本发明涉及一种用于机动车辆的加热和空调设施。所述加热和空调设施包括：具有一个或多个空气出口的壳体、至少一个传热器和/或加热器，所述一个/多个传热器和/或加热器设置在壳体中，并且热空气路径伸展穿过所述一个/多个传热器和/或加热器，使得流动经过所述热空气路径的空气在经过传热器和/或加热器时被加热。此外，加热和空调设施包括：热空气通道，所述热空气通道具有热空气流入口和热空气通道流出口，所述热空气通道设置在传热器和/或加热器下游，以便将热空气的子空气流从热空气路径导向空气出口中的一个；以及可围绕旋转轴线旋转的模式-控制活门，所述模式-控制活门流体连接在热空气通道下游，并且通过所述模式-控制活门能够选择性地完全或者部分地打开空气出口，并且在关闭状态中能够部分地或者完全地关闭空气出口。
背景技术：
热空气通道通常将热空气提供给空调设施的一个或多个出口。出自热空气通道的空气通常不根据流向被供给的出口的、与模式相关的空气量来调节。这就是说，当模式改变时，通过热空气通道传导的热空气的量不改变。这导致如下问题：在具有少量分流空气的模式中，相应的出口变得过热。
热空气通道例如将热空气提供给加热和空调设施的除霜出口，以便给挡风玻璃除冰。通过热空气通道传导的热空气的量通过热空气通道的横截面来确定并且必须被设置到如下值上，所述值确保：即使在最不利的情况下也将足够的热空气传输给出口、通常传输给除霜出口。这通常适用于除霜模式，其中需要大量的空气来进行解冻，但是也需要朝向地板的方向的类似量的空气并且可能需要朝向仪表板的方向的少量的空气。如果除霜出口根据模式、例如在放脚空间模式中仅具有小的开口横截面，那么除霜出口变得过热，因为出自热空气通道的空气不对应于流向除霜出口的普遍减小的空气量减小。
从现有技术中已知空调设备中的热空气通道的大量不同的设置方式。de10127339a1描述了一种加热、通风和/或空调设施，尤其用于具有配电箱的机动车辆的加热、通风和/或空调设施，在所述配电箱中可以限定至少两个通向混合区的空气流动路径，并且所述配电箱具有至少两个输出端，其中至少一个输出端能够被供给出自混合区的空气。在此，所述设备包括流体连接在混合区下游的装置，所述装置减少、尤其基本上排除从混合区离开的空气相对于沿着另一方向运动的空气的交互作用，其方式是：例如构成相应的通道状的穿通部，所述穿通部允许空气流互不干扰地交叉。例如，在加热、通风和/或空调设备中也能够设有如下装置：所述装置实现从可限定的流动路径中的一个流动路径处将空气分流，以便提供沿着与离开混合区的空气不同的方向运动的空气。该装置能够提供选择性的和/或可调节的分流。由此，例如可行的是，将热空气从流动路径中分流，所述热空气设置用于引导至挡风玻璃，其中剩余部分的热空气能够被输送给混合区。
在de19649512a1中描述一种用于车辆的加热或者空调设施，其由壳体构成，所述壳体具有：流入口，新鲜空气和/或循环空气可作为输入空气通过所述流入口输送；热空气通道，在所述热空气通道中设置有加热体；冷空气通道；混合室，在所述混合室中，通过热空气通道传导的热空气流和通过冷空气通道传导的冷空气流混合；多个流出口，混合的空气流通过所述流出口传导至相应的出口喷嘴；空气控制元件，所述空气控制元件用于控制热空气通道内部的、冷空气通道内部的以及流出口内部的空气流量；和用于将子空气流引导至流出口的附加的通道。在此，附加的通道构成为，使得该通道可通过与流出口中的一个(除霜器流出口)相关联的空气控制元件(除霜器活门)封闭。附加的通道能够构成为通道延展部，所述通道延展部从热空气通道的流出区域直接延伸到除霜器活门的区域中。
de102007013432a1描述一种用于机动车辆的空调设备的热空气通道，所述热空气通道能够具有不同的空气出口，其中热空气通道包括至少一个热空气流入口以及至少一个热空气通道流出口，经由所述热空气流入口能够接收热空气，经由所述热空气通道流出口能够将热空气输出给空调设备的空气出口。在此，至少一个分隔片设置在至少一个热空气通道流出口的上方，使得热空气通道流出口至少被划分为第一流出口区域和第二流出口区域。此外，经由热空气通道的至少一个热空气流入口，在热交换器的区域中接收经由各个流出口区域离开热空气通道的热空气，由此，经由热空气通道流出口离开热空气通道的热空气被划分为至少两个热空气子流，所述子流分别为空调设备的相关联的空气出口供给热空气。
然而，当模式改变时，穿过热空气通道的热空气的量不变。这引起下述问题：在具有少量的分流空气的工作模式中，相应的出口会变得过热。对于这种问题的目前的解决方案在于：热空气通道外部的空气以如下方式引导至出口，所述方式能够实现：根据模式实现冷空气和热空气之间的适宜的混合。(最近的现有技术)。
技术实现要素：
本发明所基于的目的是，改进以出自独立的热空气通道的空气供给的出口的温度特性。
本发明的目的通过一种加热和空调设施实现，其包括：壳体，所述壳体具有一个或多个空气出口；至少一个传热器和/或加热器，一个/多个所述传热器和/或加热器设置在所述壳体中，和/或热空气路径伸展经过一个/多个所述传热器和/或加热器，使得流动经过所述热空气路径的空气在经过所述传热器和/或加热器时被加热；具有热空气流入口和热空气通道流出口的热空气通道，所述热空气通道设置在所述传热器和/或加热器下游，以便将出自所述热空气路径的热空气的子空气流传导至所述空气出口中的一个空气出口；以及能够围绕旋转轴线旋转的模式-控制活门，所述模式-控制活门流体连接在所述热空气通道下游，并且通过所述模式-控制活门能够选择性地完全或者部分地打开至少一个所述空气出口，并且在关闭状态下部分地或者完全地关闭至少一个所述空气出口，其特征在于，所述模式-控制活门和所述热空气通道设置为，使得所述模式-控制活门同时构成为用于离开所述热空气通道流出口的空气量的控制活门，并且所述模式-控制活门在其朝向所述热空气通道流出口的一侧上具有两个彼此间隔开的侧面区段，所述侧面区段构成、定位并且定向为，使得所述侧面区段在所述模式-控制活门的整个调节区域上在所述热空气通道流出口的区域中阻止空气平行于所述旋转轴线流出和流入。改进方案在实施方式中说明。
根据本发明设计的用于机动车辆的加热和空调设施包括：
·具有一个或多个空气出口的壳体，
·至少一个传热器和/或加热器，所述一个/多个传热器和/或加热器设置在壳体中，并且热空气路径伸展穿过所述一个/多个传热器和/或加热器，使得流动经过热空气路径的空气在经过传热器和/或加热器时被加热，
·热空气通道，所述热空气通道具有热空气流入口和热空气通道流出口，所述热空气通道设置在传热器和/或加热器下游，以便将热空气的子空气流从热空气路径传导至空气出口中的一个，以及
·能够围绕旋转轴线旋转的模式-控制活门，所述模式-控制活门流体连接在热空气通道下游，并且通过所述模式-控制活门，至少一个空气出口能够选择性地完全或者部分地打开并且在关闭状态中部分地或者完全地关闭。
模式-控制活门和热空气通道设置为，使得模式-控制活门同时构成为用于离开热空气通道流出口的空气量的控制活门。根据本发明，模式-控制活门在其朝向热空气通道流出口的一侧、即内侧上具有两个彼此间隔开的侧面区段，所述侧面区段构成、定位并且定向为，使得所述侧面区段在模式-控制活门的整个调节区域上在热空气通道流出口的区域中阻止空气平行于旋转轴线的流出和流入。由此，侧面区段不仅阻止热空气从热空气通道中平行于旋转轴线流出，而且阻止冷空气平行于旋转轴线流入到热空气通道流出口的区域中。如果冷空气已经平行于旋转轴线流入到热空气通道流出口的区域中，那么可能会妨碍热空气从热空气通道流出口流出并且在最坏的情况下可能甚至会阻止热空气从热空气通道流出口流出，所述流出基本上垂直于旋转轴线进行。
根据本发明的设计方案，由此空气出口的模式-控制活门和热空气通道流出口构成并且设置为，使得模式-控制活门能够控制离开通向相应的出口的热空气通道的空气量。本发明的优点在于：由此也可根据模式来控制能够用出自热空气通道的空气供给的出口的温度。本发明是模式-控制活门结合热空气通道的优化方案，由此能够改进加热和空调设施的温度分层功能。本发明的特征能够容易地并且在没有大的额外成本的情况下执行。
对于当前的根据本发明的解决方案存在两个不同的优选的实施方式。在这两个实施方式中，优选圆弧段状构成的区段在模式门上防止热空气平行于旋转轴线流出。如已经提及的那样，这适用于模式-控制活门的整个调节区域。相应地设计热空气通道的出口。
根据一个有利的实施方式，在关闭状态中，热空气通道流出口沿着一个方向从模式-控制活门的旋转轴线延伸直至用于支承所述模式-控制活门的相对置的密封棱边。在此，热空气通道的热空气通道流出口优选在模式-控制活门的旋转轴线和壳体的壳体壁之间延伸。模式-控制活门的区段优选定位并且定向为，使得所述区段在模式-控制活门旋转运动时在热空气通道外部伸展经过热空气通道的垂直于旋转轴线取向的、彼此相对置的侧壁。
根据第二优选的实施方式，热空气通道流出口沿着热空气通道的垂直于旋转轴线取向的、彼此相对置的侧壁从壳体的第一壳体侧延伸直至相对置的第二壳体侧。在此，侧面区段在模式-控制活门上安置和定位为，使得所述侧面区段在模式-控制活门围绕旋转轴线旋转运动时运动到热空气通道的位于热空气通道流出口处的侧壁中的切口中，其中所述切口与侧面区段分别互补地成形。这例如能够实现为，使得侧面区段圆弧段状地构成，并且热空气通道的位于热空气通道流出口处的侧壁中的互补的切口半月形地构成，并且所述圆弧段在模式-控制活门旋转运动时运动到切口中。
模式-控制活门和/或热空气通道能够具有一个或多个凹槽，和/或在关闭状态中，能够在热空气通道流出口和模式-控制活门之间设有小的间距，这分别引起：即使在模式-控制活门的关闭状态中，热空气通道流出口也不完全封闭。根据本发明的设计方案即使在模式-控制活门封闭时由于凹槽或在热空气通道流出口和模式-控制活门之间的间距也以持续的通风方式运转。由此不需要完全地关闭热空气通道。
根据本发明的一个设计方案，在热空气通道处构成有至少一个导向板，所述导向板引导出自热空气通道的空气流的一部分绕过模式-控制活门。
根据本发明的另一设计方案，在热空气通道处的这两个侧面区段之间的中间空间设有填充部。作为替选方案，在两个相邻的侧面区段之间的中间空间也能够通过在模式-控制活门的相对置的侧上的凹部填满。
优选的是，设有用于为除霜出口供给热空气的热空气通道。也就是说，模式-控制活门在这种情况下是除霜器活门。
附图说明
本发明的设计方案的其他细节、特征和优点从下面的参照相应的附图对实施例的描述中得出。附图示出：
图1示出根据现有技术的具有热空气通道的加热和空调设施，
图2示出根据本发明的具有热空气通道和模式-控制活门的加热和空调设施的一个子区域，
图3示出根据一个实施例的根据本发明的加热和空调设施的一个子区域，其中热空气通道可通过模式-控制活门不完全地封闭。
图4示出根据本发明的具有热空气通道、模式-控制活门以及导向板的加热和空调设施的一个子区域，
图5示出根据本发明的具有模式-控制活门的加热和空调设施的一个子区域，所述模式-控制活门具有被填充的空腔(也可通过在模式-控制活门的另一侧上的凹部实现)，
图6示出具有与温度活门的位置相关的温度变化曲线的图表，所述温度变化曲线已经在根据现有技术的装置中的除霜-脚部-模式中获得，
图7示出具有与温度活门的位置相关的温度变化曲线的图表，所述温度变化曲线已经在根据现有技术的装置中的脚部-模式中获得，
图8示出具有与温度活门的位置相关的温度变化曲线的图表，所述温度变化曲线已经在根据本发明的装置中的除霜-脚部-模式中获得，以及
图9示出具有与温度活门的位置相关的温度变化曲线的图表，所述温度变化曲线已经在根据本发明的装置中的脚部-模式中获得。
具体实施方式
图1示出根据现有技术的加热和空调设施1。所述加热和空调设施包括壳体2，所述壳体具有一个空气入口和三个空气出口3、4、5。在图1中示意性地示出除霜出口3、仪表板出口4以及放脚空间出口5。流入的空气被引导经过蒸发器6，其中空气被冷却。传热器7流体连接在蒸发器6下游，预先通过蒸发器6被冷却的空气的一部分流动经过所述传热器。被冷却的空气的另一部分不引导经过传热器7，而是引导绕过所述传热器。换言之，热空气路径经过传热器7朝向空气出口3、4、5的方向伸展，并且冷空气路径绕过所述传热器直接朝向空气出口3、4、5的方向伸展。
在壳体2内部放置有独立的热空气通道8，所述热空气通道具有热空气通道流入口9和热空气通道流出口10，所述热空气通道设置在传热器7下游并且将出自热空气路径的子空气流朝向除霜出口3的方向引导。
在图1中示出作为操作模式的脚部模式。在此，除霜出口3通过作为模式-控制活门的除霜器-旋转活门11几乎关闭。在这种情况下，热空气通道8通常提供在另一模式(例如除霜-脚部-模式)中所需的相同的热空气量，对于所述另一模式而言需要极其多的出自热空气通道8的热空气。因此，在除霜出口3处的温度在脚部模式中可能是过高的，在所述脚部模式中在挡风玻璃处不需要热空气。为了调节温度，设有用于调节空气流的机构12、如在壳体2和温度活门14以及模式-控制活门11处的导向板13，以便将冷空气带向相关的、待变热的出口的方向，在这种情况下即除霜出口3。这是非常耗费的，因为这些措施也影响其它模式。
对于根据本发明的加热和空调设施而言，尤其对于包括模式-控制活门和热空气通道的装置而言，存在多个实施例，所述热空气通道朝向出口中的一个出口的方向提供热空气。借助于这些实施方式，能够根据模式-控制活门11控制来自热空气通道流出口10的热空气的量。
图2示出加热和空调设备的壳体2的子区域1a的第一实施例，所述子区域包括热空气通道8和根据本发明构成的模式-控制活门15。模式-控制活门15以能够围绕旋转轴线16旋转运动的方式构成，其中根据图2的模式-控制活门的门扇在旋转轴线16的两侧具有两个部段15a、15b。在所示出的实施方式中，热空气通道流出口10沿着一个方向从模式-控制活门15的旋转轴线16延伸直至热空气通道的位于壳体2的壳体壁2a的区域中的相对置的密封边缘17，所述密封边缘用于在关闭状态中支承模式-控制活门。此外，在模式-控制活门15上安置有两个圆弧段状的侧面区段18，其中所述侧面区段18在模式-控制活门15上定位为，使得所述侧面区段在模式-控制活门15旋转运动时在热空气通道外部绕过热空气通道8的两个相对置的、在热空气通道处垂直于旋转轴线16取向的侧壁8a、8b。圆弧段状的侧面区段18径向地分别从旋转轴线16的区域延伸直至模式-控制活门15的外棱边。模式-控制活门15的这两个侧面区段18即使在热空气通道流出口10处的模式-控制活门15打开的情况下也在热空气通道8的两个相对置的侧壁8a、8b的区域中防止空气平行于旋转轴线16流动。在图2中示出的装置能够实现对横截面的调节，所述横截面确定离开热空气通道8的热空气的量。热空气通道8的宽度根据所需要的热空气流的量来调节。
在图3中示意性地示出根据本发明的加热和空调设施1的壳体2的子区域的第二实施例，所述子区域包括热空气通道8和具有圆弧段状的侧面区段18的模式-控制活门15。在其他方面结构上相同的装置中，相对于在图2中示出的实施方式，存在如下区别：模式-控制活门15的门扇具有直角的凹槽19，所述直角的凹槽引起：即使在模式-控制活门的关闭状态中在模式-控制活门15支承在热空气通道8的密封面上的情况下，热空气通道流出口10也是不完全地关闭的。
模式-控制活门、即除霜器活门和热空气通道的根据本发明的组合的其他实施例在图4和5中示出，图4和5分别示出加热和空调设施的子区域1a。在这些实施方案变型形式中，热空气通道流出口10在未示出的壳体中从一个壳体壁伸展直至与其相对置的壳体壁。
在此，图4和5分别示出如下装置：所述装置具有热空气通道8和各一个配属于其的模式-控制活门15，所述模式-控制活门具有两个侧面区段18。与在图2和3中所示出的实施方式的区别在于，圆弧段状的侧面区段18在模式-控制活门15处安置和定位为，使得所述侧面区段在模式-控制活门15旋转运动时不绕过热空气通道8，而是在如下区域中运动到热空气通道8的侧壁8a、8b中，所述区域位于相对于侧面区段的相应的圆弧区域互补地成形的半月形的切口20上方。相对置的、未示出的壳体壁平行于模式-控制活门15的旋转轴线16取向。
在根据图4和5的这两个实施方式中，在热空气通道8处分别构成有导向板21，所述导向板引导出自热空气通道8的空气流的一部分绕过模式-控制活门15。附加地，在根据图5的实施方式中，在热空气通道8处的这两个侧面区段18之间的中间空间设有填充部22。替选于填充部，在两个相邻的侧面区段18之间的中间空间也能够通过模式-控制活门的门扇的相对置的一侧上的凹部填满。
在所有在上文中描述的实施方式中，离开热空气通道8的空气量能够通过调节作为模式-控制活门15的除霜器活门来控制从而能够根据对操作模式的调节来控制。
如也从在图4和5中所描述的实例中可见的那样，模式-控制活门15完全地关闭热空气通道8对于本发明而言是无关紧要。因此，在关闭状态下也能够设有凹槽或者在热空气通道流出口10和模式-控制活门15之间设有小的间距。特别地，在关闭状态下，能够在相应的热空气通道流出口10和模式-控制活门15之间构成小的中间空间23。在图4和5中，这种中间空间23例如以热空气通道流出口10的密封边缘7处的凹槽23的形式构成，所述密封边缘用于支承模式-控制活门15。
特别地，在除霜-脚部-模式和脚部-模式之间进行比较的情况下示出本发明的优点。所述分析已经根据计算流体动力学(cfd)的方法来执行。
在图6和7中示出的温度变化曲线从根据现有技术的具有模式-控制活门和热空气通道的装置中得悉，所述温度变化曲线已经根据温度活门的位置获得。
在此，图6示出与温度活门的位置相关的温度变化曲线，所述温度变化曲线已经在除霜-脚部-模式中获得。图7示出与温度活门的位置相关的温度变化曲线，所述温度变化曲线已经在脚部-模式中获得。
在图8和图9中示出的温度变化曲线从根据本发明的具有模式-控制活门和热空气通道的装置得悉，所述温度变化曲线已经根据温度活门的位置获得。
在此，图8示出与温度活门的位置相关的温度变化曲线，所述温度变化曲线已经在除霜-脚部-模式中获得。图9示出与温度活门的位置相关的温度变化曲线，所述温度变化曲线已经在脚部-模式中获得。
尤其在图7和图9中的曲线的比较对于根据本发明的装置示出在脚部-模式中在温度提高的情况下有明显的改进。这就是说，图9示出：在根据本发明的装置中，在脚部-模式中，在温度活门打开的情况下，除霜出口处的温度不再如在根据现有技术的装置中那样急剧地提高，如其在图7中可见的那样。以这种方式可以实现：能够根据模式控制除霜出口的温度。
附图标记列表
1加热和空调设施
1a加热和空调设施的子区域
2壳体
2a壳体壁
3除霜出口，空气出口
4仪表板出口，空气出口
5放脚空间出口，空气出口
6蒸发器
7传热器
8热空气通道
8a热空气通道8的侧壁
8b热空气通道8的侧壁
9热空气通道流入口
10热空气通道流出口
11模式-控制活门，除霜器-旋转活门(现有技术)
12用于调节空气流的机构
13导向板
14温度活门
15模式-控制活门(位于热空气通道流出口处)
15a模式-控制活门的门扇的部段
15b模式-控制活门的门扇的部段
16旋转轴线
17密封边缘(用于在关闭状态下支承模式-控制活门)
18侧面区段
19凹槽(在模式-控制活门15中)
20热空气通道在热空气通道流出口处的侧壁中的切口
21导向板
22侧面区段18之间的填充部
23热空气通道8中的凹槽，中间空间