JP2006069441A - Air cooling unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は空気冷却ユニットに関し、特に蒸発器のコアの下端に取り付けられた下方冷媒通路部材等における冷媒の蒸発遅れを防止するものに関する。 The present invention relates to an air cooling unit, and more particularly to an apparatus for preventing a refrigerant evaporation delay in a lower refrigerant passage member or the like attached to the lower end of an evaporator core.
車両の空調装置で使用される空気冷却ユニット(冷房装置)は蒸発器と、蒸発器が収容されたダクトとから成る。蒸発器は一般に扁平直方体形状のコアと、その上端及び下端に取り付けられた管状のタンク部材とから成る。冷媒をタンク部材からコアに供給し、コア内を流通させた後、タンク部材から排出する。これと併行して、送風機でダクト内に空気を送ると、チューブ内を冷媒が流れる際、空気から熱を吸収して冷気を生成する。その際空気を効率よく蒸発器に当てて冷房効率を高めるべく、蒸発器はダクト内に空気通路を全面ふさぐように配置されている(例えば、特許文献1参照)。 An air cooling unit (cooling device) used in a vehicle air conditioner includes an evaporator and a duct in which the evaporator is accommodated. The evaporator is generally composed of a flat rectangular core and tubular tank members attached to the upper and lower ends of the core. The refrigerant is supplied from the tank member to the core, circulated through the core, and then discharged from the tank member. In parallel with this, when air is sent into the duct by a blower, when the refrigerant flows through the tube, heat is absorbed from the air to generate cold air. At that time, in order to efficiently apply air to the evaporator and increase the cooling efficiency, the evaporator is disposed in the duct so as to block the entire air passage (for example, see Patent Document 1).
凝縮水が集まる蒸発器の下端では、風漏れ防止に加えて、凝縮水の排水性の確保及び吹上げ防止を図る必要があるため、凝縮水を受ける水の受け部材や排水ドレンが配置されている。水受け部材などを空気が流れると、吹き上げられた凝縮水が空気と共にダクトの吹出し口から吹き出すおそれがある。そのため、蒸発器の下端では、コア及び下方タンクと、ダクトの下壁及び水受け部材との間が、他の部分よりも完全にシールされていなければならない。
しかし、下方タンク及びコアの下端部(蒸発器の下方寄り部分)を上記構成にした場合、以下の問題の発生が懸念される。まず、蒸発器を通過し冷却された冷気が下方タンクに回り込んで下方寄り部分を冷却し、その内部の冷媒は蒸発し難くなる。フロスト防止制御でコンプレッサをオンオフさせる場合のオフ時にその傾向が顕著になる。その結果、他の部分に比べて温度が低い蒸発器の下方寄り部分からフロスト(霜)が発生し易くなり、蒸発器全体のフロスト量が増加すると冷却効率が低下し、さらにコンプレッサがロック状態に至るおそれがある。 However, when the lower tank and the lower end of the core (the lower portion of the evaporator) are configured as described above, the following problems may occur. First, the cool air that has passed through the evaporator and has cooled down enters the lower tank and cools the portion closer to the lower side, so that the refrigerant inside thereof is less likely to evaporate. This tendency becomes noticeable when the compressor is turned on / off in the frost prevention control. As a result, frost (frost) is likely to be generated from the lower part of the evaporator, which has a lower temperature than the other parts. If the amount of frost in the entire evaporator increases, the cooling efficiency decreases and the compressor is locked. There is a risk.
また、コンプレッサのオフ時、液冷媒が多い蒸発器の下方寄り部分の温度が低くなるのに対して、液冷媒の少ない蒸発器の上方寄り部分の温度は高いため、蒸発器の下半分と上半分との温度分布が不均一になり易い。 In addition, when the compressor is off, the temperature at the lower part of the evaporator with a high amount of liquid refrigerant is low, while the temperature at the upper part of the evaporator with a low amount of liquid refrigerant is high. Temperature distribution with half tends to be non-uniform.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、蒸発器の下方寄り部分、特に下方冷媒通路部材に滞留し易い液冷媒の蒸発を促進させ、下方冷媒通路部材などでの霜の発生や、蒸発器からの冷気の吹出温度の変動を防止する空気冷却ユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and promotes the evaporation of liquid refrigerant that tends to stay in the lower portion of the evaporator, particularly the lower refrigerant passage member, and the generation of frost and evaporation in the lower refrigerant passage member and the like. It aims at providing the air cooling unit which prevents the fluctuation | variation of the blowing temperature of the cold air from a vessel.
本発明による空気冷却ユニットは、請求項1に記載したように、空気流通路を形成するダクトと、ダクト内に収容された扁平なコア、及び少なくともコアの下端に取り付けられた下方冷媒通路部材を含む蒸発器とを備える。ダクトは、コアを通過する前の空気を下方冷媒通路部材に導く空気導入通路を備え、コア通過前の比較的温度が高い空気を下方冷媒通路部材及びコアの下端部に導き、これらの内部の冷媒の蒸発を促進する。 The air cooling unit according to the present invention includes a duct forming an air flow passage, a flat core accommodated in the duct, and a lower refrigerant passage member attached to at least a lower end of the core. Including an evaporator. The duct includes an air introduction passage that guides air before passing through the core to the lower refrigerant passage member, and guides air having a relatively high temperature before passing through the core to the lower refrigerant passage member and the lower end portion of the core. Promotes the evaporation of the refrigerant.
本発明の空気冷却ユニットによれば、コア通過前の空気を空気導入通路で下方冷媒通路部材に導いたので、下方冷媒通路部材及びコアの下端部の温度が上昇し易く、フロストが発生し難くなる。また、請求項2の空気冷却ユニットによれば、第1傾斜壁部及び第2傾斜壁部を含む空気導入通路が容易に形成でき、しかもコア通過前の空気を確実に下方冷媒通路部材などに導くことができる。さらに、請求項3の空気冷却ユニットによれば、案内壁部がコア通過前の空気をより確実に下方冷媒通路部材などに導く。 According to the air cooling unit of the present invention, since the air before passing through the core is guided to the lower refrigerant passage member by the air introduction passage, the temperatures of the lower refrigerant passage member and the lower end portion of the core are likely to rise and frost is hardly generated. Become. Further, according to the air cooling unit of the second aspect, the air introduction passage including the first inclined wall portion and the second inclined wall portion can be easily formed, and the air before passing through the core is reliably supplied to the lower refrigerant passage member or the like. Can lead. Furthermore, according to the air cooling unit of the third aspect, the guide wall portion more reliably guides the air before passing through the core to the lower refrigerant passage member or the like.
請求項4の空気冷却ユニットによれば、コアを通過した空気の下方冷媒通路部材への回り込み、及び空気導入通路内の空気の下流側への流れを流れ防止部材で阻止するので、下方冷媒通路部材などに液冷媒が対流し難くなる。また、請求項5の空気冷却ユニットによれば、第3傾斜壁部とコアの下端との間に流れ防止部が容易に形成でき、しかもコア通過後の空気の下方冷媒通路部材への回り込みを確実に防止できる。更に、請求項6の空気冷却ユニットによれば、流れ防止を設けたにもかかわらず、コアの下流側端面の凝縮水は流れ防止部に形成した連通孔からドレンパイプに排水できる。 According to the air cooling unit of the fourth aspect of the present invention, the flow of the air that has passed through the core to the lower refrigerant passage member and the flow of the air in the air introduction passage to the downstream side are blocked by the flow preventing member. It becomes difficult for the liquid refrigerant to convect the members. In addition, according to the air cooling unit of the fifth aspect, the flow preventing portion can be easily formed between the third inclined wall portion and the lower end of the core, and the air after passing through the core is circulated into the lower refrigerant passage member. It can be surely prevented. Furthermore, according to the air cooling unit of the sixth aspect, despite the provision of flow prevention, the condensed water on the downstream end face of the core can be drained to the drain pipe from the communication hole formed in the flow prevention portion.
(イ)空気冷却ユニット
空気冷却ユニットは車両等の空調装置において冷気(冷風)を生成する冷房装置であり、ダクトと蒸発器とを備える。蒸発器は冷凍サイクルにおいて膨張弁と圧縮機との間に配置される。なお、空気冷却ユニットは暖房ユニット又はエアミックスユニットと一体化されて空調装置を構成することができ、このような空調装置では、ダクト内には蒸発器の上流側に送風機等が、下流側にヒータコア等が配置される。
(A) Air cooling unit The air cooling unit is a cooling device that generates cool air (cold air) in an air conditioner such as a vehicle, and includes a duct and an evaporator. The evaporator is disposed between the expansion valve and the compressor in the refrigeration cycle. The air cooling unit can be integrated with the heating unit or the air mix unit to constitute an air conditioner. In such an air conditioner, a blower or the like is provided in the duct on the upstream side of the evaporator and on the downstream side. A heater core or the like is disposed.
(ロ)ダクト
ダクトは、例えば車両への搭載のために蛇行して形成されるが、模式的には全体として筒形状を持ち、上壁、一対の側壁及び下壁を有する。下壁にコア通過前空気を下方冷媒通路部材に導く空気導入通路が形成されている。空気導入通路は、具体的には、下方冷媒通路部材の上流側に位置する第1傾斜壁部と、下方冷媒通路部材の下方に位置する第2傾斜壁部とを含む。また、下壁にコア通過後の空気の下方冷媒通路部材への流れを防止するとともに、空気導入通路内の空気の流れを防止する流れ防止部が形成されている。流れ防止部は、具体的には、コアの下流側に位置する第3傾斜壁部とコアの下端との間に延びている。
(B) Duct The duct is meandering for mounting on a vehicle, for example, but typically has a cylindrical shape as a whole, and has an upper wall, a pair of side walls, and a lower wall. An air introduction passage is formed in the lower wall for guiding the air before passing through the core to the lower refrigerant passage member. Specifically, the air introduction passage includes a first inclined wall portion located on the upstream side of the lower refrigerant passage member and a second inclined wall portion located below the lower refrigerant passage member. In addition, a flow prevention portion is formed on the lower wall for preventing the flow of air after passing through the core to the lower refrigerant passage member and preventing the flow of air in the air introduction passage. Specifically, the flow preventing portion extends between the third inclined wall portion located on the downstream side of the core and the lower end of the core.
(ハ)蒸発器
蒸発器はコアと冷媒通路部材とから成り、コアでは複数のチューブとフィンとが交互に配置されている。冷媒通路部材は少なくともコアの下端に取り付けられており、上端には取り付けても取り付けなくても良く、取付け態様はコア内における冷媒の流れ方向等との関係で決まる。
(C) Evaporator The evaporator is composed of a core and a refrigerant passage member, and a plurality of tubes and fins are alternately arranged in the core. The refrigerant passage member is attached to at least the lower end of the core, and may or may not be attached to the upper end, and the attachment mode is determined by the relationship with the flow direction of the refrigerant in the core.
冷媒通路部材は、複数のチューブへの冷媒の分配及びチューブからの冷媒の収集を行う部位であり、チューブよりも十分に大きい流路断面及び容積を有し、ヘッダ部又はタンク部と呼ばれることもある。冷媒通路部材はチューブとは別体のヘッダ部材により、又はチューブと一体に形成された膨出部分により区画形成される。 The refrigerant passage member is a part that distributes the refrigerant to a plurality of tubes and collects the refrigerant from the tubes. The refrigerant passage member has a sufficiently larger flow path cross section and volume than the tubes, and is also called a header part or a tank part. is there. The refrigerant passage member is defined by a header member separate from the tube or by a bulging portion formed integrally with the tube.
以下、本発明の実施例を添付図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(構成)
<実施例>
図1は、本発明を適用した実施例としての車両用空調装置の空気冷却ユニット部分を示す断面図である。図1に示すように、空気冷却ユニットはダクト10と、蒸発器30とを有する。
(Constitution)
<Example>
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an air cooling unit portion of a vehicle air conditioner as an embodiment to which the present invention is applied. As shown in FIG. 1, the air cooling unit includes a
筒状のダクト10は上壁12、一対の側壁11(図3参照)及び下壁15を有し、空気流通路28を形成している。上壁12が次述する蒸発器30の上方タンク34を保持し、上壁12にはエアミックスドア13が回動可能に軸支されている。図1及び図2に示すように、下壁15は3つの傾斜壁部16、18及び22を含み、これらが下方にふくらんだ空気導入通路20及び通路23を形成している 。
The
図1において、ダクト10の空気流通路内28にこれを横切るように蒸発器30が配置されている。蒸発器30は2列のコア部を持ち扁平な直方体形状のコア32と、コア32の上端に取り付けられた一対の上方タンク34と、コア32の下端に取り付けられた一対の下方タンク36とを含む。この実施例では下方タンク36は第1下方タンク部材37aと第2下方タンク部材37bとを有し、冷媒通路部材を提供している。
In FIG. 1, the
コア32は複数のチューブとフィンとが交互に配置されて成り、チューブ内を冷媒が流れるようになっている。蒸発器30の下流側にはヒータコア14が配置されている。
The
蒸発器30はダクト10内に所定状態で支持され、蒸発器30の上面及びコア32の一対の側面とダクト30の上壁12及び一対の側壁との間はシールされている。蒸発器30の下方タンク36とダクト10の下壁15との間はシールされておらず、空気導入通路20及びポケット上部位23が形成されている。
The
即ち、下壁15は蒸発器30よりも上流側の第1傾斜壁部16、蒸発器30の直下方の第2傾斜壁部18、及び蒸発器30よりも下流側の第3傾斜壁部22を備えている。このうち、第1傾斜壁部16は、上流側の第1下方タンク37aの少し上流側にこれから離れて形成され、上流側が高く下流側が低くなるように傾斜している。また、第2傾斜壁部18は下方タンク36の下方にこれから離れて形成され、第1傾斜壁部16と同じ方向に傾斜しているが、傾斜角度はこれよりも小さい。その結果、コア32の下端33a及び下方タンク36と第1傾斜部16及び第2傾斜壁部18との間に、所定の大きさ及び方向の空気導入通路20が形成されている。
That is, the
第3傾斜壁部22は、下流側の第2下方タンク37aの少し下流側にこれから離れて形成され、上流側が低く下流側が高くなるように傾斜している。第3傾斜壁部22の下端(右端)と上記第2傾斜壁部18の下端(左端)との合流部に凝縮水排水用のドレンパイプ28が結合されている。
The third
第3傾斜壁部22の下端(右端)とコア32の下端33aとの間に上下方向に延びる流れ防止部(仕切り壁部)25が介在されている。図3から分かるように、仕切り壁部25は略逆三角形状を持ち、第1傾斜壁部16及び第2傾斜壁部18が形成する空気導入通路20と、第3傾斜壁部22及び仕切り壁25が形成する通路23との間を遮断している。仕切り壁部25の下端寄りに小孔26が形成され、空気導入通路20とポケット状部位23とを連通している。
Between the lower end (right end) of the third
詳述すると、仕切り壁部25の上端は蒸発器30のコア32と下方タンク26との間付近において適宜のシール部材27aを介して蒸発器30の下流側端面33bと接触し、接触部分から空気が漏れないようになっている。仕切り壁25はシール部材27bを介してダクト10の側壁11等に支持されている。
More specifically, the upper end of the
ダクト10の第1及び第2傾斜壁部16及び18と仕切り壁部25とは、蒸発器30の上流側から下方タンク26の上流側及び下方に広がる空気導入通路20を区画するとともに、蒸発器30の下流側においては第3傾斜壁部22と仕切り壁部25とが蒸発器30よりも下方に延びるポケット状部位23を区画形成している。
The first and second
仕切り壁部25に形成された小孔26は、仕切り壁部25とダクト10の第3傾斜壁部22とで区画されるポケット状部位23の重力方向の最下部と、空気導入通路20とを連通している。この小孔26は、凝縮水を蒸発器30の下流側であるポケット状部位23から蒸発器30の上流側である空気導入通路20へ、ひいてはドレンパイプ28へと流すように、その位置や形状が選定されている。
The
(作用)
蒸発器30の上流側(図1,図2で右側)にある送風機(不図示)が空気を蒸発器30に送る。蒸発器30の上面及び一対の側面とダクト10の上壁12及び一対の側壁との間はシールされているため、空気の大部分が蒸発器30を通過する。蒸発器30では、冷媒は下流側の第2下方タンク部材37bに導入され、導入した冷媒は複数の上向きチューブへと分配され、それらのチューブ内を上方タンク34に向けて上昇するように流れる。上方タンク34で冷媒の流れ方向が反転した冷媒は、複数の下向きチューブ内を下方タンク36に向けて下降するように流れ、第1下方タンク37aに流入する。
(Function)
A blower (not shown) on the upstream side of the evaporator 30 (right side in FIGS. 1 and 2) sends air to the
この実施例では、上方タンク34は上向きチューブから下向きチューブへと冷媒の流れ方向を反転させる構成としている。但し、上方タンク34は流れ方向を反転させると同時に、複数のチューブから冷媒を収集し、再び複数のチューブに冷媒を分配する構成とすることができる。
In this embodiment, the
このようにチューブを内を冷媒が流れる過程で冷媒が蒸発し、矢印xで示すように、コア32を通過する空気から吸熱し冷気が生成される。 In this way, the refrigerant evaporates in the process of flowing the refrigerant through the tube, and as indicated by an arrow x, heat is absorbed from the air passing through the core 32 to generate cold air.
蒸発器30を通過していない比較的暖かい空気の一部が、矢印yで示すように、空気導入通路20で下方タンク36に導かれ、これを横切るように通過する。また、蒸発器30を通過した比較的冷たい空気が、矢印zで示すように、第3傾斜壁部22に沿って下方に流れても、仕切り壁部25に遮られる。
A portion of the relatively warm air that has not passed through the
(効果)
この実施例によれば、以下の効果が得られる。第1に、蒸発器30の下方寄り部分(下方タンク36及びコア32の下端部33a)でのフロスト発生を防止できる。蒸発器30の下方タンク36は常に蒸発器30を通過していない空気の雰囲気下に置かれるからである。その結果、フロスト防止制御のコンプレッサオフ時にも、下方タンク36内に冷媒は滞留し難く、液冷媒の蒸発が促進される。
(effect)
According to this embodiment, the following effects can be obtained. First, it is possible to prevent the occurrence of frost in the lower portion of the evaporator 30 (the
これに関連して、コンプレッサオフ時の蒸発器30の下方寄り部分の温度上昇が早くなるので、蒸発器30の上方部分との温度分布の差が縮小し、ダクトの吹出し口からの吹出温度の変動が小さくなる。
In relation to this, since the temperature rise in the lower portion of the
第2に、コア32を通過した比較的冷たい空気は仕切り壁部25に阻止され、下方タンク36へ向かって流れることができず、下方タンク36が冷気により冷却されることが防止できる。その結果、下方タンク36内での液冷媒の滞留が防止できる。
Secondly, relatively cool air that has passed through the
第3に、下方タンク36と第1傾斜壁部16及び第2傾斜壁部18との間に空気導入通路20を設けたにも拘わらず、凝縮水が冷気と共に吹出口から吹き出すことが防止できる。空気導入空間20とポケット状部位23との間に仕切り壁部25を設けて、凝縮水の下流方向への流れを禁止したからである。
Third, although the
なお、下方タンク36に集まった凝縮水は空気導入通路20からドレンパイプ28に排出される。一方、コア32のチューブやフィンから下流に向けて跳んだ凝縮水は、蒸発器30より下流側のダクト10の第3傾斜壁部22や仕切り壁部25などに付着した後に流れ下り、小孔26を通って蒸発器30よりも上流側の空間に流れ戻り、ドレンパイプ28から排出される。
The condensed water collected in the
<変形例>
(1)第1変形例
図4に示す第1変形例は、コア32の上流側下端に第1傾斜壁部16と離れてこれと平行に案内壁部50を設けている。この案内壁部50は、一対の側壁間に形成され、蒸発器30を通過していない空気の一部を下方タンク36に案内する。詳述すると、ダクト10内の通風方向に関して、板状の案内壁部50の蒸発器30側の下流側縁は、蒸発器30のコア32と下方タンク36との境界付近に近接して配置されている。案内壁部50の上流側縁は蒸発器30側の上流縁よりもややダクト10の中央側に位置しており、案内壁部50はその上流側縁から蒸発器30の上流側縁までなだらかに広がる面を提供している。案内壁部50は蒸発器30の幅方向において全幅にわたって延在し、幅方向の両端はダクト10の側壁11に支持されている。
<Modification>
(1) First Modification In the first modification shown in FIG. 4, a
このように案内壁部50で空気の一部を積極的に下方タンク36及びコア32の下端33aに当てることにより、下方タンク36等内の液冷媒の蒸発がより促進される。
As described above, by actively applying a part of the air to the
(2)第2変形例
図5に示す第2変形例では、仕切り壁部55にその両側の空気導入通路20と通路23とを連通する小孔26(上記図2,図3参照)が形成されていない。その代わりに、上流側のドレンパイプ28の他に、仕切り壁25の下流側にドレンパイプ60を設け、蒸発器32の下流側端面から排出した凝縮水を排水するようになっている。
(2) Second Modification In the second modification shown in FIG. 5, a small hole 26 (see FIGS. 2 and 3 above) is formed in the
10:ダクト 15:下壁
16:第1傾斜壁部 18:第2傾斜壁部
20:空気導入通路 22:第3傾斜壁部
23:ポケット状部位 25:流れ防止部(仕切り壁部)
26:連通孔 28:ドレンパイプ
30:蒸発器 32:コア
36:下方タンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Duct 15: Lower wall 16: 1st inclination wall part 18: 2nd inclination wall part 20: Air introduction passage 22: 3rd inclination wall part 23: Pocket-shaped part 25: Flow prevention part (partition wall part)
26: Communication hole 28: Drain pipe 30: Evaporator 32: Core 36: Lower tank
Claims (6)
前記ダクト内に収容された扁平なコア(32)、及び少なくとも該コアの下端に取り付けられた下方冷媒通路部材(36)を含む蒸発器(30)とを備え、
前記ダクトは、前記コアを通過する前の空気を前記下方冷媒通路部材に導く空気導入通路(20)を備えていることを特徴とする空気冷却ユニット。 A duct (20) forming an air flow passage (28);
A flat core (32) housed in the duct, and an evaporator (30) including at least a lower refrigerant passage member (36) attached to the lower end of the core,
The air cooling unit, wherein the duct includes an air introduction passage (20) that guides air before passing through the core to the lower refrigerant passage member.
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Legal Events
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Effective date: 20061102 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090225 |