空氣分配系統的製作方法
2023-10-26 10:02:17 1
專利名稱：空氣分配系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是通常用在例如居民樓，商業用房或工廠廠房中，或者汽車中的空氣分配系統。根據本發明，該類型的空氣分配系統包括－至少一個空氣流進口管道；－許多個通到環境中的空氣外流口；和－一個空氣分配裝置，該裝置包括一個進口(3)，接收來自前述進口管道的空氣流；和許多個出口，遠離所述的各個外流口，並通過相應的導管與各個外流口相接。
本發明的目的是提供一種結構簡單和操作可靠又有效的上面規定類型的空氣分配系統。為了達到這個目標，本發明的研究對象是上面涉及的該類系統，其特徵在於，所述的空氣分配裝置進一步包括－一個與所述空氣流進口管道相接的管道6S；6D和－與所述通路相連的流體控制機構，利用柯恩達效應使空氣流沿第一個方向或第二個方向7S，7C；7D偏斜。
根據本發明的進一步特性，所述的通路由主管道6S；6D構成，主管道有一個進口端，並在相對端進入相應的第一個副管道7S，7C和第二個副管道7C，7D，副管道是從主管道按兩個不同方向分出來的，而所述的流體控制機構設計得能變更主管道的幾何形狀，通過柯恩達效應控制流動的方向。
根據本發明的又一個特性，所述的流體控制機構包括－在主管道的一個壁上形成一個或多個控制口－與所述的控制口合作的閉塞器或擾動機構，可在工作狀態和非工作狀態之間變換。
－形成控制口的壁與管道中的氣流方向相平行，因此裝入所述的流體控制機構實質上不會帶來主管道中氣流速度的任何改變。
應該注意，美國專利US-A-468689。和相應的歐洲專利EP-B-0174660說明了流體控制機構在汽車內進入乘客室內的空氣外流口的應用。所述的文獻由於沒有涉及設置在外流口上遊且與其遠離的分配裝置，所以沒有預先考慮該發明。此外，在這種情況下裝設該種流體機構將影響主管道中的空氣流速。上述的流體控制機構適用於美國專利US-A-4407186中說明的外流口，該外流口設想為一種既有流體元件，又有一般偏轉葉片的混合解決辦法。在該辦法中採用了取之於主氣流的輔助控制流。
本發明是關於一種設置在空氣進入到環境中的外流口上遊，且與其遠離的分配裝置，對空氣向各個外流口的選送進行控制，防止在使用一般偏轉葉片的管道中產生的壓頭損失，同時不涉及在外流口裝有流體控制機構的解決辦法中帶來的流速改變。根據本發明的安排，能夠在氣動效率，以及簡單性和裝置總尺寸的減小獲得多樣優點。此外，根據模塊化準則，本發明適合給多個通過彼此並列的多個主管道的空氣流的方向提供同時控制，每一個主管道均分出兩個副管道，並且都有相應的控制口。在這種情況下，根據本發明，各個主管道的控制口彼此成列，而且與所述的各個控制口相關的閉塞器機構是共用的。該控制口例如可以包括兩個或多個旋轉圓筒，每個旋轉圓筒都有一個壁，壁上分布多個開口，這樣一來，所述的多個旋轉圓筒處在相應的不同位置時，就能夠為多個控制口的開和閉提供不同的組合。這種特殊的解決辦法尤其有利於用在汽車的空氣分配系統。上述的閉塞器機構基於其尺寸小，簡單和能耗低，事實上優點特別多。由兩個成雙的旋轉圓筒構成的單一的致動器就能夠控制通過分配系統的多個出口的空氣流。
上面所述的柯恩達效應空氣分配器可以做成單穩態或雙穩態的。在第一種情況中，空氣流優先地從主管道偏斜到第一個副管道，而只要給出一個控制指令，例如產生一離開控制口的第二空氣流，就能夠轉換到第二個副管道。
如果空氣分配器用雙穩態的來代替，只要給出控制指令(例如從控制口除去閉塞器)就能把空氣外流從第一個副管道變換到第二個副管道，反之也是一樣，即便是該控制指令中斷，而仍然處在這種新的轉換狀態。例如通過下法可以獲得這個結果，即在主管道的兩個對立側提供兩個控制口，有選擇地打開，以便使主空氣流相應地偏流到第一個副管道或第二個副管道。
閉塞器或擾動機構可以用任意的方法來控制，例如使用電磁、液壓、氣動這樣傳統的致動器，或壓電致動器，或電節流聚合體致動器(electrorestrictive polymers)或者是形狀記憶致動器(shape-memory actuators)。
正像已經見到的，最好是通過控制一個控制口使氣流向著第一個方向或第二個方向流動。該控制口可以設置得由一有較低或較高壓力的外界氣流穿過主管道。閉塞器機構可由如在使用兩個同心的旋轉圓筒的情況中的多個可動面，或甚至可變形面來組成。在雙穩態分配器的情況中，也可以用熱擾動，或者由有預定強度和延時的空氣射流造成的擾動來控制。
從下面參照附圖的敘述將發現更多的特性和優點，該敘述純屬非限制例子，在這些附圖中
圖1是一個根據本發明可用作汽車空氣分配器的一實施例的透視圖；圖2是一個根據圖1 II-II線的放大橫斷面圖；圖3是一個根據圖1 III-III線的橫斷面圖；圖4是圖1系統用的閉塞器機構的分解透視圖；圖5和圖6說明圖2的一個細節處在兩種不同的工作狀況，以便說明本發明系統的工作原理；圖7說明構成本發明閉塞器機構的兩個旋轉圓筒壁的展開平面圖；圖8說明本發明的又一個實施例；圖9說明一種特殊的應用；圖10是一個圖1裝置改型透視圖；圖11是一個圖10裝置的平面圖；圖12是一個圖10裝置的側視圖；圖13放大說明圖12的一個細節；圖14是一個沿圖10 XIV-XIV線得到的放大斷面；圖15是一個圖13細節放大的分解透視圖；和圖16是一個圖12細節放大的側視圖。
在圖1中，附圖標記1是指整個由塑料構成可用作汽車空氣分配器的結構。該結構1包括一個主體部2，主體部2組成一個空氣流主管道3(圖3)，空氣流從開口4進入該管道。如圖2可見，該主管道3分成兩個獨立管道5S，5D，每個獨立管道相應地引伸成三個主管道6S和三個主管道6D，它們彼此垂直疊放。每個主管道6S分枝為兩個副管道7S；7D，其間形成一個不超過90°的角，並在與開口4的對置端退出結構1。同樣，彼此垂直疊放的三個主管道6D，每一個也分枝為兩個副管道7C，7D，其間形成一個不超過90°的角。彼此垂直疊置的三個主管道6S，每一個在其內側以一個壁8為界，壁8上有一個控制口9，設置在一個與經過管道6S的空氣流方向平行的平面上。同樣，彼此垂直疊置的三個主管道6D，每一個在其內側也以一個壁8為界，壁8上有一個控制口9，也設置在一個與經過管道6D的空氣流方向平行的平面上。由於有彼此垂直疊置的三個管道6S和彼此垂直疊置的三個管道6D，該系統總共設有三個彼此垂直成行的控制口9，用來控制經過三個主管道6S的空氣流，和三個同樣彼此垂直成行的控制口9，用來控制經過三個主管道6D的空氣流。
通過配備一個閉塞器機構使上述6個控制口9得到不同的開閉組合，該閉塞器機構由一個閉塞器裝置10組成，而閉塞裝置10包括兩個同心的旋轉圓筒11，12(見圖4)。圖7以展開的平面說明兩個圓筒11，12的壁11a和12a。正如可從圖7見到的，所述的壁有一系列的口13，它們按這樣一種方式排列和成形，即兩個圓筒10，11的不同相對位置提供了各個控制口9不同的開閉組合。
每個控制口9正在確定的開啟狀態或閉合狀態將造成主空氣流是偏向這一個副管道，這是另一個副管道。在圖5和圖6中藉以分枝成兩個副管道7C，7D的獨特主管道6D為準說明這種現象。在圖5中，內圓筒11有多個封閉壁11a，當其中的一個處在對應控制口9的位置時，就把控制口9封閉。在這種條件下，經過主管道6D的主空氣流由於柯恩達效應，使沿著壁8的曲線流入副管道7C。如果轉動內圓筒11，使控制口9保持開放(圖6)，以便讓主管道6D同例如在較高壓力下的外界環境相連通，那麼就會產生一控制流體，使流動偏向副管道7D。
如圖4可見，兩個旋轉圓筒11，12，在頂端各有齒圈14，15，可與對應的操作件相咬合。當然，正如上面已經敘述的那樣，為控制兩個圓筒11，12的旋轉而設計的機構可以是任何大家都知道的類型。另外，還要明白，附圖中說明的那種裝置純屬例子。顯然，這個說明例子從簡單性，總尺寸的減小和模塊性的觀點來看，表現出多種獨特的優點。閉塞器裝置10可用有極低能耗的單一致動器來控制。由於所述的結構，空氣管道中的壓頭損失最小，並且這個事實可確保空氣分配系統的高效率。
圖8說明又一個實施例，在該例中，根據雙穩態準則，藉助與兩個對應的控制口相關的兩個橫向擺動葉片23，24來控制通過主管道20的空氣流是偏向於進入第一個副管道21，還是第二個副管道22。
圖9根據本發明，說明裝置1的應用，該裝置有一個進口3和8個出口50，這些出口用相應的導管51和排出口52相連接。
正如已經談到的，本發明的系統既適合用在汽車內，又適合用在居民樓，商業樓或工廠廠房，或者是使用空氣分配系統的其它任意場合(例如飛機和艦艇)。
圖11-16說明圖1裝置的一種改型。根據這個改型，由附圖標記100作為一個整體指示的分配器主體包括許多個進口連接機構101，每個連接機構組成一個通路102(圖14)，該通路102又分成兩個管道103，104，通至該組件裝置的頂面105。重新參考圖14，進口管道102的一個側壁有一個口106，由對應的旋轉圓筒107來控制。正如在圖11和12中能見到的，配備了兩個互為同軸的控制圓筒107。然而，與圖1中的裝置情形不同，這兩個圓筒107不是同心的，而是把它們安置成一個為另一個的延長部。它們中的每一個控制一組三對出口管道103，104。正像在圖1裝置情形中設想的，每一個圓筒107(圖10)安裝得可以在多個葉片108中旋轉，葉片是該裝置結構的組成部分，並有一個壁帶開啟部分和閉合部分，目的在於控制開口106。兩個圓筒107的運動由設置在殼體109中的單一一個馬達裝置來控制，殼體109是該裝置結構的組成部分，並有一個輸出軸，控制一個蝸杆110。該蝸杆110與一齒輪111相嚙合(圖13)，通過一個與齒輪113同軸的小齒輪112傳輸轉動。齒輪113安裝得能夠在兩個圓筒107彼此相對的兩端之間的結構上轉動。
正如在圖15和圖16中見到的，齒輪113在其相對置的兩個面上分別有棘輪114和115，它們與齒輪113相連，可以進行旋轉。棘輪114，115各與圓筒107的相應對置端107a上攜帶的彈性件116合作。
該電控馬達是一個雙向的電動馬達，可通過傳動裝置110，111，112帶動齒輪113向這個或那個方向旋轉。在每一個旋轉方向中，齒輪113通過由棘輪114，115和與其合作的彈性件116組成的相應棘輪機構，把它的轉動傳輸給相應的圓筒107。在每個轉動方向上，只帶動兩圓筒中的一個旋轉一而另一個圓筒保持靜止一至於它相應的棘輪何以能轉，是相應的彈性件116的重複跳動所致。
當然，在不侵害本發明原則的情況下，對於這裡純屬例子的描述和說明，其結構的各個細節和種種實施例均可做廣泛的修改，為此不會違背本發明的範圍。
權利要求
1.一種空氣分配系統，包括；－至少一個空氣進口管道；－許多個進入環境中的空氣外流口；和－一個空氣分配裝置，包括一個進口(3)，接收來自上面所述的進口管道的空氣流；和許多個出口，遠離所述的外流口，並通過相應導管與各個外流口連接，－其特徵在於，所述的空氣分配裝置進一步包括－與所述的空氣流進口管道相連的通路(6S；6D)和－與所述的通路相連的流體控制機構，用柯恩達效應使空氣流偏向第一個方向(7C)或第二個方向(7S，7D)。
2.根據權利要求1所述的空氣分配系統，其特徵在於，所述的通路由主管道(6S；6D)構成，主管道有一個進口端，並在相對端通向第一副管道(7S，7C)和第二副管道(7C，7D)，第一副管道和第二副管道是從主管道按兩個不同的方向分枝形成的，並且其特徵在於，所述的流體控制機構設計得能改變主管道的幾何形狀，以便通過柯恩達效應控制流動的方向。
3.根據權利要求2所述的空氣分配系統，其特徵在於，所述的流體控制機構包括－在主管道的一個壁(8)上形成一個或多個控制口(9)，－與所述的控制口合作，並可在工作和未工作狀態之間進行變換的閉塞器或擾動機構(10)，－形成上述控制口的壁與主管道中的空氣流方向平行，因此裝入所述的流體控制機構基本不會引起主管道中空氣流速的任何變化。
4.根據權利要求1所述的空氣分配系統，其特徵在於，所述的系統包括許多個並排設置的主管道(6S；6D)，每個主管道都引伸出兩個副管道(7S，7C；7C，7D)，並且都有一相應的控制口(9)。
5.根據權利要求4所述的空氣分配系統，其特徵在於，各個主管道的控制口(9)彼此成行，而且各控制口(9)的閉塞器機構(10)是共用的。
6.根據權利要求5所述的空氣分配系統，其特徵在於，各控制口(9)的共用閉塞器機構(10)包括兩個或多個旋轉圓筒(11，12)，各有壁(11a，12a)，每個壁都有許多個口(13)，它們按這樣一種方式排列和成形，即兩個旋轉圓筒(11，12)彼此相對處在不同位置時，可得到各個控制口(9)開和閉的不同組合。
7.根據權利要求6所述的設計得可用在汽車上的空氣分配系統，該系統包括一個主體(1)，主體(1)包括一個主部(2)，主部(2)組成一個主管道(3)，主管道(3)分成兩個輔助管道(5D，5S)，每個輔助管道又分成兩個或多個主管道(6S；6D)，它們一個放在另一個上面，各個主管道(6S，6D)又分成兩個副管道(7S，7C；7C，7D)，這些副管道與相應的主管道位於相同的平面內，使得在主體(1)的右手側和左手側形成兩組各包括兩個或多個彼此垂直設置的出口。
8.根據權利要求7所述的空氣分配系統，其特徵在於，同心的旋轉圓筒(11，12)設置得使它們的軸基本垂直指向該裝置的主體(1)的中心，以便在由旋轉圓筒形成的裝置的兩個對置側上控制一個放在另一個上面的多個控制口。
9.根據前述權利要求中任一項所述的空氣分配系統，其特徵在於，該流體機構具有單穩態工作。
10.根據權利要求1-8中任一項所述的空氣分配系統，其特徵在於，該流體機構具有雙穩態工作。
11.根據權利要求1所述的空氣分配系統，其特徵在於，前面所述的閉塞器或擾動機構包括多個可動或可變形的表面，能使主管道與不同壓力下的外界環境相通。
12.根據權利要求1所述的空氣分配系統，其特徵在於，前面所述的閉塞器或擾動機構由一致動器來控制，該制動器從電磁，液壓，氣動和壓電致動器，電節流聚合物致動器和形狀記憶致動器(electrorestrictive polymers and shape-memory actuators)中選出一種。
13.根據權利要求6所述的空氣分配系統，其特徵在於，兩個旋轉圓筒107設置成一個為另一個延長部，並具有對置端，該對置端可由一個雙向電動馬達(109)控制的棘輪機構(114，115，116)有選擇地操作。基本上如前敘述和說明，為規定目的服務的系統。
全文摘要
一種空氣分配系統包括一個流體控制裝置，該裝置利用柯恩達效應，可將穿過主管道(6S，6D)的空氣流相應地偏致到第一副管道(7S，7C)和第二副管道(7C，7D)。該系統可應用於汽車中，或者例如居民樓，商業樓和工廠廠房。
文檔編號F24F13/08GK1473118SQ02802918
公開日2004年2月4日 申請日期2002年3月8日 優先權日2001年3月12日
發明者F·布特拉, S·阿拉奎, , F 布特拉 申請人:C·R·F·阿西安尼顧問公司, C R F 阿西安尼顧問公司