背景技术
一般来说,车用空调用于在加热或者冷却空气之后通过输送车辆的内部空气或者外部空气来冷却或加热车辆的内部。车用空调包括空调壳,在空调壳中具有蒸发器、加热器芯和空气模式转换门,其中,蒸发器用于冷却空气,加热器芯用于加热空气,空气模式转换门向车辆内部的各个部分选择性地吹送由蒸发器冷却的空气或者由加热器芯加热的空气。
根据吹风机单元、蒸发器单元和加热器芯单元的安装结构,将这样的车用空调分类成:三件式空调,其中,吹风机单元、蒸发器单元、加热器芯单元独立地设置;半集中式空调(semi-center type air conditioner),其中,蒸发器单元和加热器芯单元嵌入在空调壳中,吹风机单元单独地安装;集中安装式空调(center-mounting type air conditioner),其中,吹风机单元、蒸发器单元和加热器芯单元全部嵌入在空调壳中。
同时,消费者需要紧凑且小尺寸的空调以提高车辆的内部空间的利用效率,针对消费者的需求,通常主要使用蒸发器单元和加热器芯一体地形成在空调壳中的半集中式空调。
然而,近来,对吹风机单元、蒸发器单元和加热器芯单元彼此一体地安装的集中安装式空调的开发在逐渐增加。作为示例,图1示出了这样的集中安装式空调。
图1中示出的集中安装式空调1包括:蜗壳30,设置在集中安装式空调1的入口侧上,且在蜗壳30中具有离心式风扇31;空调壳10,设置在集中安装式空调1的出口侧上,且具有多个气流出口13;进气管20,接合到蜗壳30的侧部,且具有内部通气口21和外部通气口22,内部通气口21和外部通气口22用于选择性地引入内部空气或者外部空气;电机外壳35,接合到蜗壳30的另一侧部,且在电机外壳35中安装有用于驱动离心式风扇31的电机;蒸发器40和加热器芯50,安装在空调壳10的内部;至少一个温度控制门15,安装在空调壳10的内部,以通过调节绕开加热器芯50的冷空气和通过加热器芯50的暖空气之间的混合量来控制温度;多个模式门16,适于控制所述多个气流出口13的打开度。
因此,当启动离心式风扇31时,通过进气管20吸入内部空气或者外部空气,被吸入的空气沿着离心式风扇31的径向被排放并沿着蜗壳30运动,然后被吹送到空调壳10的内部。
被吹送到空调壳10的内部的空气在通过蒸发器40的同时被冷却,之后,通过温度控制门15使部分空气以冷却状态绕开加热器芯50,而其他空气通过加热器芯50,从而被转换成暖空气。之后,冷空气和暖空气在混合区域混合,然后通过气流出口13被排放到车辆的内部,从而可适当地控制车辆的内部温度。
这样的集中安装式空调1被分成用于RHD(右座驾驶)的空调和用于LHD(左座驾驶)的空调。换句话说,朝着乘员座椅布置接合到蜗壳30的一侧的进气管20朝着在没有方向盘或者踏板的干扰的乘员座椅位置排布。
如上所述,对于RHD的情况,进气管20被设计成接合到蜗壳30的左边(沿着乘员座椅的方向),而对于LHD的情况,进气管20被设计成接合到蜗壳30的右边(沿着乘员座椅的方向)。
然而,传统的集中安装式空调1具有这样的问题:由于双开发增加了投资成本、开发费用和开发时间周期,这是因为集中安装式空调要在RHD和LHD中通用是困难的,必须分开地开发用于RHD的空调和用于LHD的空调。
具体实施方式
现在,将参照附图详细描述本发明的优选实施例。
根据本发明的车用空调100包括空调壳110、蜗壳120、连接盖130、进气管150、离心式风扇145、电机外壳140以及安装在空调壳110的内部空气通道上的蒸发器101和加热器芯102。
在空调壳110的一侧形成有入口111,在空调壳110的另一侧形成有多个出口。在这种情况下,空调壳110的入口111与蜗壳120的排放部分122连接,所述多个出口被分成:除霜通风口112a,用于朝着车辆的前窗排放空气;面部通风口112b,用于朝着乘员的面部排放空气;地板通风口112c和112d,用于朝着乘员的足部排放空气。
地板通风口112c和112d被分成:前排座椅地板通风口112c,用于朝着坐在前排座椅上的乘员的足部排放空气;后排座椅地板通风口112d,用于朝着坐在后排座椅上的乘员的足部排放空气。
此外,通过模式门113控制通风口112a、112b、112c和112d的打开度。
此外,蒸发器101和加热器芯102以彼此隔开预定间隔这样的方式安装在空调壳110的入口111和所述多个出口之间的空气通道上。
此外,温度控制门114安装在蒸发器101和加热器芯102之间,以控制绕开加热器芯102的冷空气和通过加热器芯102的暖空气之间的混合量。
同时,温度控制门114和模式门113与安装在空调壳110的外表面上的致动器直接连接,或者通过由致动器(或者电线(wire))致动的驱动装置105(例如,凸轮或者杠杆)致动。
此外,蜗壳120包括涡旋部分121和排放部分122,并且蜗壳120连接到空调壳110的入口111。
离心式风扇145可旋转地安装在蜗壳120的涡旋部分121的内部,涡旋式气流通道以逐渐膨胀的形式形成在离心式风扇145的圆周上,从而使从离心式风扇145沿着径向吹送的空气按涡流形式运动到排放部分122。
同时,离心式风扇145具有多个竖直的翅片145b,所述多个竖直的翅片145b沿着圆周方向布置在沿径向与旋转中心隔开预定间隔的位置,所述多个竖直的翅片145b通过毂145a与安装在电机外壳140内部的电机的旋转轴连接,通过带145c将竖直的翅片145b的端部彼此连接。
此外,蜗壳120的排放部分122从涡旋部分121逐渐膨胀,并将沿着形成在涡旋部分121内部的气流通道运动的空气排放到空调壳110的入口111。
在这种情况下,排放部分122从涡旋部分121的涡旋形式结束的点沿着切线方向延伸,逐渐膨胀的排放部分122与空调壳110的入口111连接。
此外,连接盖130沿着离心式风扇145的轴向结合到蜗壳120的一侧,以使进气管150和蜗壳120彼此连接,其中具有电机的电机外壳140结合到蜗壳120的另一侧,以使离心式风扇145旋转。
即,连接盖130的一个端部结合到蜗壳120的一侧,连接盖130的另一端部结合到进气管150。
同时,蜗壳120具有通孔125a和125b,通孔125a和125b分别形成在蜗壳120的两侧上,且与离心式风扇145的旋转轴同轴。
此外,蜗壳120具有沿着离心式风扇145的轴向形成在通孔125a和125b(形成在蜗壳120的两侧上)的外圆周表面上的结合部分123a和123b,以使连接盖130和电机外壳140可选择性地结合到蜗壳120。
在这种情况下,优选的是,结合部分123a和123b从蜗壳120的两侧突出,且突出长度相同。
另外,结合到蜗壳120的连接盖130包括:入口环131,形成在连接盖130的一个端部上,以将通过进气管150引入的内部空气或者外部空气引导到离心式风扇145的内部;双环132,形成在入口环131的圆周上,并与蜗壳120的结合部分123a结合,以防止将从离心式风扇145沿着径向吹送的空气再引入到离心式风扇145。
入口环131从连接盖130的内周表面沿着朝向离心式风扇145内部的方向以具有预定半径的曲线形式延伸。
双环132双重地形成在入口环131的圆周上且隔开预定的间隔,且在双环132的端部形成有结合凹槽133,以使结合部分123a的端部可被插入并接合到结合凹槽133。
如上所述,连接盖130的入口环131和双环132在彼此沿径向隔开预定间隔的状态下围绕离心式风扇145的前端部的内侧和外侧。
换句话说,彼此隔开预定间隔的入口环131和双环132围绕形成在竖直的翅片145b的端部的带145c的内侧和外侧。
因此,当离心式风扇145旋转时,双环132防止沿着离心式风扇145的径向被吹送的空气被再引入到离心式风扇145中,因此,双环132还可防止噪声,该噪声可由于被再引入到离心式风扇145中的空气与通过入口环131引入到离心式风扇145中的空气之间的碰撞而产生。
此外,形成在连接盖130的一个端部上的入口环131和双环132形成为圆形形状,形成在连接盖130的另一端部上用于在进气管150和连接盖130之间结合的进气管结合部分135形成为非圆形形状。
在这种情况下,形成为圆形形状的入口环131和双环132的圆心(C1)和形成为非圆形形状的进气管结合部分135的中心(C2)形成偏心。
同时,连接盖130具有多个突起136,所述多个突起136形成在连接盖130的外圆周表面上,用于与蜗壳120螺钉结合。
此外,电机外壳140包括:电机,安装在电机外壳140中,用于使离心式风扇145旋转;结合凹槽143,形成在电机外壳140的圆周上,并与形成在蜗壳120的另一侧上的结合部分123b结合。
如上所述,当形成在电机外壳140的另一侧上的结合凹槽143结合到蜗壳120的结合部分123b时,形成在结合部分123b内部的打孔部分被位于蜗壳120的另一侧的电机外壳140关闭。
此外,蜗壳120还包括分别形成在蜗壳120的两侧的气孔124a和124b,以取出在蜗壳120内部流动的部分空气来冷却安装在电机外壳140内部的电机。
气孔124a和124b彼此对称地形成在蜗壳120的排放部分122的两侧。
在这种情况下,因为蜗壳120的排放部分122沿着空气排放方向逐渐膨胀,所以气孔124a和124b形成在与排放部分122的逐渐膨胀侧的表面相同的表面上,即,形成在所述表面上的与逐渐膨胀的排放部分122的两侧的高度相同的高度处。
此外,气孔124a和124b以尽可能地接近逐渐膨胀的排放部分122的前端(气流方向的上游侧)的方式形成为靠近涡旋部分121和排放部分122之间的边界。
如前所述,由于气孔124a和124b形成在蜗壳120内侧的位置,以使对通过离心式风扇145的旋转而产生的排放压力的阻碍最小化,且气孔124a和124b还形成在与逐渐膨胀的排放部分122的两侧的高度相同的高度处,所以可使从蜗壳120排放的空气的阻力最小化,从而减少空气量(air volume)的损失。
另外,为了空调在LHD(左座驾驶)和RHD(右座驾驶)中通用,连接盖130包括阻挡部分134,阻挡部分134适于关闭形成在蜗壳120的两侧的气孔124a和124b中的一个气孔124a。
在这种情况下,阻挡部分134以台阶的形式形成在连接盖130的端部。即,因为连接盖130的一个端部接合到蜗壳120的涡旋部分121的侧部,且气孔124a和124b形成在与从涡旋部分121逐渐膨胀的排放部分122的两侧相同的高度处,所以用于关闭气孔124a或者124b的阻挡部分134也对应于气孔124a或者124b的高度以台阶的形式形成在连接盖130的端部。
如上所述,由于结合到蜗壳120的两侧的连接盖130和电机外壳140的位置根据车辆的种类(即,根据LHD或者RHD)而改变,因此,在形成在蜗壳120的两侧的两个气孔124a和124b中,仅有靠近电机外壳140的气孔124b打开,而靠近连接盖130的气孔124a被阻挡部分134关闭。
同时,电机外壳140具有连通部分141,用于将气孔124b(气孔124b为形成在蜗壳120的两侧的气孔124a和124b中的一个气孔)的内部与电机外壳140的内部彼此连通。
因此,从蜗壳120排放的部分空气通过气孔124b流出,然后通过连通部分141被供应到电机外壳140的内部,从而冷却安装在电机外壳140内部的电机。
此外,蜗壳120的气孔124a和124b、连接盖130的阻挡部分134、电机外壳140的连通部分141的入口形成在一条直线上。
这里,为了转换位于蜗壳120的两侧上的连接盖130和电机外壳140的位置,优选的是,从电机外壳140的端部到连通部分141的入口的长度(L1)和从连接盖130的端部到阻挡部分134的长度(L2)彼此相等,长度(L1)和长度(L2)关于蜗壳120的两侧彼此相对。
如上所述,由于在蜗壳120的两侧上形成有结合部分123a和123b以及气孔124a和124b,在连接盖130的一个端部具有彼此一体地形成的入口环131和双环132,且连接盖130具有用于关闭气孔124a和124b中的一个气孔的阻挡部分134,因此除了进气管150之外的所有部件均可以在RHD和LHD中通用,所以本发明可减少投资成本、开发费用和开发时间周期。
同时,进气管150接合到连接盖130的进气管结合部分135,并且进气管150包括:内部通气口151和外部通气口152,形成在进气管150的一侧,以将内部空气或者外部空气引入到进气管150中;内部空气和外部空气转换门153,可旋转地安装在进气管150中,以打开和关闭内部通气口151和外部通气口152。
在下文中,将描述根据本发明的车用空调的作用。
首先,将描述连接盖130、电机外壳140和进气管150的装配过程。
连接盖130和电机外壳140分别通过形成在连接盖130的外圆周表面上的突起136和形成在电机外壳140的外圆周表面上的突起142而螺钉结合到蜗壳120的两侧。在这种情况下,形成在连接盖130的双环132上的结合凹槽133被插入并接合到形成在蜗壳120的一侧上的结合部分123a,形成在电机外壳140上的结合凹槽143被插入并接合到形成在蜗壳120的另一侧上的结合部分123b。
如前所述,当连接盖130和电机外壳140结合到蜗壳120的两侧时,连接盖130的阻挡部分134关闭形成在蜗壳120的两侧上的两个气孔124a和124b中的一个气孔124a,形成在电机外壳140中的连通部分141以与另一个气孔124b连通这样的方式被接合。
此外,进气管150结合到连接盖130的进气管结合部分135。
此外,因为根据LHD或者RHD,必须相对于空调壳110沿着方向盘的相反方向布置进气管150,所以仅仅通过交换接合到蜗壳120的两侧的连接盖130和电机外壳140的位置,就可以使根据本发明的车用空调对于LHD和RHD通用。
在这种情况下,因为蜗壳120的气孔124a和124b、连接盖130的阻挡部分134以及电机外壳140的连通部分141的入口位于一条直线上,所以即使连接盖130和电机外壳140的位置交换,也可以使根据本发明的车用空调对于LHD和RHD通用。
当然,接合到连接盖130的进气管150必须根据LHD或者RHD而不同地制造,这是因为进气管150不能通用。
如上所述,车用空调中除了进气管150之外的所有部件均可通用。
在下文中,将描述根据本发明的车用空调的空气流动过程。
当离心式风扇145通过电机而旋转时,通过离心式风扇145的旋转而在离心式风扇145的内部形成低压,因此,由内部空气和外部空气转换门153通过内部通气口151和外部通气口152将内部空气或者外部空气吸入到进气管150中。沿着连接盖130的入口环131将被吸入的空气引导到离心式风扇145的内部,然后沿着离心式风扇145的径向吹送空气。
接下来,沿着离心式风扇145的径向吹送的空气在以涡旋形式沿着蜗壳120的内部运动的同时被吹送到空调壳110的内部。
在这种情况下,通过与电机外壳140的连通部分141连接的气孔124b取出在沿着蜗壳120的内部运动的同时被吹送到空调壳110的内部的部分空气,并将所述部分空气供应到电机外壳140的内部,以冷却电机外壳140的电机。
接下来,根据冷却模式和加热模式使被吹送到空调壳110的内部的空气在通过蒸发器101的同时被选择性地冷却。之后,利用温度控制门114通过使空气绕开加热器芯102而使空气以冷空气状态流动,或者空气通过流经加热器芯102而以暖空气状态流动。
根据各种空调模式(除霜模式、面部模式、地板模式、混合模式、双级模式等),通过由模式门113选择性地打开的通风口(112a、112b、112c和112d)将被转换成暖空气或者冷空气的空气排放到车辆的内部,从而可冷却或加热车辆的内部。