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Querverweis auf verwandte Anmeldung
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Diese Anmeldung basiert auf der am 21. Juni 2016 eingereichten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2016 - 122 835 , deren Inhalt hiermit in seiner Gesamtheit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Klimaanlage zur Durchführung einer Klimatisierung eines Innenraums einer Fahrzeugkabine.
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Stand der Technik
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Eine Klimaanlage zur Durchführung einer Klimatisierung eines Innenraums einer Fahrzeugkabine ist bereits bekannt. Die Klimaanlage ist derart konzipiert, dass sich in einem Ventilationsdurchgang, der in einem Gehäuse ausgebildet ist, ein Gebläse, ein kühlender Wärmetauscher und dergleichen angeordnet sind und dass ein Luftstrom, der von dem Gebläse erzeugt wird, durch den kühlenden Wärmetauscher gekühlt und dann in den Innenraum der Fahrzeugkabine hinausgeblasen wird. In dem Ventilationsdurchgang ist im Allgemeinen eine Steuerung zur Steuerung einer Leistung des Gebläses angeordnet, die somit durch den Luftstrom gekühlt wird, der durch den Ventilationsdurchgang strömt.
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Das Patentdokument 1 offenbart eine Klimaanlage der sogenannte Sauganordnungsbauart, bei der sich das Gebläse in dem im Gehäuse ausgebildeten Ventilationsdurchgang bezüglich des kühlenden Wärmetauschers auf der stromabwärtigen Seite befindet.
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- Verwandter Stand der Technik -
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- Patentdokument -
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Patentdokument 1:
JP H11 - 348 536 A -
Kurzdarstellung der Erfindung
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Infolge ausführlicher Untersuchungen sind die Erfinder auf Fragen hinsichtlich des Installationsorts der Steuerung gestoßen, um in der oben beschriebenen Klimaanlage der sogenannten Sauganordnungsbauart die Leistung des Gebläses zu steuern. Wenn die Steuerung in dem Ventilationsdurchgang installiert wird, der sich bezüglich des kühlenden Wärmetauschers auf der stromabwärtigen Seite befindet, nimmt nämlich die Temperatur der Luftströmung zu, die die Steuerung gekühlt hat. Zum Zeitpunkt der maximalen Luftkühlung kann folglich die Blaslufttemperatur, die die Temperatur der Luft ist, die aus der Klimaanlage geblasen wird, erhöht sein.
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Wenn die Luft, die die Umgebung der Steuerung passiert hat, und die Luft, die durch einen Ort in dem Ventilationsdurchgang weit entfernt von der Steuerung gegangen ist, jeweils aus unterschiedlichen Luftauslässen in den Innenraum der Fahrzeugkabine geblasen werden, können in der Fahrzeugkabine Schwankungen der Blaslufttemperatur auftreten, was das Empfinden des Fahrgasts für die klimatisierte Luft, d. h. die Klimatisierungsempfindung, verschlechtert.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klimaanlage zur Verfügung zu stellen, die die Klimatisierungsempfindung verbessern kann, während sie eine Steuerung kühlt.
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Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist eine Klimaanlage ein Gehäuse, einen kühlenden Wärmetauscher, ein Gebläse, eine Steuerung und einen Kühldurchgang auf. Das Gehäuse definiert in der Klimaanlage einen Ventilationsdurchgang, durch den Luft von einer Lufteinlassöffnung zu einem Luftauslass strömt, und der kühlende Wärmetauscher ist so gestaltet, dass er die Luft kühlt, die durch den Ventilationsdurchgang strömt. Das Gebläse ist in dem Ventilationsdurchgang bezüglich des kühlenden Wärmetauschers auf einer stromabwärtigen Seite angeordnet und so gestaltet, dass es in dem Ventilationsdurchgang eine Luftströmung erzeugt. Durch den Kühldurchgang steht eine Stelle, die sich in dem Ventilationsdurchgang bezüglich des Gebläses auf einer stromabwärtigen Seite befindet, mit einer Stelle in Verbindung, die sich in dem Ventilationsdurchgang bezüglich des kühlenden Wärmetauschers auf einer stromaufwärtigen Seite befindet. Des Weiteren ist die Steuerung so gestaltet, dass sie eine Leistung des Gebläses steuert, und sie ist in dem Kühldurchgang vorgesehen.
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Somit wird ein Teil der Luftströmung, die durch das Gebläse mit Druck beaufschlagt wird und durch den Ventilationsdurchgang bezüglich des Gebläses auf der stromabwärtigen Seite strömt, vom Hauptstrom der Luftströmung getrennt und strömt dann durch den Kühldurchgang zur stromaufwärtigen Seite des kühlenden Wärmetauschers. Weil die durch das Gebläse mit Druck beaufschlagte Luftströmung durch den Kühldurchgang strömt, kann, indem die Strömungsdurchgangsquerschnittsfläche des Kühldurchgangs eingestellt wird oder die Verbindungsstelle zwischen dem Kühldurchgang und dem Ventilationsdurchgang eingestellt wird oder dergleichen, das Luftvolumen durch den Kühldurchgang strömen, das zum Kühlen der Steuerung benötigt wird. Mit dieser Gestaltung kann die Klimaanlage daher die Steuerung sicher kühlen.
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Die Luft, die die Steuerung kühlt und die dadurch ihre Temperatur erhöht, wird erneut durch den kühlenden Wärmetauscher gekühlt, ohne, so wie sie ist, aus dem Luftauslass des Ventilationsdurchgangs in die Fahrzeugkabine geblasen zu werden. Die Klimaanlage unterdrückt somit Schwankungen der Blaslufttemperatur, während sie außerdem zum Zeitpunkt der maximalen Luftkühlung ein Anstieg der Blaslufttemperatur unterdrückt. Folglich kann die Klimaanlage die Klimatisierungsempfindung besser machen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Schnittansicht einer Klimaanlage gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in 1;
- 3 ist eine Schnittansicht einer Klimaanlage gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 3;
- 5 ist eine Schnittansicht einer Klimaanlage gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
- 6 ist eine Schnittansicht einer Klimaanlage in einem ersten Vergleichsbeispiel;
- 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VII-VII in 6;
- 8 ist eine Schnittansicht einer Klimaanlage in einem zweiten Vergleichsbeispiel; und
- 9 ist eine Schnittansicht einer Klimaanlage in einem dritten Vergleichsbeispiel.
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Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen werden unten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der Beschreibung der jeweiligen Ausführungsbeispiele werden unten Teile, die die gleichen sind oder einander entsprechen, durch die gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
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- Erstes Ausführungsbeispiel -
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 wird eine Klimaanlage 1 eines ersten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es ist zu beachten, dass die Pfeile, die in jeder Figur in die nach oben und unten gehenden Richtungen zeigen, die Vertikalrichtung der Klimaanlage 1 in einem Fahrzeugeinbauzustand angeben.
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Die Klimaanlage 1 ist auf der Innenseite eines Armaturenbretts oder dergleichen montiert, das sich vorne im Innenraum der Fahrzeugkabine befindet, und sie führt eine Klimatisierung des Innenraums der Fahrzeugkabine durch. Die Klimaanlage 1 weist ein Gehäuse 10, einen Verdampfer 20, ein Gebläse 30, eine Steuerung 40 und dergleichen auf.
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Das Gehäuse 10 gestaltet eine Außenhülle der Klimaanlage 1. Innerhalb des Gehäuses 10 ist ein Ventilationsdurchgang 11 ausgebildet, durch den Luft hindurchströmt. Das Gehäuse 10 hat ein gewisses Maß an Elastizität und ist aus einem Harz geformt, das wie Polypropylen hervorragende Festigkeit hat. Das Gehäuse 10 ist zur Erleichterung des Harzformens oder zur Erleichterung der Montage des Innenlebens und dergleichen in Wirklichkeit als ein aus einer Vielzahl von getrennten Gehäuseteilen zusammengebauter Körper gestaltet. In einem solchen Fall werden die getrennten Gehäuseteile durch (nicht gezeigte) Befestigungsbauteile wie Schrauben oder Klammern aneinander befestigt.
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Wie in 2 gezeigt ist, hat das Gehäuse 10 in sich eine Lufteinlassöffnung 12 ausgebildet, um Luft außerhalb der Fahrzeugkabine (d. h. Außenluft) oder Luft innerhalb der Fahrzeugkabine (d. h. Innenluft) in das Gehäuse 10 einzuführen. Innerhalb des Gehäuses ist eine Innen-/Außenlufttür 13 vorgesehen, um das Öffnungsverhältnis des Außenlufteinleitungsabschnitts zum Innenlufteinleitungsabschnitt einzustellen.
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Wie in 1 gezeigt ist, sind in dem Gehäuse 10 als Öffnungen, die mit (nicht gezeigten) Kanälen verbunden sind, die mit jeweiligen Luftauslässen zum Einblasen von Luft in die Fahrzeugkabine verbunden sind, auf der bezüglich des Gebläses 30 stromabwärtigen Seite eine Enteiseröffnung, eine Gesichtsöffnung, eine Fußöffnung und dergleichen (alle nicht gezeigt) ausgebildet. Die Enteiseröffnung führt einem Enteiserluftauslass Luft zu, um die Luft zur Innenseite einer Fensterscheibe des Fahrzeugs zu blasen. Die Gesichtsöffnung führt einem Gesichtsluftauslass Luft zu, um die Luft zum Oberkörper eines Fahrgasts in der Fahrzeugkabine zu blasen. Die Fußöffnung führt einem Fußluftauslass Luft zu, um die Luft zum Unterkörper des Fahrgasts in der Fahrzeugkabine zu blasen. Die Enteiseröffnung, die Gesichtsöffnung und die Fußöffnung sind jeweils mit einer (nicht gezeigten) Umschalttür versehen, um den Auf/Zu-Zustand der entsprechenden Öffnung einzustellen.
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Der Verdampfer 20 ist in dem Gehäuse 10 als ein kühlender Wärmetauscher installiert, der die Luft kühlt, die durch den Ventilationsdurchgang 11 strömt. Der Verdampfer 20 ist aus einem niederdruckseitigen Wärmetauscher in einem Dampfkompressionskältekreislauf ausgebildet. Und zwar kühlt der Verdampfer 20 Luft, die durch den Ventilationsdurchgang 11 strömt, indem er zwischen der Luft und einem Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittel, das durch das Innere des Verdampfers 20 strömt, Wärme tauscht, um das Kältemittel zu verdampfen.
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In der Beschreibung unten wird ein Ventilationsdurchgangabschnitt des Ventilationsdurchgangs 11, der sich in dem Ventilationsdurchgang 11 bezüglich des Verdampfers 20 auf der stromaufwärtigen Seite befindet, als „stromaufwärtiger Ventilationsdurchgang 14“ bezeichnet.
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In dem stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 ist ein Filter 21 installiert, um Fremdstoffe wie Staub zu sammeln, die in der Luftströmung enthalten sind, die durch den Ventilationsdurchgang 11 strömt. Der Filter 21 weist einen (nicht gezeigten) Filterrahmen, ein (nicht gezeigtes) Filterelement und dergleichen auf und er hindert Fremdstoffe wie Staub daran, in den Verdampfer 20, das Gebläse 30 und dergleichen zu strömen.
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In dem Gehäuse 10 ist das Gebläse 30 installiert, um in dem Ventilationsdurchgang 11 die Luftströmung zu erzeugen. Das Gebläse 30 ist in dem Ventilationsdurchgang 11 angeordnet, der sich auf der stromabwärtigen Seite des Verdampfers 20 befindet. Das Gebläse 30 weist einen Ventilator 31 als ein Flügelrad, das in dem Ventilationsdurchgang 11 untergebracht ist, und einen Motor 32 zum drehbaren Antreiben des Ventilators 31 auf. Die Leistung des Motors 32 wird durch elektrischen Strom gesteuert, der von der Steuerung 40 zugeführt wird. Die Steuerung 40 wird später beschrieben.
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Das Gebläse 30 ist so angeordnet, dass sich eine Drehachse 33 des Ventilators 31 entlang der Dickenrichtung des Verdampfers 20 erstreckt. Der Ventilator 31 ist ein Zentrifugalventilator und so gestaltet, dass er Luft, die er aus der Richtung der Drehachse 33 in sich hineinsaugt, in die Richtung hinausbläst, die die Drehachse 33 schneidet. Der Zentrifugalventilator hat die Eigenschaft, einen geringeren dynamischen Druck, aber einen höheren statischen Druck als der Axialventilator zu haben. Die Zentrifugalventilatoren werden abhängig von der Schaufelform in einen Sirocco-Ventilator, einen Radialventilator und einen Turboventilator unterteilt, wobei diese Ventilatoren in dieser Reihenfolge die Eigenschaften eines höheren statischen Drucks haben.
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In dem Gehäuse 10 ist ein Ventilatorunterbringungsabschnitt 15 ausgebildet, um den Ventilator 31 unterzubringen. Der Ventilatorunterbringungsabschnitt 15 ist mit einem Luftansaugabschnitt 16 versehen, der Luft aus der Richtung der Drehachse des Ventilators 31 in das Innere des Ventilators 31 führt. Der Luftansaugabschnitt 16 ist an einer Stelle ausgebildet, die einer Luftaustrittsfläche des Verdampfers 20 zugewandt ist.
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Das Gehäuse 10 definiert den Ventilationsdurchgang 11, durch den die Luftströmung geht, die aus dem Ventilator 31 geblasen wird. In der Beschreibung unten wird ein Ventilationsdurchgangabschnitt des Ventilationsdurchgangs 11, der sich bezüglich des Ventilators 31 auf der stromabwärtigen Seite befindet, als „stromabwärtiger Ventilationsdurchgang 17“ bezeichnet. Der stromabwärtige Ventilationsdurchgang 17 ist so ausgebildet, dass er sich derart krümmt, dass die aus dem Ventilator 31 geblasene Luftströmung um eine vorbestimmte Strecke in der Radialrichtung des Ventilators 31 strömt und dann unter den Drehachsenrichtungen des Ventilators 31 zur Seite entgegengesetzt vom Verdampfer 20 strömt.
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Auch wenn dies nicht gezeigt ist, ist in dem stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17 ein Heizkörper installiert. Der Heizkörper dient als ein wärmender Wärmetauscher, der die Luft erwärmt, die durch den Verdampfer 20 gegangen ist. Der Heizkörper ist ein Wärmetauscher, der die Luft, die durch den Verdampfer 20 gegangen ist, erwärmt, indem er als Wärmequelle ein Kühlmittel zum Kühlen eines Verbrennungsmotors verwendet. In dem stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17 ist eine (nicht gezeigte) Luftmischtür vorgesehen, um das Luftvolumenverhältnis der durch den Heizkörper gehenden Luft einzustellen.
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Der stromabwärtige Ventilationsdurchgang 17 steht auf der stromabwärtigen Seite des Heizkörpers mit der oben beschriebenen Enteiseröffnung, Gesichtsöffnung und Fußöffnung in Verbindung.
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In dem Gehäuse 10 des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist ein Kühldurchgang 50 so ausgebildet, dass der stromabwärtige Ventilationsdurchgang 17 und der stromaufwärtige Ventilationsdurchgang 14 miteinander über den Kühldurchgang 50 in Verbindung stehen. Und zwar verbindet der Kühldurchgang 50 fluiddurchlässig den stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17, der sich in dem Ventilationsdurchgang 11 bezüglich des Gebläses 30 auf der stromabwärtigen Seite befindet, mit dem stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14, der sich in dem Ventilationsdurchgang 11 bezüglich des kühlenden Wärmetauschers auf der stromaufwärtigen Seite befindet.
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Wenn die Klimaanlage 1 im Fahrzeug eingebaut ist, befindet sich der Kühldurchgang 50 des ersten Ausführungsbeispiels innerhalb des Gehäuses 10 in der Schwerkraftrichtung an einer Stelle auf der unteren Seite (nachstehend als „unterer Teil des Gehäuses 10“ bezeichnet).
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Die Öffnung 51, durch die sich der Kühldurchgang 50 am stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17 öffnet, ist an einer Stelle des stromabwärtigen Ventilationsdurchgangs 17 vorgesehen, wo die Luftströmung, die in der Radialrichtung des Ventilators 31 ausgeblasen wird, ihre Richtung in die Richtung ändert, die unter den Drehachsenrichtungen des Gebläses 31 entgegengesetzt zur Luftströmung aus dem Verdampfer 20 ist. In der Beschreibung unten wird die Öffnung, durch die sich der Kühldurchgang 50 am stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17 öffnet, als gebläseseitige Öffnung 51 bezeichnet. Die gebläseseitige Öffnung 51 ist bezüglich des Heizkörpers auf der stromaufwärtigen Seite vorgesehen.
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An einer Stelle des stromaufwärtigen Ventilationsdurchgangs 14, die sich bezüglich des Filters 21 auf der stromaufwärtigen Seite befindet, ist eine Öffnung 52 vorgesehen, durch die sich der Kühldurchgang 50 am stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 öffnet. In der Beschreibung unten wird die Öffnung, durch die sich der Kühldurchgang 50 am stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 öffnet, als verdampferseitige Öffnung 52 bezeichnet.
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Die Steuerung 40 ist in dem Kühldurchgang 50 vorgesehen. Die Steuerung 40 ist derart an einer Wandfläche des Kühldurchgangs 50 angebracht, dass ein Teil der Steuerung 40 der Innenseite des Kühldurchgangs 50 zugewandt ist. Die Steuerung 40 enthält einen Leistungstransistor, der eine Wechselrichterschaltung oder eine H-Brückenschaltung gestaltet, um dem Motor 32 elektrischen Strom zuzuführen. Alternativ weist die Steuerung 40 ein Register auf, um den elektrischen Strom einzustellen, der dem Motor 32 zugeführt wird. Die Steuerung 40 steuert also die Leistung des Gebläses 30. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt die Steuerung 40 durch einen Strom, der durch den Leistungstransistor, den Widerstand oder dergleichen fließt, Wärme. Die Steuerung 40 kann an einer Stelle, die der Innenseite des Kühldurchgangs 50 zugewandt ist, eine dünne plattenförmige Wärmesenke haben, und die Wärmesenke kann parallel zur Strömungsrichtung der Luftströmung installiert sein.
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Wenn das Gebläse 30 von der Steuerung 40 angetrieben wird, um den Ventilator 31 des Gebläses 30 zu drehen, wird, wie durch den Pfeil 101 in 2 angegeben ist, Luft aus der Lufteinlassöffnung 12 in den stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 eingeleitet. Die Luftströmung, die durch den stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 strömt, ändert ihre Richtung von der Richtung, die durch den Pfeil 101 in 2 angegeben ist, bezogen auf die Papierfläche in 2 in die Richtung zur Vorderseite hin und strömt dann, wie durch den Pfeil 102 in 1 angegeben ist, über den Filter 21 in den Verdampfer 20. Indem die Luftströmung, wie durch den Pfeil 103 in 1 angegeben ist, durch den Verdampfer 20 geht, wird sie gekühlt und dann durch den Ventilator 31 vom Luftansaugabschnitt 16 aus eingesaugt. Wie durch den Pfeil 104 in 1 angegeben ist, strömt die Luftströmung, die von der Innenseite des Ventilators 31 radial nach außen geblasen wird, dann durch den stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17.
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Dabei ist die Luftströmung, die aus dem Ventilator 31 zum stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17 geblasen wird, eine Luftströmung, die in dem Ventilator 31 mit Druck beaufschlagt worden ist, weswegen sie einen höheren Luftdruck als die Luftströmung im stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 hat. Wie durch den Pfeil 105 angegeben ist, strömt somit ein Teil der Luftströmung, die durch den stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17 strömt, von der gebläseseitigen Öffnung 51 in den Kühldurchgang 50. Diese Luftströmung befindet sich in einem Zustand, in dem sie durch den Verdampfer 20 gekühlt wurde. Folglich wird die Steuerung 40 durch die Luftströmung, die durch den Kühldurchgang 50 geht, gekühlt. Die Luftströmung, die über die Steuerung 40 gegangen ist, hat durch einen Wärmetausch mit der Steuerung 40 ihre Temperatur erhöht. Wie durch den Pfeil 106 angegeben ist, wird die Luftströmung aus der verdampferseitigen Öffnung 52 zum stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 geblasen. Die Luftströmung wird dann erneut gekühlt, indem sie vom stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 über den Filter 21 zum Verdampfer 20 strömt.
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Bei der Luftströmung, die aus dem Verdampfer 20 über den Ventilator 31 durch den stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17 strömt, wird die Temperatur der Luftströmung, die nicht in den Kühldurchgang 50 strömt, durch einen (nicht gezeigten) Heizkörper eingestellt und dann aus den jeweiligen Luftauslässen in die Fahrzeugkabine geblasen.
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Unten werden nun Luftklimaanlagen 2 bis 4 von ersten bis dritten Vergleichsbeispielen beschrieben.
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Wie in den 6 und 7 gezeigt ist, ist in der Klimaanlage 2 des ersten Vergleichsbeispiels die Steuerung 40 im stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 vorgesehen. Bei dieser Gestaltung ist der stromaufwärtige Ventilationsdurchgang 14 so ausgebildet, dass er eine größere Strömungsdurchgangsquerschnittsfläche als der stromabwärtige Ventilationsdurchgang 17 hat. Somit wird das Luftvolumen, das durch die Umgebung der Steuerung 40 geht, kleiner, sodass es weniger wahrscheinlich sein wird, dass die Steuerung 40 ausreichend gekühlt wird.
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Wie durch die Strichlinie 5 in 7 angegeben ist, wird bei der Gestaltung des ersten Vergleichsbeispiels vorgeschlagen, im stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 eine Luftsammelführung einzubauen, um die Luftströmung zur Steuerung 40 hin zu sammeln. Wie durch den gestrichelten Pfeil 100 angegeben wird, kann die Luftströmung auf diese Weise der Steuerung 40 gesammelt zugeführt werden. Falls die Luftsammelführung im stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 installiert ist, wird jedoch der Ventilationswiderstand des stromaufwärtigen Ventilationsdurchgangs 14 zunehmen.
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Unten wird als Nächstes die Klimaanlage 3 des zweiten Vergleichsbeispiels beschrieben.
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Wie in 8 gezeigt ist, ist die Steuerung 40 in der Klimaanlage 3 des zweiten Vergleichsbeispiels im stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17 vorgesehen. Bei dieser Gestaltung kann die Steuerung 40 durch die Luftströmung, die durch den stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17 strömt, ausreichend gekühlt werden. Weil in diesem Fall die Temperatur der Luftströmung, die die Steuerung 40 gekühlt hat, ansteigt, kann jedoch zum Zeitpunkt der maximalen Luftkühlung auch die Temperatur der Luft ansteigen, die in die Fahrzeugkabine geblasen wird, was die Klimatisierungsempfindung verschlechtert.
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Unten wird anschließend die Klimaanlage 4 des dritten Vergleichsbeispiels beschrieben.
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Wie in 9 gezeigt ist, sind in der Klimaanlage 4 des dritten Vergleichsbeispiels in der Radialrichtung des Ventilators 31 an einer Vielzahl von Stellen stromabwärtige Ventilationsdurchgänge 171 und 172 ausgebildet. Unter der Vielzahl von stromabwärtigen Ventilationsdurchgängen 171 und 172 ist die Steuerung 40 in dem einen stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 171 vorgesehen, während sie nicht in dem anderen stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 172 vorgesehen ist. Bei dieser Gestaltung unterscheidet sich die Temperatur der Luft, die aus dem einen stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 171 in die Fahrzeugkabine geblasen wird, von der Temperatur der Luft, die aus dem anderen stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 172 in die Fahrzeugkabine geblasen wird, was die Klimatisierungsempfindung verschlechtern kann.
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Die Klimaanlage 1 des oben erwähnten ersten Ausführungsbeispiels hat verglichen mit den Klimaanlagen 2 bis 4 der ersten bis dritten Vergleichsbeispiele folgende Funktionsweisen und Wirkungen.
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(1) Die Steuerung 40 ist im ersten Ausführungsbeispiel in dem Kühldurchgang 50 installiert, über den der stromabwärtige Ventilationsdurchgang 17 und der stromaufwärtige Ventilationsdurchgang 14 miteinander in Verbindung stehen. Mit dieser Gestaltung wird ein Teil der Luftströmung, die vom Gebläse 30 mit Druck beaufschlagt wird und dann durch den stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17 strömt, von dem Hauptstrom der Luftströmung getrennt und strömt dann durch den Kühldurchgang 50 zur stromaufwärtigen Seite des Verdampfers 20. Weil die vom Gebläse 30 mit Druck beaufschlagte Luftströmung durch den Kühldurchgang 50 strömt, kann, indem die Strömungsdurchgangsquerschnittsfläche des Kühldurchgangs 50 eingestellt wird oder indem die Position der gebläseseitigen Öffnung 51 in dem Kühldurchgang 50 eingestellt wird oder dergleichen, das Luftvolumen durch den Kühldurchgang 50 strömen, das zum Kühlen der Steuerung 40 benötigt wird. Daher kann die Steuerung 40 sicher gekühlt werden.
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Die Luft, deren Temperatur durch das Kühlen der Steuerung 40 erhöht wurde, wird erneut durch den Verdampfer 20 gekühlt, ohne, so wie sie ist, aus dem Luftauslass des Ventilationsdurchgangs 11 in die Fahrzeugkabine geblasen zu werden. Somit unterdrückt die Klimaanlage 1 Schwankungen der Blaslufttemperatur, während sie zum Zeitpunkt der maximalen Luftkühlung auch einen Anstieg der Blaslufttemperatur unterdrückt, wodurch die Klimatisierungsempfindung besser gemacht wird.
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(2) Die verdampferseitige Öffnung 52 des Kühldurchgangs 50 ist im ersten Ausführungsbeispiel bezüglich des Filters 21 auf der stromaufwärtigen Seite angeordnet.
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Somit kann der Abstand zwischen dem Filter 21 und dem Verdampfer 20 enger gemacht werden.
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(3) Die Steuerung 40 ist im ersten Ausführungsbeispiel an der Wandfläche des Kühldurchgangs 50 in einem Zustand angebracht, in dem ein Teil der Steuerung 40 der Innenseite des Kühldurchgangs 50 zugewandt ist.
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Somit kann die Steuerung effizient durch die Luftströmung gekühlt werden, die durch den Kühldurchgang 50 strömt.
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- Zweites Ausführungsbeispiel -
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Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 wird eine Klimaanlage 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben. Das zweite Ausführungsbeispiel ist mit Ausnahme dessen, dass die Gestaltung des Kühldurchgangs 50 bezogen auf das erste Ausführungsbeispiel verändert ist, im Wesentlichen das gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispiels, und somit werden unten nur die Teile beschrieben, die vom ersten Ausführungsbeispiel verschieden sind.
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3 stellt durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie 511 eine projizierte Position der gebläseseitigen Öffnung 51 auf der Papieroberfläche dar, wobei die gebläseseitige Öffnung 51 bezüglich der Papieroberfläche auf der Vorderseite ausgebildet ist. 4 stellt durch eine abwechselnd lang und kurz gestrichelte Linie 311 eine projizierte Position des Ventilators 31 auf der Papieroberfläche dar, wobei der Ventilator 31 bezüglich der Papieroberfläche auf der Vorderseite ausgebildet ist. Die Pfeile, die in 3 in die nach oben und unten gehenden Richtungen zeigen, geben die Vertikalrichtung der Klimaanlage 1 in einem Fahrzeugeinbauzustand an.
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Wenn die Klimaanlage 1 im Fahrzeug eingebaut ist, ist im zweiten Ausführungsbeispiel der Kühldurchgang 50 innerhalb des Gehäuses 10 in einer Richtung angeordnet, die die Schwerkraftrichtung schneidet (nachstehend als „Seite des Gehäuses 10“ bezeichnet). An der verdampferseitigen Öffnung 52 des Kühldurchgangs 50 ist eine Führungswand 54 vorgesehen. Die Führungswand 54 führt die Luftströmung, die aus der verdampferseitigen Öffnung 52 geblasen wird, zum stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 in einer Richtung entlang der Luftströmung, die von der Lufteinlassöffnung 12 durch den stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 zum Verdampfer 20 strömt.
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Wenn das Gebläse 30 durch die Steuerung 40 angetrieben wird, um den Ventilator 31 des Gebläses 30 zu drehen, wird auch im zweiten Ausführungsbeispiel Luft aus der Lufteinlassöffnung 12 in den stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 eingeleitet. Die durch den stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 strömende Luftströmung strömt, wie durch den Pfeil 107 in 3 und den Pfeil 108 in 4 angegeben ist, in den Filter 21 und den Verdampfer 20. Wie durch den Pfeil 109 in 3 angegeben ist, wird die Luftströmung, die gekühlt wird, während sie durch den Filter 21 und den Verdampfer 20 geht, vom Luftansaugabschnitt 16 aus durch den Ventilator 31 eingesaugt. Wie durch den Pfeil 110 in 3 und den Pfeil 111 in 4 angegeben ist, wird die Luftströmung dann vom Ventilator 31 aus radial nach außen geblasen und strömt durch den stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17.
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Wie durch den Pfeil 112 in 4 angegeben ist, strömt zu diesem Zeitpunkt ein Teil der Luftströmung, die durch den stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17 strömt, von der gebläseseitigen Öffnung 51 in den Kühldurchgang 50. Die Luftströmung befindet sich in einem Zustand, in dem sie durch den Verdampfer 20 gekühlt ist. Folglich wird durch die Luftströmung, die durch den Kühldurchgang 50 geht, die Steuerung 40 gekühlt. Die Luftströmung, die durch die Steuerung 40 gegangen ist, hat durch einen Wärmetausch mit der Steuerung 40 ihre Temperatur erhöht. Wie durch den Pfeil 113 in 4 angegeben ist, wird die Richtung der Luftströmung entlang der Führungswand 54 eingestellt und die Luftströmung wird aus der verdampferseitigen Öffnung 52 zum stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 geblasen.
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Zu diesem Zeitpunkt laufen die Luftströmung, die aus der Lufteinlassöffnung 12 durch den stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 zum Verdampfer 20 strömt, und die Luftströmung, die aus der Öffnung des Kühldurchgangs 50 zum stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 geblasen wird, beide sanft zusammen, ohne einander zu stören. In 4 wird die Luftströmung, die aus der Luftansaugöffnung 12 durch den stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 zum Verdampfer 20 strömt, durch den Pfeil 108 angegeben. Die Luftströmung, die aus der Öffnung des Kühldurchgangs 50 zum stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 geblasen wird, wird durch den Pfeil 113 angegeben. Die auf diese Weise zusammengeführte Luftströmung strömt über den Filter 21 durch den Verdampfer 20 und wird dadurch erneut gekühlt.
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Bei der Luftströmung, die aus dem Verdampfer 20 über den Ventilator durch den stromabwärtigen Ventilationsdurchgang 17 strömt, wird die Luftströmung, die nicht in den Kühldurchgang 50 strömt, hinsichtlich ihrer Temperatur durch einen (nicht gezeigten) Heizkörper eingestellt und dann aus den jeweiligen Luftauslässen in die Fahrzeugkabine geblasen.
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Wenn die Klimaanlage 1 im Fahrzeug eingebaut ist, ist der Kühldurchgang 50 in dem obigen zweiten Ausführungsbeispiel an einer Stelle angeordnet, die sich auf der Seite des Gehäuses 10 befindet. Somit können ein Vorgang, durch den die Steuerung 40 am Kühldurchgang 50 angebracht wird, ein Vorgang, durch den eine Verdrahtung der Steuerung 40 angebracht wird, und dergleichen leicht durchgeführt werden.
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Außerdem kann auch dann, wenn aus der Lufteinlassöffnung 12 Regenwasser oder dergleichen in den Ventilationsdurchgang 11 eindringt oder kondensiertes Wasser im Verdampfer 20 in den Ventilationsdurchgang 11 fließt, das Wasser daran gehindert werden, zum Kühldurchgang 50 zu fließen. Daher kann das Eindringen von Wasser in die Steuerung 40 verhindert werden.
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Im zweiten Ausführungsbeispiel ist an der verdampferseitigen Öffnung 52 des Kühldurchgangs 50 die Führungswand 54 vorgesehen. Somit laufen die Luftströmung, die aus der Lufteinlassöffnung 12 durch den stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 zum Verdampfer 20 strömt, und die Luftströmung, die aus der Öffnung des Kühldurchgangs 50 zum stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 geblasen wird, beide sanft zusammen, ohne einander zu stören. Daher können sowohl das Luftvolumen im stromaufwärtigen Ventilationsdurchgang 14 als auch das Luftvolumen im Kühldurchgang 50 erhöht werden.
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- Drittes Ausführungsbeispiel -
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Unter Bezugnahme auf 5 wird eine Klimaanlage 1 eines dritten Ausführungsbeispiels beschrieben. Das dritte Ausführungsbeispiel wird erzielt, indem im ersten Ausführungsbeispiel die Gestaltung des Kühldurchgangs 50 verändert wird.
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Im dritten Ausführungsbeispiel ist die verdampferseitige Öffnung 52 des Kühldurchgangs 50 im Ventilationsdurchgang 11 zwischen dem Filter 21 und dem Verdampfer 20 angeordnet.
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Auf diese Weise kann die Klimaanlage vermeiden, dass der Filter 21 gegenüber der Luftströmung, die aus dem Kühldurchgang 50 zum Verdampfer 20 strömt, als ein Luftströmungswiderstand wirkt. Wenn die Strömungsdurchgangsquerschnittsfläche des Kühldurchgangs 50, die Position der gebläseseitigen Öffnung 51 im Kühldurchgang 50 und dergleichen die gleichen Bedingungen wie im ersten Ausführungsbeispiel sind, kann die Gestaltung des dritten Ausführungsbeispiels dementsprechend mehr Luftvolumen sicherstellen.
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Auch im dritten Ausführungsbeispiel kann in der verdampferseitigen Öffnung 52 des Kühldurchgangs 50 die Führungswand 54 vorgesehen werden, um so die Luftströmung zum Verdampfer 20 zu führen.
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- Weitere Ausführungsbeispiele -
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben erwähnten Ausführungsbeispiele beschränkt, und an den Ausführungsbeispielen können verschiedene Abwandlungen und Änderungen vorgenommen werden. Die oben erwähnten jeweiligen Ausführungsbeispiele sind nicht füreinander irrelevant, und soweit angemessen kann jegliche Kombination der Ausführungsbeispiele umgesetzt werden, wenn diese Kombination nicht offensichtlich unmöglich erscheint.
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In den oben erwähnten Ausführungsbeispielen wird das Gebläse zwar exemplarisch als ein Zentrifugalventilator beschrieben, doch in anderen Ausführungsbeispielen kann das Gebläse ein Axialventilator, ein Diagonalventilator oder dergleichen sein.
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In dem oben erwähnten Ausführungsbeispiel wird der Kühldurchgang so beschrieben, als wenn er in einem Zustand, in dem die Klimaanlage im Fahrzeug eingebaut ist, im unteren Teil oder auf der Seite des Gehäuses angeordnet ist. Allerdings kann der Kühldurchgang in anderen Ausführungsbeispielen im oberen Teil des Gehäuses angeordnet sein. Es ist zu beachten, dass der Ausdruck „der Kühldurchgang ist in einem Zustand, in dem die Klimaanlage im Fahrzeug eingebaut ist, auf der Seite des Gehäuses angeordnet“ nicht nur die Gestaltung einschließt, bei der der Kühldurchgang in der Fahrzeugbreitenrichtung des Gehäuses auf beiden Seiten oder einer Seite angeordnet ist, sondern auch eine Gestaltung, bei der der Kühldurchgang in der Fahrzeuglängsrichtung des Gehäuses auf beiden Seiten oder einer Seite angeordnet ist.
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In den oben erwähnten jeweiligen Ausführungsbeispielen wird als der kühlende Wärmetauscher zwar der Verdampfer eingesetzt, doch kann in anderen Ausführungsbeispielen als der kühlende Wärmetauscher ein anderer Wärmetauscher als der Verdampfer eingesetzt werden.
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In den oben erwähnten jeweiligen Ausführungsbeispielen ist der Ventilator zwar an der Stelle angeordnet, die der Luftaustrittsfläche des Verdampfers zugewandt ist, doch in anderen Ausführungsbeispielen kann die Anordnung zwischen dem Verdampfer und dem Ventilator abhängig von der Form des Gehäuses geändert werden.
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In den oben erwähnten jeweiligen Ausführungsbeispielen wird zwar nur der eine stromabwärtige Ventilationsdurchgang bezüglich des Ventilators als auf der stromabwärtigen Seite ausgebildet beschrieben, doch in anderen Ausführungsbeispielen kann auf der stromabwärtigen Seite des Ventilators eine Vielzahl von stromabwärtigen Ventilationsdurchgängen ausgebildet werden.
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Es ist offensichtlich, dass in den oben erwähnten jeweiligen Ausführungsbeispielen die in den Ausführungsbeispielen enthaltenen Bauteile insbesondere dann, wenn sie nicht als wesentlich bezeichnet werden, nicht unbedingt wesentlich sind, außer wenn sie im Prinzip eindeutig als wesentlich anzusehen sind und dergleichen.
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Wenn bei den Bauteilen in den oben erwähnten Ausführungsbeispielen auf eine bestimmte Zahl Bezug genommen wird, was die Anzahl, einen numerischen Wert, eine Menge, einen Bereich und dergleichen einschließt, sollte das Bauteil insbesondere dann, wenn sie nicht als wesentlich bezeichnet wird, nicht auf die bestimmte Zahl beschränkt werden, außer wenn es im Prinzip eindeutig auf die bestimmte Zahl beschränkt ist und dergleichen.
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Wenn in den oben erwähnten Ausführungsbeispielen auf die Form des Bauteils, den Lagezusammenhang zwischen den Bauteilen und dergleichen Bezug genommen wird, sollte das Bauteil, falls nichts anders angegeben wird, nicht auf die Form, den Lagezusammenhang und dergleichen beschränkt werden, außer wenn es im Prinzip auf die bestimmte Form, den Stelleszusammenhang oder dergleichen beschränkt ist und dergleichen.
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- Zusammenfassung -
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Gemäß einem ersten Aspekt, der in einem Teil oder sämtlichen der oben erwähnten Ausführungsbeispiele beschrieben wird, weist die Klimaanlage ein Gehäuse, einen kühlenden Wärmetauscher, ein Gebläse, eine Steuerung und einen Kühldurchgang auf. Das Gehäuse definiert einen Ventilationsdurchgang, durch den Luft von einer Lufteinlassöffnung zu einem Luftauslass strömt. Der kühlende Wärmetauscher kühlt die Luft, die durch den Ventilationsdurchgang strömt. Das Gebläse ist in dem Ventilationsdurchgang bezüglich des kühlenden Wärmetauschers auf einer stromabwärtigen Seite angeordnet und erzeugt in dem Ventilationsdurchgang eine Luftströmung. Die Steuerung ist so gestaltet, dass sie eine Leistung des Gebläses steuert. Der Kühldurchgang verbindet fluiddurchlässig eine Stelle, die sich in dem Ventilationsdurchgang bezüglich des Gebläses auf einer stromabwärtigen Seite befindet, mit einer Stelle, die sich in dem Ventilationsdurchgang bezüglich des kühlenden Wärmetauschers auf einer stromaufwärtigen Seite befindet, und in dem Kühldurchgang ist die Steuerung installiert.
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Gemäß einem zweiten Aspekt ist der Kühldurchgang so angeordnet, dass er sich in einem Zustand, in dem die Klimaanlage in einem Fahrzeug eingebaut ist, innerhalb des Gehäuses in einer Richtung erstreckt, die die Schwerkraftrichtung schneidet.
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Somit können ein Vorgang, durch den die Steuerung am Kühldurchgang angebracht wird, und ein Vorgang, durch den eine Verdrahtung der Steuerung angebracht wird, leicht durchgeführt werden.
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Selbst wenn Regenwasser oder dergleichen aus der Lufteinlassöffnung in den Ventilationsdurchgang eindringt oder Kondenswasser, das im kühlenden Wärmetauscher erzeugt wird, in den Ventilationsdurchgang fließt, kann das Wasser daran gehindert werden, zum Kühldurchgang zu fließen. Daher kann das Eindringen jeglichen Wassers in die Steuerung verhindert werden.
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Gemäß einem dritten Aspekt ist der Kühldurchgang in einem Zustand, in dem die Klimaanlage in einem Fahrzeug eingebaut ist, innerhalb des Gehäuses in der Schwerkraftrichtung auf einer unteren Seite angeordnet.
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Somit kann die Größe eines Körpers der Klimaanlage in der Richtung, die die Schwerkraftrichtung schneidet, reduziert werden.
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Gemäß einer vierten Ausgestaltung weist die Klimaanlage außerdem einen Filter auf, der auf einer stromaufwärtigen Seite des kühlenden Wärmetauschers vorgesehen ist. In dem Ventilationsdurchgang ist zwischen dem Filter und dem kühlenden Wärmetauscher eine Öffnung vorgesehen, durch die sich der Kühldurchgang an einer Stelle öffnet, die sich in dem Ventilationsdurchgang bezüglich des kühlenden Wärmetauschers auf einer stromaufwärtigen Seite befindet.
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Somit kann die Klimaanlage vermeiden, dass der Filter gegenüber der Luftströmung, die aus dem Kühldurchgang zum kühlenden Wärmetauscher strömt, als ein Luftströmungswiderstand wirkt. Folglich kann die Klimaanlage verglichen mit einer herkömmlichen Klimaanlage unter den gleichen Bedingungen der Strömungsdurchgangsquerschnittsfläche des Kühldurchgangs, der Verbindungsstelle zwischen dem Kühldurchgang und dem stromabwärtigen Ventilationsdurchgang und dergleichen mehr Luftvolumen sicherstellen.
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Gemäß einem fünften Aspekt weist die Klimaanlage außerdem einen Filter auf, der auf einer stromaufwärtigen Seite des kühlenden Wärmetauschers vorgesehen ist. Dabei ist in dem Ventilationsdurchgang auf einer bezüglich des Filters stromaufwärtigen Seite eine Öffnung vorgesehen, durch die sich der Kühldurchgang an einer Stelle öffnet, die sich in dem Ventilationsdurchgang bezüglich des kühlenden Wärmetauschers auf einer stromaufwärtigen Seite befindet.
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Somit kann der Abstand zwischen dem Filter und dem kühlenden Wärmetauscher enger gemacht werden.
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Gemäß einem sechsten Aspekt weist die Klimaanlage außerdem Folgendes auf: eine Führungswand, die an einer Öffnung vorgesehen ist, durch die sich der Kühldurchgang an einer Stelle öffnet, die sich in dem Ventilationsdurchgang bezüglich des kühlenden Wärmetauschers auf einer stromaufwärtigen Seite befindet, wobei die Führungswand so gestaltet ist, dass sie eine Luftströmung, die aus der Öffnung zum Ventilationsdurchgang geblasen wird, zu einer Luftströmung führt, die von der Lufteinlassöffnung durch den Ventilationsdurchgang zur Seite des kühlenden Wärmetauschers strömt.
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Somit können die Luftströmung, die aus der Lufteinlassöffnung zum kühlenden Wärmetauscher strömt, und die Luftströmung, die aus der Öffnung des Kühldurchgangs zum Ventilationsdurchgang geblasen wird, beide sanft zusammenlaufen, ohne einander zu stören. Daher können das Volumen der Luft im Ventilationsdurchgang und das Volumen der Luft im Kühldurchgang erhöht werden.
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Gemäß einer siebten Ausgestaltung ist die Steuerung derart auf einer Wandfläche des Kühldurchgangs angebracht, dass ein Teil der Steuerung einer Innenseite des Kühldurchgangs zugewandt ist.
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Somit kann die Steuerung durch die Luftströmung, die durch den Kühldurchgang strömt, effizient gekühlt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2016122835 [0001]
- JP H11348536 A [0005]
