JP2004098740A

JP2004098740A - 車両用空調装置

Info

Publication number: JP2004098740A
Application number: JP2002259994A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Goto; 後藤　良寛
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】蒸発器で凝縮した水を空調ユニットハウジングの排水口からダッシュパネルを通って円滑に排出できる車両用空調装置を提供する。
【解決手段】車両用空調装置は、送風機ユニットと、空気を冷却するための蒸発器３２を収容する空調ユニットハウジング３０とを備え、蒸発器３２の下面と空調ユニットハウジング３０の底面との間に空気導入室３６を形成している。そして、空気導入室３６の一端に、送風機ユニットと連通する空気導入口３８を開口させ、空気導入室３６の他端に、蒸発器３２で凝縮し空調ユニットハウジング３０の底面に落下した水を外部に排出するための排水口４２を設け、空気導入室３６の底面を水平に形成する又は空気導入口３６側から排水口４２側へ下向きに傾斜させる。この構成により、空気導入室３６内の空気及び凝縮水は、共に、同じ方向に流れるようになり、空気の流れが水の流れを妨げることがなくなる。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、送風機ユニットから空調ユニットハウジング内に供給された空気を空調ユニットハウジング内に設けられた蒸発器で冷却する車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などで使用される車両用空調装置は、送風機ユニットと、ハウジング内に蒸発器を収容する空調ユニットとを備え、送風機ユニットから空気導入口を介して空調ユニットハウジング内に空気を供給し、蒸発器を通過させることにより、この空気を冷却するようになっている。
【０００３】
図５に示されているように、こうした車両用空調装置１００は、車両前部に、車両幅方向に並置された送風機ユニット１０２と空調ユニット１０４とを備えており、空気導入口１０６が空調ユニット１０４のハウジング１０８の車量幅方向側部に開口していることが一般的である。
【０００４】
また、この空気導入口１０６は、例えば、図５に示されているように、空調ユニット１０４のハウジング１０８の側部で蒸発器１１０の下方の位置に開口させられる。この場合、空調ユニット１０４に供給された空気は、空気導入口１０６の上方に位置する蒸発器１１０を通って冷却された後、空調ユニット１０４のハウジング１０８上部へ進み、車室内に吹き出す。
【０００５】
しかし、こうした配置では、空気導入口１０６と蒸発器１１０とを上下に配置する必要があるため、空調ユニット１０４の上下方向寸法が長くなってしまう。そこで、空調ユニット１０４の上下方向寸法を短くするべく、図５に示されているように、空気導入口０６を空調ユニット１０４のハウジング１０８前方側に設け、蒸発器１１０を空気導入口１０６の後方側に配置した自動車用空調装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３２１２７９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、蒸発器で空気を冷却した際には、空気中に含まれる水分が凝縮して凝縮水が生じ、蒸発器から空調ユニットハウジングの底面に落下する。このため、空調ユニットハウジングの底面には、空調ユニットハウジングの底面に落下した凝縮水を空調ユニットハウジングから排出するために、排水口ホースに接続する排水口が設けられている。ところが、近年、空調装置の製造費用低減のために、排水口ホースを廃止して、空調ユニットハウジングと一体的に形成された管を直接的に車両前部のダッシュパネルに貫通させる構造の採用が多くなってきた。この構造をとるためには、排水口を空調ユニットハウジングの前部に設け、ダッシュパネルとの距離を短くすることが必要となる。
【０００８】
ところが、空調ユニットでは、蒸発器を通過する空気の風速分布を均等にさせるために、空調機ユニットのハウジングの底面と蒸発器の下面との間隔が空気導入口から離れるに従って狭くなるように、空調ユニットハウジングの底面が傾斜していることが好ましいので、図５に示されているタイプの空調ユニット１０４では、ハウジング１０８の傾斜底面の最下位置、すなわち空気導入口１０６付近に、車両前方に面して排水口１１２を設けることになる。
【０００９】
したがって、蒸発器１１０から空調ユニット１０４のハウジング１０８の底面に落下した凝縮水は空気導入口１０６付近に設けられた排水口１１２へ向かって図５中左に流れるのに対して、空気導入口１０６から導入された空気は蒸発器１１０の下方を図５右側へと流れ、空気の流れが凝縮水の流れを阻害するため、凝縮水を空調ユニット１０４のハウジング１０８の外部へ円滑に排出することができなくなる。
【００１０】
また、図６に示されている空調ユニット１０４では、排水口１１２を空調ユニット１０４のハウジング１０８の底面の前端部に設けた場合、空調ユニット１０４のハウジング１０８の底面を後端から前端へ向かって下方へ傾斜させ、凝縮水を空調ユニット１０４のハウジング１０８の底面に沿って図６中右側に流れさせる必要がある。一方、空気導入口１０６から導入された空気は蒸発器１１０の下方を図６中左側へと流れる。したがって、この場合にも、空気の流れが凝縮水の流れを阻害し、凝縮水を空調ユニット１０４のハウジング１０８の外部へ円滑に排出することができなくなる。
【００１１】
上記問題を解消する方法としては、空調ユニット１０４のハウジング１０８の底面に凝縮水が流れるための溝を形成し、空気の流れとの接触を減少させることも考えられるが、こうした溝は、空気の流れの抵抗になり圧力損失を生じさせ、また、空気の流れの乱れを招き、騒音の原因となるなど他の問題を引き起こす。
【００１２】
よって、本発明の目的は、上記従来技術に存する問題を解消して、空調装置の空調ユニットハウジング内の空気の流れが蒸発器で生じた凝縮水の流れを妨げずに、凝縮水を空調ユニットハウジングの排水口からダッシュパネルを通って前方へ円滑に排出できるようにすると共に、空気の圧力損失や騒音といった他の問題を引き起こさないようにすることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的に鑑み、空調ユニットハウジングに開口する空気導入口から供給される空気が、空調ユニットハウジング内において、蒸発器で凝縮した水が排水口へ流れる方向と同じ方向に流通するようにしたものである。
【００１４】
空調ユニットハウジングの底部に収容されている蒸発器の下面と空調ユニットハウジングの底面との間に空気導入室を形成し、空気導入室の一端に空気導入口を配置しているので、空気導入口から供給される空気は、空気導入室の上方に位置する蒸発器を通過する前に、空気導入室を空気導入口から空気導入室の他端へ向かい流れる。一方、排水口は空気導入室の他端に配置されているので、蒸発器で凝縮した凝縮水は、蒸発器下方に位置する空調ユニットハウジングの底面に落下した後、空気導入口から空気導入室の他端（すなわち、排水口側）へ向かって流れる空気に押し流され、排水口から排出される。このとき空気導入室の底面は水平であってもよく、空気導入口側から排水口側へ下向きに傾斜していてもよい。しかしながら、後者の方が、凝縮水が空気導入室の底面の傾斜に沿って空気導入口側から排水口側へ流れ、より凝縮水の排出を円滑に行うことができることから好ましい。
【００１５】
本発明の車両用空調装置が車両の前部に配置されているとき、排水口を空気導入室の前端部、空気導入口を空気導入室の後端部に配置すれば、車両前方に凝縮水を排出することができ、排出口から延びる配管を短くすることが可能となる。
【００１６】
蒸発器の下面を空気導入口側端部から排水口側端部へ下向きに傾けて配置すれば、凝縮水が蒸発器下面を流れるときも、空気導入口側から排水口側へ流れ、空気導入室における空気の流れに逆らうことがなく、上記の場合と同様に凝縮水が排水口へ向かって流れるよう促される。
【００１７】
空気導入室が空気導入口側端部から排水口側端部へ向かって狭くなっていれば、空気導入室を流れる空気は前記排水口側でも十分な流速を維持することが可能となり、空気導入室の上方に位置する蒸発器を通過する空気流速をより均等な分布に近づけることができるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
本発明の車両用空調装置の第１の実施形態を示している図１及び図２を参照すると、車両用空調装置１０は、車両の室内（不図示）の前部に設けられており、送風機ユニット１２と、空調ユニット１４とを備えている。そして、送風機ユニット１２は車両の車室内前部の計器盤の中央部から助手席側にオフセットした位置に配置されているのに対し、空調ユニット１４は車両の車室内前部の計器板の中央部に配置されている。
【００２０】
送風機ユニット１２は、送風ファン（例えば、遠心式多翼ファン）１６をモータ１８（図３参照）で回転させる送風機２０と、送風機２０の上方に配置される内外気切換箱２２とを備えており、内外気切換箱２２は、外気導入口２４と内気導入口２６（図３参照）とを有し、内外気切換扉（不図示）で両導入口を開閉することにより車室内空気と車室外空気とを切り換えて導入できるようになっている。図２に示されている送風機ユニット１２は、送風機２０のモータ１８の回転軸２８が略垂直方向（上下方向）に延びるように配置されているが、図３に示されている送風機ユニット１２のように、送風機２０のモータ１８の回転軸２８が略水平方向に延びるように配置されてもよい。
【００２１】
空調ユニット１４は、樹脂製の空調ユニットハウジング３０と、該ハウジング３０の底部に収容されている蒸発器３２と、ハウジング３０内で蒸発器３２の上方に配置されるヒータコア３４とを備え、蒸発器３２の下面と空調ユニットハウジング３０の底面との間には空気導入室３６が形成されている。
【００２２】
この空気導入室３６の後端部には、空気導入口３８が開口し、この空気導入口３８は接続管４０を介して送風機ユニット１２の出口部と接続されており、送風機ユニット１２から供給される空気が空気導入口３８を通って空気導入室３６に流入し、空気導入室３６を後方から前方へ流れるようになっている。
【００２３】
一方、空気導入室３６の前端部の底面付近には、排水口４２が開口しており、この排水口４２には、空調ユニットハウジング３０と一体的に形成された排水管４４が接続され、空調ユニット１４の前方を覆うダッシュパネル４６を通って車室外部まで延びている。同時に、空気導入室３６の底面、すなわち空調ユニットハウジング３０の底面は空気導入口３８側から排水口４２側へ下向きに傾斜し、排水口４２が空気導入室３６の最も低い位置に開口するようになっている。この構成により、空気が蒸発器３２を通過するときに凝縮して生成した水のうち空気導入室３６の底面に落下したものは、排水口４２へ向かって流れ、排水口４２から排水管４４を通ってダッシュパネル４６又は車室の外部へ排出される。
【００２４】
このとき、空気導入室３６を流れる空気は、前述したように後方から前方へ流れるので、空気導入室３６の底面に落下した凝縮水が空気導入口３８側から排水口４２側へ流れるのを促進する作用を奏する。
【００２５】
また、排水口４２は空調ユニットハウジング３０の前部に設けられているので、排水口４２とダッシュパネル４６との距離が短くなり、排水管４４を短くすることが可能となる。これにより、排水管４４に別途排水ホースなどを接続する必要性をなくすことが可能となる。
【００２６】
蒸発器３２は、例えば、扁平チューブを多数積層させた積層型蒸発器からなり、略直方体形状をなしている。そして、これら扁平チューブ内には冷媒が流れており、空気は扁平チューブ間の隙間を流れることによって冷却される。蒸発器３２は公知のものであり、蒸発器３２自体の構造についてここではこれ以上詳述しない。
【００２７】
また、この蒸発器３２は、水平面から所定角度傾けて配置されている。詳細には、蒸発器３２の下面は、空気導入口３８側端部（図１では後端部）から排水口４２側端部（図１では前端部）へ下向きに傾けられている。したがって、蒸発器３２で凝縮し蒸発器３２の下面に沿って流れる水も、空気導入室３６内を流れる空気の流れ（すなわち、後方から前方への流れ）と同じく前端部へ向かって流れるので、空気の流れと相反せず、流れを妨げられることがない。
【００２８】
さらに、蒸発器３２の下面及び空調ユニットハウジング３０の底面の傾きは、空気導入口３８側端部（後端部）から排水口４２側端部（前端部）へ向かうにつれ、蒸発器３２の下面と空調ユニットハウジング３０の底面との間隔が狭くなり、空気導入室３６の垂直方向断面（空気通過断面）が小さくなるように定められていることが好ましい。このように蒸発器３２の下面の傾きと空調ユニットハウジング３０の底面の傾きを定めることにより、空気導入室３６の奥側（すなわち排水口４２側）でも空気が十分な流速を確保でき、空気導入口３８から空気導入室３６へ導入された空気の流速分布を均等にさせ、蒸発器３２の冷却能力を十分に活用することが可能となる。また、空気導入室３６内の空気が排水口４２側でも十分な速さで排水口４２へ向かって流れるため、蒸発器３２から落下した凝縮水は、空気の流れによって、空気導入室３６の底面（すなわち、空調ユニットハウジング３０の底面）に沿って排水口４２まで押し流され、排水口４２からの排出が促進される。したがって、この場合には、空気導入室３６の底面を傾けず水平となるように形成したとしても、凝縮水を排出口４２から排出することが可能となる。
【００２９】
空調ユニットハウジング３０内で蒸発器３２の空気流下流側、すなわち、蒸発器３２の上方には、送風通路４８が形成されている。そして、この送風通路４８上にヒータコア３４が横置きで（幅広面を下にして）略水平状態に配置されており、蒸発器３２を通過してきた空気を加熱するようになっている。ヒータコア３４はエンジン冷却水を熱源として空気を加熱するものである。ヒータコア３４は、図１に示されているように、空調ユニットハウジング３０の後側に配置してもよく、図４に示されているように、空調ユニットハウジング３０の前側に配置してもよい。
【００３０】
空調ユニットハウジング３０内には、ヒータコア３４が配置されている部分と並行してバイパス通路５０がさらに形成されており、ヒータコア３４の上流側で送風通路４８から分岐し、ヒータコア３４の下流側で送風通路４８に合流するようになっている。また、バイパス通路５０の入口には回転軸周りに回転可能なエアミックスドア５２が設けられている。このエアミックスドア５２は、回転軸周りに回転することにより、バイパス通路５０の入口の開度を変化させ、ヒータコア３４を通過し加熱される温い空気の量とバイパス通路５０を通過する冷たい空気の量との割合を調整する機能を果たす。
【００３１】
こうして、ヒータコア３４を通過した温かい空気は、ヒータコア３４の下流側で、バイパス経路５０を通過した冷たい空気と混合され所定温度の空気とされた後、空調ユニットハウジング３０の上部へ進む。
【００３２】
空調ユニットハウジング３０の上面には、車両フロントガラス内面へ向けて空気を吹き出すためのデフロスタ吹出口５４と、車室内上方へ向けて空気を吹き出すためのフェイス吹出口５６とが設けられている。さらに、これら吹出口５４、５６には開閉ドア５８、６０が設けられており、必要に応じて所定温度にされた空気を車室内に送り出せるようになっている。また、空調ユニットハウジング３０の上部の側面には、車室下部（乗員の足下）に空気を吹き出すためのフット吹出口６２が設けられており、このフット吹出口６２から配管を介して車室下部に空気を送り出すようになっている。
【００３３】
次に、図１に示されている実施形態を参照して本発明の車両用空調装置１０の動作を説明する。
【００３４】
まず、車室内空気又は車室外空気が送風機ユニット１２によって取り込まれ、接続管４０を通って空気導入口３８へと送り出される。次に、空気導入口３８を通って空調ユニット１４に供給された空気は、空気導入室３６内を空気導入口３８側から排水口４２側へと流れる。空気導入室３６内の空気は、空気導入口３８側から排水口４２側へ進むにつれ、一部が上方に位置する蒸発器３２を通過していくため、流量が少なくなっていくが、空気導入室３６の垂直方向断面（空気通過断面）が空気導入口３８から排水口４２へ向かうにつれ徐々に小さくなっていくので、空気導入室３８の排水口４２付近においても十分な空気流通速度が確保される。したがって、蒸発器３２の前端部（排水口４２側の端部）十分な量の空気が下方から上方へ通過し、蒸発器３２の冷却能力を十分に活用することができる。
【００３５】
ところで、空気が蒸発器３２を通過するとき、空気の温度が低下するため、空気中に含まれる水分が凝縮し、蒸発器３２に付着し、一部が空気導入室３６の底面に落下する。一方、空気導入室３６の底面は空気導入口３８側から排水口４２側へ下向きに傾斜していることから、空気導入室３６の底面に落下した凝縮水は重力の作用で排水口４２へ向かって流れていく。さらに、空気導入室３６内では空気が空気導入口３８から排水口４２側へ流れているため、空気導入室３６の底面に落下した凝縮水は排水口４２へ向かって押し流される。
【００３６】
このように、空気導入室３６内の空気の流れ方向と凝縮水の流れ方向が一致するので、空気導入室３６内の空気の流れは、空気導入室３６内における凝縮水の流れを妨げることがなく、却って凝縮水を排水口４２へ向かって押し流し、空調ユニットハウジング３０からの凝縮水の円滑な排出を促す。また、空気導入室３６内のこの空気の流れを利用すれば、空気導入室３６の底面を略水平に形成し、蒸発器３２から空気導入室３６の底面に落下した凝縮水を排水口４２へ向かわせ排出させることも可能となる。
【００３７】
また、蒸発器３２の下面は後端部（空気導入口３８側の端部）から前端部（排水口４２側の端部）へ下向きに傾けられているので、蒸発器３２の下面に付着する凝縮水は蒸発器３２の下面に沿って前端部へ向かって流れていき、排水口４２側で落下する。この蒸発器３２の下面における凝縮水の流れも、空気導入室３６内の空気の流れと概略同じ方向となるので、空気導入室３６内の空気の流れによって妨げられることがなく、却って蒸発器３２の前端部へ向かうよう促される。また、この空気の流れを利用すれば、下面が水平状態になるように蒸発器３２を配置することも可能となる。
【００３８】
こうして、蒸発器３２を通過し冷却された空気は、送風通路４８を下流側すなわち空調ユニットハウジング３０の上部へと進む。そして、車室内の温度を低下させたいときには、エアミックスドア５２を回転軸周りに図１中左側に旋回させ点線で示される位置に移動させ、ヒータコア３４へ向かう通路への入口を狭めて、空気を主としてバイパス通路５０へ向かわせ、ヒータコア３４を通過する空気量を減少させる。一方、車室内の温度を上昇させたいときには、エアミックスドア５２を回転軸周りに図１中右側に旋回させ実線で示されている位置に移動させ、バイパス通路５０への入口を狭めて、空気を主としてヒータコア３４へ向かわせ、ヒータコア３４を通過する空気量を増加させる。
【００３９】
こうして、ヒータコア３４を通過した空気とバイパス通路５０を通った空気とを所定の割合で混合させることにより所望される温度に調整された空気が、デフロスタ吹出口５４、フェイス吹出口５６、フット吹出口６２から車室内に吹き出される。
【００４０】
以上、図面に示されている実施形態を例に説明したが、本発明の車両用空調装置１０は、図示されている実施形態に限定されるものではなく、空調ユニットハウジング３０内におけるヒータコア３４、エアミックスドア５２、開閉ドア５８等は他の適宜な配置をとることが可能である。例えば、ヒータコア３４は図１に示されているような略概水平な状態に配置される必要はなく、図４に示されているように、傾けて配置されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の車両用空調装置の空調ユニットの一実施形態の側断面図である。
【図２】本発明の車両用空調装置の一実施形態の平面図である。
【図３】本発明の車両用空調装置の他の実施形態の平面図である。
【図４】本発明の車両用空調装置の空調ユニットの他の実施形態の側断面図である。
【図５】従来技術の車両用空調装置の正面断面図である。
【図６】従来技術の車両用空調装置の空調ユニットの側断面図である。
【符号の説明】
１０…車両用空調装置
１２…送風機ユニット
１４…空調ユニット
３０…空調ユニットハウジング
３２…蒸発器
３６…空気導入室
３８…空気導入口
４２…排水口

Claims

送風機ユニットと、底部に蒸発器を収容する空調ユニットハウジングとを備え、前記空調ユニットハウジングに開口する空気導入口を介して該送風機ユニットから前記空調ユニットハウジング内に供給した空気を前記蒸発器によって冷却する一方、前記蒸発器で凝縮し前記空調ユニットハウジングの底面に落下した水を前記空調ユニットハウジングの底部に設けられた排水口を通して前記空調ユニットハウジングの外部に排出する車両用空調装置において、
前記蒸発器の下面と前記空調ユニットハウジングの底面との間に空気導入室を形成して、該空気導入室の一端に前記空気導入口を、前記空気導入室の他端に前記排水口を配置すると共に、前記空気導入室の底面を水平に形成する又は前記空気導入口側から前記排水口側へ下向きに傾斜させることを特徴とする車両用空調装置。
前記車両用空調装置を車両の前部に配置し、前記排水口を前記空気導入室の前端部に配置すると共に、前記空気導入口を前記空気導入室の後端部に配置するようにした、請求項１に記載の車両用空調装置。
前記蒸発器の下面を水平又は空気導入口側端部から排水口側端部へ下向きに傾けて配置した、請求項１又は請求項２に記載の車両用空調装置。
前記空気導入口側端部から前記排水口側端部へ向かうにつれ、前記空気導入室を規定する前記蒸発器の下面と前記空調ユニットハウジングの底面との間隔が狭くなるように、前記蒸発器の下面及び前記空調ユニットハウジングの底面の傾斜を定めるようにした、請求項１から請求項３の何れか一項に記載の車両用空調装置。