CN103507593A - 用于机动车辆的后加热、通风和空气调节（hvac）系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于机动车辆(12)的后HVAC系统，该系统包括壳体(34)、气流发生器(38)、蒸发器(40)和加热器(42)。壳体(34)被构造为邻近机动车辆(12)的后轮窝(22)安装。蒸发器(40)和加热器(42)安装在壳体(34)内。在壳体(34)安装在机动车辆(12)中时，蒸发器(40)和加热器(42)二者都位于车辆底板(56)和线(A)之间，所述线(A)平行于车辆底板(56)并与后轮窝(22)的上表面相切。

Description

用于机动车辆的后加热、通风和空气调节(HVAC)系统

技术领域

本公开内容涉及用于机动车辆的后加热、通风和空气调节(HVAC)系统。 

背景技术

本部分提供与本公开内容相关的背景信息，其没有必要是现有技术。专利文献1至4提供了常规车辆空气调节系统。专利文献2和3是专利文献1的原始申请。 

诸如旅行车、运货车和运动型多用途车的加长车辆可以包括安装在车辆的后部中的加热通风和空气调节(HVAC)系统。这种后HVAC系统的尺寸和结构限制可以将该系统放置在车辆中的位置。后HVAC系统因此经常安装在后轮窝的上方，这减少了可用于车辆的乘客的客舱空间量。后HVAC系统通常包括蒸发器和加热器，加热器被设置为使得由系统的风扇产生的气流不能直接到达加热器。确切地说，气流在到达加热器之前被偏转到壳体的一个或多个壁上，从而降低了运行效率。 

专利文献1：美国专利No.6,382,305 

专利文献2：未审查的日本专利申请公开No.2001-113931 

专利文献3：未审查的日本专利申请公开No.2001-113932 

专利文献4：未审查的韩国专利申请公开No.20050119822 

发明内容

本公开的目标是提供一种后HVAC系统，其被构造为安装至机动车辆并被构造为确保客舱空间。本部分提供本公开内容的概述，并且不是其完整范围或其所有特征的全面公开。 

本教导提供一种用于机动车辆的后HVAC系统。该后HVAC系统包 括壳体、气流发生器、蒸发器和加热器。壳体被构造为邻近机动车辆的后轮窝安装。蒸发器和加热器两者安装在壳体内。在壳体安装在机动车辆中时，蒸发器和加热器二者都位于车辆底板和线之间，所述线大致平行于底板并与后轮窝的上表面相切。 

本教导还提供一种用于机动车辆的后HVAC系统，所述系统包括壳体、气流发生器、蒸发器和加热器。该壳体被构造为邻近机动车辆的后轮窝安装。蒸发器安装在壳体中。蒸发器包括第一蒸发器侧和与第一蒸发器侧相对的第二蒸发器侧。由气流发生器产生的气流在第一蒸发器侧进入蒸发器并在第二蒸发器侧离开蒸发器。加热器安装在壳体中。加热器包括第一加热器侧和与第一加热器侧相对的第二加热器侧。由气流发生器产生的气流在第一加热器侧进入加热器并在第二加热器侧离开加热器。第一加热器侧面向第二蒸发器侧。 

本教导还提供一种用于机动车辆的后HVAC系统，所述系统包括壳体、气流发生器、蒸发器和加热器。该壳体被构造为安装在机动车辆的后轮窝和D柱之间。壳体包括被构造为安装在机动车辆的车辆底板处的基部。蒸发器安装在壳体中，并且包括与蒸发器底端相对的蒸发器顶端。加热器安装在壳体中。加热器包括与加热器底端相对的加热器顶端。加热器顶端被安装为比蒸发器顶端更靠近壳体的基部。当壳体安装在机动车辆中时，蒸发器和加热器二者都位于车辆底板和后轮窝的上表面之间。 

根据本文中提供的描述，进一步的应用领域将变得明显。本发明内容中的描述和具体示例旨在仅用于说明目的，并且不旨在限制本公开内容的范围。 

附图说明

本文中描述的附图仅用于所选择的实施例的说明性目的，而不是所有可行的实施方案，并且不是意图限制本公开内容的范围。 

图1为包括根据本教导的后HVAC系统的机动车辆的侧视图； 

图2图示图1的包括根据本教导的HVAC系统的车辆的后部； 

图3为根据本教导的HVAC系统的侧视图； 

图4为HVAC系统的剖视图； 

图5a为HVAC系统处于通风或空气调节模式下的剖视图； 

图5b为HVAC系统处于两级模式下的剖视图；以及 

图5c为HVAC系统处于加热模式下的剖视图。 

在数个附图中，对应的附图标记始终指示对应的部分。 

具体实施方式

现在将参照附图更完整地描述示例性实施例。 

初始参照图1，根据本教导的后加热通风和空气调节(HVAC)系统10被图示为安装在示例性车辆12中。车辆12通常包括前端14和后端16。前轮18在前端14处，后轮20在后端16处。后轮20被容纳在后轮窝22内。车辆12包括多个支撑柱，如A柱24、B柱26、C柱28和D柱30。后HVAC系统10设置在后轮窝22和D柱30之间，或者在车辆中的任何其它合适的位置处。后HVAC系统10最终由车辆12的框架32支撑。除了如图所示的车辆12之外，后HVAC系统10可以安装在任何合适的车辆中。例如，后HVAC系统10可以安装在运货车、公共汽车、旅行房车、旅游汽车、军用车辆、运动型多用途车、或具有加长长度的大多数任何其它车辆，特别是包括D柱的车辆。虽然后HVAC系统10被图示和描述为位于后轮窝22和D柱30之间，但后HVAC系统10可以位于车辆12中的任何合适的位置处，并且后HVAC系统10可以安装在不包括D柱30的车辆中。 

还参照图2和3，后HVAC系统10通常包括HVAC壳体34。壳体34中容纳有风扇38、蒸发器40、加热器42、第一门44和第二门46。HVAC壳体34限定面部出口48和脚部出口50。从HVAC壳体34和加热器42延伸的是第一管52和第二管54。HVAC壳体34安装至车辆12的底板56。 

后HVAC系统10在后轮窝22和D柱30之间安装至车辆12的底板56。更具体地并且参照图2，后HVAC系统10被设置为使得HVAC壳体34的弯曲壁36邻近或抵接后轮窝22。壳体34的弯曲壁36沿着轮窝22的弯曲表面(特别地，沿着轮窝22的后弯曲表面)具有弯曲部，所述弯曲部可以位于轮窝22的径向外侧。因此，壳体34为从轮窝22的后侧延伸以围绕轮窝22的上部的形状。壳体34沿车辆12的前后方向的宽度在其上 部处最大，而在其下部处最小。壳体34相对于车辆12未向前延伸到轮窝22的顶部之外。壳体34限定空气通道，空气沿着弯曲壁36从底部向上流动通过该空气通道。面部出口48和脚部出口50位于弯曲壁36的顶端处。本结构使得调节后的空气能够沿着弯曲壁36流动，弯曲壁36沿着位于轮窝22的后侧的弯曲表面延伸。蒸发器40是装配至车辆12的一个制冷循环部件。更具体地，蒸发器40是用于用制冷剂冷却空气的热交换器。加热器42是用于加热空气的热交换器。更具体地，加热器42被构造为利用冷却水作为热源，冷却水用于冷却装配至车辆12的发热部件，如内燃机。蒸发器40和加热器42设置成紧邻底板56，并且可以安装在车辆12的底板56处。相对于后轮窝22的上部58，蒸发器40和加热器42设置在底板56和线A之间，线A与上部58相切并大致平行于底板56。因此，从加热器42延伸至底板56的第一管52和第二管54的长度可以被缩短并变直，从而与加热器42被设置为远离底板56(如比蒸发器40远)的系统相比能够增加运行效率。 

参照图4，现在将描述后HVAC系统10的其它特征。HVAC壳体34的基部62包括或限定有排放装置60。排放装置60邻近蒸发器40，并且因此允许来自蒸发器40的湿气从HVAC壳体34内排出。此外，偏转器64位于HVAC壳体34的基部62处。偏转器64是由基部62的一部分形成的气流偏转器，基部62的所述一部分从车辆12的底板56向上延伸进入蒸发器40和加热器42之间的空间中。偏转器64包括偏转面66和偏转顶点68。偏转面66偏转已经通过蒸发器40的气流远离加热器42并朝向面部出口48和脚部出口50二者。顶点68位于蒸发器40和加热器42之间，并且与加热器42的长度的中点大致对齐。 

蒸发器40通常包括第一侧70和与第一侧70相对的第二侧72。蒸发器40的顶端74与底端76相对。顶端74被安装为邻近风扇38，底端76被安装为邻近基部62。 

加热器42包括第一侧78和与第一侧78相对的第二侧80。加热器42的顶端82与底端84相对。蒸发器40和加热器42间隔开并相对于彼此以小角度延伸，使得顶端74和82比底端76和84更靠近在一起。底端76和84沿着线B彼此大致对齐，线B大致平行于车辆12的底板56延伸。 因此底端76和84大致设置为离底板56的距离相等。蒸发器40的第一侧70和第二侧72中的每一个比加热器42的第一侧78和第二侧80长。因此，蒸发器40的顶端74未与加热器42的顶端82对齐。蒸发器40的顶端74从基部62延伸得比加热器42的顶端82延伸得远，并且因此蒸发器40的顶端74比加热器42的顶端82更靠近风扇38。加热器42的第一侧78整体面向蒸发器40的第二侧72。由于蒸发器40的第二侧72比加热器42的第一侧78长，因此第二侧72的一部分延伸到加热器42的顶端82之外，并且第二侧72不是整体与加热器的第一侧78相对。偏转器64一体地形成在壳体34内并位于蒸发器40和加热器42之间。加热器42的加热器顶端82比蒸发器40的蒸发器顶端74更靠近壳体34的基部62。蒸发器40的蒸发器顶端74比加热器42的加热器顶端82更远离壳体34的基部62。蒸发器40被安装为使得由风扇(气流发生器)38产生的气流在第一蒸发器侧70处进入蒸发器40并在第二蒸发器侧72处离开蒸发器40。加热器42被安装为使得由风扇(气流发生器)38产生的气流在第一加热器侧78处进入加热器42并在第二加热器侧80处离开加热器42。如图所示，蒸发器40、加热器42和基部62被形成并被安装为使得第一加热器侧78整体面向第二蒸发器侧72。加热器42的加热器底端84面向第二蒸发器侧72，第二蒸发器侧72在附图中位于加热器底端84的右上侧。换句话说，蒸发器40、加热器42和基部62被形成并被安装为使得第一加热器侧78的任何部分面向第二蒸发器侧72的至少一部分。第二蒸发器侧72沿图中的竖直方向(即，沿第一加热器侧78和第二加热器侧72高度方向）比第一加热器侧78长。此外，蒸发器40相对于重力方向稍微倾斜。因此，第二蒸发器侧72的一部分沿垂直于第二蒸发器侧72的方向面向第一加热器表面78。第二蒸发器侧72的顶部和底部沿垂直于第二蒸发器侧72的方向没有面向第一加热器侧78。蒸发器40和加热器42二者都比风扇(气流发生器)38靠近壳体34的基部62。已经说明了壳体34、基部62、蒸发器40和加热器42相对于车辆12的底板56的布置、定位和安装以指定所述部件沿垂直方向的相对关系。壳体34、基部62、蒸发器40和加热器42不限于与底板56接触。 

第一门44能够在图4中图示的第一位置和图5a中图示的第二位置之 间移动。在第一位置，第一门44限制气流从蒸发器40和加热器42之间流出至面部出口48或脚部出口50。因此，在第一位置，第一门44被设置为邻近或在蒸发器40和加热器42之间。在第二位置(图5a)，第一门44定位在加热器42和HVAC壳体34的弯曲壁36之间。因此，在第二位置，第一门44防止空气从加热器42的第二侧80流出至面部出口48或脚部出口50。第一门44还可以定位在中间位置，如图5b所示。在中间位置，第一门44允许空气直接从蒸发器40和加热器42流动到面部出口48和脚部出口50，如本文中进一步描述的那样。壳体34和加热器42限定位于加热器42的下游，即，位于第二加热器侧80的下游的热空气通道。热空气通道使已经通过蒸发器40和加热器42二者的空气流动。壳体34和加热器42限定冷空气通道。冷空气通道位于加热器42和风扇38之间，以使已经通过蒸发器40且还未通过加热器42的空气流动。冷空气通道还用作旁通通道。第一门44被构造为定位在第一位置和第二位置中的一个处以选择性地打开热空气通道和冷空气通道中的一个。第一门44被进一步构造为定位在中间位置处以打开热空气通道和冷空气通道二者。第一门44位于蒸发器40的下游并位于加热器42的下游。第一门44被构造为打开和关闭加热器42下游处的热空气通道。第一门44靠近蒸发器40和加热器42二者，并被构造为在第一位置和第二位置之间移动。第一门44被构造为在处于第一位置时限制空气从加热器42和蒸发器40之间的通道流向壳体34的出口48和50。第一门44被进一步构造成在处于第二位置时限制空气从加热器42的第二加热器侧82流向出口48和50。第一门44被构造为定位在壳体34的出口48和50与蒸发器40之间。第一门44被进一步构造成定位在壳体34的出口48和50和加热器42之间。第一门44能够在第一位置和第二位置之间移动。第一门44在位于第一位置处时定位在蒸发器40和加热器42之间。第一门44在位于第二位置时定位在加热器42和弯曲表面36之间，弯曲表面36是壳体34的内壁。第一门44位于冷空气通道和热空气通道二者的下游。因此，第一门44即使在位于中间位置处时也不会阻挡来自蒸发器40和加热器42之间的通道的气流。 

第二门46能够在第一位置(图4)和第二位置(图5c)之间旋转，在第一位置，第二门46阻挡空气通过脚部出口50流出的空气，在第二位置，第 二门46阻挡面部出口48但允许空气通过脚部出口50流出。第二门46还可以定位在中间位置，如图5b所示，在中间位置，第二门46允许空气通过面部出口48和脚部出口50二者流出。虽然第一门44和第二门46总体被描述和图示为旋转门，但可以使用任何合适的门或气流方向装置，如蝴蝶门。 

参照图5a、5b和5c，现在将描述后HVAC系统10的操作。通过后HVAC系统10的气流由风扇38产生，虽然风扇38被图示为旋转风扇，但可以使用任何合适的风扇或气流产生装置。来自风扇38的气流行进通过风扇38和蒸发器40之间由HVAC壳体34限定的气流路径86。气流通过面向空气流动路径86的第一侧70进入蒸发器40，并通过第二侧72离开蒸发器40。当处于空气调节模式时，蒸发器40被启动以在气流通过蒸发器40时冷却气流。当处于通风或加热模式时，不启动蒸发器40，并且因此在第二侧72处离开蒸发器40的气流通常将具有与气流通过第一侧70进入蒸发器40时相同的温度。 

当处于空气调节或通风模式时，后HVAC系统10的第一门44将设置在第二位置中，如图5a所示。当第一门44处于第二位置时，在加热器42的靠近偏转器64的第一侧78处产生高压力以迫使在第二侧72处离开蒸发器40的气流流向出口48和50，但不通过加热器42。偏转器64还有助于引导气流远离加热器42并朝向出口48和50。如果希望气流处于车辆12的车厢的上部处，如在乘客的面部处，则第二门46将设置在第一位置中，以便气流可以流动通过面部出口48。如果希望气流位于乘客的脚部处，则第二门46可以移动至第二位置以阻挡面部出口48并允许空气流动通过脚部出口50。 

另外参照图5b，图示后HVAC系统10的两级模式。在两级模式中，第一门44近似位于第一位置和第二位置之间的中途。类似地，第二门46近似位于第一位置和第二位置之间的中途，以允许空气流动通过面部出口48和脚部出口50二者。当启动风扇38时，由风扇38产生的气流通过气流路径86并通过蒸发器40。当离开蒸发器40的第二侧72时，气流的一部分通过加热器42，并且随后由HVAC壳体引导经过第一门44到达第二门46，在此处气流通过面部出口48和脚部出口50中的一个或二者自由离 开HVAC壳体34。如由于气流被偏转器64偏转，因此通过蒸发器40但未通过加热器42的气流向上流经第一门44，并通过面部出口48和脚部出口50中的一个或二者离开HVAC壳体34。通过加热器42的气流比未通过加热器42的气流(即，仅通过蒸发器40的气流)热。在两级模式中，通常不启动蒸发器40。因此，由于离开面部出口48和脚部出口50的气流是通过加热器42的气流和仅通过蒸发器40的气流的混合物，因此车辆12的乘客感受到的气流将具有适度温度。在图5b中示出的两级模式，通过面部出口48的空气的温度可以相对低于通过脚部出口50的空气的温度。这是由于通过加热器42的空气沿着弯曲壁36流动从而容易到达脚部出口50以及仅通过蒸发器40的空气沿着风扇38流动从而到达面部出口48引起的。 

另外参照图5c，图示后HVAC系统10的加热模式。在加热模式中，第一门44处于第一位置且第二门46处于第二位置。在启动风扇38时，由风扇38产生的气流流动通过气流路径86到达蒸发器40，并通过蒸发器40到达加热器42的第一侧78。因此，蒸发器40和加热器42设置在壳体34中使得空气直接从蒸发器40流动至加热器42的面向蒸发器40的第一侧78。在加热模式中，不启动蒸发器40，并且因此离开蒸发器40的气流通常具有与由风扇38产生气流时相同的温度。当气流通过加热器42时，气流被加热。从加热器42的第二侧80，气流从脚部出口50流出到达车辆12的客舱，以为车辆12的乘客，特别是坐在车辆的靠近后HVAC系统10的后部的乘客提供热量。 

已经提供了实施例的前述描述用于说明和描述的目的。目的不是详尽的或限制本公开内容。特定实施例的单独的元件或特征通常不限于该特定实施例，而是在适用时，能够互换并且可以用在所选择的实施例中，即使没有具体示出或描述。同样可以以多种方式改变它们。这种变化不被视为本公开内容的偏离，并且意图将所有这种修改包括在本公开内容的范围内。 

在本公开内容，措词“平行”可以指其中两个物体大致或基本上彼此平行的结构，并且可以指其中两个物体彼此严格地平行的结构。 

Claims (20)

1.一种用于机动车辆(12)的后加热、通风和空气调节系统，所述系统包括：

壳体(34)，所述壳体被构造为邻近机动车辆(12)的后轮窝(22)安装；

气流发生器(38)；

安装在壳体(34)内的蒸发器(40)；和

安装在壳体(34)内的加热器(42)；

其中在壳体(34)安装在机动车辆(12)中时，蒸发器(40)和加热器(42)二者都位于车辆底板(56)和线(A)之间，所述线(A)平行于车辆底板(56)并与后轮窝(22)的上表面相切。

2.根据权利要求1所述的系统，其中壳体(34)被构造为安装在机动车辆(12)的后轮窝(22)和D柱(30)之间。

3.根据权利要求1或2所述的系统，还包括在蒸发器(40)和加热器(42)之间与壳体(34)成一体的气流偏转器(64)。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其中：

蒸发器(40)包括第一蒸发器侧(70)和与第一蒸发器侧(70)相对的第二蒸发器侧(72)，由气流发生器(38)产生的气流在第一蒸发器侧(70)进入蒸发器(40)并在第二蒸发器侧(72)离开蒸发器(40)；

加热器(42)包括第一加热器侧(78)和与第一加热器侧(78)相对的第二加热器侧(80)，由气流发生器(38)产生的气流在第一加热器侧(78)进入加热器(42)并在第二加热器侧(80)离开加热器(42)；以及

第一加热器侧(78)整体面向第二蒸发器侧(72)。

5.根据权利要求1或2所述的系统，其中：

蒸发器(40)包括蒸发器顶端(74)和与蒸发器顶端(74)相对的蒸发器底端(76)；

加热器(42)包括加热器顶端(82)和与加热器顶端(82)相对的加热器底端(84)；以及

当壳体(34)安装在机动车辆(12)中时，蒸发器底端(76)和加热器底端(84)与机动车辆(12)的车辆底板(56)的距离相等。

6.根据权利要求1或2所述的系统，其中加热器顶端(82)比蒸发器顶端(74)更靠近壳体(34)的基部(62)。

7.根据权利要求1或2所述的系统，还包括在壳体(34)的出口与蒸发器(40)和加热器(42)中的每一个之间的门(44)，所述门(44)能够在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，所述门(44)在蒸发器(40)和加热器(42)之间，在所述第二位置，所述门在加热器(42)和壳体(34)的内壁之间。

8.一种用于机动车辆(12)的后加热、通风和空气调节系统，所述系统包括：

壳体(34)，所述壳体被构造为邻近机动车辆(12)的后轮窝(22)安装；

气流发生器(38)；

安装在壳体(34)中的蒸发器(40)，所述蒸发器(40)包括第一蒸发器侧(70)和与第一蒸发器侧(70)相对的第二蒸发器侧(72)，由气流发生器(38)产生的气流在第一蒸发器侧(70)进入蒸发器(40)并在第二蒸发器侧(72)离开蒸发器(40)；和

安装在壳体(34)中的加热器(42)，所述加热器(42)包括第一加热器侧(78)和与第一加热器侧(78)相对的第二加热器侧(80)，由气流发生器(38)产生的气流在第一加热器侧(78)进入加热器(42)并在第二加热器侧(80)离开加热器(42)，第一加热器侧(78)面向第二蒸发器侧(72)。

9.根据权利要求8所述的系统，其中：

壳体(34)被构造为邻近机动车辆(12)的后轮窝(22)和D柱(30)安装；以及

第一加热器侧(78)整体面向第二蒸发器侧(72)。

10.根据权利要求8或9所述的系统，其中当壳体(34)安装在机动车辆(12)中时，蒸发器(40)和加热器(42)二者都在车辆底板(56)和后轮窝(22)的上表面之间。

11.根据权利要求8或9所述的系统，其中蒸发器底端(76)与加热器底端(84)对齐，并且蒸发器底端(76)和加热器底端(84)两者与壳体(34)的基部(62)的距离近似相等。

12.根据权利要求11所述的系统，其中蒸发器顶端(74)比加热器顶端(82)更远离壳体(34)的基部(62)。

13.根据权利要求8或9所述的系统，还包括在蒸发器(40)和加热器(42)之间的偏转器(64)。

14.一种用于机动车辆(12)的后加热、通风和空气调节系统，所述系统包括：

壳体(34)，所述壳体被构造为安装在机动车辆(12)的后轮窝(22)和D柱(30)之间，壳体(34)包括被构造为安装在机动车辆(12)的车辆底板(56)处的基部(62)；

气流发生器(38)；

安装在壳体(34)中的蒸发器(40)，所述蒸发器包括与蒸发器底端(76)相对的蒸发器顶端(74)；

安装在壳体(34)中的加热器(42)，所述加热器(42)包括与加热器底端(84)相对的加热器顶端(82)，加热器顶端(82)被安装为比蒸发器顶端(74)更靠近壳体(34)的基部(62)；

其中当壳体(34)安装在机动车辆(12)中时，蒸发器(40)和加热器(42)二者都在车辆底板(56)和后轮窝(22)的上表面之间。

15.根据权利要求14所述的系统，其中：

蒸发器(40)包括与第二蒸发器侧(72)相对的第一蒸发器侧(70)，来自气流发生器(38)的气流在第一蒸发器侧(70)进入蒸发器(40)并在第二蒸发器侧(72)离开蒸发器(40)；以及

加热器(42)包括第一加热器侧(78)和与第一加热器侧(78)相对的第二加热器侧(80)，第一加热器侧(78)整体面向第二蒸发器侧(72)。

16.根据权利要求14或15所述的系统，其中蒸发器底端(76)和加热器底端(84)中的每一个都邻近壳体(34)的基部(62)。

17.根据权利要求14或15所述的系统，其中蒸发器(40)和加热器(42)二者都比气流发生器(38)更靠近壳体(34)的基部(62)。

18.根据权利要求14或15所述的系统，还包括偏转器(64)，所述偏转器形成在壳体(34)中并位于蒸发器(40)和加热器(42)之间。

19.根据权利要求14或15所述的系统，还包括能够旋转并邻近加热器(42)和蒸发器(40)的门(44)，所述门(44)能够在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置，所述门(44)阻挡气流从加热器(42)和蒸发器(40)二者之间到达壳体(34)的出口，在第二位置，所述门(44)阻挡气流从第二加热器侧(80)到达出口。

20.根据权利要求14或15所述的系统，其中壳体(34)限定脚部出口和面部出口。

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