用於空調系統中部分再循環的兩門結構的製作方法
2023-04-24 20:36:21
用於空調系統中部分再循環的兩門結構的製作方法
【專利摘要】本發明公開一種加熱、通風和空氣調節系統，包括具有內部空氣吸入孔(40)和外部空氣吸入孔(38)的鼓風機單元(30)。兩個門(70、72)在打開和關閉位置之間移動，以限定再循環模式、新鮮模式和部分再循環模式。當門(70、72)在它們的打開和關閉位置之間移動時，限定可變部分模式和可變新鮮模式。
【專利說明】用於空調系統中部分再循環的兩門結構
【技術領域】
[0001]本公開涉及車輛加熱、通風和空氣調節(HVAC)系統。更具體地，本公開涉及用於HVAC系統中的部分再循環的兩門結構。
【背景技術】
[0002]該部分提供與本公開相關的【背景技術】信息，但不一定是現有技術。
[0003]已知車輛包含HVAC系統以改善車輛的車廂中的人的舒適度。HVAC系統使用加熱熱交換器和/或冷卻熱交換器加熱和冷卻吹過HVAC系統的空氣。加熱熱交換器通常地使用發動機冷凍劑作為用於加熱空氣的熱源。冷卻熱交換器通常是作為由車輛的發動機驅動的車輛中的空氣調節系統的一部分的蒸發器。吹過HVAC系統的空氣來自車輛外部的空氣、車輛的車廂內部的空氣或車輛外部的空氣和車輛的車廂內部的空氣的組合。吹過HVAC系統的空氣被調節(加熱/冷卻)並且隨後通過一個或多個排出口被引導進入車輛的車廂。
[0004]雖然這些車輛HVAC系統已經為它們的預期目的起作用，但是仍有一些缺點。例如，這些HVAC系統通常地包括通過其來自車輛外部的空氣進入HVAC系統(新鮮模式)的外部空氣吸入口。這些HVAC系統還通常地包括通過其來自車輛內部的空氣進入HVAC系統(再循環模式)的內部空氣吸入口。在來自外部空氣吸入口的空氣和來自內部空氣吸入口的空氣混合的混合構造中(部分再循環模式)，外部空氣吸入口和內部空氣吸入口二者都打開。
[0005]現在的通常的空氣吸入系統的一個缺點是必須具有用於來自車輛外部的空氣和來自車輛內部的空氣的雙重進氣系統的封裝尺寸。另外，這些現在的系統僅允許三種特定的控制或吸入模式。這三種模式是僅使用來自車輛外部的空氣的新鮮模式、使用來自車輛外部的空氣和來自車輛內部的空氣的部分再循環模式和僅使用來自車輛內部的空氣的再循環模式。僅包括上述三種模式的系統的另一個缺點是在車輛預熱過程中的潛在性能的損失，因為在車輛預熱過程中必須由新鮮模式引入所有氣流，以避免窗戶結霧或來自車輛外部的空氣(新鮮模式)因為沒有局部的門密封而直接洩露到車輛的內部的風險。如果提供專用的部分模式，可以使用再循環模式和新鮮模式二者的組合，所述組合是更高效的因為內部空氣已經比外部空氣更熱。
【發明內容】
[0006]本公開的一個目的是提供允許使用多種模式並且具有小的封裝尺寸的空氣調節系統。
[0007]本公開的另一個目的是提供允許RAM空氣控制並且具有小的封裝尺寸的空氣調節系統。
[0008]本部分提供本公開的總體概括，並且不是它的全部範圍或它的所有特徵的全面的公開。
[0009]本公開提供上述兩個缺點的解決方案。本公開使用兩個「蝶式」門以解決這些缺點。兩個「蝶式」門允許在更小的封裝佔用面積中的部分再循環模式的功能。另外，兩個「蝶式」門不僅提供新鮮模式、部分再循環模式和再循環模式，兩個「蝶式」門構思還提供作為可變部分和可變新鮮構思的RAM空氣控制。
[0010]使用兩個「蝶式」門時，連同關聯的聯動設計，本公開可以允許使用包括新鮮模式、部分再循環模式、再循環模式的多個模式，並具有增加的RAM空氣控制功能。當門從新鮮模式移動到關閉位置時，RAM空氣控制允許增加的用戶操作範圍。兩個「蝶式」門系統允許用戶控制新鮮的和再循環的量同時防止新鮮的空氣繞過鼓風機。
[0011]進一步的適用領域根據本文中提供的描述將變得顯而易見。本概括中的描述和具體的例子預期僅用於示例性目的並且不預期限制本公開的範圍。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]本文中描述的附圖僅用於選擇的實施例的示例目的，並不是所有的可能的實現方式，並且不預期限制本公開的範圍。
[0013]圖1是具有在其中用示意圖描繪的HVAC系統的車輛的側視圖；
[0014]圖2是圖1的HVAC系統的鼓風機單元的截面圖；
[0015]圖3是圖2的HVAC系統的鼓風機單元的截面圖；
[0016]圖4是圖2的HVAC系統的鼓風機單元的分解圖；
[0017]圖5是車輛的車廂和在「新鮮空氣」位置中示出的圖2的HVAC系統的鼓風機單元的不意圖；
[0018]圖6是車輛的車廂和在「再循環空氣」位置中示出的圖2的HVAC系統的鼓風機單元的示意圖；
[0019]圖7是車輛的車廂和在「混合」位置中示出的圖2的HVAC系統的鼓風機單元的示意圖；以及
[0020]圖8是顯示HVAC系統的門相對於彼此移動的曲線圖。
【具體實施方式】
[0021]以下描述性質上僅僅是示例性的並且不預期限制本公開、申請、或使用。應該理解在所有附圖中，對應的附圖標記指示類似或對應的部件和特徵。
[0022]首先參照圖1，示出車輛10。車輛10包括大致地用12表示的發動機艙。如圖1示意地示出，加熱、通風和空氣調節(HVAC)單元14包括在發動機艙12中。車輛10還包括車廂16。車廂16限定車廂16中的內部空間18和車廂16外側的外部空間20。HVAC單元14以已知的方式加熱和/或冷卻車廂16的內部空間18中的空氣。
[0023]現在參照圖2、3和4，HVAC單元14的鼓風機單元30被圖示。一般地，鼓風機單元30從內部空間18和/或外部空間20抽入空氣，並且鼓風機單元30移動空氣通過加熱熱交換器(未示出)和/或冷卻熱交換器(未示出)，使得空氣可以如本領域眾所周知得到加熱和/或冷卻。一旦空氣被加熱/冷卻，空氣移動進入內部空間18用於乘客的舒適度。圖2示出在關閉模式中的鼓風機單元30。
[0024]如圖2和4所示，鼓風機單元30大致地包括上殼體部件32 (殼體)、鐘形口部件34、和下殼體部件36。鐘形口部件34設置在上殼體部件32和下殼體部件36之間並且連接到上殼體部件32和下殼體部件36。上殼體部件32、鐘形口部件34、和下殼體部件36可以以任何適當的方式連接。在一個實施例中，上殼體部件32、鐘形口部件34、和下殼體部件36每個都用硬塑料材料製成。並且，在一個實施例中，上殼體部件32、鐘形口部件34、和下殼體部件36分別通過模塑過程生產。
[0025]如圖2和4所示，上殼體部件32大致地是空的並且限定外部空氣吸入孔38。外部空氣吸入孔38與車輛10外側的外部空間20流體連通。因此，來自外部空間20的空氣能夠通過外部空氣吸入孔38進入鼓風機單元30。上殼體部件32還限定內部空氣吸入孔40。內部空氣吸入孔40與車輛10的車廂16的內部空間18流體連通。因此，內部空間18裡面的空氣能夠通過內部空氣吸入孔40進入鼓風機單元30。上殼體部件32進一步包括下開口42。下開口 42與鐘形口部件34流體連通。
[0026]如圖4所示，鐘形口部件34大致地是扁平和環狀的。鐘形口部件34包括上表面44，並且鐘形口部件34還限定中心孔46。
[0027]下殼體部件36大致地包括外壁48和下壁50。外壁48限定開口的頂端52，並且鐘形口部件34大致地覆蓋下殼體部件36的頂端52。下殼體部件36還包括排氣口 54。排氣口 54與加熱熱交換器(未示出)和/或冷卻熱交換器(未示出)流體連通。因此，通過鼓風機單元30的空氣可以通過排氣口 54排出鼓風機單元30以被加熱和/或冷卻。
[0028]如圖2和3所示，鼓風機單元30還包括過濾器56。過濾器56鄰近下開口 42由上殼體部件32支撐並且大致地覆蓋下開口 42。因此，空氣從上殼體部件32輸送到鐘形口部件34時，灰塵和任何其它的微粒物質從空氣中被過濾。
[0029]鼓風機單元30進一步包括風扇58。風扇58可以是任何適當的類型。在圖2和4示出的實施例中，風扇58設置在下殼體部件36中。風扇58可操作以通過外部空氣吸入孔38和/或內部空氣吸入孔40將空氣抽進鼓風機單元30。
[0030]更具體地，風扇58的操作可以促使空氣通過外部空氣吸入孔38和/或內部空氣吸入孔40進入鼓風機單元30。空氣隨後移動通過過濾器56，並且任何微粒物質被濾除。隨後，空氣移動通過上殼體部件32的下開口 42並且隨後通過鐘形口部件34的中心孔46。隨後風扇58將空氣吸入下殼體部件36，並且隨後風扇58朝向加熱熱交換器或冷卻熱交換器(未示出)將空氣推出排氣口 54。
[0031 ] 如圖2所示，鼓風機單元30包括第一門70和第二門72。在示出的實施例中，第一門70和第二門72每個都可繞門的中心區域旋轉。這些類型的門稱為「蝶式」門。第一門70和第二門72中的每一個具有從門的旋轉點延伸以相對於門形成鈍角的一對大致平的和軸向直的部分。如圖所示，在HVAC系統的各種模式中該鈍角被選擇以引導氣流。如圖3所示，第一門70包括芯部件76和連接在芯部件76的相反側的可壓縮的部件78a、78b。芯部件76形成從第一門70的旋轉點伸出以形成鈍角的該對大致平的和軸向直的部分。在一個實施例中，芯部件76由硬塑料製成並且可壓縮的部件78a、78b用泡沫材料製成。第一門70可移動地連接到上殼體部件32。例如，在示出的實施例中，第一門70通過設置在第一門70的中心區域處以形成第一門70的旋轉點的至少一個銷80可樞轉地連接到上殼體部件32。因此，如圖3所示，第一門70能夠繞銷80樞轉以打開和關閉內部空氣吸入孔40。
[0032]第二門72與第一門70是相似的。更具體地，第二門72包括芯部件82和連接在芯部件82的相反側的可壓縮部件84a、84b。芯部件82形成從第二門72的旋轉點伸出以形成鈍角的一對大致平的和軸向直的部分。在一個實施例中，芯部件82由硬塑料製成並且可壓縮部件84a、84b用泡沫材料製成。第二門72可移動地連接到上殼體部件32。例如，在示出的實施例中，第二門72通過設置在第二門72的中心區域處以形成第二門72的旋轉點的至少一個銷86可樞轉地連接到上殼體部件32。因此，如圖3所示，第二門72能夠繞銷86樞轉以打開和關閉外部空氣吸入孔38。
[0033]第一和第二門70、72可以彼此獨立移動。第一和第二門70、72可以繞各自的銷80、86以任何適當的方式被致動，例如通過使用一個或多個馬達。聯杆系統可以被結合以樞轉第一和第二門70、72中的一個或兩個。
[0034]第一和第二門70、72可以在新鮮模式(圖5)、再循環模式(圖6)和混合模式(圖7)之間移動。在新鮮模式中，第一門70在第一關閉位置並且堵塞內部空氣吸入孔40並且第二門72在打開定位並且完全打開外部空氣吸入孔38。更具體地，第一門70被設置為抵靠上殼體部件32，使得可壓縮的部件78a、78b變形以在內部空氣吸入孔40的周邊處產生密封。另外，第二門72設置在外部空氣吸入孔38的中心區域中以完全地打開外部空氣吸入孔38。第二門72的該對大致地平和軸向直的部分引導空氣流過外部空氣吸入孔38，使得空氣全部通向上殼體部件32的下開口 42。因此，空氣能夠通過外部空氣吸入孔38進入鼓風機單元30並且空氣不能夠通過內部空氣吸入孔40進入鼓風機單元30。更具體地，空氣能夠通過外部空氣吸入孔38進入鼓風機單元30並且在第二門72的兩側流動，通過過濾器56，通過鐘形口部件34，通過下殼體部件36並且經由排氣口 54排出到鼓風機單元30夕卜。通過這種方式，引入車輛10的內部的外部空氣將是新鮮的並且因此對於乘客呼吸舒適是愉快的。
[0035]在圖6的再循環模式中，第二門72在關閉位置並且堵塞外部空氣吸入孔38並且第一門70在打開位置並且完全打開內部空氣吸入孔40。更具體地，第二門72被設置為抵靠上殼體部件32，使得可壓縮部件84a、84b變形以在外部空氣吸入孔38的周邊處產生密封。另外，第一門70設置在內部空氣吸入孔40的中心區域中以完全地打開內部空氣吸入孔40。第一門70的一對大致平的和軸向直的部分引導空氣流過內部空氣吸入孔40，使得空氣全部通向上殼體部件32的下開口 42。因此，空氣能夠通過內部空氣吸入孔40進入鼓風機單元30並且空氣不能夠通過外部空氣吸入孔38進入鼓風機單元30。更具體地，空氣能夠通過內部空氣吸入孔40進入鼓風機單元30並且在第一門70的兩側流動，通過過濾器56，通過鐘形口部件34，通過下殼體部件36並且經由排氣口 54排出到鼓風機單元30外。通過這種方式，弓I入車輛10的內部的內部空氣將從車輛的內部再循環，這允許HVAC單元14更有效地操作從而保存燃料。
[0036]當第一和第二門70、72在圖7的混合模式時，第一門70在第二關閉位置並且通過抵靠上殼體部件32和抵靠過濾器56密封完全地堵塞在外部空氣吸入孔38和內部空氣吸入孔40之間延伸的空氣通路94。更具體地，第一門70抵靠過濾器56和上殼體部件32，這使可壓縮部件78a、78b變形從而產生密封。該位置完全地打開內部空氣吸入孔40以允許空氣僅在第一門70的一側流動。第二門72設置在外部空氣吸入孔38的中心區域中以完全地打開外部空氣吸入孔38以允許空氣在第二門72的兩側流動。因此，空氣能夠通過外部空氣吸入孔38和內部空氣吸入孔40 二者進入鼓風機單元30。隨後空氣流過過濾器56，通過鐘形口部件34，通過下殼體部件36並且通過排氣口 54排出鼓風機單元30外。
[0037]將認識到第一門70阻止空氣流過空氣通路94因為第一門70抵靠上殼體部件32和過濾器56密封。在一個實施例中，第一門70和可壓縮部件78a、78b大致地防止所有的空氣流過空氣通路94。因此，空氣不可能在沒有首先由HVAC單元14加熱或冷卻的情況下從車輛10的外部空間20洩露進入車廂16。這又促使HVAC單元更有效地工作並且保存車輛10的燃料。
[0038]現在參照圖8，兩個門70、72之間的關係被示出。兩個門70、72的位置之間的關係相對於伺服馬達(未示出)的旋轉角度被示出。應理解伺服馬達操作控制兩個門70、72的旋轉的連杆機構(未示出)。圖8中，第一門70完全地打開內部空氣吸入孔40時，第一門70的門角度是四十五度(再循環模式)，第一門70完全地關閉空氣通路94時門角度是零度(部分再循環模式)並且第一門70完全地關閉內部空氣吸入孔40時門角度是九十度。外部空氣吸入孔38完全關閉時第二門72的門角度是零度，並且外部空氣吸入孔38完全地打開時第二門72的門角度是八十三度。
[0039]當第一門70移動到它的關閉位置並且第二門72移動到關閉位置和打開定位之間時，可變部分模式限定在再循環模式和部分再循環模式之間。當第一門70在關閉位置並且第二門72移動到打開位置和關閉位置之間時，可變新鮮模式限定在新鮮的模式和關閉模式之間(見圖2)。
[0040]圖8示出再循環模式「再循環」、部分再循環模式「部分」、新鮮模式「新鮮」、關閉模式「關閉」、可變部分模式「可變部分」和可變新鮮模式「可變新鮮」。部分再循環模式和可變部分模式包括在混合模式中。在新鮮模式中，僅來自外部空間20的空氣被引導進入鼓風機單元30。在部分再循環模式中，來自外部空間20的空氣和來自內部空間18的空氣二者都被引導進入鼓風機單元30。在再循環模式中，僅來自內部空間18的空氣被引導進入鼓風機單元30用於再循環。在可變部分模式中，外部空氣吸入孔38的開口率由第二門72調整，同時內部空氣吸入孔40的開口率由停止的第一門70維持。並且，在可變新鮮模式中，外部空氣吸入孔38的開口率由第二門72調整，同時內部空氣吸入孔40的開口率由停止的第一門70維持。
[0041]根據可變部分模式和可變新鮮模式，RAM空氣控制可以通過調整從外部空間20引入的空氣量設置。即，外部空氣吸入孔38的開口率可以通過可變部分模式和可變新鮮模式調整，以使得RAM空氣施加的影響最小。
[0042]如圖8所示，可變部分模式「可變部分」限定在再循環模式「再循環」和部分再循環模式「部分」之間。更具體地，可變部分模式可以限定為其中僅第二門72逐漸樞轉以調整外部空氣吸入孔38的開口率同時空氣通路94保持關閉的區域。結果，防止從外部空氣吸入孔38通過空氣通路94到內部空氣吸入孔40的旁通流動。
[0043]在可變新鮮模式中，僅第二門72根據伺服馬達的操作樞轉。在該模式中，外部空氣吸入孔38的開口率逐漸改變，同時內部空氣吸入孔40保持關閉。因此，從外部空間20引導的空氣量可以在其中僅來自外部空間20的空氣被引入的新鮮模式和其中來自內部空間18的空氣和來自外部空間20的空氣兩者都不被引入的關閉模式之間連續調整。
[0044]根據上述實施例，HVAC單元14包括限定外部空氣吸入孔38和內部空氣吸入孔40的上殼體部件32，以及第一和第二門70和72。第一門70能夠在其中內部空氣吸入孔40打開的打開位置、其中內部空氣吸入孔40關閉的第一關閉位置和其中外部空氣吸入孔38和內部空氣吸入孔40之間的空氣通路94關閉的第二關閉位置之間移動。第二門72能夠在其中外部空氣吸入孔38打開的打開位置和其中外部空氣吸入孔38關閉的關閉位置之間移動。第一門70能夠打開和關閉內部空氣吸入孔40和空氣通路94 二者。第一門70與上殼體部件32和過濾器56關聯以防止從外部空氣吸入孔38到內部空氣吸入孔40的旁通流動。
[0045]在打開位置的第一門70打開空氣通路94。在第一關閉位置的第一門70關閉內部空氣吸入孔40。在第二關閉位置的第一門70打開空氣通路94。
[0046]當第一門70在打開位置並且第二門72在關閉位置時，設置再循環模式。當第一門70在第一關閉位置並且第二門72在打開位置時，設置新鮮模式。當第一門70在第二關閉位置並且第二門72在打開位置時，設置部分再循環模式。在再循環模式和部分再循環模式之間設置可變部分模式。在新鮮模式和關閉模式之間設置可變新鮮模式。
[0047]具有部分再循環模式、可變新鮮模式和可變部分模式的優點在於更快的車輛預熱而無窗戶結霧，並在於防止空氣從外部空氣吸入孔38直接地移動進車輛而沒有首先通過空氣調節(HVAC)單元14的反旁通系統。具有兩個門的系統而不是三個門的系統的優勢包括由於更少的聯接件的更少的封裝空間和執行相同功能的更少的成本。
[0048]已經提供了對實施例的前面的描述，用於示例和描述性目的。不預期是窮盡的或限制本公開。具體的實施例的各要素或特徵一般不受限於該具體的實施例，而是，在適當的時候是可互換的，並且可以用在選擇的實施例中，即使沒有明確地示出或描述。這些要素和特徵還可以以許多方式變化。這種變化不認為是偏離本公開，並且所有的這種修改預期包括在本公開的範圍中。
【權利要求】
1.一種加熱、通風和空氣調節系統，包括: 殼體(32)，所述殼體限定外部空氣吸入孔(38)和內部空氣吸入孔(40)； 第一門(70)，所述第一門可旋轉地連接到殼體(32)，所述第一門能夠在內部空氣吸入孔(40)打開的打開位置、內部空氣吸入孔(40)關閉的第一關閉位置和外部空氣吸入孔(38)和內部空氣吸入孔(40)之間的空氣通路(94)關閉的第二關閉位置之間移動；和 第二門(72)，所述第二門可旋轉地連接到殼體(32)，所述第二門能夠在外部空氣吸入孔(38)打開的打開位置和外部空氣吸入孔(38)關閉的關閉位置之間移動。
2.根據權利要求1所述的加熱、通風和空氣調節系統，其中當所述第一門(70)在打開位置時，所述空氣通路(94)打開。
3.根據權利要求2所述的加熱、通風和空氣調節系統，其中當所述第一門(70)在第一關閉位置時，所述空氣通路(94)打開。
4.根據權利要求1至3的任一個所述的加熱、通風和空氣調節系統，其中當所述第一門(70)在第二關閉位置時，所述內部空氣吸入孔(40)打開。
5.根據權利要求1所述的加熱、通風和空氣調節系統，其中當所述第一門(70)在第一關閉位置時，所述空氣通路(94)打開。
6.根據權利要求1至3的任一個所述的加熱、通風和空氣調節系統，其中當所述第一門(70)在打開位置並且所述第二門(72)在關閉位置時，所述加熱、通風和空氣調節系統限定再循環模式。
7.根據權利要求6所述的加熱、通風和空氣調節系統，其中當所述第一門(70)在第一關閉位置並且所述第二門(72)在打開位置時，所述加熱、通風和空氣調節系統限定新鮮模式。
8.根據權利要求7所述的加熱、通風和空氣調節系統，其中當所述第一門(70)在第二關閉位置並且所述第二門(72)在打開位置時，所述加熱、通風和空氣調節系統限定部分再循環模式。
9.根據權利要求8所述的加熱、通風和空氣調節系統，其中所述加熱、通風和空氣調節系統在再循環模式和部分再循環模式之間限定可變部分模式。
10.根據權利要求7所述的加熱、通風和空氣調節系統，其中所述加熱、通風和空氣調節系統在新鮮模式和關閉模式之間限定可變新鮮模式。
11.根據權利要求6所述的加熱、通風和空氣調節系統，其中所述加熱、通風和空氣調節系統在新鮮模式和關閉模式之間限定可變新鮮模式。
12.根據權利要求1所述的加熱、通風和空氣調節系統，其中當所述第一門(70)在第一關閉位置並且所述第二門(72)在打開位置時，所述加熱、通風和空氣調節系統限定新鮮模式。
13.根據權利要求12所述的加熱、通風和空氣調節系統，其中當所述第一門(70)在第二關閉位置並且所述第二門(72)在打開位置時，所述加熱、通風和空氣調節系統限定部分再循環模式。
14.根據權利要求1所述的加熱、通風和空氣調節系統，其中當所述第一門(70)在第二關閉位置並且所述第二門(72)在打開位置時，所述加熱、通風和空氣調節系統限定部分再循環模式。
【文檔編號】B60H1/00GK104340013SQ201410386306
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年8月7日 優先權日:2013年8月8日
【發明者】西蒙·科希姆卡爾, 格雷戈裡·湯普森 申請人:電裝國際美國公司