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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung, welche Luftklimatisierungssteuerung in einem Fahrzeugabteil ausführt.
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In einer Fahrzeug-Luftklimatisierungsvorrichtung, die im Patentdokument 1 (
JP 9-132024 A ) oder Patentdokument 2 (
JP 2008-296685 A ) beschrieben ist, sind, um die Größe der Vorrichtung zu reduzieren, ein Verdampfer, eine Luftmischklappe und ein Heizkern in dieser Reihenfolge entlang eines äußeren Umfangs eines Spiralgehäuses angeordnet. Die Luft, welche durch den nach hinten geneigten Verdampfer geströmt ist und den Heizkern umgeht, wird in einem spitzen Winkel nach oben geführt, um so zu jeweiligen Ausblasöffnungen gerichtet zu werden.
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In der Fahrzeug-Luftklimatisierungsvorrichtung, die in dem Patentdokument 1 beschrieben ist, ist der Verdampfer nach hinten geneigt. Daher wird die Luft, welche durch den Verdampfer hindurchgeströmt ist, diagonal nach unten ausgeblasen. Anschließend ist, um eine Strömungsrichtung von Luft so zu ändern, dass die Luft nach oben strömt, ein großer gebogener Abschnitt erforderlich, wodurch der Belüftungswiderstand erhöht wird.
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In der Fahrzeug-Luftklimatisierungsvorrichtung, die in dem Patentdokument 2 beschrieben ist, ist der Verdampfer nach hinten geneigt, und eine innere Wand eines Luftklimatisierungsgehäuses stromabwärts des Verdampfers ist so geneigt, dass Luft nach oben geführt wird. Bei dieser Anordnung wird die Luft, welche durch den Verdampfer hindurchgeströmt ist, diagonal nach unten ausgeblasen. Die Luft, welche durch den Verdampfer hindurchgeströmt ist, stößt auf die geneigte innere Wand des Luftklimatisierungsgehäuses, wodurch ein Problem von hohem Belüftungswiderstand bewirkt wird.
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Wie vorstehend beschrieben, erhöht sich in der Fahrzeug-Luftklimatisierungsvorrichtung, die in dem Patentdokument 1 oder Patentdokument 2 beschrieben ist, da der Belüftungswiderstand stromabwärts des Verdampfers hoch ist, der Druckverlust und die Luftmenge verringert sich.
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Somit wurde die vorliegende Erfindung in Anbetracht der vorstehenden Umstände gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Luftklimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche einen Druckverlust in einem Luftklimatisierungsgehäuse unterdrücken bzw. niedrighalten kann und welche in ihrer Größe reduziert werden kann.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Luftklimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug ein Luftgebläse, welches ein Spiralgehäuse aufweist, in dem ein Gebläselüfter untergebracht ist, und welches geeignet ist, Luft anzusaugen und die angesaugte Luft in ein Fahrzeugabteil zu blasen; ein Klimatisierungsgehäuse, welches einen Luftdurchtritt ausbildet, durch welchen die durch das Luftgebläse geblasene Luft strömt; einen kühlenden Wärmetauscher, welcher stromabwärts des Luftgebläses bezüglich einer Luftströmung in dem Klimatisierungsgehäuse vorgesehen ist, um Luft zu kühlen; einen heizenden Wärmetauscher, welcher stromabwärts des kühlenden Wärmetauschers bezüglich der Luftströmung in dem Klimatisierungsgehäuse vorgesehen ist, um Luft zu erwärmen; und eine Änderungseinrichtung, welche stromabwärts des heizenden Wärmetauschers bezüglich der Luftströmung in dem Klimatisierungsgehäuse vorgesehen ist und eine Strömungsrichtung von Luft ändert. In der Klimatisierungsvorrichtung ist der kühlende Wärmetauscher unterhalb des Gebläselüfters dahingehend angeordnet, sich vertikal (quer) über den Luftdurchtritt zu erstrecken, und ein gegenüberliegender Abschnitt einer inneren Wand des Klimatisierungsgehäuses, welche einen Wärmetausch-Kernabschnitt des kühlenden Wärmetauschers stromabwärts des kühlenden Wärmetauschers bezüglich der Luftströmung gegenüberliegt, ist bezüglich des kühlenden Wärmetauschers in solch einer Weise geneigt, dass Luft nach oben geleitet wird, und der kühlende Wärmetauscher und der gegenüberliegende Abschnitt sind dahingehend angeordnet, dass eine erste imaginäre Linie entlang einer Richtung, in welcher sich der kühlende Wärmetauscher erstreckt, und eine zweite imaginäre Linie entlang einer Richtung, in welcher die Luft durch den gegenüberliegenden Bereich geführt wird, sich einander unterhalb des kühlenden Wärmetauschers schneiden. Demgemäß kann die Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung einen Druckverlust in einem Klimatisierungsgehäuse unterdrücken bzw. niedrighalten und in ihrer Größe reduziert werden.
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Die erste imaginäre Linie und die zweite imaginäre Linie schneiden einander unterhalb des kühlenden Wärmetauschers. In der vorliegenden Offenbarung bedeutet der Ausdruck ”stromabwärts des kühlenden Wärmetauschers bezüglich der Strömungsrichtung” einen Bereich hinterhalb des kühlenden Wärmetauschers. Der gegenüberliegende Abschnitt ist nach hinten in einer Aufwärtsrichtung geneigt. Demgemäß wird, wie durch einen gebrochenen Pfeil in 1 gezeigt, die Luft, welche durch den kühlenden Wärmetauscher hindurchgeströmt ist, durch den gegenüberliegenden Abschnitt in solch einer Weise geführt, dass diese nach oben im stumpfen Winkel gedreht wird. Daher kann in der Luftströmung erzeugter Druckverlust wirksam reduziert werden.
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Zum Beispiel kann der kühlende Wärmetauscher in einer nach vorne geneigten Stellung angeordnet werden, in welcher ein oberes Ende des kühlenden Wärmetauschers vorderhalb eines unteren Endes des kühlenden Wärmetauschers in einem im Fahrzeug angebrachten Zustand ist.
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Ferner können ein Abschnitt des kühlenden Wärmetauschers, ein Abschnitt des heizenden Wärmetauschers und ein Abschnitt der Änderungseinrichtung jeweils entlang einer äußeren Wand des Spiralgehäuses in einer Umgebung der äußeren Wand des Spiralgehäuses angeordnet sein. In diesem Fall kann die Größe der Klimatisierungsvorrichtung wirksam reduziert werden.
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Die Klimatisierungsvorrichtung kann ferner eine Mehrzahl von Ausblas-Öffnungsabschnitten enthalten, die stromabwärts der Änderungseinrichtung bezüglich der Luftströmung in dem Klimatisierungsgehäuse vorgesehen sind, und Luft zu einer Mehrzahl von Abschnitten in dem Fahrzeugabteil blasen. In diesem Fall enthält die Änderungseinrichtung einen Öffnungs-/Schließabschnitt, welcher die Ausblas-Öffnungsabschnitte öffnet/schließt, um Öffnungs-/Schließzustände der Ausblas-Öffnungsabschnitte zu ändern.
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Die Änderungseinrichtung enthält einen Einstellabschnitt, welcher ein Verhältnis zwischen einer Strömungsmenge von kalter Luft, welche durch den kühlenden Wärmetauscher hindurchgeströmt ist, ohne durch den heizenden Wärmetauscher hindurch zu strömen, und einer Strömungsmenge von heißer Luft, welche durch den heizenden Wärmetauscher hindurchgeströmt ist, einzustellen.
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Alternativ kann die Klimatisierungsvorrichtung eine Mehrzahl von Ausblas-Öffnungsabschnitten enthalten, welche stromabwärts der Änderungseinrichtung bezüglich der Luftströmung in dem Klimatisierungsgehäuse vorgesehen sind und Luft zu einer Mehrzahl von Abschnitten in dem Fahrzeugabteil blasen. In diesem Fall enthält die Änderungseinrichtung einen Öffnungs-/Schließabschnitt, welcher die Ausblas-Öffnungsabschnitte öffnet/schließt, um Öffnungs-/Schließzustände der Ausblas-Öffnungsabschnitte zu ändern, und einen Einstellabschnitt, welcher ein Verhältnis zwischen einer Strömungsmenge der kalten Luft, welche durch den kühlenden Wärmetauscher geströmt ist, ohne durch den heizenden Wärmetauscher zu strömen, und eine Strömungsmenge von heißer Luft, welche durch den heizenden Wärmetauscher geströmt ist, einstellt. Ferner können der Einstellabschnitt und der Öffnungs-/Schließabschnitt Drehklappen sein, welche unabhängig voneinander angetrieben werden, und eine Drehachse des Einstellabschnitts kann innerhalb eines imaginären Kreises angeordnet sein, welcher durch Erstrecken einer Ortskurve einer Bewegung des Öffnungs-/Schließabschnitts um eine Rotationsachse des Öffnungs-/Schließabschnitts erhalten wird. Der imaginäre Kreis ist ein Betriebsbereich der Drehklappe. Daher überlappt ein Teil des Betriebsbereichs der Drehklappe mit einem Teil des Betriebsbereichs der Drehklappe und dadurch kann die Größe der Änderungseinrichtung wirksam reduziert werden.
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Die vorstehende und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einfacher ersichtlich, die unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ausgeführt wird. In den Zeichnungen ist:
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1 eine Querschnittsansicht einer Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung; und
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2 ist ein Diagramm, welches Positionen von jeweiligen Klappen in fünf Ausblas-Betriebsarten zeigt.
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AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung von 1 und 2 beschrieben. Jeweilige Pfeile ”VORNE”, ”HINTEN”, ”OBEN” und ”UNTEN” in 1 bezeichnen Richtungen in einem Zustand einer an einem Fahrzeug angebrachten Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung 10. Eine seitliche (Breiten-)Richtung des Fahrzeugs entspricht einer Richtung senkrecht zu dem Blatt, auf welches 1 gezeichnet ist.
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Die Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung 10 ist an einem im Wesentlichen mittigen Abschnitt in einer Fahrzeug-Seitenrichtung innerhalb eines Armaturenbretts (einer Instrumententafel) angebaut, welches an einem vorderen Abschnitt in einem Fahrzeugabteil angeordnet ist. Ein Luftgebläse 11 ist an einem oberen Abschnitt der Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung 10 auf einer Fahrzeug-Vorderseite angeordnet. Das Luftgebläse 11 weist einen Gebläselüfter 12 auf, der als ein Zentrifugal-Mehrblattlüfter (ein Scirocco-Lüfter) konstruiert ist. Das Luftgebläse 11 ist dahingehend angeordnet, den Gebläselüfter 12 durch einen Elektromotor (nicht gezeigt) rotierend anzutreiben.
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Ein Nasen- bzw. Vorsprungsabschnitt 13a als ein gewundener Anfangsabschnitt eines Spiralgehäuses 13 des Luftgebläses 11 befindet sich unterhalb des Gebläselüfters 12. Ein gewundener Endabschnitt 13b des Spiralgehäuses 13 ist einer Fahrzeug-Frontseite des Nasenabschnitts 13a gegenüberliegend mit einem vorbestimmten Abstand davon angeordnet. Das Spiralgehäuse 13 nimmt den Gebläselüfter 12 auf, so dass der Gebläselüfter 12 in der Lage ist, zu rotieren, und führt die durch den Gebläselüfter 12 geblasene Luft. Ein Innenluft-/Außenluft-Umschaltkasten (nicht gezeigt) ist an einer Saugseite des Gebläselüfters 12 angeschlossen. Der Gebläselüfter 12 saugt die Außenluft oder die Innenluft, welche durch den Innenluft-/Außenluft-Umschaltkasten eingeleitet wird, an und bläst die Außenluft oder Innenluft nach unten in Richtung eines Raums eines vordersten Abschnitts in dem Klimatisierungsgehäuse 14, wie durch einen Pfeil P in 1 gezeigt ist.
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Das Klimatisierungsgehäuse 14 bildet einen Luftdurchtritt 15, durch welchen die durch den Gebläselüfter 12 geblasene Luft strömt. Ein Verdampfer 16, der als ein kühlender Wärmetauscher dient, ist unterhalb des Gebläselüfters 12 innerhalb des Klimatisierungsgehäuses 14 angeordnet. Die gesamte Menge der Luft, welche durch den Gebläselüfter 12 geblasen wird, strömt durch den Verdampfer 16 von der Fahrzeug-Vorderseite zu der Fahrzeug-Rückseite.
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Der Verdampfer 16 weist einen wohlbekannten Wärmetauscherkern-Aufbau auf, in welchem eine Mehrzahl von flachen Rohren (nicht gezeigt), die als Kühlmediumdurchtritte dienen, und eine Mehrzahl gewellter Wärmeübertragungslamellen (nicht gezeigt), welche eine Wärmeübertragungsfläche auf einer Luftseite erhöhen, abwechselnd aufeinander geschichtet und miteinander verbunden sind. Ein Niedrigdruck-Kühlmedium, welches im Druck durch eine Druckreduzierungseinrichtung (zum Beispiel ein Expansionsventil) eines Kälteerzeugungskreises reduziert ist und in den Rohren eines Wärmetausch-Kernabschnitts des Verdampfers 16 strömt, absorbiert Wärme von der Luft, welche durch den Verdampfer 16 strömt, und verdampft, so dass die durch den Verdampfer 16 hindurch tretende Luft gekühlt wird. Ein Filter 17, welcher Fremdkörper in der Luft entfernt, ist im Vorderen des Verdampfers 16 vorgesehen. Eine Drainageöffnung 18 mündet zu einem untersten Bodenbereich des Klimatisierungsgehäuses 14, welches sich unterhalb des Verdampfers 16 befindet, um so das Kondenswasser in dem Verdampfer 16 abfließen zu lassen.
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In dem Klimatisierungsgehäuse 14 ist ein Heißwasser-Heizkern 19 als ein heizender Wärmetauscher auf einer Abwindseite (auf der Fahrzeug-Rückseite) des Verdampfers 16 angeordnet. Der Heizkern 19 erwärmt Luft unter Verwendung von Heißwasser aus einem Fahrzeugmotor (nicht gezeigt) als eine Wärmequelle und weist einen wohlbekannten Wärmetausch-Kernabschnitt auf, der durch abwechselndes Schichten von einer Mehrzahl von flachen Rohren (nicht gezeigt), die als Heißwasserdurchtritte dienen, und einer Mehrzahl von gewellten Wärmeübertragungslamellen (nicht gezeigt), die eine Wärmeübertragungsfläche auf einer Luftseite erhöhen, aufeinander in der Fahrzeug-Seitenrichtung und durch anschließendes Verbinden der flachen Rohre und der gewellten Wärmeübertragungslamellen aneinander erhalten wird.
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Der Heizkern 19 ist hinsichtlich der Höhendimension erheblich kleiner als der Verdampfer 16. Daher wird ein Kaltluftdurchtritt 20, durch welchen kalte Luft strömt, während sie den Heizkern 19 im Bypass umgeht, zwischen einem unteren Ende des Heizkerns 19 und einem Bodenflächenabschnitt des Klimatisierungsgehäuses 14 ausgebildet.
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Andererseits ist in dem Klimatisierungsgehäuse 14 ein Heißluftdurchtritt 21, welcher sich nach oben von unmittelbar hinterhalb des Heizkerns 19 erstreckt, stromabwärts des Heizkerns 19 bezüglich der Luftströmungsrichtung ausgebildet. In einem Bereich stromabwärts des Kaltluftdurchtritts 20 ist ein Kaltluft-/Heißluft-Mischraum 22, in welchem Kaltluft von dem Kaltluftdurchtritt 20 und Heißluft von dem Heißluftdurchtritt 21 von einer Richtung zusammenströmen, wo die Kaltluft und die Heißluft einander schneiden, um die Kaltluft und die Heißluft miteinander zu vermischen, ausgebildet.
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Eine Luftmischklappe 23, welche das Verhältnis zwischen der Strömungsmenge von Luft (Heißluft), die durch den Heizkern 19 strömt, und der Strömungsmenge von Luft (Kaltluft), die durch den Kaltluftdurchtritt 20 strömt, ist stromabwärts von (oberhalb des) Heizkerns 19 angeordnet. Die Luftmischklappe 23 ist äquivalent zu einem Einstellabschnitt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel.
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Ein Defroster-Öffnungsabschnitt 24 mündet an einem Fahrzeug-Frontseitenbereich eines oberen Flächenabschnitts des Klimatisierungsgehäuses 14. Hinsichtlich der Temperatur gesteuerte Luft (klimatisierte Luft) strömt aus dem Kaltluft-/Heißluft-Mischraum 22 in den Defroster-Öffnungsabschnitt 24. Der Defroster-Öffnungsabschnitt 24 ist an einer Defroster-Ausblasöffnung über eine Defroster-Luftleitung (nicht gezeigt) angeschlossen und strömt Luft von der Ausblasöffnung zu einer inneren Fläche einer vorderen Windschutzscheibe des Fahrzeugs aus.
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Ein Gesichtsöffnungs-Abschnitt 25 mündet an einen Bereich des oberen Flächenabschnitts des Klimatisierungsgehäuses 14, welcher sich bezüglich des Defroster-Öffnungsabschnitts 24 auf einer Fahrzeug-Rückseite befindet. Hinsichtlich der Temperatur gesteuerte Luft strömt aus dem Kaltluft-/Heißluft-Mischraum 22 ebenso in den Gesichtsöffnungs-Abschnitt 25. Der Gesichtsöffnungs-Abschnitt 25 ist an einer Gesichts-Ausblasöffnung über eine Gesichts-Luftleitung (nicht gezeigt) angeschlossen und bläst Luft aus der Ausblasöffnung zu dem Kopf eines Passagiers in dem Fahrzeugabteil.
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Ein Fuß-Öffnungsabschnitt 26 mündet an einer Position eines seitlichen Wandabschnitts auf einem hinteren Flächenabschnitt des Klimatisierungsgehäuses 14. Die Seitenwandabschnitte sind Bereiche, welche Wandflächen des Klimatisierungsgehäuses 14 auf beiden seitlichen Seiten in der Fahrzeug-Breitenrichtung (auf der nahen Seite und der fernen Seite in der Richtung senkrecht zu dem Blatt von 1) ausbilden. Hinsichtlich der Temperatur gesteuerte Luft strömt aus dem Kaltluft-/Heißluft-Mischraum 22 ebenso in den Fuß-Öffnungsabschnitt 26. Eine stromabwärtige Seite des Fuß-Öffnungsabschnitts 26 ist an einer Fuß-Ausblasöffnung über eine Fuß-Luftführung (nicht gezeigt) angeschlossen und Luft wird aus der Ausblasöffnung zu den Füßen des Passagiers ausgeblasen.
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Die vorstehend beschriebenen mehreren Ausblas-Öffnungsabschnitte, nämlich der Defroster-Öffnungsabschnitt 24, der Gesichts-Öffnungsabschnitt 25 und der Fuß-Öffnungsabschnitt 26 werden durch eine Ausblasbetriebsart-Klappe 27 geöffnet/geschlossen. Die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 bildet eine Ausblasbetriebsart, in welcher einer oder mehrere von dem Defroster-Öffnungsabschnitt 24, dem Gesichts-Öffnungsabschnitt 25 und dem Fuß-Öffnungsabschnitt 26 in Übereinstimmung mit einer Drehstoppposition geöffnet werden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 äquivalent zu einem Öffnungs-/Schließabschnitt.
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Die Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung 10, die wie vorstehend aufgebaut ist, ist zum Beispiel mit einer elektronischen Steuereinheit (nicht gezeigt) versehen, an welche Betriebssignale von verschiedenen Betriebselementen, die auf einer Klimatisierungs-Betriebstafel (nicht gezeigt) vorgesehen sind, und Sensorsignale von verschiedenen Sensoren zur Klimatisierungssteuerung eingegeben werden. Die Stellung der jeweiligen Klappen 23 und 27 werden in Übereinstimmung mit dem Ausgangssignal der Steuereinheit gesteuert.
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Die Luftmischklappe 23 ist beispielsweise aus einem Harz- bzw. Kunststoffmaterial hergestellt und weist einen Klappenplattenabschnitt auf, der von einer Drehachse (einer Antriebsachse) L um einen vorbestimmten Abstand beabstandet ist und in der Form einer Kreisbogenfläche ausgebildet ist. Die Luftmischklappe 23 ist eine Drehklappe mit einem Klappenplattenabschnitt, welcher sich um die Drehachse L herum dreht. Andererseits ist die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 ebenfalls aus beispielsweise einem Harz- bzw. Kunststoffmaterial hergestellt und wird durch integrales bzw. einstückiges Ausformen bzw. Gießen eines Klappenplattenabschnitts und eines seitlichen Plattenabschnitts erhalten. Der Klappenplattenabschnitt der Luftmischklappe 23 ist von einer Drehachse L um einen vorbestimmten Abstand beabstandet und ist in der Form einer Kreisbogenfläche ausgebildet. Der seitliche Plattenabschnitt ist allgemein in der Form einer Scheibe. Die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 ist eine Drehklappe, welche den Klappenplattenabschnitt aufweist, der sich um die Drehachse L herum dreht. Der seitliche Plattenabschnitt der Ausblasbetriebsart-Klappe 27 ist zum Öffnen/Schließen des Fuß-Öffnungsabschnitts 26 angeordnet. Der Klappenplattenabschnitt der Ausblasbetriebsart-Klappe 27 ist zum Öffnen/Schließen des Gesichts-Öffnungsabschnitts 25 und des Fuß-Öffnungsabschnitts 26 angeordnet. Dementsprechend sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Luftmischklappe 23 und die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 Drehklappen, welche unabhängig voneinander angetrieben werden. Die Drehachse L von jeder der Klappen 23 und 27 erstreckt sich in der Fahrzeug-Seitenrichtung (in der Richtung senkrecht zu dem Blatt, auf welches 1 gezeichnet ist).
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Die Drehachse L der Ausblasbetriebsart-Klappe 27 ist innerhalb eines Betriebsbereiches der Luftmischklappe 23 angeordnet. Die zwei Drehachsen L stimmen im Wesentlichen miteinander überein. Die Beabstandungsentfernung von der Drehachse L zu dem Klappenplattenabschnitt der Luftmischklappe 23 ist länger bzw. größer gewählt als die Beabstandungsentfernung von der Drehachse L zu dem Klappenplattenabschnitt der Ausblasbetriebsart-Klappe 27.
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Als nächstes werden die Betriebsvorgänge der Luftmischklappe 23 und der Ausblasbetriebsart-Klappe 27 beschrieben. 2 zeigt Positionen der jeweiligen Klappen 23 und 27 in fünf Ausblasbetriebsarten. In 2 sind zwei Querschnittsansichten, nämlich eine mittige Querschnittsansicht an der Mitte der Vorrichtung und eine Seitenquerschnittsansicht an der Seite der Vorrichtung in jeder der fünf Ausblasbetriebsarten dargestellt, um das Verständnis der Betriebsvorgänge der jeweiligen Klappen 23 und 27 zu erleichtern.
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Wie in 2 gezeigt ist, weist die Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielsweise eine Gesichts-(GESICHT) Betriebsart, eine Zweiniveau- bzw. Bi-level-(B/L) Betriebsart, eine Full-(FUSS) Betriebsart, eine Fuß/Defroster-(F/D) Betriebsart und eine Defroster-(DEF) Betriebsart als die Ausblasbetriebsarten auf.
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Zunächst wird die Gesichts-Betriebsart (GESICHT) beschrieben. Die Gesichts-Betriebsart ist eine Betriebsart, in welcher eine Klimatisierungsluft hauptsächlich zu dem oberen Teil des Körpers des Passagiers geblasen wird. In der Gesichtsbetriebsart ist die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 an einer solchen Position angeordnet, dass der Gesichts-Öffnungsabschnitt 25 geöffnet ist, der Fuß-Öffnungsabschnitt 26 geschlossen ist, und der Defroster-Öffnungsabschnitt 24 geschlossen ist. Somit wird die Klimatisierungsluft in das Fahrzeugabteil aus dem Kaltluft-/Heißluft-Mischraum 22 über den Gesichts-Öffnungsabschnitt 25 eingeblasen. Die Luftmischklappe 23 ist in der Gesichtsbetriebsart in einer Maximal-Kühlposition angeordnet, bei welcher der Heißluftdurchtritt 21 zum Veranlassen von Luft, durch den Wärmetausch-Kernabschnitt des Heizkerns 19 zu strömen, vollständig geschlossen ist, und der Kaltluftdurchtritt 20 vollständig geöffnet ist.
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Als nächstes wird die Bi-level-Betriebsart (B/L) beschrieben. Die Bi-level-Betriebsart ist eine Betriebsart, in welcher eine Klimatisierungsluft zu dem oberen Teil des Körpers und den Füßen des Passagiers ausgeblasen wird. In der Bi-level-Betriebsart ist die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 an solch einer Position angeordnet, dass der Gesichts-Öffnungsabschnitt 25 und der Fuß-Öffnungsabschnitt 26 geöffnet sind und der Defroster-Öffnungsabschnitt 24 geschlossen ist. Somit wird klimatisierte Luft in das Fahrzeugabteil aus dem Kaltluft-/Heißluft-Mischraum 22 über den Gesichts-Öffnungsabschnitt 25 und den Fuß-Öffnungsabschnitt 26 eingeblasen. Die Luftmischklappe 23 ist in der Bi-level-Betriebsart an einer Temperatureinstellposition angeordnet, in welcher sowohl der Heißluftdurchtritt 21 als auch der Kaltluftdurchtritt 20 geöffnet sind.
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Als nächstes wird die Fuß-Betriebsart (FUSS) beschrieben. Die Fuß-Betriebsart ist eine Betriebsart, in welcher klimatisierte Luft hauptsächlich zu den Füßen der Passagiere ausgeblasen wird. In der Fuß-Betriebsart ist die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 in solch einer Position angeordnet, dass der Gesichts-Öffnungsabschnitt 25 und der Defroster-Öffnungsabschnitt 24 geschlossen sind, und der Fuß-Öffnungsabschnitt 26 geöffnet ist. Somit wird Klimatisierungsluft in das Fahrzeugabteil aus dem Kaltluft-/Heißluft-Mischraum 22 über den Fuß-Öffnungsabschnitt 26 eingeblasen. Die Luftmischklappe 23 ist in der Fuß-Betriebsart an einer Maximal-Heizposition angeordnet, bei welcher der Heißluftdurchtritt 21 zur Strömung von Luft durch den Wärmetauscher-Kernabschnitt des Heizkerns 19 vollständig geöffnet und der Kaltluftdurchtritt 20 vollständig geschlossen ist.
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Als nächstes wird die Fuß-/Defroster-Betriebsart (F/D) beschrieben. Die Fuß-/Defroster-Betriebsart ist eine Betriebsart, in welcher Klimatisierungsluft zu der vorderen Windschutzscheibe und den Füßen des Passagiers ausgeblasen wird. In der Fuß-/Defroster-Betriebsart ist die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 in solch einer Position angeordnet, dass der Gesichts-Öffnungsabschnitt 25 geschlossen ist, der Fuß-Öffnungsabschnitt 26 geöffnet ist, und der Defroster-Öffnungsabschnitt 24 geöffnet ist. In der Fuß-/Defroster-Betriebsart wird Klimatisierungsluft in das Fahrzeugabteil aus dem Kaltluft-/Heißluft-Mischraum 22 über den Defroster-Öffnungsabschnitt 24 und den Fuß-Öffnungsabschnitt 26 eingeblasen. Die Luftmischklappe 23 ist in der Fuß-/Defroster-Betriebsart in der Maximal-Heizposition angeordnet.
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Als nächstes wird die Defroster-Betriebsart (DEF) beschrieben. Die Defroster-Betriebsart ist eine Betriebsart, in welcher Klimatisierungsluft zu der vorderen Windschutzscheibe hin ausgeblasen wird. In der Defroster-Betriebsart ist die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 in einer solchen Position angeordnet, dass der Gesichts-Öffnungsabschnitt 25 geschlossen ist, der Defroster-Öffnungsabschnitt 24 geöffnet ist, und der Fuß-Öffnungsabschnitt 26 geschlossen ist. Somit wird Klimatisierungsluft in das Fahrzeugabteil aus dem Kaltluft-/Heißluft-Mischraum 22 über den Defroster-Öffnungsabschnitt 24 eingeblasen. Die Luftmischklappe 23 ist in der Defroster-Betriebsart in der Maximal-Heizposition angeordnet.
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Als nächstes werden die Anbringungsstellungen des Verdampfers 16 und des Heizkerns 19 beschrieben. Der Verdampfer 16 ist longitudinal quer über den Luftdurchtritt 15 angeordnet, so dass eine Wärmeaustausch-Kernfläche davon sich vertikal erstreckt. Der Verdampfer 16 ist in einer nach vorne geneigten Stellung angeordnet, in welcher ein oberes Ende des Verdampfers 16 sich weiter vorne bezüglich des Fahrzeugs als (windwärts von) ein unteres Ende des Verdampfers 16 befindet, dies um einen geringfügigen Abstand. Die Gesamtmenge der durch den Gebläselüfter 12 geblasenen Luft strömt durch den so angeordneten Verdampfer 16 von der Fahrzeug-Vorderseite zu der Fahrzeug-Rückseite hin.
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Der Heizkern 19 ist in einer solchen geneigten Weise angeordnet, dass ein oberes Ende des Heizkerns 19 benachbart zu dem oberen Ende des Verdampfers 16 ist, und dass ein unteres Ende des Heizkerns 19 von der Wärmeaustausch-Kernfläche des Verdampfers 16 zu der Fahrzeug-Rückseite hin beabstandet ist. Demgemäß sind der Verdampfer 16 und der Heizkern 19 in einer bergförmigen (umgekehrt V-förmigen) Anordnung angeordnet. Das obere Ende des Verdampfers 16 und das obere Ende des Heizkerns 19 sind benachbart zu dem Luftgebläse 11 angeordnet. Zusätzlich sind die Luftmischklappe 23 und die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 auch an einer Position benachbart zu dem Luftgebläse 11 angeordnet, welches oberhalb des Heizkerns 19 vorgesehen ist. Der Verdampfer 16 und der Heizkern 19 sind in der umgekehrt V-förmigen Anordnung angeordnet, und nicht nur die jeweiligen Klappen 23 und 27, sondern auch der Verdampfer 16 und der Heizkern 19 sind in Kontakt mit dem Luftgebläse 11 angeordnet, um so die Größe der Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung 10 in der Vertikalrichtung zu reduzieren.
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Ferner ist der Verdampfer 16 in dem Klimatisierungsgehäuse 14 derart angeordnet, dass eine erste imaginäre Linie 29 entlang einer Richtung, in welcher sich der Verdampfer 16 erstreckt, und eine zweite imaginäre Linie 30 entlang einer Richtung, in welcher Luft durch einen gegenüberliegenden Abschnitt 28 geführt wird, einander unterhalb des Verdampfers 16 schneiden. Der Ausdruck ”unterhalb des Verdampfers 16” ist dahingehend zu verstehen, einen Raum zu enthalten, der sich unterhalb des Verdampfers 16 befindet, sowie auch einen Raum unmittelbar unterhalb des Verdampfers 16. Der Verdampfer 16 ist in einer nach vorne geneigten Stellung angeordnet, so dass die erste imaginäre Linie 29 und die zweite imaginäre Linie 30 einander schneiden auf einer imaginären Ebene, welche eine Vorwärts-und-Rückwärts-Richtung und eine Aufwärts-und-Abwärts-Richtung enthält, wie in 1 gezeigt ist. Das heißt, der Verdampfer 16 ist nach vorne geneigt, so dass ein oberes Ende des Verdampfers 16 sich vorderhalb eines unteren Endes des Verdampfers 16 auf derselben Ebene befindet. Wenn zum Beispiel der Verdampfer 16 eine nach hinten geneigte Stellung einnimmt, schneiden sich die erste imaginäre Linie 29 und die zweite imaginäre Linie 30 miteinander oberhalb des Verdampfers 16.
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In einer inneren Wand des Klimatisierungsgehäuses 14, welches den Kaltluftdurchtritt 20 bildet, ist der Abschnitt 28, welcher dem Wärmetausch-Kernabschnitt des Verdampfers 16 stromabwärts des Verdampfers 16 bezüglich einer Luftströmung gegenüberliegt, bezüglich des Verdampfers 16 geneigt, um so die Luft nach oben zu führen, welche durch den Verdampfer 16 hindurchgeströmt ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bedeutet der Ausdruck ”stromabwärts des Verdampfers 16 bezüglich der Luftströmung” einen Bereich hinterhalb des Verdampfers 16. Der gegenüberliegende Abschnitt 28 ist in einer Aufwärtsrichtung nach hinten geneigt. Demgemäß wird, wie durch einen unterbrochenen Pfeil in 1 gezeigt, die Luft, welche durch den Verdampfer 16 hindurchgeströmt ist, durch den gegenüberliegenden Abschnitt 28 in solch einer Weise geführt, dass diese nach oben dreht. Demgemäß wird die Luft nach oben durch den gegenüberliegenden Abschnitt geführt und deshalb erstreckt sich die zweite imaginäre Linie 30 entlang der Vertikalrichtung. Mit anderen Worten, erstreckt sich die zweite imaginäre Linie 30 entlang der gleichen Richtung wie eine Richtung, in welcher der Kaltluftdurchtritt 20 sich erstreckt, der sich stromabwärts des gegenüberliegenden Abschnitts 28 befindet.
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Wenn der Verdampfer 16 in einer nach hinten geneigten Stellung angeordnet ist, kollidiert die Luft, welche durch den Verdampfer 16 hindurchgeströmt ist, mit dem gegenüberliegenden Abschnitt 28, dreht nach oben und wird deshalb in einem spitzem Winkel geführt. Demgemäß erhöht sich, wenn der Verdampfer 16 eine nach hinten geneigte Stellung einnimmt, der Belüftungswiderstand. Jedoch schneiden sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die erste imaginäre Linie 29 und die zweite imaginäre Linie 30 miteinander unterhalb des Verdampfers 16. Deshalb dreht, wie durch den unterbrochenen Pfeil in 1 gezeigt, die kalte Luft, welche nach hinten strömt, nachdem sie durch den Verdampfer 16 geströmt ist, in eine diagonale Aufwärtsströmung von Luft. Die Luft, welche durch den Verdampfer 16 geströmt ist, wird so durch den gegenüberliegenden Abschnitt 28 geführt, dass sie weiter nach oben dreht. Demgemäß wird die Luft, die durch den Verdampfer geströmt ist, durch den gegenüberliegenden Abstand 28 in einem stumpfen Winkel geführt. Somit ist, wenn der Verdampfer 16 eine nach vorne geneigte Stellung einnimmt, der Belüftungswiderstand niedrig.
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Wie vorstehend beschrieben, ist in der Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung 10 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Verdampfer 16 unterhalb des Gebläselüfters 12 angeordnet, um sich so vertikal (quer) über den Luftdurchtritt 15 zu erstrecken. In der inneren Wand des Klimatisierungsgehäuses 14 ist der Abschnitt 28, welcher dem Bereich stromabwärts des Verdampfers 16 bezüglich der Luftströmung gegenüberliegt, bezüglich dem Verdampfer 16 geneigt, um so Luft nach oben zu führen. Somit kann die Luft, welche durch den Verdampfer 16 hindurchgeströmt ist, so geführt werden, dass sie einen Außenumfang des Spiralgehäuses 13 umgibt (surround). Demgemäß kann eine Reduzierung in der Größe und eine Verbesserung der Fahrzeug-Montierbarkeit im Vergleich zu der Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung 10 erzielt werden, welche dahingehend angeordnet ist, dass das Klimatisierungsgehäuse 14 sich seitlich von dem Spiralgehäuse 13 erstreckt.
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Die erste imaginäre Linie 29 und die zweite imaginäre Linie 30 schneiden einander unterhalb des Verdampfers 16. Infolge der positionellen Beziehung zwischen der ersten imaginären Linie 29, der zweiten imaginären Linie 30 und dem Verdampfer 16 wird die durch den Verdampfer 16 hindurch geströmte Luft, wenn diese nach oben geführt wird, durch die innere Wand in einem stumpfen Winkel geführt, die dem Bereich stromabwärts des Verdampfers 16 bezüglich der Luftströmung gegenüberliegt. Somit kann die durch den Verdampfer 16 hindurch geströmte Luft in einem stumpfen Winkel geführt werden. Daher kann der Druckverlust, welcher durch das Führen der Luftströmung bewirkt wird, unterdrückt bzw. niedriggehalten werden.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind ein Abschnitt des Verdampfers 16, ein Abschnitt des Heizkerns 19, ein Abschnitt der Luftmischklappe 23 und ein Abschnitt der Ausblasbetriebsart-Klappe 27 jeweils entlang einer äußeren Wand des Spiralgehäuses 13 in der Umgebung der äußeren Wand des Spiralgehäuses 13 angeordnet. Demgemäß kann die durch den Verdampfer 16 und den Heizkern 19 hindurch geströmte Luft so zugeführt werden, dass sie den äußeren Umfang des Spiralgehäuses umkreist, und kann in das Fahrzeugabteil eingeleitet werden. Demgemäß kann die Fahrzeug-Klimatisierungsvorrichtung 10 weiter in der Größe reduziert werden.
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Der Abschnitt von jedem von dem Verdampfer 16, dem Heizkern 19, der Klappe 23 und der Klappe 27 ist entlang des Außenumfangs des Spiralgehäuses 13 in dieser Reihenfolge in der Umgebung des äußeren Umfangs des Spiralgehäuses 13 angeordnet. Daher ermöglicht diese Anordnung, dass Luft gleichmäßig zu den jeweiligen Ausblasöffnungen entlang des äußeren Umfangs des Spiralgehäuses 13 strömt und der Druckverlust kann minimiert werden. Das heißt, das Absinken der Menge von Luft kann auf ein minimales Niveau unterdrückt bzw. niedriggehalten werden.
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Ferner enthält in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Änderungseinrichtung, welche stromabwärts des Heizkerns 19 bezüglich der Luftströmung in dem Klimatisierungsgehäuse 14 vorgesehen ist und eine Strömungsrichtung von Luft ändert, die Ausblasbetriebsart-Klappe 27. Die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 ist eine Klappe, welche die Ausblas-Öffnungsabschnitte 24 bis 26 öffnet/schießt, um Öffnungsgrade der Ausblas-Öffnungsabschnitte 24 bis 26 zu ändern, von welchen Luft ausgeblasen wird. Durch Ändern des Öffnungs-/Schließzustands der Ausblasbetriebsart-Klappe 27 kann die durch den Verdampfer 16 und den Heizkern 19 hindurch geströmte Luft zu vorbestimmten Räumen (Positionen) in dem Fahrzeugabteil ausgeblasen werden.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält die Änderungseinrichtung auch die Luftmischklappe 23, welche das Verhältnis zwischen der Strömungsmenge der Kaltluft, welche durch den Verdampfer 16 hindurch geströmt ist, ohne durch den Heizkern 19 hindurch zu strömen, und der Strömungsmenge der Heißluft, welche durch den Heizkern 19 hindurch geströmt ist, einstellt. Demgemäß kann die Temperatur von Klimatisierungsluft durch Ändern des Verhältnisses zwischen der Strömungsmenge von kalter Luft und der Strömungsmenge von heißer Luftgesteuert werden.
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Ferner sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Luftmischklappe 23 und die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 Drehklappen, welche unabhängig voneinander angetrieben werden. Die Drehachse L der Luftmischklappe 23 befindet sich in einem Öffnungsbereich der Ausblasbetriebsart-Klappe 27. Der Betriebsbereich der Ausblasbetriebsart-Klappe 27 ist ein Bereich, welcher die Drehachse L der Ausblasbetriebsart-Klappe 27 enthält und innerhalb eines imaginären Kreises angeordnet ist, welcher durch Erstrecken bzw. Verlängern einer Ortskurve einer Bewegung der Ausblasbetriebsart-Klappe 27 erhalten wird. Demgemäß überlappen die Betriebsbereiche der zwei Drehklappen zumindest teilweise einander. Infolge der Überlappung der Betriebsbereiche der zwei Drehklappen kann eine Reduzierung hinsichtlich der Größe insgesamt erzielt werden. Dementsprechend kann die Fahrzeug-Klimatisierungs-vorrichtung 10 weiter in seiner Größe reduziert werden.
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(Andere Ausführungsbeispiele)
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In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel sind sowohl die Luftmischklappe 23 wie auch die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 als die Änderungseinrichtung Drehklappen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Bauform beschränkt. Die Änderungseinrichtung kann eine Einrichtung zum Ändern der Strömungsrichtung von Luft sein. Zum Beispiel kann eine von der Luftmischklappe 23 und der Ausblasbetriebsart-Klappe 27 eine Drehklappe und die andere eine Kragplattenklappe (cantilever plate door) sein. Sowohl die Luftmischklappe 23 wie auch die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 können Kragplattenklappen oder Folienklappen (film doors) sein. Die Änderung der Strömungsrichtung von Luft durch die Änderungseinrichtung enthält einen Zustand des Stoppens der Luftströmung (Schließen der Öffnungen) wie auch die Änderung hinsichtlich der Orientierung der Luftströmung.
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Die Luftmischklappe 23 ist stromabwärts des Heizkerns 19 angeordnet, aber es ist nicht absolut erforderlich, dass diese stromabwärts des Heizkerns 19 angeordnet ist. Die Luftmischklappe 23 kann zwischen dem Verdampfer 16 und dem Heizkern 19 vorgesehen sein. In dem Fall dieser Anordnung ist die Ausblasbetriebsart-Klappe 27 stromabwärts des Heizkerns 19 vorgesehen.
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In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist der Verdampfer 16 nach vorne bezüglich der Vertikalrichtung geneigt. Der Verdampfer 16 kann jedoch so angeordnet sein, dass dieser sich entlang der Vertikalrichtung erstreckt. In dieser Anordnung können ebenfalls die gleiche Arbeitsweise und Wirkung wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch Einstellen des Neigungswinkels des gegenüberliegenden Abschnitts 28, so dass die erste imaginäre Linie 29 und die zweite imaginäre Linie 30 einander unterhalb des Verdampfers 16 schneiden, erzielt werden.
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Während die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist es zu verstehen, dass die Offenbarung nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung beabsichtigt, vielfältige Modifikationen und äquivalente Anordnungen abzudecken. Zusätzlich sind, während die verschiedenen Kombinationen und Ausgestaltungen, welche bevorzugt sind, andere Kombinationen und Ausgestaltungen, die mehr, weniger oder nur ein einziges Element enthalten, ebenfalls innerhalb des Geists und des Bereichs der vorliegenden Offenbarung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 9-132024 A [0002]
- JP 2008-296685 A [0002]
