JP3635099B2

JP3635099B2 - Air conditioner for vehicles

Info

Publication number: JP3635099B2
Application number: JP29493393A
Authority: JP
Inventors: 浩司野々山; 伊藤　　公一; 美光井上; 光杉
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1993-11-25
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: JPH07144529A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、乗員の足元には温風を吹き出し、乗員の上半身には比較的低い温度の空気を吹き出す温水式のヒータコアを用いた空気調和装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヒータコアに流れる温水の量を少なくし、ヒータコアの温水上流部分（以下、上流側）を通過した比較的温かい空気（以下、温風）をフット吹出口に導き、ヒータコアの温水下流部分（以下、下流側）を通過した比較的冷たい空気（以下、冷風）をフェイス吹出口に導くことによって、バイレベルモードを達成する車両用空気調和装置が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の空調装置は、温水の流量を微小流量で制御して吹き出し温度をコントロールするものであるが、ヒータコアの上流の温水温度が８０℃であってもヒータコアの下流の温水温度が１０℃に低下するため、ヒータコアの上流側と下流側とに大きな温度差が生じてしまう。具体的には、図１５に示すように、フット吹出口から吹き出される温風の温度Ｔｌと、フェイス吹出口から吹き出される冷風の温度Ｔｕとの温度差は、バイレベルモード時に、最大２７°の差が生じてしまう。なお、このデータは、ヒータコアへの供給水温が８０℃、ヒータコアへ供給する空気温度が５℃、ヒータコアへ供給する空気流量が１５０ｍ³／ｈの状態でのものである。
【０００４】
バイレベルモード時の理想的な温度差は、一般的に１５〜２０°であるため、従来の空気調和装置では、温度差が大きすぎ、乗員に理想的な温度差を提供することが困難であった。
【０００５】
【発明の目的】
本発明の目的は、ヒータコアの上流側を通過した温風をフット吹出口に導き、ヒータコアの下流側を通過した冷風をフェイス吹出口に導くバイレベルモード時に、フット吹出口から吹き出される温風とフェイス吹出口から吹き出される冷風との温度差が、乗員に快適な温度範囲とすることのできる車両用空気調和装置の提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の車両用空気調和装置は、次の技術的手段を採用する。
車両用空気調和装置は、乗員の上半身へ向けて空気を吹き出させるフェイス吹出口、および乗員の足元に向けて空気を吹き出させるフット吹出口に通じるダクトならびに前記フェイス吹出口とフット吹出口とを開閉するダンパと、前記ダクト内を流れる空気と内部に供給される温水との熱交換を行うヒータコアと、このヒータコアに供給される温水の供給量を調節する流量調節手段とを備え、前記ヒータコアの温水上流部分を通過した比較的温かい空気を前記フット吹出口に導き、前記ヒータコアの温水下流部分を通過した比較的冷たい空気を前記フェイス吹出口へ導く。
そして、車両用空気調和装置は、前記フェイス吹出口及び前記フット吹出口の両方から空気を吹き出すバイレベルモード時に、前記ヒータコアの温水上流部分を通過した比較的温かい空気の一部を前記フェイス吹出口へ導く、あるいは前記ヒータコアの温水下流部分を通過した比較的冷たい空気の一部を前記フット吹出口へ導く温度調節手段を備える。
【０００７】
なお、温度調節手段は、次の態様を採用しても良い。
前記温度調節手段は、前記ヒータコアを通過する空気の下流部分において回動する段差を有する波状の板状ドアであるとともに、
この板状ドアは、回動軸と、該回動軸に互いに異なる角度で固定され該回動軸と一体に枢動する複数の板部分と、これらの板部分相互間を橋絡する側壁とを有し、
前記複数の板部分は根元部と、該根元部から各々異なる方向で前記ヒータコア側に突出する先端部と、前記ヒータコアを通過する空気の上流側から下流側に沿って前記先端部から前記根元部に延在する一対の側端部とをそれぞれ持っており、
前記側壁はそれぞれの前記板部分の隣接する前記側端部相互を橋絡しており、
前記それぞれの前記板部分の前記先端部が前記ヒータコアの温水上流部分側から前記温水下流部分側に別れて配置されることにより前記複数の板部分の前記先端部相互間に前記段差が形成されており、
それにより、前記複数の板部分のうちの一部の板部分により、前記フェイス吹出口及び前記フット吹出口の両方から空気を吹き出すバイレベルモード時に、前記ヒータコアの温水上流部分を通過した比較的温かい空気の一部を前記フェイス吹出口へ導くとともに、前記複数の板部分の他の板部分により、前記ヒータコアの温水下流部分を通過した比較的冷たい空気の一部を前記フット吹出口へ導く。
【０００８】
【発明の作用】
バイレベル運転を行う際、ヒータコアの温水上流側を通過した温風がフット吹出口から吹き出されて乗員の足元を暖房するとともに、ヒータコアの温水下流側を通過した冷風がフェイス吹出口から乗員の上半身へ吹き出されて乗員に冷風感を与える。この時、ヒータコアの空気下流の温度調節手段によって、ヒータコアの温水上流側を通過した温風の一部がフェイス吹出口へ導かれる、あるいはヒータコアの温水下流側を通過した冷風の一部がフット吹出口へ導かれる。この温度調節手段の働きによって、フェイス吹出口から吹き出される冷風の温度と、フット吹出口から吹き出される温風の温度との温度差が、従来に比較して小さくなる。
【０００９】
【発明の効果】
本発明の車両用空気調和装置は、上記作用で示したように、バイレベルモード時には、温度調節手段の働きによって、フェイス吹出口から吹き出される冷風の温度と、フット吹出口から吹き出される温風の温度との温度差が、従来に比較して小さくなるため、乗員に適切な温度差によって快適感を与えることができる。
【００１０】
【実施例】
次に、本発明の車両用空気調和装置を、図に示す一実施例に基づき説明する。
〔第１実施例の構成〕
図１ないし図４、及び、図６ないし図１４は本発明の第１実施例を示すもので、図１は空気調和装置の概略構成図、図２は空気調和装置を車両へ装着した状態を示す概略斜視図である。
本実施例の車両用空気調和装置１は、水冷式エンジンを搭載する車両に搭載されるもので、室内へ向けて空気を送る空気通路をなすダクト２を備える。このダクト２の一端には、ダクト２内において室内へ向かう空気流を生じさせる送風機３が接続されている。また、ダクト２の他端には、ダクト２内を通過した空気を室内の各部へ向けて吹き出す吹出口が複数形成されている。
【００１１】
送風機３は、モータ４によって遠心式のファン５を駆動するもので、ファン５はスクロールケース６に収納されている。そして、このスクロールケース６の吸込口には、内気と外気とを切り替えて導入する内外気切替手段７が設けられている。この内外気切替手段７は、車室内に開口して内気を導入する内気導入口８と、車室外と連通して外気を導入する外気導入口９とを備える。そして、内外気切替手段７は、内気導入口８あるいは外気導入口９のいずれか一方を塞ぐことのできる板状の内外気切替ダンパ１０を備える。
【００１２】
ダクト２の他端には、複数の吹出口へ通じる複数の空気通路が設けられている。この空気通路は、室内前部の中央より、乗員の上半身へ向けて主に冷風を吹き出すセンタフェイス吹出口１１へ通じるセンタフェイス空気通路１２と、室内前部の両脇より、乗員の上半身あるいはサイドガラスへ向けて主に冷風を吹き出すサイドフェイス吹出口１３へ通じるサイドフェイス空気通路１４と、フロントガラスへ向けて主に温風を吹き出すデフロスタ吹出口１５へ通じるデフロスタ空気通路１６と、乗員の足元へ向けて主に温風を吹き出すフット吹出口１７へ通じるフット空気通路１８とからなる。
【００１３】
そして、本実施例では、センタフェイス空気通路１２とサイドフェイス空気通路１４はダクト２の下流端部のやや上側に開口し、デフロスタ空気通路１６はダクト２の上端に開口し、フット空気通路１８はダクト２の下端に開口して設けられている。
なお、サイドフェイス空気通路１４を除く他の空気通路には、各吹出口への空気流を制御するセンタフェイスダンパ１９、デフロスタダンパ２０、およびフットダンパ２１が設けられている。
【００１４】
ダクト２内の上流には、ダクト２内を流れる空気を冷却する冷却器２２（例えば、冷凍サイクルの冷媒蒸発器）が配置されるとともに、その下流にダクト２内を流れる空気を加熱するヒータコア２３が配置されている。冷却器２２は、ダクト２内を流れる空気が全て通過するように、ダクト２内の全面に亘って設けられている。
また、ダクト２内の上側には、ヒータコア２３を迂回させるバイパス通路２４を備える。このバイパス通路２４には、バイパス通路２４の開閉を行い、バイパス通路２４の開度を変化させるクールダンパ２５が設けられている。
【００１５】
ヒータコア２３は、エンジンの冷却水（以下、温水）とダクト２内を流れる空気との熱交換を行う積層型の熱交換器で、図３に示すように、内部を温水が流れる上下方向に延びる複数のチューブ２６と、この複数のチューブ２６の下端に接続された温水の入口タンク２７と、複数のチューブ２６の上端に接続された温水の出口タンク２８とを備える。
【００１６】
そして、ヒータコア２３の温水の上流側（下側）を通過した空気は、主にフット空気通路１８を介してフット吹出口１７へ導かれ、ヒータコア２３の温水の下流側（上側）を通過した空気は、主にセンタフェイス空気通路１２およびサイドフェイス空気通路１４を介してセンタフェイス吹出口１１およびサイドフェイス吹出口１３へ導かれるよう設けられている。
【００１７】
ヒータコア２３に供給される温水の温水流量は、ヒータコア２３の上流に設けられたウォータバルブ２９（流量調節手段）によって調節される。このウォータバルブ２９は、吹出モードの設定位置に応じて水量が変化するように設けられ、図４に示すように、乗員の上半身へ主に冷風を吹き出させるフェイスモードではヒータコア２３の温水流量が０〜０．２（ｌ／ｍｉｎ）、乗員の上半身へ冷風を吹き出し乗員の足元に温風を吹き出させるバイレベルモードではヒータコア２３の温水流量が０．２〜０．４（ｌ／ｍｉｎ）、乗員の足元に主に温風を吹き出させるフットモードではヒータコア２３の温水流量が０．４（ｌ／ｍｉｎ）以上の範囲に制御される。なお、参考までに、後述する板状ドア３１がない場合（従来例）では、ヒータコア２３の上側を通過した空気の温度の平均Ｔｕ（図５参照）は、図１５の実線Ｔｕに示すように温水量に応じて変化し、ヒータコア２３の下側を通過した空気の温度の平均Ｔｌ（図５参照）は、図１５の実線Ｔｌに示すように温水量に応じて変化する。なお、このデータは、ヒータコア２３への供給水温が８０℃、ヒータコア２３へ供給する空気温度が５℃、ヒータコア２３へ供給する空気流量が１５０ｍ³／ｈの状態でのものである。なお、ウォータバルブ２９によって温水流量を調節する以外にも、例えば電磁開閉弁をデューティー比制御して温水流量を調節するなど他の手段を用いても良い。
【００１８】
ヒータコア２３の空気の下流の前記ダクト内には、ヒータコア２３の下側（温水の上流部分）を通過した温風の一部をセンタフェイス吹出口１１およびサイドフェイス吹出口１３へ導くとともに、ヒータコア２３の上流（温水の下流部分）を通過した冷風の一部をフット吹出口１７へ導く板状ドア３１（本発明の温度調節手段）を備える。
この板状ドア３１は、ヒータコア２３の空気の下流部分において回動するダンパで、図６ないし図９に示すように、各吹出モードに応じた位置に回動設定される。つまり、バイレベルモード（図７参照）では、ヒータコア２３の下側を通過した温風を積極的にセンタフェイス吹出口１１およびサイドフェイス吹出口１３に導き、フットモード（図８参照）では、ヒータコア２３の下側を通過した温風を積極的にサイドフェイス吹出口１３に導き、フェイスモード（図６参照）およびデフロスタモード（図９参照）では、ヒータコア２３を通過した空気通路を開いてヒータコア２３の下側を通過した空気の流れ抵抗を小さくしている。
【００１９】
また、板状ドア３１は、図１０ないし図１３に示すように、ヒータコア２３のチューブ２６（図３参照）を流れる温水の流れ方向（上下方向）の幅を有する段差を有する矩形波状に設けられている。この段差の低い部分３１Ｌによって、ヒータコア２３の下側を通過した温風の一部をセンタフェイス吹出口１１およびサイドフェイス吹出口１３へ導き、段差の高い部分３１Ｈによって、ヒータコア２３の上側を通過した冷風の一部をフット吹出口１７へ導く。この結果、ヒータコア２３の上側を通過した空気の温度の平均Ｔｕ（図１４参照）は、図４の実線Ｔｕに示すように温水量に応じて変化し、ヒータコア２３の下側を通過した空気の温度の平均Ｔｌ（図１４参照）は、図４の実線Ｔｌに示すように温水量に応じて変化する。
【００２０】
つまり、ヒータコア２３の上側を通過した空気の温度の平均Ｔｕと、ヒータコア２３の下側を通過した空気の温度の平均Ｔｌとの温度差が、板状ドア３１を用いない場合（バイレベルモード時、最大２７°）に比較して、バイレベルモード時にほぼ１８°と適切な温度差とすることができる。そして、バイレベルモード時は、ヒータコア２３の上側を通過した冷風をセンタフェイス吹出口１１およびサイドフェイス吹出口１３へ導き、ヒータコア２３の下側を通過した温風をフット吹出口１７へ導くことによって、乗員に適切な温度差を与えることができる。
なお、温度差は、板状ドア３１の段差幅を調節することによって調節できる。具体的には、段差幅を大きくすることにより温度差が小さくなり、逆に段差幅を小さくすることにより温度差が大きくなる。また、板状ドア３１の波数を増やすことにより、板状ドア３１の軸方向の温度分布（ヒータコア２３の左右の温度分布）を均一化することができる。
【００２１】
次に、チューブ２６内を流れる温水の流れ方向に段差を設ける理由を説明する。段差を設けない場合、板状ドア３１のヒータコア２３側を下方にずらせばずらすほど、板状ドア３１で分割された上下の温度差は小さくなるが、同時に上下の風量割合が大きくなる。バイレベルモードの上下の風量割合は一般にフェイス側とフット側とが同じであるのが好ましい（フェイス：フット＝５０：５０）。そこで、板状ドア３１を段差を有する波状に設けることにより、上下の風量割合をほぼ等しくした状態で、上下の温度差を小さくできる。
【００２２】
〔実施例の作動〕
次に、上記実施例におけるバイレベルモード時の作動を説明する。
バイレベルモードが設定されると、図７に示すように、センタフェイスダンパ１９が開、デフロスタダンパ２０が閉、フットダンパ２１が開となるとともに、板状ドア３１がヒータコア２３を通過した温風をフット空気通路１８へ、ヒータコア２３を通過した冷風をフェイス空気通路１２、１４へ導く位置に設定される。
これにより、バイパス通路２４を通過した空気（冷却器２２を通過した冷風）と、ヒータコア２３の上側を通過した冷風とが、センタフェイス空気通路１２およびサイドフェイス空気通路１４へ導かれ、センタフェイス吹出口１１およびサイドフェイス吹出口１３から吹き出される。また、ヒータコア２３の下側を通過した温風がフット空気通路１８を通ってフット吹出口１７から吹き出される。
【００２３】
ヒータコア２３の上側を通過した冷風と、ヒータコア２３の下側を通過した温風との温度差は、約１８°程に設定されているため、センタフェイス吹出口１１およびサイドフェイス吹出口１３から吹き出される乗員の上半身へ吹き出される冷風の温度と、フット吹出口１７から乗員の足元に吹き出される温風の温度との差も、約１８°程となる。
なお、クールダンパ２５を操作して、ヒータコア２３をバイパスする風量を調節することにより、センタフェイス吹出口１１およびサイドフェイス吹出口１３から吹き出される冷風の温度を乗員の好みや日射の強さなど、手動操作、あるいは自動制御等によって変化させることができる。つまり、クールダンパ２５を操作することにより、上方の吹出温度を制御し、上下独立温度コントロールすることもできる。
【００２４】
〔実施例の効果〕
本実施例の車両用空気調和装置１は、上述の作動で述べたように、ヒータコア２３の空気の下流に、板状ドア３１を設け、バイレベル時にヒータコア２３の上側を通過した空気と下側を通過した空気との比を調節することによって、センタフェイス吹出口１１およびサイドフェイス吹出口１３から吹き出される冷風の温度と、フット吹出口１７から吹き出される温風の温度との差を、乗員に適切な温度差とし、乗員に快適感を与えることができる。
【００２５】
また、板状ドア３１に段差を設けたことにより、センタフェイス吹出口１１およびサイドフェイス吹出口１３から吹き出される冷風の温度と、フット吹出口１７から吹き出される温風の温度との風量割合を適切な状態を維持したまま、冷風と温風との温度差を適切な温度差とすることができる。
【００２６】
〔第２実施例〕
図１６は第２実施例を示すもので、車両用空気調和装置１のダクト２の概略構成図を示す。
本実施例の車両用空気調和装置１は、北欧など寒冷地向きの冷却器２２（第１実施例参照）を搭載しないもので、第１実施例と同様な効果を奏する。なお、冷却器２２に代えて整流格子等を配置しても良い。
【００２７】
〔第３実施例〕
図１７は第３実施例を示すもので、車両用空気調和装置１のダクト２の概略構成図を示す。
本実施例の車両用空気調和装置１は、バイレベルモード時に冷却器２２の下をバイパスさせるとともに、ヒータコア２３の下側（温水上流側）を通過させてフット吹出口１７へ暖房用の空気を導く暖房用バイパス通路３２を設けたものである。このように、冷却器２２をバイパスさせることにより、ダクト内の空気抵抗が小さくなるため、送風機３の負荷が小さくなり、送風機３の消費電力を小さく抑えることができる。また、フット吹出口１７から足元に吹き出される空気は、除湿しても窓の曇りを除去する効果が小さいため、足元に吹き出される空気の冷却（除湿）を無くすことにより、無駄な冷却器２２にかかるエネルギーを小さくできる。つまり、冷却器２２に冷凍サイクルを用いた場合であれば、冷媒圧縮機の消費動力を抑えることができる。
なお、暖房用バイパス通路３２には、フットダンパ２１と連動して暖房用バイパス通路３２を開閉するバイパス通路開閉ダンパ３３が設けられている。
【００２８】
〔変形例〕
温度調節手段の一例として、板状ドアを例に示したが、フィルムダンパや筒状ダンパなど他の手段を用いても良い。なお、フィルムダンパや筒状ダンパを用いる場合、フィルムや筒に形成される空気が通過する穴の位置や形状を変化させることにより、温度差の調節や風量調節を行うことができる。
上記の実施例ではフット吹出口に通じる空気通路が下部に位置し、フェイス吹出口に通じる空気通路がその上に位置して、ヒータコアの温水上流側が下方に位置し、温水下流側が上方に位置する例を示したが、フット吹出口へ通じる空気通路やフェイス吹出口へ通じる空気通路の位置関係を逆転させたり、左右に配置するなど他の位置に配置し、ヒータコアの温水上流側をフット吹出口へ、下流側をフェイス吹出口へ導かれるように設けても良い。
【００２９】
上記の実施例では吹出温度を手動によって変更する例を示したが、温度調節レバーに代わって温度設定器を設け、この温度設定器で設定された温度に車室内温度が維持されるオートエアコン機能の空気調和装置に本発明を適用しても良い。この場合、ヒータコアに流れる温水の流量や温水温度を制御したり、温度調節手段の開度を調節して車室内の空調を行っても良い。
ダクトの上側にヒータコアをバイパスするバイパス通路を設け、そのバイパス通路にクールダンパを設けてバイパス通路を通過する風量を調節可能に設けた例を示したが、ヒータコアをダクトの全面に設け、バイパス通路やクールダンパを廃止して設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気調和装置の概略構成図である（第１実施例）。
【図２】空気調和装置の装着状態を示す概略斜視図である（第１実施例）。
【図３】ヒータコアの概略斜視図である（第１実施例）。
【図４】各吹出モードにおける温水流量を示すとともに、ヒータコアの温水上流側と下流側を通過した空気の温度を示すグラフである（第１実施例）。
【図５】ヒータコアを通過した空気の温度分布を示す図である（従来例）。
【図６】フェイスモード時における各ダンパの設定状態を示す概略図である（第１実施例）。
【図７】バイレベルモード時における各ダンパの設定状態を示す概略図である（第１実施例）。
【図８】フットモード時における各ダンパの設定状態を示す概略図である（第１実施例
）。
【図９】デフロスタモード時における各ダンパの設定状態を示す概略図である（第１実
施例）。
【図１０】板状ドアの一例を示す斜視図である（第１実施例）。
【図１１】板状ドアの一例を示す斜視図である（第１実施例）。
【図１２】板状ドアの一例を示す斜視図である（第１実施例）。
【図１３】板状ドアの一例を示す斜視図である（第１実施例）。
【図１４】板状ドアによってフット吹出口へ導かれる空気とフェイス吹出口へ導かれる空
気の温度分布を示す図である（第１実施例）。
【図１５】板状ドアがない場合のフット吹出口へ導かれる空気とフェイス吹出口へ導かれ
る空気の温度を示す図である（従来例）。
【図１６】空気調和装置の概略構成図である（第２実施例）。
【図１７】空気調和装置の概略構成図である（第３実施例）。
【符号の説明】
１車両用空気調和装置
２ダクト
１１センタフェイス吹出口
１３サイドフェイス吹出口
１７フット吹出口
２３ヒータコア
２９ウォータバルブ（流量調節手段）
３１板状ドア（温度調節手段）[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an air conditioner using a hot water heater core that blows out warm air to the feet of a passenger and blows air of a relatively low temperature to the upper body of the passenger.
[0002]
[Prior art]
The amount of hot water flowing through the heater core is reduced, and the relatively warm air (hereinafter referred to as hot air) that has passed through the upstream portion of the heater core (hereinafter referred to as upstream) is guided to the foot outlet, and the downstream portion of the heater core in the warm water (hereinafter referred to as downstream) 2. Description of the Related Art A vehicle air conditioner that achieves a bi-level mode by guiding relatively cool air (hereinafter referred to as “cold air”) that has passed through the face air outlet is known.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
This type of air conditioner controls the flow temperature by controlling the flow rate of hot water with a minute flow rate, but the hot water temperature downstream of the heater core is 10 ° C. even if the hot water temperature upstream of the heater core is 80 ° C. Due to the decrease, a large temperature difference occurs between the upstream side and the downstream side of the heater core. Specifically, as shown in FIG. 15, the temperature difference between the temperature Tl of the hot air blown from the foot outlet and the temperature Tu of the cold air blown from the face outlet is a maximum of 27 in the bi-level mode. A difference of ° occurs. This data is for a state in which the temperature of water supplied to the heater core is 80 ° C., the temperature of air supplied to the heater core is 5 ° C., and the flow rate of air supplied to the heater core is 150 m ³ / h.
[0004]
Since the ideal temperature difference in the bi-level mode is generally 15 to 20 °, in the conventional air conditioner, the temperature difference is too large and it is difficult to provide the ideal temperature difference to the occupant. there were.
[0005]
OBJECT OF THE INVENTION
An object of the present invention is to provide hot air that is blown from the foot air outlet in the bi-level mode that guides the warm air that has passed through the upstream side of the heater core to the foot air outlet and guides the cold air that has passed through the downstream side of the heater core to the face air outlet. And the cold air blown out from the face blowout port provide a vehicle air conditioner that can make the temperature range comfortable to the occupant.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The vehicle air conditioner of the present invention employs the following technical means.
The vehicle air conditioner opens and closes a face air outlet that blows air toward the upper body of the occupant, a duct that leads to a foot air outlet that blows air toward the feet of the occupant, and the face air outlet and the foot air outlet A heater core that performs heat exchange between the air flowing in the duct and the hot water supplied to the inside, and a flow rate adjusting unit that adjusts the supply amount of the hot water supplied to the heater core. The relatively warm air that has passed through the upstream portion is guided to the foot outlet, and the relatively cool air that has passed through the downstream portion of the heater core hot water is guided to the face outlet.
In the vehicle air conditioner, in the bi-level mode in which air is blown from both the face air outlet and the foot air outlet, a part of the relatively warm air that has passed through the hot water upstream portion of the heater core is removed from the face air outlet. Or a temperature adjusting means for guiding a part of the relatively cool air that has passed through the hot water downstream portion of the heater core to the foot outlet.
[0007]
The temperature control means may adopt the following mode.
The temperature adjusting means is a corrugated plate-like door having a step which rotates in a downstream portion of the air passing through the heater core,
The plate-shaped door includes a rotation shaft, a plurality of plate portions fixed to the rotation shaft at different angles and pivoted integrally with the rotation shaft, and a side wall that bridges the plate portions. Have
The plurality of plate portions include a root portion, a tip portion projecting from the root portion toward the heater core in different directions, and the tip portion from the tip portion along the upstream side to the downstream side of the air passing through the heater core. Each has a pair of side ends extending to
The side walls bridge the adjacent side edges of each of the plate portions;
The step is formed between the tip portions of the plurality of plate portions by arranging the tip portions of the plate portions separately from the warm water upstream portion side of the heater core to the hot water downstream portion side. And
As a result, a relatively warm portion that has passed through the hot water upstream portion of the heater core in the bi-level mode in which air is blown out from both the face air outlet and the foot air outlet by a part of the plurality of plate portions. A part of the air is guided to the face outlet, and another part of the plurality of plate parts guides a part of the relatively cool air that has passed through the hot water downstream part of the heater core to the foot outlet.
[0008]
[Effects of the Invention]
When performing bi-level operation, warm air that has passed through the upstream side of the heater core hot water is blown out from the foot outlet to heat the passenger's feet, and cold air that has passed through the downstream side of the heater core from the face outlet exits the upper body of the occupant. The air is blown out to give the passenger a feeling of cold wind. At this time, a part of the warm air that has passed through the upstream side of the hot water of the heater core is guided to the face outlet by the temperature adjusting means downstream of the heater core, or a part of the cool air that has passed through the downstream side of the hot water of the heater core Guided to the exit. Due to the action of the temperature adjusting means, the temperature difference between the temperature of the cold air blown from the face air outlet and the temperature of the hot air blown from the foot air outlet becomes smaller than in the prior art.
[0009]
【The invention's effect】
The air conditioner for a vehicle according to the present invention, as shown in the above-described operation, in the bi-level mode, the temperature of the cold air blown from the face air outlet and the temperature blown from the foot air outlet by the action of the temperature adjusting means. Since the temperature difference with the temperature of the wind is smaller than the conventional one, a comfortable feeling can be given to the passenger by an appropriate temperature difference.
[0010]
【Example】
Next, the vehicle air conditioner of the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.
[Configuration of the first embodiment]
FIGS. 1 to 4 and FIGS. 6 to 14 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner, and FIG. 2 shows a state in which the air conditioner is mounted on a vehicle. It is a schematic perspective view shown.
The vehicle air conditioner 1 according to this embodiment is mounted on a vehicle on which a water-cooled engine is mounted, and includes a duct 2 that forms an air passage that sends air toward the room. One end of the duct 2 is connected to a blower 3 that generates an air flow toward the room inside the duct 2. In addition, a plurality of air outlets are formed at the other end of the duct 2 to blow out air that has passed through the duct 2 toward each part in the room.
[0011]
The blower 3 drives a centrifugal fan 5 by a motor 4, and the fan 5 is housed in a scroll case 6. And the inside and outside air switching means 7 which switches and introduces inside air and outside air is provided in the suction inlet of this scroll case 6. FIG. The inside / outside air switching means 7 includes an inside air introduction port 8 that opens into the vehicle interior and introduces inside air, and an outside air introduction port 9 that communicates with the outside of the vehicle compartment and introduces outside air. The inside / outside air switching means 7 includes a plate-like inside / outside air switching damper 10 that can block either the inside air introduction port 8 or the outside air introduction port 9.
[0012]
At the other end of the duct 2, a plurality of air passages leading to a plurality of air outlets are provided. This air passage includes a center face air passage 12 that leads to a center face air outlet 11 that mainly blows cool air toward the upper body of the occupant from the center of the front of the interior, and the upper body or side glass of the occupant from both sides of the front of the interior. A side face air passage 14 leading to a side face air outlet 13 that mainly blows cold air toward the front, a defroster air passage 16 leading to a defroster air outlet 15 that mainly blows warm air toward the windshield, and toward the feet of the occupant And a foot air passage 18 leading to a foot outlet 17 for mainly blowing warm air.
[0013]
In this embodiment, the center face air passage 12 and the side face air passage 14 are opened slightly above the downstream end of the duct 2, the defroster air passage 16 is opened at the upper end of the duct 2, and the foot air passage 18 is An opening is provided at the lower end of the duct 2.
In addition, a center face damper 19, a defroster damper 20, and a foot damper 21 that control the air flow to each outlet are provided in the other air passages except the side face air passage 14.
[0014]
A cooler 22 (for example, a refrigerant evaporator of a refrigeration cycle) that cools the air flowing in the duct 2 is disposed upstream of the duct 2, and a heater core 23 that heats the air flowing in the duct 2 downstream thereof. Is arranged. The cooler 22 is provided over the entire surface of the duct 2 so that all the air flowing in the duct 2 passes through.
Further, a bypass passage 24 for bypassing the heater core 23 is provided on the upper side in the duct 2. The bypass passage 24 is provided with a cool damper 25 that opens and closes the bypass passage 24 and changes the opening degree of the bypass passage 24.
[0015]
The heater core 23 is a stacked heat exchanger that performs heat exchange between engine cooling water (hereinafter referred to as hot water) and air flowing in the duct 2, and as shown in FIG. A plurality of tubes 26, a hot water inlet tank 27 connected to the lower ends of the plurality of tubes 26, and a hot water outlet tank 28 connected to the upper ends of the plurality of tubes 26 are provided.
[0016]
The air that has passed through the upstream side (lower side) of the hot water in the heater core 23 is led mainly to the foot outlet 17 via the foot air passage 18 and has passed through the downstream side (upper side) of the hot water in the heater core 23. Is provided to be led to the center face air outlet 11 and the side face air outlet 13 mainly through the center face air passage 12 and the side face air passage 14.
[0017]
The hot water flow rate of the hot water supplied to the heater core 23 is adjusted by a water valve 29 (flow rate adjusting means) provided upstream of the heater core 23. The water valve 29 is provided so that the amount of water changes according to the setting position of the blowing mode. As shown in FIG. 4, the hot water flow rate of the heater core 23 is 0 in the face mode in which cold air is blown mainly to the upper body of the occupant. In 0.2 level (l / min), in the bi-level mode in which cool air is blown out to the upper body of the passenger and warm air is blown out to the feet of the passenger, the hot water flow rate of the heater core 23 is 0.2 to 0.4 (l / min). In the foot mode in which warm air is mainly blown out at the foot of the heater, the flow rate of the hot water in the heater core 23 is controlled to be in a range of 0.4 (l / min) or more. For reference, when there is no later-described plate-like door 31 (conventional example), the average Tu (see FIG. 5) of the temperature of the air passing over the heater core 23 is as shown by the solid line Tu in FIG. The average Tl (see FIG. 5) of the temperature of the air that changes according to the amount of hot water and passes under the heater core 23 changes according to the amount of hot water as shown by the solid line Tl in FIG . This data is for a state in which the temperature of water supplied to the heater core 23 is 80 ° C., the temperature of air supplied to the heater core 23 is 5 ° C., and the flow rate of air supplied to the heater core 23 is 150 m ³ / h. In addition to adjusting the hot water flow rate by the water valve 29, other means such as adjusting the hot water flow rate by controlling the duty ratio of the electromagnetic on-off valve may be used.
[0018]
In the duct downstream of the air of the heater core 23, a part of the warm air that has passed through the lower side of the heater core 23 (upstream portion of the hot water) is guided to the center face air outlet 11 and the side face air outlet 13, and the heater core 23. A plate-like door 31 (temperature adjusting means of the present invention) that guides a part of the cool air that has passed upstream (downstream part of hot water) to the foot outlet 17 is provided.
The plate-like door 31 is a damper that rotates in the downstream portion of the air of the heater core 23, and is set to rotate at a position corresponding to each blowing mode, as shown in FIGS. That is, in the bi-level mode (see FIG. 7) , the warm air that has passed below the heater core 23 is actively guided to the center face air outlet 11 and the side face air outlet 13, and in the foot mode (see FIG. 8), the heater core The warm air that has passed through the lower side of the heater 23 is actively guided to the side face outlet 13, and in the face mode (see FIG. 6) and the defroster mode (see FIG. 9), the air passage that has passed through the heater core 23 is opened to open the heater core 23. The flow resistance of the air that has passed through the lower side is reduced.
[0019]
Further, as shown in FIGS. 10 to 13, the plate-like door 31 is provided in a rectangular wave shape having a step having a width in the flow direction (vertical direction) of the hot water flowing through the tube 26 (see FIG. 3) of the heater core 23. ing. A portion of the warm air that has passed through the lower side of the heater core 23 is guided to the center face blower outlet 11 and the side face blower outlet 13 by the low step portion 31L, and the upper portion of the heater core 23 is passed by the high step portion 31H. Part of the cold air is guided to the foot outlet 17. As a result, the average temperature Tu (see FIG. 14) of the air that has passed through the upper side of the heater core 23 changes according to the amount of hot water as indicated by the solid line Tu in FIG. The average temperature Tl (see FIG. 14) varies depending on the amount of hot water as indicated by the solid line Tl in FIG .
[0020]
That is, the temperature difference between the average temperature Tu of the air passing over the heater core 23 and the average temperature Tl of the air passing under the heater core 23 does not use the plate door 31 (in the bi-level mode). , A maximum temperature difference of approximately 18 ° in the bi-level mode can be obtained. In the bi-level mode, the cool air that has passed through the upper side of the heater core 23 is guided to the center face air outlet 11 and the side face air outlet 13, and the warm air that has passed under the heater core 23 is guided to the foot air outlet 17. It is possible to give an appropriate temperature difference to the occupant.
The temperature difference can be adjusted by adjusting the step width of the plate door 31. Specifically, the temperature difference is reduced by increasing the step width, and conversely, the temperature difference is increased by reducing the step width. Further, by increasing the wave number of the plate door 31, the temperature distribution in the axial direction of the plate door 31 (the temperature distribution on the left and right of the heater core 23) can be made uniform.
[0021]
Next, the reason why the step is provided in the flow direction of the hot water flowing in the tube 26 will be described. In the case where no step is provided, as the heater core 23 side of the plate-like door 31 is shifted downward, the temperature difference between the upper and lower sides divided by the plate-like door 31 becomes smaller, but at the same time, the upper and lower air volume ratio becomes larger. In general, the upper and lower air volume ratios in the bi-level mode are preferably the same on the face side and the foot side (face: foot = 50: 50). Therefore, by providing the plate-like door 31 in a corrugated shape having a step, the upper and lower temperature difference can be reduced with the upper and lower air volume ratios being substantially equal.
[0022]
[Operation of Example]
Next, the operation in the bilevel mode in the above embodiment will be described.
When the bi-level mode is set, as shown in FIG. 7, the center face damper 19 is opened, the defroster damper 20 is closed, the foot damper 21 is opened, and the warm air that the plate-like door 31 has passed through the heater core 23 is generated. The foot air passage 18 is set at a position for guiding the cold air that has passed through the heater core 23 to the face air passages 12 and 14.
As a result, the air that has passed through the bypass passage 24 (cold air that has passed through the cooler 22) and the cold air that has passed through the upper side of the heater core 23 are guided to the center face air passage 12 and the side face air passage 14 to be blown to the center face. It blows out from the exit 11 and the side face blower outlet 13. Further, the warm air that has passed under the heater core 23 is blown out from the foot outlet 17 through the foot air passage 18.
[0023]
Since the temperature difference between the cold air that has passed through the upper side of the heater core 23 and the hot air that has passed through the lower side of the heater core 23 is set to about 18 °, the air is blown out from the center face air outlet 11 and the side face air outlet 13. The difference between the temperature of the cold air blown to the upper body of the passenger and the temperature of the hot air blown from the foot outlet 17 to the feet of the passenger is also about 18 °.
In addition, by operating the cool damper 25 and adjusting the amount of air that bypasses the heater core 23, the temperature of the cold air blown from the center face air outlet 11 and the side face air outlet 13 can be adjusted to the passenger's preference, the intensity of solar radiation, etc. It can be changed by manual operation or automatic control. That is, by operating the cool damper 25, it is possible to control the upper blowing temperature and to control the upper and lower independent temperatures.
[0024]
[Effects of Examples]
In the vehicle air conditioner 1 according to the present embodiment, as described in the above-described operation, the plate-like door 31 is provided downstream of the air of the heater core 23, and the air passing through the upper side of the heater core 23 and the lower side at the bilevel. By adjusting the ratio with the air that has passed through, the difference between the temperature of the cold air blown from the center face air outlet 11 and the side face air outlet 13 and the temperature of the hot air blown from the foot air outlet 17, The temperature difference is appropriate for the occupant, and the occupant can feel comfortable.
[0025]
Further, by providing a step in the plate-like door 31, the air volume ratio between the temperature of the cold air blown from the center face air outlet 11 and the side face air outlet 13 and the temperature of the hot air blown from the foot air outlet 17. While maintaining an appropriate state, the temperature difference between the cold air and the hot air can be made an appropriate temperature difference.
[0026]
[Second Embodiment]
FIG. 16 shows a second embodiment and shows a schematic configuration diagram of the duct 2 of the vehicle air conditioner 1.
The vehicle air conditioner 1 according to the present embodiment does not include the cooler 22 (see the first embodiment) suitable for cold districts such as Northern Europe, and has the same effects as the first embodiment. A rectifying grid or the like may be arranged in place of the cooler 22.
[0027]
[Third embodiment]
FIG. 17 shows a third embodiment and shows a schematic configuration diagram of the duct 2 of the vehicle air conditioner 1.
The vehicle air conditioner 1 according to the present embodiment bypasses the lower part of the cooler 22 in the bi-level mode, and passes the lower side (hot water upstream side) of the heater core 23 to supply the heating air to the foot outlet 17. A heating bypass passage 32 is provided. Thus, by bypassing the cooler 22, the air resistance in the duct is reduced, so the load on the blower 3 is reduced and the power consumption of the blower 3 can be kept small. In addition, since the air blown from the foot outlet 17 to the feet has a small effect of removing the cloudiness of the window even after dehumidification, the cooling (dehumidification) of the air blown to the feet is eliminated, so that a useless cooler. The energy applied to 22 can be reduced. That is, if the refrigeration cycle is used for the cooler 22, the power consumption of the refrigerant compressor can be suppressed.
The heating bypass passage 32 is provided with a bypass passage opening / closing damper 33 that opens and closes the heating bypass passage 32 in conjunction with the foot damper 21.
[0028]
[Modification]
As an example of the temperature adjusting means, a plate-like door is shown as an example, but other means such as a film damper or a cylindrical damper may be used. In addition, when using a film damper or a cylindrical damper, temperature difference adjustment and air volume adjustment can be performed by changing the position and shape of a hole through which air formed in the film or cylinder passes.
In the above embodiment, the air passage leading to the foot outlet is located at the lower part, the air passage leading to the face outlet is located above it, the hot water upstream side of the heater core is located below, and the hot water downstream side is located above As shown in the example, the position of the air passage leading to the foot outlet and the air passage leading to the face outlet is reversed or arranged at other positions such as left and right, and the hot water upstream side of the heater core is located on the foot outlet Alternatively, the downstream side may be provided so as to be guided to the face outlet.
[0029]
In the above embodiment, an example in which the blowing temperature is manually changed has been shown. However, an auto air conditioner function is provided in which a temperature setting device is provided in place of the temperature adjustment lever, and the vehicle interior temperature is maintained at the temperature set by the temperature setting device. The present invention may be applied to other air conditioners. In this case, the flow rate of the hot water flowing through the heater core and the temperature of the hot water may be controlled, or the opening of the temperature adjusting means may be adjusted to perform air conditioning in the vehicle interior.
An example is shown in which a bypass passage that bypasses the heater core is provided above the duct, and a cool damper is provided in the bypass passage so that the amount of air passing through the bypass passage can be adjusted. Or cool dampers may be abolished.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air conditioner (first embodiment).
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a mounted state of the air conditioner (first embodiment).
FIG. 3 is a schematic perspective view of a heater core (first embodiment).
FIG. 4 is a graph showing the flow rate of hot water in each blowing mode and the temperature of air passing through the upstream and downstream sides of the heater core (first embodiment).
FIG. 5 is a view showing a temperature distribution of air passing through a heater core (conventional example).
FIG. 6 is a schematic diagram showing a setting state of each damper in the face mode (first embodiment).
FIG. 7 is a schematic diagram showing a setting state of each damper in the bi-level mode (first embodiment).
FIG. 8 is a schematic view showing a setting state of each damper in the foot mode (first embodiment).
FIG. 9 is a schematic view showing a setting state of each damper in the defroster mode (first embodiment).
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a plate-like door (first embodiment).
FIG. 11 is a perspective view showing an example of a plate-like door (first embodiment).
FIG. 12 is a perspective view showing an example of a plate-like door (first embodiment).
FIG. 13 is a perspective view showing an example of a plate door (first embodiment).
FIG. 14 is a diagram showing the temperature distribution of air guided to the foot outlet by the plate-like door and air guided to the face outlet (first embodiment).
FIG. 15 is a diagram showing the temperatures of the air guided to the foot outlet and the air guided to the face outlet when there is no plate-like door (conventional example) .
FIG. 16 is a schematic configuration diagram of an air conditioner (second embodiment).
FIG. 17 is a schematic configuration diagram of an air conditioner (third embodiment).
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle air conditioner 2 Duct 11 Center face blower outlet 13 Side face blower outlet 17 Foot blower outlet 23 Heater core 29 Water valve (flow rate adjustment means)
31 Plate door (temperature control means)

Claims

(A) a face outlet that blows out air toward the upper body of the occupant, a duct that leads to a foot outlet that blows out air toward the feet of the occupant, and a damper that opens and closes the face outlet and the foot outlet;
(B) a heater core that performs heat exchange between air flowing in the duct and hot water supplied to the inside;
(C) a flow rate adjusting means for adjusting the amount of hot water supplied to the heater core;
A vehicle air conditioner capable of guiding relatively warm air that has passed through the warm water upstream portion of the heater core to the foot outlet and relatively cool air that has passed through the downstream portion of the heater core to the face outlet. In
In the bi-level mode in which air is blown from both the face air outlet and the foot air outlet, a part of the relatively warm air that has passed through the hot water upstream portion of the heater core is guided to the face air outlet, or hot water downstream of the heater core A vehicle air conditioner comprising temperature adjusting means for guiding a part of relatively cool air that has passed through the portion to the foot outlet.

The temperature adjusting means is a corrugated plate-like door having a step that rotates in a downstream portion of the air passing through the heater core ,
The plate-shaped door includes a rotation shaft, a plurality of plate portions fixed to the rotation shaft at different angles and pivoted integrally with the rotation shaft, and a side wall that bridges the plate portions. Have
The plurality of plate portions include a root portion, a tip portion projecting from the root portion toward the heater core in different directions, and the tip portion from the tip portion along the upstream side to the downstream side of the air passing through the heater core. Each has a pair of side ends extending to
The side walls bridge the adjacent side edges of each of the plate portions;
The step is formed between the tip portions of the plurality of plate portions by arranging the tip portions of the plate portions separately from the hot water upstream portion side of the heater core to the hot water downstream portion side. And
As a result, a relatively warm part of the heater core that has passed through the upstream portion of the hot water in the bi-level mode in which air is blown out from both the face outlet and the foot outlet by a part of the plurality of plate portions. A part of the air is guided to the face outlet, and another part of the plurality of plate parts guides a part of the relatively cold air that has passed through the hot water downstream part of the heater core to the foot outlet. The vehicle air conditioner according to claim 1, wherein