JP2020518510A - Ｈｖａｃシステム用の多孔性空気入口ダクト - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車両用の空気流を熱調節するための装置であって、少なくとも１つの熱交換器と、加圧空気流を前記交換機に向けて送るように適合された空気ブロワ（４）と、前記ブロワ（４）からの加圧空気を前記熱交換器に向けて案内するように適合された調節ハウジング（５）と、調節された空気を前記車両の車室に分配するための少なくとも１つの出口とを備える装置（１）において、前記装置（１）は、多孔性材料から形成された少なくとも１つの壁（８）を備えることを特徴とする熱調節装置（１）に関する。

Description

本発明は、自動車両の車室用の暖房、換気及び空調システムに関する。このシステムは、多くの場合「ＨＶＡＣ」（「Ｈｅａｔｉｎｇ，Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ」（暖房、換気及び空調））として知られており、以下で「熱調節装置」と称する。

外気を取り込んで車室内に分配することにより、車両の熱調節システムは、暖房、空調、及び窓の曇り除去に重要な役割を果たしている。このようなシステムは、比較的サイズが大きく、ダッシュボードの下の車両のエンジンルームに設置するように設計されている。

図１及び２に示すように、熱調節装置１は、吸気ユニット２を通常備えている。吸気ユニット２は、車両の外部から空気を吸い込むことが意図された外気入口２ｂと、車両の車室からの空気を再調節することが意図された内気入口２ｂと、を有する。

車室の空気は全体として既に最適な快適温度になっているため、内気のこのようなリサイクルにより熱調節装置１のエネルギー消費を削減できる。２つの空気入口２ａ及び２ｂは、それぞれ別個のエアフラップにより選択的に閉鎖及び開放され得る。

或いは、外気入口２ｂを、車両の床下領域又はフロントガラスの下部に向けて配向してもよい。後者の場合、外気入口２ｂは、典型的には、エアフィルタ及びセパレータに接続される。セパレータの機能は、フロントガラスの下方の外部から取り込まれた空気から雨水を分離することである。

２つの空気入口２ａ及び２ｂは、吸気管３を介して、中心軸を中心として駆動されるブロワ４を含む螺旋状の渦巻形ケーシング４ａの上壁に接続されている。

螺旋状の渦巻形ケーシング４ａの上壁は実質的に平坦であり、その中心に、吸気管３と連通することが意図された軸方向の吸気開口を備えている。渦巻形ケーシング４ａは、ブロワ４の軸に対して本質的に同軸である。これに対して、その側壁の下端部は、空気流を接線方向の出口開口に向かって徐々に配向することが意図された半径の大きい螺旋を形成している。

次いで、ブロワ４によって加圧された空気流は、分配出口６を介して車室に分配される前に、空気流を加熱することが意図されたラジエータに調節ユニット５を介して案内される。

公知の態様において、熱調節装置は、ブロワ４が熱調節装置に組み込まれるか、又はその側面のうちの１つにおいてオフセットされているかに応じて、センタリング、又は半センタリングされ得る。

分配出口６は、一般に、フロントガラス用の少なくとも１つの霜除去／曇り除去用孔と、サイドウィンドウ用の少なくとも１つの霜除去／曇り除去用孔と、ダッシュボードに設けられた換気孔と、車室の下部に向かって開口する少なくとも１つの換気孔と、を備える。

熱調節装置が空調オプションを設けられている場合、それには、空気流を冷却し除湿する機能を有するエバポレータが含まれる。有利には、エバポレータはラジエータの上流に配置され、これにより、再加熱前に空気を除湿するように、必要に応じて空気を冷却することができる。

従来技術による熱調節装置１には、いくつかの欠点がある。熱調節装置１の作動中、ダクト内での空気流の移動及びブロワの稼働の両方を理由として大きな騒音が発生する。この騒音は、装置の分配出口を介して車室に広がる虞がある。こうして車室内の人は騒音の不快を感じる。

このような問題に対処するために、先行技術の解決策では、空調システムの内壁の厚さを増加させて、放出された音が分配出口に到達する前にその一部を内壁が吸収し得るようにしている。

しかしながら、このような解決策は、熱調節装置の質量が必然的に大幅に増加し、熱調節装置が装着される車両のエネルギー消費が増加するという重大な欠点を有する。

この文脈において、本発明は、軽量でコンパクト、且つ組立が容易でありながら、上述の欠点の一部を解消する改良された熱調節装置を提供することを目的とする。

提案されたシステムは、上記のニーズを満たす。より具体的には、少なくとも１つの実施形態において、提案されたシステムは、自動車両用の空気流を熱調節するための装置であって、少なくとも１つの熱交換器と、加圧空気流を前記交換機に向けて送るように設計された空気ブロワと、前記ブロワからの加圧空気を前記熱交換器に向けて案内するように設計された調節ハウジングと、調節された空気を前記車両の車室に分配するための少なくとも１つの出口と、を備える装置において、前記装置は、多孔性材料から形成された少なくとも１つの壁を備えることを特徴とする熱調節装置に関する。

本明細書において、「自動車両用の空気流を熱調節するための装置」という用語は、ＨＶＡＣシステム（暖房、換気及び空調）としても知られる自動車両の車室用の暖房、換気及び／又は空調のための装置を指す。また、本発明の意味における「壁」は、吸気ダクト等のダクト、又はブロワにより駆動されて移動する空気流を含むハウジングを画定する。熱交換器は、通過する空気を加熱する機能を備えるラジエータ、又は空気流を冷却及び除湿する機能を有するエバポレータの形態を取ることができる。

本発明による熱調節装置は、多孔性材料から、すなわち複数の開放及び／又は閉鎖した細孔の存在により特徴付けられる構造体で構成された少なくとも１つの壁を備える。

このような多孔性材料は、いくつかの有利な特性を有している。第１に、その多孔質特性と機械的柔軟性により、多孔性材料は優れた遮音性を有する。したがって、熱調節装置のダクト内で音波が広がることを制限できる。騒音の低減は、高周波のみならず、システムの構造により生成される低周波でも同様に得られる。

このような多孔性材料は、１５％程度の低い体積質量によって更に特徴付けられる。等しい体積に対して、本発明による空気流を熱調節するための装置は、より優れた騒音低減、より小さい質量、及びより高い柔軟性を提供する。

本発明の特定の態様によれば、前記多孔性材料の多孔度は、０．８より大きい。

多孔度とは、細孔の体積と多孔性媒体の総体積との比率である。０．８を超える多孔度は、より優れた騒音低減、より小さい質量、及びより高い柔軟性を提供する多孔性壁が得られる好ましい条件を意味する。

本発明の特定の態様によれば、細孔の直径は、１０乃至１００μｍである。

このような細孔直径は、より優れた騒音低減、より小さい質量、及びより高い柔軟性を提供する多孔性壁を得る好ましい条件を意味する。

本発明の特定の態様によれば、前記壁は、異なる多孔度を有する少なくとも２つの領域を有する。

上述のように、壁による騒音減衰及びその柔軟性は、多孔度の程度とともに増加し、逆もまた同様である。ただし、多孔度が低下すると、質量が増加する。したがって、異なる多孔度、換言すれば複数の多孔性の度合を有する少なくとも２つの領域という文脈において、最も多孔度の大きい領域の位置を選択することで、特に機械的強度の観点からのニーズや技術的制約に応じて、領域毎に壁の特性を調整することができる。

本発明の特定の態様によれば、前記多孔性材料は、空気透過性である。

換言すれば、この多孔性材料は、細孔が相互接続されて通気用の非常に微細なチャネルが形成される開放多孔性構造を備えている。

本発明の特定の態様によれば、熱調節装置は、２０Ｈｚ乃至２０ｋＨｚの周波数を有する音波を減衰するように設計される。

音波の減衰範囲を変更するように、いくつかのパラメータが考慮される。例を以下に記載する。
・フリースペース内における空気の分布と多孔性材料を通過する空気の分布との比率を示すねじれ度。
・空気流に対する抵抗。
・細孔、及び細孔間に存在するリンクの寸法。
・ヤング率やポアソン比を含む多孔性材料の弾性パラメータ。

したがって、本発明による熱調節装置は、ＨＶＡＣシステム内で生成される騒音を低減することにより、車両の車室内の音響快適性を向上させ得る。

本発明の特定の態様によれば、前記多孔性材料は、ポリプロピレンである。

ポリプロピレンは、その使用に関して、軽量であると同時に十分な機械的強度を有するという利点を持つ。また、オーバーモールド等の実装が比較的簡単な生産プロセスに適している。

本発明の特定の態様によれば、前記壁は、少なくとも１つの補強リブを備える。

これにより、質量の増加を制限しつつ、多孔性壁の機械的に補強することが可能となる。

本発明の特定の態様によれば、前記壁は、前記空気流の流れ方向において前記ブロワの上流に、及び／又は前記ブロワと同レベルに配置される。

ブロワは、その稼働中に、吸気ダクトを介して車両の外部及び／又は内部から空気を引き込むため、内部の圧力が低下する。本発明による吸気ダクトの空気透過性の多孔性表面により、空気はダクトの内外を通過することができる。内部が減圧下にあるとき、ダクトの外部からの‐及び特に車両の車室からの‐空気流が、この多孔性壁８を通ってダクトの内部に、続いてブロワ内に引き込まれ得る。したがって、このようなダクトは、負荷損失や大きな騒音の原因となる専用の吸気開口を使用することなく、車両の内部からの空気流を捕捉し得る。

本発明の特定の態様によれば、前記少なくとも１つの壁は、前記空気流の流れ方向において前記ブロワの下流に配置される。

有利には、前記壁は、ブロワとラジエータ及び／又はエバポレータとの間の連結部を形成する前記調節ハウジング、エバポレータにより凝縮された水の排出領域、後方スプリンクラープレート、又は分配出口等の、熱調節装置の非機能面と同レベルに配置される。

本発明の特定の態様によれば、前記壁は、その外面が空気不透過性フィルムにより覆われる。

ブロワは、その稼働中に、その下流に配置された部品に向けて加圧空気流を送ることで、関連するダクト及びハウジング内で制圧を形成する。本発明による壁が多孔質特性を有するため、ダクトの内部を流れる空気は、少なくとも部分的にこの多孔性壁を通って熱調節装置の外部に受かって拡散し、漏れが生じる。壁の外面に空気不透過性フィルムが付加されているため、この拡散プロセスはブロックされて付随する漏れが制限される。

本発明の特定の態様によれば、前記壁は、その内面が水不透過性フィルムにより覆われる。

凝縮トレイとも呼ばれるエバポレータにより凝縮された水の排出領域では、収集された水が多孔性壁に吸収され得る。これにより、この水を排出することが困難になるとともに、多孔性壁の騒音減衰性能が損なわれる。この壁の内面を水不透過性フィルムで覆うことにより、この欠点は解消され得る。なぜならば、水不透過性フィルムは、水が多孔性壁に接触することを防止するからである。

本発明の特定の態様によれば、前記壁は、多孔性材料の内層と、空気不透過性フィルムと、多孔性材料の外層とを重ね合わせることで形成される多層壁である。

このような多層構造により、熱調節装置の内側と外側の両方において騒音が低減され得るとともに、正圧下での熱調節装置の内側から外側への空気流の拡散に関連して生じる負荷損失が制限され得る。

また、本発明は、上述の熱調節装置を備えることを特徴とする自動車両に関する。

また、本発明は、自動車両用の空気流を熱調節するための装置の壁を製造するための多孔性材料の使用に関する。

また、本発明は、自動車両用の空気流を熱調節するための装置の壁を製造するための多孔性材料を製造するための方法であって、前記方法は前記壁を熱成形するステップを備える方法に関する。

特定の態様によれば、前記熱成形ステップは、異なる圧縮レベルで実施される。

したがって、厚さ及び／又は多孔度の異なる多孔性壁を得ることが可能となる。

本発明の更なる特徴及び利点が、例示のみを目的とし非制限的な例としてなされる以下の説明を、添付図面を参照しつつ読むことで明らかになるであろう。

従来技術による車両の車室用の熱調節装置の正面図。 図１の装置の背面図。 本発明の一実施形態による熱調節装置の調節ハウジングの概略図。 本発明の一実施形態による熱調節装置の調節ハウジングの概略図。 本発明の一実施形態による熱調節装置の調節ハウジングの概略図。 本発明の一実施形態による熱調節装置の調節ハウジングの概略図。 本発明の一実施形態による熱調節装置の吸気ユニットの側からの概略図。 本発明の一実施形態による熱調節装置の凝縮トレイの下部の概略図。 本発明の一実施形態による熱調節装置の凝縮トレイの上部の概略図。 本発明の一実施形態による熱調節装置の分配器の正面から見た左側部の概略図。 本発明の一実施形態による熱調節装置の分配器の正面から見た左側部の概略図。 本発明の一実施形態による熱調節装置の分配器の右側部の概略図。 本発明の一実施形態による熱調節装置の分配器の中央部の概略図。 本発明の一実施形態による熱調節装置のカバーを示す図。 本発明の一実施形態による熱調節装置の車室の空気分配ダクトを示す図。 本発明の一実施形態による熱調節装置の車室の空気分配ダクトを示す図。

図示の種々の要素は、必ずしも正確な縮尺で示されていない。本発明の全体的な機能の描写を優先している。

本発明のいくつかの特定の実施形態を以下に説明する。当然ながら、本発明がこれらの特定の実施形態に限定されず、他の実施形態が実施可能であることを理解されたい。

本発明の原理は、空気流を熱的に調節するための装置を提供することであり、本装置は、同じ体積に対して、より優れた騒音低減、より小さい質量、及びより高い柔軟性を提供する。

このような装置１は、多孔性材料から構成された少なくとも１つの壁８も備えている。

図３ａ乃至３ｄは、本発明による熱調節装置１の調節ハウジング５の概略図である。このようなハウジング５は、空気の流れの方向においてブロワ４の下流に配置される。

図３ａに示すように、調節ハウジング５は、１．４ｄｍ^２に等しい面積及び２０ｍｍの厚さの多孔性壁８を備えている。この壁８は、空気透過性の多孔性材料から、すなわち、細孔が相互接続されて通気用の非常に微細なチャネルを形成する開放多孔性構造体で構成されている。

本発明の特定の態様によれば、前記多孔性材料の多孔度は０．８より大きく、細孔の直径は１０乃至１００μｍである。

このような壁８は、特に、２０Ｈｚ乃至２０ｋＨｚの周波数の音波を減衰させることが意図されており、これによりＨＶＡＣシステム１内で発生する騒音を低減させることで車両の車室の音響快適性が改善され得る。

この壁８は、その外面が空気不透過性フィルム（図示せず）で覆われている。

ブロワ４は、その稼働中に、その下流に配置された部品に向けて加圧空気流を送ることで、調節ハウジング５を含む関連するダクト及びハウジング内で正圧を形成する。壁８が多孔質特性を有するため、ダクトの内部を流れる空気は、少なくとも部分的にこの多孔性壁８を通って熱調節装置１の外部に向かって拡散し、漏れが生じる。壁８の外面に空気不透過性フィルムが付加されているため、この拡散プロセスはブロックされて漏れのリスクが制限され得る。

図３ｂ乃至３ｄは、調節ハウジング５の異なる部分を示し、各部分は、厚さ２０ｍｍで面積がそれぞれ４、３及び１．４ｄｍ^２に等しい面積を有する多孔性壁８を備えている。

図４は、空気透過性の多孔性壁８を有する熱調節装置１の吸気ユニット２の側面図である。このような吸気ユニット２は、空気の流れの方向においてブロワ４の上流に配置される。

ブロワ４は、その稼働中に、この吸気ダクト２を介して車両の外部及び／又は内部から空気を引き込むため、内部の圧力が低下する。吸気ダクト２の透過性の多孔性壁８により、空気はダクト２の内外を通過することができる。ダクト内部が減圧下にあるとき、ダクト２の外部から、及び特に車両の車室からの空気流が、この多孔性壁８を通ってダクト２の内部に、続いてブロワ４内に引き込まれ得る。したがって、このようなダクト４は、負荷損失や大きな騒音の原因となる専用の吸気開口を必要とすることなく、車両の内部から空気が引き込まれることを可能にする。

図５ａ及び５ｂは、複数の多孔性壁８、具体的には、１．３及び０．４ｄｍ^２に等しい面積を有する多孔性壁８を有する熱調節装置の凝縮トレイの下部曜日上部の概略図である。このような凝縮トレイは、空気の流れの方向においてブロワ４の下流に配置され、その機能は、特に、エバポレータからの凝縮した水蒸気を収集することである。

この凝縮トレイの底壁８は、その内面が水不透過性フィルム（図示せず）で覆われている。このフィルムは、水が多孔性壁８に接触することを防止して、多孔性壁８に水が吸収されることを回避する。したがって、このようなフィルムの使用により、当該多孔性壁８は、トレイに収集された水の排出を促進しつつ、その騒音減衰性能を保持することができる。

図６ａ及び６ｂは、それぞれ、複数の多孔性壁８を有する熱調節装置１のディストリビュータの左側部の図及び正面図である。複数の多孔性壁８は、１ｄｍ^２に等しい面積及び１０ｍｍに等しい厚さを有する１つの壁８と、０．４ｄｍ^２に等しい面積と２ｍｍに等しい厚さを有する１つの壁８と、を含む。これらの壁８のそれぞれは、水不透過性フィルム（図示せず）をその内面に有している。

図７乃至１０ｂは、ブロワ４の下流に配置された熱調節装置１の他の部品を示し、それぞれは単数又は複数の多孔性壁８を有している。

特に、図７は、熱調節装置１のディストリビュータの右側部の概略図である。

図８は、１ｄｍ^２に等しい面積及び２ｍｍに等しい厚さを有する１つの多孔性壁８を含む複数の多孔性壁８を有する熱調節装置１のディストリビュータの中央部の図である。

図９は、１．５ｄｍ^２に等しい面積を有する多孔性壁８を備えた熱調節装置１のカバーの概略図である。

図１０ａは、空気を車室に分配するためのダクトであって、０．７ｄｍ^２に等しい面積を有する多孔性壁８を備えたダクトを示し、図１０ｂは、空気を車室に分配するためのダクトであって、２．９ｄｍ^２に等しい面積を有する多孔性壁８を備えたダクトを示す。

Claims (10)

1. 自動車両用の空気流を熱調節するための装置（１）であって、
   少なくとも１つの熱交換器と、
   加圧空気流を前記交換機に向けて送るように設計された空気ブロワ（４）と、
   前記ブロワ（４）からの加圧空気を前記熱交換器に向けて案内するように設計された調節ハウジング（５）と、
   調節された空気を前記車両の車室に分配するための少なくとも１つの出口と、
   を備える装置（１）において、
   前記システム（１）は、多孔性材料から形成された少なくとも１つの壁（８）を備える、
   ことを特徴とする熱調節装置（１）。
2. 前記多孔性材料の多孔度は、０．８より大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の熱調節装置（１）。
3. 前記多孔性材料は、空気透過性である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱調節装置（１）。
4. ２０Ｈｚ乃至２０ｋＨｚの周波数を有する音波を減衰するように設計される、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の熱調節装置（１）。
5. 前記壁（８）は、少なくとも１つの補強リブを備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱調節装置（１）。
6. 前記壁（８）は、前記空気流の流れ方向において前記ブロワ（４）の上流に、及び／又は前記ブロワ（４）と同レベルに配置される、
   ことを特徴とする請求項３に記載の熱調節装置（１）。
7. 前記少なくとも１つの壁（８）は、前記空気流の流れ方向において前記ブロワ（４）の下流に配置される、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の熱調節装置（１）。
8. 前記壁（８）は、その外面が空気不透過性フィルムにより覆われる、
   ことを特徴とする請求項７に記載の熱調節装置（１）。
9. 前記壁（８）は、その内面が水不透過性フィルムにより覆われる、
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の熱調節装置（１）。
10. 前記壁（８）は、多孔性材料の内層と、空気不透過性フィルムと、多孔性材料の外層とを重ね合わせることで形成される多層壁である、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の熱調節装置（１）。

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