阅读说明：本技术 车辆用空调装置 (Air conditioner for vehicle ) 是由 韩仲万 金斗勋 金灦奎 安暻周 于 2019-06-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种车辆用空调装置。本发明提供一种如下的车辆用空调装置：包括导墙,该导墙在加热器芯与电热器之间,从上述加热器芯的上侧方向向下侧方向突出到与上述电热器的一部分重叠的长度为止,将通过了上述加热器芯的空气引导至上述电热器,由此提高电热器的效率的同时显著地加大从空气排出口排出的空气量,且能够容易地控制排出风量。(The invention discloses an air conditioner for a vehicle. The present invention provides an air conditioner for a vehicle, comprising: the air heater includes a guide wall which is provided between a heater core and an electric heater and protrudes from an upper side direction to a lower side direction of the heater core to a length overlapping a part of the electric heater, and guides air passing through the heater core to the electric heater, thereby improving efficiency of the electric heater, remarkably increasing an amount of air discharged from an air outlet, and easily controlling a discharge air volume.)

车辆用空调装置

技术领域

本发明涉及车辆用空调装置，更具体地，涉及在具备电热器的空调装置中改善了与电热器换热的空气的风量的车辆用空调装置。

背景技术

在一般情况下，设置车辆用空调装置的目的如下：在夏季或冬季对汽车车厢内进行制冷或制热或者在雨天时或冬季去除出现在挡风玻璃上的霜等而确保驾驶者的前后方视野。

这样的车辆用空调装置使通过送风机(Blower)而流入车厢内的内部空气或外部空气选择性地流向流动制冷剂的蒸发器(Evaporator)或流动车辆发动机的冷却水的加热器芯(Heater Core)侧而进行换热，然后通过与车厢内的各个部位连通的除霜通风口(Defrost Vent)、吹面通风口(Face Vent)及地板通风口(Floor Vent)而以冷气或热气状态分配到车厢内，从而对车厢内进行制冷或制热。

这样的空调装置可分为将送风机、蒸发器及加热器芯独立地构成的三件式(ThreePiece Type)空调装置、将蒸发器及加热器芯一体地设于一个壳体的半中心安装式(Semi-Center Mounting Type)空调装置及将送风机、蒸发器及加热器芯一体地设于一个壳体的中心安装式(Center Mounting Type)空调装置。

图1是以往的具备PTC加热器的车辆用空调装置的截面图。

如图1所示，以往的具备PTC加热器的车辆用空调装置包括：空调壳体10，其在入口侧形成有空气流入口11，在出口侧形成有多个空气排出口12；蒸发器1及加热器芯2，它们设于上述空调壳体10的内部；PTC加热器5，其平行地设于上述加热器芯2的一侧；温度调节门20，其设于上述蒸发器1与加热器芯2之间而调节温度；模式门30，其设于上述空气排出口12而根据空调模式来调节空气排出口12的开度。

另外，上述空调装置还具备如下的各种调节开关：温度调节开关(未图示)，其通过设于车辆的仪表板(Instrument Panel)的控制器的各种调节开关(未图示)而被控制，控制驱动上述温度调节门20的致动器而调节温度；模式开关(未图示)，其控制驱动上述模式门30的致动器而操作空调模式；风量开关(未图示)，其用于调节风量；及内/外部空气开关(未图示)，其用于选择内部空气和外部空气等。

在冬季，在启动初期不能利用因外部空气的影响而温度下降的发动机内部的冷却水的热，因此存在不能对车辆的车厢内立即制热的缺点。为了解决这样的缺点，在空调装置中设有辅助性制热单元即PTC(Positive Temperature Coefficient：正温度系数)加热器5，以在启动初期能够对车辆的车厢内制热。

另外，近年来，关于汽车，在使用燃烧式发动机的汽车的基础上积极研发考虑了环保和燃油经济性的另一形态的汽车即混合动力汽车或电动汽车。这样的混合动力汽车或电动汽车中，在其空调装置的内部另设有PTC加热器5。

如图2所示，作为电热器的一种，上述PTC加热器5在加热器壳体6的内部设有多个PTC元件7，在各个PTC元件7的周围设有多个散热片8而形成传热部，从而在通过PTC元件7而产生的热与通过上述散热片8的空气之间进行换热。

另外，关于上述PTC加热器5的开/关控制，可适用通过控制部9并利用PWM(PulseWidth Modulation：脉冲宽度调制)而进行的信号控制方式。上述PWM方式是指，作为脉冲调制方式的一种，根据调制信号的大小而改变脉冲的占空比(duty rate)来进行控制的方式。即，在PWM控制中，通过调节占空比而调整控制值，此时通过改变脉冲信号的占空比，从而改变该信号的平均值，将这样的平均值用作控制信号值。

在一般的空调装置的情况下，作为上述PTC加热器5，使用小型低电压PTC加热器，在电动及混合动力车辆的情况下，使用大型高电压PTC加热器。这样的控制部9分为电连接到PTC加热器5且设于不同的位置的分离型控制部和组装设置到PTC加热器5的一体型控制部。

由此，在最大制热模式时，温度调节门20向将加热器芯2及PTC加热器5开放的方向旋转，在最大制冷模式时，温度调节门20向关闭PTC加热器的方向旋转。

但是，在以往的车辆用空调装置的情况下，加热器芯2和PTC加热器5并联地并排地配置，另外这样的PTC加热器5与加热器芯2相比尺寸变小，在上述PTC加热器5的上下存在空气流动空间。由此，作为一例，在最大制热模式下，经过了加热器芯2的空气虽然会经过PTC加热器5，但仍存在空气不经过PTC加热器5而是向上下泄漏，由此导致PTC加热器5的效率下降的问题。

上述PTC加热器5主要在车辆的启动初期，在驱动10分钟至15分钟程度之后大部分情况下被熄火，特别地在需要上述PTC加热器5的持续的动作的混合动力车辆的情况下，存在PTC加热器的效率急剧下降的问题。

图3是以往的具备PTC加热器的车辆用空调装置的截面图。

鉴于此，如图3所示，在以往的车辆用空调装置中具备将上述加热器芯2和PTC加热器5的上侧隔开的导墙13，拦截了向上述PTC加热器5的上侧流动的空气的流动，但在蒸发器1的前端风压急剧上升，从通风口排出的风速急速加快，无法控制。

另外，在将PTC加热器5的大小增大到加热器芯2的大小为止的情况下，与此相应地成本上升幅度也非常大，因此对上述PTC加热器5的有效的位置选择及周围结构的构成展开着持续的研究。

发明内容

发明要解决的课题

为了解决这样的以往的问题，提供一种如下的车辆用空调装置：包括导墙，该导墙在加热器芯与电热器之间，从上述加热器芯的上侧方向向下侧方向突出到与上述电热器的一部分重叠的长度为止，将通过了上述加热器芯的空气引导至上述电热器，由此提高电热器的效率的同时显著地加大从空气排出口排出的空气量，且能够容易地控制排出风量。

用于解决课题的手段

本发明的车辆用空调装置包括：空调壳体，其在内部形成有空气流路，以将通过送风单元供给的空气送到空气排出口；蒸发器、加热器芯及电热器，它们沿着空气流动方向而依次设置在上述空调壳体，该车辆用空调装置的特征在于，其包括：导墙，其在上述加热器芯与电热器之间，从上述加热器芯的上侧方向向下侧方向突出到与上述电热器的一部分重叠的长度为止，将通过了上述加热器芯的空气引导至上述电热器。

另外，该车辆用空调装置相对于上述加热器芯的长度方向和PTC加热器的长度方向的配置角度为5度以上且30度以下。

另外，上述加热器芯与上述电热器隔开而形成流路空间。

另外，上述流路空间的宽度为5mm以上且30mm以下。

另外，通过了上述加热器芯的发热部的一部分空气通过上述电热器的发热部，通过了上述加热器芯的发热部的另一部分空气绕过上述电热器而通过流路空间流动之后与通过了上述电热器的发热部的空气汇合。

另外，上述导墙与上述加热器芯的发热部及电热器的发热部相对而配置。

另外，上述导墙在具备规定的配置角度的上述加热器芯和电热器上形成于上述加热器芯与电热器靠近而配置的一侧。

并且，上述导墙的端部靠近上述加热器芯侧而形成。

另外，上述导墙在支承加热器芯的上侧罐部的支承壁向下部方向一体地延伸而形成。

另外，上述导墙随着靠近下部而朝向加热器芯倾斜地延伸，导墙与电热器之间的宽度随着靠近导墙的端部而变大。

另外，上述加热器芯与电热器之间的宽度形成为上部窄且随着靠近下部而逐渐变宽。

另外，上述流路空间形成于加热器芯和电热器的上部。

另外，上述流路空间通过上述导墙与电热器的间隙而形成。

另外，上述电热器的上端通过导墙而与加热器芯隔开，电热器的下端相对空调壳体的底面而隔开形成。

发明效果

本发明的车辆用空调装置与以往的电热器的上侧被封闭的空调装置相比，提高电热器的效率的同时显著地加大从空气排出口排出的空气量，且能够容易地控制排出风量。

附图说明

图1是以往的具备PTC加热器的车辆用空调装置的截面图。

图2是示出适用于本发明的车辆用空调装置的PTC加热器的立体图。

图3是以往的具备PTC加热器的车辆用空调装置的截面图。

图4是示出本发明的一个实施例的车辆用空调装置的截面图。

图5是将图4的空调装置的一部分放大而示出的截面图。

图6是示出在本发明的车辆用空调装置中将导墙的一部分切开的样子的部分放大立体图。

图7是示出本发明的空调装置的加热器芯和电热器的附近的速度分布的图。

图8作为示出本发明的车辆用空调装置和以往的将上下侧封闭，以使空气仅通过电热器的空调装置中的空调装置内部的风速分布的图，(a)是示出本发明的车辆用空调装置的图，(b)是示出以往的空调装置的图。

(符号说明)

110：空调壳体 102：加热器芯

101：蒸发器 102-1：罐部

102-2：发热部 105：电热器

111：空气流入口 112：空气排出口

120：旁通门 121：旋转轴

130：模式门 200：导墙

具体实施方式

下面，参照附图，对车辆用空调装置的技术结构进行详细说明。

图4是示出本发明的一个实施例的车辆用空调装置的截面图。

如图4所示，本发明的一个实施例的车辆用空调装置包括空调壳体110和作为冷却单元的蒸发器101及作为加热单元的加热器芯102、电热器105而构成。上述电热器105作为使用电来产生热的宽的概念的加热器，包括背景技术中所记载的图2的PTC加热器。

空调壳体110在内部形成有空气流路，以将通过送风单元(未图示)供给的空气送到空气排出口112，在入口侧形成有与空气送风单元连接的空气流入口111，在出口侧形成有通过模式门130而开闭流路的多个空气排出口112。蒸发器101及加热单元沿着空气流动方向而依次设置在上述空调壳体110的内部。上述加热单元包括加热器芯102及电热器105而构成。

即，作为一例，本发明的车辆用空调装置适用于电动汽车，作为加热单元包括电加热器105。在该情况下，本发明的特征在于，通过后述的导墙200的结构性构成而改善对通过了电热器105的排出空气的风量、风压的控制。

另外，如图2中的结构所示，在上述电热器105为PTC加热器的情况下，通过电源的开/关控制而供热或隔热，并通过PWM控制，对排出空气的温度进行一定部分的线性控制。具体地，关于上述电热器105的开/关控制，作为一例，可适用背景技术中记载的通过控制部并利用PWM(Pulse Width Modulation)而进行的信号控制方式。上述PWM方式是指，作为脉冲调制方式的一种，根据调制信号的大小而改变脉冲的占空比(duty Rate)来进行控制的方式。即，在PWM控制中，通过调节占空比而调节控制值，此时可改变脉冲信号的占空比，从而该信号的平均值发生变化，将这样的平均值用作控制信号值。

另外，本发明的车辆用空调装置在空调壳体110的内部的冷却单元即蒸发器101与加热单元即加热器芯102及电热器105之间形成旁通流路，并具备开闭上述旁通流路的旁通门120。旁通流路使通过了蒸发器101的空气不全部流向加热单元侧，而是使一部分或全部空气绕过而不流向加热单元侧。另一方面，旁通门120以旋转轴121为中心可旋转地设置在旁通流路上，并控制通过旁通流路的空气的量。在附图中，上述旁通门120的旋转轴121可旋转地结合到加热器芯102的上部的一侧，但关于这样的旁通门120的旋转轴121的位置，本发明不作限定。具体地，上述旁通门120配置于蒸发器101与加热单元的中央的一侧。

图5是将图4的空调装置的部分放大的截面图，图6是示出在本发明的车辆用空调装置中将导墙200的一部分切开的样子的部分放大立体图，图7是示出本发明的空调装置的加热器芯102和电热器105的附近的速度分布的图。

如图5至图7所示，本发明的一个实施例的车辆用空调装置包括沿着空气的流动方向依次配置的加热器芯102及电热器105，上述加热器芯102包括具备发热片等换热部，以与空气进行换热的发热部102-2和将上述发热部102-2上下地包围而固定的罐部102-1。即在加热器芯102的发热部102-2中执行流动的空气与上述加热器芯102的换热。同样地，在本实施例中，上述电热器105可以是PTC加热器，包括供空气通过而进行换热的发热部。

经过了上述加热器芯102的发热部102-2的一部分空气通过电热器105的发热部而进行换热，另一部分空气在电热器105的上侧通过流路空间B，在下侧以沿着空调壳体110的内壁而被引导的方式绕过电热器105。

在该情况下，上述加热器芯102和电热器105以一定厚度形成为盘状，并且相对于加热器芯102的长度方向和电热器105的长度方向的配置角度A为5度以上，30度以下。即，加热器芯102和电热器105在空调壳体110的内部具备规定的配置角度A而配置，在上述配置角度A为小于5度的情况下，通过了电热器105的发热部的空气在沿着空调壳体110的内壁而上升时产生空气流动的阻力，并且当上述配置角度A超过30度时，占用空调壳体110的空间而导致空调壳体110的体积变大的问题。

即，在本发明中，将相对于上述加热器芯102的长度方向和电热器105的长度方向的配置角度A形成为5度以上，30度以下，由此将通过加热器芯102及电热器105的发热部的空气流动的阻力最小化，引导一部分空气顺利地向加热器芯102的下侧绕过。

另外，本发明的一个实施例的车辆用空调装置包括由上述加热器芯102和电热器105在附图方向上端部隔开规定的间隔而形成空气的流路的流路空间B。

另一方面，通过了上述加热器芯102的发热部的热空气为了辅助性地进一步提高温度而通过电热器105的发热部，在该情况下，如以往在为了更便于有效地使用电热器105而将上述加热器芯102的周围封闭，以使通过了加热器芯102的发热部的空气均通过电热器105的发热部时，在电热器105产生较大的通气阻力，因此从空气排出口112排出的风量显著地减少，另外通过了电热器105的发热部的风速变快(参照图8)，难以控制排出量。另外，如背景技术所记载，在封闭电热器105的上侧并将下侧开放的情况下，通过了加热器芯102的发热部的空气泄漏到电热器105的下侧，从而导致电热器105的效率下降。

即，在本实施例中，为了解决这样的问题，为了将电热器105的效率提高到最大的同时将从空气排出口112排出的空气量增加到最大，将上述加热器芯102和电热器105隔开规定间隔而确保流路空间B，从而使经过了加热器芯102的发热部的空气流向电热器105的下侧的同时还流向电热器105的上侧的流路空间B，由此引导空气经过电热器105。

在该情况下，优选为，在一般的空调装置的情况下，将上述流路空间B的宽度形成为5mm以上且30mm以下。在上述流路空间B的宽度小于5mm的情况下，流向流路空间B的空气不能保持适当的程度，由此流向电热器105的空气减少，可导致风量下降，当上述流路空间B的宽度超过30mm时，流向流路空间B的空气过多，由此通过电热器105的空气减少，导致电热器105的效率下降。

另外，本发明的一个实施例的车辆用空调装置为了将通过了加热器芯102的发热部的空气引导至电热器105，在上述加热器芯102的附图上的上侧方向上在加热器芯102与电热器105之间包括在附图上向上下侧方向突出到与上述电热器105的一部分重叠的长度为止的导墙200。

参照图7，经过了加热器芯102的上侧的①空气经过向下侧突出的导墙200而一部分空气流向流路空间B，剩余部分空气流向电热器105的发热部而提高电热器105的效率。另外②空气经过电热器105的发热部，③空气被引导至没有电热器105的通气阻力的下侧。由此，本发明的车辆用空调装置与以往电热器105的上侧被封闭的空调装置相比，提高电热器105的效率的同时显著增加从空气排出口112排出的空气量。

在该情况下，上述③空气在没有通气阻力的情况下沿着空调壳体110的内壁流向电热器105的下侧而与①空气及②空气汇合。

更具体地，导墙200在支承加热器芯102的上侧罐部102-1的支承壁向下部方向一体地延伸而形成。另外，导墙200越靠近下部，越朝向加热器芯102而倾斜地延伸，导墙200与电热器105之间的宽度随着靠近导墙200的端部而逐渐变大。

加热器芯102与电热器105之间的宽度形成为上部窄且随着靠近下部而逐渐变宽。流路空间B形成于加热器芯102和电热器105的上部。同时，流路空间B通过导墙200与电热器105的间隙而形成。电热器105的上端通过导墙200而与加热器芯102隔开，电热器105的下端相对空调壳体110的底面而隔开形成。

即，本发明的车辆用空调装置与以往的电热器105的上侧被封闭的空调装置相比，虽然从空气排出口112排出的风量可能会减少某点程度，但能够将电热器105的效率最大化，从而通过少量的风也能够有效地实现制热。

在该情况下，上述导墙200与上述加热器芯102及电热器105相对地配置。在该情况下，上述导墙200在彼此具备倾斜度的加热器芯102及电热器105上形成于上述加热器芯102和电热器105靠近而配置的上侧。这是因为，在彼此具备倾斜度而配置的加热器芯102和电热器105中，在上侧彼此的距离相对窄，风速块，由此可能导致过多的空气流向流路空间B。

另外，在上述导墙200中，其端部靠近上述加热器芯102侧而形成。具体地，在将上述导墙200的端部靠近加热器芯102侧而形成时，在彼此具备倾斜度的加热器芯102及电热器105中，在距离窄的导墙200与加热器芯102之间风速相对快，因此不通过上述电热器105而绕过的风量变多。

图8作为示出本发明的车辆用空调装置和以往的将上下侧封闭，以使空气仅通过电热器105的空调装置中的空调装置内部的风速分布的图，(a)是示出本发明的车辆用空调装置的图，(b)是示出以往的空调装置的图。

如图8所示，在本发明的车辆用空调装置中，与以往的空调装置相比，流入电热器105的空气的比例从30～40％程度上升到60～70％为止。即在图8b中，在设计为使经过了加热器芯102的发热部的空气仅通过电热器105的发热部的情况下，通过加热器芯102的发热部和电热器105的发热部的风的通气阻力与本发明的车辆用空调装置相比，几乎上升25％以上，风量显著下降到约40～60CMH。

具体地，从送风机(未图示)以300CMH(cubicmeter/hour)向蒸发器101送风时，蒸发器101的前端的压力在图8a中检测为478.2Pa，在图8b中检测为636Pa，基于此可知，以往的空调装置的通气阻力与本发明的车辆用空调装置相比上升约25％以上。即，根据由送风机送出的空气经过加热器芯102的发热部和电热器105的发热部时所产生的通气阻力，压力也会相应地上升。

同样可知，在以往的车辆用空调装置中风速快到与电热器105的后端的风速无法相比的程度，因此几乎无法控制从空气排出口112排出的空气。

以上，参照附图所示的实施例，对本发明的车辆用空调装置进行了说明，但这仅为例示，本领域技术人员均可由此实施各种变形及均等的其他实施例。因此，本发明真正的技术保护范围应根据所附的权利要求书的技术思想来定义。