JP2002211225A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和中の圧力損失を低減させて空調性能
を良好に維持することが可能であり、かつ、レイアウト
の自由度が高い車両用空気調和装置の提供。 【解決手段】 車両用空気調和装置１では、ブロアユニ
ット２が空調ユニット３の側方にオフセット配置されて
おり、空調ユニット３を構成するエバポレータ６とヒー
タコア８とがブロアユニット２の送風方向に対して前方
に傾斜させられている。そして、エバポレータ６の送風
方向に対する前傾角度と、ヒータコア８の送風方向に対
する前傾角度とは、４０°〜６０°に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両用空気調和装
置に関し、特に、エバポレータとヒータコアとを有する
空調ユニットの側方にブロアユニットがオフセット配置
されている車両用空気調和装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両用空気調和装置として、
図４に示すようなものが知られている。同図に示す車両
用空気調和装置１０１は、ブロアユニット１０２と、空
調ユニット１０３とを備える。ブロアユニット１０２
は、送風機１０４、及び、内外気切換部１０５等を有
し、空調ユニット１０３の側方にオフセット配置されて
いる。内外気切換部１０５には、図示しない内外気切換
ダンパが備えられており、この内外気切換ダンパの操作
位置に応じて、内気吸込口１０５ａ及び外気吸込口１０
５ｂの何れか一方、又は、双方から送風機１０４に空気
が導入される。そして、送風機１０４は、吸い込んだ空
気を空調ユニット１０３側に圧送する。

【０００３】空調ユニット１０３は、ブロアユニット１
０２側から順番に、エバポレータ１０６、エアミックス
ダンパ１０７、及び、ヒータコア１０８を有する。エバ
ポレータ１０６及びヒータコア１０８は、空調ユニット
１０３のケーシング内に、ブロアユニット１０２側から
圧送された空気の流通方向（ブロアユニット１０２の送
風方向）と略垂直をなすように配置されている。ブロア
ユニット１０２から圧送された空気は、通風路１１０を
介して、エバポレータ１０６に流れ込み、エバポレータ
１０６を通過した冷風は、通風路１１１に流れ込む。そ
して、通風路１１１を流通する冷風は、エアミックスダ
ンパ１０７によってヒータコア側とバイパス側とに適宜
分流させられる。

【０００４】更に、ヒータコア１０８の下流側には、吹
出モード切換部１１２が設けられており、吹出モード切
換部１１２の内部には、通風路１１４が画成されてい
る。これにより、ヒータコア１０８で再熱された冷風の
一部は、通風路１１４でヒータコア１０８をバイパスし
た冷風と合流する。このようにして得られた調和空気
は、吹出モード切換部１１２の操作位置に応じた吹出口
から、車室内に供給されることになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように構成された従来の車両用空気調和装置には、次
のような問題点が存在していた。すなわち、従来の車両
用空気調和装置では、エバポレータ及びヒータコアが、
ブロアユニットの送風方向と略垂直をなすように配置さ
れている。このため、図４に示す例のように、ヒータコ
ア下流側の通風路を大きく（例えば９０°程度）屈曲さ
せる必要が生じることがある。この場合、ヒータコア下
流側の通風路における圧力損失（機内圧損）が増大化
し、空調性能が低下してしまう。また、図４に示すよう
な構成については、車両側に対応させてレイアウトする
際の自由度が低いという問題も指摘されている。

【０００６】そこで、本発明は、空気調和中の圧力損失
を低減させて空調性能を良好に維持することが可能であ
り、かつ、レイアウトの自由度が高い車両用空気調和装
置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による車両用空気調和装置は、エバポレータとヒータコ
アとを有する空調ユニットの側方にブロアユニットがオ
フセット配置されている車両用空気調和装置において、
エバポレータとヒータコアとは、ブロアユニットの送風
方向に対して前方に傾斜させられていることを特徴とす
る。

【０００８】この車両用空気調和装置では、エバポレー
タをブロアユニットの送風方向に対して前方に傾斜させ
ると共に、エバポレータに合わせて、ヒータコアをもブ
ロアユニットの送風方向に対して前方に傾斜させてい
る。これにより、ヒータコア下流側の通風路を過剰に屈
曲させる必要がなくなるので、空気調和中の圧力損失、
特に、ヒータコア下流側おける圧力損失を低減させるこ
とができる。また、装置全体がコンパクト化されるの
で、車両用空気調和装置を車両に搭載する際のレイアウ
トの自由度を向上させることが可能となる。

【０００９】この場合、エバポレータ及びヒータコアの
送風方向に対する前傾角度は、４０°〜６０°に設定さ
れていると好ましい。

【００１０】すなわち、エバポレータを送風方向に対し
て過剰に前傾させてしまうと、エバポレータにおける空
気の圧力損失が増大化し、空調性能が損なわれてしま
う。また、エバポレータの有効伝熱面積が減少し、交換
熱量自体も低下してしまう。これに対して、この車両用
空気調和装置のように、エバポレータ及びヒータコアの
送風方向に対する前傾角度を、４０°〜６０°に設定す
れば、エバポレータにおける圧力損失の増大化を抑制し
つつ、エバポレータにおける交換熱量を実用上良好な範
囲内に保つことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による車
両用空気調和装置の好適な実施形態について詳細に説明
する。

【００１２】図１は、本発明による車両用空気調和装置
を示す概略構成図である。同図に示す車両用空気調和装
置１は、図示しない車両の車室内を温度調整するために
用いられるものであり、ブロアユニット２と空調ユニッ
ト３とを備える。ブロアユニット２は、送風機４と内外
気切換部５とを有し、空調ユニット３の側方にオフセッ
ト配置されている。送風機４は、スクロール形状を有す
るファンケーシング４ａ内に収容された羽根車４ｂを有
する。羽根車４ｂは、周方向に配設された多数のブレー
ドを有し、図示しない温調制御装置によって制御される
モータ４ｃによって回転駆動される。また、内外気切換
部５には、内気吸込口５ａと外気吸込口５ｂとが形成さ
れている。内気吸込口５ａは、車両の車室内と連通して
おり、外気吸込口５ｂは、車両の外部と連通している。
そして、内気吸込口５ａ及び外気吸込口５ｂの近傍に
は、図示しない内外気切換ダンパが配置されている。

【００１３】これにより、モータ４ｃによって羽根車４
ｂを回転させれば、ファンケーシング４ａの内部には、
この内外気切換ダンパの操作位置に応じて、内気吸込口
５ａからの車室内循環空気、外気吸込口５ｂからの外
気、又は、両者の混合気が流れ込む。そして、羽根車４
ｂによって昇圧させられた空気は、ファンケーシング４
ａに設けられた吐出口を介して、空調ユニット３のケー
シング３ａの一端側に形成された通風路３ｂに流れ込
む。

【００１４】空調ユニット３は、ブロアユニット２側か
ら順番に、エバポレータ６、エアミックスダンパ７、及
び、ヒータコア８を有する。また、エバポレータ６とエ
アミックスダンパ７との間には、通風路３ｃが形成され
ると共に、ヒータコア８の下流側には、吹出モード切換
部９が設けられている。吹出モード切換部９の内部に
は、通風路１０が画成されている。

【００１５】これにより、ブロアユニット２から圧送さ
れた空気は、通風路３ｂを介して、エバポレータ６に流
れ込み、エバポレータ６を通過した冷風は、通風路３ｃ
に流れ込む。そして、通風路３ｃを流通する冷風は、エ
アミックスダンパ７によってヒータコア側とバイパス側
とに適宜分流させられる。そして、通風路３ｃを流通す
る冷風の一部はヒータコア８で再熱され、その下流側
で、ヒータコア８をバイパスした冷風と合流する。この
ようにして得られた調和空気は、吹出モード切換部９の
操作位置に応じた吹出口から、車室内に供給されること
になる。

【００１６】一方、車両用空気調和装置１では、図１に
示すように、エバポレータ６がブロアユニット２の送風
方向（ブロアユニット１０２側から通風路３ｂに圧送さ
れた空気の流通方向）に対して前方に傾斜させられてい
る。そして、エバポレータ６に合わせて、ヒータコア８
もブロアユニット２の送風方向に対して前方に傾斜させ
られている。これにより、ヒータコア８の下流側の通風
路１０を過剰に屈曲させる必要がなくなるので、空気調
和中の圧力損失、特に、ヒータコア８の下流側の通風路
１０における圧力損失を低減させることができる。ま
た、装置全体がコンパクト化されるので、車両用空気調
和装置１を車両に搭載する際のレイアウトの自由度を向
上させることが可能となる。

【００１７】この場合、エバポレータ６やヒータコア８
を送風方向に対して過剰に前傾させてしまうと、エバポ
レータ６やヒータコア８における空気の圧力損失が増大
化し、空調性能が損なわれてしまう。また、エバポレー
タ６やヒータコア８の有効伝熱面積が減少し、交換熱量
自体も低下してしまう。この点に鑑みて、本発明者ら
は、エバポレータ６及びヒータコア８の送風方向に対す
る前傾角度の好適範囲を規定すべく、鋭意研究開発を進
めた。その結果を図２及び図３に示す。

【００１８】図２は、エバポレータ６の前傾角度θ
₁と、エバポレータ６における空気圧力損失との関係を
示すものである。同図に示すように、エバポレータ６
を、ブロアユニット２の送風方向と垂直な姿勢（θ₁＝
０）から前傾角度θ₁＝６０°まで傾斜させても、空気
圧力損失には殆ど影響がないことがわかる。一方、前傾
角度θ ₁が６０°を越えると、空気圧力損失が急激に増
加し、前傾角度θ₁＝９０°の場合、すなわち、エバポ
レータ６を送風方向と平行に配置した場合、空気圧力損
失は、前傾角度θ₁＝０°とした際のおよそ２．６倍に
も昇ることがわかる。これは、エバポレータ６の凝縮水
の排出がフィンにおいて悪化するためである。

【００１９】図３は、エバポレータ６の前傾角度θ
₁と、エバポレータ６における交換熱量との関係を示す
ものである。同図に示すように、エバポレータ６を、ブ
ロアユニット２の送風方向と垂直な姿勢（θ₁＝０）か
ら前傾角度θ₁＝６０°まで傾斜させても、交換熱量は
５％程度低下するだけであり、実用上、殆ど影響がない
ことがわかる。これに対して、前傾角度θ₁が６０°を
越え、９０°に近づくにつれて、交換熱量の低下は著し
くなる。これは、エバポレータ６において、凝縮水が空
気流路（フィン）を塞いでしまい、有効伝熱面積が減少
がするためである。

【００２０】このような解析結果は、ヒータコア８につ
いても同様である。従って、エバポレータ６の送風方向
に対する前傾角度θ₁と、ヒータコア８の送風方向に対
する前傾角度θ₂とを、 ４０°≦θ₁≦６０°…（１） ４０°≦θ₂≦６０°…（２） を満たすようにそれぞれ設定すれば、エバポレータ６及
びヒータコア８における圧力損失の増大化を抑制しつ
つ、エバポレータ６及びヒータコア８における交換熱量
を実用上良好な範囲内に保つことができる。

【００２１】なお、本実施形態では、θ₁とθ₂とを略同
一とし、エバポレータ６とヒータコア８とを、互いに略
平行をなすように配置しているが、これに限られるもの
ではない。すなわち、上記（１）及び（２）式に示す範
囲内で、エバポレータ６の前傾角度θ₁と、ヒータコア
８の送風方向に対する前傾角度θ₂とを異ならせて、両
者の傾斜の度合いを変化させてもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明による車両用空気調和装置は、以
上説明したように構成されているため、次のような効果
を得る。すなわち、空調ユニットの側方にブロアユニッ
トがオフセット配置されている車両用空気調和装置にお
いて、空調ユニットを構成するエバポレータとヒータコ
アとをブロアユニットの送風方向に対して前方に傾斜さ
せることにより、空気調和中の圧力損失を低減させて空
調性能を良好に維持することが可能であり、かつ、レイ
アウトの自由度が高い車両用空気調和装置の実現が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による車両用空気調和装置を示す概略構
成図である。

【図２】エバポレータの送風方向に対する前傾角度と空
気圧力損失との関係を示す図表である。

【図３】エバポレータの送風方向に対する前傾角度と交
換熱量との関係を示す図表である。

【図４】従来の車両用空気調和装置を示す概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１…車両用空気調和装置、２…ブロアユニット、３…空
調ユニット、３ｂ，３ｃ，１０…通風路、４…送風機、
４ｂ…羽根車、４ｃ…モータ、５ …内外気切換
部、５ａ…内気吸込口、５ｂ…外気吸込口、６…エバポ
レータ、７…エアミックスダンパ、８…ヒータコア、９
…吹出モード切換部、θ₁，θ₂…前傾角度。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エバポレータとヒータコアとを有する空
   調ユニットの側方にブロアユニットがオフセット配置さ
   れている車両用空気調和装置において、 前記エバポレータと前記ヒータコアとは、前記ブロアユ
   ニットの送風方向に対して前方に傾斜させられているこ
   とを特徴とする車両用空気調和装置。
2. 【請求項２】 前記エバポレータ及び前記ヒータコアの
   前記送風方向に対する前傾角度は、４０°〜６０°に設
   定されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用
   空気調和装置。