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Die
Erfindung betrifft eine Klimatisierungsvorrichtung für ein Fahrzeug.
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Bei
einer Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung sind zwei Wärmeaustauscher
wie ein Verdampfer und ein Heizerkern im Allgemeinen im Wesentlichen
in V-Gestalt hinter einer Gebläseeinheit
angeordnet. Die Klimatisierungsvorrichtung mit dieser Anordnung
ist beispielsweise beschrieben in der nicht geprüften Japanischen Patentveröffentlichung
Nr.
JP-A-8-268040 .
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Im
Falle, dass diese Art von Klimatisierungsvorrichtung in einer Mittelkonsole
zwischen zwei Sitzen oder einem seitlichen Innenausstattungsraum bzw.
der Verkleidung eines Fahrzeugs eingebaut wird, wird dafür Sorge
getragen, dass eine Achse einer Gebläsebeschaufelung in einer Links-
und Rechtsrichtung eines Fahrzeugs verläuft und Luft aus der Gebläseeinheit
im Wesentlichen in Vorwärts/Rückwärtsrichtung
des Fahrzeugs ausgetragen wird. Auch werden Verdampfer und Heizerkern so
angeordnet, dass der V-Raum zwischen ihnen, von oben gesehen, gebildet
wird.
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Im
Allgemeinen bevorzugt man, den Verdampfer und Heizerkern derart
anzuordnen, dass die Luft im Wesentlichen senkrecht in den Verdampfer und
den Heizerkern eingeführt
wird. In der Konsole oder der seitlichen Innenausstattung bzw. der
Verkleidung jedoch ist der Raum zum Einbau der (Luft)klimatisierungsvorrichtung
begrenzt, insbesondere in Links- und Rechtsrichtung. Es ist daher schwierig,
einen Innenwinkel der V-Gestalt zwischen dem Heizerkern und dem
Verdampfer aufrecht zu erhalten.
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Wird
der Innenwinkel reduziert, so wird es notwendig, die Luftdurchlassräume in Strömungsrichtung
hinter dem Heizerkern und dem Verdampfer zu vergrößern, um
den Luftströmungswiderstand
hinter dem Heizerkern und dem Verdampfer zu reduzieren. Dies sorgt
jedoch für
eine Zunahme in der Größe der Klimatisierungsvorrichtung.
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Die
Erfindung geht von diesen Verhältnissen aus:
es ist ihr Ziel, eine kompakte (Luft)klimatisierungsvorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, die geeignet ist, in einem kleinen Raum, beispielsweise
einer Konsole oder einem Innenausstattungsraum, in einem Fahrzeug
unterzubringen bzw. einzubauen.
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Erfindungsgemäß umfasst
eine Klimatisierungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge eine Gebläseeinheit,
einen ersten Wärmeaustauscher,
einen zweiten Wärmeaustauscher,
ein Luftverteilermittel und einen Kasten. Die Gebläseeinheit
ist in dem Kasten oder der Box angeordnet. Die Gebläseeinheit
bildet eine Luftaustragsöffnung,
durch welche Luft ausgetragen wird. Der erste Wärmeaustauscher ist so angeordnet,
dass er der Luftaustragsöffnung
gegenüber
liegt und unter einem Winkel gleich oder größer 45 Grad bezüglich einer
horizontalen Ebene geneigt ist. Der zweite Wärmeaustauscher ist im Wesentlichen
parallel zur horizontalen Ebene angeordnet. Auch ist ein Ende des
zweiten Wärmeaustauschers benachbart
einem oberen Ende des ersten Wärmeaustauschers
angeordnet. Das Luftverteilermittel ist in Strömungsrichtung hinter der Luftaustragsöffnung der
Gebläseeinheit
angeordnet, um die Luft auf den ersten Wärmeaustauscher und den zweiten
Wärmeaustauscher
zu verteilen. Einer der ersten und zweiten Wärmeaustauscher ist ein Wärmeaustauscher, der
die Luft kühlt,
der andere ein Wärmeaustauscher, der
Luft erwärmt.
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Da
somit nur der erste Wärmeaustauscher der
Luftaustragsöffnung
gegenüber
liegt, ist eine Abmessung des Gehäuses in Links/Rechtsrichtung
des Fahrzeugs geringer als ein Gehäuse, in welchem zwei Wärmeaustauscher
angeordnet sind, die der Luftaustragsöffnung der Gebläseeinheit
gegenüber liegen.
Da weiterhin der erste Wärmeaustauscher unter
einem Winkel gleich oder größer 45 Grad
bezüglich
der horizontalen Ebene geneigt ist, wird eine Abmessung des Gehäuses bezogen
auf die Vorwärts/Rückwärtsrichtung
reduziert. Da darüber
hinaus der zweite Wärmeaustauscher
im Wesentlichen parallel zur horizontalen Ebene angeordnet ist,
wird die Abmessung des Gehäuses
bezüglich
einer Vertikalrichtung vermindert. Somit wird die Größe der Klimatisierungsvorrichtung
reduziert. Die Klimatisierungsvorrichtung kann daher in einem kleinen
Raum, wie es die Mittelkonsole oder die seitliche Innenraumausstattung
bzw. innere Verkleidung im Fahrzeug ist, installiert sein.
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Beispielsweise
Ausführungsformen
der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert werden,
in denen
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1 eine schematische Draufsicht
auf ein Fahrzeug, von oben gesehen, ist, bei dem eine Klimatisierungsvorrichtung
in einer Mittelkonsole gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung angeordnet ist;
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2 eine Seitenansicht der
Klimatisierungsvorrichtung in Richtung des Pfeils A, in 1 gesehen, ist;
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3 eine schematische Draufsicht
der Klimatisierungsvorrichtung ist, die die Abmessungen gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung erkennen lässt;
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4 eine schematische Seitenansicht
der Klimatisierungsvorrichtung darstellt, um die Abmessungen gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung zu zeigen;
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5 eine schematische Darstellung
eines Fahrzeugs zeigt, bei dem die Klimatisierungsvorrichtungen
in den Seitenräumen
der Innenausstattung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung untergebracht sind; und
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6 ist eine Darstellung einer
Klimatisierungseinheit mit einer Plattentür als Luftverteilermittel gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung.
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Es
erfolgt nun eine nähere
Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen.
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(Erste Ausführungsform)
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Nach 1 ist eine Klimatisierungsvorrichtung 100 der
Ausführungsform
in einer Mittelkonsole 204 untergebracht, die zwischen
einem Fahrersitz 201 und einem vorderen (Passagier)sitz 202 und
vor den Fahrzeugrücksitzen 203 vorgesehen
ist. Wie 2 erkennen
lässt,
hat die Klimatisierungsvorrichtung 100 ein Gehäuse 10 aus
einem Harzmaterial. Das Gehäuse 10 verfügt im Wesentlichen über rechtwinkelige
Parallelepipedgestalt. Das Gehäuse 10 umschließt eine
Gebläseeinheit 1,
eine erste Schiebetür 2 und
einen Verdampfer (erster Wärmeaustauscher) 3,
einen Heizerkern (zweiter Wärmeaustauscher) 4,
eine zweite Schiebetür 6 und
dergleichen darin.
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Die
Gebläseeinheit 1 hat
ein Zentrifugalgebläse 1b,
das durch einen Motor (nicht dargestellt) angetrieben ist und ein
Spiral- oder sog. Scrollgehäuse 1c,
das gehäuseartig
das Zentrifugalgebläse 1b umschließt. Das
Spiralgehäuse 1c bildet
eine Luftaustragsöffnung 1a,
durch welche vom Zentrifugalgebläse 1b geblasene
Luft B1 gegen die erste Schiebetür 2 geblasen
wird.
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Die
erste Schiebetür 2 ist
der Luftaustragsöffnung 1a gegenüberliegend
angeordnet. Die erste Schiebetür
(Luftverteilermittel) 2 ist vorgesehen, um die Luft B1
gegen den Verdampfer 3 und Heizerkern 4 zu verteilen,
die in Strömungsrichtung
hinter der Gebläseeinheit 2 bezogen
auf die Luftströmung
angeordnet sind. Die erste Schiebetür 2 ist aufgebaut aus
einer Schiebeplatte 2a, auf welcher Zähne, Zapfen bzw. Nasen (nicht
dargestellt) ausgebildet sind sowie einem Zahnrad 2b, das
mit den Zähnen
der Schiebeplatte 2a kämmt.
Das Zahnrad 2b ist mit einem Temperatureinstellhebel (nicht
gezeigt) durch einen Gelenkmechanismus (nicht gezeigt) verbunden. Der
Temperaturstellhebel ist in der Klimatisierungsvorrichtung 100 vorgesehen
und wird von einem Benützer
betätigt.
Das Zahnrad 2b wird durch die Betätigung des Temperatureinstellhebels
in Drehung versetzt. Mit der Drehung des Zahnrads 2a wird
die Schiebeplatte im Wesentlichen bezogen auf das Fahrzeug nach
oben und unten bewegt. Nach dieser Ausführungsform ist ein unteres
Ende der Schiebeplatte 2a beispielsweise gekrümmt, um
die Luftströmung
zu erleichtern.
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Durch
die Bewegung der ersten Schiebetür 2 wird
die aus der Gebläseeinheit 1 ausgetragene
Luft B1 gegen den Verdampfer 3 und/oder den Heizerkern 4 verteilt.
Weiterhin werden die Menge an Luft B2, die zum Verdampfer 3 geführt wird,
und die Menge an Luft B3, die zum Heizerkern 4 geführt wird,
entsprechend der Position der ersten Schiebetür 2 bestimmt.
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Der
Verdampfer 3 ist ein Wärmeaustauscher zum
Kühlen
der Luft B2 und nimmt den Wärmeaustausch
zwischen der Luft B2 und einem hierin strömenden Kühlmittel vor. Der Heizerkern 4 ist
ein Wärmeaustauscher
zur Erwärmung
der Luft B3, indem ein Wärmeaustausch
zwischen der Luft B3 und Warmwasser durchgeführt wird, das von einem Motor
(nicht gezeigt) des Fahrzeugs zuströmt. Die Luft B2 wird nämlich durch
den Verdampfer 3 gekühlt
und die Luft B3 durch den Heizerkern 4 erwärmt.
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Innerhalb
des Gehäuses 10 ist
ein erster Spalt X1 definiert zwischen der ersten Schiebetür 2 und
dem Verdampfer 3. Auch ist ein zweiter Spalt X2 definiert
zwischen der Schiebetür 2 und
dem Heizerkern 4. Der erste Spalt X1 und der zweite Spalt
X2 sind vorgesehen, um es der Luft B2 und der Luft B3 zu erleichtern,
gegen den Verdampfer 3 und den Heizerkern 4 jeweils
zu strömen
und diese zu passieren.
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Der
Verdampfer 3 ist in geneigter Stellung bezogen auf eine
Horizontalebene C1 angeordnet. Ein Neigungswinkel θ bezüglich der
Horizontalebene C1 ist gleich oder größer 45 Grad. Auch liegt der
Verdampfer 3 der Luftaustragsöffnung 1a gegenüber.
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Das
Gehäuse 10 bildet
eine Mischkammer 5 an einer Stelle hinter dem Verdampfer 3 und
dem Heizerkern 4. Die gekühlte Luft B2, die den Verdampfer 3 passiert
hat, und die erwärmte
Luft B3, die durch den Heizerkern 4 gegangen ist, werden
in der Mischkammer 5 vermischt. Ein Luftmischungsverhältnis der
gekühlten
Luft 2 zur erwärmten
Luft B3 wird entsprechend der Stellung der ersten Schiebetür 2 festgelegt,
welche durch den Temperatureinstellhebel betätigt wurde. Daher wird klimatisierte
Luft B4 von gewünschter
Temperatur hergestellt.
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Das
Gehäuse 10 bildet
weiterhin eine Stirn-Luftblasöffnung
(erste Öffnung) 7 und
eine Fuß-Luftblasöffnung (zweite Öffnung) 8 an
Stellen in Strömungsrichtung
hinter der Mischkammer 5. Die zweite Schiebetür 6 ist
zwischen der Luftmischkammer 5 und den Stirn- und Fuß-Luftblasöffnungen 7, 8 angeordnet,
um die Stirn- und Fuß-Luftblasöffnungen 7, 8 zu öffnen und
zu schließen.
Die zweite Schiebetür 6 ist
aus einer Schiebeplatte 6a und einem Ritzelzahnrad 6b gebildet.
Die zweite Schiebetür 6 hat
einen Aufbau ähnlich
der ersten Schiebetür 2.
Die Schiebeplatte 6a wird in Fahrzeugvorwärts- und Rückwärtsrichtung
durch Drehung des Zahnrads 6 bewegt.
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Das
Zahnrad 6b ist mit einem Gesicht/Fußschalthebel (nicht gezeigt)
der Klimatisierungsvorrichtung durch ein nicht gezeigtes Hebelgestänge verbunden.
Der Gesicht/Fußschalthebel
wird durch den Benutzer betätigt,
um die Gesichtsbetriebsweise und die Fußbetriebsweise umzuschalten.
Durch Betätigung
des Gesicht/Fußschalthebels
wird das Ritzel 6b gedreht und bewegt die Schiebeplatte 6a im
Wesentlichen in Front- und Heckrichtung des Fahrzeugs. Die Gesicht-Luftblasöffnung 7 und
die Fuß-Luftblasöffnung 8 sind
entsprechend der Position der zweiten Schiebetür 6 offen.
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Die
klimatisierte Luft B4, vermischt in der Luftmischkammer 5 bei
der gewünschten
Temperatur, geht entweder durch die Gesichts-Luftblasdüse 7 oder
die Fuß-Luftblasdüse 8 oder
sowohl durch die Gesichts-Luftblasdüse 7 wie die Fuß-Luftblasdüse 8. Hernach
wird die Luft in die Fahrgastzelle des Fahrzeugs 200 eingeführt.
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Als
Nächstes
werden vorteilhafte Effekte der Ausführungsform mit Bezug auf die 3 und 4 beschrieben.
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Als
Nächstes
stellt α1
in 3 eine Abmessung
der Klimatisierungsvorrichtung 100 in Fahrzeug-Front/Heck-Richtung
des Fahrzeugs. α2
stellt eine Abmessung der Gebläsebeschaufelung 1 und α3 eine Abmessung
des Verdampfers 3 in Front/Heck-Richtung des Fahrzeugs dar. Die Abmessung α1 der Klimatisierungsvorrichtung 100 ist
durch die Abmessung α2
der Gebläseeinheit 1 und
die dritte Abmessung α3
des Verdampfers 3 gegeben. Weiterhin ist der Verdampfer 3 um
wenigstens 45 Grad bezogen auf die Horizontalebene C1 geneigt. Daher wird
die Abmessung α1
der Klimatisierungsvorrichtung 100 vermindert, verglichen
mit der einer Klimatisierungsvorrichtung, bei der der Verdampfer
und der Heizerkern so angeordnet sind, dass sich eine V-Gestalt
zwischen ihnen, von oben gesehen, ergibt.
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Was
die Abmessungen des Fahrzeugs in Links-rechts-Richtung angeht, so
erfordert die Fahrzeugklimatisierungsvorrichtung 100 eine
Abmessung β1,
die im Wesentlichen gleich einer Links- und Rechtsdimension des
Verdampfers 3 ist, wobei es sich um eine Abmessung quer
zur Längsrichtung
des Verdampfers 3 handelt. Die linke und rechte Abmessung β1 der (Luft)klimatisierungsvorrichtung 100 der Ausführungsform
ist geringer als die einer üblichen Klimatisierungsvorrichtung,
bei der zwei Wärmeaustauscher
der Auslassöffnung
der Gebläseeinheit
in Luftströmungsrichtung
gegenüber
angeordnet sind.
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Was
die Abmessungen in Vertikalrichtung in 4 angeht, so repräsentiert γ2 eine Vertikalabmessung der
Gebläseeinheit 1, γ3 eine Vertikalabmessung
des zweiten Spalts X2, γ4
eine Vertikalabmessung des Heizerkerns 4, γ5 eine Vertikalabmessung
der Luftmischkammer 5, γ6
eine Vertikalabmessung der zweiten Schiebe- oder Gleitplatte 6a und der
Gesichts- und Fuß-Luftblaseöffnungen 7, 8.
Die Vertikalabmessung γ1
der Klimatisierungsvorrichtung 100 erfordert die Gesamtheit
der oben genannten Abmessungen γ2
bis γ6.
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Die
Vertikalabmessung γ2
der Gebläseeinheit 1 ist
die größte, und
die Vertikalabmessung γ4 des
Heizerkerns 4 ist die zweitgrößte in den Vertikalabmessungen γ2 bis γ6. Die Abmessung γ3 des zweite
Spalts X2 und die Abmessung γ5
der Luftmischkammer 5 lassen sich bei der Montage der Klimatisierungsvorrichtung 100 fein einstellen.
Die Abmessung γ6
der zweiten Schiebetür 6 und
die Öffnungen 7, 8 werden
entsprechend der Gestalt eingestellt.
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Die
Vertikalabmessung γ1
der Klimatisierungsvorrichtung 100 wird hauptsächlich mit
Bezug auf die Abmessung γ2
der Gebläseeinheit 1 und
der Abmessung γ4
des Heizerkerns 4 bestimmt. Daher wird die Vertikalabmessung γ1 verglichen
mit der üblichen
Konditionierungsvorrichtung reduziert.
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Somit
liegen die Abmessungen α1, β1, γ1 der Konditionierungsvorrichtung 100 unter
denen der üblichen
Klimatisierungsvorrichtung. Weiterhin sind sowohl der Verdampfer 3 wie
der Heizerkern 4 in der Klimatisierungsvorrichtung 100 untergebracht.
Somit wird eine kompakte Klimatisierungsvorrichtung 100, die
in der Lage ist, in der Mittelkonsole 204 installiert zu
werden, ohne die Leistung zu schmälern, zur Verfügung gestellt.
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(Zweite Ausführungsform)
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Die
kompakte Klimatisierungsvorrichtung 100 lässt sich
in einem anderen Teil des Fahrzeugs installieren. Beispielsweise
wird die Klimatisierungsvorrichtung 100 in den innenseitigen
Räumen
der Innenausstattung 210, 220 des Fahrzeugs 200,
wie in 5 gezeigt, installiert.
In den inneren Seitenräumen
der Innenausstattung 210, 220 beispielsweise, sind
Lautsprecher und Materialien wie Getränke oder Straßenkarten
gespeichert. Die in der ersten Ausführungsform beschriebene Klimatisierungsvorrichtung 100 ist
kompakt und kann in solch einem kleinen Raum eingebaut oder installiert
sein.
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Bei
den ersten und zweiten Ausführungsformen
ist die erste Schiebetür 2 als
Luftverteilermittel vorgesehen. Alternativ kann ein anderes Türelement als
Luftverteilermittel vorgesehen sein. Beispielsweise eine Blech-
oder Plattentür
(plate door) 9 ohne die Zähne kann, wie in 6 gezeigt, verwendet werden.
Die Plattentür 9 verfügt über einen
einfachen Aufbau. Die Plattentür 9 ist
drehbar um eine Achse gelagert.
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In
den Zeichnungen ist ein Vorne- und Hintenpfeil, ein Aufwärts- und
Abwärtspfeil,
ein linker und rechter Pfeil vorgesehen, welche Richtungen der Klimatisierungsvorrichtung 100 bezüglich der
Richtungen des Fahrzeugs 200 angeben, sobald die Installierung
auf dem Fahrzeug beispielsweise erfolgt ist.
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Weiterhin
können
die Positionen von Verdampfer 3 und Heizerkern 4 gegen
einander getauscht werden. Beispielsweise lässt sich der Heizerkern 4 so
anordnen, dass er der Luftaustragsöffnung 1a der Gebläseeinheit 1 gegenüber liegt
und der Verdampfer 3 kann horizontal oberhalb der Gebläseeinheit 1 angeordnet
werden. Weiterhin ist die Verwendung dieser kompakten Klimatisierungsvorrichtung nicht
auf das Fahrzeug begrenzt.
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Die
Erfindung wurde nur anhand einiger Ausführungsformen beschrieben. Alles
für die
Erfindung als wesentlich Erachtete wurde aufgenommen, alles andere
wurde fortgelassen.