用于汽车的暖通空调装置的制作方法

本申请要求2016年12月14日提交的韩国专利申请第10-2016-0170745号的优先权，该申请的全部内容以引用的方式并入本文用于所有目的。

技术领域

本发明涉及暖通空调(heating,ventilation,and air conditioning，HVAC)装置，更具体地涉及这样的HVAC装置，所述HVAC装置设置在车辆中并且被构造成执行包括对车辆内部制冷、加热和通风的功能。

背景技术：

HVAC装置表示将包括封闭环境中的温度、湿度等条件维持于合适状态的装置。汽车设置有用于制冷、加热和通风的空调。术语“暖通空调(HVAC)装置”表示这样的空调。

这样的HVAC装置通过用于压缩的压缩器、用于冷凝的冷凝器、用于蒸发的蒸发器等反复进行压缩、冷凝、膨胀和蒸发制冷剂的过程从而执行功能。

汽车的常规HVAC装置采用单区控制系统或双区控制系统，所述单区控制系统将车辆整个内部控制于单一温度，所述双区控制系统独立控制驾驶员座椅侧的温度和副驾驶座椅侧的温度。近年来，已经研究和开发了三区控制系统，所述三区控制系统还独立控制车辆后方座椅侧的温度。

图1显示了常规三区控制系统的示例。

常规三区控制系统为单混合类型，其中用于车辆前方座椅和后方座椅的空气穿过一个混合区域。

在目前的HVAC装置中，当由蒸发器11冷却的空气在温度活门13的控制下穿过换热器12时，空气变成暖风，而当由蒸发器冷却的空气不穿过换热器时，空气维持其冷却温度。此外，能够根据温度活门13的打开程度通过允许冷风和热风在混合区域中混合从而将温度控制于希望温度。

穿过混合区域的空气被吹入除霜通风口A、前方座椅面部通风口B、前方座椅脚部通风口C和包括后方座椅面部通风口D和后方座椅脚部通风口E的后方座椅通风口，这些通风口受到各自活门的控制。

然而，由于这种常规HVAC装置的类型是空气通过单个混合区域被吹至所有前方座椅面部通风口、前方座椅脚部通风口和后方座椅通风口，存在的问题是其具有许多弯曲和长“S”形状，因此通道阻力过大。

因此，将空气排至下侧的通风口C、D和E的结构中空气先上升然后下降。

图2、图3和图4显示了根据各个模式的流动路径，其中图2对应于脚部模式，图3对应于面部模式，并且图4对应于除霜模式。

如图2所示，通往前方座椅脚部通风口C、后方座椅面部通风口D和后方座椅脚部通风口E的流动路径由于其具有许多弯曲的“S”形状因此是非常不利的。

此外，如图3所示，通往后方座椅脚部通风口E的流动路径由于较长因此是非常不利的。

此外，如图4所示，朝向窗户通风口A的流动路径由于具有许多弯曲因此也是不利的。

如上所述由于流动路径是不利的，通道阻力变得更高，空气体积减小，并且空调噪声变得更差。

此外，由于可能增加马达的输出从而增加空气体积，车辆的燃料经济不可避免地降低。

另一方面，由于通往后方座椅通风口的流动路径双重横向设置，由于双重流动路径使得厚度t不可避免地增加，这增加了外壳的尺寸和重量。

此外，换热器12设置在比蒸发器11低h的下侧处，这也增加了外壳的尺寸，因此使得车辆总体设计不利。

公开于本发明的背景部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的各个方面提供一种用于汽车的HVAC装置，其优点是通过改进流动路径，使得通道阻力优异，空气体积不减小，空调噪声得以改进，并且外壳的尺寸和重量减小。

本发明的其它目的和优点可以通过如下描述而理解，并且参考本发明的实施方案而变得清楚。同样地，本发明所属领域的技术人员显而易见的是，本发明的目的和优点可以通过要求保护的装置或其组合而实现。

根据本发明的一方面，提供一种用于车辆的HVAC装置，其中内部容积分成上方区域和下方区域，通过上方区域将空气吹至除霜通风口和前方座椅面部通风口，通过下方区域将空气吹至前方座椅脚部通风口和后方座椅通风口。

此外，穿过蒸发器的冷风和穿过换热器的暖风在上方区域和下方区域的每个区域中混合。

此外，在本发明的示例性实施方案中，换热器被构造成加热器。

在平分换热器的高度处形成水平分隔壁。

所述装置进一步包括上方温度活门和下方温度活门，所述上方温度活门设置在上方容积中的换热器的前端部并且被构造成调节空气至换热器的流入，所述下方温度活门设置在下方容积中的换热器的前端部并且被构造成调节空气至换热器的流入。

上方温度活门和下方温度活门被构造成在向上和向下方向上滑动从而打开或关闭通往换热器的流动路径。

在该情况下，当上方温度活门进一步向下移动时上方温度活门变得更靠近换热器。

此外，上方温度活门和下方温度活门的侧面分别形成有弹性引导部，所述弹性引导部被构造成消除温度活门与用于引导温度活门上下移动的引导件之间的空隙。

弹性引导部突出地形成并且具有在其中形成的孔。

此外，在换热器的顶端部和底端部形成用于支撑换热器的分隔壁，并且其中所述装置进一步包括防回流引导件，所述防回流引导件从换热器顶端部的分隔壁向上延伸并且弯曲。

所述装置可以进一步包括防热传导引导件，所述防热传导引导件被构造成与底端部的分隔壁分离形成从而避免换热器的热量传递至下侧。

根据本发明的另一方面，提供一种用于车辆的HVAC装置，其中形成设置有蒸发器和换热器的内部容积，形成水平分隔壁从而将内部容积分成上方区域和下方区域，并且穿过蒸发器的冷风和穿过换热器的暖风独立地在上方区域和下方区域的每个区域中混合，其中所述装置可以包括：上方温度活门，所述上方温度活门设置在上方区域中的换热器的前端部并且被构造成调节空气至换热器的流入；下方温度活门，所述下方温度活门设置在下方区域中的换热器的前端部并且被构造成调节空气至换热器的流入；除霜活门，所述除霜活门被构造成调节空气至除霜通风口的吹动；前方座椅面部活门，所述前方座椅面部活门被构造成调节空气至前方座椅面部通风口的吹动；以及后方座椅活门，所述后方座椅活门被构造成调节空气至后方座椅通风口的吹动。

当上方温度活门进一步向下移动时上方温度活门变得更靠近换热器。

此外，上方温度活门和下方温度活门的侧面分别具有弹性引导部，所述弹性引导部消除温度活门与用于引导温度活门上下移动的引导件之间的空隙，其中弹性引导部突出地形成并且具有在其中形成的孔。

此外，在换热器的顶端部和底端部形成用于支撑换热器的分隔壁，其中所述装置进一步包括防回流引导件和防热传导引导件，所述防回流引导件从换热器顶端部的分隔壁向上延伸并且弯曲，所述防热传导引导件与底端部的分隔壁分离形成并且避免换热器的热量传递至下侧。

根据本发明的用于汽车的HVAC装置，通过形成两个混合区域，流动路径中存在更少的弯曲并且通道阻力可以降低，其结果是可以减少噪声并且车辆的燃料经济性可以提高。

此外，HVAC装置的尺寸可以有效减小，这对车辆总体设计来说是有利的。

通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体描述，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。

附图说明

图1显示了常规HVAC装置的示例；

图2、图3和图4显示了常规HVAC装置中的每个模式的流动路径；

图5是显示根据本发明的示例性实施方案的用于汽车的HVAC装置的横截面的示意图；

图6、图7和图8显示了根据本发明的示例性实施方案的用于汽车的HVAC装置的每个模式的流动路径；

图9是显示根据本发明的示例性实施方案的用于汽车的HVAC装置的效果的图；

图10是根据本发明的示例性实施方案的用于汽车的HVAC装置的各个元件的放大图；

图11是根据本发明的示例性实施方案的用于汽车的HVAC装置和常规技术的HVAC装置获得的空气体积的对比图，其中“VENT”表示前方座椅面部通风口；“FLR”表示前方座椅脚部通风口；“DEF”表示除霜通风口；“RR VENT”表示后方座椅通风口。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，显示了说明本发明的基本原理的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，贯穿附图的多幅图，附图标记涉及本发明的相同或等同的部分。

具体实施方式

下面将详细参考本发明的各个实施方案，这些实施方案的示例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，应当理解本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性具体实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它具体实施方案。

在描述示例性实施方案时，可以简略或省略本领域已知技术的具体描述或重复描述从而避免模糊本发明的主题。

图5是显示根据本发明的示例性实施方案的用于汽车的HVAC装置的横截面的示意图，并且图6、图7和图8显示了根据本发明的示例性实施方案的用于汽车的HVAC装置的每个模式的流动路径。

下文将参考图5、图6、图7和图8描述根据本发明的示例性实施方案的用于汽车的HVAC装置。

通过竖直分隔内部容积从而使上方流动路径和下方流动路径彼此分离并且在上方区域和下方区域中分别形成混合区域并且依次简化流动路径，根据本发明的示例性实施方案的HVAC装置改进了空调性能。此外，还有利于车辆总体设计，因为这样的构造造成减小的外壳尺寸和重量。

根据本发明的示例性实施方案的HVAC装置通过允许由吹风机吹出的空气穿过蒸发器110从而吹冷风，并且通过允许由吹风机吹出的空气经过温度活门141和151以及换热器120从而吹暖风。

在本发明的示例性实施方案中，换热器120被构造成加热器。

此外，为了形成两个混合区域，形成将内部容积分隔成上方区域和下方区域的水平分隔壁130。

因此，通过上方混合区域吹入上方区域的空气被控制从而通过除霜通风口活门161被吹至除霜通风口并且通过前方座椅面部活门162被吹至前方面部通风口。

另一方面，通过下方混合区域吹入下方区域的空气被控制从而通过前方座椅脚部活门163被吹至前方座椅脚部通风口并且通过后方座椅活门164被吹至后方座椅通风口。

为了使上方空气和下方空气经过换热器120，可以在平分换热器120的高度处形成所述水平分隔壁130。

上方温度活门141设置在换热器120的前端部从而控制引入到上侧的空气流入换热器120的程度，而下方温度活门151设置在换热器120的前端部从而控制引入到下侧的空气流入换热器120的程度。

所述温度活门优选被构造成与活门齿轮142和152接合从而以滑动方式打开或关闭。

图6显示了HVAC装置以脚部模式操作的情况的流动路径，其中温度活门打开并且允许空气流入换热器侧。

如图6所示，通过窗户通风口A、前方座椅脚部通风口C、后方座椅面部通风口D和后方座椅脚部通风口E供应热风。

在该情况下，证实通道阻力相比于如图2所示的常规流动路径降低31％。

图7显示了HVAC装置以面部模式操作的情况的流动路径，其中温度活门关闭并且不允许空气流入换热器侧。

如图7所示，冷风被供应至前方座椅面部通风口B和后方座椅面部通风口D。在该情况下，证实通道阻力相比于如图3所示的常规流动路径降低27％。

图8显示了HVAC装置以除霜模式操作的情况的流动路径，其中温度活门打开并且允许空气流入换热器侧。

如图8所示，热风被供应至窗户通风口A。在该情况下，证实通道阻力相比于如图4所示的常规流动路径降低23％。

如上所述，在根据本发明的示例性实施方案的HVAC装置中，由于上方流动路径和下方流动路径分离并且在上方区域和下方区域中分别形成单独的混合区域，因此流动路径简化，通道阻力降低，其结果是噪声性能得以改进并且车辆的燃料经济性升高。

另一方面，换热器120在其顶端部和底端部分别设置有用于支撑换热器120的分隔壁。在该情况下，如图9所示，可以通过区域Y中底端部的分隔壁将热量引入下侧的冷风。

此外，可能存在的问题是换热器120的热量被引入区域X中上侧处的冷风，使得冷却性能变差。

因此，防回流引导件121和防热传导引导件122进一步设置在本发明的HVAC装置的换热器120侧。

防回流引导件121的形状被构造成从换热器120顶端部的分隔壁向上延伸并且弯曲，因此被构造成阻止上侧的冷风与通过换热器120产生的热量混合。

防热传导引导件122以双分隔壁的形式形成，所述双分隔壁与换热器120底端部的分隔壁隔开因此被构造成阻挡换热器120的热量并且避免热量与下侧的冷风混合。

在本发明的应用防回流引导件和防热传导引导件的该实施方案中，当进风为0℃下100m²/h时，在存在和不存在85℃的10l/min的冷却水的两个条件下测量穿过通风口的空气的排出温度。因此，排出温度之间的差异显示为0.9℃，证明本实施方案的效果是减少引入到冷风的热量。

另一方面，下方温度活门151与换热器120平行设置，而上方温度活门141以当向下进一步移动时更靠近换热器120的方式设置。

上方温度活门141具有这样的结构的原因在于，其有利于保证通往前方座椅面部通风口的流动路径的区域达到最大化。由于前方座椅面部区域而非其它区域在车辆空调中最为重要，可以优选通过这样的布置进行前方座椅面部模式下的空气混合，因此前方座椅面部模式下的空调性能非常良好。

此外，上方和下方温度活门141和151被构造成通过各自的活门齿轮142和152以滑动方式操作。如图10所示，在温度活门和侧面引导件之间可产生空隙从而允许温度活门上下滑动，因此温度活门的竖直移动可能不平稳。

因此，在本发明的示例性实施方案中，在温度活门的第一侧面上形成弹性引导部143。

如图10所示，弹性引导部143具有从温度活门的第一侧部的平坦表面突出的形状并且设置有孔。因此，弹性引导部143能够在侧面引导件上进行上下移动操作时无空隙并且具有弹性，这有助于更平稳的上下移动。

如上所述，根据本发明的用于汽车的HVAC装置，证实空气体积相比于如图11所示的常规HVAC装置增加。

此外，由于装置中没有应用横向双重流动路径并且换热器的位置向上转移，总体设计尺寸可以减小，使得能够减小元件的重量并且降低制造成本。

为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语“上方”、“下方”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内部”、“外部”、“前”、“后”、“后方”、“向前”和“向后”被用于参考附图中所显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。

前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。