DE60223437T2

DE60223437T2 - Fahrzeugklimaanlage

Info

Publication number: DE60223437T2
Application number: DE60223437T
Authority: DE
Inventors: Yukio Nakano-ku Ozeki; Masaharu Nakano-ku ONDA; Hidenobu Nakano-ku Arakawa; Ryoichi Nakano-ku Tochigi
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2022-03-14
Also published as: US6991027B2; EP1241032B1; JP4173646B2; US20020129933A1; DE60223437D1; EP1241032A2; EP1241032A3; JP2002274149A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Eine solche Kraftfahrzeug-Klimaanlage kann dem Dokument zum Stand der Technik US 5,893,407 entnommen werden.
Das Dokument US 5,109,755 zum Stand der Technik lehrt eine Heiz- und Ventilationsvorrichtung für den Fahrgastraum oder die Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeuges, mit einer Kaltluftüberführungsverzweigung und einer Luftheizverzweigung, die miteinander über eine Mischzone in Verbindung stehen und jeweils zu einem Enteisungsanschluss für die Windschutzscheibe des Fahrzeugs führen, Lüfter oder Fahrgastbelüftungen unter dem Niveau des Instrumentenbretts, und unteren Auslassöffnungen in dem unteren Teil des Fahrgastraums. Ein direkter Führungskanal ist zusammen mit diesem Einlass, der teilweise in den Auslass der Luftheizverzweigung eindringt, und dessen Auslassöffnung in der Nähe der Enteisungsöffnung angeordnet, was ermöglicht, dass warme Luft, die von der Warmluftverzweigung ankommt, mit der vorgemischten Luft, die von der Mischzone ankommt, gemischt werden kann.
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen, wird eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach dem Stand der Technik kurz unter Bezugnahme auf 10 der beigefügten Zeichnung beschrieben.
Die Kraftfahrzeug-Klimaanlage 100, die in der Zeichnung dargestellt ist, ist von dem Typ, der einen Doppel-Niveau-Modus besitzt, der ein Einheitsgehäuse 101 aufweist. Innerhalb des Einheitsgehäuses 101 sind ein Verdampfer 102, eine Heizeinrichtung 103 und eine Luftmisch-Klappeneinheit 104, die zwischen dem Verdampfer 102 und der Heizeinrichtung 103 angeordnet ist, installiert.
Die Luftmisch-Klappeneinheit 104 ist so aufgebaut, dass sie einen Kanal 105 auf der Seite der Heizeinrichtung, der Luft erlaubt, dass sie von dem Verdampfer 102 zu der Heizeinrichtung 103 fließt, einen Bypasskanal 106, der Luft erlaubt, dass Luft direkt von dem Verdampfer 102 zu einer Luftmischkammer 108 fließt, und eine Luftverteilungs-Schiebeklappe 107, die Luft von dem Verdampfer 102 zu dem Kanal 105 auf der Seite der Heizeinrichtung und dem Bypasskanal 106 unter einer kontrollierten Rate verteilt, umfasst. Ein Kanal 113 für erwärmte Luft erstreckt sich von der Heizeinrichtung 103 zu der Luftmischkammer 108. Folglich werden, unter dem Doppel-Niveau-Modus der Klimaanlage 100, in der Luftmischkammer 108, gekühlte Luft, die von dem Verdampfer durch den Umgehungskanal 106 strömt, und erwärmte Luft, die von der Heizeinrichtung 103 durch den Kanal 113 für erwärmte Luft strömt, unter einem gesteuerten Verhältnis gemischt, um dadurch eine temperaturgesteuerte Luft in der Luftmischkammer 108 zu erzeugen. Von der Luftmischkammer 108 aus erstrecken sich ein Belüftungs-Luftkanal 109 und ein Fuß-Luftkanal 110 aus. Gewöhnlich besitzt der Belüftungs-Luftkanal 109 Auslässe, die zu einer vertikal mittleren Zone eines Fahrgastraums hinweisen, und der Fuß-Luftkanal 110 besitzt Auslässe, die zu einer unteren Zone des Fahrgastraums hinweisen. Die Belüftungs- und Fuß-Luftkanäle 109, 110 sind jeweils mit schwenkbaren Steuerklappen 111 und 112 ausgestattet. Demzufolge wird, durch Steuern des Arbeitswinkels der Steuerklappen 111 und 112, eine kontrollierte Menge an in der Temperatur kontrollierter Luft in den Fahrgastraum von jedem der Auslässe der Kanäle 109 und 110 hineingeblasen. Die Steuerklappe 112 ist so angeordnet und aufgebaut, um die in der Temperatur kontrollierte Luft in der Luftmischkammer 108 zu sowohl den Belüftungs- als auch Fuß-Luftkanälen 109 und 110 unter einer kontrollierten Rate zu verteilen. Für diese Steuerung schwenkt die Steuerklappe 112 zwischen einer ersten Position, um den Fuß-Luftkanal 110 zu schließen, während der Belüftungs-Luftkanal 109 geöffnet ist, und einer zweiten Position, um den Belüftungs-Luftkanal 109 zu schließen, während der Fuß-Luftkanal 110 geöffnet ist. Die Steuerklappe 112 nimmt, unter dem Doppel-Niveau-Modus, eine Position auf halbem Wege zwischen der ersten und der zweiten Position ein, wie dies dargestellt ist. Demzufolge kann, unter diesem Zustand, die in der Temperatur gesteuerte Luft in der Luftmischkammer 108 zu sowohl dem Belüftungsals auch Fuß-Luftkanälen 109 und 110 geführt werden.
Allerdings besitzt die Klimaanlage 100 den nachfolgenden Schwachpunkt, aufgrund des ihr eigenen Aufbaus. Das bedeutet, dass, wie anhand der 4A der beigefügten Zeichnung zu sehen ist, die Steuerklappe 112 stark, unter dem Doppel-Niveau-Modus, in die Luftmischkammer 108 vorsteht, wie dies dargestellt ist. Gekühlte Luft von dem Verdampfer 102 durch den Umgehungskanal 106 und erwärmte Luft von der Heizeinrichtung 103 durch den Luftkanal 113 für erwärmte Luft werden, unter diesem Zustand, nicht effektiv in der Luftmischkammer 108 aufgrund einer Behinderung durch die stark vorstehende Steuerklappe 112 gemischt. Tatsächlich tendiert, aufgrund eines solchen nicht vollständigen Mischens in der Luftmischkammer 108, der Belüftungs-Luftkanal 109 dazu, Luftmasse aufzunehmen, die kühler als eine erwünschte Temperatur ist, und der Fuß-Luftkanal 110 tendiert dazu, Luftmasse aufzunehmen, deren Temperatur höher als eine erwünschte Temperatur ist. Das bedeutet, dass die Luft, die in den Fahrgastraum von dem Belüftungsluftkanal 109 hineingeblasen wird, und Luft, die in den Fahrgastraum von dem Fuß-Luftkanal 110 hineingeblasen ist, eine sehr deutliche Temperaturdifferenz haben, was bei den Fahrgästen ein Unbehagen hervorruft. Dieses Phänomen wird dann noch ernsthafter, wenn die Größe der Luftmischkammer 108 verringert wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, wie sie vorstehend angegeben ist, zu schaffen, die, unter einem Doppel-Niveau-Modus, die jeweiligen, gegebenen Bereiche (nämlich Fahrgast-Brust- und Fußzonen) des Fahrgastraums mit Luftmassen versorgen kann, die dazwischen eine verringerte Temperaturdifferenz haben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage gelöst, die die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 besitzt. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dementsprechend wird eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage geschaffen, die umfasst: ein Gehäuse mit einer Lufteinlassöffnung, einer Belüftungsluft-Auslassöffnung und einer Fußluft-Auslassöffnung; einen Verdampfer, der in dem Gehäuse installiert ist; eine Heizeinrichtung, die in dem Gehäuse installiert ist; einen Stromauf-Luftstromkanal, der in dem Ge häuse ausgebildet ist und von der Lufteinlassöffnung zu dem Verdampfer verläuft; eine Luftmischkammer, die in dem Gehäuse ausgebildet ist, wobei die Luftmischkammer einen Stromab-Abschnitt hat, der mit der Belüftungs-Auslass- und der Fußluft-Auslassöffnung verbunden ist; einen Umgehungskanal, der von dem Verdampfer zu der Luftmischkammer unter Umgehung der Heizeinrichtung verläuft; einen ersten Heizeinrichtungskanal, der von dem Verdampfer zu der Heizeinrichtung verläuft; einen zweiten Heizeinrichtungskanal, der von der Heizeinrichtung zu der Luftmischkammer verläuft, wobei der zweite Heizeinrichtungskanal eine Auslassöffnung hat, die zu der Luftmischkammer hin frei liegt; eine Luftmisch-Klappeneinheit, die in dem Gehäuse so installiert ist, dass eine Querschnittsfläche wenigstens des Umgehungskanals verändert wird; und eine Luftleitanordnung, die an einer Position stromab von der Luftmisch-Klappeneinheit vorhanden ist, wobei die Luftleitanordnung eine erhabene Luftleitstruktur enthält, die über den Umgehungskanal von einer ersten Position nahe der Auslassöffnung des zweiten Heizeinrichtungskanals zu einer zweiten Position verläuft, die der ersten Position in Bezug auf den Umgehungskanal gegenüberliegt.
Dementsprechend wird eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage geschaffen, die aufweist: ein Gehäuse, das eine Lufteinlassöffnung, eine Belüftungsluft-Auslassöffnung und eine Fußluft-Auslassöffnung besitzt; Schiebeklappen vom Butterfly-Typ, die jeweils durch Belüftungsluft- und Fußluft-Auslassöffnungen bereitgestellt sind, wobei jede Schiebeklappe eine Mittenachse besitzt, um die sich ein Ventileinsatz dreht; einen Verdampfer, der in dem Gehäuse installiert ist; eine Heizeinrichtung, die in dem Gehäuse installiert ist; einen stromaufwärts liegenden Luftströmungskanal, der in dem Gehäuse definiert ist und sich von der Lufteinlassöffnung zu dem Verdampfer erstreckt; eine Luftmischkammer, die in dem Gehäuse definiert ist, wobei die Luftmischkammer einen ausströmseitigen Bereich besitzt, der mit der Belüftungsluft-Auslass- und Fußluft-Auslassöffnung in Verbindung steht; einen Umgehungskanal, der sich von dem Verdampfer zu der Luftmischkammer erstreckt, indem er die Heizeinrichtung umgeht; einen ersten Heizeinrichtungskanal, der sich von dem Verdampfer zu der Heizeinrichtung erstreckt; einen zweiten Heizeinrichtungskanal, der sich von der Heizeinrichtung zu der Luftmischkammer erstreckt, wobei der zweite Heizeinrichtungskanal eine Auslassöffnung besitzt, die zu der Luftmischkammer frei liegt; eine Luftmisch-Klappeneinheit, die in dem Gehäuse in einer solchen Art und Weise installiert ist, um einen Querschnittsflächenbereich sowohl des Umgehungskanals als auch des ersten Heizeinrichtungskanals zu variieren; und eine Luftführungsanordnung, die an einer Position stromab der Luftmisch-Klappeneinheit vorgesehen ist, wobei die Luft-Führungsanordnung eine hoch stehende Struktur umfasst, die sich über den Umgehungskanal von einer ersten Position nahe der Auslassöffnung des zweiten Heizeinrichtungskanals zu einer zweiten Position erstreckt, die sich gegenüberliegend zu der ersten Position in Bezug auf den Umgehungskanal befindet, so dass die hoch stehende Struktur der Luftführungsanordnung eine erste Luftströmung von der Auslassöffnung des zweiten Heizeinrichtungskanals zwingend führt, um sich mit einer zweiten Luftströmung zu vermischen, die in einer Richtung von dem Umgehungskanal zu der Belüftungsluft-Auslassöffnung hin verläuft.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen dargestellt und erläutert, in denen:
1 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Lehre ist;
2A zeigt eine perspektivische Ansicht eines Bereichs der Klimaanlage der ersten Ausführungsform, wobei eine Luftmischkammer vorgesehen ist;
2B zeigt eine schematisch dargestellte Schnittansicht, die entlang der Linie IIB-IIB der 2A vorgenommen ist;
3A zeigt eine Schnittansicht einer Belüftungsluft-Blasöffnung einer Klimaanlage, wobei eine Luftführung entfernt ist, die eine Temperaturverteilung darstellt, die die Luftströmung in der Öffnung besitzt;
3B zeigt eine Ansicht ähnlich zu 3A, stellt allerdings eine Temperaturverteilung in dem Fall der ersten Ausführungsform dar;
4A zeigt eine schematisch dargestellte Schnittansicht der Klimaanlage nach dem Stand der Technik, die die Luftströmung in der Luftmischkammer darstellt;
4B zeigt eine Ansicht ähnlich zu 4A, die allerdings eine Luftströmung in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Lehre darstellt;
5A zeigt eine grafische Darstellung, die die Lufttemperatur in einer Fußluft-Ausblasöffnung und diejenige in einer Belüftungsluft-Ausblasöffnung unter einem Doppel-Niveau-Modus in dem Fall der Klimaanlage nach dem Stand der Technik darstellt;
5B zeigt eine grafische Darstellung, ähnlich zu 5A, die allerdings die Lufttemperatur in dem Fall der ersten Ausführungsform der vorliegenden Lehre darstellt;
6A zeigt eine Ansicht ähnlich zu 2A, allerdings einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Lehre;
6B zeigt eine schematisch dargestellte Schnittansicht, die entlang der Linie VIB-VIB der 6A vorgenommen ist;
7A zeigt eine Ansicht ähnlich zu 2A, stellt allerdings eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Lehre dar;
7b zeigt eine schematisch dargestellte Schnittansicht, die entlang der Linie VIIB-VIIB der 7A vorgenommen ist;
8 zeigt eine Ansicht ähnlich zu 7B, stellt allerdings eine erste Modifikation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Lehre dar;
9 zeigt eine Ansicht, auch ähnlich zu 7B, die allerdings eine zweite Modifikation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Lehre darstellt; und
10 zeigt eine vertikale Schnittansicht einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach dem Stand der Technik.
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Lehre im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Zur Vereinfachung der Beschreibung sind im Wesentlichen dieselben Teile und Anordnungen der Ausführungsformen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und wiederholte Erläuterungen solcher Teile und Anordnungen werden nachfolgend weggelassen.
Weiterhin sind, zum Vereinfachen des Verständnisses, verschiedene Richtungsangaben, wie beispielsweise rechts, links, obere, untere, nach rechts, usw., in der folgenden Be schreibung enthalten. Allerdings sind solche Angaben nur in Bezug auf eine Zeichnung oder Zeichnungen, auf der das entsprechende Teil oder der Bereich dargestellt ist, zu verstehen.
In den 1 bis 5B, und insbesondere in 1, ist nun eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage 100A dargestellt, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Lehre ist.
Die Kraftfahrzeug-Klimaanlage 100A der ersten Ausführungsform weist, wie anhand der 1 zu sehen ist, ein Einheitsgehäuse 2, einen elektrischen Lüfter 3, der an einem einströmseitigen Teil in dem Einheitsgehäuse 2 installiert ist, einen Luftfilter 4, der auf der stromabwärts liegenden Seite des Lüfters 3 positioniert ist, einen Verdampfer 5, der unmittelbar stromab des Luftfilters 4 installiert ist, eine Luftmisch-Klappeneinheit 6 und eine Heizeinrichtung 7 auf.
Das Einheitsgehäuse 2 ist so aufgebaut, dass es einen Luftströmungskanal „P", der darin definiert ist, besitzt. Das Gehäuse 2 besitzt, an einer Position stromauf des elektrischen Lüfters 3, eine Lufteinlassöffnung (nicht dargestellt), durch die Außenluft und/oder Innenluft (nämlich Luft in dem Fahrgastraum) in den Kanal „P" durch den Lüfter 3 geführt wird. An einem ausströmseitigen Teil des Luftströmungskanals „P" sind eine Enteisungsluft-Auslassöffnung 9, eine Belüftungsluft-Auslassöffnung 10 und eine Fußluft-Auslassöffnung 11 vorgesehen. Die Öffnungen 9 und 10 sind, wie dargestellt ist, an einem hinteren, oberen Bereich des Einheitsgehäuses 2 vorgesehen, während die Öffnung 11 an einem hinteren, unteren Bereich des Gehäuses 2 vorgesehen ist. Genauer gesagt ist die Öffnung 11 an einem voranführenden Ende einer Kanalstruktur 15 gebildet, die sich nach unten in dem Gehäuse 2 erstreckt. Mit dem Bezugszeichen 11A ist eine Einlassöffnung eines Verzweigungskanals bezeichnet, der sich zu einem anderen, gegebenen unteren Bereich von der Kanalstruktur 15 aus erstreckt.
Die Enteisungsluft-Auslassöffnung 9 ist zu einer inneren Fläche einer Windschutzscheibe (nicht dargestellt) eines zugeordneten Motorfahrzeugs gerichtet, und die Belüftungsluft-Auslassöffnung 10 ist mit sowohl einem Mittenbelüftungskanal (nicht dargestellt), der Luft zu einer Brust-Zone der Fahrgäste bläst, und Seitenbelüftungskanälen (nicht dargestellt), die Luft zu Seitenfensterscheiben des Fahrzeugs blasen, verbunden. Die Fußluft-Auslassöffnung 11 ist mit sowohl einem vorderen Fußkanal (nicht dargestellt), der Luft zu einem Fußbereich der vorderen Insassen bläst, und einem hinteren Fußkanal (nicht dargestellt), der Luft zu einem Fußbereich der hinteren Fahrgäste bläst, verbunden.
Der elektrische Lüfter 3 ist an dem einströmseitigen Teil 8 des Luftströmungskanals „P" angeordnet, um die eingeführte Luft stromabwärts in den Kanal „P" zu führen.
Der Luftfilter 4 filtert Staub von der Luft, die in dem Luftströmungskanal „P" fließt, heraus. Gereinigte Luft wird aufgrund dieses Luftfilters 4 in den Fahrgastraum geführt, und gleichzeitig werden Wärmeaustauschlamellen des Verdampfers 5 und solche der Heizeinrichtungen 7 gegen Staub geschützt, und folglich wird diese Funktionsweise dieser Vorrichtungen 5 und 7 für eine längere Zeit stabil beibehalten.
Der Verdampfer 5 ist ein Element eines Kühlsystems, durch das ein Kältemittel zum Kühlen von Luft fließt, die durch den Verdampfer 5 strömt. Die Heizeinrichtung 7 wird mit Motorkühlwasser von einem Wassermantel eines zugeordneten Motors des Fahrzeugs versorgt. Folglich erwärmt die Heizeinrichtung 7 Luft, die dort hindurchströmt.
Die Luftmischklappeneinheit 6 ist zwischen dem Verdampfer 5 und der Heizeinrichtung 7 angeordnet und weist ein Klappengehäuse 61 und eine Gleitklappe 62, die gleitbar an dem Klappengehäuse 61 angeordnet ist, auf. Das Klappengehäuse 61 besitzt eine Lufteinlassöffnung 63, die zu einer hinteren Fläche des Verdampfers 5 hinweist, eine untere (oder erste) Luftauslassöffnung 65, die zu einer vorderen Fläche der Heizeinrichtung 7 hinweist, und eine obere (oder zweite) Luftauslassöffnung 67, die zu einer nachfolgend erwähnten Luftmischkammer 14 hinweist. Die untere Luftauslassöffnung 65 bildet einen Teil des Kanals auf der Seite der Heizeinrichtung (erster Heizeinrichtungskanal) 64, der sich von dem Verdampfer 5 zu der Heizeinrichtung 7 erstreckt, und die oberen Luftauslassöffnungen 67 bilden einen Teil eines Umgehungskanals 66, der sich von dem Verdampfer 5 zu der Luftmischkammer 14 erstreckt, indem er die Heizeinrichtung 7 umgeht. Ein Kanal für erwärmte Luft (zweiter Heizeinrichtungskanal) 12 erstreckt sich, wie dargestellt ist, nach oben von der Heizeinrichtung 7 zu der Luftmischkammer 14. Die Schiebeklappe 62 gleitet allgemein vertikal entlang eines gegebenen Wegs, um den offenen Grad der Auslassöffnungen 65 und 67 zu variieren, die gekühlte Luft von dem Verdampfer 5 zu dem Heizeinrichtungs-Seitenkanal 64 auf der Seite der Heizeinrichtung und dem Umgehungskanal 66 unter einer kontrollierten Rate verteilt.
Die Heizeinrichtung 7 ist, wie dargestellt ist, nahe der unteren Luftauslassöffnung 65 positioniert. Die Heizeinrichtung 7 besitzt ein oberes Ende, das durch einen Haltesteg 30 gehalten ist, der von dem Klappengehäuse 61 vorsteht. Der Kanal 12 für erwärmte Luft erstreckt sich nach oben entlang deren Kanalstruktur 15, die die Fußluft-Auslassöffnung 11 besitzt.
Eine Auslassöffnung 13 für den Kanal 12 der erwärmten Luft ist, wie dargestellt ist, zu der Luftauslassöffnung 67 des Umgehungskanals 66 gerichtet. Es sollte auch angemerkt werden, dass sowohl die Auslassöffnung 13 als auch die Auslassöffnung 67 zu der Luftmischkammer 14 hin freigelegt sind, wo gekühlte Luft von dem Umgehungskanal 64 und die erwärmte Luft von dem Kanal 12 für die erwärmte Luft so gemischt werden, um eine in der Temperatur kontrollierte Luft in der Luftmischkammer 14 zu erzielen.
Unmittelbar oberhalb der Auslassöffnung 13 ist eine Einlassöffnung 16 der Kanalstruktur 15 der Fußluft-Auslassöffnung 11 definiert. Unmittelbar oberhalb der Einlassöffnung 16 ist eine Einlassöffnung 18 eines Belüftungsluftkanals 17 definiert, der mit der Belüftungsluft-Auslassöffnung 10 verbunden ist, und an einer vorderen, oberen Position der Einlassöffnung 18 ist eine Einlassöffnung 20 eines Enteiserluftkanals 19 definiert, der mit der Enteiserluft-Auslassöffnung 9 verbunden ist.
Die Einlassöffnungen 16, 18 und 20 der Luftkanäle 15, 17 und 19 sind jeweils, wie dargestellt ist, mit Schwenkklappen 21, 22 und 23 eines Schmetterling- bzw. Butterfly-Typs versehen. Diese Klappen 21, 22 und 23 werden jeweils, zum einfacheren Verständnis, als Fußklappe, Belüftungsklappe und Enteiserklappe bezeichnet. Diese Klappen 21, 22 und 23 werden, obwohl es nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, schwenkbar durch ein elektrisches Stellglied betätigt, wenn Modus-Einstell- und Temperatur-Einstellknöpfe an einem Instrumentenbrett betätigt werden.
In der ersten Ausführungsform 100A der vorliegenden Lehre sind die folgenden konstruktiven Merkmale vorgesehen.
Die Fußklappe 21 ist, wie anhand der 1 zu sehen ist, schwenkbar um deren Mittenschwenkachse 21h und ist so angeordnet, um sich zwischen einer geschlossenen Position, um die Einlassöffnung 16 des Fußluftkanals 15 zu verschließen, und einer offenen Po sition, um die Einlassöffnung 16 zu öffnen, zu schwenken. In der geschlossenen Position stoßen, wie dargestellt ist, obere und untere Enden der Fußklappe 21 gegen Vorsprünge (keine Bezugszeichen), die an einem Umfangsbereich der Einlassöffnung 16 gebildet sind, an, während, in der offenen Position, die Teile der gegenüberliegenden Seite, nämlich das obere und das untere Ende der Tür 21, leicht in die Luftmischkammer 14 und den Fußluftkanal 15 jeweils vorstehend sind. Das obere und das untere Ende der Fußklappe 21 dienen als Einrichtungen, um eine Schwenkbewegung der Fußklappe 21 in der Luftmischkammer 14 zu begrenzen.
Hinter der Luftauslassöffnung 67 des Umgehungskanals 66 ist, wie anhand der 1 und 2 zu sehen ist, eine sich vertikal erstreckende Luftführung (Luftführungsanordnung) 24 vorgesehen, die in die Luftmischkammer 14 vorsteht. Das bedeutet, dass, wie anhand der 2 zu sehen ist, die Luftführung 24 an einem seitlich mittleren Bereich der Auslassöffnung 67 angeordnet ist, die sich vertikal von dem Haltesteg 30 zu einer Innengehäusewand 2A, die den einströmseitigen Teil 8 des Luftströmungskanals „P" definiert, erstreckt.
Genauer gesagt ist, wie anhand der 2A und 2B zu sehen ist, die Luftführung 24 so aufgebaut, dass sie einen im Wesentlichen T-förmigen Querschnitt besitzt, der eine lang gestreckte Grundplatte 25, die sich vertikal über die obere Luftauslassöffnung 67 erstreckt, und eine Ablenkplatte 26, die senkrecht zu einem seitlich mittleren Bereich der Grundplatte 25 in die Luftmischkammer 14 hoch steht, aufweist. Die Luftführung 24 kann ein Teil integral mit dem Klappengehäuse 61 sein.
Aufgrund der Vorsehung der Ablenkplatte 26 wird, wie anhand der 2A und 2B zu sehen ist, gekühlte Luft, die von dem Verdampfer 5 von dem Umgehungskanal 66 ausströmt, in zwei Strömungen getrennt.
Weiterhin erstreckt sich, wie anhand der 2A zu sehen ist, zwischen der Innengehäusewand 2A des Gehäuses 2 und einer oberen Wand des Klappengehäuses 61 seitlich ein lang gestreckter Plattenabschnitt. Mit diesem Plattenabschnitt wird eine sich seitlich erstreckende Vertiefung 32 gebildet, die zu der Luftmischkammer 14 hinweist. Ein seitlich mittlerer Bereich der Vertiefung 32 besitzt ein oberes Ende der Ablenkplatte 26, das darin befestigt ist, wie dies dargestellt ist. Unter einem Betrieb der Klimaanlage 100A wird, wie anhand der 1 und 2A zu sehen ist, erwärmte Luft von dem Kanal 12 für erwärmte Luft durch die Ablenkplatte 26 geführt und dann durch die Vertiefung 32 in seitliche Richtungen diffus verteilt.
Eine Luftführungsöffnung 27 ist, wie anhand der 1 und 4B zu sehen ist, in der ersten Ausführungsform 100A, an dem Auslassende des Kanals 12 für erwärmte Luft gebildet, die sich zu der Luftführung 24 hin biegt. Genauer gesagt weist die Luftführungsöffnung 27 eine leicht gekrümmte, obere, innere Wand des Auslassendes des Kanals 12 für die erwärmte Luft auf.
Nachfolgend werden vorteilhafte Phänomene der ersten Ausführungsform 100A, die die vorstehend angegebenen Konstruktionsmerkmale besitzt, beschrieben.
Zunächst ist, wie anhand der 4B verständlich wird, die Fußklappe 21 von einem Butterfly-Typ, der so angeordnet ist, um sich um seine Mittenschwenkachse 21h zu schwenken. Das bedeutet, dass die Fußklappe 21 in die Luftmischkammer 14 in einem kleinen Grad verglichen mit dem Fall des Stands der Technik der 4A vorsteht, wo die Fußklappe 112 (siehe 10) um ein oberes Ende davon geschwenkt wird. Folglich werden, wenn die Kraftfahrzeug-Klimaanlage 100A einen Doppel-Niveau-Modus annimmt, in dem die Fußklappe 21 eine halboffene Position einnimmt, wie dies in 4B dargestellt ist, die gekühlte Luft von dem Umgehungskanal 66 und die erwärmte Luft von dem Kanal 12 für die erwärmte Luft effektiv in der Luftmischkammer 14 gemischt. Das bedeutet, dass, in der ersten Ausführungsform 100A der vorliegenden Lehre, Luftmasse, die von dem Belüftungsluftkanal 17 herausgeblasen wird, und die von dem Fußluftkanal 15 herausgeblasen wird, eine geringere Temperaturdifferenz haben kann, was für die Insassen komfortabel ist.
Um den vorstehend angegebenen Vorteil der vorliegenden Lehre zu untersuchen, wurde ein Experiment unter Verwendung der Klimaanlage 100 der 4A des Stands der Technik und der Klimaanlage 100A der ersten Ausführungsform der vorliegenden Lehre durchgeführt. In dem Experiment wurden, in jeder der Klimaanlagen 100 und 100A, die Temperatur der Luft, die von dem Fußluftkanal 110 oder 11 herausgeblasen wurde, und diejenige der Luft, die von dem Belüftungsluftkanal 109 oder 10 herausgeblasen wurde, in Bezug auf den Öffnungsgrad der Fußklappe 112 oder 21 gemessen.
Ergebnisse dieses Experiments sind in den grafischen Darstellungen der 5A und 5B gezeigt. Wie anhand dieser Grafiken zu sehen ist, zeigte die erste Ausführungsform 100A nur 15°C als die größte Temperaturdifferenz, während der Stand der Technik 100 30°C als Differenz zeigte. Tatsächlich trat es auf, dass, unter demselben Doppel-Niveau-Modus, die Luftmasse von dem Fußluftkanal 110 und diejenige von dem Belüftungsluftkanal 109 des Stands der Technik 100 jeweils 45°C und 15°C zeigten (nämlich die Temperaturdifferenz beträgt 30°C), und zwar in dem Fall des Stands der Technik 100, während, in dem Fall der ersten Ausführungsform 100A, entsprechende Luftmassen jeweils 40°C und 16°C zeigten (nämlich die Temperaturdifferenz beträgt 24°C).
Als Zweites wird, wie anhand der 2 zu sehen ist, aufgrund der Vorsehung der Luftführung 24, die erwärmte Luft von dem Kanal 12 für die erwärmte Luft so zwangsgeführt, um in die Luftmischkammer 14 derart zu fließen, wie dies durch Pfeile angezeigt ist. Das bedeutet, dass, aufgrund der Vorsehung der Luftführung 24, die erwärmte Luft zu dem oberen Bereich der Luftmischkammer 14 fließen kann, und demzufolge wird, wie anhand der 1 zu sehen ist, die Masse der erwärmten Luft so, dass sie eine größere Möglichkeit besitzt, dass sie zu der Belüftungsluft-Auslassöffnung 10 durch die gekühlte Luft von dem Umgehungskanal 66 geblasen wird. Demzufolge wird die vorstehend erwähnte Temperaturdifferenz sehr stark verringert. Die Masse der gekühlten Luft wird, wie anhand der 2B zu sehen ist, aufgrund der Wechselwirkung durch die Grundplatte 25 der Luftführung 24, zwangsläufig in zwei Strömungen getrennt, was die nach oben gerichtete Strömung der erwärmten Luft in der Luftmischkammer 14 unterstützt, was dabei hilft, die vorstehend erwähnte Temperaturdifferenz zu verringern.
Aufgrund der Vorsehung der sich seitlich erstreckenden Vertiefung 32, die zwischen der Innengehäusewand 2A und der oberen Wand des Klappengehäuses 61 definiert ist, wird, wie anhand der 1 und 2A zu sehen ist, die erwärmte Luft, die nach oben entlang der Ablenkplatte 26 fließt, seitlich nach außen geführt, was auch dabei unterstützt, die vorstehend erwähnte Temperaturdifferenz zu verringern.
Ein Experiment wurde durchgeführt, um die vorteilhafte Funktion der Luftführung 24 in der ersten Ausführungsform 100A unter dem Doppel-Niveau-Modus zu untersuchen.
Dieses Experiment wird unter Bezugnahme auf die 3A und 3B beschrieben, die eine Temperaturverteilung der Luftmasse zeigen, die in der Belüftungsluft-Glasöffnung der getesteten Klimaanlagen strömt. In jeder Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 10a eine Mittenauslassöffnung bezeichnet und mit dem Bezugszeichen 10b sind Seitenauslassöffnungen bezeichnet.
Zwei Typen von Klimaanlagen wurden in dem Experiment verwendet, wobei einer davon ein Typ 100A' der 3A ist, der keine Luftführung besitzt, und der andere ein Typ 100A der 3B ist, der die Luftführung 24 besitzt.
Die erwärmte Luft wurde, wie anhand der 3B zu erkennen ist, in dem Typ 100A der ersten Ausführungsform, so gesehen, dass sie entlang einer oberen Zone „A" in der Belüftungsluft-Auslassöffnung 10 fließt. Dies bestätigt, dass, unter einem solchen Doppel-Niveau-Modus, die erwärmte Luft von dem Kanal 12 für die erwärmte Luft (siehe 1) einer Wegänderung unterworfen wurde und zu der Belüftungsluft-Auslassöffnung 10 hin gerichtet wird. Mit anderen Worten werden, mit der Vorsehung der Luftführung 24, die gekühlte Luft von dem Umgehungskanal 66 und die erwärmte Luft von dem Kanal 12 für die erwärmte Luft annähernd und einheitlich in der Luftmischkammer 14 gemischt. Die erwärmte Luft war, in dem Fall des Typs 100A', der keine Luftführung besaß, so zu sehen, dass sie ausschließlich entlang von Seitenwänden der Luftauslassöffnung fließt. Die Temperaturverteilung, die in der Belüftungsluft-Auslassöffnung 10 dargestellt ist, wird durch Variieren der Größe, der Länge und der Position der Luftführung 24 geändert oder gesteuert.
Die Luftführungsöffnung 27 ist, in der ersten Ausführungsform 100A, vorgesehen, die so aufgebaut ist, um zu der Luftführung 24 hinzuweisen, und demzufolge wird die erwärmte Luft von dem Kanal 12 für die erwärmte Luft sicher durch die Luftführung 24 geführt.
In den 6A und 6B, insbesondere in 6A, ist eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage 100B dargestellt, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Lehre ist.
Da die Klimaanlage 100B dieser zweiten Ausführungsform ähnlich zu derjenigen 100A der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform ist, werden nur Teile oder Bereiche, die gegenüber solchen der ersten Ausführungsform 100A unterschiedlich sind, im Detail nach folgend zur Vereinfachung der Beschreibung beschrieben. Im Wesentlichen dieselben Teile und Bereiche wie solche der ersten Ausführungsform 100A sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
In der zweiten Ausführungsform 100B wird, wie in 6A dargestellt ist, eine Luftführung (Luftführungsanordnung) 28 in einer Kanal-Form verwendet, die hinter der Luftauslassöffnung 67 des Umgehungskanals 66 montiert ist. Genauer gesagt weist die Luftführung 28 eine längliche Grundplatte 29, die sich vertikal über die obere Luftauslassöffnung 67 erstreckt, und zwei Ablenkplatten 30A und 30B, die von seitlichen Enden der Grundplatte 29 in die Luftmischkammer 14 hoch stehen, auf. Demzufolge ist, zwischen den zwei Ablenkplatten 30A und 30B, eine Führungsnut 31 für erwärmte Luft definiert.
Aufgrund der Luftführungsnut 31, die durch die Luftführung 28 erzielt wird, wird, wie anhand der 6A zu sehen ist, die erwärmte Luft von einem seitlich mittleren Bereich einer Auslassöffnung des Kanals 12 für die erwärmte Luft in die Luftführungsnut 31 hinein zwangsgeführt, und wird demzufolge in einen oberen Bereich der Luftmischkammer 14 geführt (siehe 1). Demzufolge wird die Masse der erwärmten Luft, die zu der Belüftungsluft-Auslassöffnung 10 hin gerichtet ist, erhöht, wodurch die vorstehend erwähnte Temperaturdifferenz zwischen der Luft, die von dem Belüftungsluftkanal 17 herausgeblasen ist, und der Luft, die von dem Fußluftkanal 15 herausgeblasen ist, verringert wird.
In den 7A und 7B, insbesondere in 7A, ist eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage 100C dargestellt, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Lehre ist.
Da die Klimaanlage 100C dieser dritten Ausführungsform auch ähnlich zu derjenigen 100A der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform ist, werden nur Teile oder Bereiche, die gegenüber solchen der ersten Ausführungsform 100A unterschiedlich sind, beschrieben.
In der dritten Ausführungsform 100C wird, wie anhand der 7A und 7B zu sehen ist, eine Luftführung (Luftführungsanordnung) 33, die einen ankerförmigen Querschnitt besitzt, verwendet, die hinter der Luftauslassöffnung 67 des Umgehungskanals 66 montiert ist. Genauer gesagt weist die Luftführung 33 eine längliche Grundplatte 34, die sich vertikal über die obere Luftauslassöffnung 67 erstreckt, eine Mitten-Hauptablenkplatte 35, die von einem seitlich mittleren Abschnitt der Grundplatte 34 hoch steht, und zwei kleinere Ablenkplatten 36A und 36B, die von seitlichen Endbereichen der Grundplatte 34 hoch stehen, auf. In der dargestellten Ausführungsform besitzen die kleineren Ablenkplatten 36A und 36B jeweils eine Länge, die im Wesentlichen dieselbe wie die Länge der oberen Luftauslassöffnung 67 ist.
Zwei Luftführungsnuten (keine Bezugszeichen) sind, in der dritten Ausführungsform 100C, an jeder der Seiten der Hauptablenkplatte 35 vorgesehen. Aufgrund der Luftführungsnuten, die durch die Luftführung 33 bereitgestellt sind, wird eine nach oben gerichtete Strömung der erwärmten Luft von dem Kanal 12 für die erwärmte Luft gleichmäßiger oder verstärkt, und demzufolge wird, ähnlich wie bei der vorstehend erwähnten zweiten Ausführungsform 100B, die Masse der erwärmten Luft, die zu der Belüftungsluft-Auslassöffnung 10 hin gerichtet ist (siehe 1), erhöht, und demzufolge wird die vorstehend erwähnte Temperaturdifferenz zwischen dem Belüftungsluftkanal 17 und dem Fußluftkanal 15 verringert.
Die dritte Ausführungsform 100C kann, falls es erwünscht ist, ähnlich der ersten und der zweiten Modifikation 100C-1 und 100C-2, modifiziert werden, die jeweils in den 8 und 9 dargestellt sind. Das bedeutet, dass, in der ersten Modifikation 100C-1 der 8, die Luftführungsanordnung zwei kleinere Ablenkplatten 36A und 36B aufweist, die von seitlichen Enden der Grundplatte 34 hoch stehen. Die Luftführungsanordnung weist, in der zweiten Modifikation 100C-2 der 9, zwei Luftführungen 37A und 37B auf, die Seite an Seite hinter der Luftauslassöffnung 67 des Umgehungskanals 66 angeordnet sind. Jede Luftführung 37A weist eine längliche Grundplatte 38, die sich vertikal über die Öffnung 37 erstreckt, und eine kleinere Ablenkplatte 39, die von einem seitlich mittleren Bereich der Grundplatte 38 hoch steht, auf.

Claims

Kraftfahrzeug-Klimaanlage, die umfasst: ein Gehäuse (2) mit einer Lufteinlassöffnung, einer Belüftungsluft-Auslassöffnung (10) und einer Fußluft-Auslassöffnung (11); einen Verdampfer (5), der in dem Gehäuse (2) installiert ist; eine Heizeinrichtung (7), die in dem Gehäuse (2) installiert ist; einen Stromauf-Luftstromkanal (P), der in dem Gehäuse (2) ausgebildet ist und von der Lufteinlassöffnung zu dem Verdampfer (5) verläuft; eine Luftmischkammer (14), die in dem Gehäuse (2) ausgebildet ist, wobei die Luftmischkammer (14) einen Stromab-Abschnitt hat, der mit der Belüftungsluft-Auslass- und der Fußluft-Auslassöffnung (10, 11) verbunden ist; einen Umgehungskanal (66), der von dem Verdampfer (5) zu der Luftmischkammer (14) unter Umgehung der Heizeinrichtung (7) verläuft; einen ersten Heizeinrichtungskanal (64), der von dem Verdampfer (5) zu der Heizeinrichtung (7) verläuft; einen zweiten Heizeinrichtungskanal (12), der von der Heizeinrichtung (7) zu der Luftmischkammer (14) verläuft, wobei der zweite Heizeinrichtungskanal (12) eine Auslassöffnung (13) hat, die zu der Luftmischkammer (14) hin freiliegt; eine Luftmisch-Klappeneinheit (6), die in dem Gehäuse (2) so installiert ist, dass eine Querschnittsfläche wenigstens des Umgehungskanals (66) verändert wird, wobei die Luftmisch-Klappeneinheit (6) ein Klappengehäuse (61) umfasst, das eine Lufteinlassmündung (63), die dem Verdampfer (5) zugewandt ist, eine erste Auslassöffnung (65), die in den ersten Heizeinrichtungskanal (64) übergeht, und eine zweite Auslassöffnung (67) hat, die in den Umgehungskanal (66) übergeht; und eine Schiebeklappe (62), die relativ zu dem Klappengehäuse (2) verschoben werden kann, um den Öffnungsgrad der ersten und der zweiten Auslassöffnung (65, 67) zu verändern, gekennzeichnet durch eine Luftleitanordnung (24, 28, 33, 37A, 37B), die an einer Position stromab von der Luftmisch-Klappeneinheit (6) vorhanden ist, wobei die Luftleitanordnung (24, 28, 33, 37A, 37B) eine erhabene Luftleitstruktur enthält, die über den Umgehungskanal (66) von einer ersten Position nahe der Auslassöffnung (13) des zweiten Heizeinrichtungskanals (12) zu einer zweiten Position verläuft, die der ersten Position in Bezug auf den Umgehungskanal (66) gegenüberliegt, wobei eine Luftleitöffnung (27) an dem Auslassende (13) des zweiten Heizeinrichtungsgehäuses (12) ausgebildet ist und die Luftleitöffnung (27) auf die Luftleitstruktur zu gerichtet ist und die Luftleitstruktur eine längliche Grundplatte (25, 29, 34, 38), die sich über die zweite Auslassöffnung (67) erstreckt, und wenigstens eine Ablenkplatte (26, 30, 30A, 30B, 35, 39) umfasst, die von der Grundplatte (25) in die Luftmischkammer (14) hinein erhaben ist.
Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitstruktur eine Ablenkplatte (26, 35) umfasst, die von einem Mittelabschnitt der Grundplatte (25, 34) in die Luftmischkammer (14) hinein erhaben ist.
Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Ablenkplatte eine mittlere Haupt-Ablenkplatte (35) ist und zwei kleinere Ablenkplatten (36A, 36B) vorhanden sind, die von seitlichen Endabschnitten der Grundplatte (34) erhaben sind, um zwei Führungsnuten auf beiden Seiten der mittleren Haupt-Ablenkplatte (35) zu schaffen.
Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei kleineren Ablenkplatten (36A, 36B) von in Querrichtung seitlichen Enden der Grundplatte (34) aus erhaben sind.
Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitstruktur zwei Ablenkplatten (30A, 30B) umfasst, die von in Querrichtung seitlichen Enden der Grundplatte (29) aus in die Luftmischkammer (14) hinein er haben sind, um so eine Luftleitrinne (31) zwischen den zwei Ablenkplatten (30A, 30B) zu bilden.
Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitstruktur wenigstens zwei Luftleitstruktur-Einheiten (37A, 37B) umfasst, die sich über verschiedene Abschnitte der zweiten Auslassöffnung (67) erstrecken, wobei jede Luftleitstruktur-Einheit (37A, 37B) eine längliche Grundplatte (38), die sich über die zweite Auslassöffnung (67) erstreckt, und eine Ablenkplatte (39) enthält, die von einem seitlich mittigen Abschnitt der Grundplatte (38) erhaben ist.
Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach wenigsten einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftmisch-Klappeneinheit (6) so eingerichtet ist, dass sie eine Querschnittsfläche sowohl des Umgehungskanals (66) als auch des ersten Heizeinrichtungskanals (64) verändert.
Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitstruktur an einer Rückwand des Klappengehäuses (61) angebracht ist, um die zweite Auslassöffnung (67) in zwei nebeneinander angeordnete offene Abschnitte zu unterteilen.
Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Belüftungsluft-Auslass- und die Fußluft-Auslassöffnung (10, 11) des Gehäuses (2) jeweils mit Schwenkklappen (21, 22) vom Drosselklappentyp versehen sind und jede Schwenkklappe (21, 22) um eine Achse (21h) herum geschwenkt werden kann, die durch einen Mittelabschnitt der Schwenkklappe (21, 22) hindurch verläuft.
Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußluft-Auslassöffnung (11) mit einem Klappenanschlag versehen ist, der ein zu starkes Schwenken der entsprechenden Schwenkklappe (21) in der Luftmischkammer (14) stoppt.
Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erhabene Struktur der Luftleitanordnung (24, 28, 33, 37A, 37B) so eingerichtet ist, dass sie zwangsweises Vermischen eines Luftstroms von der Auslassöffnung des zweiten Heizeinrichtungskanals (12) mit einem Luftstrom bewirkt, der in einer Richtung von dem Umgehungskanal (66) auf die Belüftungsluft-Auslassöffnung (10) zu verläuft.