JP2018144522A - 車両用空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エバポレータの表面上で凝縮した凝縮水が滞留することを防止し、より円滑に凝縮水を排水する。
【解決手段】車両用空気調和装置は、エバポレータ（２０）の隣接する熱交換フィン（２２）同士の間に留まる凝縮水を引き出し、排水路（１３）に案内する排水促進部材（４０）を有する。排水促進部材は、エバポレータの最下部を含むエバポレータの一面（２３）に接触するとともに、当該一面からエバポレータの外方に張り出して斜め下方に延びる張出部分（４１）を有する。張出部分（４１）の上面の先端縁は、少なくとも１つの頂点（４２）と、当該頂点に近づくに従って低くなるように傾斜する傾斜縁部分（４３）を有している。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用空気調和装置に関する。

車両用空気調和装置のエバポレータ（蒸発器）のフィン上に凝縮した水がフィン間に滞留すると、悪臭の原因となる。このため、フィン間から凝縮水を円滑に排出する必要がある。

特許文献１に記載の空気調和装置のクーリングユニットでは、凝縮水の排水を促進することを目的として、エバポレータの下側に樹脂製の排水ケースを配置している。この排水ケースは、外側傾斜壁と逆Ｖ字形の突状壁とを用いて、蒸発器から下方に流下してきた凝縮水を、排水ケースに形成された排水口から円滑に排水することを意図して構成されている。

しかし、特許文献１の構成では、上記の突状壁と外側傾斜壁の下縁は同一高さのまま水平方向に延びているため、下縁の特定の箇所に局所的に凝縮水を集めることができない。つまり、下縁の長さ方向にわたって凝縮水が分布するため、大きな液滴が形成されず、下縁上に凝縮水が残るおそれがある。

特に、例えば特許文献２で示されるような天井設置型のクーラー等の車両の概ね全幅にわたって延びる空気調和装置では、上記の問題がより顕著になりやすい。

特開平７−１７２１５２号公報 特開平１０−２０３１５１号公報

本発明は、エバポレータの表面上で凝縮した凝縮水が滞留することを防止し、より円滑に凝縮水を排水することができる車両用空気調和装置を提供することを目的としている。

本発明の一実施形態によれば、吸込口、吹出口及び排水路を有するケースと、ケース内に設けられ、複数の熱交換フィンを有するエバポレータと、ケース内に設けられ、吸込口からエバポレータを通過して吹出口に向かう空気の流れを形成するファンと、隣接する熱交換フィン同士の間に留まる凝縮水を引き出し、排水路に案内する排水促進部材であって、エバポレータの最下部を含むエバポレータの一面に接触するとともに、エバポレータの上述した一面からエバポレータの外方に張り出して斜め下方に延びる張出部分を有する排水促進部材と、を備え、張出部分の上面の先端縁は、少なくとも１つの頂点と、当該頂点に近づくに従って低くなるように傾斜する傾斜縁部分を有している、車両用空気調和装置が提供される。

上記の実施形態によれば、傾斜縁部分に到達した凝縮水が傾斜に沿って頂点に向かって流れ、頂点に集合する。このため、頂点には大きな凝縮水の液滴が生じ、この大きな液滴は重力により容易に排水路に落下する。このため、凝縮水の滞留を防止または少なくとも大幅に抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用空気調和機の構成を示す概略縦断面図である。 車両用空気調和機のエバポレータ近傍の構成を示す概略斜視図である。 排水促進部材の作用を説明するエバポレータ及び排水促進部材の概略縦断面図である。 排水促進部材の作用を説明するエバポレータ及び排水促進部材の斜視図である。 排水促進部材の作用を説明するエバポレータ及び排水促進部材の他の例を示す概略縦断面図である。

以下に添付図面を参照して発明の実施形態について説明する。

実施形態に係る車両用の空気調和機は、天井設置型のクーリングユニットとして構成されている。つまり、実施形態に係る空気調和装置は、暖房機能を有しない（ヒータコアを備えていない）冷房専用の空気調和装置として構成されている。

図１及び図２においてＦｒは車両の前側、Ｒｒは車両の後側、Ｌは車両の左側、Ｒは車両の右側をそれぞれ示している。

図１及び図２に示すように、空気調和機は、吸込口１１、吹出口１２及び排水路１３を有するケース１０を備えている。吸込口１１はケース１０の前側に形成され、吹出口１２はケース１０の後側に形成されている。

排水路１３は、ケース１０の底壁に設けられた堰１４と、後述するエバポレータ２０を支持する傾斜壁との間に形成されている。排水路１３は左右方向に延びている。ケース１０の底壁からなる排水路１３の底面は、中央部が最も高く、左端及び右端に近づくに従って低くなる。排水路１３の左端及び右端に排水口１５が設けられている。排水口１５には図示しないチューブが接続されており、このチューブを介して水が車室外に排出される。

ケース１０内には、複数の熱交換フィン２２を有するエバポレータ２０（蒸発器または冷却用熱交換器とも呼ぶ）と、ファン３０と、が設けられている。ファン３０は、好ましくはクロスフローファンである。ファン３０を駆動することにより、車室内の空気が吸込口１１からケース１０内に吸い込まれ、この吸い込まれた空気がエバポレータ２０を通過することにより冷却される。この冷却された空気はファン３０を通過して吹出口１２に向けて流れ、吹出口１２から車室内に吹き出される。

図１及び図２に示すように、エバポレータ２０は、ケース１０内において、ケース１０の壁体に上端部及び下端部が拘束されている。エバポレータ２０は、上端部が後方に位置するとともに下端部が前方に位置するように傾斜している。

エバポレータ２０の複数の熱交換フィン２２は水平方向に間隔を空けて並んでいる。各熱交換フィン２２は略長方形の形状を有している。周知のように、水平方向に延びる複数の冷媒管（図示せず）が、熱交換フィン２２を水平方向に貫通するように延びている。

空気中に含まれる水分は、エバポレータ２０を通過するとき、図示しない冷媒管を流れる冷媒により冷却された熱交換フィン２２の表面で凝縮し、これにより凝縮水が生成される。凝縮水は、隣接する熱交換フィン２２の間の隙間を通って重力により下方に流れる。

水平方向に並んだ複数の熱交換フィン２２の下辺部（長方形の下側の短辺に相当する）によりエバポレータ２０の傾斜した底面２３（すなわち、エバポレータ２０の最下部を含むエバポレータ２０の一面）が形成される。上述したように、凝縮水は重力により底面２３の最も低い位置に流れ着く。

底面２３の全面には、細長い板状の排水促進部材４０が接触している。排水促進部材４０は、底面２３の外方に張り出して斜め下方（下方かつ後方）に延びる張出部分４１を有している。排水促進部材４０の張出部分４１の上面は傾斜面であり、エバポレータ２０の底面２３（これも傾斜面である）と実質的に同一平面上にある。

張出部分４１の上面の先端縁は、少なくとも１つ（図示例では４つ）の頂点４２と、各頂点４２の両側に延びる一対の傾斜縁部分４３とを有している。傾斜縁部分４３は、当該傾斜縁部分４３の端にある頂点４２に近づくに従って低くなるように傾斜している。

排水促進部材４０は、この排水促進部材４０が設けられていない場合に（図３（ａ））を参照）隣接する熱交換フィン２２間の隙間に留まろうとする凝縮水Ｗを、表面張力を利用して熱交換フィン２２間の隙間から引き出し（図３（ｂ）参照）、排水路１３に案内する。

図４に示すように、排水促進部材４０により熱交換フィン２２間の隙間から引き出された凝縮水の水滴は、張出部分４１の上面に沿って低い方に流れ、傾斜縁部分４３に到達する。傾斜縁部分４３に到達した水滴は傾斜縁部分４３上を傾斜に沿って低い方に向かって流れ（つまり最も低い位置である頂点４２に向かって流れ）、頂点４２に到達する。これにより多数の水滴が頂点４２に集合して合体し、大きな水滴となる。大きい水滴は簡単に頂点４２から落下する。頂点４２に集合した水滴は、頂点４２の下方にある排水路１３に落下する。

排水促進部材４０は、隣接する熱交換フィン２２間の隙間に留まろうとする凝縮水Ｗを当該隙間から引き出すことができる程度の親水性を有していればよく、その限りにおいて任意の材料から形成することができる。

好適な一実施形態においては、排水促進部材４０として、空気がエバポレータ２０を迂回して流れることを防止するために、エバポレータ２０とケース１０との間の隙間をシールするライニングを用いることができる。

このようなライニングは、通常、エバポレータ２０の底面と同一のサイズの板状の発泡樹脂材料、例えばポリエチレンフォームまたはポリウレタンフォームからなる。このようなライニングに上述したような形態の張出部分４１を設けることにより、排水促進部材４０としての機能を付与することができる。発泡樹脂材料は吸水性を有する。このため、凝縮水が発泡樹脂材料に吸収されてそこで滞留することを防止または少なくとも抑制するために、発泡樹脂材料の表面に被覆を設けることが好ましい。この被覆は、上述した排水促進部材４０としての機能を果たしうる程度の親水性を有していることが好ましい。

より好適な一実施形態において、排水促進部材４０としてのライニングは、エバポレータ２０をケース１０に固定する役割を有している。この場合、ライニングの上面、好ましくは上面の全面に両面テープ（図示せず）が設けられ、両面テープがエバポレータ２０の底面２３に接触する。ライニングの下面にも両面テープを設けてもよい。両面テープの表面をなす粘着剤は、適度な親水性を有するため、隣接する熱交換フィン２２間の隙間から水を引き出す上で有効である。また、両面テープの粘着剤及び基材が、吸水性を有する発泡樹脂材料に水が染み込むことを抑制する。両面テープとして、例えば、不織布からなる基材上にアクリル系の粘着剤を設けたものを用いることができるが、これに限定されるものでなない。

上記実施形態によれば、排水促進部材４０により隣接する熱交換フィン２２間の隙間から凝縮水が引き出され、排水路１３に導かれる。このため、熱交換フィン２２間の隙間に凝縮水が滞留することはない。また、排水促進部材４０としてのライニングにも凝縮水は殆ど滞留しない。空気調和装置の停止後、滞留した凝縮水には車室内の臭い成分が捕捉されることがある。また、有機物（例えば枯れ葉や虫等の車外由来の物質、乗員の衣服の繊維や毛髪等の車内由来の物質）が凝縮水に捕捉されると水中でバクテリアが繁殖し、悪臭を発生することもある。このような事象が生じると、空気調和装置が再び起動されたときに、エバポレータ２０を通過する空気とともに悪臭が車室内に吹き出される。しかしながら、上記実施形態によれば、熱交換フィン２２間の隙間に凝縮水が滞留することが防止又は大幅に抑制されるため、上述したような悪臭の問題は生じない。

図２及び図４に示した構成を実施例として、図２及び図４に示した排水促進部材４０から張出部分４１を除去した点のみが実施例と異なる従来例として、排水性を比較する試験を行った。実施例及び比較例において、排水促進部材４０を構成する材料、及び排水促進部材４０から張出部分４１を除去したものに相当する部材を構成する材料は、ポリエチレンフォームまたはポリウレタンフォームとし、これらの部材の上面の全面に両面テープを設けた。

試験の結果、排水促進部材がポリエチレンフォームからなる場合、及びポリウレタンフォームからなる場合のいずれにおいても、エバポレータ２０及びその近傍（隣接する熱交換フィン２２の間、ポリエチレンフォームまたはポリウレタンフォームからなる部材等）に滞留する凝縮水の量を半分以下に低減することができることが確認された。

上記実施形態では、エバポレータ２０の熱交換フィン２２が長方形であったが、これには限定されない。例えば、図５に示すように、エバポレータ２０Ａが、略六角形の形状を有する複数の熱交換フィン２２Ａを備えたものであってもよい。

図５に示す実施形態では、エバポレータ２０Ａの底面２３Ａは六角形の一つの辺に相当する水平面である。この水平な底面２３Ａに排水促進部材４０Ａが接触している。排水促進部材４０Ａの張出部分４１Ａは、エバポレータ２０Ａの底面２３Ａからエバポレータ２０Ａの外方に張り出して斜め下方に延びている。すなわち、排水促進部材４０Ａは、屈曲部材として形成され、エバポレータ２０Ａの底面２３Ａと接触する水平部分４６Ａと、この水平部分４６Ａに接続された斜め下方に延びる上述した張出部分４１Ａとを有している。

図５に示す実施形態でも、図１〜図４に示した実施形態と略同一の効果を得ることができる。

上記実施形態においては、排水促進部材４０は柔軟性かつ弾性のある樹脂発泡材料（例えばポリエチレンフォームまたはポリウレタンフォーム）の表面に両面テープを貼り付けたものであったが、これには限定されない。排水促進部材４０は、樹脂発泡材料の表面に比較的親水性の高いフィルム例えばフィルムをコーティングしたものであってもよい。樹脂発泡材料を利用しないで、表面の親水性が高い樹脂材料または金属材料、あるいは、表面に親水化処理を施した樹脂材料または金属材料により排水促進部材４０を構成してもよい。排水促進部材４０は発泡スチロールから形成することもできる。

上記実施形態に係る車両用空気調和装置は天井設置用途に適したものであるが、この用途に限定されるものではない。空気調和装置は、上述したように冷房専用のものに限らず、ヒータコアを備えた暖房機能を有するものであってもよい。

１０ ケース
１１ 吸込口
１２ 吹出口
１３ 排水路
２０，２０Ａ エバポレータ
２２，２２Ａ 熱交換フィン
２３，２３Ａ エバポレータの最下部を含むエバポレータの一面（底面）
３０ ファン
４０，４０Ａ 排水促進部材
４１，４１Ａ 張出部分
４２ 頂点
４３ 傾斜縁部分

Claims (8)

1. 吸込口（１１）、吹出口（１２）及び排水路（１３）を有するケース（１０）と、
   前記ケース（１０）内に設けられ、複数の熱交換フィン（２２，２２Ａ）を有するエバポレータ（２０）と、
   前記ケース（１０）内に設けられ、前記吸込口（１１）から前記エバポレータ（２０）を通過して前記吹出口（１２）に向かう空気の流れを形成するファン（３０）と、
   隣接する前記熱交換フィン（２２，２２Ａ）同士の間に留まる凝縮水（Ｗ）を引き出し、前記排水路（１３）に案内する排水促進部材（４０，４０Ａ）であって、前記エバポレータ（２０，２０Ａ）の最下部を含む前記エバポレータの一面（２３，２３Ａ）に接触するとともに、前記エバポレータの前記一面（２３，２３Ａ）から前記エバポレータ（２０，２０Ａ）の外方に張り出して斜め下方に延びる張出部分（４１，４１Ａ）を有する排水促進部材（４０，４０Ａ）と、
   を備え、
   前記張出部分（４１，４１Ａ）の上面の先端縁は、少なくとも１つの頂点（４２）と、当該頂点に近づくに従って低くなるように傾斜する傾斜縁部分（４３）を有している、車両用空気調和装置。
2. 前記張出部分（４１，４１Ａ）の上面の先端縁は、複数の頂点（４２）と、前記各頂点に近づくに従って低くなるように傾斜する複数の傾斜縁部分（４３）を有している、請求項１記載の車両用空気調和装置。
3. 前記複数の熱交換フィン（２２）の形状は略長方形であり、
   前記長方形の下側の短辺に相当する前記エバポレータの底面（２３）に前記排水促進部材（４０）が接触し、前記エバポレータの前記底面から前記排水促進部材の前記張出部分（４１）が前記エバポレータの外方に張り出して斜め下方に延びている、請求項１または請求項２記載の車両用空気調和装置。
4. 前記エバポレータ（２０）の前記底面（２３）は、傾斜面であり、かつ、前記排水促進部材の前記張出部分（４１）の上面と同一平面上にある、請求項３記載の車両用空気調和装置。
5. 前記複数の熱交換フィン（２２Ａ）の形状は略六角形であり、
   前記六角形の一つの辺に相当する前記エバポレータの底面（２３Ａ）に前記排水促進部材（４０Ａ）が接触し、前記エバポレータの前記底面から前記排水促進部材の前記張出部分（４１Ａ）が前記エバポレータの外方に張り出して斜め下方に延びている、請求項１または請求項２記載の車両用空気調和装置。
6. 前記エバポレータ（２０Ａ）の前記底面（２３Ａ）は水平面であり、前記排水促進部材（４０Ａ）は、前記エバポレータの前記底面と接触する水平部分（４６Ａ）と、前記水平部分に接続された斜め下方に延びる前記張出部分（４１Ａ）とを有している、請求項５記載の車両用空気調和装置。
7. 前記排水促進部材（４０，４０Ａ）は、前記エバポレータ（２０）と前記ケース（１０）との間の隙間をシールするライニングからなる、請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の車両用空気調和装置。
8. 前記ライニングは発泡樹脂材料からなり、前記発泡樹脂材料の表面に両面テープが設けられ、前記両面テープが前記エバポレータに接触している、請求項７記載の車両用空気調和装置。

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