(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
暖空気を発生するための加熱体と、この加熱体を迂回する少なくとも１つの冷空気通路と流れ方向で加熱体の後方に設けられる空気混合室とを有し、これらの空気混合室が少なくとも１つの分離壁によって相互に分離されており、各混合室内の空気を特定混合温度に混合して、独自に温度調節可能な空気を少なくとも２つの空調ゾーンに供給することができるようにするために、それぞれ冷空気と暖空気が空気流制御要素によって制御可能に空気混合室に導入可能となった自動車用暖房または空調装置において、加熱体（２２）内で温められるべき少なくとも１つの第１部分空気流が加熱体（２２）の付属の第１部分領域（２２ＶＲ、２２ＶＬ）を第１方向に貫流し、加熱体（２２）内で温められるべき少なくとも１つの第２部分空気流が加熱体（２２）の付属の第２部分領域（２２ＨＲ、２２ＨＬ）を第１方向とは逆の第２方向に貫流することを特徴とする暖房または空調装置。
【請求項２】
加熱体（２２）がほぼ横倒しに配置されていることを特徴とする、請求項１記載の暖房または空調装置。
【請求項３】
ほぼ平行に延びる３つの分離壁（２６、２８、３０）が設けられており、加熱体（２２）の部分領域（２２ＨＬ、２２ＶＬ、２２ＶＲ、２２ＨＲ）が並置されており、加熱体（２２）の各側（上方と下方）にそれぞれ２つの空気混合室（３４Ｒ、３４Ｌおよび６４Ｒ、６４Ｌ）が合計４つの空調ゾーン（ＶＬ、ＶＲ、ＨＬ、ＨＲ）用に形成されていることを特徴とする、請求項１または２記載の暖房または空調装置。
【請求項４】
外側に設けられる両方の空気混合室（６４Ｌ、６４Ｒ）が後部左右に割当てられ、内側に設けられる両方の空気混合室（ＶＬ、ＶＲ）が前部左右に割当てられており、またはその逆であることを特徴とする、請求項３記載の暖房または空調装置。
【請求項５】
後部用部分空気流に割当てられた加熱体（２２）の外側部分領域（２２ＨＲ、２２ＨＬ）が上から下へと貫流させ、前部用部分空気流に割当てられた加熱体（２２）の内側部分領域（２２ＶＲ、２２ＶＬ）が下から上へと貫流させることを特徴とする、請求項３または４記載の暖房または空調装置。
【請求項６】
各分離壁（２８、３０）の部分領域が、冷空気通路を介しても、蒸発器（１６）と加熱体（２２）との間で加熱体（２２）の上流に設けられる冷空気領域（２０）内にまで延びていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項記載の暖房または空調装置。
【請求項７】
空気流制御要素はほぼ中心で支承される揺動フラップとして構成されており、これらの揺動フラップは、それらの開位置のとき流過空気を流れ促進的に案内し得るように、僅かに曲げてまたは折り曲げて実施されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項記載の暖房または空調装置。
【請求項８】
加熱体が自動車駆動ユニット用冷媒を貫流させることのできる熱交換器として構成されており、この熱交換器内に電気加熱素子が一体化されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項記載の暖房または空調装置。
【請求項９】
前部（ＶＲもしくはＶＬ）用足元空間用空気通路（５２Ｒもしくは５２Ｌ）が後部（ＨＲもしくはＨＬ）用空気混合室（６４Ｒもしくは６４Ｌ）から分岐していることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項記載の暖房または空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖空気を発生するための加熱体と、この加熱体を迂回する少なくとも１つの冷空気通路と、流れ方向で加熱体の後方に設けられる空気混合室とを有し、これらの空気混合室が少なくとも１つの分離壁によって相互に分離されており、各混合室内の空気を特定混合温度に混合して、独自に温度調節可能な空気を少なくとも２つの空調ゾーンに供給することができるようにするために、それぞれ冷空気と暖空気が空気流制御要素によって制御可能に空気混合室に導入可能となった自動車用暖房または空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フランス特許第２７１７７４７号公報により、さまざまな空調ゾーン、つまり「前方右（助手席）」ゾーンと「前方左（運転席）」ゾーン、「後部左」ゾーンと「後部右」ゾーンに供給される空気の温度を独自に設定可能となった空調システムが公知である。このためこの空調システムは、それぞれ車両の左半分もしくは右半分に供給する２つの空調装置を有する。各空調装置でもって前部領域と後部領域は温度調節を異にする空気の供給を受けることができる。この空調システムは、各１つの送風機と蒸発器と加熱体と相応の空気管路とを備えた２つの空調装置を有するのできわめて支出を要する。それゆえにこのシステムはそれ相応にコスト的に不利であり、所要スペースが大きいので大型車両内でのみ利用することができる。
【０００３】
ドイツ公開特許第１９７３９５７８号公報Ａ１により空気側で調節される空調装置が公知であり、そこでは加熱体の背後の空間内で加熱体の下を通される冷空気が暖空気と混合可能であり、この空間は分離壁によって分離された４つの並置された空気混合室に仕切られている。分離壁は加熱体の下にまで延びて、冷空気バイパスをやはり４つの部分通路に仕切っている。加熱体の直接背後に配置される暖空気フラップと冷空気バイパスを閉鎖する冷空気フラップとを介して各混合室内で個々の温度はその他の混合室内の温度にかかわりなく設定可能である。個々の空気混合室の個々に温度調節された空気は空気通路を介して当該空調ゾーンに供給可能である。
【０００４】
今日の換気装置、暖房装置または空調装置とそれらの構成要素、特に空気フラップ、の根底にある一般的問題として、空調装置用に利用可能な組付け空間がごく限られており、それゆえにこれらの装置はますますコンパクトに構成されねばならない。特に、さまざまな空調ゾーンを異なるように温度調節するのに適した空調装置は、部品点数が一層多いので一層大きな組付け空間を必要とする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この技術の現状から出発して本発明の課題は、車両のさまざまな空調ゾーン用にそれぞれ個々に温度調節可能な空気を用意することができ、極力小さな組付け空間を必要とする改良された暖房または空調装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題が、本発明によれば、請求項１の特徴部分の特徴を有する類概念に係る暖房または空調装置によって解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、加熱体内で温められるべき少なくとも１つの第１部分空気流が加熱体の付属の第１部分領域を第１方向に貫流し、加熱体内で温められるべき少なくとも１つの第２部分空気流が加熱体の付属の第２部分領域を第１方向とは逆の第２方向に貫流する。温められるべき空気流がこのように少なくとも２つの部分空気流に分割されて加熱体を逆方向に貫流することで、もたらされる空気流の分割と案内は異例なものとなるが、しかし、第１部分空気流に割当てられた空気混合室を加熱体の片側に配置し、第２部分空気流に割当てられた空気混合室を加熱体の反対側に配置して、空気混合室を加熱体の同じ側に配置する場合よりも大きく空気混合室を相互に分離しておくことがこれによって可能となる。これにより、空調装置用に利用可能な組付け空間は巧みに利用することができる。空調装置ははるかにコンパクトに構成することができ、個々の空気混合室から車室内の空調ゾーンへと通じる空気通路は空調装置の領域内で問題なく通すことができる。そこから空気が前部領域内へと送られる空気混合室からは一般に少なくとも３つの空気通路が、つまり足元空間、換気ノズルおよびデフロスタノズルへと、分岐している。これら３つの通路は、特に接続領域で空気混合室の箇所に、相応の組付け空間を必要とするが、先行技術の空調装置にはこの組付け空間が殆ど用意されていない。というのもそこでは空気混合室が加熱体の同じ側に配置されているからである。しかし本発明によれば第２空気混合室が加熱体の反対側に配置されており、空気通路を配置するための空間がもたらされている。
【０００８】
組付け空間を著しく低減することによって、インストルメントパネルに配置される例えばナビゲーション装置、ＣＤプレーヤ等の補助機器用にさらなるスペースがもたらされている。
【０００９】
特別有利には加熱体がほぼ横倒しに、つまり特に蒸発器に対してほぼ直角に、配置されており、第１部分空気流は加熱体を上から下に、第２部分空気流は下から上に、またはその逆に、貫流することができる。この場合空気混合室は加熱体の上方と下方とに配置されている。この配置の場合、空調装置内を案内される空気の転向はかなり低減している。冷空気は実質的に加熱体を迂回して流れるのに対して、温められるべき空気は加熱体を下から上または上から下へと貫流するために僅かに転向されねばならないだけである。これにより圧力損失は防止することができ、特に空気流の騒音は著しく低減することができる。
【００１０】
本発明による空調装置の他の主要利点はその費用中立性にある。本発明による実施は、４つの異なる空調ゾーンの空調に関して公知の空調装置に比べて付加的費用を何ら引き起こさない。
【００１１】
好ましい実施形態では、ほぼ平行に延びる３つの分離壁が設けられており、各１つの部分空気流が温められる加熱体の部分領域は並置されており、したがって加熱体の各側にそれぞれ２つの空気混合室が合計４つの空調ゾーン用に形成されている。こうして、極力小さな組付け空間を有して４つの空調ゾーンを空調する空調装置がもたらされている。加熱体の両側に配置される空気混合室に続く空気通路は、スペースの問題を生じることなく簡単に配置することができる。
【００１２】
有利には、外側に設けられる両方の空気混合室が後部左右に割当てられ、また内側に設けられる両方の空気混合室が前部左右に割当てられており、またはその逆である。後部用部分空気流に割当てられた加熱体の外側部分領域が上から下へと貫流させ、前部用部分空気流に割当てられた加熱体の内側部分領域が下から上へと貫流させると特に有利である。というのもこの場合、後部用空気混合室は下に、つまり加熱体の下方に、また前部用空気混合室は加熱体の上方に配置されており、後部用空気混合室に続く空気案内通路は下方の車両フロア領域で後部内に通すことができ、前部用空気混合室に続く空気案内通路は上方に、もしくは外側領域および後部用空気混合室の上方で側方に、足元空間用出口、換気用出口およびデフロストノズルへと適宜通すことができるからである。
【００１３】
有利には、いずれにしても空気側で加熱体の下流に配置される分離壁は加熱体の上流でも冷空気通路内を延び、蒸発器と加熱体との間の冷空気領域内にまで延びており、温められるべき空気は既に冷空気領域から出発して個々の空気混合室にまで分離して案内される。
【００１４】
本発明の１構成では、空気流制御要素はほぼ中心で支承される揺動フラップとして構成されており、これらの揺動フラップは、それらの開位置のとき流過空気を流れ促進的に案内し得るように、僅かに曲げてまたは折り曲げて実施されている。温度設定を変更する場合、冷空気フラップまたは暖空気フラップの開閉によって、空気量の僅かな変化が達成されるだけである。これにより、フラップが暖空気位置から冷空気位置またはその逆に移行するとき不安定な空気流は防止することができる。
【００１５】
本発明の１構成では、加熱体が自動車駆動ユニット用冷媒を貫流させることのできる熱交換器として構成されており、この熱交換器内に電気加熱素子が一体化されている。この場合、エンジンのコールドスタート段階のとき、温められるべき空気が加熱体を貫流する方向にかかわりなく電気加熱素子を介して既に十分な暖房能力を達成することができる。加熱体は一体に構成しておくことができる。しかし選択的に加熱体は２つの並置される個別加熱体で構成しておくこともで  き、その際一方の個別加熱体は車両（前部と後部）の左半分用空気を温めるために設けられ、他方の個別加熱体は車両（前部と後部）の右半分用空気を温めるために設けられている。この場合分離壁は個別加熱体の間に延設されることにな  り、各個別加熱体は各１つの他の分離壁によってそれぞれ前部および後部用の２つの部分領域に分割されることになろう。
【００１６】
【実施例】
以下、図面を参考にして、実施例に基づいて本発明が詳しく説明される。
【００１７】
図面に示した本発明による暖房または空調装置１０は温度調節されるべき空気を案内するためのハウジング１２を有する。循環空気および／または新鮮空気  は、図示しない送風機と空気供給通路１４とを介して、冷却のために蒸発器１６に供給される。蒸発器１６内で冷却された空気は蒸発器１６の空気出口側１８から進出して冷空気領域２０に流入する。この冷空気領域は蒸発器１６の下流で蒸発器１６の高さ全体にわたって延びている。冷空気領域２０から冷空気は以下で詳しく述べるように加熱体２２を迂回して空気通路に直接供給されるか、または冷空気の一部が加熱体２２に通されてそこで温められ、次に空気案内通路に供給されるかのいずれかである。空気通路によって車室内に導かれる空気の特定温度を達成するために、詳細にはのちに述べるように冷空気が暖空気と混合可能である。加熱体２２は好ましくは、自動車駆動ユニット用冷媒を貫流させることのできる熱交換器として構成されており、オプションで付加的に電気加熱素子を有する。このような熱交換器は例えばドイツ特許第４４３３８１４号公報により公知である。
【００１８】
冷空気領域２０の下端に排水口２４が設けられており、蒸発器内で凝縮して空気出口側１８から運び出される凝縮水はこの排水口を通して排出することができる。
【００１９】
本発明による空調装置１０は車室内の４つの異なる空調ゾーンを空調するのに適している。４つの空調ゾーンとは、普通、ＶＬ（前方左）で表示される運転席領域、ＶＲ（前方右）で表示される助手席領域、ＨＬ（後方左）で表示される後部左領域、ＨＲ（後方右）で表示される後部右領域である。
【００２０】
個々のゾーン用の空気が相互に独自に温度調節可能となるように、空調装置は冷空気領域２０の下流で３つの分離壁によって、ゾーンＨＬ、ＶＬ、ＶＲ、ＨＲに割当てられた４つの並んだ領域に仕切られている。図３には右半分のみが図示されている装置が中立面Ｍを中心に対称に構成されているので、３つの分離壁のうち分離壁２８、３０だけが図示されており、分離壁２８は中立面Ｍにある。分離壁は空気流側で加熱体２２の前でも後方でも冷空気領域２０から流出口まで延びており、この流出口に空気通路が続いている。こうして空気側では並置された領域が分離されており、各ゾーンＨＬ、ＶＬ、ＶＲもしくはＨＲに供給される部分空気流がこれらの領域内を通される。加熱体２２は周知の如くに熱交換器として構成され、管・フィン加熱ブロックの、駆動ユニットの冷媒を通す管が分離壁平面と平行に延びており、加熱体に通される個々の領域の部分空気流は加熱体２２を貫流するときにも混ざり合うことはない。
【００２１】
選択的に、図３に示すように２つの個別加熱体２２Ｌ、２２Ｒを利用して、中央の分離壁２８が加熱体２２Ｌ、２２Ｒの領域内で連続しているようにすることもできよう。個別加熱体２２Ｌ、２２Ｒは共通平面に並置され、共同して加熱体２２を形成する。
【００２２】
本発明による空調装置は、中央の分離壁２８もある中立面Ｍを中心に対称に構成されている。それゆえに、本発明による空調装置の構造を理解するには、図３のＩ−Ｉ線、ＩＩ−ＩＩ線に沿った図１、図２の横断面図を図３の図示と一緒に検討すれば十分である。
【００２３】
まず図１と図３を基に、前部領域ＶＲの空調に関連した空調装置の領域および要素を説明する。
【００２４】
冷空気領域２０から冷空気は加熱体２２Ｒの上方に配置される冷空気通路３２Ｒを介して混合室３４Ｒに流入することができる（矢印Ｐ１）。冷空気通路３２Ｒは冷空気バイパスフラップ３６を介して閉鎖可能である。冷空気通路３２Ｒはハウジング１２とハウジング要素３８と分離壁２８、３０とによって限定されている。図１で加熱体２２の上方と下方とに分離壁３０の空気流入側縁２９を認めることができる。
【００２５】
空気流側で加熱体２２Ｒの前に配置されるフラップ４２Ｒを介して、温められるべき冷空気は冷空気領域２０から加熱体２２Ｒの部分領域２２ＶＲ内に下から流入（矢印Ｐ２）して加熱体を貫流することができ、その際に温められる。暖空気（矢印Ｐ３）は暖空気フラップ４４Ｒで閉鎖可能な暖空気口を通して混合室３４Ｒに流入してそこで冷空気と混ざり合うことができる。暖空気フラップ４４Ｒは一体な揺動フラップとして構成しておくことができ、または複数の部分フラップ４４Ｒで構成することができる（図３）。
【００２６】
空気混合室３４Ｒに中間部材７４Ｒが続いており、この中間部材からデフロスト用空気通路４６Ｒと、車両右側に配置されるデフロストサイドノズルに至る空気通路４８Ｒと、車両右側の換気ノズルに至る空気通路５０Ｒと、インストルメントパネルの中心に配置される換気ノズルに至る空気通路５１Ｒと、足元空間用空気通路５２Ｒが分岐している。空気通路はそれぞれフラップ５４Ｒ、５６Ｒ、５７Ｒもしくは５８Ｒを介して閉鎖可能である（図３）。
【００２７】
空気通路４６Ｒ、４８Ｒ、５０Ｒ、５１Ｒ、５２Ｒはそれぞれ車両の右半分にのみ通じており、分離壁２８、３０の間の部分領域はゾーンＶＲ用空気を温度調節するのに役立つ。
【００２８】
空調装置が中立面Ｍを中心に鏡像対称に構成されているので、同様にして分離壁２６、２８の間の部分領域内ではゾーンＶＬ用空気が温度調節され、当該空気混合室３４Ｌから詳しくは図示しない当該空気通路内に送られる。
【００２９】
したがって分離壁の間の両方の内側部分領域は前部用空気を温度調節するのに役立ち、加熱体の部分領域２２ＶＬもしくは２２ＶＲは下から上へと貫流させ  る。
【００３０】
外方に空調装置の側方に向って（図３）、両方の内側部分領域の他に別の部分領域が配置されており、分離壁３０とハウジング１２の側壁６０Ｒとの間の部分領域は後部右（ＨＲ）に割当てられており、それに応じて、図３には図示しない左側分離壁と左側壁（図３には図示せず）との間の部分領域は後部左（ＨＬ）に割当てられている。
【００３１】
図２は図３のＩＩ−ＩＩ線に沿った横断面図、つまりゾーンＨＲ用空気が温度調節される部分領域の横断面図である。ここでは冷空気バイパスフラップ６２Ｒが加熱体２２Ｒの下方に配置されており、冷空気領域２０から冷空気は加熱体２２Ｒの下方に配置される空気混合室６４Ｒに流入することができる（矢印Ｐ    ４）。加熱体２２Ｒの上方、空気流側で加熱体の前にフラップ６６Ｒが配置されており、このフラップは吸込口６８Ｒを開放することができ、この吸込口を通して冷空気は加熱体２２Ｒの部分領域２２ＨＲに上から流入することができ（矢印Ｐ５）、そこで温められる。部分領域２２ＨＲから流出する暖空気は空気混合室６４Ｒに直接流入する（矢印Ｐ６）。空気混合室６４Ｒから、そこで特定温度に混合された空気は後部足元空間／後部デフロスト用空気通路７０Ｒおよび後部換気用空気通路７２Ｒを介して当該後部ゾーンＨＲに供給することができる。後部足元空間および／または後部窓ガラスに一層温かい空気を供給することができるようにするために、後部足元空間／後部デフロスト用空気通路７０Ｒは普通、後部換気用通路７２Ｒよりも一層温かい空気を通す。
【００３２】
後部ゾーンＨＬ用空気は同様に温度調節可能である。
【００３３】
特に図３から明らかとなるように、そこから空気が前部へと送られる空気混合室３４Ｒ、３４Ｌは加熱体２２の上方に、また空気混合室６４Ｒ、６４Ｌは加熱体２２の下方に配置され、空気混合室に続く空気通路は組付け空間を節約する有利な仕方で上下に配置することができる。特に空気通路４６Ｒ、４８Ｒ、５０  Ｒ、５２Ｒは、空気通路の流入口を空気混合室３４Ｒに接続するそれらの中間部材７４Ｒが、分離壁３０と側壁６０Ｒとの間に配置されるハウジング部分領域にいわば載置されている（図３）。
【００３４】
空気フラップを迂回する空気をそれぞれ流れ促進的に案内することができるようにするために、空気フラップは一部で曲げ、一部で折り曲げて実施されてい  る。
【００３５】
好ましくは２つの操作装置、つまり前部領域内の操作装置と後部領域内の操作装置が設けられており、本発明による暖房または空調装置は各空調ゾーンを温度調節するためにこれらの操作装置の方から制御可能であり、温度調節は、設定された温度目標値から出発して、前部領域もしくは後部領域内の各１つの温度センサを介して自動的に行われる。
【００３６】
図４には、図３と同じ図示で他の実施例の横断面が示してある。この実施例では足元空間用空気通路５２Ｒが、前部ＶＲ用空気混合室３４Ｒからではなく、後部ＨＲ用空気混合室６４Ｒから分岐している。空気混合室６４Ｒはこの場合、後部ゾーンＨＲだけでなく、前部ゾーンＶＲの足元空間にも割当てられている。
【００３７】
足元空間用空気通路５８Ｒを空気混合室６４Ｒからこのように分岐することによって、前部および後部用混合温度を好適に調整すると前部ゾーンＶＲ内で希望する温度層形成、すなわちゾーンＶＲの内部で足元空間領域と上半身領域または頭領域との間に温度差、を達成することができる。普通、足元空間温度が頭空間温度よりも多少高いと快適であると感じられる。左半分、つまり後部ＨＬ用空気混合室が分岐する足元空間用空気通路、についても当然に同じことがあてはま  る。図面には見易くするために右半分だけが図示されている。
【００３８】
つまりこの実施形態では、内部空間の４つのゾーンを別々に温度調節可能であるだけでなく、付加的になお２つの前側ゾーンＶＲ、ＶＬの内部で温度層形成をもたらして快適性をさらに高めることのできる空調装置が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】車室の前部領域に供給可能な空気用の空気ガイド領域において本発明による空調装置を図３のＩ−Ｉ線に沿って示す横断面図である。
【図２】車室の後部領域に供給可能な空気用の空気ガイド領域において本発明による空調装置を図１の横断面図と平行な図３のＩＩ−ＩＩ線に沿って示す横断面図である。
【図３】本発明による空調装置を図１、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って示す横断面図である。
【図４】他の実施例を図３と同様に示す。
【符号の説明】
１０  空調装置
１２  ハウジング
１４  空気供給通路
１６  蒸発器
１８  空気出口側
２０  冷空気領域
２２  加熱体
２２ＶＲ，２２ＶＬ  第１部分領域
２２ＨＲ，２２ＨＬ  第２部分領域
２４  排水口
２６、２８、３０  分離壁
２９  空気流入側縁
３２Ｒ  冷空気通路
３４Ｒ、３４Ｌ、６４Ｒ、６４Ｌ  空気混合室
３６、６２Ｒ  冷空気バイパスフラップ
３８  ハウジング要素
４２Ｒ、５４Ｒ、５６Ｒ、５７Ｒ、５８Ｒ、６６Ｒ  フラップ
４４Ｒ  暖空気フラップ
４６Ｒ  デフロスト用空気通路
４８Ｒ、５０Ｒ、５１Ｒ  空気通路
５２Ｒ  足元空間用空気通路
６０Ｒ  側壁
６８Ｒ  吸入口
７０Ｒ  後部足元空間／後部デフロスト用空気通路
７２Ｒ  後部換気用通路
７４Ｒ  中間部材
ＶＬ、ＶＲ、ＨＬ、ＨＲ  空調ゾーン
Ｍ  中立面
【図１】
0004435968.tif 000002
【図２】
0004435968.tif 000003
【図３】
0004435968.tif 000004
【図４】
0004435968.tif 000005