车辆用空调装置的鼓风机单元的制作方法

本发明涉及车辆用空调装置的鼓风机单元，更加详细地，制暖时在确保除雾性能的情况下能够维持较高的制暖性能的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元。

背景技术：

一般情况下，车辆用空调装置是将外部空气导入室内或者使室内空气循环并进行加热或者冷却而实现室内的制暖或者制冷的装置，由导入内气或者外气进行送风的鼓风机单元以及调节从鼓风机单元送到的空气并喷出到车辆室外的空气调节单元构成。

尤其是，制暖时，为了在确保除雾(defogging)性能的情况下能够维持较高的制暖性能，开发出了双层式(2layer)空调装置。在冬季制暖行驶时，去除凝结在窗户上的霜花最有效的是潮湿的冷空气，但是会导致室内温度下降的结果。

在制暖时，为了除雾，双层式空调装置实现向车辆上部供给外气、使内气在下部循环的内外气双层空气流动，从而在利用向上部供给的新鲜且潮湿的外气高效率地去除霜花，同时向乘坐者提供新鲜的外部空气，并且将暖和的内气供给至下部，从而维持较高的制暖性能。

图1是示出现有的双层式车辆用空调装置的空气调节单元的截面图。参照图1，现有的双层式车辆用空调装置的空气调节单元5具备空调箱10。空调箱10的内部形成一定形状的空气流路，空气流路通过隔壁23划分为上部流路21和下部流路22。空调箱10的出口侧形成有多个空气喷出口。空气喷出口由除霜风口16、吹脸风口17、前座地板风口18、后座地板风口19构成。

空调箱10的空气流入口15侧连接有鼓风机单元，空调箱10的空气流路隔开一定的间隔设置有蒸发器2和加热器芯3。外气流入上部流路21流动，内气流入下部流路22流动。上部流路21设置有用于调节经过加热器芯3的空气和绕过加热器芯3的空气的量的第一温孔门11，下部流路22设置有用于调节经过加热器芯3的空气和绕过加热器芯3的空气的量的第二温孔门12。

空气喷出口分别设置有用于调节从除霜风口16和吹脸风口17喷出的空气量的除霜门24和吹脸门25。在空气喷出口设置有用于调节从前座地板风口18喷出的空气量的地板门26和用于调节从后座地板风口19喷出的空气量的后座模式门27。设置有用于控制上部流路21与下部流路22的连通的旁路门28，可以使下部流路22的内气向上部流路21流动。

图2是示出现有的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元的截面图。参照图2，现有的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元7包括鼓风机外壳、鼓风机轮及鼓风机电机76以及空气过滤器75。

鼓风机外壳由进气外壳82以及连接于其下部的卷轴外壳70构成。进气外壳82形成有内气流入的内气流入口72和外气流入的外气流入口71。内气流入口72以及外气流入口71形成在进气外壳82的上部侧。内气门74调节内气流入口72的开度，外气门73调节外气流入口71的开度。

鼓风机轮以及鼓风机电机76设置在卷轴外壳70，将通过内气流入口72以及外气流入口71流入的空气送到车辆室内。空气过滤器75设置在空气流动方向上的鼓风机轮的上游侧。卷轴外壳70的空气流路通过隔壁81划分为外气流动的第一空气流路79和内气流动的第二空气流路80。鼓风机轮由设置在第一空气流路79的第一鼓风机轮77和设置在第二空气流路80的第二鼓风机轮78构成。

从外气流入口71流入的外气通过第一流入口86向第一空气流路79流动，送到上述的空气调节单元5的上部流路21。而且，从内气流入口72流入的内气通过第二流入口85向第二空气流路80流动，送到上述的空气调节单元5的下部流路22。

图3是示出现有的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元的卷轴外壳的立体图，图4是示出现有的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元的卷轴外壳被拆分的状态的立体图，图5是示出现有的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元的卷轴外壳的俯视图。

参照图3至图5，卷轴外壳70由上部卷轴外壳83和连接于其下部的下部卷轴外壳84构成。上部卷轴外壳83形成有第一空气流路79，并且设置有第一鼓风机轮77。下部卷轴外壳84形成有第二空气流路80，并且设置有第二鼓风机轮78。

上部卷轴外壳83以及下部卷轴外壳84均构成为以鼓风机轮为中心直径变大的方式展开的螺旋形状。即，卷轴外壳形成为从作为螺旋形状的起点的截止(cutoff)处沿图5中点划线表示的“l1”线路径形成规定的卷轴展开角(scrollexpansionangle)。

在现有的车辆用空调装置的鼓风机单元的卷轴外壳70中，上部卷轴外壳83的流路(第一空气流路)和下部卷轴外壳84的流路(第二空气流路)的通风阻力彼此不同，但是，采用相同的上部卷轴外壳83与下部卷轴外壳84的卷轴展开角(scrollexpansionangle)，因此存在降低空气调节性能的问题。

另一方面，图6是示出现有的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元的卷轴外壳被拆分的状态的正面图。参照图6，上部卷轴外壳83以及下部卷轴外壳84形成有随着沿空气流动方向朝向下游向空气喷出口扩张空气流路的扩张部。

现有的上部卷轴外壳83以及下部卷轴外壳84的扩张部的起点形成为相同。即，从上部卷轴外壳的扩张部的起点起到空气喷出口为止的长度a形成为与从下部卷轴外壳的扩张部的起点起到空气喷出口为止的长度b相同。

现有的车辆用空调装置的鼓风机单元的卷轴外壳70中上部卷轴外壳83的流路和下部卷轴外壳84的流路的通风阻力彼此不同，但是上部卷轴外壳83与下部卷轴外壳84的扩张部的起点形成为相同，从而存在空气调节性能下降的问题。

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

为了解决这样的现有的技术问题，在本发明提供通过补偿以及补充上部卷轴外壳与下部卷轴外壳之间的彼此不同的空气阻力并且通过上下等同的压力调节而能够提高空气调节性能的车辆用空调装置的鼓风机单元。

解决课题的手段

根据本发明的车辆用空调装置的鼓风机单元是分开发送内气和外气的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元，其包括：第一卷轴，其具备第一鼓风机轮，并且形成有第一空气流路；以及第二卷轴，其配置在上述第一卷轴的下部，具备第二鼓风机轮，并且形成有第二空气流路，其中，第二鼓风机轮的直径与第一鼓风机轮的直径形成为彼此不同。

在上述中，第二鼓风机轮的直径形成为比第一鼓风机轮的直径大。

在上述中，第一卷轴的展开角(scrollexpansionangle)与第二卷轴的展开角构成为彼此不同。

在上述中，第二卷轴的展开角形成为比第一卷轴的展开角大。

在上述中，第一鼓风机轮的高度形成为比第二鼓风机轮的高度高。

在上述中，第一卷轴以及第二卷轴的展开角形成为以截止(cutoff)为起点从鼓风机轮的中心到外侧壁面为止的距离逐渐变长。

在上述中，第一卷轴的展开角形成为5.2°至5.8°，上述第二卷轴的展开角形成为6.0°至6.6°。

根据本发明另一方面的车辆用空调装置的鼓风机单元是分开发送内气和外气的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元，其包括：第一卷轴，其具备第一鼓风机轮，并且形成有第一空气流路；以及第二卷轴，其配置在上述第一卷轴的下部，具备第二鼓风机轮，并且形成有第二空气流路，其中，第一卷轴的扩张部起点与第二卷轴的扩张部起点构成为彼此不同。

在上述中，在空气流动方向上，第一卷轴的扩张部起点形成在第二卷轴的扩张部起点的后方。

在上述中，第二卷轴的空气流路形成为比第一卷轴的空气流路复杂。

在上述中，第二卷轴的空气流路形成为空气阻力比第一卷轴的空气流路更大。

在上述中，第一卷轴具备上部卷轴外壳，上述第二卷轴具备与上述上部卷轴外壳的下部联接的下部卷轴外壳，上述上部卷轴外壳构成为流入从鼓风机单元后从上部向下部直接流动的空气，上述下部卷轴外壳构成为接受流入鼓风机单元而从上部向下部流动后再次绕到上部流动的空气。

发明效果

根据本发明的车辆用空调装置的鼓风机单元，通过上下等同的压力调节，能够提高空气调节性能，速度分布均匀，改善噪声问题。

附图说明

图1是示出现有的双层式车辆用空调装置的空气调节单元的截面图。

图2是示出现有的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元的截面图。

图3是示出现有的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元的卷轴外壳的立体图。

图4是示出现有的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元的卷轴外壳被拆分的状态的立体图。

图5是示出现有的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元的卷轴外壳的俯视图。

图6是示出现有的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元的卷轴外壳被拆分的状态的正面图。

图7是示出根据本发明一实施例的双层式车辆用空调装置的空气调节单元的截面图。

图8是示出根据本发明一实施例的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元的截面图。

图9是示出根据本发明一实施例的卷轴外壳的立体图。

图10是示出根据本发明一实施例的卷轴外壳被拆分状态的立体图。

图11是示出根据本发明一实施例的卷轴外壳的俯视图。

图12是示出根据本发明一实施例的鼓风机轮的图。

图13是用于说明根据本发明一实施例的卷轴展开角的曲线图。

图14以及图15是用于说明根据本发明一实施例的基于卷轴展开角的空气调节性能提高结果的曲线图。

图16是示出根据本发明一实施例的卷轴外壳被拆分的状态的正面图。

图17至图19是用于说明根据本发明一实施例的基于扩张部起点的空气调节性能提高结果的曲线图。

标记说明：

100：空气调节单元102：蒸发器

103：加热器芯110：空调箱

111：第一温孔门112：第二温孔门

115：空气流入口116：除霜风口

117：吹脸风口118：前座地板风口

119：后座地板风口121：上部流路

122：下部流路123：隔壁

124：除霜门125：吹脸门

126：地板门127：后座模式门

128：旁路门

200：鼓风机单元270：卷轴外壳

271：外气流入口272：内气流入口

273：外气门274：内气门

275：空气过滤器276：鼓风机电机

277：第一鼓风机轮278：第二鼓风机轮

279：第一空气流路280：第二空气流路

281：隔壁282：进气外壳

283：上部卷轴外壳284：下部卷轴外壳

285：第二流入口286：第一流入口

具体实施方式

下面，参照附图详细说明车辆用空调装置的鼓风机单元的技术构成。

根据本发明一实施例的双层式车辆用空调装置是将外部的空气导入室内或者使室内空气循环并进行加热或者冷却从而实现室内的制暖或者制冷的装置，由导入内气或者外气进行送风的鼓风机单元以及调节从鼓风机单元送到的空气并喷出到车辆室外的空气调节单元构成。双层式车辆用空调装置构成为分开发送内气和外气，从而在制暖时，在确保除雾(defogging)性能的情况下能够维持较高的制暖性能。

图7是示出根据本发明一实施例的双层式车辆用空调装置的空气调节单元的截面图。参照图7，根据本发明一实施例的双层式车辆用空调装置的空气调节单元100具备空调箱110。在空调箱110的内部形成有一定形状的空气流路，空气流路通过隔壁123划分为上部流路121和下部流路122。在空调箱110的出口侧形成有多个空气喷出口。空气喷出口由除霜风口116、吹脸风口117、前座地板风口118、后座地板风口119构成。

在空调箱110的空气流入口115侧连接有鼓风机单元，在空调箱110的空气流路中隔开一定的间隔设置有蒸发器102和加热器芯103。外气流入上部流路121中流动，内气流入下部流路122中流动。上部流路121中设置有用于调节经过加热器芯103的空气和绕过加热器芯103的空气的量的第一温孔门111，下部流路122中设置有用于调节经过加热器芯103的空气和绕过加热器芯103的空气的量的第二温孔门112。

在空气喷出口分别设置有用于调节从除霜风口116和吹脸风口117喷出的空气量的除霜门124和吹脸门125。空气喷出口具备用于调节从前座地板风口118喷出的空气量的地板门126以及用于调节从后座地板风口119喷出的空气量的后座模式门127。设置有控制上部流路121与下部流路122的连通的旁路门128，从而可以使得下部流路122的内气向上部流路121流动。

图8是示出根据本发明一实施例的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元的截面图。参照图8，根据本发明一实施例的双层式车辆用空调装置的鼓风机单元200包括鼓风机外壳、鼓风机轮及鼓风机电机276以及空气过滤器275。

鼓风机外壳由进气外壳282以及连接于其下部的卷轴外壳270构成。进气外壳282形成有内气流入的内气流入口272和外气流入的外气流入口271。内气流入口272以及外气流入口271形成在进气外壳282的上部侧。内气门274调节内气流入口272的开度，外气门273调节外气流入口271的开度。

鼓风机轮以及鼓风机电机276设置在卷轴外壳270，将通过内气流入口272以及外气流入口271流入的空气送到车辆室内。空气过滤器275设置在空气流动方向上的鼓风机轮的上游侧。卷轴外壳270的空气流路通过隔壁281划分为外气流动的第一空气流路279和内气流动的第二空气流路280。鼓风机轮由设置在第一空气流路279的第一鼓风机轮277和设置在第二空气流路280的第二鼓风机轮278构成。

由外气流入口271流入的外气通过第一流入口286向第一空气流路279流动，并且送到上述的空气调节单元100的上部流路121。而且，由内气流入口272流入的内气通过第二流入口285向第二空气流路280流动，并且送到上述的空气调节单元100的下部流路122。

图9是示出根据本发明一实施例的卷轴外壳的立体图，图10是示出根据本发明一实施例的卷轴外壳被拆分的状态的立体图，图11是示出根据本发明一实施例的卷轴外壳的俯视图。

参照图9至图11，卷轴外壳270包括第一卷轴以及第二卷轴。第一卷轴具备上部卷轴外壳283，第二卷轴具备下部卷轴外壳284。下部卷轴外壳284联接在上部卷轴外壳283的下部。上部卷轴外壳283形成有第一空气流路279，并且设置有第一鼓风机轮277。下部卷轴外壳284形成有第二空气流路280，并且设置有第二鼓风机轮278。

第二卷轴的空气流路、即第二空气流路280形成为比作为第一卷轴的空气流路的第一空气流路279复杂。即，第二空气流路280形成为空气阻力比第一空气流路279更大。详细地，上部卷轴外壳283形成为接受流入鼓风机单元后从上部向下部直接流动的空气。而且，下部卷轴外壳284构成为接受流入鼓风机单元并且从上部向下部流动后再次绕到上部流动的空气。

更加详细地，通过外气流入口271流入的外气通过空气过滤器275过滤后向下部移动，通过第一流入口286向第一卷轴外壳283内部流动。向第一空气流路279流动的外气通过第一鼓风机轮277的旋转，从竖直方向的流动转换到径向流动，通过第一卷轴外壳283的扩张管向空气调节单元100流动。

而且，通过内气流入口273流入的内气通过空气过滤器275过滤后向下部移动，通过第二流入口285沿卷轴外壳的侧壁外侧向下部继续移动，之后掉头，再次向上部移动，从而向第二卷轴外壳284内部流动。向第二空气流路280流动的外气通过第二鼓风机轮278的旋转，从竖直方向的流动转换为径向流动，通过第二卷轴外壳284的扩张管向空气调节单元100流动。

上部卷轴外壳283以及下部卷轴外壳284均构成为以鼓风机轮为中心直径变大的方式展开的螺旋形状。即，第一卷轴以及第二卷轴形成为从作为螺旋形状的起点的截止(cutoff)处沿卷轴外壳的外侧壁面路径形成规定的卷轴展开角(scrollexpansionangle)。第一卷轴以及第二卷轴的展开角形成为以截止(cutoff)为起点从鼓风机轮的中心到外侧壁面为止的距离逐渐变远。

尤其是，第一卷轴的展开角(scrollexpansionangle)和第二卷轴的展开角构成为彼此不同。优选地，第二卷轴的展开角构成为比第一卷轴的展开角大。优选地，第一卷轴的展开角构成为5.2°至5.8°，第二卷轴的展开角构成为6.0°至6.6°。更加优选地，第一卷轴的展开角设定为5.5°，第二卷轴的展开角设定为6.3°。

如果下部卷轴外壳284的展开角构成为比上部卷轴外壳283的展开角大，则在上部卷轴外壳283和下部卷轴外壳284连接的状态下，如图9以及图11示出，下部卷轴外壳284的扩张管上表面287从上部卷轴外壳283向外侧突出。

图12是示出根据本发明一实施例的鼓风机轮的图。参照图12，第二鼓风机轮278的直径d2和第一鼓风机轮277的直径d1形成为彼此不同。优选地，第二鼓风机轮278的直径d2形成为比第一鼓风机轮277的直径d1大。与第一卷轴上部卷轴相比，第二卷轴下部卷轴的空气的流入路径相对复杂且窄，从而压力高，阻力大，空气调节性能下降。通过将第二鼓风机轮278的直径d2形成为比第一鼓风机轮277的直径d1大，从而补充不足的第二卷轴的风量以及空气调节性能等。

并且，第一鼓风机轮277的高度h1形成为比第二鼓风机轮278的高度h2高。鼓风机单元200的上下高度受到包装规格的限制需要在一定高度一下。由此，第一鼓风机轮277或者第二鼓风机轮278的高度需要形成为较低。通过将第二鼓风机轮278的高度h2形成为比第一鼓风机轮277的高度h1低，从而降低鼓风机单元的包装高度，同时通过相对于高度直径较大的鼓风机轮结构，能够得到有利于将竖直方向的空气流动在径向吸入以及送出的效果。

图13是用于说明根据本发明一实施例的卷轴展开角的曲线图，图14以及图15是用于说明根据本发明一实施例的基于卷轴展开角的空气调节性能提高结果的曲线图。

参照图13至图15，在卷轴外壳的图11所示的截面图中，卷轴以截止(cutoff)为起点、根据角度从鼓风机轮的中心到外侧壁面的距离不同的方式展开，根据展开角的方式，可以按照图13所示划分。根据本发明一实施例的鼓风机单元采用“exponential(指数)”展开方式，通过将第一卷轴的展开角设为5.5°，第二卷轴的展开角设为6.3°，从而可以优化卷轴设计。

参照图13，卷轴外壳的“linear”扩张式可以定义为：

he＝rw×(1+tan(α))。

而且，卷轴外壳的“exponential”扩张式满足如下条件。

he＝rw×(1+2π×tan(α))^θ÷2π，(0≤θ≤2π)

he′＝rw′×(1+2π×tan(α′))^θ′÷2π，(o≤θ′≤2π-θc，θ′＝θ-θω)。

参照图14，no.2-1是第一卷轴和第二卷轴的展开角形成为相同的，no.2-2是将第一卷轴的展开角设为5.5°，将第二卷轴的展开角设为6.3°的。对于no.2-1，可以发现根据流速，在约400至500[cmh]区间出现急剧的压降。相反，对于no.2-2，可以发现根据流速，表现出相对均匀的压力分布，可以实现良好的压缩。

并且，参照图15可以得知，相对于no.2-1，no.2-2的速度分布相对均匀。尤其是，可以得知在图15的以红色圆形表示的卷轴外壳的空气喷出口附近，在上下侧具有相同的展开角的卷轴外壳no.2-1局部表现出几处绿色，这表示速度分布不均匀。相反，可以得知在下侧的展开角大于上侧的卷轴外壳no.2-2没有出现绿色，速度分布相对均匀。

另一方面，图16是示出根据本发明一实施例的卷轴外壳被拆分的状态的正面图。

参照图16，第一卷轴的扩张部起点和第二卷轴的扩张部起点形成为彼此不同。优选地，在空气流动方向上，第一卷轴的扩张部起点形成在第二卷轴的扩张部起点的后方。即，从上部卷轴外壳283的扩张部起点291起到空气喷出口端部为止的距离c形成为比从下部卷轴外壳284的扩张部起点292起到空气喷出口端部为止的距离d短。而且，上部卷轴外壳283的高度g1形成为比下部卷轴外壳284的高度g2高。

与上部卷轴外壳283相比，下部卷轴外壳284的空气的流入路径相对复杂并且窄，从而空气调节性能下降。由此，当将上部卷轴外壳和下部卷轴外壳的扩张部的位置设置为相同时，在上部卷轴外壳未能实现充分的压缩，成为降低空气调节性能的原因。如本发明的一实施例，通过使上部卷轴外壳283的扩张起点比下部卷轴外壳284晚，从而能够有效地克服因具有两个空气流入路径带来的问题。

图17至图19是用于说明根据本发明一实施例的基于扩张部起点的空气调节性能提高结果的曲线图。参照图17至图19，no.1-0是将第一卷轴的扩张部起点形成为与第二卷轴的扩张部起点相同的，no.1-1是将第一卷轴的扩张部起点形成在第二卷轴的扩张部起点后方的。

参照图17，可以得知相对于no.1-0，no.1-1的速度分布相对均匀。尤其是，可以得知在图17的卷轴外壳的空气喷出口附近，no.1-0局部表现出几处绿色，这表示速度分布不均匀。相反，可以得知no.1-1没有出现绿色，速度分布相对均匀。

参照图18可以得知，与no.1-1相比，no.1-0的基于流速的压力相对较低，参照图19可以得知，与no.1-1相比，no.1-0的基于流速的噪声较大。

以上，参照附图示出的实施例说明了根据本发明的车辆用空调装置的鼓风机单元，但是，这些只是示例性的，本领域技术人员应该可以理解由此可以带来各种变形以及等同的其它实施例。因此，真正的技术保护范围应该基于权利要求书来定义。