CN113056383A - 空气流产生装置 - Google Patents

Abstract

空气流产生装置具备：产生空气流的空气流产生部(20、30)；将由所述空气流产生部产生的所述空气流向朝向车辆的车室的乘员吹出该空气流的吹出口(911、912)引导的管道(91)；以及控制部(80)，该控制部控制施加于所述空气流产生部的脉冲状的电压的频率和所述脉冲状的电压的脉冲宽度相对于脉冲周期的比即占空比，从而从所述吹出口间歇地吹出所述空气流。

Description

空气流产生装置

关联申请的相互参照

本申请基于2018年11月19日申请的日本专利申请2018-216357号，将其记载内容作为参照组入于此。

技术领域

本发明涉及一种空气流产生装置。

背景技术

以往，有记载于专利文献1中的汽车用空调装置。该空调装置具备：清醒检测构件，该清醒检测构件检测车辆驾驶者的清醒度；以及空调构件，该空调构件能够吹出使车辆驾驶者所在的车室内空间成为部分地不同的热环境状态的空调风。该空调装置还具备控制构件，该控制构件基于清醒检测构件的检测信号控制驱动空调构件，使车室内空间成为部分地不同的热环境状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第2715760号公报

发明内容

上述专利文献1记载的空调装置交替地切换使空调风的吹出气流向乘员的胸部中央部附近集中的集中吹出状态与向车室内整体扩散的扩散吹出状态等而进行送风。但是，这样的方式存在无法使足够的气流到达乘员的情况。本发明的目的在于，使更充足的气流到达乘员。

本发明的一个观点，空气流产生装置具备：空气流产生部，该空气流产生部产生空气流；管道，该管道将由空气流产生部产生的空气流向吹出口引导，该吹出口将空气流朝向车辆的车室的乘员吹出；以及控制部，该控制控制施加于空气流产生部的脉冲状的电压的频率和占空比，从而从吹出口间歇地吹出空气流，该占空比是脉冲状的电压的脉冲宽度相对于脉冲周期的比。

根据上述结构，控制部控制施加于空气流产生部的脉冲状的电压的频率和占空比，从而从吹出口间歇地吹出空气流，该占空比是脉冲状的电压的脉冲宽度相对于脉冲周期的比，因此能够使更充足的气流到达乘员。

另外，对各构成要素等标注的带括号的参照符号表示其构成要素等与后述的实施方式中记载的具体的构成要素等的对应关系的一例。

附图说明

图1是表示一个实施方式的空调装置的整体结构的图。

图2是表示通过控制部控制而使从面部吹出口、足部吹出口以及吹出口吹出的空气流成为间歇风的情况的图。

图3是施加于使风扇旋转的电机的脉冲状的电压与从面部吹出口吹出的空气流的风速的时序图。

图4是表示从吹出口吹出连续风的比较例的风速分布的图。

图5是表示从吹出口吹出间歇风的本空调装置的风速分布的图。

图6是表示在某地点的风扇的平均风速/使风扇旋转的电机的平均电力、与使风扇旋转的电机的电压的频率的关系的实验结果的图。

图7是表示使风扇旋转的电机的电力与风速的时间变化的图。

图8是控制部的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下各实施方式彼此之间，在图中对彼此相同或等同的部分标注相同的符号。

使用图1～图5对一个实施方式的空调装置进行说明。本实施方式的空调装置1搭载于车辆，通过吸入作为车室内的空气的内部气体与作为车室外的空气的外部气体的一方或者双方，调节其吸入的空气的温度和湿度而向车室内吹出，从而进行车室内的空气调节。

如图1所示，空调装置1具备空调壳体10、风扇20、电机30以及电机保持件40等。另外，风扇20和电机30相当于空气流产生部。

空调壳体10由具有一定程度的弹性且强度优秀的树脂形成。作为形成空调壳体10的树脂，可列举出例如聚丙烯。空调壳体10形成供向车室内吹送的空气流动的通风路11。

空调壳体10在通风路11的空气流动方向上游侧的部位具有：内部气体导入口12，用于从车室内的规定位置向通风路11导入内部气体；以及外部气体导入口13，用于从车外向通风路11导入外部气体。另外，内部气体导入口12或外部气体导入口13也可以与作为与空调壳体10不同的部件而构成的未图示的管道连接。在该情况下，空气经由这些管道从内部气体导入口12或外部气体导入口13向通风路11导入。

空调壳体10在通风路11的空气流动方向下游侧具有用于从通风路11向车室内吹送空气的多个吹出开口部14、15、16。在空调壳体10的通风路11流动的空气从多个吹出开口部14、15、16向车室内吹送。多个吹出开口部14、15、16包括面部吹出开口部14、足部吹出开口部15以及除霜吹出开口部16。面部吹出开口部14朝向落座于前座的乘员的上半身或其周围吹出空调风。足部吹出开口部15朝向该乘员的脚边吹出空调风。除霜吹出开口部16朝向车辆的挡风玻璃吹出空调风。

另外，多个吹出开口部14、15、16也可以分别与作为与空调壳体10不同的部件而构成的未图示的管道连接。在该情况下，空气经由这些管道从多个吹出开口部14、15、16向车室内吹出。

在空调壳体10的内侧设置有内外部气体切换门17、风扇20、蒸发器50、加热器芯51、温度调节门52以及模式切换门53、54、55等。

内外部气体切换门17连续地调节内部气体导入口12的开口面积和外部气体导入口13的开口面积。内外部气体切换门17以越打开内部气体导入口12和外部气体导入口13中一方的开口部就越关闭另一方的开口部的方式旋转动作。由此，内外部气体切换门17能够对被导入通风路11的内部气体与外部气体的风量比例进行调节。

采用离心风扇作为本实施方式的风扇20。风扇20在通风路11产生空气的流动。使风扇20旋转的电机30被收容于收容空间410，该收容空间410设置于固定在空调壳体10的电机保持件40。风扇20固定于电机30的旋转轴。由风扇20和电机30构成送风机。

当风扇20随着电机30的驱动而旋转时，在通风路11产生气流。由此，内部气体或外部气体从内部气体导入口12或外部气体导入口13导入通风路11。被风扇20吹送而在通风路11流动的空气由蒸发器50和加热器芯51调节温度和湿度，经由与通风路11连通的多个吹出开口部14、15、16中的任意一个向车室内吹出。

蒸发器50是用于冷却在通风路11流动的空气的热交换器。蒸发器50与未图示的压缩机、冷凝器以及膨胀阀等一起构成周知的制冷循环。在制冷循环中，蒸发器50配置在膨胀阀的下游侧且压缩机的上游侧。蒸发器50使在未图示的管的内侧流动的低温低压的制冷剂与通过蒸发器50的空气进行热交换，通过由制冷剂的蒸发潜热产生的吸热作用冷却通过蒸发器50的空气。

加热器芯51是用于加热在通风路11流动的空气的热交换器。发动机冷却水在加热器芯51所具有的未图示的管的内侧流动。加热器芯51使在其管的内侧流动的发动机冷却水与通过加热器芯51的空气进行热交换，加热通过加热器芯51的空气。

在蒸发器50与加热器芯51之间设置有温度调节门52。温度调节门52对通过蒸发器50后绕过加热器芯51流动的风量与通过蒸发器50后通过加热器芯51的风量的比例进行调节。

在面部吹出开口部14、足部吹出开口部15以及除霜吹出开口部16设置有用于调节各自的开口面积的模式切换门53、54、55。模式切换门53、54、55包括面部门53、足部门54以及除霜门55。面部门53对面部吹出开口部14进行开闭。足部门54对足部吹出开口部15进行开闭。除霜门55对除霜吹出开口部16进行开闭。

管道91与面部吹出开口部14以及足部吹出开口部15连接。面部吹出开口部14以及足部吹出开口部15经由管道91与车辆的面部吹出口911以及足部吹出口912连通。

另外，管道92与除霜吹出开口部16连接。除霜吹出开口部16经由管道92与除霜吹出口921连通。

如图2所示，使本实施方式的空调装置1的风扇20旋转的电机30被控制部80控制为从面部吹出口911和足部吹出口912吹出的空气流成为间歇风。

控制部80对使风扇20旋转的电机30的电压的电压值、频率及占空比进行控制，以使得从面部吹出口911和足部吹出口912吹出的空气流成为间歇流。占空比是施加于使风扇20旋转的电机30的脉冲状的电压的脉冲宽度相对于脉冲周期的比。

图3是以规定频率使施加于电机30的电压通断时的电压波形与从面部吹出口911吹出的空气流的风速的时序图。另外，规定频率越高则电压波形的宽度越短。

当电压从0伏上升至规定电压时，使风扇20旋转的电机30的转速变快，从面部吹出口911吹出的空气流的风速也变快。另外，从电压上升到风速变为最大为止产生若干延迟。另外，管道91的长度越长则该延迟越大。

然后，电压从规定电压降低至0伏。由此，使风扇20旋转的电机30的转速降低，从面部吹出口911吹出的空气流的风速也变慢。另外，从电压下降到风速变为最小为止产生若干延迟。风速被控制为在预先设定的风速下限值以上，且小于最大风速下限值。即，在使风扇20旋转的电机30的旋转停止之前，电压再次从0伏上升。

控制部80如上所述地对使风扇20旋转的电机30的电压以及占空比进行控制。另外，图3所示的(通电期间/通电期间+断电期间)×100为占空比。

图4是表示从吹出口Ol吹出连续风的比较例的风速分布的图。另外，图5是表示本实施方式的空调装置那样的从吹出口Ol吹出间歇风的情况的风速分布的图。示出在距吹出口Ol的距离为L1的场所的风速分布以及在距吹出口Ol的距离为L2的场所的风速分布。在图4～图5中，从吹出口Ol吹出空气的方向的箭头的长度越长则风速越大。

如图4所示，在从吹出口Ol吹出连续风的情况下，空气从自吹出口Ol吹出的空气的后方连续地供给。因此，在所吹出的空气与周围的静止空气之间连续地产生旋涡。

因此，由于旋涡扩大，从吹出口Ol吹出的空气向与吹出方向交叉的方向扩散地前进，从而减速。

这被认为是因为：随着距吹出口Ol的距离变长，从吹出口Ol吹出的空气的周围的空气能形成的旋涡D发展而变大，发展了的旋涡D被卷入从吹出口Ol吹出的空气。若发展了的旋涡D被卷入从吹出口Ol吹出的空气，则认为从吹出口Ol吹出的空气扩散地前进，从而减速。

与此相对，如图2、图5所示，在从吹出口Ol吹出间歇风的情况下，后气流从自吹出口Ol吹出的先行气流的后方间歇地供给。因此，在吹出的空气与周围的静止空气之间不连续地产生旋涡。

而且，从吹出口Ol吹出的空气由于旋涡的扩大被抑制而不怎么向与吹出方向交叉的方向扩散而且抑制风速的降低的方式前进。

这被认为是因为即使距吹出口Ol的距离变长，在从吹出口Ol吹出的空气的周围的空气能够产生的旋涡D也不会发展为较大的旋涡，因此旋涡D难以被卷入从吹出口Ol吹出的空气。若旋涡D难以被卷入从吹出口Ol吹出的空气，则认为从吹出口Ol吹出的空气不怎么扩散地前进，风速的降低被抑制。

图7是表示在某地点的风扇20的平均风速/使风扇20旋转的电机30的平均电力、与使风扇20旋转的电机30的电压的频率的关系的实验结果的图。纵轴表示在以规定的平均电力使间歇风流动的情况下在某地点的平均风速。可以说纵轴的值越大则有越大风速的良好的间歇风。

若将占空比设为80％，则与将占空比设为100％的情况相比没有变化。另外，若将使风扇20旋转的电机30的电压的频率设置为比20赫兹大，则与连续风相比没有变化。

例如，通过将电压的频率设定为2赫兹～5赫兹，将占空比设定为50％等将电压的频率和占空比设定为适当的条件，从而能够吹出间歇风。另外，优选的是，将电压的频率设定为0.5赫兹以上且小于20赫兹。

另外，占空比被构成为在吹出间歇风的范围内选定。例如，优选构成为将占空比选定为80％以下。

图8是表示使风扇20旋转的电机30的电力与风速的时间变化的图。图8是实验数据。

在对使风扇20旋转的电机30施加了脉冲状的电压后，风速不会马上变大。在对电机30施加脉冲状的电压起过了一段时间后，风速在规定的风速范围内变动。

接着，根据图8对控制部80的处理进行说明。当空调装置1成为动作开始状态时，控制部80实施如图8所示的处理。另外，在动作开始前，电压不施加于使风扇20旋转的电机30，风扇20不旋转。即，为无风状态。

首先，在S100中，控制部80在规定期间对使风扇20旋转的电机30输出恒定电压，以使得连续风从面部吹出口911吹出。具体而言，向电机30输出占空比设为100％的固定电压。

接着，经过规定期间后，在S102中，控制部80对使风扇20旋转的电机30周期性地输出脉冲状的电压，以使得间歇风从面部吹出口911吹出。例如，周期性地输出10赫兹且占空比设为50％的脉冲状的电压。由此，通过风扇20吹出间歇风。另外，电机30被控制部80控制为从面部吹出口911吹出的间歇风的风速在规定的风速变动范围内。

如上所述，本实施方式的空气流产生装置具备：空气流产生部20、30，该空气流产生部20、30产生空气流；以及管道91，该管道91将由空气流产生部20、30产生的空气流向朝车辆的车室的乘员吹出该空气流的吹出口911、912引导。另外，具备控制部80，该控制部80控制施加于空气流产生部20、30的脉冲状的电压的频率和占空比，从而从吹出口911、912间歇地吹出空气流，该占空比是脉冲状的电压的脉冲宽度相对于脉冲周期的比。

根据上述结构，控制部80控制施加于空气流产生部20、30的脉冲状的电压的频率和占空比，从而从吹出口911、912间歇地吹出空气流，该占空比是脉冲状的电压的脉冲宽度相对于脉冲周期的比。因此，能够使更充足的气流到达乘员。

另外，控制部80将脉冲状的电压的频率控制在0.5赫兹～20赫兹之间。这样，通过将脉冲状的电压的频率控制在0.5赫兹～20赫兹之间，能够从吹出口911、912间歇地吹出空气流。

另外，控制部80在从吹出口911、912间歇地吹出空气流的范围内控制占空比。这样，控制部80能够在从吹出口911、912间歇地吹出空气流的范围内控制占空比。

另外，控制部80在动作开始后的规定期间控制施加于空气流产生部20、30的脉冲状的电压的频率和占空比，从而从吹出口911、912连续地吹出空气流。并且，之后，控制施加于空气流产生部20、30的脉冲状的电压的频率和占空比，从而从吹出口911、912间歇地吹出空气流。

因此，在动作开始后，在使空气流迅速地到达乘员之后，能够使足够的空气流到达乘员。

(其他实施方式)

(1)在上述实施方式中，对电机30周期性地施加脉冲状的规定电压，以使得从车辆的面部吹出口911、足部吹出口912以及除霜吹出口921间歇地吹出空气流。

与此相对，也可以在面部吹出开口部14、足部吹出开口部15以及除霜吹出开口部16设置未图示的风门。另外，也可以驱动这些风门开闭，以使得空气流从车辆的面部吹出口911、足部吹出口912以及除霜吹出口921间歇地吹出。

(2)上述实施方式的控制部80控制施加于空气流产生部20、30的脉冲状的电压的频率和占空比双方，从而从吹出口911、912间歇地吹出空气流。

与此相对，也可以是，控制部80控制施加于空气流产生部20、30的脉冲状的电压的频率和占空比中的至少一方，从而从吹出口911、912间歇地吹出空气流。

另外，本发明不限定于上述的实施方式，能够进行适当地变更。另外，上述各实施方式并非彼此没有关系，除了明显不能组合的情况之外，能够进行适当地组合。另外，在上述各实施方式中，除了特别明示了构成实施方式的要素是必须的情况以及在原理上明显被认为是必要的情况等之外，也不一定是必须的。另外，在上述各实施方式中，在提及实施方式的构成要素的个数、数值、量、范围等数值的情况下，除了特别明示为必须的情况以及在原理上明显被限定为特定的数的情况等以外，不限定于该特定的数。另外，在上述各实施方式中，在提及构成要素等的材质、形状、位置关系等时，除了特别明示的情况以及原则上限定于特定的材质、形状、位置关系等的情况等以外，不限定于该材质、形状、位置关系等。

(总结)

根据在上述各实施方式的一部分或者全部所示的第一观点，具备：空气流产生部，该空气流产生部产生空气流；管道，该管道将由空气流产生部产生的空气流向朝着车辆的车室的乘员吹出该空气流的吹出口引导；以及控制部，该控制控制施加于空气流产生部的脉冲状的电压的频率和占空比，从而从吹出口间歇地吹出空气流，该占空比是脉冲状的电压的脉冲宽度相对于脉冲周期的比。

另外，根据第二观点，控制部将脉冲状的电压的频率控制在0.5赫兹～20赫兹之间。这样，通过将脉冲状的电压的频率控制在0.5赫兹～20赫兹之间，能够从吹出口间歇地吹出空气流。

另外，根据第三观点，控制部在从吹出口间歇地吹出空气流的范围内控制占空比。这样，控制部能够在从吹出口间歇地吹出空气流的范围内控制占空比。

另外，根据第四观点，控制部在动作开始后的规定期间控制施加于空气流产生部的脉冲状的电压的频率和占空比，从而从吹出口连续地吹出空气流，之后，控制施加于空气流产生部的脉冲状的电压的频率和占空比，从而从吹出口间歇地吹出空气流。

因此，在动作开始后，在使空气流迅速地到达乘员之后，能够使足够的空气流到达乘员。

另外，风扇20和电机30与空气流产生部对应。

Claims (4)

1.一种空气流产生装置，其特征在于，具备：

空气流产生部(20、30)，该空气流产生部产生空气流；

管道(91)，该管道将由所述空气流产生部产生的所述空气流向吹出口(911、912)引导，该吹出口将所述空气流朝向车辆的车室的乘员吹出；以及

控制部(80)，该控制部控制施加于所述空气流产生部的脉冲状的电压的频率和占空比，从而从所述吹出口间歇地吹出所述空气流，该占空比是所述脉冲状的电压的脉冲宽度相对于脉冲周期的比。

2.根据权利要求1所述的空气流产生装置，其特征在于，

所述控制部将所述脉冲状的电压的所述频率控制在0.5赫兹～20赫兹之间。

3.根据权利要求1或2所述的空气流产生装置，其特征在于，

所述控制部在从所述吹出口间歇地吹出所述空气流的范围内控制所述占空比。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的空气流产生装置，其特征在于，

所述控制部在动作开始后的规定期间控制施加于所述空气流产生部的脉冲状的电压的所述频率和所述占空比，从而从所述吹出口连续地吹出所述空气流，之后，控制施加于所述空气流产生部的脉冲状的电压的所述频率和所述占空比，从而从所述吹出口间歇地吹出所述空气流。

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