JP2003034118A - カーエアコンユニット - Google Patents

カーエアコンユニット

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JP2003034118A
JP2003034118A JP2001221555A JP2001221555A JP2003034118A JP 2003034118 A JP2003034118 A JP 2003034118A JP 2001221555 A JP2001221555 A JP 2001221555A JP 2001221555 A JP2001221555 A JP 2001221555A JP 2003034118 A JP2003034118 A JP 2003034118A
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air
heater
evaporator
car
conditioner unit
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JP2001221555A
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Shinya Nakagawa
信也 中川
Hajime Izumi
元 泉
Tetsuo Tominaga
哲雄 冨永
Toshihisa Kondo
敏久 近藤
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00514Details of air conditioning housings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00021Air flow details of HVAC devices
    • B60H1/00028Constructional lay-out of the devices in the vehicle
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カーエアコンユニットに生じていた騒音を減
少させ、カーエアコンをより効率的に作動させる。 【解決手段】 カーエアコンユニット(1)は、ブロアよ
りケース(2)内に送風された空気を冷却するエバポレー
タ(4)と、このエバポレータ(4)の後方に配置され、エバ
ポレータ下流の冷風を加熱するヒーター(6)と、ヒータ
ー(6)の後方に配置され、且つ、ヒーター(6)からの温風
とヒーター(6)の上方を通過したエバポレータ(4)からの
冷風との混合を可能にするためにヒーター(6)からの温
風を上方に差し向ける仕切り手段(8)と、この仕切り手
段(8)の上先端部(10)を越えて流れる冷風、温風又はそ
れらの混合空気を、吹出しのために下方に差し向ける案
内手段(11)とを有し、仕切り手段(8)の上先端部表面(3
0)は、この上先端部(10)を越える流れが上先端部表面(3
0)に沿って流れるような流線形状又は曲線形状を有して
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、車両空調用カーエ
アコンユニットに係わり、更に詳細には、エバポレータ
とヒーターとが前後方向に配置されたカーエアコンユニ
ットに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、車室内の足元スペースを拡大する
と共にコストを削減するために、エバポレータを有する
クーラーユニットとヒーターを有するヒーターユニット
を、車両に対して前後方向に一体に配置したカーエアコ
ンユニットが使用されるようになってきた。このような
カーエアコンユニットの一例が、特開平第 10-250345号
公報に開示されている。
【0003】図3は、上記公報に開示されているカーエ
アコンユニットの断面図である。カーエアコンユニット
50は、車両の前方からブロアによりケース内に送風さ
れた空気を冷風にして後方に流すエバポレータ52と、
このエバポレータ52の後方部に配置され、エバポレー
タ52からの冷風の少なくとも一部分を前方から取り込
んで加熱し、温風を後方に流すことが可能なヒーター5
4とを有している。また、カーエアコンユニット50
は、ヒーター54の後方に配置された仕切り板56を有
し、仕切り板56は、ヒーター54からの温風とヒータ
ー54の上方を通過したエバポレータ52からの冷風と
の混合を可能にするためにヒーター54から流れる温風
を上方に差し向けるようになっている。カーエアコンユ
ニット50は、更に、仕切り板56の上先端部58を越
えて後方に流れる冷風、温風又はそれらの混合空気を、
吹出しのために仕切り板56の下方に差し向ける案内壁
60を有している。仕切り板56の上先端部58は、薄
い板状であり、前方に曲げられている。又、カーエアコ
ンユニット50は、3つの吹出し口、即ち、デフロスト
吹出し口62、ベント吹出し口64及びフロア吹出し口
66と、5つのダンパ、即ち、冷風用ダンパ68、温風
用ダンパ70、デフロストダンパ72、ベントダンパ7
4及びフロアダンパ76とを有している。
【0004】温度調節した空気をベント吹出し口64か
ら吹出し、温風をフロア吹出し口66から吹出す、いわ
ゆるバイレベルモードでカーエアコンユニット50を作
動させる場合、デフロストダンパ72は閉じられ、冷風
用ダンパ68、温風用ダンパ70、ベントダンパ72は
半分開かれ、フロアダンパ76は開かれる。冷風用ダン
パ68と温風用ダンパ70の開き具合によって、混合さ
れる冷風と温風の割合が決定され、吹出される空気の温
度調節が行われる。エバポレータ52から流れる冷風の
一部分は、冷風用ダンパ68を通ってヒーター54の上
を越えて流れ、冷風の残りの部分は、温風用ダンパ70
を通ってヒーター54に取り込まれて、加熱され、温風
になる。ヒーター54から後方に流れる温風は、それ自
体上昇すると共に仕切り板56に衝突して上方に差し向
けられ、次いで、前方に曲げられた仕切り板56の上先
端部58によって前方に差し向けられる。それにより、
温風の大部分は、ヒーター54の上を越えて流れてきた
冷風に衝突し、冷風と温風とが混合され、温度調節され
た空気になる。次いで、温度調節された空気は、ベント
吹出し口64から吹出される。一方、温風の残りの部分
は、ベントダンパ74及び案内壁60によって、向きを
ほぼ180度変えるように仕切り板56の上先端部58
を越えて流れ、下方に差し向けられ、フロア吹出し口6
6から吹出される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記カーエアコンユニ
ット50を作動させると、騒音が生じることがあり、そ
れにより、ドライバーの運転時の快適さが損なわれてい
た。出願人は、その原因を探り、その主要な原因が、特
に以下の点にあることを見出した。即ち、ヒーター54
から流れる温風が、仕切り板56に沿って上昇し、向き
をほぼ180度変えるように仕切り板56の上先端部5
8を越えて下方に差し向けらるとき、温風の流れが仕切
り板上先端部58から剥離して、渦が生じ、騒音が発生
していることを見出した。
【0006】また、このような流れの剥離は、流れの圧
力損失を伴うと共に風量を低下させてしまう。
【0007】そこで、本発明の目的は、カーエアコンユ
ニットに生じていた騒音を減少させることにある。
【0008】また、本発明の目的は、風量の低下を抑制
し、カーエアコンユニットをより効率的に作動させるこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるカーエアコンユニットは、ブロアによ
りケース内に送風された空気を冷風にして後方部に流す
エバポレータと、このエバポレータの後方に配置され、
エバポレータからの冷風の少なくとも一部分を前方から
取り込んで加熱するヒーターと、を有するカーエアコン
ユニットであって、ヒーターの後方に配置され、且つ、
ヒーターからの温風とヒーターの上方を通過したエバポ
レータからの冷風との混合を可能にするためにヒーター
から流れる温風を上方に差し向ける仕切り手段と、この
仕切り手段の上先端部を越えて流れる冷風、温風又はそ
れらの混合空気を、吹出しのために仕切り手段の下方に
差し向ける案内手段と、を有し、仕切り手段の上先端部
の表面は、この上先端部を越えて流れる冷風、温風又は
それらの混合空気が上記仕切り手段表面に沿って流れる
ような流線形状または曲線形状を有していることを特徴
としている。
【0010】このように構成された本発明によるカーエ
アコンユニットでは、ブロアによりケース内に送風され
た空気は、エバポレータによって冷風にされ、冷風の一
部分は、エバポレータの後方部に配置されたヒーターの
上方を越えて流れ、冷風の残りの部分は、ヒーターによ
って加熱されて温風にされた後、後方に流れる。作動モ
ードに応じて、冷風又は温風だけを流しても良いし、以
下に述べるように、冷風と温風とを混合しても良い。ヒ
ーターから流れる温風は、仕切り手段によって上方に差
し向けられ、ヒーターの上方を越えて流れてきた冷風に
衝突する。それにより、冷風と温風とが混合され、温度
調節された空気になる。冷風、温風又は温度調節された
空気は、仕切り手段の上先端部を越えて流れ、案内手段
によって仕切り手段の下方に差し向けられ、吹出され
る。冷風、温風又は温度調節された空気の流れが仕切り
手段の上先端部を越える際、これらの流れは、仕切り手
段の上先端部の流線形状又は曲線形状をなす表面に沿っ
て流れるので、上記流れは上先端部から剥離せず、渦も
生じさせない。その結果、カーエアコンユニットの騒音
を低減させることができる。又、渦の発生による圧力損
失がなくなるので、風量の低下を抑制することができ、
その結果、カーエアコンユニットをより効率的に作動さ
せることができる。
【0011】本発明によるカーエアコンユニットにおい
て、好ましくは、仕切り手段の上先端部の表面形状の曲
率半径は、5乃至25mmである。
【0012】又、本発明によるカーエアコンユニットに
おいて、仕切り手段の上先端部は、前方に曲げられてい
るのが好ましい。このような構成による本発明において
は、仕切り手段によって上方に差し向けられた温風は、
前方に曲げられた仕切り手段の上先端部によって、更に
前方に差し向けられる。それにより、ヒーターの上方を
越えて流れてきた冷風との衝突角度が大きくなり、より
効率的な温風と冷風の混合を達成することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
よるカーエアコンユニットの実施形態を説明する。
【0014】図1は、本発明の実施形態であるカーエア
コンユニット1の断面図である。図1に示すように、カ
ーエアコンユニット1は、ケース2を有し、このケース
2内に、前方からの空気を冷却し後方に流すエバポレー
タ4と、このエバポレータ4の後方に配置され、前方か
らの空気を加熱して後方に流すヒーター6と、ヒーター
6の後方に配置された仕切り板8と、この仕切り板8の
上先端部10を越えて後方に流れる冷風、温風又はそれ
らの混合空気を下方に差し向ける案内壁11と、を有し
ている。又、カーエアコンユニット1は、3つの吹出し
口、即ち、デフロスト吹出し口12、ベント吹出し口1
4及びフロア吹出し口16と、3つのダンパ、即ち、エ
アミックスダンパ18、ベントダンパ20及びフロアダ
ンパ22とを有している。
【0015】ケース2内のエバポレータ4の前方に空間
24が設けられており、この空間24に、外気が導入さ
れたり、ブロア(図示せず)によって空気が送風されるよ
うになっている。
【0016】ヒーター6は、エバポレータ4からの冷風
を前方から取り込んで加熱し、温風を後方に流すように
なっている。冷風を取り込む割合は、後述するように、
エバポレータ4とヒーター6との間に配置されているエ
アミックスダンパ18の位置によって決定される。
【0017】仕切り板8は、ヒーター6の後方に臨む前
面26と、上先端部10と、後面28とを有している。
仕切り板8の前面26は、ヒーター6からの温風とヒー
ター6の上方を越えて流れてきた冷風との混合を可能に
するために、ヒーター6からの温風を上方に差し向ける
ようになっている。又、仕切り板8の上先端部10は厚
さを有し、前面26から後面28にわたって前面26と
後面28とを滑らかに接続する表面30を有している。
この表面30は、空気がこの表面30に沿って流れるよ
うな流線形状又は曲線形状を有している。本実施形態で
は、この表面30は、翼型に類似した形状で構成されて
いる。仕切り板8の上先端部10の表面形状の曲率半径
Rは、約5乃至25mmであるのが好ましい。又、上先
端部10は、前方に曲げられている。
【0018】案内壁11は、仕切り板8の上先端部10
から間隔を隔てて、上先端部10に沿って配置され、仕
切り板8の後面28と概ね平行に下方に延びている。仕
切り板8の後面28と案内壁11との間にはダクト32
が形成され、このダクト32はフロア吹出し口16に連
通している。また、このダクト32は、ヒーター6の下
方を通ってエバポレータ4及び空間24の前方を上方に
延びるダクト33と連通し、このダクト33は、デフロ
スト吹出し口12と連通している。
【0019】エアミックスダンパ18は、エバポレータ
4とヒーター6との間に配置され、実線で示す上位置3
4と二点鎖線で示す下位置36との間を移動可能であ
る。又、エアミックスダンパ18は、上位置34と下位
置36の間の任意の中間位置38に位置することも可能
である。エアミックスダンパ18が上位置34にあると
き、エバポレータ4からの冷風はすべてヒーター6に導
かれ、ヒーター6からの温風だけがカーエアコンユニッ
ト1から吹出される。エアミックスダンパ18が下位置
36にあるとき、エバポレータ4からの冷風はすべてヒ
ーター6の上方を越えて流れ、冷風だけがカーエアコン
ユニット1から吹出される。エアミックスダンパ18が
中間位置38にあるとき、ヒーター6の上方を越えて流
れる冷風とヒーター6からの温風が混合されて、温度調
節された混合空気がカーエアコンユニット1から吹出さ
れる。エアミックスダンパ18を停止させる中間位置3
8を変化させることによって、冷風と温風との混合割合
を変え、混合空気の温度を調整することができる。
【0020】ベントダンパ20は、ベント吹出し口14
に隣接して配置され、実線で示す上位置40と二点鎖線
で示す下位置42との間を移動可能である。又、ベント
ダンパ20は、上位置40と下位置42との間の任意の
中間位置44に位置することも可能である。ベントダン
パ20が上位置40にあるとき、冷風、温風またはそれ
らの混合空気はすべてダクト32に流入し、ベントダン
パ20が下位置42にあるとき、冷風、温風またはそれ
らの混合空気はすべてベント吹出し口14から吹出され
る。ベントダンパ20が中間位置44にあるとき、冷
風、温風またはそれらの混合空気はダクト32とベント
吹出し口14の両方に流れる。
【0021】フロアダンパ22は、フロア吹出し口16
に隣接して配置され、実線で示す上位置46と二点鎖線
で示す下位置48との間を移動可能である。フロアダン
パ22が上位置46にあるとき、ダクト32内を流れて
きた空気はすべてフロア吹出し口16から吹出され、フ
ロアダンパ22が下位置48にあるとき、ダクト32内
を流れてきた空気はすべてダクト33内を通って、デフ
ロスト吹出し口12から吹出される。
【0022】以下、本発明の実施形態であるカーエアコ
ンユニット1の作動を、3つのモードに分けて説明す
る。
【0023】最初に、第1の温風モードにおいて、温風
をフロア吹出し口16から吹出す場合を説明する。エア
ミックスダンパ18を上位置34にし、ベントダンパ2
0を上位置40にする。それにより、ベント吹出し口1
4は閉じられる。エアミックスダンパ18により、エバ
ポレータ4から後方に流れる冷風はすべて、ヒーター6
に導かれ、ヒーター6によって加熱され温風になる。温
風は、それ自体上昇すると共に仕切り板8に衝突し、上
方に差し向けられる。次いで、温風は、ベントダンパ2
0及び案内壁11などによってダクト32に導かれる。
温風が、その向きをほぼ180度変えるように仕切り板
8の上先端部10を越えるに当たって、仕切り板8の前
面26に沿って上方に流れる温風は、仕切り板8の上先
端部10の表面30及び後面28に沿って流れることに
なる。仕切り板8の上先端部10の表面30は、温風が
その表面30に沿って流れるような流線形状又は曲線形
状を有しているので、温風が仕切り板8の上先端部10
を越える際、温風は仕切り板上先端部10の表面30か
ら剥離しない。次いで、温風はフロア吹出し口16から
吹出される。
【0024】次に、第2の冷風モードにおいて、冷風を
デフロスト吹出し口12から吹出す場合を説明する。エ
アミックスダンパ18を下位置36にし、ベントダンパ
20を上位置40にし、フロアダンパ22を下位置48
にする。エアミックスダンパ18により、エバポレータ
4からの冷風はすべて、ヒーター6の上方を越えて流れ
る。次いで、冷風は、仕切り板8の上先端部10を越
え、ベントダンパ20及び案内壁11などによってダク
ト32に差し向けられる。冷風が仕切り板8の上先端部
10を越える際、冷風は、仕切り板8の上先端部10に
向って斜めに衝突するように流れるけれども、上先端部
10の表面30は、冷風がその表面30に沿って流れる
ような流線形状又は曲線形状を有しているので、冷風
は、仕切り板8の上先端部10から剥離しない。次い
で、冷風は、ダクト32及び33を通って、デフロスト
吹出し口12から吹出される。
【0025】最後に、第3の温度調節モードにおいて、
温度調節した空気をベント吹出し口14から吹出し、温
風をフロア吹出し口16から吹出す場合を説明する。エ
アミックスダンパ18を中間位置38にし、ベントダン
パ20を中間位置44にする。エアミックスダンパ18
により、エバポレータ4から後方に流れる冷風の一部分
は、ヒーター6の上を越えて流れ、残りの部分は、ヒー
ター6に導かれて加熱され、温風になって、ヒーター6
の後方に流れる。温風は、それ自体上昇すると共に仕切
り板8に衝突し、上方に差し向けられる。仕切り板8の
上先端部10が前方に曲げられているので、温風は、前
方に更に差し向けられ、ヒーター6の上を越えてきた冷
風と、ほぼ直角に衝突する。それにより、冷風と温風と
が効率的に混合され、温度調節された空気になる。ベン
トダンパ20は中間位置44にあるので、温度調節され
た空気の約半分は、ベント吹出し口14から吹出され
る。温度調節された空気の残りの部分は、ベントダンパ
20及び案内壁11によって案内されて、仕切り板8の
上先端部10を後方に越えて下方に差し向けられる。仕
切り板上先端部10の表面30は、温度調節された空気
がその表面30に沿って流れるような流線形状又は曲線
形状を有しているので、温度調節された空気の流れが仕
切り板上先端部10を越える際、第1の温風モード及び
第2の冷風モードで説明した場合と同様、温度調節され
た空気の流れは、仕切り板8の上先端部10から剥離し
ない。次いで、温度調節された空気の流れは、フロア吹
出し口16から吹出される。
【0026】上述した3つの作動モードのいずれにおい
ても、温風、冷風または温度調節された空気の流れは、
仕切り板8の上先端部10の流線形状又は曲線形状によ
り剥離しない。それにより、仕切り板8の上先端部10
における渦の発生が抑制され、騒音を軽減することがで
きる。又、流れの剥離を防止することにより、流れの圧
力損失を低減することができる。それにより、風量の低
下を抑制することができると共に、カーエアコンユニッ
ト1をより効率的に作動させることができる。特に、流
れがほぼ180度向きを変える温風モードで作動させる
のに有利である。
【0027】図2は、本発明によるカーエアコンユニッ
ト1の実施形態における、仕切り板8の上先端部10の
曲率半径Rと圧損係数ζとの関係を示すグラフである。
曲率半径Rは、仕切り板8とカーエアコンユニット1の
案内壁11との間の距離Gap(図1参照)で無次元化さ
れており、本実施形態では、距離Gapは、約40mm
である。圧損係数ζは、図1に示す点AとBの間の損失
を無次元化した値である。図2に示すように、無次元曲
率半径R/Gapが0のとき、即ち、従来技術のカーエ
アコンユニット50のように仕切り板56の上先端部5
8が流線形状又は曲線形状を有していない場合、圧損係
数ζは4である。一方、無次元曲率半径R/Gapが約
0.12乃至0.63のとき、即ち、曲率半径Rが約5
乃至25mmのとき、圧損係数ζは3以下である。従っ
て、従来のカーエアコンユニット50よりも圧損係数ζ
を低減させることが可能になり、カーエアコンユニット
1をより効率的に作動させることができる。
【0028】以上、本発明によるカーエアコンユニット
の実施形態を説明したけれども、特許請求の範囲によっ
て定められる範囲は、本発明の範囲内にある。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるカー
エアコンユニットによれば、騒音を減少させることがで
きる。また、風量の低下を抑制し、カーエアコンユニッ
トをより効率的な作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるカーエアコンユニットの実施形態
の断面図である。
【図2】本発明によるカーエアコンユニットの実施形態
における、案内板の曲率半径と圧損係数の関係を示すグ
ラフである。
【図3】従来技術のカーエアコンユニットの断面図であ
る。
【符号の説明】
1 カーエアコンユニット 2 ケース 4 エバポレータ 6 ヒーター 8 仕切り板 10 上先端部 11 案内壁 30 表面 R 曲率半径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨永 哲雄 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 近藤 敏久 愛知県西春日井郡西枇杷島町旭町3丁目1 番地 三菱重工業株式会社冷熱事業本部内 Fターム(参考) 3L011 BA01 BP02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブロアよりケース内に送風された空気を
    冷風にして後方に流すエバポレータと、このエバポレー
    タの後方部に配置され、エバポレータからの冷風の少な
    くとも一部分を加熱するヒーターと、を有するカーエア
    コンユニットであって、 上記ヒーターの後方に配置され、且つ、ヒーターからの
    温風とヒーターの上方を通過したエバポレータからの冷
    風との混合を可能にするために上記ヒーターから流れる
    温風を上方に差し向ける仕切り手段と、この仕切り手段
    の上先端部を越えて流れる冷風、温風又はそれらの混合
    空気を、吹出しのために下方に差し向ける案内手段と、
    を有し、上記仕切り手段の上先端部の表面は、この上先
    端部を越えて流れる冷風、温風又はそれらの混合空気が
    上記仕切り手段表面に沿って流れるような流線形状又は
    曲線形状を有していることを特徴とするカーエアコンユ
    ニット。
  2. 【請求項2】 上記仕切り手段の上先端部の表面形状の
    曲率半径は、5乃至25mmである請求項1に記載のカ
    ーエアコンユニット。
  3. 【請求項3】 上記仕切り手段の上先端部は、前方に曲
    げられている請求項2に記載のカーエアコンユニット。
JP2001221555A 2001-07-23 2001-07-23 カーエアコンユニット Pending JP2003034118A (ja)

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