CN104602929A - 用于空气调节***中的局部再循环的三门结构 - Google Patents

Abstract

一种加热、通风和空气调节***，包括鼓风机单元，所述鼓风机单元具有第一内部空气吸入口、第二内部空气吸入口和外部空气吸入口。三个门在打开位置和闭合位置之间移动以限定再循环模式、新鲜模式和局部再循环模式。随着门在它们的打开位置和闭合位置之间移动，可变局部模式和可变新鲜模式被限定。

Description

用于空气调节***中的局部再循环的三门结构

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年8月28日提交的美国实用专利申请No.14/011,895的优先权以及2012年8月30日提交的美国临时申请No.61/694,946的权益。上述申请的全部公开内容通过引用纳入此文。

技术领域

本公开涉及一种车辆加热、通风和空气调节(HVAC)***。更具体地，本公开涉及一种用于HVAC***中的局部再循环的三门结构。

背景技术

该部分提供了与本公开内容相关的背景信息，但不一定是现有技术。

车辆已知包含HVAC***以提高车辆车厢中的乘客的舒适度。HVAC***使用加热型热交换器和/或冷却型热交换器加热和冷却经由HVAC***所吹送的空气。加热型热交换典型地使用发动机冷却剂作为用于加热空气的热源。冷却型热交换器典型地是蒸发器，该蒸发器作为由车辆的发动机提供动力的车辆中的空气调节***的一部分。经由HVAC***吹送的空气是来自于车辆外部的空气、车辆的车厢内部的空气或者车辆外部的空气和车辆的车厢内部的空气的组合。经由HVAC***吹送的空气被调节(被加热/被冷却)并且然后经由一个或多个通风出口被引导到车辆的车厢中。

虽然这些车辆HVAC***已经用于意图的目的工作，但是还是存在一些缺陷。例如，这些HVAC***典型地包括外部空气吸入口，经由该外部空气吸入口来自车辆外部的空气进入HVAC***。这些HVAC***典型地也包括内部空气吸入口，经由该内部空气吸入口，来自于车辆内部的空气进入HVAC***。在来自外部空气吸入口的空气和来自内部空气吸入口的空气混合的“混合”构造中，外部空气吸入口和内部空气吸入口都被打开。

当前的典型空气吸入***的一个缺点是用于来自车辆外部的空气和来自车辆内部的空气的双吸入***所需要的封装尺寸。另外，当前***典型地只允许三个特定的控制模式或吸入模式。这三个模式是只使用来自车辆外部的空气的新鲜模式，来自车辆外部的空气和来自车辆内部的空气都被使用的局部再循环模式，以及只有车辆内部的空气被使用的再循环模式。在来自车辆外部的空气和来自车辆内部的空气都被使用的局部再循环模式期间，存在如下的问题：来自车辆外部的空气能够通过旁通(绕过)HAVC***进入车厢。

发明内容

本部分提供本公开的大致概述，并且不是该公开的全部范围或全部特征的全面公开。

本公开提供上述缺点的解决方案，尤其是旁通缺点。本公开使用三个门以解决这些缺点。这三个门允许在较小封装尺寸下实现局部再循环模式的功能。另外，三个门不只是提供新鲜模式、局部再循环模式和再循环模式，三个门构思还提供RAM空气控制以及可变局部再循环模式，该RAM空气控制是随着车辆速度增加而维持空气流量的可变新鲜构思。

在使用三个门和相关的联动装置设计的情况下，本公开可以允许使用多个模式，这些模式在增加RAM空气控制功能的情况下包括新鲜模式、局部再循环模式、再循环模式。RAM空气控制允许在门从新鲜模式移动到关闭位置时增加用户的选择范围。三个门***允许用户控制新鲜空气量和再循环空气量，同时防止新鲜空气旁通(绕过)鼓风机，并且因此旁通整个HVAC***。

从在本文中提供的说明，其他领域的应用将变得明显。在该概述中的说明和特定示例仅仅为了示例说明的目的，并且不试图限定本公开的范围。

附图说明

在本文中描述的附图仅仅是为了对所选择的实施例示例说明的目的，并且不是针对所有可能的实施方式，并且不试图限定本公开的范围。

图1是在附图中示意性示出的具有HVAC***的车辆的侧视图；

图2是图1的HVAC***的鼓风机单元的剖视图；

图3是图2的HVAC***的鼓风机单元的剖视图；

图4是图2的HVAC***的鼓风机单元的分解视图；

图5是示出为处于“新鲜空气”位置的图2的HVAC***的鼓风机单元和车辆的车厢的示意图；

图6是示出为处于“再循环空气”位置的图2的HVAC***的鼓风机单元和车辆的车厢的示意图；

图7是示出为处于“混合”位置的图2的HVAC***的鼓风机单元和车辆的车厢的示意图；以及

图8是示出HVAC***的门的相对于彼此的移动的视图。

具体实施方式

以下的说明性质上仅仅是示例性的，并且不旨在限定本公开、本申请和用途。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记指示类似或相应的部件和特征。

首先参考图1，示出了车辆10。车辆10包括总体上由12示出的发动机舱。车辆10还包括车厢14。加热、通风和空气调节(HVAC)单元16被包含在在图1中示意性示出的车厢14中。车厢14限定了车厢14中的内部空间18和车厢14外部的外部空间20。HVAC单元16以已知的方式加热和/或冷却车厢14的内部空间18中的空气。

现在参考图2、3和4，示出了HVAC单元16的鼓风机单元30。总体上，鼓风机单元30吸入来自内部空间18和/或外部空间20的空气，并且鼓风机单元30使得空气移动通过加热型热交换器(未示出)和/或冷却型热交换器(未示出)，从而空气能够被加热和/或冷却，如在本领域中已知的那样。一旦空气被加热/冷却，空气移动到内部空间18中以使得乘客舒适。图2示出了处于关闭模式的鼓风机单元30。

如图2和4所示，鼓风机单元30总体上包括上壳体构件32、承口(bellmouth)构件34以及下壳体构件36。承口构件34被设置在上壳体构件32和下壳体构件36之间并且被联接到上壳体构件32和下壳体构件36。上壳体构件32、承口构件34和下壳体构件36能够以任何适当的方式联接。在一个实施例中，上壳体构件32、承口构件34和下壳体构件36分别由硬质塑料材料制成。此外，在一个实施例中，上壳体构件32、承口构件34和下壳体构件36通过模制工艺被单独地制造。

上壳体构件32大致是中空的，并且限定如图2和4所示的外部空气吸入口38。外部空气吸入口38与车辆10外部的外部空间20流体连通。以此，来自外部空间20的空气能够经由外部空气吸入口38而进入到鼓风机单元30。上壳体构件32也限定第一内部空气吸入口40a和第二内部空气吸入口40b。内部空气吸入口40a、40b与车辆10的车厢14的内部空间18流体连通。以此，内部空间18中的空气能够经由内部空气吸入口40a、40b而进入到鼓风机单元30。上壳体构件32还包括下部开口42。下部开口42与承口构件34流体连通。

承口构件34如图4所示大致是扁平的和环形的。承口构件34包括上表面44，并且承口构件34还限定中心开口46。

下壳体构件36大致包括外壁48和下壁50。外壁48限定了开口顶端52，并且承口构件34基本上覆盖下壳体构件36的顶端52。下壳体构件36还包括排气腔54。排气腔54与加热型热交换器(未示出)和/或冷却型热交换器(未示出)流体连通。如此，经过鼓风机单元30的空气能够经由排气腔54排出鼓风机单元30以被加热和/或被冷却。

如图2和3所示，鼓风机单元30还包括过滤器56。过滤器56在靠近下部开口42处被上壳体构件32支撑并且基本上覆盖下部开口42。以此，当空气从上壳体构件32流动到承口构件34时，灰尘和任何其他颗粒物质被从空气中过滤。

鼓风机单元30还包括风扇58。风扇58可以是任意适当的类型。在如图2和4所示的实施例中，风扇58被设置在下壳体构件36中。风扇58能够操作以经由外部空气吸入口38和/或内部空气吸入口40a、40b将空气吸入到鼓风机单元30中。

更具体地，风扇58的操作可以使空气经由外部空气吸入口38和/或内部空气吸入口40a、40b而进入到鼓风机单元30。该空气然后移动通过过滤器56，任何颗粒物质被过滤掉。接着，空气移动通过上壳体构件32的下部开口42，并且然后通过承口构件34的中心开口46。风扇58将空气吸引到下壳体构件36中，并且然后风扇58朝向加热型热交换器或冷却型热交换器(未示出)将空气排出排气腔54。

鼓风机单元30还包括如图2和3所示的密封构件60。密封构件60包括主体部62，该主体部62大致是薄的、平面型的和轴向平直的。主体部62在靠近下部开口42处被设置在上壳体构件32中。主体部62在一个实施例中在两端处被一体地连接到上壳体构件32。此外，在示出的实施例中，主体部62被定向成大致垂直于承口构件34的上表面44。此外，在一个实施例中，主体部62由硬质塑料制成并且被通过模制工艺被一体地连接。如图2和3所示，密封构件60还包括可压缩构件68。可压缩构件68由诸如泡沫材料的可压缩材料制成。可压缩构件68位于主体部62和过滤器56之间。如图所示，可压缩构件68的一部分由于与过滤器56抵接因此压缩，由此在密封构件60和过滤器56之间建立密封。因此，空气不可能经过密封构件60和过滤器56之间。

如图2所示，鼓风机单元30还包括第一门70、第二门72和第三门74。在示出的实施例中，虽然第一、第二和第三门70、72、74分别是大致平面型的且是轴向平直型的并且围绕门的枢转点转动，但是本公开不限于此类型，并且本领域中已知的任意类型的门可在公开的HAVC***中起作用。第一门70包括芯部构件76和联接在芯部构件76的相对两侧的可压缩构件78a、78b。在一个实施例中，芯部构件76由硬质塑料制成，并且可压缩构件78a、78b由泡沫材料制成。第一门70可移动地联接到上壳体构件32。在示出的实施例中，例如，第一门70通过设置在第一门70的一端的至少一个销80而被可枢转地联接到上壳体构件32。因此，如图2所示，第一门70能够围绕销80枢转以打开和闭合第一内部空气吸入口40a。

第二门72基本上与第一门70类似。更具体地，第二门72包括由硬质塑料制成的芯部构件82和在相对两侧被联接到芯部构件82并且由泡沫材料制成的可压缩构件84a、84b。此外，第二门72可移动地联接到上壳体构件32。更具体地，第二门72通过设置在第二门72的一端的至少一个销86而被可枢转地联接到上壳体构件32。因此，第二门72能够围绕销86枢转以打开和闭合第二内部空气吸入口40b。

第三门74基本上与第一门70和第二门72类似。更具体地，第三门74包括由硬质塑料制成的芯部构件88和在相对两侧被联接到芯部构件88并且由泡沫材料制成的可压缩构件90a、90b。此外，第三门74可移动地联接到上壳体构件32。更具体地，第三门74通过设置在该门的中心的至少一个销92而被可枢转地联接到上壳体构件32。该类型的门被称为“蝴蝶式”门。因此，第三门74能够围绕销92枢转以打开和闭合外部空气吸入口38。

第一、第二和第三门70、72、74能够独立于彼此移动。第一、第二和第三门70、72、74能够围绕各自的销80、86、92以任何适当的方式被致动，诸如通过使用一个或多个马达。联动***可以被包含以枢转第一、第二和第三门70、72、74的一个或多个。

第一、第二和第三门70、72、74可以在新鲜空气位置(图5)、再循环空气位置(图6)和混合位置(图7)之间被移动。在新鲜空气位置，第一门70堵住第一内部空气吸入口40a，并且我第二门72完全堵住第二内部空气吸入口40b。更具体地，第一门70抵靠着上壳体构件32设置，从而第一可压缩构件78a变形以在第一内部空气吸入口40a周边创建密封。另外，第二门72抵靠着上壳体构件32设置，从而可压缩构件84a变形以在第二内部空气吸入口40b周边创建密封。第三门74被设置在外部空气吸入口38的中心区域以完全打开外部空气吸入口38。如此，空气可能经由外部空气吸入口38进入到鼓风机单元30，并且空气不可能经由内部空气吸入口40a、40b进入到鼓风机单元30。更具体地，空气能够经由外部空气吸入口38而进入到鼓风机单元30并且在第三门74的两侧流动，流过过滤器56，流过承口构件34，流过下壳体构件36并且经由排气腔54而流出鼓风机单元30。以此方式，被引入到车辆10内部的外部空气是新鲜的，并且因此乘客可舒适地呼吸。

当第一、第二和第三门70、72、74处于再循环空气位置时(图6)，第三门74抵靠着上壳体构件32密封以完全堵住外部空气吸入口38。更具体地，第三门74抵靠着上壳体构件32，这使得第三门74的可压缩构件90a、90b变形，因此在外部空气吸入口38的周边处与上壳体构件32建立密封。另外，第一门70抵靠着密封构件60设置以完全打开第一内部空气吸入口40a，并且第二门72紧邻第三门74设置以完全打开第二内部空气吸入口40b。以此，当第一、第二和第三门70、72、74处于再循环空气位置时，空气能够经由内部空气吸入口40a、40b而进入到鼓风机单元30，流过过滤器56，流过承口构件34和下壳体构件36，经由排气腔54流出鼓风机单元30。应当理解，当第一、第二和第三门70、72、74处于再循环空气位置时，HVAC单元16能够更加有效地操作从而节省燃料。

当第一、第二和第三门70、72、74处于混合位置(图7)时，第二门72完全堵住第二内部空气吸入口40b，并且第一门70抵靠密封构件60密封以完全打开第一内部空气吸入口40a。更具体地，第一门70抵靠着密封构件60，这使得可压缩构件78b变形，因此创建密封。第三门74被设置在外部空气吸入口38的中心区域，并且，类似于如上所述的新鲜空气位置中的第二门72的位置，第二门72密封第二内部空气吸入口40b。以此，空气能够经由外部空气吸入口38和第一内部空气吸入口40a而进入到鼓风机单元30。然而，空气流过过滤器56、流过承口构件34、流过下壳体构件36，并且经由排气腔54流出鼓风机单元30。

应当理解，第一门70和密封构件60协作以防止空气经由第一内部空气吸入口40a流出鼓风机单元30，因为第一门70抵靠密封构件60密封。另外，作为承口构件34的一部分的壁94也防止空气流经由第一内部空气吸入口40a而流出到鼓风机单元之外。在一个实施例中，第一门70、密封构件60和可压缩构件78b基本上防止全部的空气经由第一内部空气吸入口40a流出到鼓风机单元之外。以此，空气不可能在不首先被HVAC单元16加热或冷却的情况下从车辆10的外部空间20泄露到车厢14。从外部空间20到车厢14的这种泄露能够产生乘客不舒适，例如冷的外部空气吹到乘客的身体下部。这进而使得HVAC单元16更加有效地工作并且节省用于车辆10的燃料。

参考图8，示出了门70、72、74之间的关系。三个门70、72、74的位置之间的关系相对于伺服电机(未示出)的转动角度被示出。应当理解，伺服电机操作控制三个门70、72、74的转动的联动组件(未示出)。在图8中，0°的门70、72、74的门角度表示门完全闭合开口的情况，并且80°至90°的门角度表示门完全打开开口。对于门70，开口是第一内部空气吸入口40a，对于门72，开口是第二内部空气吸入口40b，并且对于门74，开口是外部空气吸入口38。

当门72移动到其闭合位置，门70保持打开和门74移动至其闭合位置和打开位置之间时，在再循环模式和局部再循环模式之间限定可变局部模式。当门72保持闭合，门70闭合并且门74从其打开位置移动到闭合位置时，在新鲜模式和关闭模式之间限定可变新鲜模式。

为了示例和说明的目的，已经提供了实施例的前述说明。所述说明不旨在穷尽说明或者限制本公开。特定实施例的各个元件或特征一般地不限于这些特定的实施例，而是在可适用的情况下，各个元件或特征是可互换的，并且可被用在选择的实施例中，即使没有专门地示出或描述。这些元件或特征也可以以多种方式被改变。这种改变不被认为与本公开偏离，并且所有此种修改旨在被包含在本公开的范围中。

Claims (12)

1.一种加热、通风和空气调节***，包括：

壳体，所述壳体限定外部空气吸入口、第一内部空气吸入口和第二内部空气吸入口；

第一门，所述第一门能够转动地连接到所述壳体，所述第一门能够在所述第一内部空气吸入口被打开的打开位置和所述第一内部空气吸入口被闭合的闭合位置之间移动；

第二门，所述第二门与所述第一门分开并且能够转动地连接到所述壳体，所述第二门能够在所述第二内部空气吸入口被打开的打开位置和所述第二内部空气吸入口被闭合的闭合位置之间移动；以及

第三门，所述第三门能够转动地连接到所述壳体，所述第三门能够在所述外部空气吸入口被打开的打开位置和所述外部空气吸入口被闭合的闭合位置之间移动。

2.根据权利要求1所述的加热、通风和空气调节***，其中，当所述第一门处于打开位置、所述第二门处于打开位置并且所述第三门处于闭合位置时，所述加热、通风和空气调节***限定再循环模式。

3.根据权利要求2所述的加热、通风和空气调节***，其中，当所述第一门处于闭合位置、所述第二门处于闭合位置并且所述第三门处于打开位置时，所述加热、通风和空气调节***限定新鲜模式。

4.根据权利要求3所述的加热、通风和空气调节***，其中，当所述第一门处于打开位置、所述第二门处于闭合位置并且所述第三门处于打开位置时，所述加热、通风和空气调节***限定局部再循环模式。

5.根据权利要求4所述的加热、通风和空气调节***，其中，所述加热、通风和空气调节***在所述再循环模式和所述局部再循环模式之间限定可变局部模式。

6.根据权利要求5所述的加热、通风和空气调节***，其中，所述加热、通风和空气调节***在所述新鲜模式和关闭模式之间限定可变新鲜模式。

7.根据权利要求4所述的加热、通风和空气调节***，其中，所述加热、通风和空气调节***在所述新鲜模式和关闭模式之间限定可变新鲜模式。

8.根据权利要求4所述的加热、通风和空气调节***，其中，当在局部再循环模式中所述第一门处于闭合位置时，所述第一门防止空气流从所述外部空气吸入口流动到所述内部空气吸入口。

9.根据权利要求1所述的加热、通风和空气调节***，其中，当所述第一门处于闭合位置、所述第二门处于闭合位置并且所述第三门处于打开位置时，所述加热、通风和空气调节***限定新鲜模式。

10.根据权利要求9所述的加热、通风和空气调节***，其中，当所述第一门处于打开位置、所述第二门处于闭合位置并且所述第三门处于打开位置时，所述加热、通风和空气调节***限定局部再循环模式。

11.根据权利要求1所述的加热、通风和空气调节***，其中，当所述第一门处于打开位置，所述第二门处于闭合位置并且所述第三门处于打开位置时，所述加热、通风和空气调节***限定局部再循环模式。

12.根据权利要求1所述的加热、通风和空气调节***，其中，当所述第一门处于闭合位置时，所述第一门防止空气流从所述外部空气吸入口流动到所述内部空气吸入口。