CN103287240A - 用于机动车辆的空调系统 - Google Patents

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CN103287240A CN2013101286904A CN201310128690A CN103287240A CN 103287240 A CN103287240 A CN 103287240A CN 2013101286904 A CN2013101286904 A CN 2013101286904A CN 201310128690 A CN201310128690 A CN 201310128690A CN 103287240 A CN103287240 A CN 103287240A
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Abstract

本发明提供一种用于机动车辆的空调系统，其包括：空调壳体；供冷气流过的冷却通道；供暖气流过的暖气通道；温度控制门，其布置成在冷气通道和暖气通道之间摆动，从而控制冷气通道的开度和暖气通道的开度；除霜通风口，其布置成将冷气和暖气排向车厢的上部区域；旁路管道，其布置成将暖气的一部分朝向除霜通风口分流，该旁路管道包括与暖气通道对准的入口和与除霜通风口对准的出口；以及冷气引入部分，其布置在旁路管道的入口和出口中的至少一者中。

Description

用于机动车辆的空调系统
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的空调系统，并且更具体地，涉及这样的用于机动车辆空调系统，其中流过暖气通道的暖气朝向除霜通风口分流，从而在提高车厢的上部区域的温度期间，许可流过冷气通道的冷气可以部分地进入车厢，由此防止了车厢的上部区域的温度升得过高的现象，也防止了车厢环境变得不舒适的现象。
背景技术
机动车辆设置有空调系统，用于冷却或加热车厢。如附图1所示，空调系统包括空调壳体10，其内形成有主流通道12。从鼓风机(未示出)吹来的室内空气或室外空气流过主流通道12。蒸发器12a安装在主流通道12中。蒸发器12a用于冷却沿着主流通道12流动的空气。
主流通道12分叉为冷气通道14和暖气通道16。加热器芯16a安装在暖气通道16中。温度控制门18布置在冷气通道14和暖气通道16的分叉点。由蒸发器12a冷却的冷气穿过冷气通道14。由加热器芯16a加热的暖气穿过暖气通道16。
温度控制门18在冷气通道14和暖气通道16之间摆动，以调节冷气通道14或暖气通道16的开度，由此控制供给至车厢内的冷气或暖气的量。
暖气通道16构造为使得其下游端部16b能与冷气通道14合并。由此，沿着暖气通道16流动的暖气和沿着冷气通道14流动的冷气合并到一起并彼此混合。该混合的气体通过单独的通风口20、22和24被供给至车厢内，同时维持合适的温度。在下面的描述中，暖气通道16和冷气通道14的合并点将被称为空气混合区域A。
上述提及的传统的空调系统具有一个缺点，空气混合区域A中的冷气和暖气的混合效率由于流过冷气通道14的冷气和流过暖气通道16的暖气之间的风速和空气密度的差异而变低。为此，被许可进入空气混合区域A的冷气和暖气彼此并没有混合。这导致了一个问题，冷气和暖气以未混合的分层状态流动。
具体地，速度和密度彼此不同的冷气和暖气在被允许进入空气混合区域A时，彼此互相碰撞和推斥。在这个过程中，来自冷气通道14的冷气朝向位于冷气通道14附近的除霜通风口20向一侧倾斜。来自暖气通道16的暖气朝向位于暖气通道16附近的地板通风口22向一侧倾斜。
这造成了一个问题，大量的冷气被引入位于车窗附近的除霜通风口20，大量的暖气被许可进入位于车辆地板附近的地板通风口22。由此，具有一个缺点，大量的冷气被供给至车厢的上部区域，大量的暖气被供给至车厢的下部区域。
因此，如附图2所示，车厢的上部区域保持在低温而车厢的下部区域保持在高温。因此，车厢的上部区域和下部区域之间产生了温度偏差，从而极大地降低了车厢的愉适性。
迄今为止，已经开发了许多不同的技术来致力于解决在车厢产生的温度偏差的问题。作为一个示例，KR2005-111251A公开了一种用于机动车辆的空调系统。
参见图3，KR2005-111251A所公开的空调系统具有旁路通道20a，该旁路通道从暖气通道16的下游端部16b向除霜通风口20延伸。在该空调系统中，流过暖气通道16的暖气被部分地分流至旁路通道20a中，然后被直接供给至除霜通风口20。
这使得暖气能够被许可直接进入除霜通风口20。因此可以向车厢的上部区域供给足够量的暖气，从而提高车厢上部区域的温度。这有助于减小车厢上部区域和下部区域之间的温度偏差。
上述引用的传统的空调系统具有这样的结构，其中流过暖气通道16的暖气直接朝向除霜通风口20分流。为此，穿过加热器芯16a的高温的暖气直接被引入除霜通风口20，而不通过空气混合区域A。这导致了一个问题，高温的暖气被过量地供给至车厢的上部区域。
因此，具有一个缺点，车厢的上部区域的温度被过度升高。具体地，车厢的上部区域的温度变得比车厢的下部区域的温度要高。为此，代替车厢的上部区域和下部区域之间的温度偏差变得更低，车厢的上部区域和下部区域的温度分布是颠倒的。这导致车厢愉适性变得甚至更坏的问题。
发明内容
鉴于上面注意到的问题，本发明的一个目的是提供一种用于机动车辆的空调系统，其能够防止高温的暖气被过度地朝向除霜通风口分流。
本发明的另一个目的是提供一种用于机动车辆的空调系统，其能够防止高温的暖气被过度地供给至车厢的上部区域。
本发明的又一个目的是提供一种用于机动车辆的空调系统，其能够防止车厢的上部区域过度温升。
本发明的再一个目的是提供一种用于机动车辆的空调系统，其能够增强车厢的愉适性。
本发明的一个方面中，提供了一种用于机动车辆的空调系统，其包括：空调壳体；冷气通道，所述冷气通道被限定在所述空调壳体内以允许穿过蒸发器的冷气流过该冷气通道；暖气通道，所述暖气通道被限定在所述空调壳体内以允许穿过加热器芯的暖气流过该暖气通道；温度控制门，所述温度控制门布置成在所述冷气通道和所述暖气通道之间摆动，所述温度控制门构造成控制所述冷气通道的开度和所述暖气通道的开度，以由此调节流过所述冷气通道的冷气量和流过所述暖气通道的暖气量；除霜通风口，所述除霜通风口布置成通过该除霜通风口将冷气和暖气排向车厢的上部区域；旁路管道，所述旁路管道布置成将流过所述暖气通道的暖气的一部分向所述除霜通风口分流，所述旁路管道包括与所述暖气通道对准的入口和与所述除霜通风口对准的出口；以及冷气引入装置，所述冷气引入装置布置在所述旁路管道的所述入口和所述出口中的至少一者中，从而将流过所述冷气通道的冷气的一部分通过所述冷气引入装置引入所述旁路管道中。
通过根据本发明的空调系统，在将流过所述暖气通道的暖气朝向所述除霜通风口分流时，将流过所述冷气通道的冷气的一部分引入所述除霜通风口中。不像传统的空调系统，其中仅将暖气朝向除霜通风口分流，本发明的空调系统可以提供防止过度高温的暖气被分流至除霜通风口的效果。这使得有可能防止过度高温的暖气被供给至车厢的上部区域。因此，这可以防止车厢的上部区域的温度升得过高的现象，并且防止车厢环境变得不舒适的现象。
附图说明
从结合附图给出的优选实施方式的下列描述，本发明的上述和其它目的以及特征将变得明显。
图1是示出一个传统的用于机动车辆的空调系统的侧剖视图；
图2是示出在传统的空调系统操作时，取决于温度控制门的开度的单独的通风口之间的温差的曲线图；
图3是示出另一个传统的用于机动车辆的空调系统的侧剖视图；
图4是示出根据本发明的第一实施方式的用于机动车辆的空调系统的侧剖视图；
图5是沿图4中线V-V剖取的剖视图；
图6是示出在第一实施方式的空调系统操作时，取决于温度控制门的开度的单独的通风口之间的温差的曲线图；
图7是第一实施方式的空调系统的一个示例性操作的视图，示出了在冷却模式下冷气引导挡板的操作；
图8是第一实施方式的空调系统的另一个示例性操作的视图，示出了在加热模式下冷气引导挡板的操作；
图9是示出根据本发明的第二实施方式的用于机动车辆的空调系统的侧剖视图；
图10是第二实施方式的空调系统的一个示例性操作的视图，示出了在冷却模式下冷气引导挡板的操作；
图11是第二实施方式的空调系统的另一个示例性操作的视图，示出了在加热模式下冷气引导挡板的操作；
图12是示出根据本发明的第三实施方式的用于机动车辆的空调系统的侧剖视图。
具体实施方式
现在将参照图详细地描述根据本发明的用于机动车辆的空调系统的某些优选实施方式。与用于描述现有技术的相同的附图标记将被用于指示相同的元件。
[第一实施方式]
在描述根据本发明的用于机动车辆的空调系统的特征之前，将参照图4简要地描述空调系统的一般构造。
当前的空调系统包括空调壳体10，其内形成有主流通道12。蒸发器12a安装在主流通道12内。蒸发器12a用于冷却沿着主流通道12流动的空气。
主流通道12分叉为冷气通道14和暖气通道16。加热器芯16a安装在暖气通道16内。温度控制门18布置在冷气通道14和暖气通道16的分叉点处。由蒸发器12a冷却的冷气穿过冷气通道14。由加热器芯16a加热的暖气穿过暖气通道16。
温度控制门18在冷气通道14和暖气通道16之间摆动，以调节冷气通道14或暖气通道16的开度，由此控制供给至车厢的冷气或暖气的量。
暖气通道16构造成使得其下游端部16b能与冷气通道14合并。冷气通道14与暖气通道16在空气混合区域A中合并，在该空气混合区域A中流过暖气通道16的暖气和流过冷气通道14的冷气彼此混合。混合的气体通过单独的通风口20、22和24被供给至车厢内，同时维持合适的温度。
接下来，将参照图4至图7描述根据本发明的空调系统的某些特征。
首先参看图4，当前的空调系统包括旁路管道30，该旁路管道安装成从暖气通道16的下游端部16b横跨空气混合区域A朝向除霜通风口20延伸。
旁路管道30包括在其中所限定的旁路通道32。该旁路通道32设置有入口34和出口36。入口34与暖气通道16的下游端部16b对准，以引入从暖气通道16排出的暖气的一部分。出口36与除霜通风口20对准，以朝向除霜通风口20排放暖气。
通过该旁路管道30，从暖气通道16被引入旁路管道30的暖气被直接排向除霜通风口20。由此，流过暖气通道16的暖气可以被直接朝向除霜通风口20分流，而不经过空气混合区域A。
这使得足够量的暖气能够被供给至车厢的上部区域。因此，如图6所示，车厢的上部区域(除霜区域)的温度变得更高。结果，可以减小车厢的上部区域(除霜区域)和下部区域(地板区域)之间的温度偏差，从而提高车厢内的愉适性。
旁路管道30布置在空调壳体10的内流通道中。优选地，旁路管道30安装在内流通道的沿该内流通道的横向的中心处。
在能够彼此独立地冷却和加热车厢的左侧区域和右侧区域的双型空调系统的情况下，如图5所示，优选的是，两个旁路管道30被分别地安装在空调壳体10中的左流通道10a和右流通道10b上。优选地，旁路管道30附接至将左流通道10a和右流通道10b分隔的中央隔板10c。更优选地，旁路管道30对称地附接至中央隔板10c。
参看回图4，旁路管道30的入口34与暖气通道16的下游端部16b间隔开。优选地，旁路管道30的入口34具有上游端开口，该上游端开口与暖气通道16的下游端部16b间隔有在上游端开口和下游端部16b之间留下的间隙t，从而旁路管道30的入口34的上游端开口直接与冷气通道14连通。在本实施方式中，入口34的上游端开口用做冷气引入装置。
以这种方式形成旁路管道30的原因是确保流过冷气通道14的冷气的一部分通过上游端开口被许可进入旁路管道30的入口34。从冷气通道14引入旁路管道30的入口34的冷气与从暖气通道16引入旁路管道30的入口34的暖气混合，由此稍微降低了流过旁路管道30的暖气的温度。
将冷气的一部分与暖气混合的原因是为了降低朝向除霜通风口20分流的暖气的温度。这可以防止过度高温的暖气被供给至车厢的上部区域。因此，可以解决现有技术中所固有的问题，该问题是由过度高温的暖气被供给至车厢的上部区域而引起的。更具体地，可以防止车厢的上部区域的温度升得太高的现象，以及车厢环境变得不舒适的现象。
旁路管道30的入口34形成为这样的结构，流过冷气通道14的冷气可以通过上游端开口容易地被引入旁路管道30中。
例如，旁路管道30的入口34的上游端开口以特定的角度倾斜，从而面向冷气通道14。这使得流过冷气通道14的冷气能够通过上游端开口被容易地引入旁路管道30的入口34中。
作为另一个示例，旁路管道30的入口34的远离冷气通道14的边缘部分34b可以形成为比旁路管道30的入口34的位于冷气通道14附近的边缘部分34a更长。在这种情况下，来自冷气通道14的冷气撞击入口34的边缘部分34b，并流入旁路管道30的入口34(参见图7)。这使得可以有效地将冷气通过上游端开口引入旁路管道30的入口34。
再次参看图4，本发明的空调系统还包括冷气引导挡板40，其布置在温度控制门18中。冷气引导挡板40安装在温度控制门18的与旁路管道30呈对置关系(具体地与旁路管道30的入口34呈对置关系)的一个表面上。在本实施方式中，冷气引导挡板40用做冷气引入量控制装置。
当温度控制门18摆动时，冷气引导挡板40相对于旁路管道30的入口34移动。冷气引导挡板40控制从冷气通道14引入至旁路管道30的入口34的冷气的流动。
更具体地，如图7所示，如果温度控制门18在冷却模式下沿打开冷气通道14的方向摆动，那么冷气引导挡板40允许冷气从冷气通道14流向旁路管道30的入口34，由此增加了引入旁路管道30中的冷气量。这使得增加量的冷气被引入旁路管道30中。结果，变得可以降低朝向除霜通风口20分流的空气的温度。这使得可以降低在冷却模式下供给至车厢的上部区域的空气的温度，因此提高了车厢的冷却效果。
相反，如图8所示，如果温度控制门18在加热模式下沿打开暖气通道16的方向摆动，那么冷气引导挡板40限制冷气从冷气通道14流向旁路管道30的入口34。这使得可以减少引入旁路管道30的冷气量。
因此，只有少量的冷气被引入旁路管道30中。结果，变得可以提高朝向除霜通风口20分流的空气的温度。这使得可以提高在加热模式下供给至车厢的上部区域的空气的温度，因此提高车厢加热效果。
如上所述，冷气引导挡板40用于：取决于空调系统的操作模式，增大或减少引入旁路管道30中的冷气量。因此，朝向除霜通风口20被分流的暖气的温度能取决于空调系统的操作模式被主动地控制。由此，供给至车厢的上部区域的暖气的温度能取决于空调系统的操作模式被优化控制。这有助于提高车厢内的愉适性。
通过如上构造的本空调系统，在流过暖气通道16的暖气通过旁路管道30朝向除霜通风口20分流的同时，流过冷气通道14的冷气的一部分也被引入旁路管道30中。因此，不像传统的空调系统，其中仅流过暖气通道16的暖气朝向除霜通风口20被分流，可以防止过度高温的暖气朝向除霜通风口20被分流。这可以防止过度高温的暖气被供应至车厢的上部区域。因此这可以防止车厢的上部区域的温度升得过高的现象，以及车厢环境变得不舒适的现象。
[第二实施方式]
图9示出了根据本发明的第二个实施方式的空调系统。第二个实施方式的空调系统包括冷气引入切口部分50，其形成在旁路管道30的出口36中。冷气引入切口部分50通过部分地切去旁路管道30的出口36而形成，并且以与冷气通道14对置的关系布置。在本实施方式中，冷气引入切口部分50用做冷气引入装置。
流过冷气通道14的冷气的一部分通过冷气引入切口部分50被引入旁路管道30中。由此引入的冷气与流过旁路管道30的分流暖气混合，从而降低流过旁路管道30的分流暖气的温度。结果，可以有效地降低流向除霜通风口20的暖气的温度。这使得可以有效地降低供给至车厢的上部区域的暖气的温度。因此，车厢的上部区域的环境变得舒适。
再次参看图9，第二个实施方式的空调系统还包括第二冷气引导挡板60，其布置在温度控制门18中。第二冷气引导挡板60布置在温度控制门18的与旁路管道30的冷气引入切口部分50呈对置关系的一个表面上。在本实施方式中，第二冷气引导挡板60用作冷气引入量控制装置。
当温度控制门18摆动时，第二冷气引导挡板60相对于冷气引入切口部分50移动，从而控制被引入旁路管道30的冷气通过冷气引入切口部分50的流动。
如图10所示，如果温度控制门18在冷却模式下沿打开冷气通道14的方向摆动，那么第二冷气引导挡板60允许冷气从冷气通道14流向旁路管道30的冷气引入切口部分50，由此提高被引入冷气引入切口部分50中的冷气量。
这使得增加量的冷气能够通过冷气引入切口部分50被引入旁路管道30。结果，变得可以降低朝向除霜通风口20分流的空气的温度。这使得可以降低在冷却模式下被供给至车厢的上部区域的空气的温度，因此提高车厢的冷却效果。
相反，如图1所示，如果温度控制门18在加热模式下沿打开暖气通道16的方向摆动，那么第二冷气引导挡板60限制冷气从冷气通道14流向旁路管道30的冷气引入切口部分50。这使得可以减少通过冷气引入切口部分50引入至旁路管道30的冷气量。
因此，只有少量的冷气通过冷气引入切口部分50被引入旁路管道30中。结果，这可以提高朝向除霜通风口20分流的空气的温度。这使得可以提高在加热模式下被供给至车厢的上部区域的空气的温度，因此提高车厢加热效果。
通过上述第二实施方式的空调系统，流过冷气通道14的冷气通过冷气引入切口部分50被附加地引入到旁路管道30中。这使得可以更加有效地降低朝向除霜通风口20分流的暖气的温度。因此，可以更加有效地控制通过除霜通风口20供给至车厢的上部区域的暖气的温度，最终提高车厢的愉适性。
[第三实施方式]
图12示出了根据本发明的第三个实施方式的空调系统。第三个实施方式的空调系统包括分支管道70，其从旁路管道30分支。该分支管道70从旁路管道30分支以面向表面通风口24。
该分支管道70用于将流过旁路管道30的空气朝向表面通风口24分流。由此，暖气和冷气的混合物也被供给至位于上部区域和下部区域之间的车厢的中间区域。
结果，车厢的中间区域被保持在与车厢的上部区域和下部区域的温度相似的温度下。这使得可以最小化车厢的上部区域和下部区域与中间区域之间的温度偏差，由此提高车厢的愉适性。
尽管以上已描述了本发明特定的优选实施方式，本发明并不限制于这些实施方式。可以理解的是，在不脱离权利要求所限定的本发明的范围下，可以获得多种改变和修改。

Claims (13)

1.一种用于机动车辆的空调系统，所述空调系统包括：
空调壳体；
冷气通道，所述冷气通道被限定在所述空调壳体内，以允许穿过蒸发器的冷气流过所述冷气通道；
暖气通道，所述暖气通道被限定在所述空调壳体内，以允许穿过加热器芯的暖气流过所述暖气通道；
温度控制门，所述温度控制门布置成在所述冷气通道和所述暖气通道之间摆动，所述温度控制门构造成控制所述冷气通道的开度和所述暖气通道的开度，由此调节流过所述冷气通道的冷气量和流过所述暖气通道的暖气量；
除霜通风口，所述除霜通风口布置成通过该除霜通风口将冷气和暖气排向车厢的上部区域；
旁路管道，所述旁路管道布置成将流过所述暖气通道的暖气的一部分朝向所述除霜通风口分流，所述旁路管道包括与所述暖气通道对准的入口和与所述除霜通风口对准的出口；以及
冷气引入装置，所述冷气引入装置布置在所述旁路管道的所述入口和所述出口中的至少一者中，从而流过所述冷气通道的冷气的一部分通过所述冷气引入装置被引入所述旁路管道中。
2.如权利要求1所述的空调系统，其中，所述冷气引入装置包括上游端开口，所述上游端开口与所述暖气通道的下游端部呈间隔开的关系形成在所述旁路管道的所述入口中，从而冷气的一部分通过所述上游端开口从所述冷气通道被直接引入所述旁路管道的所述入口。
3.如权利要求2所述的空调系统，其中，所述上游端开口以特定的角度倾斜，从而面向所述冷气通道，使得流过所述冷气通道的冷气通过所述上游端开口被容易地引入所述旁路管道的所述入口。
4.如权利要求2所述的空调系统，其中，所述旁路管道的所述入口的远离所述冷气通道的边缘部分形成为比所述旁路管道的所述入口的位于所述冷气通道的附近的边缘部分更长。
5.如权利要求1-4中的任一项所述的空调系统，该空调系统还包括：
冷气引入量控制装置，所述冷气引入量控制装置布置成控制从所述冷气通道被引入所述旁路管道的所述入口中的冷气量。
6.如权利要求5所述的空调系统，其中，所述冷气引入量控制装置包括冷气引导挡板，所述冷气引导挡板与所述旁路管道的所述入口呈对置关系布置在所述温度控制门上，所述冷气引导挡板构造成与所述温度控制门一起移动，由此增加或减小从所述冷气通道被引入所述旁路管道的冷气量。
7.如权利要求6所述的空调系统，其中，所述冷气引导挡板构造成使得：如果所述温度控制门在冷却模式下沿打开所述冷气通道的方向摆动，那么所述冷气引导挡板允许冷气从所述冷气通道流向所述旁路管道的所述入口；如果所述温度控制门在加热模式下沿打开所述暖气通道的方向摆动，那么所述冷气引导挡板限制冷气从所述冷气通道流向所述旁路管道的所述入口。
8.如权利要求1-4中的任一项所述的空调系统，其中，所述冷气引入装置包括冷气引入切口部分，所述冷气引入切口部分与所述冷气通道呈对置关系形成在所述旁路管道的所述出口中，所述冷气引入切口部分构造成通过该冷气引入切口部分将冷气的一部分从所述冷气通道引入所述旁路管道的所述出口中。
9.如权利要求8所述的空调系统，该空调系统还包括：
冷气引入量控制装置，所述冷气引入量控制装置布置成控制从所述冷气通道通过所述冷气引入切口部分被引入所述旁路管道的所述出口中的冷气量。
10.如权利要求9所述的空调系统，其中，所述冷气引入量控制装置包括冷气引导挡板，所述冷气引导挡板与所述旁路管道的所述出口呈对置关系布置在所述温度控制门上，所述冷气引导挡板构造成与所述温度控制门一起移动，由此增加或减小从所述冷气通道被引入所述旁路管道的所述出口的冷气量。
11.如权利要求10所述的空调系统，其中，所述冷气引导挡板构造成使得：如果所述温度控制门在冷却模式下沿打开所述冷气通道的方向摆动，那么所述冷气引导挡板允许冷气从所述冷气通道流向所述旁路管道的所述出口；如果所述温度控制门在加热模式下沿打开所述暖气通道的方向摆动，那么所述冷气引导挡板限制冷气从所述冷气通道流向所述旁路管道的所述出口。
12.如权利要求1所述的空调系统，该空调系统还包括：
分支管道，所述分支管道从所述旁路管道分支以朝向表面通风口延伸，所述分支管道构造成将流过所述旁路管道的暖气和冷气的混合物朝向所述表面通风口分流。
13.如权利要求1所述的空调系统，其中，所述空调壳体包括由中央隔板分隔的左流通道和右流通道，所述旁路管道包括在所述左流通道和所述右流通道中的关于所述中央隔板对称地布置的第一旁路管道和第二旁路管道。
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