СИСТЕМА ВЕНТИЛЯЦИИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2019 года по МПК B60H1/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к автомобильной промышленности, а именно к вентиляционным системам для транспортных средств.

Уровень техники

Существующие многозональные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) для транспортных средств могут иметь общую систему испарителя. Когда одна зона отключена, воздушный поток через часть испарителя может быть малым или может вообще отсутствовать, и там может начаться накопление льда или конденсата. Это может привести к появлению нежелательных жидкостей в системе HVAC и в соответствующих каналах. В дополнение к возможному повреждению испарителя, вода может привести к появлению нежелательных запахов при эксплуатации системы HVAC. Более того, существующие системы HVAC являются неэффективными в отношении энергопотребления, когда в транспортном средстве находится лишь один пассажир. К тому же, существующие системы могут вызвать увеличение гарантийных обращений и/или привести к появлению неприятных запахов.

Таким образом, для уменьшения энергопотребления в транспортных средствах с одним пассажиром или незанятыми сиденьями необходимо уменьшить или исключить активный обогрев или охлаждение незанятых областей в салоне транспортного средства.

В одном примере система может закрывать каналы или выходные отверстия в системе HVAC или в соответствующих каналах и распределительных системах. В двухзональной или многозональной системе это может привести к неравномерному распределению воздушного потока через сердцевину испарителя. В свою очередь, это может привести к ухудшению производительности испарителя и/или обледенению некоторых его частей. Обледенение испарителя может привести к гарантийным или потребительским претензиям из-за образования льда, который повреждает испаритель или является причиной запаха влаги, обнаруживаемого потребителем. Однозональные системы HVAC (без режима раздельного климат-контроля или управления температурой для пассажиров) часто имеют разделительную пластину в центре системы HVAC для простоты конструкции. Производительность базовой системы HVAC обеспечивается однородностью испарителя, а многозональный принцип может значительно уменьшить эту однородность.

Раскрытие изобретения

Для уменьшения энергопотребления в транспортных средствах с одним пассажиром или незанятыми сиденьями системы раздельного климат-контроля могут выборочно уменьшить или исключить активный обогрев или охлаждение некоторых областей салона транспортного средства. Это может уменьшить нагрузку на испаритель, а следовательно и на компрессор. Это также может уменьшить расход топлива или электроэнергии, что, в свою очередь, может повысить топливную экономичность и/или расширить систему электрооборудования транспортного средства.

Для достижения указанного эффекта предложена система вентиляции для транспортного средства, которая содержит:

вентилятор для нагнетания воздушного потока через вентиляционную систему;

испаритель для кондиционирования воздуха;

первый и второй каналы, между которыми предусмотрена разделительная стенка, и в которые поступает воздух из испарителя; и

отклоняющую поток перегородку для выборочного формирования отверстия в разделительной стенке и соединения первого и второго каналов.

Отклоняющая поток перегородка может иметь селективно перемещаемый привод для регулировки положения отклоняющей перегородки.

Отклоняющая перегородка может представлять собой поворотную заслонку или систему скользящей заслонки.

Система также может включать в себя третий канал, соединенный с первым каналом и расположенный ниже по потоку от отклоняющей перегородки, а также заглушку, расположенную внутри третьего канала.

Испаритель может иметь первую и вторую стороны, соединенные с первым и вторым каналами, соответственно.

Система также может включать в себя систему управления для выборочного открывания отклоняющей перегородки для поддержания потока через первую и вторую стороны испарителя.

В еще одном аспекте изобретения предложена система вентиляции для транспортного средства, которая содержит:

вентилятор для нагнетания воздушного потока через вентиляционную систему;

испаритель для охлаждения воздуха, имеющий выход во первой части и выход во второй части;

первый канал, соединенный с выходом в первой части испарителя;

второй канал, соединенный с выходом во второй части испарителя;

разделительную стенку между первым и вторым каналом; и

отклоняющую поток перегородку для выборочного формирования отверстия в разделительной стенке и соединения первого и второго каналов.

При этом вентилятор может быть выполнен с возможностью выборочно нагнетать воздух через испаритель.

Отклоняющая перегородка может быть выполнена с возможностью выборочно открываться или закрываться для формирования отверстия в разделительной стенке между первым и вторым каналами.

Отклоняющая перегородка может быть выполнена с возможностью полностью перекрывать поток воздуха через второй канал и направлять его в первый канал.

Отклоняющая перегородка может быть выполнена с возможностью оставлять проход для воздушного потока через второй канал.

Система также может включать в себя заглушку, расположенную во втором канале после отклоняющей перегородки. Заглушка препятствует протеканию воздуха через второй канал и направляет воздух через отклоняющую перегородку в первый канал.

В еще одном аспекте изобретения предложена система вентиляции для транспортного средства, которая содержит:

вентилятор для нагнетания воздушного потока через вентиляционную систему;

встроенный прямоточный испаритель;

первый и второй каналы, между которыми предусмотрена разделительная стенка, и в которые поступает воздух из испарителя, причем испаритель имеет первую часть, соединенную с первым каналом, и вторую часть, соединенную со вторым каналом; и

отклоняющую поток перегородку для выборочного формирования отверстия в разделительной стенке и соединения первого и второго каналов.

Система может быть выполнена с возможностью регулировки с помощью системы управления перемещения отклоняющей перегородки для поддержания воздушного потока через испаритель. Система управления практически полностью предотвращает прекращение потока воздуха во всех частях испарителя. При этом система управления регулируемым образом открывает проход для воздуха между первым каналом и вторым каналом для поддержания потока воздуха через первую и вторую части испарителя.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 представлена схема системы управления потоком системы HVAC.

На Фиг. 2 представлена схема отклоняющей перегородки с заслонкой в первом положении.

На Фиг. 3 представлена схема отклоняющей перегородки с заслонкой во втором положении.

На Фиг. 4 представлена схема альтернативного варианта отклоняющей перегородки.

На Фиг. 5 изображена схема отклоняющей поток перегородки со скользящей заслонкой в полностью закрытом положении.

На Фиг. 6 изображена схема скользящей отклоняющей перегородки в полностью открытом положении.

На Фиг. 7 представлена схема скользящей отклоняющей перегородки в частично открытом положении.

На Фиг. 8 представлена схема системы, отклоняющей поток посредством системы поворотной заслонки.

На Фиг. 9 представлена схема системы, отклоняющей поток посредством системы скользящей заслонки.

Осуществление изобретения

На Фиг. 1 представлен пример схемы системы управления потоком системы HVAC. Система 100 HVAC содержит вентилятор 110 и коллекторный канал 120. Испаритель 130 в составе системы кондиционирования воздуха выборочно охлаждает воздух, проходящий через него к основному каналу 140А стороны водителя и к основному каналу 140В стороны пассажира. Основной канал 140А водительской стороны и основной канал 140В пассажирской стороны разделены разделительной стенкой 140С. Продуваемый там воздух далее может пройти через сердцевину 150 обогревателя перед попаданием во вторичный канал 160А водительской стороны и вторичный канал 160В пассажирской стороны. Более того, каждый вторичный канал также может иметь заглушки 170А и 170В соответственно.

Разделительная стенка 140С обеспечивает разделение воздушного потока после испарителя 130 для контроля климатических зон. Как было сказано, для обеспечения поперечного потока воздуха после испарителя 130 вдоль стенки 140С могут быть расположены отклоняющие поток перегородки, примеры которых описаны ниже.

На Фиг. 2 представлена схема отклоняющей перегородки 200 с подвижной (поворотной) заслонкой 220 (дверцей) в первом положении. Поворотная заслонка 220 может иметь шарнирный узел 210, соединенный с управляемым приводом. Когда заслонка 220 открыта, разделительная стенка 140С будет иметь отверстие 230, позволяя потоку воздуха проходить от основного канала 140А водительской стороны к основному каналу 140В пассажирской стороны и обратно. Такое расположение позволяет воздуху проходить через испаритель 130 и одновременно контролировать объем воздуха, проходящего к вторичному каналу 160А водительской стороны и вторичному каналу 160В пассажирской стороны.

На Фиг. 3 представлена схема отклоняющей перегородки 200 с поворотной заслонкой 220 во втором положении. Здесь заслонка 220 открывается в направлении основного канала 140А водительской стороны и находится не в полностью открытом положении. Это обеспечивает управление размером отверстия 230.

На Фиг. 4 изображена схема альтернативной отклоняющей перегородки с двойной откидной заслонкой. Первая откидная заслонка 410 может быть открыта независимо от второй заслонки 420 или вместе с ней. Это может обеспечить управление прохождением через нее воздуха. Также это может предусматривать различные механизмы управления, которые закрывают отверстие 230 до середины, а не целиком.

На Фиг. 5 изображена схема отклоняющей поток перегородки со скользящей заслонкой в полностью закрытом положении. В качестве альтернативы заслонке 220 (Фиг. 2) вдоль разделительной стенки 140С может быть установлена скользящая отклоняющая перегородка, которая в открытом положении допускает протекание воздуха, а в закрытом положении предотвращает протекание воздуха. Первая часть 510 скользящей отклоняющей перегородки имеет два отверстия 510А. Вторая часть 520 скользящей отклоняющей перегородки имеет два отверстия 510В. Как показано на Фиг. 5, при наложении первой и второй частей отверстия 510A, 510В не совпадают. Таким образом, воздух через них не проходит. В процессе работы эти части могут быть перемещены с помощью линейного привода, позволяя им скользить друг относительно друга и совмещать или разводить отверстия 510А, 510В.

На Фиг. 6 изображена схема скользящей отклоняющей перегородки в полностью открытом положении. Здесь первую часть 510 скользящей перегородки и вторую часть 520 скользящей перегородки можно установить так, чтобы отверстия 510А и 510В совпадали, и воздух мог протекать через разделительную стенку 140С, эффективно соединяя основной канал 140А водительской стороны и основной канал 140В пассажирской стороны.

На Фиг. 7 представлена схема скользящей отклоняющей перегородки в частично открытом положении. Когда первая часть 510 скользящей перегородки и вторая часть 520 скользящей перегородки установлены в положение, в котором отверстия 510A и 510В частично перекрываются, воздух может протекать через разделительную стенку 140С в контролируемом объеме, в зависимости от размера отверстия и давления воздуха.

На Фиг. 8 представлена схема системы 800, отклоняющей поток с помощью системы поворотной заслонки. В данном примере система заслонки (см. Фиг. 2) используется с полностью открытым отверстием 230 и полностью закрытым основным каналом 140В пассажирской стороны, что препятствует прохождению потока воздуха к вторичному каналу 160В пассажирской стороны. Поток полностью отклоняется по траектории 810 в направлении водительской стороны 170.

На Фиг. 9 представлена схема системы 900, отклоняющей поток с помощью системы скользящей заслонки. Когда система 500 скользящей заслонки открыта (см. Фиг. 6), а заглушка 170В канала пассажирской стороны закрыта (см. поз. 920), воздух пойдет через испаритель 130 и будет перенаправлен в канал 140А, 160А водительской стороны.

Как изображено на Фиг. 8 и 9, воздушный поток 820 протекает на водительской и пассажирской сторонах испарителя 130. Даже при отключении вторичного канала 160В пассажирской стороны в испарителе 130 не будет скапливаться лед или конденсат. В данном случае заслонка 220 может быть использована для обеспечения прохождения воздушного потока через испаритель, когда он не попадает на пассажирскую сторону. Подобным образом при использовании боковой заглушки 170В с пассажирской стороны воздух протекает через испаритель 130 и систему 500 скользящей заслонки.

Предполагается, что в то время как в данном описании представлено перекрытие или уменьшение потока в каналы пассажирской стороны, то же самое действительно и для водительской стороны. В качестве альтернативы система может быть применена к многозональным системам, которые могут иметь много вентиляционных отверстий. Например, водительская сторона может иметь помимо прочего отдельные воздушные каналы и выводные отверстия в области ног, на приборной панели и в районе лобового стекла. Более того, система может быть применена к системам вентиляции первого, второго и третьего ряда сидений.

Специалистам в данной области техники понятно, что представленные выше варианты осуществления приведены только в качестве примера и не ограничивают сущность изобретения, которая изложена в прилагаемой формуле изобретения.

На чертежах одни и те же позиционные номера соответствуют тем же элементам. Некоторые или все элементы могут быть изменены. В отношении описанных в данном документе механизмов, процессов, систем, способов, и т.д., следует понимать, что, несмотря на обозначенную последовательность шагов, эти процессы могут быть выполнены с другой последовательностью этих же шагов. Также следует понимать, что некоторые стадии могут быть выполнены одновременно, добавлены или исключены. Другими словами, описание процессов представлено лишь в качестве примера вариантов осуществления изобретения и не может рассматриваться как ограничение.

Таким образом, следует понимать, что описание приведено в целях наглядности, а не ограничения. Многие дополнительные варианты реализации и применения, отличные от показанных примеров, станут очевидны при ознакомлении с вышеприведенным описанием. Объем не должен быть определен на основании приведенного выше описания, но, напротив, должен быть определен на основании прилагаемой формулы изобретения наряду с полным объемом эквивалентов, для которых данная формула является основанием. Предполагается и имеется в виду, что описываемые технологии могут быть развиты и усовершенствованы в будущем, причем раскрытые системы и способы будут включены в подобные будущие варианты реализации. Таким образом, следует понимать, что применение изобретения может быть изменено и модифицировано.

Все термины, применяемые в формуле изобретения, следует понимать в их наиболее широких разумных толкованиях и их обычных значениях, как это понимают специалисты в данной области техники, если иное явно не указано в описании изобретения. В частности, использование слов «какой-либо», «данный», «вышеуказанный» и т.д. надо понимать как один или несколько указанных элементов, если в формуле не указано иное.

Изобретение относится к вентиляционным системам для транспортных средств. Система содержит вентилятор для нагнетания воздушного потока через вентиляционную систему, испаритель для кондиционирования воздуха, подаваемого вентилятором, первый канал для подачи воздуха в первую микрозону и второй канал для подачи воздуха в вторую микрозону, причем второй канал отделен перегородкой от первого канала. В первый и второй каналы поступает воздух, прошедший через испаритель и отклоняющую поток перегородку, предназначенную для селективного создания отверстия в разделительной стенке и соединения первого и второго каналов. В результате воздух продолжает протекать через испаритель, даже когда одна микрозона полностью закрыта, и через связанный с ней канал воздух не проходит. Достигается уменьшение электропотребления в транспортном средстве. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Система вентиляции для транспортного средства, содержащая:

вентилятор, выполненный с возможностью нагнетания воздуха через вентиляционную систему;

испаритель;

основной канал водительской стороны, присоединенный к впускной стороне сердцевины отопителя;

основной канал пассажирской стороны, присоединенный к впускной стороне сердцевины отопителя;

разделительную стенку, являющуюся частью основного канала водительской стороны и основного канала пассажирской стороны и отделяющую основной канал водительской стороны от основного канала пассажирской стороны;

клапан управления потоком, включающий в себя первую часть, проходящую вдоль разделительной стенки и имеющую первый набор отверстий, и вторую часть, проходящую вдоль разделительной стенки и имеющую второй набор отверстий, причем первая и вторая части выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга для выравнивания первого набора отверстий со вторым набором отверстий.

2. Система по п.1, в которой клапан управления потоком имеет селективно перемещаемый привод, выполненный с возможностью перемещения первой части и второй части.

3. Система по п.2, в которой клапан управления потоком представляет собой систему скользящей заслонки.

4. Система по п.1, в которой испаритель имеет первую и вторую стороны, соединенные с основным каналом водительской стороны и с основным каналом пассажирской стороны соответственно.

5. Система по п.1, в которой первый набор отверстий выравнивается со вторым набором отверстий, когда клапан управления потоком находится в открытом положении.

6. Система по п.1, дополнительно содержащая вторичный канал водительской стороны, присоединенный к сердцевине отопителя и сообщающийся по текучей среде по потоку после основного канала водительской стороны, и заглушку, расположенную во вторичном канале водительской стороны и выполненную с возможностью перемещения из открытого положения в закрытое положение.

7. Система по п.6, дополнительно содержащая вторичный канал пассажирской стороны, присоединенный к сердцевине отопителя и сообщающийся по текучей среде по потоку после основного канала водительской стороны, и вторую заглушку, расположенную во вторичном канале пассажирской стороны и выполненную с возможностью перемещения из открытого положения в закрытое положение.

8. Система по п.7, в которой клапан управления потоком представляет собой систему скользящей заслонки, перемещаемую из закрытого положения в открытое положение, причем вторая заглушка находится в закрытом положении, когда система скользящей заслонки находится в открытом положении.

9. Система по п.1, в которой клапан управления потоком выполнен с возможностью перемещения из закрытого положения в открытое положение, а также в промежуточное положение между закрытым и открытым положениями.

10. Система вентиляции для транспортного средства, содержащая:

испаритель;

основной канал водительской стороны и основной канал пассажирской стороны, имеющие разделительную стенку между собой, причем каждый из основного канала водительской стороны и основного канала пассажирской стороны присоединен к испарителю и сердцевине отопителя и расположен между испарителем и сердцевиной отопителя; и

средство для соединения по текучей среде основного канала водительской стороны и основного канала пассажирской стороны через разделительную стенку, причем соединительное средство включает в себя первую часть, проходящую вдоль разделительной стенки и имеющую первый набор отверстий, и вторую часть, проходящую вдоль разделительной стенки и имеющую второй набор отверстий, причем первая и вторая части выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга для выравнивания первого набора отверстий со вторым набором отверстий.

11. Система по п.10, дополнительно содержащая вторичный канал водительской стороны, соединенный с основным каналом водительской стороны по потоку после сердцевины отопителя, и заглушку, расположенную во вторичном канале водительской стороны и выполненную с возможностью перемещения из открытого положения в закрытое положение.

12. Система по п.10, в которой основной канал водительской стороны соединен с первой стороной испарителя, а основной канал пассажирской стороны соединен со второй стороной испарителя.