CN1495055A - 用于汽车空气管的空气变向系统 - Google Patents

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Abstract

一种空调系统，当系统为双级方式时，使吹过垂直设置的空气管中的空气保证适当的温度差。热空气入口设置在冷空气入口上面。面部孔设置在上面位置，而脚部孔设置在下面位置。用于开启和关闭两个孔的空气流动方式改变门为蝶形门。空气流动方式改变门枢轴地设置在门壳体中。在空气流动方式改变门开启脚部孔和面部孔两者的双级方式中，用于从冷空气入口将冷空气引入面部孔的双级方式旁路通道限定在空气流动方式改变门的末端和门容纳部分的内壁表面之间。

Description

用于汽车空气管的空气变向系统
技术领域
本发明涉及一种在汽车空调系统中空气鼓风机的空气变向部分。
背景技术
在传统的汽车空调系统中，大家已经熟知的是前座的空调装置与后座的空气温度调节部分和后座的空气变向部分为一个整体。空调装置通常安装在乘客厢前面区域的仪表盘后面。
由于这样的空调装置在对吹向前、后座的空气温度调节中共用一个加热器芯，所以，后座冷空气旁路管设置在加热器芯下面。结果，如图6所示，在穿过加热器芯后热空气进入的后座热空气入口34设置在上面的位置，而从后座冷空气旁路管30进入冷空气的后座冷空气入口33设置在下面的位置，其位置为彼此相对。
空调装置也设计为使后座空气混合门31调节来自后座热空气入口34的热空气和来自后座冷空气入口33的冷空气之间的空气流比，从而调节吹向后座的空气温度。
另一方面，在后座空气流动方式改变部分35中，后座面部孔37设置在上面的位置，而后座脚部孔38设置在下面的位置，且彼此相对。这是因为连接到后座面部孔37的后座面部管(未示出)设置在上面的位置，而连接到后座脚部孔38的后座脚部管(未示出)设置在下面的位置。
图6显示了选择后座空气流动方式的双级方式，其包括形成为日文字符“ヘ(he)”形状的蝶形门的后座空气流动方式改变门39旋转操作以便在位于后座面部孔37和后座脚部孔38的两个位置处同时开启。
然而，在前述设置中，来自后座热空气入口34的热空气和来自后座冷空气入口33的冷空气分别通过后座空气混合门31和后座空气流动方式改变门39的板表面分成上、下部分。其原因在于大多数来自位于上面位置热空气入口34的热空气通过两个门31、39的板表面上面流进位于其上面位置的后座面部孔37。另一方面，其原因也在于大多数来自位于下面位置冷空气入口33的冷空气通过两个门31、39的板表面下面流进位于其下面位置的后座脚部孔38。
为此，在后座双级方式中，流向乘坐者面部的空气温度变得比流向乘坐者脚部的空气温度高，从而提供了一种与头部分制冷脚部制热的流动空气温度分布相反的流动空气温度分布。因此，此温度分布使得后座乘客感到其身体下部冷、其身体上部热。
上述问题可以通过将后座面部孔37定位于下面位置，而后座脚部孔38定位于上面位置克服。然而，这将需要后座面部管从后座面部孔37(从下面位置)安装的位置向上弯曲，而后座脚部管从后座脚部孔38(从上面位置)安装的位置向下弯曲。
因此，这有可能导致后座面部管和后座脚部管的压力损失(由弯曲引起的压力损失)的增加，从而引起另一个流向后座的空气流量降低的问题。由于汽车安装固定空间的限制，也使得不可能在上述两个管中设置弯曲。因此，在下面位置设置后座面部孔37和在上面位置设置后座脚部孔38的措施是不切实际的。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提出了一种设计。因此，本发明的目的之一在于在汽车空调系统中，保证双级方式中适合的垂直空气流动温度差，其中，热空气入口设置在上面位置，冷空气入口设置在下面位置，面部孔设置在上面位置，脚部孔设置在下面位置。
为了达到上述目的，根据本发明的第一方面，汽车空调系统具有：冷空气入口；设置在冷空气入口上面的热空气入口；设置在冷空气入口和热空气入口下游的下面位置的脚部孔；设置在冷空气入口和热空气入口下游的上面位置的面部孔；用于开启或关闭脚部孔和面部孔的蝶形样式的空气流动方式改变门；以及用于枢轴地容纳空气流动方式改变门的门容纳部分。汽车空调系统的特征在于在空气流动方式改变门开启脚部孔和面部孔两者的双级方式中，用于将冷空气从冷空气入口引入面部孔的双级方式旁路通道限定在空气流动方式改变门的末端和门容纳部分的内壁表面之间。
在双级方式中，其使来自位于下面位置冷空气入口的冷空气通过双级方式旁路通道可靠地进入位于上面位置的面部孔。
相应地，脚部孔处的压力降低以低于面部孔的压力，从而使来自热空气入口热空气更有可能进入脚部孔。即，即使热空气入口位于上面位置，脚部孔位于下面位置，来自热空气入口的热空气也可以进入脚部孔。
如上所述，即使在具有热空气入口位于上面位置、冷空气入口位于下面位置、面部孔位于上面位置、脚部孔位于下面位置的汽车空调系统中，也可以在双级方式中，保证适当的头冷脚热型的垂直流动空气温度差，从而提供更好的空调感觉。
根据本发明的第二方面，在第一方面的汽车空调系统中，密封筋板设置在门容纳部分的内壁表面，空气流动方式改变门密封地邻接密封筋板，从而同时堵塞脚部孔和面部孔。这样就可以提供一种同时堵塞两个孔的完全关闭方式。
根据本发明的第三方面，在第一或第二方面的汽车空调系统中，门容纳部分由平行于空气流动方式改变门的轴向的圆筒部分形成。此外，径向向外扩展的扩展部分形成于圆筒部分的部分圆周表面，而双级方式旁路通道形成于扩展部分内部。
以此种方式在圆筒部分的部分圆周表面上径向向外扩展形成的扩展部分可以方便地限定双级方式旁路通道。
根据本发明的第四方面，在第三方面的汽车空调系统中，圆筒部分设置成在横向，即汽车的横向方向伸展，扩展部分和面部孔设置在圆筒部分在汽车横向方向的中心部分。脚部孔设置在圆筒部分在汽车横向方向的两端之一。
根据此方面的结构，由于扩展部分形成于圆筒部分在汽车横向方向的中心部分，所以，双级方式旁路通道也形成于中心部分。这样可以使来自中心部分双级方式旁路通道的冷空气有效地进入位于中心部分的面部孔。
相反，脚部孔位于圆筒部分在汽车横向方向的两侧，因此远离冷空气流(在横向方向中心部分的流动)的主流，从而使来自热空气入口的热空气更有可能进入脚部孔。
在上述作用的组合中，可以提供一种在双级方式中进一步增加头冷脚热型的垂直空气流动温度差。
根据本发明的第五方面，在第一或第二方面的汽车空调系统中，门容纳部分设置成在汽车的横向方向延伸；脚部孔设置在圆筒部分在汽车横向方向的两侧之一；冷空气入口在汽车横向方向的宽度小于热空气入口在汽车横向方向的宽度；而双级方式旁路通道位于门容纳部分中在汽车横向方向与冷空气入口相对应的位置。
根据此设置，冷空气入口在汽车横向方向的宽度小于热空气入口在汽车横向方向的宽度，而双级方式旁路通道位于门容纳部分中在汽车横向方向与冷空气入口相对应的位置。这样就可以使来自冷空气入口的冷空气通过双级方式旁路通道有效地进入到面部孔。
此外，脚部孔设置在圆筒部分在汽车横向方向的两侧部分，而热空气入口在汽车横向方向的宽度大于冷空气入口在汽车横向方向的宽度。这样可以使来自热空气入口的热空气更有可能进入脚部孔。
在上述作用的组合中，可以在双级方式中进一步增加头冷脚热型的垂直空气流动温度差。
根据本发明的第六方面，第一到第五任何一方面的汽车空调系统都设置有在乘客厢中流向前座的流动空气的空调箱；设置在空调箱内，用于加热空气的加热热交换器；以及设置在空调箱内加热热交换器下面的后座冷空气旁路通道。在此结构中，冷空气入口为后座冷空气入口，冷空气从后座冷空气旁路通道进入后座冷空气入口；热空气入口为后座热空气入口，已经穿过加热热交换器的热空气进入后座热空气入口；脚部孔为用于向后座乘客的脚部吹动空气的后座脚部孔；而面部孔为用于向后座乘客的身体上部吹动空气的后座面部孔。通过空调箱吹动的空气在乘客厢中吹向前座。乘客厢也包括后座。
在后座空气流动方式改变部分集成为用于乘客厢中调节前座空气的空调装置的设置中，可以提供一种使用根据第一到第五方面的作用和效果的汽车空调系统。
从下面的说明可以使本发明其它的应用领域更加清晰。应该理解，对本发明优选实施方式的表述以及详细说明和具体实施例只是用于说明本发明，而不是限制本发明的保护范围。
附图说明
参照相应的附图对下面优选实施方式进行具体说明，将使本发明的这些和其它方面和优点变得更加清晰和容易理解，其中：
图1是显示根据本发明第一实施方式中空调装置的一部分的纵向截面视图；
图2是显示当从汽车的后面观看时，图1空调装置部分的前视图；
图3A是显示根据本发明第一实施方式在后座面部方式中空调装置主要部分的截面视图；
图3B是显示根据本发明第一实施方式在后座脚部方式中空调装置主要部分的截面视图；
图4A是显示根据本发明第一实施方式在后座双级方式中空调装置主要部分的截面视图；
图4B是显示根据本发明第一实施方式在后座完全关闭方式中空调装置主要部分的截面视图；
图5是显示根据本发明第一实施方式后座冷空气入口和后座热空气入口的视图；
图6是显示在现有技术空调装置在后座双级方式中主要部分的截面视图；以及
图7是显示安装空调装置的汽车的顶视图。
具体实施方式
下面对优选实施方式的说明仅具有示例性意义，而不是限制本发明、其应用场合或使用。
(第一实施方式)
根据第一实施方式汽车空调系统的内部装置部分主要分成两部分。第一部分为如图1、图2所示的空调装置10，第二部分为用于将空气引入空调装置10的鼓风机装置(未示出)。图1显示了沿前后的截面视图，即，汽车100的纵向视图(图7)，图2是显示当从汽车100的后部观看时空调装置10的前视图。
在乘客厢前部的仪表盘(未示出)的后面，空调装置10通常设置在汽车的方向横向的中心部分，以后简称为横向。在乘客厢仪表盘后面的中心部分，空调装置部分10通常设置在由图1、图2中箭头表示的固定方位，每个前/后、上/下、以及左/右方向都相互对应。
与此相反，在乘客厢前部仪表盘的后面，鼓风机装置(未示出)设置为从中心部分向前乘客座。众所周知，鼓风机装置具有用于转换引入外部空气(乘客厢外部的空气)和内部空气(乘客厢内部的空气)的内部、外部空气转换箱，以及用于通过内部、外部空气转换箱抽空或排出空气的离心型空气鼓风机。
空调装置10具有由树脂制作的空调箱11。在空调箱11内，设置有空气从汽车前部到汽车后部流向乘客厢的空气通道。更具体地说，空调箱11构成为沿车辆横向的中心部分的分离面分成左、右两部分，以便左分离箱和右分离箱整体连接在一起。
空调箱11将作为热交换器用于冷却操作的蒸发器12和作为热交换器用于加热操作的加热器芯13两者集成在一起。空气入口空间14限定在空调箱11内汽车中的最前部。空气从前述鼓风机装置的离心型空气鼓风机的涡旋外壳出口进入空气入口空间14。
蒸发器12沿上/下方向(通常为垂直方向)设置在紧接空调箱11中空气入口空间14后的位置。众所周知，在制冷循环中，蒸发器12从调节的空气吸收制冷剂的潜热，从而冷却调节的空气。加热器芯13设置在自蒸发器12的空气流的下游，或在汽车的后部，并且间隔预定距离。因此，在空调箱11中进入空气入口空间14的空气穿过蒸发12和加热器芯13，以此顺序，从汽车的前面吹向其后面。
加热器芯13通常设置在空调箱11中的垂直方向。然而，在此实施方式中，加热器芯13以相对小的角度安装，因此基本位于垂直方向且其上端部分位于比其下端部分更靠近汽车的后部。
加热器芯13设计为再加热已经穿过蒸发器12的冷空气，并使来自汽车发动机(未示出)的高温热水(发动机冷却剂)通过其流动以使用热水作为加热空气的热源。
在加热器芯13上的部分处形成有前座冷空气旁路通道15。冷空气旁路通道15限定了用于已穿过蒸发器12以旁路通过加热器芯13的通道。此外，在蒸发器12和加热器芯13之间的前座冷空气旁路通道15下面部分处，前座空气混合门16绕枢轴17枢轴设置。
在此，前座空气混合门16具有与枢轴17为一体的平板门。前座空气混合门16作为前座温度调节装置，其调节通过前座冷空气旁路通道15并旁路通过加热器芯13流动的冷空气A1以及在加热器芯13中加热的热空气B1之间气流比的，从而调节乘客厢中吹到前座的空气温度。
枢轴17设置成在汽车横向方向(出来或进入图1页面的垂直方向)延伸靠近加热器芯13的上端部分。此外，枢轴17可旋转地支撑在空调箱11的左、右两侧的侧壁表面上的轴承孔(未示出)处。枢轴17的一端部凸出到空调箱11的外面，并通过连杆机构(未示出)连接到配备有伺服电机或其同类装置的前座温度调节驱动机构。此驱动机构适合于调节空气混合门16的旋转位置。
此外，沿空调箱11中气流的加热器芯13的下游(在汽车的后面部分)，形成有直接在加热器芯13后的直接向上的前座热空气通道18。位于前座热空气通道18下游(在上部)的空间在加热器芯13的上面和前座冷空气旁路通道15的下游部分结合，从而限定用于混合冷空气和热空气的前座空气混合区19。
另一方面，在空调箱11的上表面部分上紧接前座空气混合区19一部分上，即，在空调箱11中汽车后面位置处的上表面部分上设置有前座面部孔20、21。如图2所示，前座面部孔20、21在汽车的横向分成四个部分。
位于汽车横向中心部分的两个前座面部孔20为中心面部孔，而侧面面部孔21位于中心面部孔20的左、右两侧部分。中心面部孔20通过中心面部管(未示出)连接到位于仪表盘横向方向中心部分上位置的中心面部出口，在乘客厢横向方向的中心部分从中心表面出口向前座乘客的身体上部吹动调节的空气。
另一方面，侧面面部孔21通过侧面面部管(未示出)连接到位于靠近仪表盘横向两端部分的侧表面出口，并在靠近乘客厢左、右两端部分从侧面面部出口向前座乘客身体的上部吹动调节的空气。
在空调箱11中，在前座面部孔20、21下面设置有前座面部门22，以开启或关闭前座面部孔20、21。如图2所示，前座面部门22为在汽车的横向延伸的延长矩形板形状门，并连接到位于空调箱11中汽车后端部分处的上表面部分的枢轴23，以便绕枢轴23枢轴旋转。
在空调箱11的上表面部分上设置有除霜器孔24，这部分在汽车中位于比前座面部孔20、21更靠前的位置。从前座空气混合区19引入温度控制的调节空气的除霜器孔24通过除霜器管(未示出)连接到除霜器出口，以将调节的空气从除霜器出口吹向汽车前窗户玻璃的内表面。
除霜器门25设置在空调箱11中的除霜器孔24的下面，以开启或关闭除霜器孔24。如同前座面部门22一样，除霜器门25为在汽车横向延伸的延长矩形板形状门，并连接到位于汽车中除霜器孔24靠前位置的空调箱11内的枢轴26，以便绕枢轴26枢轴旋转。
在空调箱11的左、右两侧面还设置有前座脚部孔27(参见图2)。如图1所示，前座脚部孔27设置在搭接位于加热器芯13上面的前座空气混合区19的区域的位置。前座脚部孔27形成为在相对其下部分的上部分处具有增大面积的扇形形状。
为了开启或关闭扇形前座脚部孔27，设置有绕枢轴29枢轴旋转的扇形脚部门28。如图2所示，枢轴29设置在扇形前座脚部孔27和加热器芯13上端部分之间，并在汽车的横向方向延伸以便枢轴29的两端在空调箱11的左、右两侧面枢轴支撑。
在此设置中，扇形前座脚部门28设置成在靠近枢轴29两端与其空调箱11的左、右两侧内壁相对，并沿空调箱11的侧内壁滑动，从而能形成侧面密封以开启或关闭前座脚部孔27。扇形前座脚部门28和枢轴29可以由树脂整体形成。前座脚部孔27定向为从空调箱11的左、右两侧朝向乘客厢以将调节的空气吹向前座乘客的脚部。
图1中显示了前座面部门22使前座面部孔20、21基本为半开位置的双级方式，同时，前座脚部门28同时使前座脚部孔27基本为半开位置。在此图中，前座脚部孔27的阴影部分表示前座脚部门28的开启范围，前座脚部吹动的空气从由箭头C显示的阴影部分表示的开启范围向下进入。前座脚部孔27由虚线表示的部分显示了通过前座脚部门28堵塞的范围。
从图1中可以看出，当从汽车的横向观看时，前座面部门22和前座脚部门28的旋转路径范围彼此局部搭接。如图2所示，对此，位于左、右两侧的两个前座脚部门28之间的距离L2制作的预定量比前座面部门22在汽车横向的长度L大。这样，就使前座脚部门28沿前座表面门22在汽车横向的左、右侧面外部的箱体11的侧内壁枢轴旋转，从而防止两个门22、28之间的干涉。
前座面部门22、除霜器门25、以及前座脚部门28都是用于转换前座空气流动方式的门装置，其各自门22、25和28的枢轴23、26和29通过空调箱11外表面上的连杆机构(未示出)连接到驱动机构。驱动机构包括用于转换前座空气流动方式的伺服电机或类似的装置，并通过驱动机构执行操作。
现在，将对根据此实施方式与空调装置10为一个整体的后座温度调节部分和空气流动方式改变部分进行说明。
后座冷空气A2流通的后座冷空气旁路通道30限定在空调箱11内的加热器芯13下面。此外，后座空气混合门31设置在空调箱11内加热器芯13的后下侧面，以便在汽车的上/下方向绕枢轴32枢轴旋转。后座空气混合门31也由与枢轴32为一整体的平板门组成。
在此设置中，后座冷空气旁路通道30通过后座冷空气入口33与后座空气混合门31下面的空间连通。另一方面，加热器芯13的加热交换器的下面部分通过前座热空气通道18的下端部分和后座热空气入口34与后座空气混合门31上面的空间连通。
因此，后座冷却空气A2进入后座空气混合门31的下面空间，从而在加热器芯13的热交换器部分的下面部分处加热的后座热空气B2进入后座空气混合门31上面的空间。在此实施方式中，后座冷空气入口33和后座热空气入口34二者都形成为具有长边在汽车横向方向的矩形形状(在垂直于图1页面的方向)。
选择后座空气混合门31的旋转位置使后座冷空气入口33和后座热空气入口34的孔程度可以调节，从而控制后座冷空气A2和后座热空气B2之间的气流比。这样可以独立调节空气流向乘客厢中后座和前座的温度。因此，后座空气混合门31作为后座温度调节装置。
枢轴32设置为在汽车横向方向延伸(垂直于图1页面的方向)。枢轴32也在空调箱11左、右两侧壁上的轴承孔(未示出)支撑枢轴旋转。枢轴32的一端部分凸出到空调箱11外，并通过连杆机构(未示出)连接到配备有伺服电机或类似装置的后座温度调节驱动机构。驱动机构适合于调节前座空气混合门16的旋转位置。
后座空气流动方式改变部分35设置在后座空气混合门31的旋转工作空间的下游，即，在汽车的后部。后座空气流动方式改变部分35设置有作为门容纳部分的圆筒部分36。如图2所示，圆筒部分36与空调箱11为一个整体，以便在L3的宽度范围内汽车的横向方向(垂直于图1页面的方向)延伸。圆筒部分36在汽车横向的两侧部分通过侧壁堵塞。
此外，从图2可以看出，圆筒部分36设置在空调箱11中汽车下后部分处的汽车横向的中心部分。在圆筒部分36中汽车前部位置处设置有入口36a，以使圆筒部分36的内部与后座空气混合门31的旋转工作空间连通。入口孔36a具有长边在汽车的横向(在垂直于图1页面的方向)延伸的矩形形状，并形成穿过圆筒部分36在汽车横向方向的整个宽度L3(参见图2)。
前述后座冷空气入口33和后座热空气入口34都位于与入口孔36a在汽车横向方向的同样位置。与入口孔36a一样，两个入口33、34的宽度都与圆筒部分36在汽车横向方向的宽度L3相同。
在圆筒部分36中，后座面部孔37设置在汽车的上后位置。后座面部孔37具有长边在汽车横向方向延伸的矩形形状。由于后座面部孔37在汽车横向方向的宽度L4小于圆筒部分36的宽度，因此，后座面部孔37位于圆筒部分36在汽车横向方向的中心。如图1所示，后座面部孔37形成为向汽车的后面凸出的管的形状。
在圆筒部分36中，后座脚部孔38设置在汽车横向两侧的下部。更具体地说，后座脚部孔38形成为从圆筒部分36的左、右两侧的下部分对角线向下凸出的管的形状。
后座面部孔37与后座面部管(未示出)连接，后座面部管的末端设置有用于将空气吹向后座乘客身体上部的后座面部出口。另一方面，后座脚部孔38与后座脚部管(未示出)连接，后座脚部管的末端设置有用于将空气吹向后座乘客脚部的后座脚部出口。
在圆筒部分36内的空间中，后座空气流动方式改变门39设置为枢轴开启或关闭后座面部孔37和后座脚部孔38。形成为日文字符“く(KU)”形状的后座空气流动方式改变门39为蝶形门，并绕枢轴40枢轴旋转。在此，蝶形门为在门板的连接位置绕枢轴40枢轴旋转的平板门。将在以后讨论的门板41从枢轴40的径向设置。在上述中，门16、22、25和31都构成为分别在其门板的一端具有枢轴17、23、26和32，因此为悬臂形的平板门。
虽然在图2中未示出，但后座空气流动方式改变门39构成为以便后座空气流动方式改变门39在汽车横向方向的宽度设定为等于圆筒部分36在汽车横向方向的宽度L3。这样可以使具有日文字符“く(KU)”形状的后座空气流动方式改变门39在汽车横向方向延伸通过圆筒部分36的整个内部空间。
枢轴40设置成平行于圆筒部分36内部的圆筒部分36，而枢轴40的两端枢转地支撑在圆筒部分36左、右两侧壁上的轴承孔(未示处)处。枢轴40的一端凸出到圆筒部分36的侧壁外，并通过连杆机构(未示出)连接到配备有伺服电机或类似装置以用于转换后座空气流动方式的驱动机构。驱动机构枢轴驱动后座空气流动方式改变门39。
现在，将对后座空气流动方式改变门39进行更具体地说明。枢轴40和形成门板39的门板41由树脂制作并彼此做成为一个整体。在此设置中，门板41为能克服外力产生少量变形的刚性部分。门板41具有整体固定到整个门板41的整个外边部分的整体密封部分42。密封部分42由弹性材料如橡胶制作，并当承受外力时能够产生柔性变形。
此外，在沿圆筒部分36圆周的其内壁表面上的许多位置，更具体地说在三个位置，形成有向内凸出的截面形状为三角的密封筋板43a、43b、43c。密封筋板43a、43b、43c形成为从圆筒部分36的圆筒内壁表面延伸到圆筒部分36的左、右两个侧表面的日文字符“コ(K0)”的形状。
对于后座空气流动方式改变门39的门板41的密封部分42，密封部分42沿门板41的外圆周边缘(在图1的截面视图中显示的径向末端)密封地邻接密封筋板43a、43b、43c的圆筒内壁部分，以在圆筒部分36的圆筒形内壁表面和后座空气流动方式改变门39外圆周边缘之间形成密封。此密封防止沿门外圆周产生的任何空气泄露。
另一方面，对于后座空气流动方式改变门39的门板41的密封部分42，在汽车横向方向固定邻接门板41侧表面的密封部分42(未示出)密封地邻接密封筋板43a、43b、43c的左、右两侧部分，以在圆筒部分36的左、右两侧壁和后座空气流动方式改变门39的左、右两侧表面以形成密封，从而防止沿门的侧面部分产生空气泄露。
另一方面，整体设置有从圆筒部分36的下面部分径向向外扩展到汽车后部分的扩展部分44。如图2所示，扩展部分44设置在圆筒部分36在汽车横向方向的中心部分。扩展部分44在汽车横向方向的宽度L5设定为小于圆筒部分36在汽车横向方向的宽度L3。
扩展部分44在相对于下密封部分42位置径向向外扩展，该下密封部分42位于设置在双级方式(参见图1和图3，将在以后说明)中的后座空气流动方式改变门39的旋转位置。因此，在双级方式中，此设置可以使间隙限定在沿后座空气流动方式改变门39的外圆周边缘的密封部分42和扩展部分44的内壁之间，从而形成双级方式旁路通道45。箭头D表示通过旁路通道45的空气流。
现在，将参照前述设置说明此实施方式的操作。首先，将简单说明前座空气调节功能。下面的空气流动方式可以通过选择作为用于转换前座空气流动方式的门装置的前座面部门22、除霜器门25和脚部门28的控制位置进行设定。
[前座面部方式]
前座面部门22完全开启前座面部孔20、21，而除霜器门25完全开启除霜器口24。此外，驱动前座脚部门28以搭接左、右前座脚部孔27，从而完全开启前座脚部孔27。
相应地，从鼓风机装置(未示出)吹来的空气在蒸发器12冷却为冷空气，其反过来只从前座面部孔20、21吹向乘客厢中前座乘客身体上部。
假设驱动前座空气混合门16到加热器芯13的空气通道完全关闭且前座冷却空气旁路通道15完全开启的最大冷却位置16a。在此情况下，穿过蒸发器12的整个冷空气量可以自前座面部孔20、21吹动，从而提供最大冷却量。
然后，驱动前座空气混合门16从最大冷却位置16a到中间开启位置，使冷空气A1和热空气B1之间的空气流比根据前座空气混合门16的开启位置进行调节，从而使调节的冷空气达到需要的温度，以吹进乘客厢的前座。
[前座双级方式]
图1显示了前后座处于双级方式的状态，驱动除霜器门25使除霜器孔24如同面部方式一样在完全打开的位置。相反，驱动前座面部门22和前座脚部门28为在前座面部孔20、21和前座脚部孔27彼此为半开位置的中间开启位置。
因此，前座空气混合门16的旋转位置(开口程度)控制冷空气A1和热空气B1之间的空气流比，使调节的空气达到需要的温度，以便从前座面部孔20、21和前座脚部孔27吹进乘客厢的前座。
[前座脚部方式]
驱动除霜器门25到除霜器口24稍微开启的位置。驱动前座面部门22使前座面部孔20、21为完全开启的位置。相反，驱动前座脚部门从图1所示位置顺时针旋转，以便前座脚部孔27为完全开启的位置。
因此，大多数已经通过冷空气A1和热空气B1之间的空气流比控制温度的热空气从前座脚部孔27吹向乘客厢中前座乘客的脚部。同时，部分热空气从除霜器口24吹向汽车窗户玻璃的内表面，从而防止汽车窗户玻璃出现雾气。
假设在前座冷空气旁路通道15在完全关闭位置，驱动前座空气混合门16达到最大加热位置16b，则到加热器芯13的空气通道处于完全开启的位置。在此情况下，从鼓风机装置吹动的整个空气量穿过蒸发器12，然后进入加热器芯13以加热成为热空气，从而可以提供最大的加热能力。
[除霜方式]
驱动除霜器门25为使除霜器口24为完全开启的位置，同时，驱动前座面部门22和前座脚部门28到使前座面部孔20、21和前座脚部孔27分别为完全关闭的位置。
因此，从鼓风机装置吹动的空气穿过蒸发器12，然后进入加热器芯13以加热成热空气。得到的热空气可以从除霜器口24吹向汽车的前窗户玻璃，从而防止汽车窗户玻璃出现雾气。在除霜方式中，也可以通过前座空气混合门16调节冷空气和热空气之间的空气流比，从而控制吹动空气的温度。
如果需要，除了上述(1)到(4)方式外，作为前座空气流动方式，当与脚部方式相比时，也可以设定脚部除霜方式，则脚部气流减少，除霜气流增加，以便脚部气流近似等于除霜气流。
现在，将对于图3和图4显示的每种空气流动方式说明后座空气调节性能。
[后座面部方式]
图3A示出了后座面部方式，其中后座空气流动方式改变门39为形成为日文字符“く(KU)”形状的蝶形门，并驱动以密封地邻接圆筒部分36中的第二和第三密封筋板43b、43c。在此，第二密封筋板43b位于圆筒部分36中后座面部孔37的下面部分，同时，第三密封筋板43c位于沿圆筒部分36中空气流(朝向汽车前面)的后座脚部孔38的上游。因此，与后座脚部孔38和扩展部分44内的双级方式旁路通道45连通的圆筒部分36内的内空间的下部空间可以通过也形成为日文字符“く(KU)”形状的后座空气流动方式改变门39堵塞圆筒部分36中的上游空气流部分。
另一方面，后座面部孔37通过后座空气流动方式改变门39和入口孔36a上面的空间与圆筒部分36中上游空气流部分连通。因此，来自后座冷空气旁路通道30的冷空气A2穿过冷空气入口33和后座空气混合门31下面的空间，然后进入圆筒部分36上面的空间，进而只导向后座面部孔37。来自后座面部孔37的冷空气穿过后座面部管(未示出)，然后从设置在后座面部管末端的后座面部出口吹向后座乘客身体的上部。
在图3A中，驱动后座空气混合门31到达冷空气入口33完全开启的位置，而热空气入口34在完全关闭位置的最大冷却位置，从而只使来自后座冷空气旁路通道30的冷空气A2进入后座面部孔37，以提供最大的后座冷却量。
从图3A的最大冷却位置顺时针旋转后座空气混合门31，将使热空气入口开启，从而使已经穿过加热器芯13的部分热空气穿过热空气入口34并进入圆筒部分36。这样使冷空气与热空气混合，从而可以调节后座面部吹动的空气温度以达到需要的温度。在冷空气入口33和热空气入口34都同时开启的温度控制操作期间，圆筒部分36的内部空间作为用于混合冷空气和热空气的空间，即，后座空气混合部分。
[后座脚部方式]
图3B示出了后座脚部方式，其中形成为日文字符“く(KU)”形状的蝶形门的后座空气流动方式改变门39从图3A的位置顺时针驱动以旋转预定角度。在图3B的驱动位置，后座空气流动方式改变门39的一端(下面部分)位于沿圆筒部分36中空气流(朝向汽车前面)的扩展部分44的上游。另一方面，后座空气流动方式改变门39的另一端(上面部分)位于相对圆筒部分36入口孔36a上端部分稍微后面的位置。
相应地，后座脚部孔38通过入口孔36a与圆筒部分36中的上游空气流部分连通。这样使已经穿过加热器芯13的部分热空气B2通过入口孔36a从热空气入口34流向后座脚部孔38。热空气还穿过后座脚部管(未示出)和后座脚部出口(未示出)吹向后座乘客的脚部。
另一方面，后座空气流动方式改变门39的密封部分42邻接圆筒部分36的内壁表面，而不与任何一个密封筋板43a、43b和43c密封邻接。在此种情况下，后座空气流动方式改变门39适合于具有外部尺寸，设定为在后座空气流动方式改变门39和圆筒部分36的内壁表面之间限定有小间隙。因此，这种设置使热空气穿过由箭头E1和E2显示的该小间隙，使很少量的热空气直对后座面部孔37。
这样也可以使少量热空气吹向后座乘客身体的上部。在此，吹向后座面部侧面热空气的量为吹向后座总热空气流量的5％到6％。这就防止了后座乘客身体上部的温度在脚部方式时过低。
在图3B中，驱动后座空气混合门31到热空气入口34为完全开启的位置、而冷空气入口33为完全关闭的位置的最大加热位置。这样只使来自热空气入口34的热空气B2进入后座脚部孔38和后座面部孔37，以便为后座区域提供最大量的热量。
从图3B最大加热位置逆时针旋转后座空气混合门31，使冷空气入口33开启，从而使后座冷空气旁路通道30中的冷空气穿过冷空气入口33，然后进入圆筒部分36。这样使热空气与冷空气混合，从而可以调节后座脚部空气流动温度到需要的温度。
[后座双级方式]
图4A显示了后座双级方式，其中包括形成为日文字符“く(KU)”形状的蝶形门的后座空气流动方式改变门39被驱动以从其图3B的位置逆时针旋转预定的角度。在图4A所示的驱动位置，后座空气流动方式改变门39的一端(下面部分)位于圆筒部分36中扩展部分44的中间部分。此设置使后座面部孔37通过扩展部分44内的双级方式旁路通道45和入口孔36a与圆筒部分36中的上游空气流部分连通。
此外，在此时，后座脚部孔38通过入口孔36a保持与圆筒部分36中的上游空气流部分连通。因此，调节的空气可以通过后座面部孔37和后座脚部孔38分别吹向后座乘客身体的上、下部分。
根据此实施方式，即使冷空气入口33位于热空气入口34下面，冷空气也可以大部分进入位于上边位置的后座面部孔37，而热空气也可以大部分进入位于下边位置的后座脚部孔38，从而保证头冷脚热型的适量空气流动温度差。现在，下面将说明可以保证适量空气流动温度差的原因。
由于双级方式主要用于中间季节如春季或秋季，因此，驱动后座空气混合门31到冷空气入口33和热空气入口34都开启到如图4A所示的同样程度的中间开启位置。这样使来自冷空气入口33的冷空气A2和来自热空气入口34的热空气B2基本以沿后座空气混合门3 1的平板表面由箭头F1和F2显示的直线推进。空气撞击后座空气流动方式改变门39的平板表面，同时防止大多数冷空气A2和热空气B2彼此混合。
此时，冷空气A2在后座空气流动方式改变门39的下侧面撞击门板41。然而，由于下侧面的门板41与气流的方向倾斜，即，沿气流的下游方向(朝向汽车的后面)，而下面门板41的末端定向于接近扩展部分44的中心部分，所以，冷空气沿由箭头D显示的下门板41的倾斜方向平滑进入扩展部分44内的双级方式旁路通道45。然后，冷空气通过双级方式旁路通道45导向后座面部孔37。
在此，如图2所示，扩展部分44(双级方式旁路通道45)和后座面部孔37都位于圆筒部分36的中心，并沿汽车的横向方向定向。因此，对于冷空气A2，存在于汽车横向方向中心部分的冷空气穿过双级方式旁路通道45，然后进入后座面部孔37。对于冷空气A2，存在于汽车横向方向两侧的冷空气导向位于圆筒部分36在汽车横向方向每个侧面下部分的后座脚部孔38。
这样，使冷空气的主流流过圆筒部分36沿汽车横向方向的中心部分，同时使只有部分在左、右两侧的冷空气流过圆筒部分36沿汽车横向方向的两侧(通过后座脚部孔38定位的部分)，从而当与圆筒部分36的中心部分比较时降低左、右两侧的压力。因此，这样使大多数来自热空气入口34的热空气B2通过中心部分的冷空气流推动，从而在左、右两侧进入后座脚部孔38。
另一方面，部分来自热空气入口34的热空气B2穿过由后座空气流动方式改变门39上门板41的末端和由箭头E1显示的圆筒部分36的内壁表面限定的很小间隙。这样，使气流进入后座面部孔37。
接着，来自下位置的冷空气入口33的冷空气A2的主流可以进入在上位置的后座面部孔37，同时，来自上位置的热空气入口34的热空气B2的主流可以进入位于下位置的后座脚部孔38。即，冷空气A2和热空气B2可以以交叉的方式流动，如果需要也可以在其并恰好在圆筒部分36之前或内一次流动一种空气。这样可以当与后座脚部流动温度比较时，降低预定量的后座面部流动温度，从而保证适当的垂直流动温度差，从而形成头冷脚热型的舒适空气流动温度分布。
[后座完全关闭方式]
图4B示出了后座完全关闭方式，其中从图4A的位置顺时针驱动旋转后座空气流动方式改变门39预定的角度以密封邻接第一和第三密封筋板43a、43c。在此设置中，第一密封筋板43a位于沿圆筒部分36中气流的后座面部孔37的上游(在汽车前面)，而第三密封筋板43c位于沿圆筒部分36中气流的后座脚部孔38的上游(在汽车前面)。
此外，对于圆筒部分36内部的空间，与后座面部孔37和后座脚部孔38连通的后面空间部分可以通过形成为日文字符“く(KU)”形状的后座空气流动方式改变门39堵塞圆筒部分36中的上游空气流部分(在汽车前面)。即，可以设定后座面部孔37和后座脚部孔38同时堵塞的后座完全关闭状态，从而消除流向后座的空气。
当乘客手动选择后座完全关闭方式以及当除霜方式选择为前座空气流动方式时，后座完全关闭方式设定。当前座空气流动方式放置为除霜方式时，后座空气流动方式改变门39相应地自动驱动到图4B的后座完全关闭方式的位置。这样使来自鼓风机装置的整个空气流量通过除霜器口24吹向窗户玻璃的内表面，吹向后座的空气被堵塞以提供改进的窗户玻璃的防雾能力，从而可以快速使窗户玻璃去除雾气。
[第二实施方式]
在第一实施方式中，后座冷却空气入口33和后座热却空气入口34在汽车横向的位置设定为与圆筒部分36的入口孔36a的位置相同。此外，如同入口孔36a一样，两个入口33、34的宽度设定为与圆筒部分36在汽车横向的宽度L3相同。然而，在第二实施方式中，如图5所示，只有后座热空气入口34的宽度设定为与圆筒部分36汽车横向的宽度L3相同，后座冷却空气入口33的宽度L6才能做成小于后座热却空气入口34的宽度(圆筒部分36的宽度L3)。在此，后座冷却空气入口33的宽度L6基本设定为与图2所示的后座面部孔37的宽度L4或扩展部分44(双级方式旁路通道45)的宽度L5相同。
根据第二实施方式，由于后座冷却空气入口33的宽度L6小于后座热却空气入口34的宽度(圆筒部分36的宽度L3)，所以，在后座双级方式中，冷空气更强地通过扩展部分44内的双级方式旁路通道45流自后座冷却空气入口33。相应地，热空气更强地从后座热空气入口34在左、右两侧进入后座脚部孔38。因此，第二实施方式可以在双级方式中提供比第一实施方式范围更宽的垂直温度差，从而相对头冷脚热型提供更好的感觉效果。
[其它实施方式]
在第一实施方式中，后座面部孔37的宽度L4和扩展部分44(双级方式旁路通道45)的宽度L5小于圆筒部分36在汽车横向方向的宽度L3。此外，后座面部孔37和扩展部分44(双级方式旁路通道45)都设置在圆筒部分36在汽车横向方向的中心部分。然而，后座面部孔37的宽度L4和扩展部分44(双级方式旁路通道45)的宽度L5也可以设定为与圆筒部分36在汽车横向方向的宽度L3相同。
此设置增加了双级方式旁路通道45和后座面部孔37的通道面积，从而可以降低后座面部通道的压力损失并增加后座面部侧面的吹动空气流。
然而，当设定上述以便L4+L5＝L3时，来自后座冷却空气入口33的冷空气更多地比第一实施方式更加方便地在左、右两侧流进后座面部孔37，同时，来自后座热空气入口34的热空气也可以比第一实施方式更加方便地流进后座面部孔37。这样使头冷脚热型的垂直温度差趋向于降低。
另一方面，如上所述，设定扩展部分44的宽度L5与圆筒部分36在汽车横向的宽度L3相同，将使扩展部分44与图1和图2中显示的后座面部孔37的管形部分发生干涉，因此，必须设置后座面部孔37的管形部分在横向从圆筒部分36的左、右两侧表面进一步向外。
在第一实施方式中，已经说明了前座、后座空气混合门16、31和前座、后座空气流动方式改变门22、25、28、29都通过配备有伺服电机的驱动机构(电驱动机构)驱动的情况。然而，所有的空气混合门16、31和空气流动方式改变门22、25、28、29也都可以设计为通过乘客手动操作的手动操作机构驱动。
虽然本发明只定性对范例进行了说明，但是应当认为本领域的熟练技术人员可能在此基础上做出各种变更而不会脱离由权利要求所限定的发明保护范围和主题精神。

Claims (11)

1.一种汽车空调系统，包括：
限定第一空气入口和第二空气入口的箱体，其中：
第一空气入口使冷空气进入所述箱体，而第二空气入口使热空气进入所述箱体，以及
所述第二空气入口设置在所述第一空气入口上面；
脚部孔，其设置在所述第一空气入口和所述第二空气入口的下游的位置；
面部孔，其设置在所述第一空气入口和所述第二空气入口的下游的位置，所述面部孔设置于所述脚部孔上面；
空气流动方式改变门，其中所述门为用于开启和关闭所述脚部孔和所述面部孔的蝶形门；以及
用于枢转地容纳所述空气流动方式改变门的门容纳部分，其中：
在空气流动方式改变门开启所述脚部孔和面部孔的双级方式中，用于将冷空气从所述第一空气入口导入所述面部孔的双级方式旁路通道限定在所述空气流动方式改变门的末端和所述门容纳部分的内壁表面之间。
2.根据权利要求1所述的汽车空调系统，还包括：
设置在所述门容纳部分内壁表面上的密封筋板，其中：
所述空气流动方式改变门密封地邻接所述密封筋板，从而同时堵塞所述脚部孔和所述面部孔两者。
3.根据权利要求1所述的汽车空调系统，其特征在于：
所述门容纳部分由平行于所述空气流动方式改变门的轴向的圆筒部分制成，
径向向外扩展的扩展部分形成于所述圆筒部分的部分圆周表面上，以及
所述双级方式旁路通道形成于所述扩展部分的内部。
4.根据权利要求2所述的汽车空调系统，其特征在于：
所述门容纳部分由平行于所述空气流动方式改变门的轴向的圆筒部分制成，
径向向外扩展的扩展部分形成于所述圆筒部分的部分圆周表面上，以及
所述双级方式旁路通道形成于所述扩展部分的内部。
5.根据权利要求3所述的汽车空调系统，其特征在于：
所述圆筒部分设置成以便在汽车的横向扩展，所述扩展部分和所述面部孔部分设置在圆筒部分在汽车横向方向的中心部分，以及
所述脚部孔部分设置在圆筒部分在汽车横向方向的任意一侧。
6.根据权利要求1所述的汽车空调系统，其特征在于：
所述门容纳部分设置成在汽车的横向方向扩展，
所述脚部孔设置在所述圆筒部分在汽车横向方向的任意一侧，
所述冷空气入口在汽车横向方向的宽度小于所述热空气入口在汽车横向方向的宽度，以及
所述双级方式旁路通道位于所述门容纳部分中在汽车横向方向与所述冷空气入口相对应的位置。
7.根据权利要求2所述的汽车空调系统，其特征在于：
所述门容纳部分设置成在汽车的横向方向扩展，
所述脚部孔设置在所述圆筒部分在汽车横向方向的任意一侧，
所述冷空气入口在汽车横向方向的宽度小于所述热空气入口在汽车横向方向的宽度，以及
所述双级方式旁路通道位于所述门容纳部分中在汽车横向方向与所述冷空气入口相对应的位置。
8.根据权利要求1所述的汽车空调系统，还包括：
吹向乘客厢中前座的空气流过的空调箱，
设置在所述空调箱内用于加热空气的加热热交换器，以及
设置在所述空调箱内所述加热热交换器下面的后座冷空气旁路通道，其中：
所述冷空气入口为后座冷空气入口，冷空气从所述后座冷空气旁路通道进入后座冷空气入口，
所述热空气入口为后座热空气入口，已经穿过所述加热热交换器的热空气进入后座热空气入口，
所述脚部孔为用于将空气吹向后座乘客脚部的后座脚部孔，以及
所述面部孔为用于将空气吹向后座乘客身体上部的后座面部孔。
9.根据权利要求6所述的汽车空调系统，还包括：
吹向乘客厢中前座的空气流过的空调箱，
设置在所述空调箱内用于加热空气的加热热交换器，以及
设置在所述空调箱内所述加热热交换器下面的后座冷空气旁路通道，其中：
所述冷空气入口为后座冷空气入口，冷空气从所述后座冷空气旁路通道进入后座冷空气入口，
所述热空气入口为后座热空气入口，已经穿过所述加热热交换器的热空气进入后座热空气入口，
所述脚部孔为用于将空气吹向后座乘客脚部的后座脚部孔，以及
所述面部孔为用于将空气吹向后座乘客身体上部的后座面部孔。
10.根据权利要求7所述的汽车空调系统，还包括：
吹向乘客厢中前座的空气流过的空调箱，
设置在所述空调箱内用于加热空气的加热热交换器，以及
设置在所述空调箱内所述加热热交换器下面的后座冷空气旁路通道，其中：
所述冷空气入口为后座冷空气入口，冷空气从所述后座冷空气旁路通道进入后座冷空气入口，
所述热空气入口为后座热空气入口，已经穿过所述加热热交换器的热空气进入后座热空气入口，
所述脚部孔为用于将空气吹向后座乘客脚部的后座脚部孔，以及
所述面部孔为用于将空气吹向后座乘客身体上部的后座面部孔。
11.一种装置，包括：
限定第一空气入口和第二空气入口的箱体，其中所述第二空气入口设置为邻接所述第一空气入口；
脚部孔设置成低于所述第一空气入口和所述第二空气入口；
面部孔设置成高于所述第一空气入口和所述第二空气入口；
空气流动方式改变门，其中所述门为用于开启和关闭所述脚部孔和所述面部孔的蝶形门；
用于枢转地容纳所述空气流动方式改变门的门容纳部分，其中所述空气流动方式改变门开启所述脚部孔和所述面部孔二者；
双级方式旁路通道，其由所述门容纳部分的内壁表面和所述空气流动方式改变门的末端限定，其中所述双级方式通道使冷空气从所述第一空气入口进入所述面部孔；以及
径向向外扩展的扩展部分形成于所述门容纳部分的部分圆周表面上，以及
所述双级方式旁路通道形成于所述扩展部分的内部。
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