JP2013204923A

JP2013204923A - 車両用エバポレータ

Info

Publication number: JP2013204923A
Application number: JP2012074664A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Yamazawa; 達也山澤
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2012-03-28
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2013-10-07

Abstract

【課題】異物が熱交換部に付着することを防止し、異臭や白霧の発生、熱交換効率の低下、通気抵抗の上昇等の問題を抑制可能な車両用エバポレータの提供を目的とした。
【解決手段】エバポレータ１０は、表面にコーティング層３０が形成された熱交換部２０を備えている。コーティング層３０は、焼き付けコーティング処理により形成された焼付コーティング層３２と、焼付コーティング層３２の上に親水性のコーティング剤を塗布することにより形成された親水性コーティング層３４とを有する。親水性コーティング層３４は、結露水の流れにより異物Ｓと共に表層側から剥がれ落ちる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載される空調装置等において利用される車両用エバポレータに関する。

従来、車両には空調装置において送風を冷却する等の用途で、エバポレータが搭載されている。エバポレータの熱交換部には、結露等に伴って経年的に悪臭の原因となる物質が付着しやすく、空調装置の使用感を損ねてしまうという問題がある。

かかる問題に対処すべく、下記特許文献１に開示されているエバポレータは、熱交換部の表面にクロメート処理を施した上で、疎水性樹脂、及び吸水性を有しかつ難燃性の無機化合物の混合液によりコーティング処理を施している。このエバポレータにおいては、疎水性樹脂が悪臭の原因となる低級脂肪酸等の吸着特性が低いこと、及び無機化合物による悪臭吸着阻害効果の双方により、悪臭の発生を防止しようとしている。

特開平３−５１６７９号公報

ここで、本発明者らが鋭意検討したところ、空調装置の運転に伴い、車両の構成部品あるいは車両に搭載される様々な樹脂製品において可塑剤として用いられるフタル酸が客室等と空調装置との間を循環するうちにエバポレータの熱交換部に異物として付着して固化し、除去しにく状態になったものが異臭の原因となりうることが判明した。

また、熱交換部の表面が撥水性である場合には、熱交換部に設けられたフィン等に対して付着する結露水の接触角が大きくなり、略球状になって付着した状態になる。このような状態になると、結露水の付着部分において通気抵抗が高くなり熱交換効率が低下するという問題がある。これに加えて、熱交換部において熱交換効率の高い箇所を通過した空気と、熱交換効率の低い箇所を通過した空気とが熱交換部の下流側において混合されることにより、通気が白霧状になってしまい、使用者に違和感を与えてしまうという問題もある。

しかしながら、上記特許文献１に開示されているエバポレータでは、フタル酸をはじめとする異物が熱交換部に付着したまま定着してしまい、異臭や白霧の発生を十分抑制できない。また、異物が熱交換部に付着したままであると、熱交換部における通気抵抗が往生し、熱交換効率が低下してしまう。

そこで、本発明は、異物が熱交換部に付着することを防止し、異臭や白霧の発生、熱交換効率の低下、通気抵抗の上昇等の問題を抑制可能な車両用エバポレータの提供を目的とした。

上述した課題を解決すべく提供される本発明は、熱交換部を備えた車両用エバポレータであって、前記熱交換部の表面に、焼き付けコーティング処理により形成された焼付コーティング層と、前記焼付コーティング層の上に親水性のコーティング剤を塗布することにより形成された親水性コーティング層とを有することを特徴とするものである。

本発明の車両用エバポレータにおいては、熱交換部の表面に親水性コーティング層が設けられていることから、熱交換に伴って発生した結露水が積極的に熱交換部の表面から流れ落ちる。また、親水性コーティング層は、焼付コーティング層の上にコーティング剤を塗布して形成されたものであるため、結露水の流れによって表層部分が少しずつ剥がれ落ちる。そのため、仮に親水性コーティング層の上に異物が付着したとしても、結露水の流れによって剥がれ落ちる親水性コーティング層と共に流れ落ちる。従って、本発明の車両用エバポレータによれば、フタル酸をはじめとする異物が熱交換部に留まり定着してしまうことを防止することができる。これにより、熱交換部を通過した通気が異臭を伴ったものになることを防止できる。

本発明の車両用エバポレータにおいては、熱交換部の表面に親水性コーティング層が設けられているため、結露水が熱交換部の表面に略球状となって付着することを防止できる。これにより、熱交換部において結露水が通気抵抗になること、及び熱交換効率の低下の原因になることを防止することができる。また、熱交換部において熱交換効率の高い箇所を通過した空気と、熱交換効率の低い箇所を通過した空気とが熱交換部の下流側において混合されることにより、通気が白霧状になってしまうことを防止することができる。

上述した本発明の車両用エバポレータは、前記親水性コーティング層が、ガラス繊維を含有したものであることが望ましい。

かかる構成にすることにより、より一層確実に異物が熱交換部に付着することを防止し、異臭や白霧の発生、熱交換効率の低下、通気抵抗の上昇等の問題をより一層確実に解消することが可能となる。

本発明によれば、異物が熱交換部に付着することを防止し、異臭や白霧の発生、熱交換効率の低下、通気抵抗の上昇等の問題を抑制可能な車両用エバポレータを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用エバポレータを利用した空調装置の概略構成を示す装置構成図である。（ａ）は本発明の一実施形態に係る車両用エバポレータの概略構成を示す装置構成図であり、（ｂ）は（ａ）に示す車両用エバポレータにおける熱交換部の表面状態を示す側面図である。実施例に係る実験結果を示すグラフである。

以下、本発明の一実施形態に係る車両用エバポレータ１０（以下、単に「エバポレータ１０」とも称す）、及びこれを用いた空調装置１００について、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明においては、本実施形態の特徴部分であるエバポレータ１０の説明に先だって、空調装置１００の構成について概略を説明する。

≪空調装置１００の概略構成について≫
図１に示すように、空調装置１００は、空調ダクト１２０と、ブロア１４０と、冷却装置１５０と、加熱装置１６０とを主要な構成部材として備えており、冷却装置１５０を構成する一部材として、エバポレータ１０を空調ダクト１２０内に備えている。

空調ダクト１２０は、一端側（上流側）に外気導入口１２２及び内気導入口１２４を備えている。また、空調ダクト１２０は、他端側（下流側）にデフロスタ用のデフロスタ吹出口１２６と、温度調整された送風をダッシュパネルから吹き出すためのフェース吹出口１２８と、客室足下から送風を吹き出すためのフット吹出口１３０とを備えている。また、空調ダクト１２０内の各所に、内外気切替ダンパ１３２、デフロスタ開閉ダンパ１３４、フェース開閉ダンパ１３６、フット開閉ダンパ１３８、及びエアミックスダンパ１３９が設置されている。

ブロア１４０は、空調ダクト１２０を車室内に向けて流れる送風を生成するためのものである。ブロア１４０は、空調ダクト１２０において、外気導入口１２２及び内気導入口１２４に対して下流側に隣接する位置に設置されている。

冷却装置１５０は、空調ダクト１２０を流れる送風を冷却するためのものである。冷却装置１５０は、後に詳述するエバポレータ１０と、エバポレータ１０に対して冷媒循環流路１５４を介して接続されたコンプレッサ１５６とを備えており、両者の間を冷媒が循環可能とされている。また、冷媒循環流路１５４の中途には、図示しないコンデンサ、レシーバ、及びエキスパンジョンバルブ等が設置されている。エバポレータ１０は、空調ダクト１２０内において、上述したブロア１４０に対して下流側に隣接する位置に設置されている。コンプレッサ１５６は、エンジンＥに対して動力伝達可能なように接続されており、エンジンＥから伝達された動力を使用して冷媒を圧送することができる。

加熱装置１６０は、空調ダクト１２０を流れる送風を加熱するためのものである。加熱装置１６０は、上述した冷却装置１５０に対して空調ダクト１２０内を流れる気流の下流側に隣接する位置に設置されている。また、加熱装置１６０は、空調ダクト１２０の開口領域内の片側（図示状態においては下方側）に偏在するように設置されている。加熱装置１６０は、電気式のもの等とすることが可能であるが、本実施形態ではエンジンＥの冷却水を熱源とし、熱交換により気流を加熱可能なヒータコアが加熱装置１６０として用いられている。

≪エバポレータ１０の具体的構成について≫
続いて、エバポレータ１０の具体的構成について説明する。エバポレータ１０は、いわゆるフィンアンドチューブ型の熱交換器によって構成されている。図２（ａ）に示すように、エバポレータ１０は、熱交換部２０を備えており、熱交換部２０を空調ダクト１２０を流れる送風を通過させ、冷媒循環流路１５４を介してコンプレッサ１５６側から送られてきた冷媒と熱交換させることにより送風を冷却することができる。

熱交換部２０は、屈曲した一連の受熱管２２と、受熱管２２に対して装着された多数のフィン２４とを備えている。受熱管２２は、冷媒循環流路１５４に接続される配管であり、コンプレッサ１５６側から送られてきた冷媒が内部を流れる。フィン２４は、受熱管２２の外部にろう付け等により固定されており、受熱管２２内を流れる冷媒との熱交換を促進する効果を有する。

図２（ｂ）に示すように、熱交換部２０をなすフィン２４の表面には、コーティング層３０が形成されている。同様のコーティング層３０が、受熱管２２の表面にも形成されている（図２（ｂ）ではフィン２４のみ図示）。コーティング層３０は、複数の層を積層した構成とされている。本実施形態においては、コーティング層３０が、焼付コーティング層３２、及び親水性コーティング層３４の二層構造とされている。

焼付コーティング層３２は、焼き付けコーティング処理により形成されたコーティング層である。具体的には、焼付コーティング層３２は、親水性のコーティング剤と抗菌剤等を含むコーティング剤を受熱管２２及びフィン２４上に塗布等により付着させた後、焼き付け処理を行って定着させた層である。そのため、焼付コーティング層３２は、熱交換に伴って発生した結露水が流れる等しても剥離することなく、受熱管２２上及びフィン２４上に留まる。

親水性コーティング層３４は、焼付コーティング層３２の上に形成された最も外層側のコーティング層である。親水性コーティング層３４は、親水性のコーティング剤を噴霧等によって塗布することにより形成されている。親水性コーティング層３４をなすコーティング剤は、クリスタルガラス繊維、セルロース、フッ素重合体、ケイ素重合体を含有したものであり、熱交換部２０全体に亘って略均一に塗布されている。

親水性コーティング層３４は、親水性コーティング剤を塗布して乾燥させることにより形成されたものである。そのため、親水性コーティング層３４は、熱交換に伴って発生した結露水の流れと共に表層部分から徐々に剥離する。従って、親水性コーティング層３４の厚みは、経年的に薄くなるものの、エバポレータ１０の使用期間を想定した上で結露水と共に剥離することによっては焼付コーティング層３２が露出しない程度の厚みとされている。

本実施形態のエバポレータ１０は、熱交換部２０の表面に親水性コーティング層３４を備えたものであり、熱交換に伴って発生した結露水が積極的に熱交換部２０の表面から流れ落ちる。また、親水性コーティング層３４は、親水性コーティング剤を焼き付け等の処理を行って定着させたものではなく、塗布及び乾燥させて形成されたものであることから、結露水の流れによって表層部分が少しずつ剥がれ落ちる。そのため、仮に図２（ｂ）に示すように親水性コーティング層３４の上に異物Ｓが付着したとしても、異物Ｓは長期に亘って定着することなく結露水、あるいは焼付コーティング層３２の表層部分と共に流れ落ちる。従って、エバポレータ１０を用いることにより、空調ダクト１２０を通って各吹出口１２６，１２８，１３０から吹き出す送風が異臭を伴ったものになることを防止できる。

上述したエバポレータ１０は、熱交換部２０の表面に設けられた親水性コーティング層３４が親水性を有するものであるため、結露水が熱交換部２０の表面に略球状となって付着すること、すなわち結露水の接触角が大きくなることを防止できる。従って、エバポレータ１０では、熱交換部２０に付着した結露水が通気抵抗になることや、熱交換効率の低下の原因になることを防止できる。また、熱交換部２０の各所における熱交換効率が略均一となる。そのため、熱交換効率の高い箇所を通過した低温の空気と、熱交換効率の低い箇所を通過した高温の空気との混合により通気が白霧状になってしまうといった現象が生じず、乗員に不快感を与えることがない。

また、本実施形態のエバポレータ１０においては、親水性コーティング層３４がガラス繊維を含有したものとされており、熱交換部２０における異物Ｓの付着防止効果、白霧の発生防止効果、熱交換効率の低下防止効果、及び通気抵抗の上昇防止効果が高い。なお、本実施形態では、親水性コーティング層３４をガラス繊維を含有したものとした例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、親水性を有し、結露水と共に表層側から徐々に剥離するような性質を有するものであればいかなるものであっても良い。

本実施形態では、エバポレータ１０の使用例として空調装置１００を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両に搭載される他の機器類においても利用可能である。

また、本実施形態においては、エバポレータ１０をいわゆるフィンアンドチューブ型のものとした例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の形式の熱交換器によって構成されるものであっても良い。

以下、上記実施形態に係るエバポレータ１０について実施した洗浄劣化試験の試験結果について説明する。本実施例に係る試験においては、焼付コーティング層３２の上に親水性コーティング層３４を形成したサンプルＡと、焼付コーティング層３２のみからなるサンプルＢを用いた。サンプルＡ，Ｂの表面に、異物Ｓとしてシリコーン樹脂を噴霧して付着させた後、結露水の流れを模した流水にさらした。サンプルＡ，Ｂを流水にさらした後、所定の期間に発生すると想定される結露水の水量に相当する分の流水にさらした時点で、サンプルＡ，Ｂの表面に付着している水の接触角を測定した。

上述した試験の結果、図３に示すように、エバポレータ１０の熱交換部２０と同様のコーティングを施したサンプルＡについては、５日相当分の流水にさらされた時点で接触角が２０度程度まで下降した。その後、異物Ｓに相当するシリコーン樹脂を再付着させるまで２０度程度の接触角を維持した。また、シリコーン樹脂を再付着させた後も、流水にさらすことにより、接触角は間もなく３０度程度まで下降した。

これに対し、親水性コーティング層３４を備えていないサンプルＢについては、流水にさらされることによる接触角の低下現象は見られなかった。また、サンプルＢについては、１カ月分の結露水に相当する流水にさらされた後に、接触角がさらに上昇する傾向が見られた。

上述した実験結果に基づけば、エバポレータ１０の熱交換部２０と同様のコーティングを施したサンプルＡのように浸水性コーティング層３４を形成した場合には、結露水に相当する流水にさらされることにより、異物Ｓが除去され、接触角が低下することが判明した。また、異物Ｓが再付着したとしても、結露水の流れによる異物Ｓの除去効果が発現し、同様の効果が得られることが判明した。

本発明のエバポレータは、車両に搭載される車両に搭載される空調装置等において好適に利用することができる。

１０エバポレータ
２０熱交換部
２０熱交換部
３２焼付コーティング層
３４親水性コーティング層

Claims

熱交換部を備えた車両用エバポレータであって、
前記熱交換部の表面に、
焼き付けコーティング処理により形成された焼付コーティング層と、
前記焼付コーティング層の上に親水性のコーティング剤を塗布することにより形成された親水性コーティング層とを有することを特徴とする車両用エバポレータ。
前記親水性コーティング層が、ガラス繊維を含有したものであることを特徴とする請求項１に記載の車両用エバポレータ。