CN117412875A - 用于机动车辆的供暖、通风和/或空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的供暖、通风和/或空调装置，该装置在竖直方向Z‑Z’上具有竖直空间需求，该装置包括壳体(1)、以及在壳体(1)内部的第一热交换器(2)和用于产生空气流的单元(4)，第一交换器(2)在接近竖直方向Z‑Z’的方向上延伸并且在与竖直方向Z‑Z’垂直的横向方向Y‑Y’上延伸，用于产生空气流的单元包括鼓风机叶轮(8)，该鼓风机叶轮被构造成围绕基本上沿着横向方向Y‑Y’定向的旋转轴线(10)旋转，并且被构造成在第一交换器(2)的方向上切向地产生空气流，鼓风机叶轮(8)被设计成保持在第一交换器(2)的竖直空间需求内，壳体(1)被构造成在将车辆的发动机舱与乘客舱隔开的壁(90)的任一侧上延伸，壳体(1)的容纳用于产生空气流的单元的第一部分旨在位于发动机舱侧上，并且壳体(1)的容纳第一交换器(2)的第二部分旨在位于乘客舱侧上。

Description

用于机动车辆的供暖、通风和/或空调装置

本发明涉及一种用于机动车辆的供暖、通风和/或空调装置并且涉及一种包括这种装置的机动车辆。

用于机动车辆的供暖、通风和/或空调装置是已知的，这种装置包括：壳体；以及在该壳体内部的一个或多个热交换器和用于产生空气流的单元，空气流旨在通过各个出口孔口沿车辆的乘客舱的方向上分布之前穿过(多个)交换器。

这种装置具有很大的空间需求，并且一个困难是将这种装置隐藏在仪表板下方。传统上，这种装置位于壳体中、位于驾驶员与乘客之间。具体地，在该位置，仪表板可以在驾驶员的腿与前排乘客的腿之间竖直地延伸。供暖、通风和/或空调装置通过相关地呈现大的竖直延伸来利用该可用空间。

然而，尤其是出于设计原因，可能期望仪表板在驾驶员的腿与前排乘客的腿之间留出自由空间。这样就不再可以将供暖、通风和/或空调装置隐藏在该区域中，并且必须对这种装置的布置进行检查。

根据本发明的第一方面，提供了供暖、通风和/或空调装置的部件的更水平分布。然而，这种分布必须与所述装置在车辆的乘客舱中的适当的总空间需求保持兼容。

本发明的目的是克服上述困难中的至少一些困难，并且为此本发明提出了一种用于机动车辆的供暖、通风和/或空调装置，所述装置在竖直方向Z-Z'上具有竖直空间需求，所述装置包括：壳体；以及在该壳体内部的第一热交换器和用于产生空气流的单元，所述第一热交换器在接近所述竖直方向Z-Z'的方向上延伸并且在与竖直方向Z-Z'垂直的横向方向Y-Y'上延伸，所述用于产生空气流的单元包括鼓风机叶轮，该鼓风机叶轮被构造成围绕基本上沿所述横向方向Y-Y’定向的旋转轴线旋转，并且被构造成在所述第一交换器的方向上切向地产生空气流，所述鼓风机叶轮被布置成保持在所述第一交换器的竖直空间需求内，所述壳体被构造成在将车辆的发动机舱与乘客舱隔开的壁的任一侧上延伸，壳体的容纳用于产生空气流的单元的第一部分旨在位于发动机舱侧上，并且壳体的容纳第一交换器的第二部分旨在位于乘客舱侧上。

在使用中，也就是说在安装在车辆中之后，装置的竖直方向Z-Z'旨在平行于车辆的竖直轴线“Z”。

将鼓风机叶轮放置在交换器的竖直空间需求中避免了增加壳体的竖直空间需求。此外，通过将所述鼓风机叶轮沿横向方向定向，这允许在鼓风机叶轮的轴向延伸部中向空气产生单元供应空气。这也避免了增加装置的竖直空间需求。此外，通过将壳体的包括鼓风机叶轮的部分放置在发动机舱侧，其在乘客舱中的水平延伸受到限制。因此，可以受益于在乘客舱侧上具有有限的竖直和水平空间覆盖区的装置。

有利地，所述壳体的竖直空间需求在用于引导空气流朝向所述第一交换器和/或与所述第一交换器成一直线的区域中是最大的。

通过将第一交换器及其空气供应部靠近壳体的具有最大竖直空间需求的区域放置，第一交换器的交换表面和空气流在该第一交换器的方向上的流动部段被保持。这优化了装置的热效率。

根据本发明的其他特征，这些特征可以根据任何技术上可能的组合单独使用或一起使用，这些特征形成本发明的多个实施例：

-所述壳体被构造成将鼓风机叶轮的出口处的空气流直接导向所述第一交换器，而不改变方向，

-所述第一交换器包括主要在第一方向I-I'上延伸并且在横向方向Y-Y'上延伸的热交换束，该第一方向相对于所述竖直方向具有有限的角度、例如小于15°，

-所述第一交换器具有沿所述横向方向Y-Y'延伸并且沿与所述第一方向I-I'垂直且与所述横向方向Y-Y'垂直的、称为束厚度方向的方向J-J'延伸的横向侧，

-所述壳体具有用于向所述第一交换器供应空气的腔室，该腔室在沿着所述束厚度方向J-J'的空气流的流动方向上具有发散形状，

-所述用于产生空气流的单元、特别是所述鼓风机叶轮位于使所述第一交换器的横向侧延伸的两个平行平面之间，

-所述第一交换器具有在所述第一方向I-I'和所述束厚度方向J-J'上延伸的侧向侧，

-所述用于产生空气流的单元在所述横向方向Y-Y'上基本上居中地位于使所述第一交换器的所述侧向侧延伸的两个平面之间，

-所述装置包括位于壳体1内部的第二热交换器，

-所述第二热交换器在空气流的流动方向上位于所述第一交换器的下游，

-所述第二交换器包括主要在所述横向方向Y-Y'延伸并且在第二方向K-K'上延伸的热交换束，该第二方向旨在相对于与第一方向I-I'正交的方向具有有限的角度、例如小于10°，

-所述第二交换器位于使第一交换器的横向侧延伸的所述平行平面之间和/或位于使所述第一交换器的侧向侧延伸的平行平面之间。

-所述壳体限定用于空气流的流动通道，该流动通道具有：

○用于第一空气流的至少一个第一导管，该至少一个第一导管限定第一空气出口，

○用于第二空气流的至少一个第二导管，该至少一个第二导管限定第二空气出口，

○至少一个混合腔室，该至少一个混合腔室与所述导管的相应空气出口连通，以及

○至少一个混合挡板，该混合挡板包括第一滑动门，该第一滑动门被布置成控制所述混合腔室中的第一空气流和第二空气流的分布，所述混合挡板被布置成使得其能够在关闭第一导管的第一端位置与关闭第二导管的第二端位置之间移动，

○第一导管绕过第二热交换器，将第一热交换器直接连接到混合腔室，

○第二导管将第一交换器连接到混合腔室，引导空气通过第二热交换器，

-该装置包括布置在混合腔室下游的一个或多个空气出口开口，每个空气出口开口被构造成将空气流引导到车辆乘客舱的各个区域，

-该装置包括第一分配挡板，该第一分配挡板包括第二滑动门，该第二滑动门被布置成能够至少部分地关闭所述空气出口开口中的一个，

-该装置包括空气入口模块，该空气入口模块沿着横向轴线Y-Y'定位在所述用于产生空气流的单元的延伸部中，

-所述空气入口模块包括第一空气入口，该第一空气入口被构造成接收来自车辆外部的空气，

-空气入口模块包括第二空气入口，该第二空气入口被构造成接收来自车辆乘客舱的空气，

-所述第二空气入口从壳体的侧壁横向地延伸、特别是正交地延伸，

-壳体的容纳用于产生空气流的单元的第一部分还容纳空气入口模块，

-所述壳体包括支承表面，该支承表面旨在抵靠将发动机舱和乘客舱隔开的所述壁，

-在使用中，所述支承表面旨在基本上竖直地定向，

-第一交换器是蒸发器，

-第二交换器是暖气散热器。

本发明还涉及一种车辆，该车辆包括发动机舱、乘客舱和将所述发动机舱与所述乘客舱隔开的壁，所述车辆进一步包括如上所述的供暖、通风和/或空调装置。

本发明的其他特征和优点在参考附图阅读下面的描述时将变得显而易见，在附图中：

[图1]在纵向截面平面中展示了根据本发明的供暖、通风和/或空调装置的示例性实施例；

[图2]从第一视角展示了图1的装置的立体图；

[图3]从另一个角度展示了图1的装置的立体图。

术语“上游”和“下游”总是指在供暖、通风和/或空调装置内循环的空气流的流动。

这些图示意性地示出了三面体XYZ，其中供暖、通风和/或空调装置的纵向轴线X可以对应于车辆的前/后纵向轴线。供暖、通风和/或空调装置的横向轴线Y可以对应于车辆的右/左横向轴线，并且供暖、通风和/或空调装置的竖直轴线Z可以对应于车辆的顶部/底部竖直轴线，每条轴线彼此垂直，特别是当供暖、通风和/或空调装置安装在机动车辆中时是如此的。

如图1所展示，本发明涉及一种用于机动车辆的供暖、通风和/或空调装置，所述装置在竖直方向Z-Z’上具有竖直空间需求。这特别是在将所述装置安装在车辆中之后平行于车辆的竖直轴线“Z”的方向。

所述装置包括：壳体1；以及在壳体1内的第一热交换器2和用于产生空气流的单元4。

所述第一交换器2主要在接近所述竖直方向Z-Z’的方向上延伸并且在横向方向Y-Y’上延伸，该横向方向与竖直方向Z-Z’垂直且对应于图1的平面的法线且在图3中展示。例如，该第一交换器是蒸发器。因此，该第一交换器用于对空气流进行除湿和/或冷却。

所述用于产生空气流的单元4包括被构造成围绕旋转轴线10旋转的鼓风机叶轮8。特别地，该鼓风机叶轮是径向鼓风机叶轮或蜗壳。所述用于产生空气流的单元4进一步包括用于驱动鼓风机叶轮8的电机，所述电机在这些图中未展示。所述电机包括例如定子和转子，定子和转子沿着鼓风机叶轮8的所述旋转轴线10定向。电机特别地定位在由所述鼓风机叶轮8限定的容积内。电机不会改变用于产生空气流的单元4的竖直空间需求。电机也不会改变或仅轻微改变所述空气产生单元在所述横向方向Y-Y’上的空间需求。

有利地，所述壳体1的竖直空间需求被选择成在用于引导空气流朝向所述第一交换器2和/或与所述第一交换器2成一直线的区域6中最大。以这种方式，存在空气流在第一交换器2的方向上的流动部段，该流动部段限制空气的压降和/或用于与空气交换的表面，该表面在所述第一交换器2处尽可能大。在限制竖直空间需求时，这种构型因此使得可以维持显著的能量和/或热性能。

根据本发明，鼓风机叶轮8的所述旋转轴线10基本上沿所述横向方向Y-Y’定向，并且所述鼓风机叶轮8被构造成在所述第一交换器2的方向上沿标记为F0的箭头切向地产生空气流。所述鼓风机叶轮8进一步被布置成保持在所述第一交换器2的竖直空间需求内。因此，所述鼓风机叶轮8可以具有大直径并且产生显著的空气流而不影响壳体1的竖直空间需求。此外，鼓风机叶轮8的取向有利于在所述横向方向Y-Y’上向用于产生空气流的单元4供应空气，这也有助于在限制空气的压降时保持装置的竖直空间需求。

本发明还扩展到一种装置，其中鼓风机叶轮8在保持相同取向时将具有使得鼓风机叶轮偏离第一交换器2的竖直空间需求的定位和/或直径，考虑到壳体1的壁厚，只要这种鼓风机叶轮不会导致壳体的竖直空间需求相对于所述壳体1在用于引导空气流朝向所述第一交换器2和/或与所述第一交换器2成一直线的区域6中的竖直空间需求增加即可。

优选地，所述壳体被构造成将鼓风机叶轮8的出口处的空气流直接导向所述第一交换器2，而没有任何弯曲或方向改变。这有助于限制空气的压降。

如所展示的实施例中的情况，所述壳体1具有第一腔室12，所述用于产生空气流的单元4位于该第一腔室中。所述壳体还具有第二腔室14，该第二腔室限定用于引导空气流朝向所述第一交换器2的区域6并且形成用于向所述第一交换器2供应空气的空间。所述第一腔室12具有以鼓风机叶轮8的旋转轴线10为中心的例如圆形截面的筒形构型。

所述壳体1还具有在所述第一腔室12与所述第二腔室14之间的连通孔口16，使得空气直接从一个腔室通向另一个腔室。所述连通孔口16沿所述横向方向Y-Y’延伸，延伸范围与所述鼓风机叶轮8和/或所述第一交换器2在同一方向上的延伸范围相同。空气流沿鼓风机叶轮8的下部切向地产生，并经由连通孔口16从第一腔室12通向第二腔室14，没有任何弯曲或方向改变，所述连通孔口16定位在所述壳体1的下部处。

所述第一交换器2有利地包括主要在第一方向I-I’上延伸并且在横向方向Y-Y’上延伸的热交换束18，该第一方向相对于所述竖直方向具有有限的角度、例如小于15°。此处，所述第一交换器2相对于竖直方向略微倾斜，但是所述第一交换器也可以竖直地定向。

所述第一交换器2具有沿所述横向方向Y-Y’延伸并且沿与所述第一方向I-I’垂直且与所述横向方向Y-Y’垂直的、称为束厚度方向的方向J-J’延伸的横向侧20、22。所述横向侧20、22在此分别形成第一交换器2的上侧和下侧。所述第一交换器2还具有在图中不可见的、在所述第一方向I-I’和所述束厚度方向J-J’上延伸的侧向侧。所述侧向侧在此分别形成第一交换器2的右侧和左侧。所述侧向侧连接横向侧20、22。

在这种构型中，所述用于产生空气流的单元4、特别是所述鼓风机叶轮8位于使第一交换器2的横向侧20、22延伸的两个平行平面P、P’之间。

优选地，所述用于产生空气流的单元4和/或所述鼓风机叶轮8相对于所述第一交换器2基本上沿着所述横向轴线Y-Y’居中。这允许空气流的良好分布，同时限制装置在该方向上的空间需求。更准确地，此处，所述用于产生空气流的单元4和/或所述鼓风机叶轮8在所述横向方向Y-Y’上基本上居中地位于使交换器的所述侧向侧延伸的两个平面之间。

还可以注意到，所述第二腔室14优选地在沿着所述束厚度方向J-J’的空气流的流动方向上具有发散形状。

所述装置进一步包括位于壳体1内部的第二热交换器24。例如，第二热交换器是暖气散热器。因此，第二热交换器被用来加热穿过第二热交换器的空气。

所述第二热交换器24在空气流的流动方向上位于所述第一交换器2的下游。此处，所述壳体1限定位于第一交换器2下游的、称为下游容积的容积28，该容积通过所述第一交换器2与第二腔室14隔开。所述第二交换器24位于所述下游容积28中。

所述第二交换器24包括主要在所述横向方向Y-Y’上延伸并且在第二方向K-K’上延伸的热交换束，在使用中，该第二方向旨在相对于与第一方向I-I’正交的方向和/或相对于水平方向具有有限的角度、例如小于10°。

所述第二交换器24优选地位于使第一交换器2的横向侧20、22延伸的所述平行平面P、P’之间和/或位于使所述第一交换器2的侧向侧延伸的平行平面之间。

所述壳体1在所述下游容积28中限定：至少一个第一导管32，该至少一个第一导管用于第一空气流F1的流动、限定第一出口；以及至少一个第二导管34，该至少一个第二导管用于第二空气流F2的流动、限定第二出口。所述壳体还限定与所述导管32、34的相应出口连通的至少一个混合腔室38。

所述装置进一步包括至少一个混合挡板40，该混合挡板包括第一滑动门，该第一滑动门被布置成控制所述混合腔室38中的第一空气流F1和第二空气流F2的分布。所述混合挡板40被布置成使得其能够在关闭第一出口(即，第一导管32的出口)的第一端位置与关闭第二出口(即，第二导管34的出口)的第二端位置之间移动。

第一导管32绕过第二热交换器24，将第一热交换器2直接连接到混合腔室38。第二导管34通过穿过第二热交换器24将第一交换器2连接到混合腔室38。换句话说，来自用于产生空气流的单元4的整个空气流系统地穿过第一交换器2，并且只有可能流过第二导管34的那部分空气流穿过所述第二交换器24，另一部分绕过所述第二交换器24。因此，在该示例中，只有可能穿过第二导管34的那部分空气流被加热。

根据所选择的空调模式和温度来确定混合挡板40的位置。当所述混合挡板40处于其第一端位置时，整个空气流穿过第二导管34以经历加热。当混合挡板40处于其第二端位置时，整个空气流穿过第一导管32，而不经历加热。当所述混合挡板40处于中间位置时，空气流在第一交换器2的出口处在第一导管32与第二导管34之间分支。这样就在混合腔室38中发现对应的冷流F1和热流F2，以形成如图1所展示的中间温度的空气流。

所述壳体1在此处包括布置在混合腔室38下游的至少一个空气出口开口62、64、66，每个空气出口开口62、64、66被构造成将流导向车辆的乘客舱的各个区域。例如，所涉及的是在车辆的挡风玻璃的方向上位于壳体1的上部的第一空气出口开口62、在车辆的驾驶员或乘客的上半身的方向上位于壳体1的前部的第二空气出口开口64、或在驾驶员的脚和/或前排乘客的脚的方向上的第三空气出口开口66。

有利地，所述装置进一步包括第一分配挡板68、第二分配挡板70和/或第三分配挡板72，该第一分配挡板、该第二分配挡板和/或该第三分配挡板分别布置成能够至少部分地关闭所述空气出口开口62、64、66中的第一个、第二个和/或第三个。此处为所述出口开口62、64、66中的每一个提供分配挡板。在变型中，所述挡板中的一些可以是多个出口开口所共有的。

一个或多个挡板例如由滑动门、蝶形挡板和/或旗形挡板形成。此处，所述第一挡板68特别地由旗形挡板形成。所述第二分配挡板70特别地由第二滑动门形成。第三挡板72特别地由蝶形挡板形成。

所述壳体1在此处进一步包括一个或多个空气流通道74，该一个或多个空气流通道连接到所述第三开口66并且旨在引导乘客舱的下部中的空气。

从图2和图3中可以更清楚地看出，装置进一步包括空气入口模块80。所述空气入口模块使得可以供应所述用于产生空气流的单元4。所述用于产生空气流的单元包括例如空气过滤器。所述空气入口模块80有利地沿着横向轴线Y-Y’定位在所述用于产生空气流的单元4的延伸部中、位于所述单元4的入口处。

所述空气入口模块80包括第一空气入口82，该第一空气入口被构造成沿标记为Fe的箭头方向接收来自车辆外部的空气。此处，所述空气入口82在鼓风机叶轮8的旋转轴线10的延伸部上延伸。所述空气入口位于与所述旋转轴线10正交的平面中。

空气入口模块进一步包括第二空气入口84，该第二空气入口被构造成沿着标记为Fi的箭头的方向接收来自车辆的乘客舱的空气。所述第二空气入口84从壳体的侧壁86横向地延伸、特别是正交地延伸。所述第二空气入口84位于与所述第一空气入口82正交的平面中。

同样根据本发明，所述壳体1被构造成在壁90的任一侧上延伸，如图1中以虚线示意性所展示。所述壁90将车辆的发动机舱与乘客舱隔开。

壳体1的容纳用于产生空气流的单元4的第一部分、以及可能地空气入口模块80旨在位于发动机舱侧上。以这种方式，乘客舱中装置的水平空间需求受到限制。壳体1的容纳第一交换器2和下游容积26的第二部分旨在位于乘客舱侧上。第二腔室14位于例如所述壁90的任一侧上。

所述壳体在此处包括支承表面92，该支承表面旨在抵靠将发动机舱和乘客舱隔开的所述壁90。在使用中，所述支承表面92旨在基本上竖直地定向。

将注意到，所述装置进一步包括一个或多个致动器94，该一个或多个致动器用于使混合挡板40和一个或多个分配挡板62、64、66移动。所述装置还包括一个或多个连接件96，以使得能够向第一交换器2和/或第二交换器24供应旨在穿过该第一交换器和该第二交换器的一种或多种流体。例如，这些流体分别是制冷剂和传热流体。

有利地，所述(多个)致动器94位于壳体1的侧壁(此处对应于侧壁86，所述第二空气入口84从该侧壁延伸)上，并且所述(多个)连接器96位于相对的侧壁上。

所述装置进一步包括用于产生空气流的单元4用的电源98。所述电源98被构造成穿过所述隔板90。所述电源例如沿着壳体1的侧壁之一、特别是承载所述一个或多个连接件96的侧壁进行定位。

Claims (10)

1.一种用于机动车辆的供暖、通风和/或空调装置，所述装置在竖直方向Z-Z’上具有竖直空间需求，所述装置包括壳体(1)、以及在所述壳体(1)内部的第一热交换器(2)和用于产生空气流的单元(4)，所述第一热交换器(2)在接近所述竖直方向Z-Z’的方向上延伸并且在与所述竖直方向Z-Z’垂直的横向方向Y-Y’上延伸，所述用于产生空气流的单元包括鼓风机叶轮(8)，所述鼓风机叶轮被构造成围绕基本上沿所述横向方向Y-Y’定向的旋转轴线(10)旋转，并且被构造成在所述第一交换器(2)的方向上切向地产生空气流，所述鼓风机叶轮(8)被布置成保持在所述第一交换器(2)的竖直空间需求内，所述壳体(1)被构造成在将所述车辆的发动机舱与乘客舱隔开的壁(90)的任一侧上延伸，所述壳体(1)的容纳所述用于产生空气流的单元的第一部分旨在位于所述发动机舱侧上，并且所述壳体(1)的容纳所述第一交换器(2)的第二部分旨在位于所述乘客舱侧上。

2.如权利要求1所述的装置，其中，所述壳体(1)的竖直空间需求在用于引导所述空气流朝向所述第一交换器(2)和/或与所述第一交换器(2)成一直线的区域中是最大的。

3.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述用于产生空气流的单元(4)相对于所述第一交换器(2)基本上沿着所述横向轴线Y-Y'居中。

4.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第一交换器(2)包括主要在第一方向I-I'上延伸并且在所述横向方向Y-Y'上延伸的热交换束(18)，所述第一方向相对于所述竖直方向具有有限的角度、例如小于15°。

5.如前一权利要求所述的装置，其中，所述第一交换器(2)具有在所述横向方向Y-Y'上延伸并且在与所述第一方向I-I'垂直且与所述横向方向Y-Y'垂直的、称为束厚度方向的方向J-J'上延伸的横向侧(20，22)。

6.如前一权利要求所述的装置，其中，所述壳体(1)具有用于向所述第一交换器(2)供应空气的腔室(14)，所述腔室在沿着所述束厚度方向J-J'的空气流的流动方向上具有发散形状。

7.如权利要求5和6中任一项所述的装置，其中，所述用于产生空气流的单元(4)位于使所述第一交换器的横向侧(20，22)延伸的两个平行平面之间。

8.如权利要求5至7中任一项所述的装置，其中，所述第一交换器(2)具有在所述第一方向I-I'和所述束厚度方向J-J'上延伸的侧向侧。

9.如前一权利要求所述的装置，其中，所述用于产生空气流的单元(4)在所述横向方向Y-Y'上基本上居中地位于使所述第一交换器(2)的所述侧向侧延伸的两个平面之间。

10.一种车辆，所述车辆包括发动机舱、乘客舱、以及位于所述发动机舱与所述乘客舱之间的分隔壁(90)，所述车辆进一步包括如前述权利要求中的任何一项所述的供暖、通风和/或空调装置。