ЭЛЕКТРОВЕНТИЛЯТОРНЫЙ АГРЕГАТ УЛУЧШЕННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ
ELECTRIC FAN SET WITH IMPROVED COOLING

Объектом настоящего изобретения является устройство крепления электродвигателя, в частности электровентиляторного агрегата, предназначенного для установок нагрева, вентиляции и/или кондиционирования.
В частности, изобретение относится к устройству крепления электродвигателя с улучшенным охлаждением.
Из предшествующего уровня техники известно устройство крепления вращающего турбину электродвигателя, содержащее корпус, ограничивающий приемное гнездо для установки кожуха двигателя, с периферической стенкой, соединенной с фронтальной стенкой. Периферическая стенка выполнена прерывистой с образованием канала для охлаждения двигателя. Канал ограничен двумя боковыми стенками, соединенными с фронтальной стенкой при помощи наклонной отражательной стенки.
Такое устройство описано, в частности, в документах FR 2836730 и EP 0805276.
Известные конструкции позволяют охлаждать электродвигатель посредством каналов охлаждения, выполненных в корпусе, в котором установлен двигатель, и предназначенных для отвода части воздушного потока, подаваемого турбиной.
Однако такие устройства недостаточно оптимизированы для обеспечения идеального охлаждения, так как они доставляют воздушный поток к основанию двигателя. В конечном счете, часть этого воздушного потока попадает в кожух двигателя для обеспечения его охлаждения, тогда как остальная часть обтекает кожух двигателя и, следовательно, не способствует снижению температуры двигателя.
Кроме того, в описанных в документах FR 2836730 и EP 0805276 установках, оборудованных электровентиляторными агрегатами с двухступенчатой турбиной, ввиду отсутствия закрытой опоры электрического двигателя трудно выполнять каналы для охлаждения, обеспечивающие нормальную циркуляцию воздушного потока в кожухе двигателя.
Задачей настоящего изобретения является устранение вышеупомянутых недостатков.
Для этого предложено устройство крепления электродвигателя, содержащее приемное гнездо для его установки со стенкой и средства перекрывания, расположенные между электрическим двигателем и стенкой приемного гнезда.
Благодаря изобретению можно создать препятствие для прохождения воздушного потока между электрическим двигателем и стенкой приемного гнезда. В результате этого циркуляция воздушного потока преимущественно происходит внутри электрического двигателя, способствуя, таким образом, его охлаждению.
Кроме того, согласно альтернативному варианту выполнения, средства перекрывания содержат первую часть, соединенную с электрическим двигателем и по меньшей мере одну вторую часть, соединенную с приемным гнездом.
В альтернативном варианте средства перекрывания соединяют электрический двигатель и приемное гнездо и выполнены, в частности, в виде единой детали.
Как вариант, первая и вторая части средств перекрывания выполнены отдельно друг от друга. В такой конструкции первая и вторая части средств перекрывания взаимодействуют между собой за счет соответствия формы и/или образуют лабиринт для воздушного потока.
Согласно другому предпочтительному варианту выполнения, средства перекрывания выполнены в виде вставки, установленной между электрическим двигателем и стенкой приемного гнезда.
Согласно различным вариантам выполнения, вставка представляет собой объемную деталь или по меньшей мере одну пластину. Предпочтительно пластина и/или объемная деталь, образующие вставку, выполнены из пеноматериала, или из эластомера, или из резины. В альтернативном варианте дополнительно пластина и/или объемная деталь, образующие вставку, представляют собой комбинацию из жесткого пластического материала и мягкого пластического материала.
Предпочтительно электродвигатель приводит во вращение первое и/или второе средство (средства) нагнетания воздуха.
Согласно этому варианту выполнения, первое устройство нагнетания воздуха содержит закрытый барабан, а второе средство нагнетания воздуха содержит открытый барабан.
Другим объектом изобретения является электровентиляторный агрегат, содержащий держатель электрического двигателя, в котором расположен электрический двигатель и который содержит устройство крепления электрического двигателя, имеющее описанные выше отличительные признаки.
В частности, предпочтительно в электровентиляторном агрегате выполнена по меньшей мере одна улита, содержащая по меньшей мере один канал охлаждения электродвигателя.
Другие преимущества и особенности настоящего изобретения будут более понятны из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве иллюстративного примера со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 показан корпус устройства нагрева, вентиляции и/или кондиционирования, содержащего электровентиляторный агрегат, оборудованный устройством крепления в соответствии с настоящим изобретением, вид в перспективе.
на фиг.2 показан электровентиляторный агрегат, оборудованный устройством крепления в соответствии с настоящим изобретением, вид в перспективе.
на фиг.3 показано соединение двух частей устройства крепления двигателя вокруг втулки электровентиляторного агрегата в соответствии с настоящим изобретением, вид в перспективе с пространственным разделением деталей.
на фиг.4 и 5 показаны, соответственно, вид в разрезе по центральной плоскости А на фиг.3 и вид в разрезе по В-В на фиг.3 первого варианта выполнения в соответствии с настоящим изобретением.
на фиг.6 и 7 показаны, соответственно, вид в разрезе по центральной плоскости А на фиг.3 и вид в разрезе по В-В на фиг.3 второго варианта выполнения в соответствии с настоящим изобретением.
на фиг.8 и 9 показаны, соответственно, вид в разрезе по центральной плоскости А на фиг.3 и вид в разрезе по В-В на фиг.3 третьего варианта выполнения в соответствии с настоящим изобретением.
Показанный на фиг.1 корпус 10 устройства нагрева, вентиляции и/или кондиционирования автотранспортного средства выполнен с возможностью интеграции в панель приборов транспортного средства, как правило, внутри салона. Подробное описание общей конструкции устройства опущено, так как ее признаки сами по себе известны.
В верхней части корпус 10 содержит кожух 12, а также электровентиляторный агрегат 14, устанавливаемый в кожух 12 с возможностью съема. Электровентиляторный агрегат 14 содержит центральный электродвигатель 16 (на чертеже не виден), приводящий во вращение две турбины 18А и 18В, установленные на валу 20 двигателя по обе стороны от него. Трубины 18А и 18В выполнены с возможностью установки, соответственно, в двух улитах 22 кожуха 12, которые обеспечивают направление и ускорение воздушного потока при вращении турбин.
Турбины 18А и 18В имеют известную конструкцию. Они содержат ряд лопаток 19В, соединенных между собой венцом 19С. Ряд лопаток соединен со ступицей 19D через ротор 19 барабанного типа. Форма и геометрия барабана 19 тоже сами по себе известны. Барабан 19 может содержать отверстия 19А, образуя открытый барабан, или может быть выполнен сплошным и не содержать отверстий, образуя закрытый барабан.
В корпусе 10 имеются отверстия 24 доступа, расположенные сбоку в концевой области кожуха 12 и в направлении монтажной оси YY, которая соответствует общей оси вала 20 электрического двигателя 16 и турбин 18А, 18В. Таким образом, электровентиляторный агрегат можно устанавливать и демонтировать путем его перемещая в осевом направлении вдоль оси YY, которое соответствует осевому направлению вала двигателя 16. На фиг.1 электровентиляторный агрегат 14 показан во время извлечения, причем эту операцию извлечения осуществляют в направлении стрелки F вдоль оси YY.
Разумеется, можно предусмотреть и другой вариант установки электровентиляторного агрегата 14 в корпус 10, отличный от описанного, в частности, в кожух 12. В частности, его можно устанавливать путем демонтажа верхней части кожуха 12.
Отверстия 24 доступа образуют также воздухозаборники двух улит 22, расположенные с правой и левой сторон корпуса 10, как показано в примере, представленном на фиг.1.
Отверстие 24 доступа, образующее воздухозаборник, оборудовано правым впускным воздушным каналом (не показан) и левым впускным воздушным каналом 28.
Как вариант, канал 28 можно выполнить тоже съемным, чтобы облегчать монтаж и демонтаж электровентиляторного агрегата 14 с одной или с другой стороны корпуса.
Таким образом, воздушный поток, отбираемый из салона и/или снаружи транспортного средства, поступает в кожух через каналы 26 и 28, ускоряется в улитах 22 соответствующими турбинами 18А и 18В и нагнетается в корпус 10.
На фиг.2 и 3 отдельно показан электровентиляторный агрегат 14, который содержит держатель 40 двигателя, образующий устройство крепления общей кольцевой формы, которое охватывает электрический двигатель 16 и расположено между двумя турбинами 18А и 18В. Держатель 40 двигателя содержит наружную стенку 42 общей круглой цилиндрической формы. Согласно данному примеру выполнения, диаметр наружной стенки 42 держателя 40 двигателя превышает диаметр турбин 18А и 18В, но меньше диаметра внутренней стенки кожуха 12 корпуса 10. На периферии наружной стенки 42 выполнены выступы 44, взаимодействующие, соответственно, с вырезами, выполненными на приемной части кожуха 12.
Установку электровентиляторного агрегата 14 в кожух 12 осуществляют стопорением при помощи поворота держателя двигателя в кожухе на долю оборота, например, на четверть оборота в направлении, определяемом захождением выступов 44 держателя 40 двигателя в соответствующие вырезы в кожухе 12. Иначе говоря, при этом осуществляется байонетное соединение.
Между электрическим двигателем 16 и держателем 40 двигателя установлена втулка 50. Втулка 50 установлена вокруг электродвигателя 16 и выполнена предпочтительно из пластического материала. Она содержит цилиндрическую стенку 52 общего круглого сечения и амортизаторы 54, обеспечивающие монтаж держателя 40 двигателя в условиях, позволяющих амортизировать вибрации двигателя.
Как показано, в частности, на фиг.3, держатель 40 двигателя содержит две части 40А и 40В, каждая из которых имеет форму полукольца. Части 40А и 40В выполнены с возможностью соединения между собой и вокруг втулки 50, охватывающей электродвигатель 16. Соединение двух частей 40А и 40В образует гнездо 41 для установки электродвигателя 16. На фиг.3 показаны также выступы 44, обеспечивающие стопорение держателя двигателя в кожухе 12 корпуса 10.
Примеры выполнения, описание которых следует ниже, основаны на описанном выше электровентиляторном агрегате, следовательно, позиции, которыми на фиг.1-3 обозначены элементы, общие с элементами на фиг.4-9, остаются теми же.
Согласно первому примеру выполнения, на фиг.4 и 5 показан держатель 40 двигателя, содержащий средства 60 и 62 перекрывания, расположенные между электродвигателем 16 и наружной стенкой 42 держателя 40 двигателя.
Согласно этому варианту, средства перекрывания выполнены в виде пластинок 60 и 62, вставленных между электродвигателем 16 и держателем 40. В частности, первый набор пластинок 60 одним краем соединен с наружной стенкой 42 держателя 40 двигателя. Другой край 64 пластинок 60 удален от наружной стенки 42 держателя 40 двигателя на расстояние, меньшее расстояния, отделяющего наружную стенку 42 указанного держателя 40 от электродвигателя 16. В частности, если электродвигатель содержит втулку 50, предназначенную для его монтажа в держателе 40, радиальный размер края 64 меньше расстояния, отделяющего наружную стенку 42 держателя 40 от втулки 50, охватывающей электродвигатель 16.
Наружная стенка 42 держателя 40 оборудована несколькими пластинками 60. В примере, показанном на фиг.4, имеются три пластинки. Они смещены в осевом направлении вдоль оси YY.
Аналогично, второй набор пластинок 62 соединен одним краем с втулкой 50, предназначенной для удержания электродвигателя 16 в держателе 40. Другой край 66 пластинок 62 удален от наружной стенки втулки 50 на расстояние, меньшее расстояния, разделяющего наружную стенку 42 держателя 40 двигателя и втулку 50.
Втулка 50 содержит несколько пластинок 62. В примере, показанном на фиг.4, имеются три пластинки. Они смещены в осевом направлении вдоль оси YY.
Пластинки 60 и 62 расположены с чередованием по отношению друг к другу. Так, если смотреть в направлении оси YY слева направо на фиг.4, можно увидеть первую пластинку 60, затем первую пластинку 62, затем вторую пластинку 60, за которой следует вторая пластинка 62, и, наконец, третью и последнюю пластинку 60 и третью и последнюю пластинку 62.
Таким образом, пластинки 60 и 62 образуют лабиринт для воздушного потока, поступающего из внутренних камер 100 улит 22. За счет эффекта разрежения между двумя внутренними камерами 100 улит 22 создается воздушный поток. За счет расположения пластинок между втулкой 50 и наружной стенкой 42 держателя 40 возникает дополнительная потеря напора. Естественно, воздушный поток следует по более простому пути, на котором он встречает меньше препятствий и, следовательно, на котором возникает меньше потерь напора, поэтому он проходит через электродвигатель, обеспечивая, таким образом, его охлаждение, удаляя тепло, создаваемое во время работы вращающихся частей, находящихся внутри электродвигателя 16.
Поступающий из камеры 100 воздух проходит по каналу охлаждения. Затем он проходит через двигатель, обдувая щетки и ротор двигателя. Охлаждение происходит за счет обдувания воздухом этих двух составных элементов электрического двигателя. Воздух выходит из электрического двигателя со стороны, противоположной входу.
Пример, описанный со ссылками на фиг.4 и 5, содержит 3 набора пластинок 60 и 62. Однако это число не является ограниченным. В частности, в зависимости от потребностей и необходимого значения снижения напора можно увеличить или уменьшить число наборов пластинок 60 и 62.
Это же относится и к конструкции наборов пластинок 60 и 62, представленных в этом примере и образующих лабиринт для воздушного потока. Настоящее изобретение охватывает также все другие примеры выполнения, позволяющие создавать препятствия в пространстве между втулкой 50 и наружной стенкой 42 держателя 40 двигателя. В частности, можно использовать элементы соответствующей формы, например синусоидальной.
Наконец, настоящий вариант выполнения можно применять также для электровентиляторного агрегата с только одной турбиной. В этом альтернативном варианте выполнения охлаждающий воздушный поток обычно поступает по каналу, описанному в документах FR 2836730 и ЕР 0805276.
Согласно альтернативному варианту выполнения, для облегчения установки всего узла в держатель 40 двигателя наборы пластинок 60 и 62 монтируют на вставке, образующей независимую деталь. Эту вставку вводят в пространство между наружной стенкой 42 держателя 40 двигателя и втулкой 50 электродвигателя 16. Размеры вставки определяют таким образом, чтобы она идеально прилегала к наружной стенке 42 и к втулке 50, не оставляя при этом зазора.
Второй альтернативный вариант выполнения представлен на фиг.6 и 7. Согласно этому варианту выполнения, вставку 70 располагают в пространстве между наружной стенкой 42 держателя 40 двигателя и втулкой 50 электродвигателя 16. Эта вставка 70 содержит внутреннее кольцо 72 и наружное кольцо 74. Кольца 72 и 74 подгоняют таким образом, чтобы они идеально взаимодействовали с втулкой 50 и наружной стенкой 42, соответственно, и чтобы между этими элементами не оставалось зазора.
Для перекрывания оставшегося пространства внутреннее кольцо 72 и наружное кольцо 74 соединяют пластиной 76. Пластина имеет относительно небольшую толщину, в частности, менее 10 мм. В этих условиях пластину 76 можно сравнить с мембраной или с плоской деталью. Предпочтительно кольца 72 и 74 выполнены из жесткого пластика, в частности из полипропилена, тогда как пластина 76 выполнена из мягкого пластика, в частности из эластомера, например из СЭБС (стирол-этилен-бутен (или бутилен)-стирола), или из резины.
Взаимодействие жесткого и мягкого пластических материалов позволяет сохранять гибкость, необходимую для работы в условиях создаваемой электродвигателем 16 вибрации.
Наличие вставки 70 позволяет полностью закрыть пространство между наружной стенкой 42 держателя 40 двигателя и втулкой 50. Таким образом, через это пространство не может пройти воздушный поток, который проходит через электродвигатель 16, обеспечивая, таким образом, его охлаждение путем отвода тепла с вращающихся частей, находящихся внутри двигателя 16.
Согласно не показанному варианту выполнения, пластина 76 может быть установлена непосредственно между наружной стенкой 42 держателя 40 двигателя и втулкой 50.
Пример, представленный на фиг.4 и 5, содержит только одну пластину 76. Однако между кольцами 72 и 74 можно расположить и большее число пластин.
Наконец, настоящее изобретение можно применить в электровентиляторном агрегате, оборудованном только одной турбиной. В этом варианте выполнения охлаждающий воздушный поток обычно поступает по каналу, описанному в документах FR 2836730 и ЕР 0805276.
На фиг.8 и 9 показан третий вариант осуществления настоящего изобретения. В этом варианте конструкция упрощена. Так, пространство между наружной стенкой 42 держателя 40 двигателя и втулкой 50 заполнено объемной деталью 80, например блоком пеноматериала. Объемная деталь представляет собой элемент относительно большой толщины, в частности, превышающей 10 мм. Пеноматериал детали 80 является материалом с открытыми или закрытыми порами, следовательно, деталь 80 может сжиматься или расширяться, под воздействием вибраций двигателя 16.
В частности, деталь 80 можно выполнить из ЭПДМ (терполимера этилена, пропилена и диена, такого как гексадиен), из ПУ (полиуретана) или из ПЭ (полиэтилена).
В различных описанных выше примерах использованы средства перекрывания для создания дополнительного снижения напора в пространстве. Однако настоящее изобретение охватывает любые средства, геометрические формы и расположение которых обеспечивают такой же эффект.
Предпочтительно по меньшей мере одна из турбин 18А и 18В содержит барабан 19 с отверстиями 19А, образуя открытый барабан. Такая конструкция позволяет создавать разрежение, под воздействием которого воздух всасывается и проходит через двигатель, а удаляется через открытый барабан 19. Таким образом, циркуляция воздуха в двигателе облегчается, и его охлаждение улучшается.
В устройствах, использующих две турбины 18А и 18В, первая турбина 18А предпочтительно выполнена с закрытым барабаном, а вторая турбина 18В - с открытым барабаном.
Аналогично, чтобы облегчить циркуляцию воздуха в устройстве крепления, в него может быть встроена стенка улиты 22, направляющей воздух в электродвигатель. Например, стенка улиты 22 может быть выполнена в виде конусного кольца или в виде каналов L-образной формы. Такая геометрия раскрыта в документе EP 0805276.
Все описанные выше примеры не являются ограничивающими. Настоящее изобретение охватывает также комбинации различных вариантов выполнения.
Настоящее изобретение предпочтительно предназначено для использования в установках нагрева, вентиляции и/или кондиционирования автотранспортных средств, в которых устройство в соответствии с настоящим изобретением выполнено встроенным в панель приборов транспортного средства для обеспечения возможности управления различными параметрами установки нагрева, вентиляции и/или кондиционирования.
Разумеется, изобретение не ограничивается описанными выше вариантами выполнения, представлено исключительно в качестве примера и охватывает другие варианты выполнения, которые специалист может реализовать в объеме формулы изобретения.