JP3956811B2

JP3956811B2 - 空調ユニット

Info

Publication number: JP3956811B2
Application number: JP2002264132A
Authority: JP
Inventors: 収二松野尾; 和彦梶野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: JP2004101079A; DE10341105A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用空調装置に用いて好適な空調ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空調ユニットは、空調ケース内に送風機および蒸発器が収容され、蒸発器の冷媒配管が空調ケース内で蒸発器と送風機との間を通って外部に取り出されるようにしている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１２０２１号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、空調ケース内の冷媒配管が送風機からの送風空気に対する抵抗となるので、送風量が低下するという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、空調ケース内に収容される熱交換器の配管による送風量の低下を抑制可能とする空調ユニットを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、空調ケース（１２０）内に空気を送風する送風機（１１０）と、空調ケース（１２０）内に収容されて、空気を冷却あるいは加熱する熱交換器（１３０）と、熱交換器（１３０）に対して内部流体を流入流出させる配管（１４１、１４２）とを有し、配管（１４１、１４２）が空調ケース（１２０）内で送風機（１１０）および熱交換器（１３０）の間を通り、外部に取り出される空調ユニットにおいて、空調ケース（１２０）内に配置される配管（１４１、１４２）は、主に送風される空気の主流領域から離れた低風速領域に配設されたことを特徴としている。
【０００８】
これにより、配管（１４１、１４２）が送風空気に対して抵抗となる影響度合いを小さくすることができるので、送風量の低下を抑制できる。
【０００９】
送風機（１１０）として遠心式ファン（１１１）がスクロールケース（１１２）内に収容されるものの場合には、請求項２に記載の発明のように、低風速領域は、スクロールケース（１１２）流路の内径側領域あるいは、遠心式ファン（１１１）の回転軸に交差する方向から投影した時の遠心式ファン（１１１）の外側領域とするのが良い。
【００１０】
更に、請求項３に記載の発明のように、内径側領域は、スクロールケース（１１２）のノーズ部（１１２ａ）近傍とするのが好適である。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明のように、低風速領域は、熱交換器（１３０）のタンク部（１３１）近傍とすることができる。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明のように、低風速領域は、送風機（１１０）のケース（１１２）あるいは空調ケース（１２０）に設けられ、このケース（１１２、１２０）の外側に膨出する膨出部（１１２ｄ）の内側空間とすることもできる。
【００１３】
請求項６に記載の発明では、熱交換器（１３０）に対して内部流体を流入流出させる２本の配管（１４１、１４２）を有し、２本の配管（１４１、１４２）が空調ケース（１２０）内で送風機（１１０）および熱交換器（１３０）の間を通り、外部に取り出される空調ユニットにおいて、空調ケース（１２０）内に配置される２本の配管（１４１、１４２）は、主にその長手方向が送風空気の流れ方向と交差するように、且つ、２本の配管（１４１、１４２）のうち、一方の配管（１４１）は他方の配管（１４２）の風下側に並ぶように配設されたことを特徴としている。
【００１４】
これにより、２本の配管（１４１、１４２）を送風空気の流れ方向に対してあたかも１本の配管（１４２）のようにして送風空気に対する抵抗を低減して、送風量の低下を抑制できる。
【００１５】
また、配管（１４１、１４２）によって熱交換器（１３０）を遮る面積も低減することができ、熱交換性能の低下を抑制できる。
【００１６】
上記請求項１〜請求項６に記載の発明においては、請求項７に記載の発明のように、熱交換器（１３０）として空気を冷却する蒸発器（１３０）に適用し、また、配管（１４１、１４２）として冷媒を流入流出させる冷媒配管（１４１、１４２）に適用して好適である。
【００１７】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図３に示す。空調ユニット１００は、車両用空調装置に適用されるものとしており、取り入れられた空気を冷却、加熱して所望の温度に調整して、車室内に吹出すものである。空調ユニット１００は、主に送風機１１０および空調ケース１２０内に収容される熱交換器１３０、１５０等から成る。
【００１９】
送風機１１０は、車室内あるいは車室外から取り入れた空気（内気あるいは外気）を空調ケース１２０内に送風するものであり、遠心式ファン１１１、スクロールケース１１２、モータ１１３から成る。
【００２０】
遠心式ファン（以下、ファン）１１１は、外形が円筒状を成し、外周部に複数の翼が形成されたもので、回転軸１１１ａ方向から空気を吸入して、この空気を半径方向に吹出す周知の遠心多翼ファン（シロッコファン）である。ファン１１１はモータ１１３によって回転作動される。
【００２１】
スクロールケース１１２は、ノーズ部１１２ａを起点として渦巻状の流路を形成する樹脂製のケースであり、この内部に上記ファン１１１が配設されるようにしている。
【００２２】
空調ケース１２０は、空調空気を流通させる樹脂製のケースであり、内部に蒸発器１３０、ヒータコア１５０、エアミックスドア１６０等を収容している。蒸発器１３０に対応して開口する開口部１２１の一端側は、上記スクロールケース１１２のノーズ部１１２ａが接続され、また他端側にはスクロールケース１１２の外径側壁１１２ｃが接続され、空調ケース１２０はスクロールケース１１２と一体で形成されている。
【００２３】
蒸発器１３０は、内部に冷媒（内部流体）が流通され、冷媒が蒸発する際の蒸発潜熱によって送風機１１０から送風される空気を冷却する熱交換器である。ここでは、図３に示すように、一対のチューブプレートから成るチューブ１３２ａとフィン１３２ｂとが交互に複数積層されるいわゆるドロンカップ式のものとしている。チューブ１３２ａの長手方向両端部側ではカップ状の凸部が互いに連通するように接続され、各チューブ１３２ａに対する冷媒の分配、回収を行うタンク部１３１が形成されている。また、この両タンク部１３１の間には熱交換部と成るコア部１３２が形成されている。
【００２４】
そして、タンク部１３１には、この蒸発器１３０に対して冷媒を流入流出させる冷媒配管１４１、１４２が設けられている。冷媒配管１４１、１４２は空調ケース１２０内で送風機１１０と蒸発器１３０との間を通り、外部に取り出されるようにしている。本発明においては、冷媒配管１４１、１４２の空調ケース１２０内における配置に特徴を持たせており、その詳細について以下説明する。
【００２５】
送風機１１０として遠心式ファン１１１を用いて、スクロールケース１１２によって空気を送風するものにおいては、外径側壁１１２ｃの方に空気流れの主流（図１中の外径側壁１１２ｃと２点鎖線の間の領域における空気流れ）が形成され、逆に主流領域から離れた内径側領域（図１中の２点鎖線とファン１１１あるいは蒸発器１３０の間の領域）は、風速の低い低風速領域となる。
【００２６】
ここでは、冷媒配管１４１、１４２の主たる部分（タンク部１３１からコア部１３２前面を通る部分）は、上記低風速領域に配設されるようにしている。更に低風速領域の中でもスクロールケース１１２のノーズ部１１２ａに近い側となるようにしている。
【００２７】
このように構成される空調ユニット１００においては、送風機１１０から送風される空気が蒸発器１３０によって冷却される。冷却された空気はエアミックスドア１６０の開度に応じてその一部がヒータコア１５０によって加熱される。冷却された空気と加熱された空気は混合され、所望の温度に調整される。そして、この温度調整された空気は、図示しない各種吹出し口から吹出されることになる。
【００２８】
ところで、従来技術では冷媒配管１４１、１４２が送風機１１０からの送風空気に対する抵抗となっていたが、本発明では冷媒配管１４１、１４２の主たる部分を低風速領域に配置するようにしているので、冷媒配管１４１、１４２が送風空気に対して抵抗となる影響度合いを小さくすることができ、送風量の低下を抑制できる。
【００２９】
更にここでは、低風速領域の中でも最も風速の低いノーズ部１１２ａの近傍となるようにしているので、その効果を高めることができる。
【００３０】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図４、図５に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して冷媒配管１４１、１４２を他の低風速領域に配置したものとしている。
【００３１】
遠心式ファン１１１においては、図５に示すように、ファン１１１の回転軸１１１ａに交差する方向から投影した時にファン１１１の幅寸法Ｗ内を占める領域に主流が形成され、その外側は低風速領域となる。
【００３２】
ここでは冷媒配管１４１、１４２を主に図４、図５中の縦方向に取り回す場合に適用しており、冷媒配管１４１、１４２を上記低風速領域に配置している。これにより、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図６に示す。第３実施形態は、冷媒配管１４１、１４２の主たる部分を蒸発器１３０のタンク部１３１近傍に配置している。
【００３４】
タンク部１３１においては、もともと送風空気は流通しない領域であるため、ここに冷媒配管１４１、１４２を配置することで、送風量の低下を抑制することができる。
【００３５】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図７、図８に示す。第４実施形態は、上記第１実施形態に対して、積極的に低風速領域を形成して、冷媒配管１４１、１４２を配置するようにしたものである。
【００３６】
送風機１１０のスクロールケース１１２（外径側壁１１２ｃ）には、その外側に膨出する膨出部１１２ｄが設けられ、冷媒配管１４１、１４２の主たる部分を膨出部１１２ｄの内側空間内に配置するようにしている。
【００３７】
これにより、上記第１実施形態と同様に、冷媒配管１４１、１４２が送風空気に対して抵抗となる影響度合いを小さくすることができるので、送風量の低下を抑制できる。
【００３８】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図９に示す。第５実施形態は、２本の冷媒配管１４１、１４２の互いの位置関係を調整して配置するようにしたものである。
【００３９】
冷媒配管１４１、１４２のコア部１３２前面における配置は、送風空気の流れ方向と交差する（図９中、紙面に対して垂直方向となる）ようにしている。更に、一方の冷媒配管１４１は、他方の冷媒配管１４２の風下側に並ぶようにしている。
【００４０】
これにより、２本の冷媒配管１４１、１４２を送風空気の流れ方向に対してあたかも１本の配管１４２のようにして送風空気に対する抵抗を低減して、送風量の低下を抑制できる。
【００４１】
また、冷媒配管１４１、１４２によって蒸発器１３０のコア部１３２を遮る面積Ｓも低減することができ、熱交換性能の低下を抑制できる。
【００４２】
（その他の実施形態）
上記各実施形態においては、熱交換器として蒸発器１３０を対象に、また配管として冷媒配管１４１、１４２を対象に説明したが、これに限らず、熱交換器としてヒータコア１５０を対象にして、その温水配管の配置に適用するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における空調ユニットを示す断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ部を示す断面図である。
【図３】図１におけるＢ方向からの蒸発器を示す矢視図である。
【図４】本発明の第２実施形態における空調ユニットを示す断面図である。
【図５】図４におけるＣ方向からの空調ユニットを示す矢視図である。
【図６】本発明の第３実施形態における蒸発器を示す（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図７】本発明の第４実施形態における空調ユニットを示す断面図である。
【図８】図７におけるＤ−Ｄ部を示す断面図である。
【図９】本発明の第５実施形態における冷媒配管を示す断面図である。
【符号の説明】
１００空調ユニット
１１０送風機
１１１遠心式ファン
１１２スクロールケース
１１２ａノーズ部
１１２ｄ膨出部
１２０空調ケース
１３０蒸発器（熱交換器）
１３１タンク部
１４１、１４２冷媒配管（配管）

Claims

空調ケース（１２０）内に空気を送風する送風機（１１０）と、
前記空調ケース（１２０）内に収容されて、前記空気を冷却あるいは加熱する熱交換器（１３０）と、
前記熱交換器（１３０）に対して内部流体を流入流出させる配管（１４１、１４２）とを有し、
前記配管（１４１、１４２）が前記空調ケース（１２０）内で前記送風機（１１０）および前記熱交換器（１３０）の間を通り、外部に取り出される空調ユニットにおいて、
前記空調ケース（１２０）内に配置される前記配管（１４１、１４２）は、主に前記送風される空気の主流領域から離れた低風速領域に配設されたことを特徴とする空調ユニット。
前記送風機（１１０）は、遠心式ファン（１１１）がスクロールケース（１１２）内に収容されるものであって、
前記低風速領域は、前記スクロールケース（１１２）流路の内径側領域あるいは、前記遠心式ファン（１１１）の回転軸に交差する方向から投影した時の前記遠心式ファン（１１１）の外側領域としたことを特徴とする請求項１に記載の空調ユニット。
前記内径側領域は、前記スクロールケース（１１２）のノーズ部（１１２ａ）近傍としたことを特徴とする請求項２に記載の空調ユニット。
前記低風速領域は、前記熱交換器（１３０）のタンク部（１３１）近傍としたことを特徴とする請求項１に記載の空調ユニット。
前記低風速領域は、前記送風機（１１０）のケース（１１２）あるいは前記空調ケース（１２０）に設けられ、このケース（１１２、１２０）の外側に膨出する膨出部（１１２ｄ）の内側空間としたことを特徴とする請求項１に記載の空調ユニット。
空調ケース（１２０）内に空気を送風する送風機（１１０）と、
前記空調ケース（１２０）内に収容されて、前記空気を冷却あるいは加熱する熱交換器（１３０）と、
前記熱交換器（１３０）に対して内部流体を流入流出させる２本の配管（１４１、１４２）とを有し、
前記２本の配管（１４１、１４２）が前記空調ケース（１２０）内で前記送風機（１１０）および前記熱交換器（１３０）の間を通り、外部に取り出される空調ユニットにおいて、
前記空調ケース（１２０）内に配置される前記２本の配管（１４１、１４２）は、主にその長手方向が前記送風空気の流れ方向と交差するように、且つ、前記２本の配管（１４１、１４２）のうち、一方の配管（１４１）は他方の配管（１４２）の風下側に並ぶように配設されたことを特徴とする空調ユニット。
前記熱交換器（１３０）は、前記空気を冷却する蒸発器（１３０）であり、
前記配管（１４１、１４２）は、前記内部流体としての冷媒を流入流出させる冷媒配管（１４１、１４２）であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の空調ユニット。