CN102438847B - 吸气器及使用了该吸气器的车辆用空调装置 - Google Patents

吸气器及使用了该吸气器的车辆用空调装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种能够增加二次空气的吸引量并提高性能的吸气器及使用了该吸气器的车辆用空调装置。该吸气器具备：吸引二次空气的喷嘴(15)；在该喷嘴(15)的外周形成涡旋形状的空气流路(16)的主体部(17)；沿切线方向与该空气流路(16)连通的一次空气流入路(18)；与主体部(17)的敞开端侧连接且喷嘴(15)的前端部配置在其喉部位置的扩散器，其中，与涡旋形状的空气流路(16)连通的一次空气流入路(18)的内壁(18A)比喷嘴(15)的中心向外侧偏离配置，从一次空气流入路(18)取入的一次空气从一个方向流入涡旋形状的空气流路(16)内。

Description

吸气器及使用了该吸气器的车辆用空调装置
技术领域
本发明涉及适合适用于车辆用空调装置的吸气器及使用了该吸气器的车辆用空调装置。 
背景技术
在车辆用空调装置中，为了将车室内空气向检测车室内温度的温度传感器的设置部引导，使用利用流体并通过文丘里效应而形成减压状态的吸气器(Aspirator)。吸气器通常具备：将作为车室内空气的二次空气向车室内温度传感器的设置部吸引的喷嘴；在该喷嘴的外周以包围该喷嘴的方式形成空气流路的主体部；与该主体部的空气流路连通，且使空气流的一部分从空调单元侧流入的一次空气流入路；与主体部的敞开端侧连接，且喷嘴的前端在其喉部附近开口的扩散器。 
作为这样的吸气器，提供有使吸引二次空气的喷嘴的轴心与扩散器的喉部中的一次空气的风速分布的最大风速部一致来增加二次空气的吸引量的吸气器(参照专利文献1)或如下这样的吸气器等，即，该吸气器形成为一次空气流入路的中心线相对于主体部的中心轴偏心配置的结构，通过使一次空气在主体内形成回旋流来增大扩散器的喉部处的风速，从而使二次空气的吸引量增加(参照专利文献2)。 
【专利文献1】 
日本特开平5-155227号公报(参照图1) 
【专利文献2】 
日本特开2005-280433号公报(参照图3) 
然而，专利文献1所提出的吸气器通过使吸引二次空气的喷嘴的轴心位于扩散器的喉部处的一次空气的风速分布成为最大的位置，从而只不过实现吸气器的性能提高，没有使一次空气的扩散器的喉部处的风速增大。因此，性能提高存在界限。 
另一方面，专利文献2所示的吸气器通过对一次空气赋予回旋流，能够增大扩散器的喉部处的风速，从而使二次空气的吸引量相应地增加。但是，在仅使一次空气流入路的中心线相对于主体部的中心轴偏心配置的情况下，从一次空气流入路取入到主体内的一次空气从左右流入在喷嘴的周围形成的圆筒状的空气流路，因此在中途相撞。因此，无法充分地赋予回旋流，存在其效果减半这样的问题。尤其在右转向盘车及左转向盘车中共用吸气器的情况下，由于产生一次空气的流入方向不同，因此存在空气流路中的逆流变得显著的倾向。 
发明内容
本发明鉴于这样的情况而提出，其目的在于提供一种能够增加二次空气的吸引量并提高性能的吸气器及使用了该吸气器的车辆用空调装置。 
为了解决上述的问题，本发明的吸气器及使用了该吸气器的车辆用空调装置采用以下的结构。 
即，本发明的一方式涉及的吸气器具备：喷嘴，其吸引二次空气；主体部，其以包围该喷嘴的外周的方式设置，且在其周围形成涡旋形状的空气流路；一次空气流入路，其沿切线方向与该涡旋形状的空气流路连通；扩散器，其与所述主体部的敞开端侧连接，且所述喷嘴的前端部配置在其喉部位置，其中，与所述涡旋形状的空气流路连通的所述一次空气流入路的内壁比所述喷嘴的中心向外侧偏离配置，从所述一次空气流入路取入的一次空气从一个方向流入到所述涡旋形状的空气流路内。 
根据上述方式，由于沿切线方向与在喷嘴的外周形成的涡旋形状的空气流路连通的一次空气流入路的内壁比吸引二次空气的喷嘴的中心向外侧偏离配置，且从一次空气流入路取入的一次空气从一个方向流入到涡旋形状的空气流路内，因此从一次空气流入路取入到主体部内的一次空气流被喷嘴的外周面向一个方向引导，沿着涡旋形状的空气流路而成为回旋流，并从主体部的敞开端侧向扩散器的喉部流入，从而通过该喉部处的文丘里效应经由喷嘴来吸引二次空气。经过该喉部后的一次空气沿着扩散器的内表面流动，被减压而向外部流出。由此，使经过涡旋形状的空气流路而向扩散器的喉部流入的一次空气的流速增大，使喉部处的文丘里效应提 高，从而能够增加二次空气的吸引量，进而能够提高吸气器的性能。 
本发明的吸气器在上述吸气器的基础上，可以构成为，在所述主体部设有从所述一次空气流入路的内壁延长到所述喷嘴的外周面且对所述涡旋形状的空气流路进行分隔的肋。 
根据上述方式，由于在主体部设有从一次空气流入路的内壁延长到喷嘴的外周面且对涡旋形状的空气流路进行分隔的肋，因此能够将从一次空气流入路取入到主体部中的一次空气流经由肋全部向一个方向引导，从而能够阻止涡旋形状的空气流路内的一次空气的逆流。因此，在涡旋形状的空气流路内空气流彼此不会相撞，能够对一次空气可靠地赋予一个方向的回旋流，并使其流速增大，从而使扩散器中的文丘里效应提高，进而能够提高吸气器的性能。另外，还能够抑制将吸气器共用于右转向盘车及左转向盘车的情况下的来自一次空气流入路的空气流入方向的不同引起的性能差的产生。 
本发明的吸气器在上述任一种吸气器的基础上，可以构成为，所述扩散器的喉部中，形成该喉部的曲面的半径至少为4.5mm以上。 
根据上述方式，由于形成扩散器的喉部的曲面的半径至少为4.5mm以上，因此由图6所示的CFD分析结果可知，被吸引到温度传感器的设置部处的二次空气流的风速大幅上升，从而能够增加其风量。由此，能够相对于传感器设置部吸引足够量的空气并使该空气相对于传感器设置部流通，从而能够提高传感器检测的温度检测精度。 
本发明的吸气器在上述任一种吸气器的基础上，可以构成为，所述扩散器的喉部中，所述喷嘴的前端部与形成所述喉部的曲面的半径的R停止位置之间的轴线方向尺寸的合计值即轴线方向长度为4～6mm。 
根据上述方式，由于配置有喷嘴的前端部的扩散器的喉部处的喷嘴的前端部与形成喉部的曲面的半径的R停止位置之间的轴线方向尺寸的合计值即轴线方向长度为4～6mm，因此由图7所示的CFD分析结果可知，被吸引到温度传感器的设置部处的二次空气流的风速大幅上升，从而能够增加其风量。由此，能够相对于传感器设置部吸引足够量的空气并使该空气相对于传感器设置部流通，从而能够提高传感器检测的温度检测精度。 
本发明的一方式涉及的车辆用空调装置经由吸气器将车室内空气吸引到车室内温度传感器的设置部，并基于由该车室内温度传感器检测出的车室内温度对车室内进行调温，其中，所述吸气器为上述任一种吸气器，在该吸气器的所述喷嘴连接有经过所述车室内温度传感器的设置部吸引车室内空气的空气配管，并且所述一次空气流入路与空调单元侧的空气流路连通
根据上述方式，相对于车室内温度传感器的设置部吸引车室内空气的吸气器为上述的任一种吸气器，在该吸气器的喷嘴连接有经过车室内温度传感器的设置部而吸引车室内空气的空气配管，并且一次空气流入路与空调单元侧的空气流路连通，因此伴随吸气器的性能的提高而使被吸引到车室内温度传感器的设置部处的车室内空气(二次空气)的风量增加，从而能够提高车室内空气的温度检测精度。因此，能够提高空调装置所进行的调温的控制性及响应性。 
【发明效果】 
根据本发明的吸气器，从一次空气流入路取入到主体部内的一次空气流被喷嘴的外周面向一个方向引导，沿着涡旋形状的空气流路而成为回旋流，并从主体部的敞开端侧向扩散器的喉部流入，从而通过该喉部处的文丘里效应经由喷嘴来吸引二次空气。经过该喉部后的一次空气沿着扩散器的内表面流动，被减压而向外部流出，因此使经过涡旋形状的空气流路而向扩散器的喉部流入的一次空气的流速增大，从而使喉部处的文丘里效应提高，进而能够增加二次空气的吸引量，因此，能够提高吸气器的性能。 
根据本发明的车辆用空调装置，伴随吸气器的性能的提高而使被吸引到车室内温度传感器的设置部处的车室内空气(二次空气)的风量增加，从而能够提高车室内空气的温度检测精度，因此能够提高空调装置所进行的调温的控制性及响应性。 
附图说明
图1是适用了本发明的一实施方式涉及的吸气器的车辆用空调装置的简要结构图。 
图2是本发明的一实施方式涉及的吸气器的纵向剖视图。 
图3是图2所示的吸气器的左侧视图。 
图4是图2所示的吸气器的a-a剖视图。 
图5是图2所示的吸气器的扩散器部分的放大剖视图。 
图6是图2所示的吸气器的喉部的半径与传感器设置部分处的风速的关系的CFD的分析图。 
图7是图2所示的吸气器的喉部的轴线方向长度与传感器设置部分处的风速的关系的CFD的分析图。 
具体实施方式
以下，参照图1至图7，对本发明的一实施方式进行说明。 
图1中示出车辆用空调装置的简要结构图。 
车辆用空调装置1具备将经由内外气体切换挡板2而导入的车外空气(外部气体)或车室内空气(内部气体)向空调单元(HVAC单元；Heating Ventilation and Air Conditioning Unit)4压力输送的鼓风机单元3。 
空调单元(HVAC单元)4形成为在由单元壳体5形成的空气流路6内配设有蒸发器7、加热器芯8及空气混合挡板9等的结构，其使从鼓风机单元3输送来的空气向蒸发器7及加热器芯8流通而对其进行调温，并将该调温风选择地从设置在单元壳体5的下游侧的除霜吹出口、面部吹出口及脚部吹出口等向车室内吹出，从而将车室内控制为设定温度。 
为了将车室内调温成设定温度，需要高精度地检测车室内的温度，因此，需要使车室内空气相对于设置有车室内温度传感器10的仪表板11的传感器设置部12充分流通。在此，使用利用流体并通过文丘里效应来形成减压状态的吸气器(Aspirator)13。该吸气器13设置在空调单元4侧的适当部位，将在空气流路6内流通的空气的一部分取入，并将其作为一次空气而通过文丘里效应形成减压状态，从而将车室内空气作为二次空气而从传感器设置部12通过空气配管14进行吸引，使车室内空气向传感器设置部12流通。 
接着，利用图2至图5，对吸气器13的结构进行详细地说明。 
将车室内空气作为二次空气而进行吸引的喷嘴15在一端设有空气配管14(参照图1)的连接部15A，该喷嘴15形成为从该连接部15A朝向另一端的喷嘴前端部15B而外径逐渐变细的筒型形状。以包围该喷嘴15 的外周的方式形成涡旋形状的空气流路16的主体部17与喷嘴15一体成形。在该主体部17上一体地设有沿切线方向与涡旋形状的空气流路16连通的一次空气流入路18。 
一次空气流入路18以相对于喷嘴15的中心轴线L正交的方式形成为T型配置，其内壁18A以比喷嘴15的中心轴线L向外侧偏离几毫米左右(例如，2～3mm左右)的状态配置。在主体部17一体地设有从一次空气流入路18的内壁18A延长到喷嘴15的外周面且对涡旋形状的空气流路16进行分隔的肋19。 
在主体部17的敞开端侧连接有扩散器20。扩散器20具备通过曲面而缩小内径的喉部20A，该喉部20A与喷嘴15的前端部15B开口的部位对应，从该喉部20A到前端形成为内径呈锥状地逐渐扩大的形状。如图5所示，该扩散器20的喉部20A由半径为R的曲面形成，该半径R为4.5mm以上。 
喷嘴15的前端部15B配置在由扩散器20的半径R的曲面形成的喉部20A的轴线方向长度的范围内。该喉部20A的轴线方向长度可以由喷嘴15的前端部15B与半径R的曲面的R停止位置R1、R2之间的轴线方向尺寸A、B的合计值A+B表示，在本实施方式中，该长度A+B设定为4～6mm，优选设定为4.5mm。 
通过以上说明的结构，根据本实施方式，起到以下的作用效果。 
当车辆用空调装置1开始运转而驱动鼓风机单元3旋转时，经由内外气体切换挡板2将外部气体或内部气体中的任一方导入车辆用空调装置1。该空气被从鼓风机单元3向下游侧的空调单元(HVAC单元)4压力输送，并经由蒸发器7、加热器芯8及空气混合挡板9等而调温成设定温度，之后被向车室内吹出。由此，将车室内调温成设定温度。 
车辆用空调装置1进行控制，以使车室内成为设定温度，但为了提高其控制性及响应性，不仅要提高车辆用空调装置1的性能，还必须高精度地检测车室内温度。车室内温度由在仪表板11的传感器设置部12设置的车室内温度传感器10检测，为了提高其检测精度，需要使足够量的车室内空气相对于传感器设置部12流通。 
为了从车室内向传感器设置部12吸引空气，使空气流通，而使用吸 气器13。从空调单元4的空气流路6经由一次空气流入路18将空气流的一部分作为一次空气而取入到吸气器13中。该吸气器13形成为如下这样的结构，即，一次空气流入路18的内壁18A比吸引二次空气的喷嘴15的中心向外侧偏离配置，其中，该一次空气流入路18沿切线方向与通过主体部17在喷嘴15的外周形成的涡旋形状的空气流路16连通，从而使从一次空气流入路18取入的一次空气从一个方向流入到涡旋形状的空气流路16内。 
因此，从一次空气流入路18取入到主体部17内的一次空气流被喷嘴15的外周面向一个方向引导，沿着涡旋形状的空气流路16而成为回旋流，并从主体部17的敞开端侧向扩散器20的喉部20A流入，从而通过该喉部20A处的文丘里效应经由喷嘴15来吸引二次空气。经过该喉部20A后的一次空气沿着扩散器20的内表面流动，被减压而向外部流出。由此，使经过涡旋形状的空气流路16而向扩散器20的喉部20A流入的一次空气的流速增大，使喉部20A处的文丘里效应提高，从而能够增加二次空气的吸引量。 
其结果是，从设置有车室内温度传感器10的传感器设置部12经由空气配管14吸引的车室内空气(二次空气)的风量增加，从而能够使在车室内温度传感器10的周围流通的车室内空气增加，进而能够提高车室内温度的检测精度。由此，能够提高车辆用空调装置1所进行的调温的控制性及响应性。 
尤其是在本实施方式的吸气器13中，由于在主体部17内设有从一次空气流入路18的内壁18A延长到喷嘴15的外周面且对涡旋形状的空气流路16进行分隔的肋19，因此能够将从一次空气流入路18取入到主体部17中的一次空气流经由肋19全部向一个方向引导。由此，能够阻止涡旋形状的空气流路16内的一次空气的逆流，从而防止空气流路16内的空气流彼此的相撞。 
因此，能够对一次空气可靠地赋予一个方向的回旋流，并使其流速增大，从而能够提高扩散器20的文丘里效应，使吸气器13的性能进一步提高。由于能够通过上述肋19将一次空气流全部向一个方向引导，因此在将吸气器13共用于右转向盘车及左转向盘车的情况下，能够抑制因来自 一次空气流入路18的空气流入方向的不同而产生性能差的情况。 
在上述吸气器13中，由于形成扩散器20的喉部20A的曲面的半径R至少为4.5mm以上，因此由图6所示的CFD(Computational Fluid Dynamics)分析结果可知，被吸引到车室内温度传感器10的设置部12处的二次空气流的风速大幅上升至0.9～1.0m/s(CFD结果)，从而能够增加其风量。因此，由此也能够相对于传感器设置部12吸引足够量的空气并使该空气相对于传感器设置部12流通，从而能够提高车室内温度传感器10检测的车室内空气(二次空气)的温度检测精度。 
同样，由于将配置有喷嘴15的前端部15B的扩散器20的喉部20A处的喷嘴15的前端部15B与形成喉部20A的曲面的半径R的R停止位置R1、R2之间的轴线方向尺寸A、B的合计值(A+B)即轴线方向长度设定为4～6mm，因此由图7所示的CFD分析结果可知，被吸引到车室内温度传感器10的设置部12处的二次空气流的风速大幅上升至0.95～1.05m/s(CFD结果)，从而能够增加其风量。因此，由此也能够相对于传感器设置部12吸引足够量的空气并使该空气相对于传感器设置部12流通，从而能够提高车室内温度传感器10检测的车室内空气(二次空气)的温度检测精度。 
本发明没有限定为上述实施方式涉及的发明，在不脱离其主旨的范围内能够进行适当变形。例如，在上述实施方式中，对在空调单元4中将吸气器13设置在蒸发器7的上游侧的例子进行了说明，但只要是能够使空气始终流通的位置即可，可以为任意位置。车室内温度传感器10的设置位置也没有限定为上述实施方式的位置。 
在上述吸气器13中，对将喷嘴15、主体部17及一次空气流入路18一体设置的例子进行了说明，但喷嘴15、主体部17、一次空气流入路18及扩散器20也可以分别通过适当的组合而一体构成，或者还可以不同体构成。 
符号说明： 
1车辆用空调装置 
4空调单元 
10车室内温度传感器 
12传感器设置部 
13吸气器 
14空气配管 
15喷嘴 
15B喷嘴前端部 
16涡旋形状的空气流路 
17主体部 
18一次空气流入路 
18A一次空气流入路的内壁 
19肋 
20扩散器 
20A喉部 
L喷嘴的中心轴线 
R喉部的曲面的半径 
R1、R2R停止位置 
A、B喷嘴前端部与R停止位置之间的轴线方向尺寸 

Claims (4)

1.一种吸气器，其具备：
喷嘴，其吸引二次空气；
主体部，其以包围该喷嘴的外周的方式设置，且在其周围形成涡旋形状的空气流路；
一次空气流入路，其沿切线方向与该涡旋形状的空气流路连通；
扩散器，其与所述主体部的敞开端侧连接，且所述喷嘴的前端部配置在其喉部位置，
与所述涡旋形状的空气流路连通的所述一次空气流入路的内壁比所述喷嘴的中心向外侧偏离配置，从所述一次空气流入路取入的一次空气从一个方向流入所述涡旋形状的空气流路内，
在所述主体部设有从所述一次空气流入路的内壁延长到所述喷嘴的外周面且对所述涡旋形状的空气流路进行分隔的肋。
2.根据权利要求1所述的吸气器，其中，
所述扩散器的喉部中，形成该喉部的曲面的半径至少为4.5mm以上。
3.根据权利要求1所述的吸气器，其中，
所述扩散器的喉部中，所述喷嘴的前端部与形成所述喉部的曲面的半径的R停止位置之问的轴线方向尺寸的合计值即轴线方向长度为4～6mm。
4.一种车辆用空调装置，其经由吸气器将车室内空气吸引到车室内温度传感器的设置部，并基于由该车室内温度传感器检测出的车室内温度对车室内进行调温，其中，
所述吸气器为权利要求1所述的吸气器，在该吸气器的所述喷嘴连接有经过所述车室内温度传感器的设置部而吸引车室内空气的空气配管，并且所述一次空气流入路与空调单元侧的空气流路连通。
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