专利名称：具有旋转风门的汽车空调器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有旋转风门的汽车空调器，旋转风门具有绕旋转轴旋转、用于打开和关闭多个空气出口的圆周壁表面。
背景技术：
在汽车空调器中，经调节的空气通过多个空气出口吹进乘客车厢内，这些空气出口通过单一的半圆型旋转风门打开和关闭。在这种情况下，空气出口模式如面部模式，脚部模式和除霜模式可以通过旋转风门的旋转来进行设置。因此，旋转风门的操作角变大，也增加了空调器的空气调节装置的尺寸。例如，当旋转风门位于用于加热空气的加热器芯的上方时，汽车空调器的空气调节装置的垂直尺寸变大。
发明内容
根据上述问题，本发明的一个目的是减小汽车空调器中空气调节装置的尺寸，在该汽车空调器中多个空气出口部分通过单一的旋转风门打开和关闭。
本发明的另一个目的是提供一种具有改进结构的空气出口模式转换部分的汽车空调器，它在减小汽车空调器的空气调节装置尺寸的同时，也防止了旋转风门和加热热交换器之间的干扰。
根据本发明，在汽车空调器的空气调节装置中，空气调节箱包括形成空气通道的空气调节箱具有多个经过其将空气吹向乘客车厢内不同区域的出口部分；具有至少一个用于加热空气的加热热交换器的热交换部分，热交换部分设置在空气调节箱中；以及设置在空气调节箱中热交换器部分的上部，并在空气调节箱中的旋转空间的范围内旋转的旋转风门。旋转风门具有可以绕旋转轴旋转以便打开和关闭出口部分的圆周壁表面，同时，在空气调节箱中的旋转空间设置为从加热热交换器的上面部分延伸至加热热交换器的侧面部分的位置。因此，加热热交换器和旋转风门之间的尺寸可以设计得更小一些。
优选的是，加热热交换器设置在空气调节箱内与水平面相交的方向。因此，从加热热交换器的上部延伸到加热热交换器侧部的旋转空间可以制作得更大一些，旋转风门的外径也可以制作得更大一些，以便用于打开和关闭出口部分的旋转风门的操作角就可以设定得更小一些。因此，可以进一步减小加热热交换器和旋转风门之间的尺寸。旋转风门的旋转空间可以延伸到接近加热热交换器下端部分的位置。
出口部分包括通过它将空气吹向乘客车厢下部的脚部出口，通过它将空气吹向乘客车厢上侧部的面部出口，以及通过它将空气吹向汽车挡风玻璃内表面的除霜出口。在这种情况下优选的是，旋转风门进一步包括设置在圆周壁表面的半径内侧面，并且随圆周壁表面整体旋转的平板风门部件，同时旋转风门设置成可以通过圆周壁表面打开和关闭面部出口和除霜出口，而通过平板风门部件打开和关闭脚部出口。因此，圆周壁表面的圆周长度可以制作得更小，空气调节装置的尺寸也进一步减小。
优选的是，空气调节箱在旋转风门垂直于旋转轴的轴向的上游端具有最大的通道尺寸，旋转风门具有等于或大于最大通道尺寸0.8倍的外径。更优选的方式是，旋转风门具有大于最大通道尺寸的外径。在这种情况下，加热热交换器和旋转风门之间的空间尺寸可以进一步有效地减小。
此外，加热热交换器设置在空气调节箱中以形成冷空气旁路通道，通过这个旁路通道空气旁路绕过加热热交换器。空气调节箱还包括导向部件，其将通过冷空气旁路通道到达加热热交换器的上端部的空气和通过加热热交换器的空气中至少一部空气导向加热热交换器的上部，同时旋转轴设置在导向部件顶端的下部。因此，即使加大旋转风门的外径，旋转风门也可以很容易地旋转而不会发生干涉。
优选的是，加热热交换器设置在空气调节箱内的旋转风门外径范围之内，位于旋转轴的下部的位置并偏移旋转风门的旋转轨迹。这样，既可以防止旋转风门和加热热交换器之间的干涉又可以减小空气调节装置的尺寸。
参照下面的附图进行具体说明，本发明的其他目的、特征和优点将变得更加明确。在附图中图1是显示根据本发明第一实施方式的汽车空调器的空气调节装置的面部模式的剖视图。
图2是显示根据本发明第一实施方式的汽车空调器的空气调节装置的脚部模式的剖视图。
图3是显示根据本发明第一实施方式的汽车空调器的空气调节装置的除霜模式的剖视图。
图4是显示根据本发明第二实施方式的汽车空调器的空气调节装置的面部模式的剖视图。
图5是显示根据本发明第二实施方式的汽车空调器的空气调节装置的脚部模式的剖视图。
图6是显示根据本发明第二实施方式的汽车空调器的空气调节装置的除霜模式的剖视图。
图7是显示根据本发明第三实施方式的汽车空调器的空气调节装置的面部模式的剖视图。
图8是显示根据本发明第三实施方式的汽车空调器的空气调节装置的脚部模式的剖视图。
图9是显示根据本发明第三实施方式的汽车空调器的空气调节装置的除霜模式的剖视图。
图10是显示根据本发明第四实施方式的汽车空调器的空气调节装置的面部模式的剖视图。
图11是显示根据本发明第五实施方式的汽车空调器的空气调节装置的面部模式的剖视图。
图12是显示根据本发明第五实施方式的汽车空调器的空气调节装置的脚部模式的剖视图。
图13是显示根据本发明第五实施方式的汽车空调器的空气调节装置的除霜模式的剖视图。
图14是显示根据本发明第六实施方式用于不带导向装置的汽车空气调节装置的剖视图。
图15是显示根据本发明第六实施方式用于带导向装置的汽车空调器装置的剖视图。
图16是显示在比较例中的空气调节装置的剖视图。
具体实施例方式
第一实施方式本发明的第一实施方式将参考图1-3进行具体说明。在第一实施方式中，汽车空调器的空气调节装置10安装在汽车上，如图1-3所示，设置方式是沿汽车前后方向和汽车上下方向(垂直方向)。空气调节装置10通常设置在乘客车厢前部的仪表板内接近中心的位置。图1是显示空气调节装置10的面部模式，图2是显示空气调节装置10的脚部模式，图3是显示空气调节装置10的除霜模式。
汽车空调器的风机装置设置在汽车的仪表板里，从空气调节装置10沿汽车宽度方向上偏向汽车前排乘客座位侧面。风机装置设置成将空气吹进空气调节装置10。风机装置包括用于选择导入内部空气(如乘客车厢里的空气)和外部空气(如乘客车厢外的空气)的内/外空气转换箱，以及将空气从内/外空气转换箱吹进空气调节装置10的风机。风机包括如离心风扇。
空气调节装置10有用树脂制造的空气调节箱11。空气调节箱11的外形是垂直加长的形状，其中形成有用于让空气从下流向上部的空气通道。空气入口空间12位于空气调节箱11的底部，这样风机装置就将空气吹进空气入口空间12。
热交换部分13设置在空气调节箱内空气入口空间12的上部，热交换部分13包括作为冷却热交换器的蒸发器14，以及作为加热热交换器的加热器芯15。蒸发器14设置在紧接空气入口空间12上部的位置，加热器芯15设置在蒸发器14的上部。
如图1-3所示，蒸发器14几乎是水平地设置在上部，通过预先设定的高度尺寸与空气调节箱11下表面分离。在第一实施方式中，蒸发器14稍微从水平面向汽车前部的下侧面以预设的倾斜角(如20°)的倾斜。由于蒸发器14与水平面有轻微的倾斜，所以减小了空气调节箱11沿汽车前后方向的尺寸。此外，由于蒸发器14是倾斜的，所以蒸发器14产生的冷凝水可以很容易地收集在蒸发器14汽车前侧面倾斜的下端部分。因此，冷凝水可以平稳地从蒸发器14倾斜的下端部分放出。出水口16开在空气调节箱11底面的最前侧部分。
制冷剂循环中，在减压装置中减压的低压制冷剂流进蒸发器14，并在蒸发器14中通过吸收经过蒸发器14的空气热量而蒸发，因此，空气通过蒸发器14时被冷却。蒸发器14包括第一和第二水箱部分14a、14b，热交换芯部分14c设置在第一和第二水箱14a，14b之间。在蒸发器14的热交换芯部分14c中，多个扁平管和多个波纹状的散热片彼此平行交替层叠设置。引入到空气入口空间12的空气从下向上通过蒸发器14的热交换芯部分14c，如图1-3中箭头“a”所示。
加热器芯15在空气调节箱11中位于蒸发器14上部、沿汽车前后方向接近中心的位置设置。加热器芯15是以汽车发动机里的热水(发动机冷却水)为热源，用于加热空气的加热热交换器。加热器芯15包括入口箱部分15a，出口箱部分15b和设置在入口箱部分15a和出口箱部分15b之间的热交换芯部分15c。例如，在第一实施方式中，入口箱部分15a设置在热交换芯部分15c的下部，出口箱部分15b设置在热交换芯部分15c的上部。在加热器芯15的热交换芯部分15c中，多个扁平管和多个波纹状散热片彼此平行交替层叠设置。
加热器芯15是单向流动方式，流进入口箱部分15a的热水通过热交换器芯15c的所有多个管单向流向出口箱部分15b。
加热器芯15几乎垂直地设置在空气调节箱11中，因此，加热器芯15的热交换芯部分15c的表面几乎沿垂直方向延伸。因为加热器芯15设置在蒸发器14的上部沿汽车前后方向接近中心的位置，所以旁路通道17设置于加热器芯15的汽车前部，流动的冷空气通过其沿图中箭头“b”所示的方向流动并旁路通过加热器芯15。旁路绕过配置的空气混合风门18用于调节流过加热器芯15和冷空气旁路通道17的空气量的流量比。空气混合风门18可以绕旋转轴18a旋转，旋转轴18a安装在前部接近加热器芯15顶端部分的位置。旋转轴18a设置成沿汽车宽度方向延伸。旋转轴18a的两端部分固定在置于空气调节箱11壁面内的轴承内旋转。在第一实施方式中，旋转轴18a与形成板状空气混合风门18的顶端部分连接。空气混合风门18绕旋转轴18a在图1-3中实线位置(最大冷却位置)和点划线(最大加热位置)之间旋转。
当空气混合风门18旋转到实线位置时，芯部分15c的通道完全关闭，从而设置在最大冷却位置。另一方面，当空气混合风门18旋转到点划线位置时，冷空气旁路通道17完全关闭，从而设置在最大加热位置。当空气混合风门18以预先设定的张开程度打开加热器芯15芯部分15c的通道时，如图箭头“c”所示，通过蒸发器14的空气就通过加热器芯15芯部分15c流向加热器芯15的上部。因此，通过调节流过加热器芯15与流过冷空气旁路通道17的空气量的流量比，空气混合风门18就可以调节吹进乘客车厢的空气的温度。
空气混合部分19位于加热器芯15的上部，来自加热器芯15的空气和来自冷空气旁路通道17的空气在空气混合部分19混合，以使调节的空气达到预设的温度。空气调节箱11内的暖空气导向壁面20设置成从汽车后部的加热器芯的下部位置向上延伸，这样，来自加热器芯15的暖空气由暖空气导向壁面20引向空气混合部分19，如图箭头“c”所示。
空气调节箱11内的冷空气旁路通道17向上通过加热器芯15的前面空间后，从加热器芯15的前部向汽车后部弯曲。因此，当冷空气旁路通道17从汽车加热器芯15的前部向汽车加热器芯15的上后部延伸时逐渐弯曲。冷空气导向壁面21设置成沿空气调节箱11的前壁表面向汽车后部延伸。具体地说，冷空气导向壁面21是从空气调节箱11的前壁表面向上延伸，并几乎水平地伸向汽车后部。因此，来自冷空气旁路通道17的冷空气通过冷空气导向壁面21引向气体混合部分19，如图箭头“b”所示。
空气出口模式转换部分22设置在空气调节箱11的上表面，处于空气混合部分19的上部并位于空气混合部分19的下游位置。空气出口模式转换部分22具有一个半圆柱形的密封面23，密封面23的圆周表面沿汽车前后方向延伸。脚部出口24开在密封面23内汽车最后部较下端位置，面部出口25开在密封面23内相对脚部出口24靠前上部的位置，除霜出口26开在相对面部出口25的前部位置。
脚部出口24通过脚部空气通道24a与脚部空气出口24b相连，脚部空气通道24a由汽车空气调节箱11的后部限定。脚部空气出口24b开在空气调节箱11内沿汽车宽度方向的左右两部，因此，调节好的空气就被吹向乘客车厢脚部区域的左右两个侧部，面部出口25设置成将通过面部风道从面部出口25出来的调节好的空气吹向乘客车厢的上侧面。除霜出口26设置成将通过除霜风道从除霜出口26出来的调节好的空气吹向挡风玻璃的内表面。
旋转风门27设置在空气调节箱11的密封面23内，并绕汽车前后方向的旋转轴28旋转。旋转风门27包括绕旋转轴28具有预先设定曲率半径的圆周壁表面27a，以及沿轴向(例如车的宽度方向)、设置在圆周壁表面27a两端侧部的两个侧板部分27b。旋转风门27的圆周壁表面27a通过两个侧板27b与旋转轴28相连。圆周壁表面27a、两个侧板部分27b和旋转轴28是由树脂整体制成。
旋转轴28以可转动方式固定在置于空气调节箱11左右壁面内的轴承孔内。旋转轴28设置在加热器芯15的后部位置临近加热器芯15的顶端部分。这样，导向壁面旋转轴28与冷空气导向壁面21的下端部间隔开大于预定距离的一段距离。旋转轴28设定的高度位置在暖空气导向壁面20顶部附近。因此，临近旋转轴28的两个侧板部分27b的每个内径部分27c位于两个导向壁面20、21的顶端部分之间。
在第一实施方式中，为了防止内径部分27c与导向壁面20，21的顶端部分发生干涉，沿汽车前后方向的内径部分27c的尺寸做得较小，几乎等于旋转轴28的外径。临近圆周壁表面27a的每个侧板部分27b的外径部分以扇形方式扩大。在旋转风门27的旋转方向上，如图1所示，每个侧板部分27b的外径部分的每一面具有沿冷空气导向壁面21弯曲的第一弯曲部分27d。此外，在图3中侧板部分27b的外径部分具有沿暖空气导向壁面20弯曲的第二弯曲部分27e。因此，当旋转风门沿汽车前后方向旋转时能防止侧板部分27b和两个导向壁面20、21之间的干涉。
由树脂薄膜材料制成的薄膜件27g通过弹性材料27f粘接在圆周壁表面27a的外圆周边上并整体随圆周壁表面27a旋转。旋转风门27内的空气压力通过圆周壁表面27a的出口部分(图中未示出)和与圆周壁表面27a的出口部分连通的弹性材料27f的出口部分(图中未示出)作用到薄膜件27g上。因此，薄膜件27g可以通过空气压力和弹性材料27f的弹性压力和空气调节箱11的密封面23压触在一起以准确关闭空气开口24-26。
贯穿旋转风门27的圆周壁表面27a、弹性材料27f和薄膜件27g的连通孔27h位于圆周壁表面27a、弹性材料27f和薄膜件27g上的某个位置。旋转风门27内的连通孔27h用于打开出口部分24-26。
旋转风门旋转形成的半圆柱形风门旋转空间29形成于空气调节箱11的半圆形密封面23内上部部分。风门旋转空间29形成于空气调节箱11内从冷空气导向壁面21的上部部分到加热器芯15的侧面部分的范围内。加热器芯15的侧面部分位于汽车暖空气导向壁面20的后部位置，暖空气导向壁面20位于加热器芯15的车后部。风门旋转空间29延伸到汽车后部加热器芯的下端部分附近。
在第一实施方式中，旋转风门27的旋转轴28设置在临近加热器芯15的上端部分，旋转风门27的外径D设计成大于旋转风门27的上游端的最大通道尺寸L。在这里，最大通道尺寸L是沿垂直于旋转轴28的轴向(即水平方向)、位于旋转风门27的上游端的最大通道尺寸。在第一实施方式中，最大通道尺寸L是沿汽车前后方向的尺寸。
当旋转风门27连接到空气调节箱11的内密封面23时，旋转风门27的外径D是旋转风门27的旋转中心和薄膜件27g的外表面之间的曲率半径的两倍。例如，旋转风门27的外径D大约是200mm，而最大通道尺寸L大约是155mm。因此在这种情况下，外径D大约是最大通道尺寸L的1.29倍(D＝1.29L)。
为了增加旋转风门27的外径D，风门旋转空间29设置成延伸到位于汽车后部的加热器芯15的下端部分附近的位置。旋转风门27的操作角θ是图1所示的面部模式时的操作位置与图3所示的除霜模式时的操作位置之间的夹角。在第一实施方式中，因为加大了外径D，操作角θ可以减小到65°左右。
旋转风门27的旋转轴28伸到空气调节箱11的外部，并通过连接机构与模式操作机构相连，以便旋转风门27通过模式操作机构进行旋转。同样，空气混合风门18的旋转轴18a伸出到空气调节箱11的外部，并通过连接机构与温度调节操纵机构相连，以便空气混合风门18通过温度调节操作机构进行旋转。模式操作机构和温度调节操作机构的每个都可以通过使用伺服电动机构成自动机构，或者直接由乘客车厢里的乘客手动操作构成手动操作机构。
下面对根据本发明的第一实施方式的操作进行具体描述。当风机装置的风机工作时，内部空气或外部空气由内/外空气转换箱引入，流进下部空气调节箱11的空气入口空间12。之后，空气从下向上穿过蒸发器14如图箭头“a”所示，从而可以获得冷空气。根据空气混合风门18的打开程度，来自蒸发器14的空气分成通过冷空气旁路通道17的空气和通过加热器芯15的空气两部分。暖空气“c”由暖空气导向壁面20导向穿过加热器芯15流进空气混合部分19，冷空气“b”由冷空气导向壁面21导向穿过冷空气旁路通道17流进空气混合部分19。暖空气“c”和冷空气“b”在空气混合部分19混合，由此得到符合预设温度条件的调节好的空气。
通过旋转风门27的旋转操作，可以设置空气出口模式如面部模式，脚部模式和除霜模式。操作旋转风门27打开和关闭脚部出口24、面部出口25和除霜出口26，则调节好的空气就通过24-26中的至少一个口吹进乘客车厢。
在图1所示的面部模式中，面部出口25通过旋转风门27的连通孔27h打开，而脚部出口24和除霜出口26通过旋转风门27的圆周壁表面27a的薄膜件27g关闭。
在图2所示的脚部模式中，脚部出口24通过旋转风门27的连通孔27h打开，而面部出口25和除霜出口26通过旋转风门27的圆周壁表面27a的薄膜件27g关闭。
在图3所示的除霜模式中，旋转风门逆时针旋转至最大位置。在这种情况下，旋转风门27的圆周壁表面27a旋转到不正对除霜出口26的位置，因此打开了除霜出口26。进而，脚部出口24和面部出口25通过旋转风门27的圆周壁表面27a的薄膜件27g关闭。
当旋转风门27旋转到图1和图2之间的位置时，脚部出口24和面部出口25都通过连通孔27h打开，因此可以设置双重功能模式。另外当旋转风门27旋转到图2和图3之间的位置时，脚部出口24通过连通孔27h打开，除霜出口26也打开，因此可以设置脚部/除霜模式。在脚部/除霜模式中，脚部出口24开口比近似等于除霜出口26的开口比。进而在图2所示的脚部模式中，除霜出口26只打开一点。在这种情况下，有少量的暖空气从除霜出口26吹向挡风玻璃的内表面，而大量的暖空气在脚部模式下吹向乘客车厢里的脚部区域。所以在脚部模式下，也可以改善挡风玻璃的除霜性能。
例如，如图16所示，当旋转风门27′设置在加热器芯15的上边时，就打开和关闭图16所示比较例的空气调节装置10′的脚部出口24，面部出口25和除霜出口26，空气调节装置10′的高度尺寸变大。在比较例中，旋转风门27′的外径D′制作得更小并限定在120-150mm范围内，以便在旋转风门27′的上游端，沿水平方向上外径D′小于最大通道尺寸L′的0.8倍(D′＜L′×0.8)。在这种情况下，旋转风门27′的操作角θ′通过将旋转风门27′的旋转设置到大约100°来打开和关闭开口24-26。进而，在比较例的设置中，为了有效地混合来自加热器芯15的暖空气和来自冷空气旁路通道17的冷空气，必须将旋转风门27′和加热器芯15之间的高度尺寸H设为大约30mm。因此，在图16所示的比较例中，空气调节装置10′的高度尺寸增加并且空气调节装置10′的尺寸也变大。
根据本发明的第一实施方式，在旋转风门27上游端的水平方向上，旋转风门27的外径设定为大于最大通道尺寸L。例如，旋转风门27的外径D大约是最大通道尺寸L的1.29倍。因此，用于打开和关闭三个开口24-26的旋转风门27的操作角θ可以减小到大约65°，与图16所示比较例相比，空气调节装置10的高度尺寸可以大幅度减小。
根据本发明的第一实施方式，旋转轴28设置在加热器芯15的顶端部分附近，旋转风门27的风门旋转空间29置于从加热器芯的上部到加热器芯15的后部的位置，以便在圆周方向上旋转风门27的圆周壁表面27a的一端旋转到接近加热器芯15下端部分的位置。因此，加热器芯15的上端部分和空气调节箱11的上表面之间的高度尺寸可以减小到大约等于旋转风门27的半径(例如100mm)，以便空气调节装置10的尺寸进一步减小。
此外，根据本发明第一实施方式，加热器芯15几乎垂直设置，在汽车加热器芯15后部的旋转风门27的风门旋转空间29设置成从加热器芯15的上部延伸到加热器芯15的下端位置附近。因此，面部出口25定位在脚部出口24上部的空气调节箱11的上后表面。因此，当空气调节装置10安装在仪表板中时，来自空气调节箱11中汽车后部的面部出口25的冷空气可以很容易地吹动。
第二实施方式下面将参考图4-6对本发明的第二实施方式进行具体说明。在上面对本发明第一实施方式说明时，加热器芯15几乎是垂直设置。而在如图4-6所示的第二实施方式中，加热器芯15的上端部分以预先设定的角度从垂直方向向汽车前部倾斜。加热器芯15倾斜在垂直方向和水平方向之间的位置。
蒸发器14是倾斜的，以便蒸发器14的汽车后部端定位在上部。另一方面，加热器芯15向与蒸发器14倾斜方向相反的方向倾斜，以便加热器芯15的汽车后部的位置较低，而加热器芯15的汽车前部的位置较高。
此外，暖空气导向壁面20和冷空气导向壁面21也可以以预设角度从第一实施方式的位置顺时针旋转移动，与加热器芯15轴的位置保持一致。因此，在第二实施方式中，旋转风门27的旋转轴28的位置设定成低于暖空气导向壁面20的顶端和冷空气导向壁面21的顶端的位置。因此，旋转风门27的风门旋转空间29也可以从第一实施方式的位置顺时针旋转移动。因此，面部出口25位于汽车前后方向空气调节箱11中几乎是上表面中间的位置。
在第二实施方式中，例如，旋转风门27的外径D是200mm，最大通道尺寸L大约是180mm。在这种情况下，旋转风门27的外径D大约是最大通道尺寸L的1.12倍。因此，旋转风门27的外径D设定成大于最大通道尺寸L。因为旋转风门27的外径D变大，风门旋转空间29的后部下端延伸到暖空气导向壁面20的下端部分，而风门旋转空间29的前部下端延伸到冷空气导向壁面21垂直方向的中间位置。
图4是显示第二实施方式中空气调节装置10的面部模式。与上述的第一实施方式相似，在图4所示的面部模式中，面部出口25通过旋转风门27的连通孔27h打开，而脚部出口24和除霜出口26通过旋转风门27的圆周壁表面27a的薄膜件27g关闭。
图5是显示第二实施方式中空气调节装置10的脚部模式。在图5所示的脚部模式中，脚部出口24通过连通孔27h打开，而面部出口25和除霜出口26通过旋转风门27的圆周壁表面27a的薄膜件27g关闭。
图6是显示第二实施方式中空气调节装置10的除霜模式。在图6所示的除霜模式中，旋转风门27逆时针旋转至最大。在这种情况下，旋转风门27的圆周壁表面27a旋转到不正对除霜出口26的位置以使除霜出口26打开。进而脚部出口24和面部出口25同旋转风门27的圆周壁表面27a的薄膜件27g关闭。
当旋转风门27旋转到图4和图5之间的位置时，脚部出口24和面部出口25都通过连通孔27h打开，从而能够设置双功能模式。另外当旋转风门27旋转到图5和图6之间的位置时，脚部出口24通过连通孔27h打开，而除霜出口26也被打开，所以也设定了脚部/除霜模式。在脚部/除霜模式中，脚部出口24的开口比几乎等于除霜出口26的开口比。而在图5所示的脚部模式中，除霜出口26只打开一点。在这种情况下，有少量的暖空气从除霜出口26吹向挡风玻璃的内表面，而大量的暖空气在脚部模式下吹向乘客车厢里的脚部区域。因此在脚部模式下，可以改善挡风玻璃的除霜性能。
根据本发明的第二实施方式，在旋转风门27的上游端旋转风门27的外径设定的大于垂直于旋转轴28轴向(即水平方向)的最大通道尺寸L。例如，旋转风门27的外径D大约是最大通道尺寸L的1.12倍。因此，用于打开和关闭三个开口24-26的旋转风门27的操作角θ可以减小到约65°。
根据本发明的第二实施方式，旋转轴28设置在加热器芯15的顶端部分，而旋转风门27的风门旋转空间29是从加热器芯15的上部到加热器芯15的后部，所以在圆周方向上旋转风门27的圆周壁表面27a的一端旋转到接近加热器芯15下端部分的位置。因此，加热器芯15的上端部分与空气调节箱11的上表面之间的高度尺寸可以减小到大约等于旋转风门27的半径(如100mm)，所以空气调节装置10的尺寸可以减小。
在第二实施方式中，空气调节装置10的其他零件与上述的第一实施方式的零件相似，因此在这里就略去了对它们的具体解释。
第三实施方式下面将参考图7-9对本发明的第三实施方式进行具体说明。
在上述本发明第一实施方式和第二实施方式中，所有的脚部出口24、面部出口25和除霜出口26都是通过旋转风门27的圆周壁表面27a的旋转运动打开和关闭的。而在如图7-9所示的第三实施方式中，第一和第二平板风门部分27i和27j都整体地随着圆周壁表面27a旋转。而脚部出口24、面部出口25和除霜出口26都通过圆周壁表面27a和第一和第二平板风门部分27i和27j的组合打开和关闭。
分隔壁面30与暖空气导向壁面20的顶端部分连接，并延伸到空气调节箱11的汽车后部部分，所以脚部空气通道24a在汽车暖空气导向壁面20的后部被分隔。分隔壁面30向上伸出成山形。因为分隔壁面30向上伸出成山形，所以风门旋转空间29延伸到分隔壁面30的底部区域附近的分隔壁面30的汽车后部位置。因此，脚部空气通道24a位于风门旋转空间29内。
脚部出口24开在分隔壁面30上，第一平板部分27i设置在脚部出口24的下部。第一平板风门部分27i和第二平板风门部分27j通过位于旋转风门27的旋转轴28轴向两端侧部的两个连接臂部分27k连接。第一平板风门部分27i和连接臂部分27k可以与旋转风门27整体模制成型，也可以与旋转风门27分别成型。第一个平板风门部分27i沿旋转风门27的旋转轴28轴向延伸，并形成大于脚部出口24开口面积的平板形以关闭脚部出口24。在第三实施方式中，第一平板风门部分27i与两连接臂部分27k在沿旋转风门27的旋转轴28轴向上第一平板风门部分27i的两端侧部连接。两连接臂部分27k穿过脚部出口24，并延伸成圆弧形。
另一方面，在旋转轴28轴向上，第二平板风门部分27j在旋转风门27两端处的左右侧板部分27b之间与旋转风门27整体成型。第二平板风门部分27j的形状与第一平板风门部分27i相似。两个平板风门部分27i和27j设置在圆周壁表面27a的半径内部侧面，与旋转轴28同样的半径位置。当第一平板风门部分27i和两个连接臂部分27k与旋转风门27分别成型时，两个连接臂部分27k的顶端部分与第二平板风门部分27j配合，并通过连接装置如焊接和螺纹固定在第二平板风门部分27j上。
弹性密封件27m位于第一平板风门部分27i的上表面，并与第一平板风门部分27i的上表面连接在一起，弹性密封件27n位于第二平板风门部分27j的下表面，并与第二平板风门部分27j的下表面连接在一起。当然，弹性密封件27m、27n也可以使用橡胶材料分别和第一和第二平板风门部分27i、27j整体模制成型。
在第三实施方式中，旋转风门27的圆周壁表面27a的圆周长与上述的第一和第二实施方式相比制作得短一些，而在第一和第二实施方式中已经描述的圆周壁表面27a的连通孔27h在这里就省略了。
图7是显示第三实施方式的面部模式。在面部模式中，除霜出口26通过圆周壁表面27a的薄膜件27g关闭，脚部出口24通过第一平板风门部分27i的弹性密封件27m关闭。此外，旋转风门27的圆周壁表面27a旋转到不正对面部出口25的位置，以便打开面部出口25。
图8是显示第三实施方式的脚部模式。当设置为脚部模式时，旋转风门27以预设角度从图7所示的位置逆时针旋转。因此，在脚部模式中，面部出口25和除霜出口26通过圆周壁表面27a的薄膜件27g关闭，并移动第一平板风门部分27i与脚部出口24分离，打开脚部出口24。
图9是显示第三实施方式的除霜模式。当设置为除霜模式时，旋转风门27以预设角度从图8所示的位置逆时针进一步旋转。也就是说，在除霜模式中，旋转风门27逆时针旋转到最大。在这种情况下，因为旋转风门27的圆周壁表面27a不正对除霜出口26，因此打开了除霜出口26。此外，面部出口25通过旋转风门27的圆周壁表面27a的薄膜件27g关闭，脚部出口24通过第二平板风门部分27j的弹性密封件27n关闭。
根据本发明的第三实施方式，旋转风门27的圆周壁表面27a仅打开和关闭面部出口25和除霜出口26。因此，旋转风门27的圆周壁表面27a的圆周长与上述的第一和第二实施方式相比可以减小。
另外，用来打开和关闭脚部出口24的平板风门部分27i和27j设置在旋转风门27的圆周壁表面27a的半径内侧面，脚部出口24可以设置在风门旋转空间29的内部区域。因此，脚部空气通道24a位于风门旋转空间29的内部区域。结果空气调节装置10在汽车前后方向的尺寸可以减小，空气调节装置10就容易安装在汽车上。
在第三实施方式中，其他零件与上述的第一实施方式的零件相似，因此在这里略去了对它们详细解释。
第四实施方式本发明第四实施方式将参考图10进行具体说明。在第四实施方式中，旋转风门27的结构和脚部出口24的结构与上述第三实施方式的旋转风门27和脚部出口24相似。然而，在第四实施方式中，与上述本发明第二实施方式相似的是，加热器芯15的上端部分向汽车前部倾斜。也就是说，在第四实施方式中，综合了第二实施方式的主要特征和第三实施方式的主要特征。正是在这种情况下，得到了上述实施方式的优点。
第五实施方式本发明第五实施方式将参考图11-13进行具体说明。在第五实施方式中，面部出口25和除霜出口26通过旋转风门27的圆周壁表面27a打开和关闭，脚部出口24通过侧板部分27b打开和关闭。
在第五实施方式中，与上述的实施方式相比脚部出口24设置的位置改变了。在第五实施方式中，左右脚部出口24分别位于空气调节装置10的空气调节箱11的左右两侧壁面的上部位置。因此，两个脚部出口24位于空气调节箱11内旋转风门27的左右两个侧面。在第五实施方式中，每个脚部出口24的形状都是近似梯形。当然脚部出口24的形状也可以变成其他形状。
脚部连通孔27p位于旋转风门27的左右侧板部分27b上，其形状与脚部出口24的形状保持一致，半径位置与脚部出口24保持一致。因此，当旋转风门27旋转到脚部连通孔27p与脚部出口24连通的位置时，脚部出口24就打开。当脚部出口24通过旋转风门27的脚部连通孔27p打开时，调节的空气(暖空气)就通过脚部出口24吹向乘客车厢左右座位侧边的脚部区域。
正是在本发明的第五实施方式中，在旋转风门27的上游端，旋转风门27的外径大于最大通道尺寸L。在第五实施方式中，例如，旋转风门27的外径大约是最大通道尺寸L的1.12倍。因此，用于打开和关闭三个开口24-26的旋转风门27的操作角θ可以减小到65°左右。
在第五实施方式中，脚部出口24通过旋转风门27的侧板27b打开和关闭，圆周壁表面27a仅打开和关闭面部出口25和除霜出口26。具体地说，面部出口25或除霜出口26只有当旋转风门27的圆周壁表面27a不正对面部出口25或除霜出口26时才被打开。因此，旋转风门27的圆周壁表面27a的圆周长制作得更小。
当面部出口设置成如图11所示时，除霜出口26通过旋转风门27的圆周壁表面27a关闭，脚部出口24通过旋转风门27的侧板部分27b关闭。在这种情况下，旋转风门27的圆周壁表面27a不正对面部出口25，所以面部出口25打开。在第五实施方式中，弹性密封件通过粘接附着在侧板部分27b的表面上，并正对着空气调节箱11的左右侧壁面。因此，附着在每个侧板部分27b上的弹性密封件都与脚部出口24附近的空气调节箱11的每个侧壁面相接触。所以，它可以防止当脚部出口24通过侧板部分27b关闭时，空气从脚部出口24泄漏出去。
当除霜模式设置为如图13所示的情况时，面部出口25通过旋转风门27的圆周壁表面27a关闭，脚部出口24通过侧板部分27b关闭。在这种情况下，旋转风门27的圆周壁表面27a不正对除霜出口26，所以除霜出口26打开。
此外，当脚部出口24设置为如图12所示的情况时，面部出口25和除霜出口26通过旋转风门27的圆周壁表面27a关闭，脚部出口24通过旋转风门27的侧板部分27b的脚部连通孔27p打开。
正是在第五实施方式中，当旋转风门27旋转到图11和图12所示位置之间的中间位置时，即设置为双功能模式。当旋转风门27旋转到图12和图13所示位置之间的中间位置时，就设定了脚部/除霜模式。
根据本发明的第五实施方式，在汽车宽度方向上，空气调节箱11的左右侧壁面上的脚部出口25通过旋转风门27的侧板部分27b的旋转打开和关闭。因此，没有必要如上述第一实施方式描述的那样使脚部空气通道24a伸向汽车后部。因此，可以减小沿汽车前后方向上空气调节装置10的尺寸。
第六实施方式本发明第六实施方式将参考图14和图15进行具体说明。在有导航设备的汽车中，导航设备通常安装在与空气调节装置10的面部出口25相连接的面部导管设置的位置上，这样就引起面部导管和导航设备之间的干涉。因此，在具有导航设备的车辆里，为防止面部导管和导航设备之间的干涉，与没有导航设备的汽车相比，空气调节装置10的面部出口26设置的位置就要从沿汽车前后方向接近中心的位置移到汽车后部。另一方面，在空调器制造厂，当根据导航设备的安装状态不同而设计不同的空气调节装置10时，空气调节装置10的生产成本增加。
考虑到上述问题，在第六实施方式中，改变了空气调节装置10的开口24-26的设置位置，以便控制空气调节装置10的生产成本。图15是显示第六实施方式为具有导航设备30的汽车设计的空气调节装置10。图14是显示第六实施方式为不具有导航设备30的汽车设计的空气调节装置10。在本发明的第六实施方式中，加热器芯15设置在旋转轴28的下部、旋转风门27的外径D范围之内、旋转风门27的旋转轨迹之外的位置。
在图14和图15中，旋转风门27的实线位置是面部模式的旋转位置，也是旋转风门27顺时针旋转的最大位置。另一方面，在图14和图15中旋转风门27的点划线位置是除霜模式时的旋转位置，也是旋转风门27逆时针旋转的最大位置。因此，在图14和图15中旋转风门27在实线位置和点划线位置之间旋转。面部导管25a与面部出口25连接，除霜导管26a与除霜出口26连接。
在第六实施方式中，因为加热器芯15设置在旋转风门27的旋转轨迹之外的位置，所以即使当加热器芯15保持在同样的状态时，旋转风门27的旋转操作范围也可以变化。具体地说，在图15中，空气调节箱11中旋转风门27的旋转操作范围相对图14所示的位置逆时针旋转了45°。因此，图15所示模式转换部分22的脚部出口24、面部出口25和除霜出口26的开口位置相对图14所示的开口位置也逆时针旋转了45°。
因此，在图15中，面部出口25和面部导管25a的位置从图14所示沿汽车前后方向接近中心的位置移到汽车后部。因此，如图15所示，可以防止导航设备和面部导管25a之间的干涉。
在本发明的第六实施方式中，改变了模式转换部分22的开口24-26的设置位置，而其他主要零件如蒸发器14，加热器芯15，空气混合风门18和旋转风门27的设置布局没有变化。因此，可以改变模式转换部分22的设置，而其他主要零件采用通常方式，从而减少了生产成本。
加热器芯15的设置是为了防止旋转风门27和加热器芯15之间的干涉，所以加热器芯15的进口箱和出口箱部分15a、15b没有伸出到旋转风门27的外径D范围之外。在第六实施方式中，省略了上述实施方式中对冷空气导向壁面21的说明，冷空气旁路通道17是由空气调节箱11提供的。
正是在本发明的第六实施方式中，在旋转风门27的上游端，旋转风门27的外径大于最大通道尺寸L以减小空气调节装置10的尺寸。例如，在第六实施方式中，外径D几乎是最大通道尺寸L的1.3倍(D≈L×1.3)。
虽然本发明通过优选实施方式参考相应的附图进行了全面的说明，但是，应当认为本领域的熟练技术人员显然可能在此基础上做出各种变化和更改。
例如，在上述的实施方式中，本发明通常用于通过调节流过加热器芯15芯部分15c的空气量与流过冷空气旁路通道17的空气量的流量比，来调节用于汽车空调器吹进乘客车厢的空气温度。当然，本发明也适用于汽车空调器是通过调节流过加热器芯15的热水的流量或温度来调节吹进乘客车厢内空气的温度。
在上述本发明实施方式中，在旋转风门27的上游端水平方向的旋转风门27的外径大于最大通道尺寸L。根据本发明发明者的实验，即使当旋转风门27的外径小于最大通道尺寸L时，当旋转风门27的外径等于或大于L×0.8时，也可以有效地减小空气调节装置10的高度尺寸。
在上述本发明的第一到第五实施方式中，通过加热器芯15布局的变化或空气调节箱11外形的变化，可以将冷空气导向壁面21省略。在这种情况下，冷空气旁路通道17可以由空气调节箱11提供。类似的，暖空气导向壁面20也可以省略。此外，当通过调节流过加热器芯15的热水的流量或温度调节吹进乘客车厢空气的温度时，两个导向壁面20，21都可以省略。
应当理解，这种变化和更改将落入本发明权利要求所限定的范围之内。
权利要求
1.一种用于具有乘客车厢的汽车空调器，空调器包括限定空气流向乘客车厢的空气通道的空气调节箱(11)，空气调节箱具有多个出口部分(24-26)，空气通过多个出口部分吹向乘客车厢的不同区域；具有至少一个用于加热空气的加热热交换器(15)的热交换部分(13)，热交换部分设置在空气调节箱中；以及旋转风门(27)，其设置在空气调节箱中热交换器部分的上部以在空气调节箱中的旋转空间(29)的范围内旋转，旋转风门具有可以绕旋转轴(28)旋转以便打开和关闭出口部分的圆周壁表面(27a)；其中在空气调节箱中的旋转空间设置为从加热热交换器的上面部分延伸至加热热交换器的侧面部分的位置。
2.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于加热热交换器设置在空气调节箱中与水平面相交的方向。
3.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于旋转风门的旋转空间设置成延伸到接近加热热交换器下端部分的位置。
4.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于出口部分设置成沿汽车前后方向在空气调节箱上表面彼此临接；旋转风门设置成沿汽车前后方向旋转；以及旋转空间设置为从加热热交换器的上面部分延伸到加热热交换器的汽车后侧部分的位置。
5.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于加热热交换器近似垂直设置。
6.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于加热热交换器倾斜于垂直方向与水平方向之间。
7.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于出口部分包括脚部出口(24)，空气通过它吹向乘客车厢的下部，面部出口(25)，空气通过它吹向乘客车厢的上部，除霜出口(26)，空气通过它吹向汽车挡风玻璃的内表面；旋转风门还包括置于圆周壁表面(27a)的半径内侧面并随圆周壁表面27a整体旋转的平板风门部件(27i，27k，27j)；和旋转风门设置成面部出口和除霜出口由圆周壁表面打开和关闭，脚部出口由平板风门部件打开和关闭。
8.根据权利要求7所述的空调器，其特征在于平板风门部件位于沿旋转风门的旋转方向上圆周壁表面的侧部。
9.根据权利要求7所述的空调器，其特征在于旋转风门还包括在旋转轴轴向两端侧部与圆周壁表面和旋转轴连接的两个侧板(27b)；旋转风门的旋转方向上的平板风门部件的一端具有与其中一个侧板连接并随着圆周壁表面整体旋转以打开和关闭脚部出口的第一平板风门(27j)；旋转风门的旋转方向上的平板风门部件的另一端具有用于打开和关闭脚部出口的第二平板风门(27i)；以及第一平板风门和第二平板风门通过穿过脚部出口的连接部分(27k)连接起来。
10.根据权利要求1至9中任何一项所述的空调器，其特征在于在垂直于旋转轴轴向的旋转风门的上游端，空气调节箱具有最大通道尺寸(L)；以及旋转风门的外径(D)等于或大于最大通道尺寸的0.8倍。
11.根据权利要求1至9中任何一项所述的空调器，其特征在于在垂直于旋转轴轴向的旋转风门的上游端，空气调节箱具有最大通道尺寸(L)；以及旋转风门的外径(D)大于最大通道尺寸。
12.根据权利要求1至9中任何一项所述的空调器，其特征在于加热热交换器置于空气调节箱中并形成冷空气旁路通道(17)，空气通过它旁路绕过加热热交换器；空气调节箱包括冷空气导向壁面(21)，其将空气通过冷空气旁路通道导向到加热热交换器的上部；以及旋转轴(28)置于冷空气导向壁面顶端的下部。
13.根据权利要求12所述的空调器，其特征在于空气调节箱还包括暖空气导向壁面(20)以将空气通过加热热交换器导向到加热热交换器的上部；以及旋转轴(28)置于暖空气导向壁面顶端的下部。
14.根据权利要求13所述的空调器，其特征在于旋转空间延伸到低于冷空气导向壁面和暖空气导向壁面顶端的下部。
15.根据权利要求1所述的空调器，其特征在于出口部分包括脚部出口(24)，空气通过它吹向乘客车厢的下部，面部出口(25)，空气通过它吹向乘客车厢的上部，以及除霜出口(26)，空气通过它吹向汽车挡风玻璃的内表面；旋转风门还包括在旋转轴两端侧部与圆周壁表面和旋转轴连接的两个侧板(27b)；和旋转风门设置成面部出口(24)和除霜出口(26)由圆周壁表面(27a)打开和关闭，脚部出口由侧板(27b)打开和关闭。
16.一种用于具有乘客车厢的汽车空调器，空调器包括限定空气通道的空气调节箱(11)，空气通过空气通道吹进乘客车厢，空气调节箱具有多个出口部分(24-26)，空气通过多个出口部分吹向乘客车厢的不同区域；用于实现空气热交换的热交换部分(13)，热交换部分置于空气调节箱中；以及旋转风门(27)，其置于空气调节箱中热交换部分的下游端，旋转风门具有可以绕旋转轴(28)旋转以便打开和关闭开口的圆周壁表面(27a)，其中空气调节箱在旋转风门的上游端并垂直于旋转轴轴向的方向上具有最大的通道尺寸(L)；以及旋转风门具有等于或大于最大通道尺寸(L)0.8倍的外径(D)。
17.根据权利要求16所述的空调器，其特征在于旋转风门的外径(D)大于最大通道尺寸。
18.根据权利要求16至17中任何一项所述的空调器，其特征在于旋转风门置于热交换部分的上部；热交换部分包括至少一个用于加热空气的加热热交换器(15)；以及加热热交换器置于空气箱中旋转风门外径范围之内，位于旋转轴下部并偏离旋转风门旋转轨迹的位置。
19.根据权利要求16至17中任何一项所述的空调器，其特征在于旋转风门置于热交换部分的上部；和旋转轴置于与热交换部分上端部分邻接的位置。
20.根据权利要求16至17中任何一项所述的空调器，其特征在于热交换部分包括用于加热空气的加热热交换器(15)；加热热交换器置于空气箱中并形成冷空气旁路通道(17)，空气通过它旁路绕过加热热交换器；空气调节箱包括导向壁面(20，21)，其将通过冷空气旁路通道到达加热热交换器上部的空气和通过加热热交换器的空气中的至少一部空气导向加热热交换器上部；和旋转轴(28)置于导向壁面顶端的下部。
21.一种用于具有乘客车厢的汽车空调器，空调器包括限定空气通道的空气调节箱(11)，空气通过空气通道吹进乘客车厢，空气调节箱具有多个出口部分(24-26)，通过多个出口部分空气吹向乘客车厢的不同区域；用于实现空气热交换的热交换部分(13)，热交换部分置于空气调节箱中；以及旋转风门(27)，其置于空气调节箱中热交换部分上部的热交换部分的下游端，旋转风门具有绕旋转轴(28)旋转以便打开和关闭出口部分(24-26)的圆周壁表面(27a)，其中热交换部分具有用于加热空气的加热热交换器(15)；加热热交换器置于空气箱中并形成冷空气旁路通道(17)，空气通过它旁路绕过加热热交换器；空气调节箱包括导向壁面(20，21)，其将通过冷空气旁路通道到达加热热交换器上部的空气和通过加热热交换器的空气中的至少一部空气导向加热热交换器上部；和旋转轴(28)置于导向壁面顶端的下部。
22.根据权利要求21所述的空调器，其特征在于出口部分(24-26)位于空气调节箱的上端表面；空气调节箱中具有旋转空间(29)，其中圆周壁表面(27a)以预设的旋转角度旋转；以及旋转空间延伸到低于导向壁面顶端的下端。
23.根据权利要求21至22中任何一项所述的空调器，其特征在于出口部分包括脚部出口(24)，空气通过它吹向乘客车厢的下部，面部出口25，空气通过它吹向乘客车厢的上部，除霜出口26，空气通过它吹向汽车挡风玻璃的内表面；旋转风门还包括在旋转轴两端侧部与圆周壁表面和旋转轴连接的两个侧板(27b)；以及旋转风门设置成面部出口和除霜出口由圆周壁表面(27a)打开和关闭，脚部出口由侧板打开和关闭。
全文摘要
在汽车空调器的空气调节装置中，空气出口模式转换部分(22)设置在热交换部分(13)的上部，包括至少一个用于加热空气的加热热交换器(15)。空气出口模式转换部分(22)包括绕旋转轴旋转的旋转风门(27)，旋转风门包括用于打开和关闭多个空气出口(24－26)的圆周壁表面(27a)，空气通过这些空气出口吹向乘客车厢的不同区域。另外，加热热交换器置于横截水平面的位置，旋转风门的旋转空间设置为从加热热交换器的上部延伸到加热热交换器的侧面部分的位置，因此，减小了空气调节装置的尺寸。
文档编号B60H1/00GK1425574SQ02152469
公开日2003年6月25日 申请日期2002年12月3日 优先权日2001年12月11日
发明者永田修, 后藤良宽, 稻垣一马 申请人:株式会社电装