возможными несущественные изменения различных элементов или материалов, из которых эти элементы выполнены, либо замена их технически эквивалентными, не выходящие за пределы объема притязаний, обозначенного формулой изобретения.Of course, the invention is not limited to the above specific structural example of its implementation, shown in the accompanying figures. Minor changes of various elements or materials of which these elements are made, or their replacement with technically equivalent ones, which do not go beyond the scope of the claims indicated by the claims, remain possible.

Claims

1. A low-noise device for heating and ventilating the passenger compartment of a vehicle, comprising, in particular, a spiral-shaped fan housing, at the inlet of which there is an impeller driven by rotation by an electric motor, the output of the fan housing is communicated by means of an air duct to the heater housing containing the supply and several exhaust channels, a heat exchanger , control dampers containing an axis of rotation, made integral with the supporting metal or polymer frame, on which one or two adhesives are mounted way EME porous sound absorbing lining, characterized in that at least one of the faces of the porous sound-absorbing lining of at least one regulating valve is lined with sound transmission of a gas-tight film or cloth.

2. The low-noise device according to claim 1, characterized in that the end surfaces of the porous sound-absorbing lining are lined with a soundproof gas-tight film or fabric.

3. The low-noise device according to claim 1, characterized in that the end surfaces of the porous sound-absorbing lining are sealed with a layer of a gas-tight polymer coating.

4. The low-noise device according to claim 1, characterized in that the end surfaces of the porous sound-absorbing lining are made melted by thermal action.