JP2015013522A - 車両用空調装置 - Google Patents

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Daiki Fujino
大樹 藤野
進 原口
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Abstract

【課題】熱交換チューブの外面で生ずる凝縮水をドレイン室に迅速且つスムーズに誘導できる排水構造を備える車両用空調装置を提供すること。
【解決手段】冷房用熱交換器3の下タンク部3bが収容された下タンク配設溝19の上流側解放縁部が下タンク配設溝19の下流側解放縁部よりも高い位置で熱交換チューブ3dに臨ませられ、下タンク配設溝19の下流側解放縁部が空気流れ方向における下部タンク3bの下流側側面に臨ませられている。また、下タンク部3bに近接させて熱交換チューブ3dと下タンク配設溝19の上流側解放縁部との間に上流側仕切11が介装され、下タンク部3bの下流側側面と下タンク配設溝19の下流側解放縁部との間に下流側仕切13が介装されている。
【選択図】図2

Description

この発明は、冷房用熱交換器の外面で凝縮された凝縮水を流下させてドレイン室から排水させるようにした車両用空調装置に関するものである。
車両用空調装置では、空調空気を冷却させる冷房用熱交換器を空調ケース内に配設している。この冷房用熱交換器は、一対のタンク部およびこの一対のタンク部を連通させる複数の熱交換チューブを有しているのが普通である。
このような冷房用熱交換器は、熱交換チューブが略上下方向を向くように空調ケースの送風路内に縦向きに配設して用いられる。この冷房用熱交換器では、空調空気が複数の熱交換チューブ間を流れる際に、空調空気の熱が熱交換チューブ内の冷媒に吸収させられることにより、この空調空気が冷却させられるようになっている。
しかし、この空調空気の冷却に際して、空調空気に含まれる水分は、熱交換チューブの外面で凝縮させられて凝縮水となり、熱交換チューブの外面を流下させられる。この凝縮水は空調空気と共に車室内に吹き出されないようにする必要がある。このために、従来の車両用空調装置では、冷房用熱交換器の下方にドレイン室を設けて、凝縮水をドレイン室から外部に排水させるようにしたものが知られている。
このような排水構造としては、冷房用熱交換器を熱交換チューブが水平位置から少し上方に傾斜するように空調ケース内に横向きに配設して、冷房用熱交換器の下方側を上流側風路である下風路とすると共に、冷房用熱交換器の上方側を下流側風路である上風路とした車両用空調装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
この車両用空調装置では、下風路を構成する下ケースの内部に下側のタンク部と対応させてドレイン室を設け、下風路から上方に向けて送風される空調空気が熱交換チューブの周囲を流れる際に生ずる凝縮水をドレイン室に捕集して排出させるようにしている。
この凝縮水の排水構造では、下ケース内にドレイン室を形成する仕切にパッキンを設けて、冷房用熱交換器の下側のタンク部近傍においてパッキンの上端部を熱交換チューブに接触させた構成としている。
特許第4196786号公報
しかし、この排水構造では、横向きに配設された冷房用熱交換器の傾斜が緩いため、凝縮水の一部がパッキンの近傍で滞留してドレイン室にスムーズに流れない。また、この排水構造では、冷房用熱交換器の上側の部分の全ての部分が上風路に臨む構成となっているため、冷房用熱交換器の傾斜を垂直に近づくように大きくした場合には、冷房用熱交換器の外面を流下する凝縮水が空調空気と共に下流側に流れる量が多くなる虞がある。
そこで、この発明は、熱交換チューブの外面で生ずる凝縮水をドレイン室側に迅速且つスムーズに流下させることができると共に、この凝縮水をドレイン室に迅速且つスムーズに誘導できる排水構造を備える車両用空調装置を提供することを目的とするものである。
この目的を達成するため本発明は、上タンク部,下タンク部および前記両タンク部を連通させる複数の起立した熱交換チューブが設けられた冷房用熱交換器と、前記冷房用熱交換器で上流側風路と下流側風路に区画された送風路を有する空調ケースを備え、前記送風路の底面に前記送風路内の空気流れ方向における上流側に位置する上流側解放縁部と下流側に位置する下流側解放縁部を有するタンク配設溝が形成させられ、且つ、前記下タンク部が前記タンク配設溝内に配設させられていると共に、前記冷房用熱交換器の外面で凝縮させられて流下する凝縮水を排出させるドレイン室が前記空調ケースに設けられた車両用空調装置において、前記上流側解放縁部が前記下流側解放縁部よりも高い位置で前記熱交換チューブに臨ませられ、前記下流側解放縁部が前記空気流れ方向における前記下部タンクの下流側側面に臨ませられていると共に、前記下タンク部に近接させて前記熱交換チューブと前記タンク配設溝の前記上流側解放縁部との間に上流側仕切が介装され、前記下タンク部の前記下流側側面と前記タンク配設溝の前記下流側解放縁部との間に下流側仕切が介装されていることを特徴とする。
この構成によれば、熱交換チューブの外面で生ずる凝縮水を、迅速且つスムーズに流下させて、送風路とドレイン室との圧力差でドレイン室に迅速且つスムーズに誘導できる。
この発明にかかる車両用空調装置の概略断面図である。 図1に示した冷房用熱交換器とドレイン室との関係を示す拡大説明図である。 図1に示した冷房用熱交換器を送風路の上流側から見た概略斜視図である。 図1に示した冷房用熱交換器を送風路の下流側から見た概略斜視図である。
以下、本発明の車両用空調装置に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
[構成]
図1はこの発明にかかる車両用空調装置の概略断面図、図2は図1に示した冷房用熱交換器とドレイン室との関係を示す拡大説明図である。また、図3は図1に示した冷房用熱交換器を送風路の上流側から見た概略斜視図、図4は図1に示した冷房用熱交換器を送風路の下流側から見た概略斜視図である。
図1において、この発明にかかる車両用空調装置は空調ケース(空調装置本体)1を有し、この空調ケース1はケース本体1aと下部ケース1bを有する。このケース本体1a内には、冷房用熱交換器3および暖房用熱交換器4が後述するように配設されている。
このケース本体1a内には図1に示したように送風路2が設けられていて、この送風路2の途中には熱交換器配設空間5が設けられている。そして、下部ケース1bは、熱交換器配設空間5を設けた部分の下方に配設されていると共に、ケース本体1aに係止爪やネジ等の固定手段(図示せず)で着脱可能に取り付けられている。
また、冷房用熱交換器3は、熱交換器配設空間5内に配設されて、送風路2を冷房用熱交換器3に対して上流側風路2aと下流側風路2bに区画している。この上流側風路2aには空気流入口2cが開口していて、図示しないブロワにより吸い込まれた内気(車室内空気)又は外気が空調空気として空気流入口2cから上流側風路2a内に流入させられるようになっている。この空調空気は、冷房用熱交換器3で冷却されて下流側風路2bのエア分配空間6内に流入させられるようになっている。
このエア分配空間6に流入した空調空気は、下流側風路2b内に配設した暖房用熱交換器4を通過して温風通路7からエア混合空間8に流れることができるようになっていると共に、バイパス冷却通路9を介して混合空間8に流れることできるようになっている。この暖房用熱交換器4を通過する空調空気の量とバイパス冷却通路9を通過する空調空気の量は、エアミックスドア10で調整されるようになっている。そして、エア混合空間8に流入した空調空気は、車室内に設けられた図示しないデフ吹出口、ベント吹出口、フット吹出口から車室内に吹き出されるようになっている。
(冷房用熱交換器3)
上述した冷房用熱交換器3は、図1,図2に示したように、上タンク部3aと下タンク部3b、及び上タンク部3aと下タンク部3bとの間に介装された熱交換部3cを有する。この熱交換部3cは、図3,図4に示したように、上タンク部3aと下タンク部3bとを連通させている複数の起立した熱交換チューブ3dを有する。この複数の熱交換チューブ3dは、偏平に形成されていると共に、上タンク部3a及び下タンク部3bの延びる方向に並設されている。また、熱交換部3cは、隣接する熱交換チューブ3d、3d間に介装された波形状の放熱フィン3eを有する。この構成には周知の構成を採用できるので、詳細な説明は省略する。
そして、この実施例では、冷房用熱交換器3の熱交換部3cにおける上流側面を有し、この上流側面の下部には下タンク部3bに近接させて帯状の上流側仕切11が接着剤又は両面粘着テープ等により固着されている。この上流側仕切11は長手方向に分割された複数の上流側仕切部材11aを備え、この上流側仕切部材11a,11a間には第1連通部12が形成されている。
さらに、下タンク部3bの下流側面の上縁部には帯状の下流側仕切13が接着剤又は両面粘着テープ等により固着されている。この下流側仕切13は長手方向に分割された複数の下流側仕切部材13aを備え、この下流側仕切部材13a,13a間には第2連通部14が形成されている。
尚、上流側仕切部材11aおよび下流側仕切部材13aとしては、弾力を有すると共に、水が染み込みにくい材料が用いられている。この材料としては、ゴムや高密度の発泡部材を用いることができるが、弾力を有すると共に水が染み込みにくい材料であれば、ゴムや高密度の発泡部材に限定されるものではない。
(排水構造)
空調ケース1の下部には、図1,図2に示したように凝縮水の排水構造15が設けられている。この排水構造15は、ケース本体1aと下部ケース1bとの間に形成したドレイン室16を有する。このドレイン室16には凝縮水を外部に排出する排出口16aが連通して形成されている。
熱交換器配設空間5は、図1に示したように、上壁5a及び底壁5bを有する。この上壁5aには熱交換器配設空間5の内方に向けて下方に解放する上タンク配設溝17が形成されている。
また、底壁5bには、下方に突出する膨出突部18が形成されている。この膨出突部18内には、熱交換器配設空間5の内方に向けて上方に解放する下タンク配設溝19が形成されている。
更に、上タンク配設溝17および下タンク配設溝19は紙面と垂直な方向に延びていると共に、この上タンク配設溝17は下タンク配設溝19に対して図中左方にずらして設けられている。しかも、上タンク配設溝17および下タンク配設溝19は、相互に対向する開放部分の向きが一致するように傾斜させられている。
更に、上記した膨出突部18は、図2に示したように、熱交換器配設空間5(送風路2の一部)内において上流側及び下流側に位置する側壁18a,18bと、この側壁18a,18bの下端間を連設している底壁18cを有する。また、底壁18cには、紙面と垂直な方向に延び且つ左右方向に間隔を置いた一対のリブ18d,18eが形成されている。しかも、膨出突部18には下タンク配設溝19とドレイン室16を連通させる連通穴20,21が形成されている。このうち連通穴20は側壁18aと底壁18cに跨がって形成され、連通穴21は側壁18b側に位置させて底壁18cに形成されている。
この底壁18cは、側壁18a側が側壁18b側より下側に位置するように水平位置から下方に小さな角度で傾斜(略水平に近い角度)させられている。更に、下部ケース1bの底壁1b1は、膨出突部18の底壁18cに臨む部分が底壁18cと同方向に且つ底壁18cよりも大きな角度で傾斜させられている。
また、熱交換器配設空間5の底壁5bには、下タンク配設溝19の上流側の側壁18aに一体に連設されて、底壁5b上に突出する仕切壁22が設けられている。この仕切壁22の上縁部は下タンク配設溝19の上流側解放縁部となる。これにより、下タンク配設溝19の上流側解放縁部すなわち仕切壁22の上縁部は、下タンク配設溝19の下流側解放縁部となる側壁18bの上縁部よりも高く設定されている。この仕切壁22の上縁部には、下流側(すなわち下タンク配設溝19側)に突出する接触突部22aが形成されている。
このような仕切壁22を有する熱交換器配設空間5内には、上述した冷房用熱交換器3が配設されている。そして、下タンク配設溝19の上流側縁部すなわち仕切壁22の上縁部である接触突部2が、冷房用熱交換器3の熱交換チューブ3dの下端部に下タンク部3bに近接して臨ませられている。また、下タンク部3bの下流側の面が下タンク配設溝19の側壁18bの上縁部に臨ませられている。
このような冷房用熱交換器3の配設に際しては、紙面と垂直な方向から下タンク部3bをリブ18d,18e上に支持させるようにしつつ、上タンク部3a及び下タンク部3bを上タンク配設溝17及び下タンク配設溝19内に紙面と垂直な方向から挿入する。これにより、冷房用熱交換器3は、上タンク部3aが上タンク配設溝17内に収容され、下タンク部3bが下タンク配設溝19内に収容される。この上タンク配設溝17および下タンク配設溝19は上述したように解放方向が一致するように傾斜させられているので、冷房用熱交換器3は上タンク部3aが下タンク部3bよりも風流れ方向の上流側に位置するように熱交換チューブ3dが傾斜させられた状態で縦向きに設置されている。この傾斜の角度は、鉛直方向に対して上流側に小さな角度(鉛直に近い角度)となっている。これにより、下タンク部3bの上面3b1は、上流側が下流側より下方に位置するように、小さな角度(水平に近い角度)で傾斜させられる。
このような冷房用熱交換器3の配設に際して、上流側仕切11が熱交換器配設空間5の底壁5bに設けた仕切壁22の接触突部(上流側解放縁部)22aに気密に接触当接させられる。これにより、図2に示すように冷房用熱交換器3の上流側仕切11と下タンク部3bの上面3b1との間の部分が下タンク配設溝19内に連通される。一方、下タンク部3bに設けた下流側仕切13が下タンク配設溝19の下流側解放縁部である側壁18bの上部内面に気密に接触させられる。
このように冷房用熱交換器3は、上タンク部と下タンク部が上タンク配設溝17と下タンク配設溝19にそれぞれ収容されることで、送風路2を上流側風路2aと下流側風路2bに区画している。
[作用]
次に、このような構成の空調装置の作用を説明する。
この車両用空調装置の図示しないブロワにより吸い込まれた内気(車室内空気)又は外気は、空調空気として空気流入口2cから上流側風路2a内に流入させられる。この空調空気は、冷房用熱交換器3の熱交換部3cを構成する複数の熱交換チューブ3d間を通過させられて、下流側風路2bのエア分配空間6内に流入させられる。
また、ドレイン室16は排出口16aを介して大気に連通しているので、図示しないブロワから空調空気が上流側風路2a内に供給されている状態では、上流側風路2a及び下流側風路2bの圧力はドレイン室16よりも高くなっている。
これにより、上流側風路2aから複数の熱交換チューブ3d間に流入する空調空気のうち極微量な空気は、上流側風路2aとドレイン室16との圧力差で、冷房用熱交換器3の下タンク部3bの上面3b1に沿って上流側に流れて、上流側仕切11と下タンク部3bの上面との間から下タンク配設溝19内に流入する。この際、上流側風路2aの空調空気の一部は、上流側仕切11に形成された連通部12を介して下タンク配設溝19内に流入する。そして、この下タンク配設溝19に流入した空調空気は、連通穴20を介してドレイン室16内に流入する。
また、複数の熱交換チューブ3d間から下流側風路2bに送出される空調空気のうち極微量な空気は、下流側仕切13に形成された連通部14を介して下タンク配設溝19内に流入する。そして、この空調空気は、連通穴21を介してドレイン室16内に流入する。
このようにしてドレイン室16内に流入した極微量な空気は、排出口16aから大気に排気される。
一方、このような空調空気の流れに伴い、冷凍サイクル(図示せず)が作動させられて、冷房用熱交換器(蒸発器)3に冷媒が循環させられている場合、空調空気が複数の熱交換チューブ3dの間を通って冷却させられる。この際、空調空気中の水分が熱交換チューブ3dの外面で凝縮させられて凝縮水となる。この凝縮水は、熱交換チューブ3dの外面を伝って下タンク部3b側に流下させられる。この凝縮水は、矢印Aで示したように下タンク部3bの上面3b1上に直接流下するものと、下流側仕切13の上面に流下するものがある。
そして、下タンク部3bの上面3b1上に到達した凝縮水および下流側仕切13の上面に到達した凝縮水は、下タンク部3bの上面3b1の上流側下方への傾斜により、重力で上面3b1上を矢印B方向(上流側風路2a側すなわち側壁18a側)に流れて下タンク配設溝19内に流入する。この際、凝縮水は、上流側風路2aとドレイン室16との圧力差により生ずる矢印B方向への空気流れによって、スムーズに下タンク配設溝19内に流入させられる。この凝縮水は、連通穴20を介してドレイン室16内に流入する。
また、下タンク部3bの下流側風路2bの面を流下する凝縮水の一部は、下流側風路2bとドレイン室16との圧力差により、図2の矢印Cで示したように図4の下流側仕切13の連通部14(図2では図示せず)を介して下流側仕切13の上面側から下タンク配設溝19内に流入し、連通穴21を介してドレイン室16内に流入する。このようにして、ドレイン室16内に流入した凝縮水は排水口16aから外部に排出される。
[発明の実施の形態の作用・効果]
以上説明した発明の実施の形態の車両用空調装置の作用・効果を以下に説明する。
(1).この発明の実施の形態の車両用空調装置は、上タンク部3a,下タンク部3bおよび前記両タンク部3a,3bを連通させる複数の起立した熱交換チューブ3dが設けられた冷房用熱交換器3と、前記冷房用熱交換器3で上流側風路2aと下流側風路2bに区画された送風路2を有する空調ケース1を備えている。また、前記送風路2内の空気流れ方向における上流側に位置する上流側解放縁部と下流側に位置する下流側解放縁部を有するタンク配設溝(下タンク配設溝19)が前記送風路2の底面(底壁5bの上面)に形成させられ、且つ、前記下タンク部3bが前記タンク配設溝(下タンク配設溝19)内に配設させられていると共に、前記冷房用熱交換器3の外面で凝縮させられて流下する凝縮水を排出させるドレイン室16が前記空調ケース1に設けられている。更に、前記上流側解放縁が前記下流側解放縁よりも高い位置で前記熱交換チューブ3dに臨ませられ、前記下流側解放縁部が前記空気流れ方向における前記下部タンク3bの下流側側面に臨ませられている。また、前記下タンク部3bに近接させて前記熱交換チューブ3dと前記タンク配設溝(下タンク配設溝19)の前記上流側解放縁部との間に上流側仕切11が介装され、前記下タンク部3bの前記下流側側面と前記タンク配設溝(下タンク配設溝19)の前記下流側解放縁部との間に下流側仕切13が介装されている。
この構成によれば、熱交換チューブ3dが略上下方向に起立させられているので、熱交換チューブ3dの外面で生ずる凝縮水を重力によりドレイン室16側に迅速且つスムーズに下タンク部3b上に流下させることができる。しかも、下タンク部3b上に達した凝縮水は、送風路(上流側風路2a,下流側風路2b)とドレイン室16との圧力差でドレイン室16内に迅速且つスムーズに導かれる。これにより、凝縮水を空調空気と共に冷房用熱交換器3の下流側風路2bに流れずにドレイン室16に迅速且つスムーズに誘導される。
(2).また、この発明の実施の形態の車両用空調装置において、前記冷房用熱交換器3を鉛直方向に対し上流に所定角(例えば、垂直側に近い角度)で傾斜させることにより、前記下タンク部3bの上面3b1を前記下流側風路2b側から前記上流側風路2a側に向けて下方に傾斜させると共に、前記下流側仕切13の上縁を前記下タンク部3bの上縁と同じ高さに設けている。
この構成によれば、下タンク部3bの上面3b1が上流側の下方に傾斜させられるので、この傾斜により下タンク部3bの上面3b1上および下流側仕切13の上に流下した凝縮水は、送風路2とドレイン室16との圧力差および下タンク部3bの上面3b1の傾斜による重力で、上流側風路2側に流れた後に、下タンク配設溝19からドレイン室16内に迅速且つスムーズに流入することができる。
(3).また、この発明の実施の形態の車両用空調装置において、前記上流側仕切11は前記タンク配設溝(下タンク配設溝19)の延びる方向に複数に分割された上流側仕切部材11aを有し、前記複数の上流側仕切部材11a,11a間に前記上流側風路2aと前記ドレイン室16とを連通させる第1連通部(連通部12)が形成されている。
この構成によれば、熱交換チューブ3dの外面を伝って流下する凝縮水の一部を、上流側仕切部材11a,11a間の第1連通部(連通部12)を介して下タンク配設溝19内に流入させることができる。
(4).また、この発明の実施の形態の車両用空調装置において、前記下流側仕切13は前記タンク配設溝(下タンク配設溝19)の延びる方向に複数に分割された下流側仕切部材13aを有し、前記複数の下流側仕切部材13a,13a間には前記下流側風路2bと前記ドレイン室16とを連通させる第2連通部(連通部14)が形成されている。
この構成によれば、熱交換チューブ3dの外面を伝って流下する凝縮水の一部を、下流側仕切部材13a,13a間の第2連通部(連通部14)を介して下タンク配設溝19内に流入させることができる。
1 空調ケース
1a ケース本体
1b 下部ケース
1b1 底壁
2 送風路
2a 上流側風路
2b 下流側風路
2c 空気流入口
3 冷房用熱交換器
3a 上タンク部
3b 下タンク部
3c 熱交換部
3d 熱交換チューブ
3e 放熱フィン
4 暖房用熱交換器
5 熱交換器配設空間
5a 上壁
5b 底壁
6 エア分配空間
7 温風通路
8 エア混合空間
9 バイパス冷却通路
10 エアミックスドア
11 上流側仕切
11a 上流側仕切部材
12 連通部
13 下流側仕切
13a 下流側仕切部材
14 連通部
15 排水構造
16 ドレイン室
16a排出口
17 上タンク配設溝
18 膨出突部
18a 側壁
18b 側壁
18c 底壁
18d リブ
18e リブ
19 下タンク配設溝
20 連通穴
21 連通穴
22 仕切壁
22a 接触突部(上流側解放縁部)

Claims (4)

  1. 上タンク部,下タンク部および前記両タンク部を連通させる複数の起立した熱交換チューブが設けられた冷房用熱交換器と、前記冷房用熱交換器で上流側風路と下流側風路に区画された送風路を有する空調ケースを備え、
    前記送風路の底面に前記送風路内の空気流れ方向における上流側に位置する上流側解放縁部と下流側に位置する下流側解放縁部を有するタンク配設溝が形成させられ、且つ、前記下タンク部が前記タンク配設溝内に配設させられていると共に、前記冷房用熱交換器の外面で凝縮させられて流下する凝縮水を排出させるドレイン室が前記空調ケースに設けられた車両用空調装置において、
    前記上流側解放縁部が前記下流側解放縁部よりも高い位置で前記熱交換チューブに臨ませられ、前記下流側解放縁部が前記空気流れ方向における前記下部タンクの下流側側面に臨ませられていると共に、
    前記下タンク部に近接させて前記熱交換チューブと前記タンク配設溝の前記上流側解放縁部との間に上流側仕切が介装され、
    前記下タンク部の前記下流側側面と前記タンク配設溝の前記下流側解放縁部との間に下流側仕切が介装されていることを特徴とする車両用空調装置。
  2. 請求項1に記載の車両用空調装置において、前記冷房用熱交換器を鉛直方向に対し上流に所定角で傾斜させることにより、前記下タンク部の上面を前記下流側風路側から前記上流側風路側に向けて下方に傾斜させると共に、前記下流側仕切の上縁を前記下タンク部の上縁と同じ高さに設けたことを特徴とする車両用空調装置。
  3. 請求項1又は2に記載の車両用空調装置において、前記上流側仕切は前記タンク配設溝の延びる方向に複数に分割された上流側仕切部材を有し、
    前記複数の上流側仕切部材間に前記上流側風路と前記ドレイン室とを連通させる第1連通部が形成されていることを特徴とする車両用空調装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか一つに記載の車両用空調装置において、前記下流側仕切は前記タンク配設溝の延びる方向に複数に分割された下流側仕切部材を有し、前記複数の下流側仕切部材間には前記下流側風路と前記ドレイン室とを連通させる第2連通部が形成されていることを特徴とする車両用空調装置。
JP2013140241A 2013-07-04 2013-07-04 車両用空調装置 Pending JP2015013522A (ja)

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