JP2005231406A - 車両用空調ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】空調風を均一に分布させると共に、冷却を行うエバポレータ内の冷媒の分流を均一に且つ冷媒通路抵抗の増大を防止して冷却性能を向上させる。
【解決手段】ユニットケース２の一側面２ａに導入口２ｃが設けられ、ユニットケース２内に導入口２ｃからユニットケース２の他側面２ｂに向かって導入口２ｃから通じる導入路８がユニットケース２内に形成され、導入路８に沿ってエバポレータ４、５が配設された空調ユニット１に、導入口２ｃから他側面２ｂに向かって導入路８の通路断面積が小さくなるように複数のエバポレータ４、５を段違いに配設し、且つこれらエバポレータ４、５に１つの膨張弁１０で減圧された冷媒を分配・供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車内の空調を行う車両用空調ユニットに関する。

図５は、特許文献１に開示された従来の自動車用の車両用空調ユニット１００を示す。この車両用空調ユニット１００は、ケース１１０側方に送風機（ブロア）１２０をオフセットした構造となっている。

送風機１２０は、その駆動によって車外の空気や車室内の空気をケース１１０内に導入する。エバポレータ１３０は送風機１２０からの空気の送風路内に配置されており、内部に冷媒が供給されることにより送風機１２０からの空気を冷却する。エバポレータ１３０によって冷却された空気は、吹出口１４０からベントダクトやデフダクト等に供給されて、車室内の空調を行ったり、フロントガラスの曇止めを行う。

この車両用空調ユニットでは、ケース１１０におけるエバポレータ１３０との対応部分に送風路の断面積を小さくするガイド部１５０を形成するものであり、ガイド部１５０によってエバポレータ１３０に流入する空気の流速の差を２倍前後の範囲内に制御して空気の風速を均一にしている。
特開平８−７２５３０号公報

しかしながら、図５に示す車両用空調ユニットでは、エバポレータ１３０が大型化して幅方向の寸法が大きくなった場合には、エバポレータ１３０内に供給される冷媒の分流が不均一となると共に、エバポレータ１３０内の冷媒通路抵抗が大きくなる。これにより、車両用空調ユニット１００の性能が低下する問題を有している。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、エバポレータ内の冷媒の分流を均一にすると共に冷媒通路抵抗の増大を防止し、これにより、冷却性能を向上させることが可能な車両用空調ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明の車両用空調ユニットは、ユニットケースの一側面に導入口が設けられ、該ユニットケース内に該導入口からユニットケースの他側面に向かって該導入口から通じる導入路がユニットケース内に形成され、導入路に沿ってエバポレータが配設された空調ユニットであって、前記導入口から他側面に向かって導入路の通路断面積が小さくなるように複数のエバポレータが段違いに配設され、且つこれらエバポレータには１つの膨張弁で減圧された冷媒が分配・供給されることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ケース内の導入路に沿って複数のエバポレータを段違いに配置しているため、エバポレータを通過する空気の流速を均一に分布させることができる。

また、エバポレータが複数設けられるため、エバポレータを大型とする必要がないうえに、それぞれのエバポレータに対しては、同一の膨張弁から冷媒が供給されるため、供給される冷媒が個々のエバポレータ内で均一に分流されると共に冷媒通路抵抗が大きくなることがないため、冷媒が円滑に流動することができる。このため、車両用空調ユニット全体としての冷却性能を向上させることができる。

図１〜図４は、本発明の一実施形態を示し、図１は車両用空調ユニット１の平面図、図２はその斜視図、図３は膨張弁との接続を示す斜視図、図４はエバポレータ内の冷媒の移動を示す斜視図である。

車両用空調ユニット１は、ユニットケース２の一側面２ａ側に送風機３が配置されると共に、２つのエバポレータ４、５が配置されている。送風機３は、車外の空気または車内の空気を一側面２ａに形成された導入口２ｃを通じてユニットケース２内に導入するものであり、導入された空気はエバポレータ４、５の方向に供給される。この供給を行うため、ユニットケース２には、送風機３、および導入口２ｃと連通する導入路８が形成されている。

２つのエバポレータ４、５は、送風路９内に導入路８に沿って配置されている。そして、これらエバポレータ４、５は、導入口２ｃからユニットケース２の他側面２ｂに向かって導入路８の通路断面積が小さくなるように複数のエバポレータ４、５が段違いに、且つ並列に配設されている。

このように配置することにより、送風機３からの空気は、それぞれのエバポレータ４、５に均等に分配される。すなわち、流路断面積が一定になるようにエバポレータを配設した場合には、導入された空気の多くが下流側のエバポレータ４を通過し、上流側のエバポレータ５は通過しないが、導入された空気が導入路８を進むにしたがって流路断面積が小さくなるようにエバポレータ４、５が段違いに配設されていることにより、導入路８下流側の通路抵抗が大きくなり、上流側のエバポレータ５を空気が通過するようになる。これにより、空気をエバポレータ４、５に均等に分配することができるものである。

それぞれのエバポレータ４、５は、内部に冷媒が供給されることにより、冷媒と空気との熱交換を行って空気を冷却する。冷却された空気は、送風路９を通じて各吹出口６を通じて車室内に送風される。なお、図１において、符号７は、エバポレータ４、５の下流側に配置されたヒータコアであり、エバポレータ４、５を通過した空気を加熱する。図示を省略するが、ユニットケース２内には、ヒータコア７を通過した空気とヒータコア７を通過しない空気とを混合する混合流路が形成されており、これにより、吹出口６から吹き出す空気の温度制御を行うことが可能となっている。

図２は、エバポレータ４、５によって冷却された空気の吹き出し方向を示し、ユニットケース２には吹出口６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄが開口されている。吹出口６ａは、ユニットケース２における車室側に開口しており、ベントダクト（図示省略）に接続されることにより、車室内に空調風を供給する。吹出口６ｂは、ユニットケース２の上面に開口しており、デフロスタダクト（図示省略）に接続されることにより、フロントガラスの曇止めのための空調風を供給する。吹出口６ｃ、６ｄは、ユニットケース２の左右両側に開口しており、フットダクト（図示省略）に接続されることにより車床上に空調風を供給する。

この実施形態における２つのエバポレータ４、５は、同一の膨張弁１０に接続されることにより、膨張弁１０からの冷媒が供給される。この膨張弁１０との接続を図１及び図３により説明する。

膨張弁１０は、図１に示すように、ユニットケース２の外側に設けられており、ユニットケース２に設けられた配管ブロック１１と連結される。配管ブロック１１は、それぞれのエバポレータ４、５に冷媒を分流供給するための配管１２、１３を備えている。

配管１２は、下流側のエバポレータ４に冷媒を供給するものであり、エバポレータ４への冷媒の供給管路１２ａと、エバポレータ４からの冷媒の戻り管路１２ｂとを備えている。配管１３は、上流側のエバポレータ５に冷媒を供給するものであり、エバポレータ５への冷媒の供給管路１３ａと、エバポレータ５からの冷媒の戻り管路１３ｂとを備えている。

図４は、エバポレータ４内における冷媒の流動経路を示し、エバポレータ５も同様となっている。エバポレータ４には、入口から冷媒が流入し、熱交換用のチューブを通過するときに空気と熱交換し、空気から気化熱を奪って蒸発した後、出口から配管ブロック１１を介して膨張弁１０に流出する。エバポレータ４は、複数のゾーン４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅとこれらゾーン４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅを連通する複数のチューブとを備えている。エバポレータ４の入口から第１ゾーン４ａに流入した冷媒は、第１ゾーン４ａから背面右側の各チューブ内を下降して第２ゾーン４ｂに移動し、第２ゾーン４ｂから背面左側の各チューブ内を上昇する。そして、背面左側の各チューブ内を上昇した冷媒は、第３ゾーン４ｃを通じて、正面左側の各チューブ内を下降し、第４ゾーン４ｄに移動する。そしてさらに、第４ゾーン４ｄに移動した冷媒は、正面右側の各チューブ内を上昇して第５ゾーン４ｅへ移動し、第５ゾーン４ｅからエバポレータ４の出口を通じて配管ブロック１１に戻される。

このような実施形態では、２つのエバポレータ４、５をユニットケース２内に段違いに配置しているため、ユニットケース２内の空気を均等に分配することができる。このため、エバポレータ４、５によって冷却された空気を均一に分布させることが可能となっている。このようにエバポレータ４、５を段違い状に配置することにより空気を均一に分布させることができることから、空気を均一に分布させるためにユニットケース２にガイド部を形成する必要がなくなる。このため、ユニットケース２への設計変更がなくなり、ユニットケース２の設計及び製造が容易となる。

また、２つのエバポレータ４、５によって冷却を行うため、個々のエバポレータ４、５を大型とする必要がない。これに加えて、それぞれのエバポレータ４、５に対しては、同一の膨張弁１０から冷媒が供給され、供給される冷媒が個々のエバポレータ４、５の内部で均一に分流される。しかも、各エバポレータ４、５内では、熱交換のための冷媒通路が長くならないため、冷媒通路抵抗が大きくなることがない。これらにより、冷媒がエバポレータ４、５内を円滑に流動することができ、車両用空調ユニット１全体としての冷却性能を向上させることができる。

さらに、エバポレータ４、５を小型としても所定の性能を保持できるため、エバポレータ４、５の大量生産が容易となり、コスト低減が可能となる。

なお、この実施形態では、エバポレータをユニットケース２内に２つ配置しているが、３つ以上であっても同様に作用することができる。

本発明の一実施形態の車両用空調ユニットを示す平面図である。 一実施形態の車両用空調ユニットの斜視図である。 エバポレータと膨張弁との接続を示す斜視図である。 エバポレータ内の冷媒の流動を示す斜視図である。 従来の車両用空調ユニットを示す平面図である。

符号の説明

１…車両用空調ユニット
２…ユニットケース
２ａ…一側面
２ｂ…他側面
２ｃ…導入口
４…エバポレータ
８…導入路
１０…膨張弁

Claims (1)

1. ユニットケース（２）の一側面（２ａ）に導入口（２ｃ）が設けられ、該ユニットケース（２）内に該導入口（２ｃ）からユニットケース（２）の他側面（２ｂ）に向かって該導入口（２ｃ）から通じる導入路（８）がユニットケース（２）内に形成され、導入路（８）に沿ってエバポレータ（４、５）が配設された車両用空調ユニット（１）であって、
   前記導入口（２ｃ）から他側面（２ｂ）に向かって導入路（８）の通路断面積が小さくなるように複数のエバポレータ（４、５）が段違いに配設され、且つこれらエバポレータ（４、５）には１つの膨張弁（１０）で減圧された冷媒が分配・供給されることを特徴とする車両用空調ユニット（１）。
   

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