CN109532593B - 一种汽车风冷降温座椅 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车风冷降温座椅，包括坐垫换热器模块、椅背换热器模块、空气混合器模块、自动控制模块及用于连接各模块的其他部件。本发明所述汽车风冷降温座椅在工作时，车内后部空间热空气被风扇吸入装置内，在空气混合器内与来自汽车空调系统的冷气混合后进入坐垫换热器与椅背换热器内对座椅表面进行降温，随后从位于座椅后侧上部位置的出气口吹出。本发明的装置通过自动控制模块进行调节，通过分布于座椅与车内各处的温度、压力传感器实现对车内环境的实时数据采集与监控，由微处理器对数据进行处理后控制直线运动机构、风扇及各管路中的调节阀，从而对温度场进行自动调节，并且可以通过集成到车载电脑上的温度预设系统进行设置。

Description

一种汽车风冷降温座椅

技术领域

本发明属于车辆内部结构技术领域，具体涉及一种汽车风冷降温座椅。

背景技术

在夏天，汽车中常常会出现空调降温慢，后排座位温度较高，座椅与人体接触的部分潮湿闷热等现象，带来较不愉快的驾乘体验。单纯地加大空调运转功率、增加送风量会使能耗提高，汽车前后排温度更加不均匀，且导致汽车内部空调风速过大，加重乘客不适感。

发明内容

为了解决了现有技术中存在的问题，本发明公开了一种汽车风冷降温座椅，对座椅表面温度和车内整体温度场分布进行调节，加快降温速度并提高驾乘舒适度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种汽车风冷降温座椅，包括换热器、进气口、出气口以及微处理器；换热器上覆盖有导热垫，空气混合器连通进气口以及坐垫下方的冷气管束，冷气管束的出口设置有冷气流量调节阀，出气口设置在椅背后侧，进气口在座椅的后侧靠近下部设置，进气口中有增压装置；换热器包括椅背换热器和坐垫换热器，椅背换热器和坐垫换热器均设置有气体入口和气体出口；所述气体入口连通空气混合器的混合气出口，所述气体出口连通出气口；椅背换热器和坐垫换热器的气体入口处分别设置有椅背进气调节阀和坐垫进气调节阀；冷气流量调节阀、椅背进气调节阀和坐垫进气调节阀均连接微处理器。

还包括温度测量系统和温度预设系统；温度测量系统和温度预设系统均连接微处理器。

换热器的换热面与导热垫紧密接触，换热器的其他表面均包裹有导热垫采用泡沫铝材料。

空气混合器包括两个混合器腔体，所述腔体两端分别对应设置混合气前出口和混合气后出口，混合气前出口连通坐垫换热器的气体入口，两个混合气后出口通过Y型三通管连通的气体入口，空气混合器下部设置冷气入口，冷气入口连通冷气管束；空气混合器侧面开设热气入口，热气入口连通进气口。

椅背换热器与导热垫之间设置压力测量系统；Y型三通管连接第一直线直线运动机构，压力测量系统和第一直线直线运动机构的驱动装置均连接微处理器。

椅背换热器包括两列横向波浪形管束，横向波浪形管束的两端通过两侧管道和中部管道连通，其气体入口设置在椅背换热器中部管道上，气体出口设置在两侧管道的中部；

坐垫换热器沿其轴线设置有两组纵向波浪形管束，纵向波浪形管束包括三支管束，三支管束的一端连通形成坐垫换热器的气体入口，三支纵向波浪形管束的另一端汇集一处连通一单支管束，单支管束的末端设置坐垫换热器的气体出口。

横向波浪形管束和纵向波浪形管束的入口处设置有楔形导流板，纵向波浪形管束与单支管束的连接处设有圆弧平滑过渡。

单支管束的顶面设置压力测量系统，单支管束底部开孔连通附加冷气管道，附加冷气管道上设置有附加冷气流量调节阀；附加冷气管道与冷气管束连通空调系统；附加冷气管道还连接有第二直线直线运动机构；附加冷气流量调节阀、第二直线直线运动机构的驱动装置以及压力测量系统连接微处理器。

坐垫换热器气体出口还连通有附加热气出口管道，附加热气出口管道连通汽车尾气管，附加热气管道上设置有热气流量调节阀，热气流量调节阀与微处理器连接。

进气口处设置有风扇，进气口连接的进气管道内设置有鼓包，出气口设置有可调格栅。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明使前后排的温度分布更加均匀，着重改善了现有汽车中由于座椅对空调冷气的屏障作用导致的后排温度难以降低的现象；全部装置位于座椅中，有效利用车内空间，且采用模块化设计，利于生产与维护。

进一步的，椅背换热器和坐垫换热器上均设置有压力测量系统，压力测量系统向微处理器传送座椅的压力情况，微处理器控制直线运动机构动作，实现对座椅与人体接触的部分的重点降温，提高舒适感。

进一步的，温度测量系统、温度预设系统以及压力测量系统均连接微处理器；实现对座椅表面温度与车内整体温度场分布的智能调节。

进一步的，导热垫采用泡沫铝材料，泡沫铝材料孔隙率高且柔软，有利于导热而且不影响乘坐的舒适程度。

进一步的，空气混合器由完全对称的左右两部分组成，每一部分以旋式混合器腔体为主体，腔体沿纵向布置，腔体中部开有一个热气入口与一系列冷气入口，腔体两端面上分别开有混合气出口。

进一步的，椅背换热器采用模块化设计，椅背换热器入口位于中轴线上，与直线运动机构连接，出口分别位于左右两侧，空气在椅背换热器中沿波浪形横向管路流动，在椅背换热器气体入口处设置有楔形导流板，波浪形管束中的转弯处设有圆弧倒角。

椅背换热器的换热表面与导热垫紧急接触，其余表面由隔热材料包覆，提高换热效率。

进一步的，换热器的换热表面与导热垫紧急接触外，其余表面由隔热材料包覆。

进一步的，附加冷气管道与冷气管束中通入的冷气由空调系统提供，能直接采用来自空调的冷气对座椅进行降温。

进一步的，附加热气出口与汽车尾气排放系统连接，热气可与汽车尾气同时排放。

进一步的，出气口位于座椅后侧靠上位置，设有可调格栅，便于热气流出，格栅用于控制空气吹出方向，可以适用于不同偏好的乘坐者。

进一步的，进气口位于座椅后侧偏下位置，节省车内空间，进气道内部设置鼓包，对气体进行增压，提高气体流速，有利于提高换热效率。

附图说明

图1是本发明中座椅通风装置整体结构示意图。

图2是本发明中座椅通风装置侧视图。

图3是本发明中座椅通风装置仰视图。

图4是本发明中椅背换热器与第一直线运动机构部分结构示意图。

图5是本发明中坐垫换热器与第二直线运动机构部分结构示意图。

图6是本发明中空气混合器部分结构示意图。

图7是本发明中自动控制系统的控制原理框图。

附图中：1、导热层，2、椅背换热器，21-横向波浪形管束，3、坐垫换热器，31、纵向波浪形管束，32、单支管束，4、第一直线运动机构，5、第二直线运动机构，6、空气混合器；7、Y型三通管；8、出气口；9、进气口；10、附加热气出口；11、附加冷气管道；12、冷气管束；13、风扇。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的作进一步详细说明。

需要说明的是，本发明所述前和后是指，在车内正常乘坐时以乘坐者的前和后为参考，但并不作为对本发明的限定。

参见图1、图2和图3，一种汽车风冷降温座椅，包括坐垫、椅背、温度测量系统、压力测量系统、温度预设系统和微处理器，椅背上设置有椅背换热器2，坐垫上设置有坐垫换热器3；椅背换热器2和坐垫换热器3上覆盖有导热垫1，椅背换热器2入口与第一直线运动机构4连接，椅背换热器2的出口与出气口8连接，坐垫换热器3设置有两组入口，坐垫换热器3两组入口分别与空气混合器6与第二直线运动机构5连接，坐垫换热器3出口与出气口8连接，坐垫后方设置有Y型三通管7，Y型三通管7与空气混合器6以及第一直线运动机构4连接，坐垫的下方还设置有附加冷气管道11，第二直线运动机构5与附加冷气管道11连接，空气混合器6连通进气口9和冷气管束12；坐垫下方还设置有附加热气出口10，附加热气出口10与进气口9连通，进气口9中设置风扇13；进气口9位于座椅后侧偏下位置，节省车内空间，采用仿DSI设计，进气道内部设置鼓包，对气体进行增压，提高气体流速，有利于提高换热效率。

附加热气出口10设置热气流量调节阀，冷气管束12设置有冷气流量调节阀，附加冷气管道11上设置附加冷气流量调节阀，空气混合器6与坐垫换热器3连接处设置有坐垫进气口调节阀，空气混合器6与Y型三通管7连接处设置椅背进气口调节阀；热气流量调节阀、冷气流量调节阀、附加冷气流量调节阀、坐垫进气口调节阀、椅背进气口调节阀、风扇13、第一直线运动机构4以及第二直线运动机构5均与微处理器连接，温度测量系统、压力测量系统和温度预设系统与微处理器连接。

进气口9管道设置有增压装置，增压装置包括进气口9处的风扇13以及进气口9连接的进气管道内设置的鼓包中。

导热垫1选用高孔隙率、高柔软度的泡沫铝材料。

参见图4，椅背换热器2采用模块化设计，其入口位于中轴线上，且与第一直线运动机构4连接，出口分别位于左右两侧，空气沿横向波浪形管束中流动，在椅背换热器2气体入口处，设置有楔形导流板，横向波浪形管束21中的转弯处设有圆弧过渡的倒角。

除换热表面与导热垫1紧急接触外，其余表面由隔热材料包覆；椅背换热器2两侧管道23以气体出口为中心，向两端延伸其管径逐渐减小，椅背换热器2轴线上的中部管道22以气体入口为中心，向两端延伸其管径逐渐减小。

参见图5，坐垫换热器3采用模块化设计，包括对称的两组用于换热的纵向波浪形管束31，每一部分中轴线上，由前至后设置有混合气入口、附加冷气入口与出口，纵向波浪形管束31包括三支管束，三支管束的一端连通形成坐垫换热器3的气体入口，三支纵向波浪形管束31的另一端汇集一处连通一单支管束32，单支管束32的末端设置坐垫换热器3的气体出口；单支管束32的顶面设置压力测量系统，单支管束32底部开孔连通附加冷气管道11，附加冷气管道11上设置有附加冷气流量调节阀；附加冷气管道11与冷气管束12连通空调系统；附加冷气管道11还连接有第二直线直线运动机构5；附加冷气流量调节阀、第二直线直线运动机构5的驱动装置以及压力测量系统连接微处理器；空气在坐垫换热器3的纵向波浪形管束31与单支管束32中流动，坐垫换热器3的气体入口处设有楔形导流板，纵向波浪形管束31与单支管束32内部转弯处设有圆弧倒角，除换热表面与导热垫1紧急接触外，其余表面由隔热材料包覆。

第一直线运动机构4，第二直线运动机构5包括导轨、滑块、伸缩管与驱动电机，为保证气密性，导轨上包覆有密封隔热材料，滑块可在驱动电机的作用下带动伸缩管的可动端沿导轨滑动。

参见图6，所述空气混合器6由对称的左右两部分组成，每一部分以一个旋式混合器腔体为主体，腔体沿纵向布置，腔体中部开有一个热气入口与若干冷气入口，腔体两端面上分别开有混合气出口，热气从上方流入，冷气从下方流入，在腔体中由中部沿混合器器壁向两端旋转流动，在流动的过程中，实现冷、热气体的混合；腔体两端分别对应设置混合气前出口和混合气后出口，混合气前出口连通坐垫换热器3的气体入口，两个混合气后出口通过Y型三通管连通的气体入口，空气混合器6下部设置冷气入口61，冷气入口连通冷气管束12；空气混合器6侧面开设热气入口，热气入口连通进气口9。

附加冷气管道11与冷气管束12中通入的冷气由空调系统提供；所述附加热气出口10与汽车尾气排放系统连接。

出气口8位于座椅后侧靠上位置，设有可调格栅，用于控制空气吹出方向。

参见图7，所述微处理器对温度测量系统采集得的车内各处温度与座椅表面温度与温度预设系统设定的数据进行处理，并控制热气流量调节阀、冷气流量调节阀、附加冷气流量调节阀、坐垫进气口调节阀和椅背进气口调节阀的开闭与风扇13功率，根据压力测量系统采集得的座椅中轴线各处压力进行控制第一直线运动机构4和第二直线运动机构5动作。

对本发明中的风冷降温座椅装置部分，空调系统中的冷气由冷气管束12流入空气混合器6，由风扇13经进气口9吸入的车内热气进行充分混合后，分别进入椅背换热器2与坐垫换热器3对座椅表面进行降温，随后，换热后气体由位于座椅后侧的出气口8吹出，为车辆后排提供低温空气并改善后部空间空气流动。

对本发明中的自动控制系统部分，温度预设系统被集成在车载电脑中，通过LED显示屏进行温度设定，座椅表面与车内各处均设置有温度传感器，采集各个位置处的温度数据，该信息将被传输至微处理器，与温度预设系统设定的温度进行比较，微处理器通过PID控制热气流量调节阀、冷气流量调节阀、附加冷气流量调节阀、坐垫进气口调节阀和椅背进气口调节阀的开闭以及风扇13的功率，调节进入装置内冷气与热气的流量，从而实现对座椅表面温度以及整车内部温度场分布的自动调节。其中，当热气流量调节阀和冷气调节阀开度增大，风扇13功率增大时，车内整体温度降低；当冷气流量调节阀和附加冷气调节阀开度增大时，座椅坐垫处温度降低；当椅背进气调节阀大时，座椅靠背处温度降低；压力测量系统将位于座椅中轴线上各处采集到的压力数据传输至微处理器，通过控制第一直线运动机构4和第二直线运动机构5实现对人体与座椅紧密接触部位的重点降温。

Claims (9)

1.一种汽车风冷降温座椅，其特征在于，包括换热器、进气口(9)、出气口(8)以及微处理器；换热器上覆盖有导热垫(1)，空气混合器(6)连通进气口(9)以及坐垫下方的冷气管束(12)，冷气管束(12)的出口设置有冷气流量调节阀，出气口(8)设置在椅背后侧，进气口(9)在座椅的后侧靠近下部设置，进气口(9)中有增压装置；换热器包括椅背换热器(2)和坐垫换热器(3)，椅背换热器(2)和坐垫换热器(3)均设置有气体入口和气体出口；所述气体入口连通空气混合器(6)的混合气出口，所述气体出口连通出气口(8)；椅背换热器(2)和坐垫换热器(3)的气体入口处分别设置有椅背进气调节阀和坐垫进气调节阀；冷气流量调节阀、椅背进气调节阀和坐垫进气调节阀均连接微处理器；椅背换热器(2)包括两列横向波浪形管束(21)，横向波浪形管束(21)的两端通过两侧管道(23)和中部管道(22)连通，其气体入口设置在椅背换热器(2)中部管道(22)上，气体出口设置在两侧管道(23)的中部；

坐垫换热器(3)沿其轴线设置有两组纵向波浪形管束(31)，纵向波浪形管束(31)包括三支管束，三支管束的一端连通形成坐垫换热器(3)的气体入口，三支纵向波浪形管束(31)的另一端汇集一处连通一单支管束(32)，单支管束(32)的末端设置坐垫换热器(3)的气体出口。

2.根据权利要求1所述的汽车风冷降温座椅，其特征在于，还包括温度测量系统和温度预设系统；温度测量系统和温度预设系统均连接微处理器。

3.根据权利要求1所述的汽车风冷降温座椅，其特征在于，换热器的换热面与导热垫(1)紧密接触，换热器的其他表面均包裹有导热垫(1)采用泡沫铝材料。

4.根据权利要求1所述的汽车风冷降温座椅，其特征在于，空气混合器(6)包括两个混合器腔体，所述腔体两端分别对应设置混合气前出口和混合气后出口，混合气前出口连通坐垫换热器(3)的气体入口，两个混合气后出口通过Y型三通管(7)连通的气体入口，空气混合器(6)下部设置冷气入口，冷气入口连通冷气管束(12)；空气混合器(6)侧面开设热气入口，热气入口连通进气口(9)。

5.根据权利要求4所述的汽车风冷降温座椅，其特征在于，椅背换热器(2)与导热垫之间设置压力测量系统；Y型三通管(7)连接第一直线运动机构(4)，压力测量系统和第一直线运动机构(4)的驱动装置均连接微处理器。

6.根据权利要求1所述的汽车风冷降温座椅，其特征在于，横向波浪形管束(21)和纵向波浪形管束(31)的入口处设置有楔形导流板，纵向波浪形管束(31)与单支管束(32)的连接处设有圆弧平滑过渡。

7.根据权利要求1所述的汽车风冷降温座椅，其特征在于，单支管束(32)的顶面设置压力测量系统，单支管束(32)底部开孔连通附加冷气管道(11)，附加冷气管道(11)上设置有附加冷气流量调节阀；附加冷气管道(11)与冷气管束(12)连通空调系统；附加冷气管道(11)还连接有第二直线运动机构(5)；附加冷气流量调节阀、第二直线运动机构(5)的驱动装置以及压力测量系统连接微处理器。

8.根据权利要求1所述的汽车风冷降温座椅，其特征在于，坐垫换热器(3)气体出口还连通有附加热气出口管道(10)，附加热气出口管道(10)连通汽车尾气管，附加热气管道(10)上设置有热气流量调节阀，热气流量调节阀与微处理器连接。

9.根据权利要求1所述的汽车风冷降温座椅，其特征在于，进气口(9)处设置有风扇(13)，进气口(9)连接的进气管道内设置有鼓包，出气口(8)设置有可调格栅。

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