CN100450804C - 汽车空调装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的汽车空调装置(1)包括用于供应空气的空气供应管(6)以及连通于空气供应管(6)用于将空气吹入汽车车厢内的通气口(40)。从通气口(40)吹出的空气的方向可调。空气供应管(6)包括分腔(14、16)用于降低流经空气供应管(6)的空气的流速从而分腔(14、16)内的速度降低的空气从通气口(40)吹出。
Description
技术领域
本发明涉及一种空调装置,特别是涉及一种汽车空调装置。
背景技术
基本上比普通客车长的运动多功能汽车(SUV)的日渐普及,导致在SUV中安装空调装置,用于向SUV的中央座席和后座席,即向第二和第三排座席,供应空气,例如冷气流。
例如,在日本专利申请JP2001-150944A和JP7-318102A中公开了这种空调装置。在日本专利申请JP2001-150944A中,空调装置具有用于供应空气的空气供应管;和空气供应管连通的通气口,用于将空气吹入汽车车厢内,从通气口流出的空气的方向可以调节。JP2001-150944A公开的汽车空调装置的通气口位于由管道面板形成的直的流动通道内。日本专利申请JP7-318102A公开了一种用于房屋或生活空间的顶棚的空调装置,其具有相对于管道的延伸方向横向设置并且毗邻于管道的壳体。在JP7-318102A的空调装置中,具有位于管道端部的带电机的中央风扇。
图4是这种空调装置的一种例子的透视图。如图4所示,空调装置50具有设置在汽车V的顶棚VC上的顶管52,用于供应空气,例如冷气流;以及四个设置在顶棚VC上的通风格54,用于和顶管52流通。从通风格54吹出的空气的方向可以调节。顶管52沿顶棚在中央座席和后座席之间从汽车的左面向右面延伸。图5是顶管52的仰视图。如图5所示,四个通风格54包括两个前通风格56和两个后通风格58。前通风格56和后通风格58包括右通风格56R、58R和左通风格56L、58L。如图4所示,由设置在汽车V的后部VB的空调机60调节的空气,例如冷气流,沿汽车V的侧部VS导向顶管52并流经顶管52。流经顶管的冷气流通过通风格56、58吹入汽车V的车厢VR。冷气流从前通风格56向前吹送,冷气流从后通风格58向后吹送。由于冷气流的吹送方向可以由通风格56、58调节,因此坐在中央座席和后座席上的乘客可以改变冷气流的方向以使其直接吹向他们自己的面部。
上述空调装置50具有的缺陷在于,当坐在中央座席和后座席上的乘客在装置50运行期间调节冷气流的方向时,从通风格56、58吹出的冷气流的流速和流量会变大或变小。例如,当从通风格56、58吹出的方向指向右面时,空气流速和流量将保持较大,因为由从左到右延伸的顶管52吹出的冷气流向右吹送而不会改变其流向。另一方面,当从通风格56、58吹出的方向指向左面时,空气流速和流量将较小,因为从左到右流经顶管52的冷气流的流向转向大约180度以使得冷气流向左吹送。因此,存在这样的问题,即坐在中央座席和后座席上的乘客不能同时调节冷气流的方向以及流速和流量。
另外,在上述空调装置50中,冷气流从前通风格56吹向坐在中央座席上的乘客的头部后面。由于更可取地是冷气流吹在面部,因此坐在配备有空调装置50的汽车的中央座席上的乘客不能获得满意的凉爽感觉。
另外,由于在上述空调装置50中顶管52沿汽车的横向从左到右延伸,因此从右通风格56R、58R吹出的冷气流的流速和流量趋向于比从左通风格56L、58L吹出的小。因而,乘客所接收到的冷气将根据他或她坐在中央座席和后座席的左侧还是右侧而不同。
发明内容
因此本发明的一个目的是提供一种空调装置,它可以减小当从通气口流出的空气方向变化时所提供空气的速度和流量的变化。
为了实现上述目的,本发明提供一种汽车空调装置,包括:一个用于供应空气的空气供应管;至少一个和空气供应管连通的通气口,用于将空气吹入汽车车厢内,从通气口流出的空气的方向可以调节,并且空气供应管包括流动通道和至少一个分腔,所述分腔相对于流动通道的延伸方向横向设置并且毗邻于流动通道,所述分腔包括前壁,用于将在流动通道内流动的空气引导到分腔内,所述前壁具有弯曲表面用于逐渐改变空气流方向从而减小被引导的空气的流速,并且所述通气口在所述分腔的形心后面的临界点处连通于分腔。
在这种空调装置中,空气通过空气供应管供应。流经空气供应管的空气流速在包含于空气供应管内的分腔中降低。这消除了分腔中的速度减小的空气的流动的方向性。当没有方向性的空气从通气口流出时,空气以均等的流速和流量吹送而与方向无关。因此,当气流或者空气的流向变化时它的速度和流量的变化很小。
在这种空调装置中,在空气供应管内流动的空气由前壁引导到分腔内并且被引导的空气的流向由分腔前壁的弯曲表面逐渐改变以使得其流速减小。这样,被引导到分腔内的空气的动能以很小的损耗转换为压能。发明人发现在位于分腔的形心后面有一个临界点,此处压能最大,即经由空气供应管从汽车的后面流向前面的空气流速的影响在此处最小。由于通气口在该临界点连通于分腔,因此没有方向性的空气从通气口流出从而当其方向变化时空气流速和流量的变化很小。
该至少一个分腔优选地是多个分腔,每个具有一个通气口。
在这种空调装置中,可以在每个座位上设置一个通气口,从而当空气方向变化时空气流速和流量的变化很小。
空气供应管、分腔和通气口优选地设置在汽车顶棚上。
这种空调装置具有空气能够吹向汽车中央座席和后座席并且能够有效利用汽车的有限空间的优点。
空气供应管优选地从汽车后面向前面横跨顶棚延伸。
空气供应管优选地包括设置在汽车后座席后面的顶棚上的腔室,空气从该腔室经由该流动通道流到该至少一个通气口,该腔室的竖直厚度大于流动通道的竖直厚度。
在这种空调装置中,由于腔室的竖直厚度大于流动通道的竖直厚度,其中空气从该腔室经由该流动通道流向通气口,因此空气供应管可以以稳定的压力从腔室向每个通气口供应空气,从而所有的通气口可以作的相同。
流动通道优选地包括一个第一部分和一个第二部分,经由该第一部分空气从腔室流向用于前侧座席的通气口,经由该第二部分空气从腔室流向用于后侧座席的通气口。
在这种空调装置中,空气经其从腔室流向用于前侧座席的通气口的第一部分和空气经其从腔室流向用于后侧座席的通气口的第二部分相互独立。
腔室的竖直厚度优选地是流动通道的竖直厚度的两倍或更多倍。
该至少一个通气口优选地是设置在每个前侧座席和后侧座席的前上方的多个通气口。
在这种空调装置中,由于所有的通气口位于座席的前上方,因此冷气流吹在坐在座席上的乘客的面部,从而可以向所有的乘客提供惬意的凉爽感觉。
附图说明
图1是本发明的空调装置的透视图;
图2是本发明的空调装置的顶管的侧视图;
图3是沿图2中的3-3线的仰视图;
图4是在先技术的空调装置的透视图;以及
图5是沿图4中的5-5线的仰视图。
具体实施方式
现在将参照附图说明本发明的一个实施例的空调装置。为了简化说明,将只说明冷气流从其流出的一个空调装置。
图1是本发明的一个实施例的空调装置的透视图。空调装置1具有设置在汽车V的后部VB的冷气流供应装置2,连接于供应装置2并且沿汽车V的后柱VP延伸到顶棚VC的柱管4,以及连接于柱管4并且沿汽车V的顶棚VC延伸的顶管6。
顶管6包括设置在后部VB并且沿汽车的宽度方向延伸的腔室8,相对于汽车从腔室8向前延伸的后部主流动通道10,连接于后部主通道10并且进一步向前延伸被分成两个部分的前部主流动通道12,毗邻于后部主通道10设置从而从此处被分开的两个后部分腔14,以及设置在前部主通道12的被分开的部分的两个终端附近的两个前部分腔16。两个后部分腔14和两个前部分腔16沿汽车的横向分隔开。
图2是顶管6的侧视图。如图2所示,顶管6的后部主通道10、前部主通道12、后部分腔14以及前部分腔16的竖直厚度h1小于腔室8的竖直厚度hp。腔室8的竖直厚度hp优选地是顶管6的竖直厚度h1的两倍或更多倍。
图3是顶管6的仰视图。后部主通道10连接于腔室8从而它们的沿汽车横向的长度,即它们的宽度相同。后部主通道10包括一个右部18和一个左部20,经由它们冷气流进入后部分腔14,以及一个中部22,经由它冷气流进入前部主通道12。前部主通道12的宽度比后部主通道10的宽度窄。前部主通道12在分叉部24处被分成一个左部和一个右部,它们向着前部分腔16延伸到左侧和右侧。这样,从腔室8流向前部分腔16的冷气流经过前部主通道12和后部主通道10的中部22,同时从腔室8流向后部分腔14的冷气流经过后部主通道10的右部18和左部20。因而这些冷气流相互独立。
每个后部分腔14包括一个前壁26,它将冷气流从后部主通道10的右部18或左部20引导到后部分腔14内,一个平滑连接于前壁26并且向后延伸的侧壁28,以及一个连接于侧壁28和后部主通道10的壁30的后壁32。这样,每个后部分腔14包括一个开34,冷气流经由该开口流动,一个毗邻开34的前部空间36以及一个位于前部空间36后面的后部空间38。
每个后部分腔14的前壁26具有一个弯曲部分用于逐渐改变流入后部分腔14的冷气流的流向。该弯曲部分例如是沿凹入的方向面向后部分腔14内部的弧形。开34和前部空间36的大小以及侧壁32的位置和形状使得方向被前壁26逐渐改变的冷气流的速度逐渐降低。后部空间38的大小和后壁32的形状使得减速的冷气流的速度被进一步降低。在该实施例中,后壁32被制成弧形。
前部分腔16的结构类似于后部分腔14的结构。但是,冷气流通过流经后部主通道10的右部18和左部20而进入后部分腔14,而冷气流通过流经后部主通道10的中间通道而进入前部分腔16。由于这种类似性,将不再详细说明前部分腔16。
四个圆形通气口40设置在汽车V的顶棚VC上,用于将冷气流吹入汽车的车厢VR内。这四个通气口40设置在中央座席和后座席,即第二排座席(前侧座席)和第三排座席(后侧座席)(未示出)的前上方。另外,每个通气口40在后部分腔14或前部分腔16的形心42后面的位置处连通于后部分腔14或前部分腔16。每个通气口40包括格栅片用于将从通气口40吹出的冷气流的方向在360度范围内改变为向前、向后、向左和向右。
在该实施例中,后部分腔14或前部分腔16的形心42是其重心。例如,每个后部分腔14包括一个由前壁26、侧壁28、后壁32以及连接前壁26的从前部主通道12开始的弯曲部分的起点和后壁32的从后部主通道10开始的弯曲部分的起点的直线L1封闭的区域,从而后部分腔的形心是该区域的重心。
现在将说明上述空调装置的运行。
从冷气流供应装置2供应的冷气流经由柱管4进入腔室8。然后,腔室8内的冷气流进入后部主通道10。由于后部主通道10连接于腔室8从而它们的宽度相同并且后部主通道10的竖直厚度h1小于腔室8的竖直厚度hp,因此腔室8内的冷气流在恒定的压力下进入后部主通道。
冷气流在后部主通道10内沿后部主通道10的宽度向前流动。冷气流的流速优选地较低,例如5米/秒。然后,流经后部主通道10的右部18和左部20的冷气流由后部分腔14的前壁26引导进入后部分腔14。流经后部主通道10的中部22的冷气流经由前部主通道12向前流动并随后在分叉部24处被分成左部气流和右部气流。这些气流由前部分腔16的前壁26引导进入前部分腔16。由于进入前部分腔16的冷气流和进入后部分腔14的冷气流之间的气流方式类似,因此将只说明进入前部分腔16的冷气流。
从前部主通道12流入每个前部分腔16的冷气流的流向由前部分腔16的前壁26的弯曲表面逐渐改变并且最终转向180度。由于冷气流的流向被逐渐改变,因此流入每个前部分腔16的冷气流的气流模式不会被扰乱。而且,方向改变的冷气流的流速在前部分腔16内逐渐降低。这样,冷气流的动能以很小的损耗转变为压能。然后,当速度降低的冷气流移动到前部分腔16的后部空间38时,它的流速进一步降低。前部分腔16的临界点位于形心42后面的位置。在该临界点,冷气流的压能由于其流速的降低而变成最大,因而经由前部主通道12从汽车V的后面向前流动的冷气流的流速的影响在该点处最小。在该临界点,冷气流没有方向性。
由于通气口40位于前部分腔16的形心42的后面,即位于冷气流没有方向性的临界点处,因此后部空间38和车厢VR之间的不同压力导致后部空间38内的冷气流从通气口40流到车厢VR内。当冷气流沿着由通气口40的格栅片44的方位所确定的方向流动时,冷气流的流速和流量不会根据冷气流的流动方向变化,因为后部空间38内的冷气流没有特定的流向。而且,当冷气流从通气口40吹出时,冷气流的压能可以有效地转换为动能。因此其流速为汽车乘客提供惬意的凉爽感觉,因为其动能以很小的损耗转变为压能。冷气流的流速例如是8米/秒。冷气流在任何方向上例如向后、向左和向右都以相同的速度从通气口40吹出。
后部分腔14内的冷气流的流动模式类似于如上所述有关前部分腔16的情况。而且,所有从通气口40吹出的冷气流的流动模式都类似。
在上述实施例中,经由后部主通道10或前部主通道12从后向前流动的冷气流的流速在分腔14、16内降低并且当冷气流呈现静压状态之后冷气流从通气口40吹出。这使得即使当从通气口40吹出的冷气流的方向在360度范围内在向前、向后、向左和向右之间改变时从通气口40吹出的冷气流的流速和流量也基本上相同,并且还使得当冷气流的流向改变时冷气流的流速和流量的变化最小。另外,由于分腔14、16的前壁26具有用于逐渐改变引入分腔14、16内的冷气流的流向的弯曲表面,因此冷气流的动能可以以很小的损耗转变为压能。这样,当冷气流从通气口40吹出时,其压能可以再次转换为动能从而再次转换的动能的大小基本上和原来的动能大小一样。这种效果可以确保从通气口吹出足够的冷气流的流速和流量。例如,当通气口40的方位向着坐在中央座席和后座席上的乘客的面部并且随后吹送冷气流时,吹在他们面部上的冷气流的量足以为乘客提供惬意的凉爽感觉。由于当流向在乘客的面部中央周围改变时冷气流的流速和流量不会改变,因此可以根据需要改变方向。
在上述的实施例中,由于设置有多个分腔14、16并且每个分腔14、16具有一个通气口40,因此从任何通气口40吹出的冷气流不会随着流向的改变而改变流速和流量。由于通气口40设置在第二排座席和第三排座席(前侧座席和后侧座席)的前上方,因此坐在这些座席上的乘客能够自由改变围绕他们面部的流向。
而且,由于从腔室8到前部分腔16的冷气流流经前部主通道12和后部主通道10的中部22,同时从腔室8到后部分腔14的冷气流流经后部主通道10的右部18和左部20,因此这些冷气流相互独立。前部主通道12和后部主通道10的竖直厚度h1小于腔室8的竖直厚度hp。这使得顶管6以稳定的压力从腔室8向每个通气口40供应空气,从而冷气流向所有通气口40的传送均匀。
以上说明了本发明的空调装置的一个实施例。但是,本发明不限于上述实施例,可以做出各种修改,例如下面的修改。
尽管上述说明只限于传送冷气流的情况,但是也可以供应经调节温湿度的空气和新鲜空气。
尽管上述实施例采用了圆形通气口,但是通气口可以具有任何各种各样的形状,例如矩形。在这种情况下,对应于上述实施例的分腔的后壁的部分可以具有平表面。
尽管上述实施例设置有四个通气口,但是通气口的数量可以多于或少于四个。
尽管在上述实施例中冷气流从后向前供应到每个分腔,但是也可以沿汽车横向供应。
Claims (8)
1.一种汽车空调装置(1),包括:
一个用于供应空气的空气供应管(6);
至少一个和空气供应管(6)连通的通气口(40),用于将空气吹入汽车车厢内,从通气口(40)流出的空气的方向可以调节,并且
空气供应管(6)包括流动通道(10、12)和至少一个分腔(14、16),所述分腔(14、16)相对于流动通道的延伸方向横向设置并且毗邻于流动通道,所述分腔(14、16)包括前壁(26),用于将在流动通道内流动的空气引导到分腔(14、16)内,所述前壁(26)具有弯曲表面用于逐渐改变空气流方向从而减小被引导的空气的流速,并且所述通气口(40)在所述分腔(14、16)的形心后面的临界点处连通于分腔(14、16)。
2.如权利要求1所述的空调装置,其特征在于,所述至少一个分腔是多个分腔(14、16),每个分腔具有一个通气口(40)。
3.如上述权利要求1或2所述的空调装置,其特征在于,所述空气供应管(6)、所述分腔(14、16)和所述通气口(40)设置在汽车顶棚上。
4.如权利要求3所述的空调装置,其特征在于,所述空气供应管(6)从汽车后面向前面横跨顶棚延伸。
5.如权利要求4所述的空调装置,其特征在于,所述空气供应管(6)包括设置在汽车后座席后面的顶棚上的腔室(8),空气从该腔室(8)经由流动通道(10、12)流到该至少一个通气口(40),该腔室(8)的竖直厚度大于流动通道的竖直厚度。
6.如权利要求5所述的空调装置,其特征在于,所述流动通道(10、12)包括一个第一部分和一个第二部分,经由该第一部分空气从腔室(8)流向用于前侧座席的至少一个通气口,经由该第二部分空气从腔室(8)流向用于后侧座席的通气口。
7.如权利要求5或6所述的空调装置,其特征在于,所述腔室(8)的竖直厚度是流动通道的竖直厚度的两倍或更多倍。
8.如权利要求3所述的空调装置,其特征在于,所述至少一个通气口(40)包括设置在每个前侧座席和后侧座席的前上方的多个通气口。
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