鼓風機殼體中的冷卻空氣接口的製作方法

2023-12-09 07:00:27

本發明涉及一種鼓風機殼體中的冷卻空氣接口，所述冷卻空氣接口設為，用於將冷卻鼓風機馬達所需要的冷卻空氣的空氣量從鼓風機的壓力側上的主空氣流中分出，並且用於將所述冷卻空氣輸送至要冷卻的鼓風機馬達。

背景技術：

為了機動車輛的通風和空氣調節，通常使用緊湊的機組、在下文中稱作HVAC(熱通風和空調裝置)，所述機組包括要求所需要的部件。HVAC之內需要的構件為鼓風機，所述鼓風機為了處理、例如清潔或空氣調節將空氣輸送通過HVAC。將空氣在循環空氣運行中從車輛內部空間送給鼓風機、在新鮮空氣運行中從車輛外部空間送給鼓風機、或者在混合空氣運行中以新鮮空氣和循環空氣的混合物的形式輸送給鼓風機。鼓風機的電動機除了在轉子上產生機械功率之外還產生廢熱，所述廢熱通常藉助於空氣循環導出。對此，在鼓風機的壓力側上在空氣流中接入接口，所述接口將需要的空氣量輸送至馬達冷卻裝置。隨後，被加熱的空氣從電動機再次流動至鼓風機的吸入側。

由於高的空氣速度以及HVAC的通向馬達的冷卻空氣通道的接口的設置和幾何形狀，非常頻繁地存在音調效應，所述音調效應負面地影響空調設施的聲學結果。通常，使用具有直的稜邊或邊角的接口，所述接口在空氣流中或多或少地引起強的幹擾進而通常關聯地導致音調效應。

JP 2008 203502 A描述一種鼓風機，其中在螺旋形的空氣流動路徑的流出通路中流動的空氣的一部分通過空氣輸送通道導入到冷卻空氣通路的入口中，所述空氣輸送通道——從空氣導入開口開始——均勻地彎曲成S曲線形狀。因為空氣輸送通道——從冷卻空氣通路的入口開始——具有帶有多個彎曲部的S曲線形狀，所以僅少量的在冷卻空氣通路中產生的共振噪聲通過空氣輸送通道溢出到流出通路中。因此，鼓風機應減少出自冷卻空氣通路的幹擾的共振噪聲，並且同時確保用於馬達冷卻的足夠的空氣體積。

技術實現要素：

本發明的目的在於，限定通向鼓風機的冷卻空氣通路的HVAC接口的幾何形狀，所述幾何形狀儘可能少地負面影響主空氣流，進而也儘可能不負面改變聲學特性。此外目標是，儘可能在全部運行條件下用需要的空氣量供給通向鼓風機的冷卻空氣通路，並且儘可能防止汙物和溼氣的侵入。

所述目的通過一種鼓風機殼體中的冷卻空氣接口來實現。改進方案在下文中給出。

根據本發明的冷卻空氣接口設置在鼓風機殼體中並且設為，用於將冷卻鼓風機馬達所需要的冷卻空氣的空氣量從鼓風機的壓力側上的主空氣流中分出，並且用於將所述冷卻空氣輸送至要冷卻的鼓風機馬達。冷卻空氣接口包括具有入口的冷卻空氣通道，所述冷卻空氣通道通到具有冷卻空氣出口的冷卻空氣通路中，經由所述冷卻空氣通路能夠將冷卻空氣輸送至鼓風機馬達。在此，主空氣流動路徑的鄰接於入口的壁區域在朝向鄰接的入口並且進入到冷卻空氣通道中的進一步的走向中在沒有邊角和稜邊的情況下以被倒圓的面的形式過渡成冷卻空氣通道的彼此相對置的冷卻通道壁，所述壁區域——關於主空氣流的方向——位於入口上遊和下遊。

優選地，相對置的冷卻空氣通道壁至少部分地設有不變的曲率或曲率的持續變化，使得冷卻空氣通道至少部分彎曲地構成。在一個尤其有利的實施方式中，整個冷卻空氣通道具有彎曲的形狀，即在任何部位上都不具有稜邊，也就是說，不具有相對置的冷卻空氣通道壁的曲率的突然變化。冷卻空氣通道壁進而還有冷卻空氣通道在此優選渦旋狀地彎曲，其中關於主空氣流，從入口開始的上遊的冷卻空氣通道壁是內部的進而較短的渦旋狀彎曲的壁，而下遊的冷卻空氣通道壁形成外部的、較長的渦旋狀彎曲的壁。

根據本發明的一個實施方式，冷卻空氣通道通到冷卻空氣通路中，其中在冷卻空氣通路中，關於冷卻空氣的流動方向，在冷卻空氣通道的通入口下遊但是仍在冷卻空氣出口上遊設置有用於阻留水的肋部。

根據本發明的思想在於，在通向鼓風機馬達的冷卻空氣通路的冷卻空氣接口的區域中棄用邊角和稜邊，並且在所述區域中僅使用被倒圓的面。作為不具有稜邊的被倒圓的或彎曲的面在本文中適用的是不具有曲率的突然變化的面：曲率在此描述壁的面法線的方向的變化，所述變化也能夠定義成切向角的變化。在曲率均勻的情況下，壁在此描繪圓弧，而稜邊描繪曲率的不連續的變化，即突然的變化。在進一步的走向中，所述面本身能夠優選渦旋狀地捲曲。作為渦旋形狀，在此能夠考慮曲率的持續變化，換言之，曲率非間斷地變化。

本發明的優點在於，由於朝向鼓風機馬達的冷卻空氣通路的冷卻空氣接口的被倒圓的幾何形狀，在所述區域中的主空氣流中的空氣流動不受到幹擾，進而也避免聲學負面影響。在本發明的一個尤其有利的實施方式中，冷卻空氣通道的面的毗鄰的渦旋狀的設置有助於從用於鼓風機馬達的冷卻空氣流中分離出汙物和溼氣。

通過改變冷卻空氣通道在主空氣流中的位置以及通過改變相對置的冷卻空氣通道壁在入口的區域中的間距，能夠影響和優化空氣流動形態，以及影響從主空氣流分出的冷卻空氣佔主空氣流的份額。從主空氣流分出的冷卻空氣佔主空氣流的份額也能夠通過改變入口的高度來設定。

附圖說明

本發明的設計方案的其他的細節、特徵和優點從下面參考所附的附圖對實施例的描述中得出。附圖示出：

圖1示出現有技術的具有用於鼓風機馬達的冷卻空氣接口的鼓風機殼體，

圖2示出具有根據本發明的冷卻空氣接口的鼓風機殼體的下部部分的立體圖，

圖3示出鼓風機殼體的冷卻空氣接口的詳細的俯視圖，

圖4示出組裝狀態下的鼓風機殼體的示意的側視圖，以及

圖5示出冷卻空氣通道中的入口的區域的細節圖。

具體實施方式

圖1作為現有技術的示例示出鼓風機1的俯視圖，更確切地說，具有已裝入的鼓風機轉子2a的鼓風機殼體1。為了處理、例如清潔或空氣調節，鼓風機1將空氣輸送通過HVAC。將空氣在循環空氣運行中從車輛內部空間輸送給鼓風機1、在新鮮空氣運行中從車輛外部空間輸送給鼓風機1、或者在混合空氣運行中以新鮮空氣和循環空氣的混合物的形式輸送給鼓風機1。鼓風機1的在圖1中未示出的電動機除了在鼓風機轉子2a上產生機械功率之外還產生廢熱，所述廢熱通常藉助於空氣循環導出。對此，在鼓風機1的壓力側上在空氣流4中接入冷卻空氣接口3，所述冷卻空氣接口從主空氣流5中經由冷卻空氣通路7輸送用於冷卻電動機所需的冷卻空氣6的空氣量。在冷卻空氣通路7中，附加地設有用於阻留水的肋部8。隨後，被加熱的空氣從電動機再次流動至鼓風機1的吸入側。

由於高的空氣速度以及HVAC的通向電動機的冷卻空氣通路7的冷卻空氣接口3的設置和幾何形狀，非常頻繁地存在音調效應，所述音調效應負面地影響空調設施的聲學結果。如在圖1中示出的，通常使用具有直的稜邊和邊角9的冷卻空氣接口3，所述冷卻空氣接口在空氣流4中或多或少地引起強的幹擾——進而通常關聯地——導致音調效應。圖1在此示出音調異常的高的可能性的示例。

圖2示出具有根據本發明的冷卻空氣接口3的鼓風機殼體的下部部分1a的立體圖。鼓風機殼體具有用於安裝沒有示出的鼓風機轉子的鼓風機開口2b。此外，鼓風機殼體包括冷卻空氣接口3，所述冷卻空氣接口設為用於，使出自圓形地或螺旋形地圍繞鼓風機開口2b伸展的空氣流動路徑4的空氣4的一部分在鼓風機的壓力側上朝下遊流過主空氣流動路徑5，並且從那裡分出導入到冷卻空氣通道11的入口10中，所述冷卻空氣通道通入冷卻空氣通路7中，經由所述冷卻空氣通路，冷卻空氣能夠到達鼓風機的在圖2中沒有示出的電動機中。

冷卻空氣接口3除了冷卻空氣通道11和其入口10之外還具有主空氣流動路徑5的鄰接於入口10的壁區域12、13。在此，第一壁區域12關於空氣流動方向5定位在入口10的上遊，並且第二壁區域13關於空氣流動方向5定位在入口10的下遊。在入口10的上遊的壁區域12朝向鄰接的入口10並且在進一步的走向中在沒有邊角和稜邊的情況下以被倒圓的面的形式過渡到冷卻空氣通道11的第一冷卻空氣通道壁14中。在入口的下遊的壁區域13朝向鄰接的入口10並且在進一步的走向中在沒有邊角和稜邊的情況下以被倒圓的面的形式過渡到冷卻空氣通道11的第二冷卻空氣通道壁15中。因此，在通向鼓風機電動機的冷卻空氣通道11的HVAC接口的區域中，僅使用被倒圓的面，這同時意味著，棄用邊角和稜邊(與圖1相比)。兩個冷卻空氣通道壁14、15彼此間隔開，其中間距對應於通道寬度，所述通道寬度在冷卻空氣通道11的進一步的走向中能夠是恆定的或可變的。根據在圖2中示出的實施例，冷卻空氣通道11在進一步的走向中渦旋狀地彎曲，其中在冷卻空氣通道11的渦旋形狀之內，冷卻空氣通道壁14形成內部的進而較短的渦旋狀彎曲的壁14，而冷卻空氣通道壁15形成外部的較長的渦旋狀彎曲的壁15。

圖3示出鼓風機殼體的冷卻空氣接口3的詳細的俯視圖，經由所述冷卻空氣接口，從主空氣流5分出的冷卻空氣流6進入到冷卻空氣通路7中並且最終到達冷卻空氣出口16。棄用主空氣流動路徑5中的稜邊，其中冷卻空氣通道壁14、15的面的鄰接冷卻空氣通道11的壁區域12、13和入口10的渦旋狀的捲曲部有助於汙物和溼氣的離析。根據在圖3中示出的實施例，在冷卻空氣通路7中能夠附加地設有用於阻留水的肋部8。

圖4示出在HVAC中的組裝狀態下相應於在圖2和3中示出的實施例的鼓風機殼體1的示意的側視圖，其中HVAC的下部的殼體部分1a和上部的殼體部分1b已裝配。安裝在鼓風機開口中的鼓風機轉子2a和進入的空氣流示意地示出。將空氣在循環空氣運行中從車輛內部空間輸送給鼓風機1、在新鮮空氣運行中從車輛外部空間輸送給鼓風機1、或者在混合空氣運行中以新鮮空氣和循環空氣的混合物的形式輸送給鼓風機1。

圖4以箭頭的形式示出在鼓風機1的吸入側上首先進入到鼓風機1中的空氣4，所述空氣隨後從圓形地或螺旋形地圍繞鼓風機轉子2a伸展的空氣流動路徑開始，在鼓風機的壓力側上朝下遊流過主空氣流動路徑5。鄰接於入口10的壁區域12、13沿著主空氣流動路徑5分別朝向鄰接的入口10並且在進一步的走向中在沒有邊角和稜邊的情況下以被倒圓的面的形式過渡到冷卻空氣通道11的彼此相對置的冷卻空氣通道壁14、15中。

圖5詳細地示出包括鄰接於入口10的壁區域12、13的冷卻空氣進入通道11的入口10的區域。兩個冷卻空氣通道壁14、15彼此間隔開，其中冷卻空氣通道壁14、15的間距相應於通道寬度17，所述通道寬度在冷卻空氣通道11的進一步的走向中能夠是恆定的或可變的。通過在入口10的區域中的通道寬度17的改變和冷卻空氣通道11的入口10的高度18的改變，能夠設定冷卻空氣佔主空氣流的份額。

附圖標記列表

1 鼓風機殼體，鼓風機

1a 鼓風機殼體的下部部分

1b 鼓風機殼體的上部部分

2a 鼓風機轉子

2b 用於安裝鼓風機轉子的鼓風機開口

3 冷卻空氣接口

4 空氣流，空氣，空氣流動路徑

5 主空氣流，主空氣流動路徑，(主空氣流的)空氣流動方向

6 冷卻空氣，冷卻空氣流

7 冷卻空氣通路

8 用於阻留水的肋部

9 稜邊和邊角

10 入口

11 冷卻空氣通道

12 (鄰接於入口10的)(第一)壁區域

13 (鄰接於入口10的)(第二)壁區域

14 冷卻空氣通道壁，較短的渦旋狀彎曲的壁

15 冷卻空氣通道壁，較長的渦旋狀彎曲的壁

16 冷卻空氣出口

17 通道寬度

18 入口10的高度