JP2022512319A - 特に自動車用である、液滴分離器を備えた空調システム - Google Patents

Abstract

システム（１０）は、所定方向（Ｘ）に気流（ＡＦ）を生成させるように構成されたファン（１２）を有する。制御された方法で熱を交換するための気流（ＡＦ）によって交差されるように構成された熱交換器アセンブリ（１４）がある。空気出口（１６）は、熱交換器アセンブリ（１４）の下流に配置され、気流（ＡＦ）を送出するように構成されている。熱交換器アセンブリ（１４）は、空気出口（１６）に向いて対面し、冷却された気流（ＡＦ）によって交差するように構成された裏面又は裏面側（２４）を備える蒸発器（１８）を備える。システムはさらに、裏面又は裏面側（２４）の下流および近傍に位置する液滴分離器（２６）を備える。液滴分離器（２６）は、裏面又は裏面側面（２４）上に凝縮された水蒸気の液滴を偏向させるように構成されて、水蒸気の液滴が空気出口（１６）に向かって下方に流れるのを防止する。

Description

本発明は、特に自動車用である、空調システムに関する。

空調システムの使用は、当技術分野で知られている。より具体的には、いわゆる暖房（Ｈｅａｔｉｎｇ）・換気（Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ）・空調（ＡｉｒＣｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ）システムが知られており、これは一般的にＨＶＡＣシステムと呼ばれる。

通常、このようなシステムは、所定の方向に空気の流れ（以下「気流」）を生成するように構成されたファンと、ファンによって生成された気流が交差し、このような気流と熱を交換するように構成された熱交換器アセンブリとを含む。熱交換器アセンブリの下流には空気出口もあり、これは熱交換器アセンブリと交差した気流を送出するように構成されている。

典型的には、熱交換器アセンブリは蒸発器をさらに備え、蒸発器はそれを通過するファンによって生成される気流を冷却する。蒸発器は、ファンに向いて対面する、後者から来る気流を遮る前面を備え、また、前面と反対側の空気出口に向いて対面する裏面を備え、これを通って冷却された気流が出てくる。しかしながら、そのようなシステムで採用されるこのタイプの蒸発器は、多くの欠点を有する。

一つの欠点はその機能のために、典型的には液滴状の凝縮水蒸気の形成と蓄積を引き起こすことである。これは、蒸発器の前面に当たる気流と共に生じる熱交換のためである。これにより、液滴は蒸発器を出る気流によって輸送されることが可能になり、次いで、気流は空気出口に到達し、これを通過することができる。この状態は空気出口に望ましくない滴りをもたらし、この液滴は気流の影響により、システムが設置された自動車の客室に到達する可能性がある。

この問題は特定の用途において、例えば、蒸発器の裏面がファンによって生成される気流の所定の方向に対して鋭角に傾斜し、したがって、前記所定の方向に対して下降路を画定する場合に、特に顕著である。

欧州特許出願公開第３１２８２７７号明細書は、車両のエアコン用のヘッダパイプの垂直配置を有する蒸発器を記載している。蒸発器は、間隙を介して対向配置された一対のヘッダパイプを備える。このようなヘッダパイプは、冷却サイクルにおいて供給される冷却剤のための循環経路を提供する。さらにヘッダパイプは、熱交換した冷却剤を吐出する。また、一対のヘッダパイプの間には、ヘッダパイプと連通するように配置された複数の横管がある。横管は、ヘッダパイプの長手方向に接続されている。横管はまた、ヘッダパイプの入口を通って内部を流れる冷却剤が、ヘッダパイプの出口に向かってジグザグパターンで流れる間に空気と熱を交換することを可能にする。蒸発器は横管の間に配置された放熱フィンを更に含み、ファンによって供給された空気がそこを流れる時、管からの蒸発熱を放散させる。

欧州特許出願公開第３１２８２７７号明細書

本発明の１つの目的は、従来技術のこの問題および他の問題を解決することができるシステムを提供することである。特に、本発明によれば、蒸発器を出て空気出口に到達し、次いでそれを横切り、そこから滴下する凝縮蒸気の液滴に対抗し、有意に減少させることができるシステムを提供することが可能である。

本発明によれば、この目的および他の目的は、添付の独立請求項に記載された技術的特徴を有するシステムによって達成される。

添付請求項は、本発明の以下の詳細な説明において提供される技術的教示の不可分の部分であることを理解されたい。特に、添付の従属請求項は、任意の技術的特徴を含む、本発明のいくつかの好ましい実施態様を定義する。

本発明のさらなる特徴および利点は、以下に要約される添付の図面を特に参照して非限定的な例として提供される以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本発明の例示的な実施態様に従って得られる暖房・換気・空調システムの斜視側面図である。 図１に示すシステムの矢状面に沿った部分断面図である。 前の図に示されるシステムに含まれる液滴分離器の上方からの斜視図である。 図２および図３で見られる液滴分離器の前面に沿った部分断面図である。

完全を期すために、以下は、上述の図面に示される部品、要素、および構成要素を示すために本明細書で使用される英数字参照符号のリストである。

ＡＦ 気流
Ｘ 所定の方向
Ｙ 回転軸
１０ 暖房・換気・空調システム（ＨＶＡＣシステム）
１１ ケーシング
１２ ファン
１３ 空気入口
１４ 熱交換器アセンブリ
１５ 羽根
１６ 空気出口
１８ 蒸発器
２０ ヒータコア
２２ 前面
２４ 裏面
２６ 液滴分離器
２８ 成形フィン
３０ 凹部
３２ 湾曲部
３４ ホルダ
３６ 座部
３８ センサ

添付の図面を参照すると、１０は全体として、特に自動車用の空調システムを示し、このようなシステムは、本発明の例示的な実施態様に従って得られる。

本明細書では非限定的な例として示される実施態様においては、システム１０はＨＶＡＣシステムとも呼ばれる暖房・換気・空調システムである。

当業者には明らかなように、システム１０は、乗用車、商用車両、産業車両、軍用車両、現場建設用車両、スポーツカー、スポーツユーティリティビークル（ＳＵＶ）、農業機械、列車、バスなどの任意の種類および類型の自動車に使用するように構成することができる。特に、システム１０は、自動車の客室又はキャビンに設置するように構成することができる。

図１において、システム１０は、流入及び流出気流が流れる経路の例示的な表示とともに図示されている。必ずしもその必要は無いが、有利には、図１に示す実施態様では、システム１０は、一対の空気入口１３（そのうちの１つのみが看視しうる）と空気出口１６とを有するケーシング１１を有する。特に、空気入口１３は横方向に配置され、一方、空気出口１６は裏面に軸方向に配置されている。

特に図２を参照すると、システム１０は、矢印Ｘで示す所定の方向に気流ＡＦを生成するように構成されたファン１２を備える。

システム１０は、このようなファンによって生成される気流ＡＦによって交差されるように構成された熱交換器アセンブリ１４をさらに備える。熱交換器アセンブリ１４は、例えば空気除湿目的のために、制御された方法で気流ＡＦと熱交換するように構成される。

図示の実施態様では、ファン１２は、例えば、熱交換器アセンブリ１４の上流に位置するように示されている。しかしながら、さらなる変形実施態様では、このようなファン１２が熱交換器アセンブリ１４の下流に、場合によっては上述のケーシング１１の外側に配置しうるので、これは限定的な方法で理解されるべきではない。

さらに、システム１０は、熱交換器アセンブリ１４の下流に位置する空気出口１６を有する。空気出口１６は、熱交換器アセンブリ１４と交差した気流ＡＦを送出するように構成されている。

本明細書では非限定的な例として示される実施態様においては、上述のように、ケーシング１１はファン１２および熱交換器アセンブリ１４をその内部に収容する。

本明細書では非限定的な例として示される実施態様においては、特に図２を参照すると、ファン１２は遠心ファンまたはラジアルファンである。特に、ファン１２は、羽根１５の回転軸Ｙに沿って、特に一対の空気取入口１３を介して、空気を取り入れるように構成されており、また特に空気出口１６を介して、回転軸Ｙに対して略直交する所定方向Ｘに送出するように構成されている。

熱交換器アセンブリ１４は、それを通過する気流ＡＦを冷却するように構成された蒸発器１８を備える。図示の実施態様では、熱交換器アセンブリ１４は、気流ＡＦを加熱するように構成されたヒータコア２０をさらに備える。

図に示す例では、蒸発器１８は、ファン１２の下流に任意に配置される。

図示の実施態様では、蒸発器１８は実質的に平行六面体の形状を有する。

蒸発器１８は、ファン１２に向いて対面する前面又は前面側２２を備える。前面２２は、ファン１２によって生成される気流ＡＦを遮り、それによって交差されるように構成される。更に、蒸発器１８は、前面２２に対して対向位置に配置され、空気出口１６に向いて対面する裏面又は裏面側２４を備える。次に、裏面２４は冷却された気流ＡＦと交差し、冷却された気流ＡＦを放出するように構成される。

本明細書では非限定的な例として示される実施態様においては、蒸発器１８の裏面２４は、ファン１２によって生成される気流ＡＦの所定の方向Ｘに対して鋭角（典型的には約３０°まで）だけ傾斜しており、特に、裏面２４は前記所定の方向に対して下降路又は下降面を画定する。

システム１０が使用されている場合に、蒸発器１８によってもたらされる冷却は、気流ＡＦと共に生じる熱交換によって、裏面２４上で、典型的には液滴状である凝縮水蒸気の形成と蓄積とを引き起こす。

システム１０はさらに、蒸発器１８の下流かつ近傍に位置する液滴分離器２６を備える。

より詳細には、液滴分離器２６は蒸発器１８の裏面２４の下流かつ近傍に配置される。液滴分離器２６は、前記気流ＡＦから取り出された液滴を蒸発器１８の裏面２４から偏向させ、その下降流が空気出口１６に向かうのを防止するように構成されている。

この態様は例として本明細書に示される実施態様において特に有利であり、裏面２４がファン１２によって生成される気流ＡＦに対する下降路または下降面を画定する。この状態では、液滴が底部に形成されて集まる傾向があり、重力によって裏面２４の下降路または下降面に沿って落下する。

好ましくは、液滴分離器２６は、裏面２４に隣接するか、ケーシング１１の内部に別々に取り付けられてもよい。

図示の実施態様では、液滴分離器２６は、蒸発器１８の裏面２４に取り付けられている。

必ずしもその必要は無いが、有利には、液滴分離器２６は蒸発器１８の裏面２４を完全に覆う。

液滴分離器２６を用いる事により与えられるさらなる利点は、それが蒸発器１８を出る気流ＡＦの均一化に寄与することである。

図示の実施態様では、特に図３および図４を参照すると、液滴分離器２６は並んで配置された複数の成形フィン２８を備える。

特に、成形フィン２８は、主に長手方向の延長部を有する。より具体的には、成形フィン２８は、蒸発器１６の裏面２４上に、その長さが下向きに傾斜した状態で、前記裏面の下降路または下降面に対応する方向に向けられる。

好ましくは、図４を参照すると、成形フィン２８の各々は波形断面を有する。より好ましくは、断面図において、各成形フィン２８はその頂部に、蒸発器１６の裏面２４に向いて対面する凹面を有する凹部３０を有する。凹部３０は、裏面２４に堆積し、ファン１２によって生成された気流ＡＦによって押し出される液滴を遮る傾向がある。

図示の実施態様では、フィン２８の各々は、凹部３０に接続する湾曲部３２を有する。湾曲部３２は、液滴を後者に向かって案内するのに寄与する。特に、湾曲部３２は、実質的に凸形状を有する。

好ましい態様では、液滴分離器２６は、成形フィン２８を支持するホルダ３４を含む。ホルダ３４は、蒸発器１８の裏面２４に取り付けられている。

図示の実施態様では、ホルダ３４が成形フィン２８の長手方向端部を横方向に区切って支持する。特に、ホルダ３４は、成形フィン２８を取り囲み支持する液滴分離器２６の周縁フレームを画定する。

液滴分離器が可能な付属品のための取り付け治具として使用できることがさらなる利点である。

好ましくは、図示の実施態様においては、液滴分離器２６は任意で、センサ３８（図２でのみ見える）を収容するための座部３６を有していてもよい。図示の実施態様においては、座部３６は蒸発器１８から離れて空気出口１６に対面し、そこでアクセス可能である。

明らかに、座部３６に収容されたセンサ３８を用いることは有利であるが、本発明の範囲内では単に任意のものである。

本明細書では非限定的な例として示される実施態様においては、座部３６は、成形フィン２８の全長内に形成された中断部によって提供される。このような中断されたフィンは、センサ３８を挿入することができる座部３６によって画定されるハウジングを区切る横方向エッジ４０に接合する。

特に、センサ３８は、ファン１２によって生成され、蒸発器１８を出る気流ＡＦの物理化学的特性を表す少なくとも１つのパラメータを検出するように構成される。当業者には明らかなように、さらなる変形実施態様において、蒸発器を出る気流のいくつかのパラメータを検出するように構成された対応する複数のセンサを収容するために、液滴分離器上にそのような座部を複数設けることも可能である。

本明細書では非限定的な例として示される実施態様においては、センサ３８は、前記気流が蒸発器１８を出て液滴分離器２６を横切るときに、気流ＡＦの温度を検出するように構成された温度センサである。しかしながら、当業者には明らかなように、液滴分離器上の異なる複数のセンサ（例えば、温度センサに加えて湿度センサなど）を使用および／または組み合わせることも考えられる。

本明細書に記載されている液滴分離器２６を用いることは、システム１０が極端な条件で作動する場合、例えば、システム１０が設置されている自動車内の任意の方向に３０°傾いている場合、または強い振動が存在する場合に、特に有利であることが証明されている。例えば、このような状態は、オフロード走行時に典型的に、また一般的に見られる。

もちろん、同じである限り本発明の原理、実施態様、および実施の詳細は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲から逸脱することなく、非限定的な例として本明細書に記載され図示されたものから広く変更することができる。

Claims (11)

1. 空気調和システム（１０）、特に自動車用のシステムであって、当該システムが：
   所定の方向（Ｘ）に気流（ＡＦ）を生成するように構成されたファン（１２）と；
   前記ファン（１２）によって生成された気流（ＡＦ）と交差し、制御された方法で前記気流（ＡＦ）と熱交換するように構成された熱交換器アセンブリ（１４）と；
   前記熱交換器アセンブリ（１４）の下流に配置され、前記気流（ＡＦ）を送達するように構成された空気出口（１６）と；を有し、
   前記熱交換器アセンブリ（１４）が、前記気流（ＡＦ）を冷却するように構成され、前記空気出口（１６）に向いて対面し、前記冷却された気流（ＡＦ）が交差するように構成された裏面又は裏面側（２４）を備える蒸発器（１８）を備え；
   前記システムがさらに、前記蒸発器（１８）の前記裏面又は裏面側（２４）の下流および近傍に配置された液滴分離器（２６）を含み；
   前記液滴分離器（２６）が、前記裏面又は裏面側（２４）上に凝縮され、前記気流（ＡＦ）から取り出された水蒸気の液滴を偏向させるように構成されて、前記水蒸気の液滴が前記空気出口（１６）に向かって下方に流れるのを防止しており；
   前記液滴分離器（２６）が、並置された複数の成形フィン（２８）を含み；
   前記液滴分離器（２６）が、前記蒸発器（１８）の前記裏面（２４）から分離され；前記液滴分離器（２６）が、前記成形フィン（２８）を支持するホルダ（３４）をさらに備え、前記成形フィン（２８）の長手方向端部を横方向に区切り支持し；
   前記ホルダ（３４）が、前記成形フィン（２８）を取り囲む前記液滴分離器（２６）の周辺フレームを画定することを特徴とするシステム。
2. 前記液滴分離器（２６）が、それぞれのセンサ（３８）を収容するための少なくとも１つの座部（３６）を有する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記座部（３６）が、前記蒸発器（１８）から離れて、前記空気出口（１６）に対面し、そこでアクセス可能である、請求項２に記載のシステム。
4. 前記座部（３６）が、前記成形フィン（２８）の全長内に形成された中断部によって提供される、請求項２または３に記載のシステム。
5. 前記成形フィン（２８）の前記中断部が、センサ（３８）が挿入されるように構成された座部（３６）によって画定されるハウジングを区切る横方向エッジ（４０）に接合する、請求項４に記載のシステム。
6. 前記センサ（３８）が、前記蒸発器（１８）によって冷却される前記気流（ＡＦ）の物理化学的特性を表す少なくとも１つのパラメータを検出するように構成される、請求項２から５のいずれか一項に記載のシステム。
7. 前記成形フィン（２８）が、主に長手方向の延長部を有する、請求項１に記載のシステム。
8. 前記成形フィン（２８）の各々が波形断面を有する、請求項１または２に記載のシステム。
9. 前記成形フィン（２８）の各々がその頂部に、前記蒸発器（１８）の前記裏面（２４）に向いて対面する凹面を有する凹部（３０）を有し、前記凹部（３０）は、前記裏面（２４）で凝縮され、前記気流（ＡＦ）によって押し出される水蒸気の前記液滴を遮る傾向がある、請求項８に記載のシステム。
10. 前記成形フィン（２８）の各々が前記凹部（３０）に接続する湾曲部分（３２）を有し、前記湾曲部分（３２）は、前記凹部（３０）に向かって前記水蒸気の液滴を案内するのに寄与する、請求項９に記載のシステム。
11. 前記蒸発器（１８）の前記裏面（２４）が、前記ファン（１２）によって生成され前記蒸発器（１８）によって冷却された前記気流（ＡＦ）の前記所定の方向（Ｘ）に対する下降路または下降面を画定する、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシステム。

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