JP4289238B2 - Air conditioner - Google Patents
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本発明は、空気加熱手段として回転式の加熱用熱交換器を有し、この回転式加熱用熱交換器の回転位置を調整することにより吹出空気温度を調整する空調装置に関するもので、車両用として好適なものである。 The present invention relates to an air conditioner that has a rotary heating heat exchanger as an air heating means and adjusts the blown air temperature by adjusting the rotational position of the rotary heating heat exchanger. Is suitable.
従来、車両用空調装置の温度調整方式としては、冷風と温風との風量割合をエアミックスドアにより調整して、車室内吹出空気温度を調整するエアミックスタイプが代表的である。 Conventionally, as a temperature adjustment method for a vehicle air conditioner, an air mix type in which the air volume ratio between cold air and hot air is adjusted by an air mix door to adjust the temperature of air blown into the vehicle interior is typical.
このエアミックスタイプの車両用空調装置において、温水式加熱用熱交換器自体を回転可能に構成することにより、温水式加熱用熱交換器にエアミックスドアの役割を兼務させ、これにより、エアミックスドアを廃止できるとともに、最大冷房時には温水式加熱用熱交換器を冷風流れの通風抵抗とならない位置、つまり、冷風流れ通路の側方位置に回転操作して、冷風風量を増加できるようにしたものが提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。 In this air mix type vehicle air conditioner, the hot water heating heat exchanger itself is configured to be rotatable so that the hot water heating heat exchanger also serves as an air mix door. The door can be abolished, and at the time of maximum cooling, the hot water heating heat exchanger can be rotated to a position that does not provide resistance to the flow of cold air, that is, to the side of the cold air flow passage so that the amount of cold air can be increased. Has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
ところで、最大冷房時に温水式加熱用熱交換器を冷風流れ通路の側方位置に回転操作しても、温水式加熱用熱交換器に温水が流れたままであると、温水式加熱用熱交換器からの放熱によって冷風温度が上昇するので、最大冷房性能を低下させる。 By the way, even if the hot water heating heat exchanger is rotated to the side position of the cold air flow passage during maximum cooling, if the hot water still flows through the hot water heating heat exchanger, the hot water heating heat exchanger Since the cold air temperature rises due to heat dissipation from the air, the maximum cooling performance is reduced.
そこで、特許文献1、特許文献2のものでは、温水式加熱用熱交換器と一体の回転側温水流路部と、この回転側温水流路部が回転可能に嵌合する固定側温水流路部とから構成される温水流路機構に、温水式加熱用熱交換器が最大冷房位置に回転操作されると、温水流路を遮断状態にする温水流れ遮断機構を設けている。
しかし、従来技術では、最大冷房時に加熱用熱交換器への温水流れをせき止めるので、温水圧力が上昇する。そのため、温水流路機構の耐圧強度を高める必要が生じ、製品コストを上昇させる。 However, in the prior art, the hot water flow to the heat exchanger for heating is stopped during the maximum cooling, so that the hot water pressure increases. For this reason, it is necessary to increase the pressure resistance of the hot water flow path mechanism, which increases the product cost.
本発明は、上記点に鑑み、回転式加熱用熱交換器を用いて吹出空気温度を調整する空調装置において、最大冷房時に温水流れを遮断することなく、回転式加熱用熱交換器の放熱による冷風温度の上昇を防止することを目的とする。 In view of the above points, the present invention is based on the heat radiation of a rotary heating heat exchanger in an air conditioner that adjusts the blown air temperature using a rotary heating heat exchanger without interrupting the hot water flow during maximum cooling. The purpose is to prevent an increase in cold air temperature.
本発明は上記目的を達成するために案出されたもので、請求項1に記載の発明では、加熱用熱交換器(15)の回転位置を変化することにより加熱用熱交換器(15)を通過する温風と加熱用熱交換器(15)をバイパスする冷風との風量割合を調整して吹出空気温度を調整する空調装置において、
加熱用熱交換器(15)に熱源流体を流入させる入口流路と、加熱用熱交換器(15)から熱源流体を流出させる出口流路とを同軸2重配管構造(16)により構成し、
同軸2重配管構造(16)の中心軸(A)を中心として加熱用熱交換器(15)を回転可能に構成するとともに、
加熱用熱交換器(15)が最大冷房位置に回転操作された時は同軸2重配管構造(16)の入口部(25)と出口部(22)とを直接連通するバイパス通路機構(30)を同軸2重配管構造(16)に構成し、
加熱用熱交換器(15)が最大冷房位置から最大暖房位置側へ回転操作されると、バイパス通路機構(30)が通路遮断方向へ変化することを特徴としている。
The present invention has been devised to achieve the above object. In the invention according to claim 1, the heat exchanger (15) for heating is changed by changing the rotational position of the heat exchanger (15) for heating. In the air conditioner for adjusting the blown air temperature by adjusting the air volume ratio between the hot air passing through the air and the cold air bypassing the heating heat exchanger (15),
An inlet flow channel for allowing the heat source fluid to flow into the heating heat exchanger (15) and an outlet flow channel for allowing the heat source fluid to flow from the heating heat exchanger (15) are configured by the coaxial double pipe structure (16),
The heating heat exchanger (15) is configured to be rotatable about the central axis (A) of the coaxial double pipe structure (16), and
When the heating heat exchanger (15) is rotated to the maximum cooling position, the bypass passage mechanism (30) directly connects the inlet portion (25) and the outlet portion (22) of the coaxial double pipe structure (16). Is configured in a coaxial double pipe structure (16),
When the heating heat exchanger (15) is rotated from the maximum cooling position to the maximum heating position, the bypass passage mechanism (30) changes in the passage blocking direction.
これによると、最大冷房時にはバイパス通路機構(30)により同軸2重配管構造(16)の入口部(25)と出口部(22)とを直接連通するから、加熱用熱交換器(15)側の熱源流体通路に対してバイパス通路機構(30)の通路を並列に形成できる。しかも、バイパス通路機構(30)の通路は加熱用熱交換器(15)側の熱源流体通路に比較して大幅に長さが短いので、流通抵抗を非常に小さく設計できる。 According to this, since the inlet portion (25) and the outlet portion (22) of the coaxial double pipe structure (16) are directly communicated by the bypass passage mechanism (30) at the time of maximum cooling, the heating heat exchanger (15) side The passage of the bypass passage mechanism (30) can be formed in parallel with the heat source fluid passage. In addition, since the passage of the bypass passage mechanism (30) is significantly shorter than the heat source fluid passage on the heating heat exchanger (15) side, the flow resistance can be designed to be very small.
このため、熱源流体は実質的にバイパス通路機構(30)側のみを通過して流れ、加熱用熱交換器(15)側の通路は流れない。これにより、最大冷房時に空調ケース(11)内の空気流れが加熱用熱交換器(15)に接触しても空気流れの温度が上昇せず、最大冷房性能を効果的に発揮できる。 For this reason, the heat source fluid flows substantially only through the bypass passage mechanism (30) side, and does not flow through the heating heat exchanger (15) side passage. Thereby, even if the air flow in the air conditioning case (11) contacts the heat exchanger for heating (15) at the time of maximum cooling, the temperature of the air flow does not increase, and the maximum cooling performance can be effectively exhibited.
しかも、バイパス通路機構(30)は、加熱用熱交換器(15)に対する熱源流体のバイパス流れを形成するだけで、熱源流体の流れをせき止めることはしないから、温水等の熱源流体の圧力が上昇することはない。従って、同軸2重配管構造(16)の耐圧強度を高める必要がなく、その分、製品コストを低減できる。 In addition, the bypass passage mechanism (30) merely forms a bypass flow of the heat source fluid to the heat exchanger (15) for heating, and does not block the flow of the heat source fluid, so the pressure of the heat source fluid such as hot water increases. Never do. Accordingly, there is no need to increase the pressure resistance of the coaxial double pipe structure (16), and the product cost can be reduced accordingly.
また、加熱用熱交換器(15)が最大冷房位置から最大暖房位置側へ回転操作されると、バイパス通路機構(30)が通路遮断方向へ変化するから、加熱用熱交換器(15)の最大暖房位置ではバイパス通路機構(30)を通路遮断状態にして、同軸2重配管構造(16)の入口部(25)に流入する熱源流体の全量を加熱用熱交換器(15)に流すことができる。従って、バイパス通路機構(30)を設けても、最大暖房性能の発揮には何ら支障はない。 In addition, when the heating heat exchanger (15) is rotated from the maximum cooling position to the maximum heating position, the bypass passage mechanism (30) changes in the passage blocking direction, so that the heating heat exchanger (15) In the maximum heating position, the bypass passage mechanism (30) is shut off and the entire amount of the heat source fluid flowing into the inlet portion (25) of the coaxial double pipe structure (16) is caused to flow to the heating heat exchanger (15). Can do. Therefore, even if the bypass passage mechanism (30) is provided, there is no hindrance to the maximum heating performance.
請求項2に記載の発明のように、請求項1に記載の空調装置において、同軸2重配管構造(16)は、加熱用熱交換器(15)と一体に回転する回転側配管(26)と、回転側配管(26)が回転可能に嵌合する固定側配管(22)と、回転側配管(26)に設けられた回転側開口部(31)と、固定側配管(22)に設けられた固定側開口部(32)とを有し、
回転側開口部(31)と固定側開口部(32)とによりバイパス通路機構(30)を構成すればよい。
As in the invention according to claim 2, in the air conditioner according to claim 1, the coaxial double pipe structure (16) has a rotating side pipe (26) that rotates integrally with the heating heat exchanger (15). A fixed side pipe (22) in which the rotary side pipe (26) is rotatably fitted, a rotary side opening (31) provided in the rotary side pipe (26), and a fixed side pipe (22). A fixed-side opening (32) formed,
What is necessary is just to comprise a bypass channel | path mechanism (30) by the rotation side opening part (31) and the fixed side opening part (32).
請求項3に記載の発明のように、請求項2に記載の空調装置において、より具体的には、固定側配管は内側固定配管(22)であり、
回転側配管は内側固定配管(22)に対して回転可能に嵌合する内側回転配管(26)であり、
内側固定配管(22)により前記出口部が構成され、
内側回転配管(26)の外周側に所定間隔を隔てて外側固定配管(23)が配置され、
外側固定配管(23)に前記入口部(25)が構成される。
As in the invention according to claim 3, in the air conditioner according to claim 2, more specifically, the fixed side pipe is the inner side fixed pipe (22),
The rotation side pipe is an inner rotation pipe (26) that is rotatably fitted to the inner fixed pipe (22),
The outlet portion is constituted by an inner fixed pipe (22),
The outer fixed pipe (23) is arranged at a predetermined interval on the outer peripheral side of the inner rotary pipe (26),
The inlet portion (25) is formed in the outer fixed pipe (23).
請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の空調装置において、加熱用熱交換器(15)を最大冷房位置から最大暖房位置側へ所定角度回転するまでの間、加熱用熱交換器(15)への空気流入を阻止する熱交換器収納部(11a)を空調ケース(11)に設けることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the air conditioner according to any one of the first to third aspects, the heating heat exchanger (15) is rotated from the maximum cooling position to the maximum heating position by a predetermined angle. In the meantime, the air conditioning case (11) is provided with a heat exchanger housing (11a) for preventing air from flowing into the heating heat exchanger (15).
これによると、最大冷房時には加熱用熱交換器(15)を熱交換器収納部(11a)内に収納して、加熱用熱交換器(15)による通風抵抗が発生するのを防止できるから、最大冷房時の冷風吹出風量を増加して、最大冷房性能を向上できる。 According to this, at the time of maximum cooling, the heating heat exchanger (15) is housed in the heat exchanger housing portion (11a), and it is possible to prevent the ventilation resistance from being generated by the heating heat exchanger (15). The maximum cooling performance can be improved by increasing the amount of cool air blown at the time of maximum cooling.
しかも、最大冷房時に加熱用熱交換器(15)を熱交換器収納部(11a)内に収納しておくことにより、加熱用熱交換器(15)を最大冷房位置から最大暖房位置側へ所定角度回転するまでの間、加熱用熱交換器(15)への空気流入を阻止することができる。 Moreover, by storing the heating heat exchanger (15) in the heat exchanger storage section (11a) during maximum cooling, the heating heat exchanger (15) is predetermined from the maximum cooling position to the maximum heating position. It is possible to prevent air from flowing into the heating heat exchanger (15) until the angle is rotated.
これにより、加熱用熱交換器(15)が熱交換器収納部(11a)内から脱出して、加熱用熱交換器(15)への空気流入が開始される時点では、バイパス通路機構(30)を小開度の状態あるいは遮断状態に移行させることができる。 As a result, at the time when the heating heat exchanger (15) escapes from the heat exchanger housing (11a) and air inflow into the heating heat exchanger (15) is started, the bypass passage mechanism (30 ) Can be shifted to a small opening state or a shut-off state.
このため、加熱用熱交換器(15)への空気流入が開始される時点ではバイパス通路機構(30)を通過する熱源流体(温水)の流量を少量あるいは零に制限して、加熱用熱交換器(15)側の通路に十分な量の熱源流体を流すことができる。従って、バイパス通路機構(30)の存在によって加熱用熱交換器(15)側の熱源流体流量が減少して吹出空気温度の調整作用が不調となるのを抑制できる。 For this reason, when the inflow of air into the heat exchanger (15) for heating is started, the flow rate of the heat source fluid (warm water) passing through the bypass passage mechanism (30) is limited to a small amount or zero, and heat exchange for heating is performed. A sufficient amount of heat source fluid can be passed through the passage on the side of the vessel (15). Accordingly, the presence of the bypass passage mechanism (30) can suppress the heat source fluid flow rate on the heating heat exchanger (15) side from decreasing and the adjustment of the blown air temperature from becoming unfavorable.
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の空調装置が車両用として構成され、
加熱用熱交換器(15)には、車載の熱源機器により加熱された温水が前記熱源流体として循環するようになっており、
加熱用熱交換器(15)の回転位置により温度調整された空気が車室内へ吹き出すことを特徴としている。
In invention of Claim 5, the air conditioner as described in any one of Claim 1 thru | or 4 is comprised for vehicles,
In the heating heat exchanger (15), the hot water heated by the on-vehicle heat source device is circulated as the heat source fluid,
The air whose temperature is adjusted by the rotational position of the heat exchanger for heating (15) is blown out into the passenger compartment.
これによると、車両用空調装置において上述の作用効果を発揮できる。 According to this, the above-mentioned effect can be exhibited in the vehicle air conditioner.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下本発明の一実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。図1(a)は本発明による回転式加熱用熱交換器を備える車両用空調装置の室内空調ユニットの概略断面図で、最大冷房状態を示し、図2(a)は室内空調ユニットの温度制御状態を示す概略断面図、図3(a)は室内空調ユニットの最大暖房状態を示す概略断面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A is a schematic sectional view of an indoor air conditioning unit of a vehicle air conditioner equipped with a rotary heating heat exchanger according to the present invention, showing a maximum cooling state, and FIG. 2A is a temperature control of the indoor air conditioning unit. FIG. 3A is a schematic sectional view showing the maximum heating state of the indoor air conditioning unit.
図4は回転式加熱用熱交換器および温水入出用同軸2重配管部の最大冷房状態を示す要部断面図で、図5は回転式加熱用熱交換器および温水入出用同軸2重配管部の温度制御状態または最大暖房状態を示す要部断面図である。なお、図1(b)、図2(b)、図3(b)はそれぞれ温水入出用同軸2重配管部の最大冷房状態、温度制御状態および最大暖房状態を示す要部断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the principal part showing the maximum cooling state of the rotary heating heat exchanger and the hot water inlet / outlet coaxial double pipe portion, and FIG. 5 is the rotary heating heat exchanger and the hot water inlet / outlet coaxial double pipe portion. It is principal part sectional drawing which shows the temperature control state or maximum heating state of this. 1 (b), 2 (b), and 3 (b) are cross-sectional views of the main part showing the maximum cooling state, the temperature control state, and the maximum heating state of the coaxial water double pipe for hot water in / out.
最初に、図1(a)、図2(a)、図3(a)により車両用空調装置の室内空調ユニット10の概要を説明すると、室内空調ユニット部10は車室内前部の図示しない計器盤(インストルメントパネル)内側において車両左右方向の略中央部に配置される。なお、図1(a)〜図3(a)における上下前後の各矢印は車両搭載状態における方向を示す。図1(a)〜図3(a)の紙面垂直方向が車両左右(幅)方向となる。
First, the outline of the indoor
室内空調ユニット部10は車室内へ向かって流れる空気の通路を構成する樹脂製の空調ケース11を備えている。この空調ケース11は樹脂成形上の都合、内蔵部品の組付上の都合等から、実際には複数の分割ケース体として成形され、この複数の分割ケース体をねじやクリップ等の締結手段により一体に締結することにより空調ケース11が構成される。
The indoor air-
そして、本実施形態では、空調ケース11のうち、車両前方側の下方部に空気入口12が設けられ、この空気入口12に図示しない送風機部から空気が矢印aのように流入する。なお、送風機部は周知のごとく遠心式の送風ファンをモータ(図示せず)により回転駆動するようになっている。そして、送風ファンの吸入口に内外気切替箱(図示せず)を接続し、この内外気切替箱から内気または外気を吸入するようになっている。
And in this embodiment, the
空調ケース11内部の下方部に冷却用熱交換器をなす蒸発器13が傾斜配置されている。ここで、蒸発器13は矩形状の薄型形状であり、送風機部の送風空気の全量が図示矢印のように下方から上方へと通過する。蒸発器13は、周知のように蒸気圧縮式冷凍サイクルの低圧側熱交換器であり、送風空気から低圧冷媒が吸熱して蒸発することにより、この送風空気を冷却する。
An
そして、空調ケース11内において、蒸発器13の上方側部位、すなわち、空気流れ下流側にヒータコア15が配置されている。このヒータコア15は、車両エンジン(図示せず)からの温水(エンジン冷却水)により空気を加熱する加熱用熱交換器である。
And in the air-
ヒータコア15は、後述する温水入出用の同軸2重配管部16を有し、この同軸2重配管部16を中心として回転可能に構成されている。
The
より具体的には、同軸2重配管部16を本実施形態ではヒータコア15の上端部に結合するとともに、同軸2重配管部16を車両左右方向(図1(a)〜図3(a)の紙面垂直方向)に延びるように配置し、かつ、同軸2重配管部16を空調ケース11の車両前方側の上方側壁面に密着配置している。これにより、ヒータコア15は同軸2重配管部16を中心として車両前後方向に回転可能になっている。
More specifically, the coaxial
更に、空調ケース11のうち、車両前方側壁面にはヒータコア15が図1(a)に示す最大冷房位置に回転操作されたときに、ヒータコア15を収納する収納部11aが形成されている。この収納部11aは、ヒータコア15の厚さ(空気通過方向の寸法)と同等の深さを持つ凹形状である。
Further, in the
従って、ヒータコア15が図1(a)に示す最大冷房位置に回転操作され、収納部11a内にヒータコア15全体が収納されているとき、およびヒータコア15が図1(a)に示す最大冷房位置から反時計方向に回転して、ヒータコア15の下端部(回転先端部)が収納部11a内から脱出するまでの所定角度範囲では、ヒータコア15への空気流入が阻止される。
Accordingly, when the
このため、収納部11aは、ヒータコア15の最大冷房位置(空気流入遮断位置)からヒータコア15への空気流入開始位置に至るまでの助走路17を構成することになる。この助走路17は具体的には20mm程度の大きさである。
For this reason, the
最大冷房時には、ヒータコア15が図1(a)に示すように空調ケース11の車両前方側壁面の収納部11a内に収納され、車両前方側壁面に沿って略上下方向に延びるように配置される。この結果、空調ケース11内において、蒸発器13の上方側部位(空気流れ下流側)の通路全体がヒータコア15のバイパス通路18として作用する。これにより、最大冷房時には、蒸発器通過空気(冷風)の全量が図1(a)の矢印bのようにヒータコア15をバイパスして流れるので、最大冷房性能を発揮できる。
At the time of maximum cooling, the
一方、図2(a)に示すヒータコア15の実線位置は温度制御時の中間開度位置の一例であり、この中間開度の操作位置であると、蒸発器通過空気(冷風)のうち、車両前方側の流れは矢印c、dのようにヒータコア15を通過して加熱されるので、温風となる。これに対し、蒸発器通過空気(冷風)のうち、車両後方側の流れは矢印eのようにヒータコア15のバイパス通路18を冷風のまま流れる。
On the other hand, the solid line position of the
従って、ヒータコア15の回転位置を調整することにより、ヒータコア15をバイパスする冷風と、ヒータコア15を通過する温風との風量割合を調整して、車室内吹出空気温度を連続的に調整できる。
Therefore, by adjusting the rotation position of the
なお、ヒータコア15をバイパスする冷風と、ヒータコア15を通過する温風は、ヒータコア15の上方領域にて混合され、所望温度の空調風となって、各吹出開口部19、20、21に流入する。
Note that the cold air that bypasses the
更に、図3(a)に示すヒータコア15の実線位置は最大暖房位置であり、ヒータコア15を図2(a)の実線位置から更に反時計方向へ回転操作してヒータコア15の下端部(回転先端部)が空調ケース11の車両後方側壁面に接触している。この操作位置では、ヒータコア15によりバイパス通路18が全閉され、蒸発器通過空気(冷風)の全量が矢印fのようにヒータコア15を通過して加熱されるので、最大暖房性能を発揮できる。
Further, the solid line position of the
車室内各部へ空気を矢印gのように吹き出す吹出開口部19、20、21は、本実施形態では空調ケース11の上面部に車両前後方向に並べて配置されている。デフロスタ開口部19は空調ケース11の上面部にて車両前方側部位に配置され、図示しないデフロスタダクトを介して車両計器盤上面のデフロスタ吹出口に接続され、このデフロスタ吹出口から車両前面窓ガラスの内面に向けて空気を吹き出す。
In the present embodiment, the
フェイス開口部20は、空調ケース11の上面部にて車両後方側部位に配置され、図示しないフェイスダクトを介して車両計器盤の上方側部位に配置されるフェイス吹出口に接続され、このフェイス吹出口から乗員の顔部側へ空気を吹き出す。
The
フット開口部21は空調ケース11の上面部にてデフロスタ開口部19とフェイス開口部20との間に配置され、図示しないフットダクトを介して乗員の足元側へ空気を吹き出すものである。なお、デフロスタ開口部19、フェイス開口部20およびフット開口部21はそれぞれ図示しない吹出モードドアにより開閉されるようになっている。
The
次に、ヒータコア15の具体的構成を図4、図5により説明すると、ヒータコア15の一端側に温水入口タンク15aを配置し、ヒータコア15の他端側に温水出口タンク15bを配置している。図1(a)〜図3(a)では、温水入口タンク15aがヒータコア15の下端部に位置し、温水出口タンク15がヒータコア15の上端部に位置している。従って、同軸2重配管部16は温水出口タンク15b側に配置されている。
Next, a specific configuration of the
そして、この両タンク15a、15bの間に、複数の偏平チューブ15cとコルゲート状伝熱フィン15dとの積層構造により全パスタイプ(一方向流れタイプ)の熱交換コア部15eを構成している。
And between these both
ここで、複数の偏平チューブ15cは車両左右方向に1列に並んで並列配置され、全部の偏平チューブ15cの一端部(下端部)は温水入口タンク15aに連通し、他端部(上端部)は温水出口タンク15bに連通する。このため、温水は温水入口タンク15aから全部の偏平チューブ15cを並列に通過して温水出口タンク15bへと一方向に流れる。
Here, the plurality of
両タンク15a、15bは、偏平チューブ15cの配列方向(車両左右方向)に細長く延びる形状になっている。空調ケース10内の送風空気は偏平チューブ15cとコルゲート状伝熱フィン15dとの間の空隙部を通過して加熱される。
Both
ここで、温水入口タンク15aには連絡配管15fから温水が流入するようになっている。図4、5では、温水入口タンク15a、温水出口タンク15b、偏平チューブ15c、コルゲート状伝熱フィン15dおよび連絡配管15fにより構成されるヒータコア15部分を2点鎖線で図示している。
Here, hot water flows into the hot
温水入出用の同軸2重配管部16は、本実施形態では、ヒータコア15の上端側に位置する温水出口タンク15bの側方(タンク長手方向の延長方向)に配置される。この同軸2重配管部16は、固定部16aと回転部16bとに大別される。
In the present embodiment, the coaxial
ここで、固定部16aは、空調ケース11側に図示しないねじ止め等の取付手段により固定される固定部材である。これに対し、回転部16bはヒータコア15に接合され、ヒータコア15とともに回転する回転部材である。
Here, the fixing |
固定部16aは、最小径部をなす内側配管22と、この内側配管22に対して径寸法を一段と大きくした外側配管23と、この外側配管23に対して径寸法を更に大きくした最大径部をなす円環部24とを備えている。
The fixed
この固定部16aの内側配管22と外側配管23と円環部24は、ヒータコア15の回転中心軸Aを中心とする同心状に形成され、かつ、内側配管22→外側配管23→円環部24の順に径寸法が増大している。
The
外側配管23の内側に温水を流入させる入口パイプ25が、外側配管23に対して直交する方向に結合されている。本実施形態の固定部16aはこの入口パイプ25を含む全体形状を樹脂材料にて一体成形される。
An
入口パイプ25には車両エンジンの温水回路の吐出側から温水がホース25aを通して流入する。
Hot water flows into the
一方、回転部16bは、内側配管26と、この内側配管26の外周側に所定間隔を隔てて位置する外側配管27と、この外側配管27に対して直交する方向に結合される連絡配管28とを有している。
On the other hand, the rotating
回転部16bの内側配管26は固定部16aの内側配管22の外周側に回転可能に、かつ水洩れがないように水密的に嵌合して固定部16aの内側配管22と一直線上に連通する。この内側配管26のうち、固定側の内側配管22と反対側の端部(図4、図5の左側端部)は温水出口タンク15bの長手方向の一端部に連通している。
The
図5の矢印Wは温水流れ流路を示しており、固定部16aの入口パイプ25は固定側の外側配管23の内側空間を経て、回転部16bの内側配管26の外周側と外側配管27の内周側との間の空間29に連通している。更に、この空間29は連絡配管28を通してヒータコア15側の連絡配管15fの入口部に連通し、この連絡配管15fの出口部は温水入口タンク15aの長手方向の一端部に連通している。
An arrow W in FIG. 5 indicates a hot water flow channel, and the
これにより、固定部16aの入口パイプ25に流入した温水が、固定部16aの外側配管23→空間29→連絡配管28→連絡配管15fを経て温水入口タンク15aに流入する。この温水は温水入口タンク15a内にて複数の偏平チューブ15cに分配され、複数の偏平チューブ15cを下方から上方へと流れる。
As a result, the hot water flowing into the
複数の偏平チューブ15cからの温水は温水出口タンク15b内に流入して集合され、回転部16bの内側配管26を通過して固定部16aの内側配管22へ流出する。この内側配管22の温水は戻りホース22aを通過して車両エンジンの温水回路に還流する。
The warm water from the plurality of
ところで、回転部16bの内側配管26と固定部16aの内側配管22との嵌合部には、同軸2重配管構造16の入口部である入口パイプ25と、出口部である固定側の内側配管22とを直接連通するバイパス通路機構30が設けられている。
By the way, in the fitting part between the
このバイパス通路機構30は、回転側の内側配管26に開口する回転側開口部31と固定側の内側配管22に開口する固定側開口部32とにより構成される。この両開口部31、32は、同軸2重配管部16の軸方向には同一位置に配置され、かつ、回転側開口部31の円周方向位置は次のように設定してある。
The
すなわち、ヒータコア15が最大冷房位置に回転操作された時のみ、図1(b)に示すように、回転側開口部31が固定側開口部32上に全開状態で重合してバイパス通路機構30は全開の連通状態となる。
That is, only when the
これに対し、ヒータコア15が所定回転角以上の温度制御状態(中間回転位置)に回転操作された時、およびヒータコア15が最大暖房位置に回転操作された時は、図2(b)、図3(b)に示すように、回転側開口部31が固定側開口部32から離れた位置に移動してバイパス通路機構30が遮断状態となるように、回転側開口部31の円周方向位置を設定してある。
On the other hand, when the
一方、回転部16bの外側配管27の外周面は固定部16aの最大径部をなす円環部24の内周面に回転可能に嵌合している。そして、この回転側の外側配管27の外周面と固定側の円環部24の内周面との嵌合部に、Oリングを用いた外部洩れシール機構33を設けている。
On the other hand, the outer peripheral surface of the
この外部洩れシール機構33は、固定部16aの外側配管23内に流入した温水が固定部16aの円環部24の内周面と回転部16bの外側配管27の外周面との嵌合部隙間を通過して同軸2重配管部16の外部へ直接洩れ出ることを防止する。
In this external
本実施形態では、ヒータコア15の各部材15a、15b、15c、15d、15fをアルミニュウム等の金属で成形して一体ろう付けにより組み立てるようになっている。そこで、回転部16bもアルミニュウム等の金属で成形して、ヒータコア15のろう付け時に回転部16bをヒータコア15に一体ろう付けするようにしている。これにより、回転部16bを効率よくヒータコア15に一体化できる。
In this embodiment, each
なお、回転部16bを上記のごとく金属にて成形しているため、回転部16bは実際には複数の部材に分割して成形し、その複数の部材をろう付けにより一体に接合することが好ましい。
In addition, since the
次に、ヒータコア15の空調ケース11への組み付け構造およびヒータコア15の回転駆動機構を説明する。図4、5に示す空調ケース11の壁面は車両左右方向の片側の壁面であり、この空調ケース11の壁面には固定部16aの円環部24の外径よりも所定量大きい内径を有する円形の貫通穴34が開けてある。
Next, the assembly structure of the
ヒータコア15には同軸2重配管部16の回転部16bが予め一体化されているので、ヒータコア15はこの回転部16bとともに空調ケース11内への組み付けを行う。具体的には、ヒータコア15の温水出口タンク15bの長手方向の他端部(図4、5の左端部、図示せず)に軸部を設けるとともに、この軸部が回転可能に嵌合する軸受け用の嵌合凹部(図示せず)が空調ケース11の図示しない壁面に設けてあるので、ヒータコア15の温水出口タンク15bの長手方向の他端部の軸部を空調ケース11の軸受け用嵌合凹部に回転可能に挿入する。
Since the
また、ヒータコア15の温水出口タンク15bの長手方向の一端部側に位置する回転部16bの内側配管26および外側配管27からなる2重配管部を空調ケース11の貫通穴34に挿入する。
In addition, a double pipe portion including the
その後に、同軸2重配管部16の固定部16aの円環部24部分を空調ケース11の外側(図4、5の右側)から貫通穴34に挿入し、固定部16aの内側配管22の外周面を回転部16bの内側配管26の内周面に、また、固定側円環部24の内周面を回転部16bの外側配管27の外周面にそれぞれ嵌合する。ここで、空調ケース11の貫通穴34と固定部16aの円環部24との間にはシール用パッキン材37を介在させている。
Thereafter, the
以上により、ヒータコア15の温水出口タンク15bの長手方向の両端部を空調ケース11により回転可能に支持できるとともに、固定部16aの円環部24と貫通穴34との間のシール性を確保できる。
As described above, both end portions in the longitudinal direction of the hot
ヒータコア15の回転駆動機構は、図1(a)〜図3(a)に示すようにヒータコア15の回転中心軸Aの反対側に位置する温水入口タンク15a側に設けている。すなわち、空調ケース11の外部に駆動用アクチュエータをなすモータ35を配置し、このモータ35の回転出力をヒータコア15の温水入口タンク15aの長手方向の一端部に伝達する回転伝達減速機構36を空調ケース11の壁面を貫通して空調ケース11の外部から内部にわたって配置している。
The rotation drive mechanism of the
この回転伝達減速機構36は、例えば、モータ35の回転出力で回転する雄ねじ部材と、この雄ねじ部材と噛み合うとともに雄ねじ部材の回転により雄ねじ部材の軸方向に移動する雌ねじ部材(ナット)とを設け、この雌ねじ部材の軸方向変位に基づいてヒータコア15の温水入口タンク15aの端部に回転方向の力を加える機構にて構成できる。
The rotation transmission
なお、モータ35は図示しない空調制御装置の出力側に電気接続され、空調制御装置の出力によりモータ35の回転方向及び回転量(作動角)が制御されるようになっている。
The
次に、本実施形態の作動を説明する。モータ35を作動させると、モータ35の回転出力により回転伝達減速機構36を介してヒータコア15の温水入口タンク15a側端部に回転方向の力が加わる。
Next, the operation of this embodiment will be described. When the
ここで、ヒータコア15のうち、温水入口タンク15aと反対側に位置する温水出口タンク15bが回転中心軸Aを中心として回転可能になっているので、温水入口タンク15a側端部に加わる回転方向の力によってヒータコア15が回転変位する。
Here, in the
このようにモータ35の回転によりヒータコア15が回転中心軸Aを中心として回転するから、モータ35の回転方向及び回転量(作動角)を制御することにより、ヒータコア15の回転位置を任意に制御でき、これにより、車室内吹出空気温度を調整できる。
Thus, since the
しかも、最大冷房時には、図1(b)に示すように空調ケース11内の通路面積全体を冷風が流れる通路18として構成でき、また、最大暖房時には、図3(b)に示すように空調ケース11内の通路面積全体を温風が流れる通路として構成できる。
Moreover, at the time of maximum cooling, the entire passage area in the
そのため、エアミックスドアを有する通常の室内空調ユニットに比較して、最大冷房時および最大暖房時の通風抵抗の低減により冷風吹出風量および温風吹出風量を増加して、最大冷房性能および最大暖房性能を向上できる。 Therefore, compared with a normal indoor air-conditioning unit with an air mix door, the maximum cooling performance and maximum heating performance can be achieved by increasing the amount of cool air blown air and hot air blown air by reducing the ventilation resistance during maximum cooling and maximum heating. Can be improved.
これに加え、本実施形態では、温水入出用の同軸2重配管部16をヒータコア15の一端部(温水出口タンク15b側端部)に構成し、この同軸2重配管部16の中心軸Aを中心としてヒータコア15を回転させるとともに、同軸2重配管部16の構成を有効活用して、同軸2重配管構造16の温水出入口部間を直接連通するバイパス通路機構30を設けているので、次のごとき作用効果を発揮できる。
In addition to this, in this embodiment, the coaxial
すなわち、ヒータコア15が最大冷房位置に回転操作されると、図1(b)に示すように、回転側開口部31が固定側開口部32上に全開状態で重合してバイパス通路機構30は全開の連通状態となる。
That is, when the
そのため、同軸2重配管構造16の入口部である入口パイプ25と、出口部である固定側の内側配管22とがバイパス通路機構30によって直接連通する。ここで、バイパス通路機構30の全開時の通水抵抗は、ヒータコア15側温水通路の通水抵抗に比較して大幅に小さくしてあるので、入口パイプ25に流入した温水はヒータコア15側温水通路に流れず、図4の矢印Zに示すようにバイパス通路機構30を通過して内側配管22側へ短絡的に流れる。
Therefore, the
これにより、最大冷房時にヒータコア15から温水の熱が空気流れに放出されないから、ヒータコア15に接触する空気流れh(図1(a)参照)の温度上昇を回避でき、最大冷房性能をより効果的に発揮できる。
Thereby, since the heat of the hot water is not released into the air flow from the
しかも、バイパス通路機構30は、ヒータコア15に対する温水のバイパス流れを形成するものであって、温水流れをせき止めるものではないから、最大冷房時に温水圧力が上昇することを防止できる。このため、同軸2重配管構造16の耐圧強度を従来技術のように高める必要がなく、その分、製品コストを低減できる。
In addition, the
一方、ヒータコア15の回転角が所定値以上になっている温度制御時および最大暖房時には、図2(b)、図3(b)に示すように、回転側開口部31が固定側開口部32から離れた位置に移動してバイパス通路機構30が遮断状態となる。このため、入口パイプ25に流入した温水の全量が図5の矢印Wに示すヒータコア15側温水通路を通過して流れるので、ヒータコア15による空気加熱作用を何ら支障なく発揮できる。
On the other hand, at the time of temperature control and maximum heating when the rotation angle of the
ところで、ヒータコア15が最大冷房位置から最大暖房側へ回転した直後では、回転側開口部31が固定側開口部32との連通状態を維持しているので、温水のバイパス流量が多く、ヒータコア15への温水流量が少ない。このようなヒータコア少流量状態が生じると、ヒータコア15の吹出温度(温風温度)が外乱条件(風量、エンジン側温水流量等)の影響を大きく受けてしまうので、ヒータコア15の回転位置に基づいて車室内吹出空気温度を良好に制御できない。
By the way, immediately after the
そこで、本実施形態においては、ヒータコア15が最大冷房位置に回転操作されたときに、ヒータコア15を収納するための凹形状からなる収納部11aを空調ケース11に形成して、ヒータコア15が最大冷房位置から所定角度回転する間ではヒータコア15への空気流入を阻止する助走路17を形成している。
Therefore, in the present embodiment, when the
これによると、ヒータコア15が最大冷房位置から収納部11a(助走路17)を脱出するまで所定角度回転する間に、回転側開口部31を固定側開口部32との連通の小開度位置まで回転変位させることができる。
According to this, while the
この結果、ヒータコア15が収納部11a(助走路17)を脱出して、ヒータコア15への空気流入が開始される時点では、温水のバイパス流量を少量に制限できる。これにより、ヒータコア15への空気流入開始時点からヒータコア15への温水流量を十分な量に増やすことができるので、ヒータコア15の吹出温度(温風温度)が外乱条件の影響を受けることを抑制できる。
As a result, when the
つまり、本実施形態では、以上の説明から理解されるように、ヒータコア15が収納部11a(助走路17)を脱出した直後の回転領域、換言すると、ヒータコア15の温度制御領域のうち最大冷房位置に隣接する側の領域では、回転側開口部31と固定側開口部32との連通状態が維持されるが、上記した収納部11a(助走路17)の設定によって回転側開口部31と固定側開口部32との連通を小開度状態とし、温水のバイパス流量を十分少ない量に制限できるので、温度制御機能に支障は生じない。
That is, in this embodiment, as understood from the above description, the maximum cooling position in the temperature control region of the
(他の実施形態)
(1)上述の実施形態では、回転側開口部31および固定側開口部32の円周方向長さに対してヒータコア15(回転部16b)の回転角度を十分とれないため、やむを得ず、温度制御領域のうち最大冷房位置に隣接する側では回転側開口部31と固定側開口部32とが部分的重合して、バイパス通路機構30が微小開度で連通するようになっているが、実際の設計に際してヒータコア15の回転角度を十分とれる場合は、最大暖房時のみならず、温度制御領域の全域にわたってバイパス通路機構30を遮断状態とすることが好ましい。
(Other embodiments)
(1) In the above-mentioned embodiment, since the rotation angle of the heater core 15 (rotating
(2)上述の実施形態では、温水入出用の同軸2重配管部16において、外側配管23、27により温水入口側流路を構成し、内側配管26、22により温水出口側流路を構成しているが、これとは逆に、外側配管23、27により温水出口側流路を構成し、内側配管26、22により温水入口側流路を構成するようにしてもよい。すなわち、図5において温水流れ方向Wを逆転させる構成にしてもよい。
(2) In the above-described embodiment, in the coaxial
この温水流れ方向Wの逆転に伴って、図4、5の上部の温水出口タンク15bが温水入口タンクとなり、図4、5の下部の温水入口タンク15aが温水出口タンクとなり、温水入口パイプ25が温水出口パイプとなる。従って、同軸2重配管部16は温水入口タンク側に配置されることになる。
4 and 5, the hot
この他の例においても、回転側開口部31と固定側開口部32とにより構成されるバイパス通路機構30を同様に構成できる。但し、バイパス通路機構30を通過するバイパス温水の流れ方向は矢印Zと逆方向に流れる。
Also in this other example, the
(3)上述の実施形態では、同軸2重配管部16の固定側の内側配管22の外周側に回転側の内側配管26を嵌合させているが、これとは逆に、固定側の内側配管22の内周側に回転側の内側配管26を嵌合させるようにしてもよい。
(3) In the above-described embodiment, the rotation-side
(4)上述の実施形態では、温水入出用の同軸2重配管部16をヒータコア15の一端側(温水出口タンク15b側)に配置して、ヒータコア15の回転中心軸Aをヒータコア15の一端側(温水出口タンク15b側)に設定しているが、温水入出用の同軸2重配管部16をヒータコア15の連絡配管15fの長手方向の中間部位に配置して、ヒータコア15の回転中心軸Aを温水入口タンク15aと温水出口タンク15bとの中間位置に設定するようにしてもよい。
(4) In the above-described embodiment, the coaxial
(5)上述の実施形態では、同軸2重配管部16の回転部16bをヒータコア15にろう付けにより一体化しているが、同軸2重配管部16の回転部16bをかしめ等の機械的結合手段によりシール材を介在してヒータコア15側にシール固定するようにしてもよい。
(5) In the above-described embodiment, the rotating
(6)上述の実施形態では、ヒータコア15として、温水入口タンク15aから温水が全部のチューブ15cを通過して温水出口タンク15bに向かう、いわゆる全パスタイプ(一方向流れタイプ)を使用しているが、ヒータコア15として、温水流れを空気流れ方向の前後でUターンさせる前後Uターンタイプを使用し、この前後Uターンタイプのヒータコア15に対して本発明を適用してもよい。
(6) In the above-described embodiment, a so-called all-pass type (one-way flow type) is used as the
同様に、ヒータコア15として、温水流れをヒータコア左右方向(図4、5の左右方向)でUターンさせる左右Uターンタイプを使用し、この左右Uターンタイプのヒータコア15に対して本発明を適用してもよい。
Similarly, as the
(7)上述の実施形態では、同軸2重配管部16の固定部16aを空調ケース11と別体で成形しているが、この固定部16aおよび空調ケース11はともに樹脂製の部材であるから、この固定部16aを空調ケース11に樹脂で一体成形するようにしてもよい。
(7) In the above-described embodiment, the fixing
(8)上述の実施形態では、ヒータコア15に対して車両エンジンの温水を循環する例について述べたが、ヒータコア15に対して、燃焼式ヒータや燃料電池等の車載熱源機器で加熱された温水を循環させるようにしてもよい。
(8) In the above-described embodiment, the example in which the hot water of the vehicle engine is circulated to the
また、ヒータコア15に循環させる熱源流体として、温水の代わりに油圧機器の作動油等を用いてもよい。
Further, hydraulic oil for hydraulic equipment or the like may be used as the heat source fluid to be circulated through the
11…空調ケース、15…回転式ヒータコア(加熱用熱交換器)、
16…同軸2重配管部、30…バイパス通路機構、31…回転側開口部、
32…固定側開口部。
11 ... air conditioning case, 15 ... rotary heater core (heat exchanger for heating),
16 ... Coaxial double pipe part, 30 ... Bypass passage mechanism, 31 ... Rotation side opening part,
32: Fixed side opening.
Claims (5)
前記空調ケース(11)内に回転可能に配置され、前記空調ケース(11)内の空気を加熱する加熱用熱交換器(15)とを備え、
前記加熱用熱交換器(15)の回転位置を変化することにより前記加熱用熱交換器(15)を通過する温風と前記加熱用熱交換器(15)をバイパスする冷風との風量割合を調整して吹出空気温度を調整する空調装置において、
前記加熱用熱交換器(15)に熱源流体を流入させる入口流路と、前記加熱用熱交換器(15)から熱源流体を流出させる出口流路とを同軸2重配管構造(16)により構成し、
前記同軸2重配管構造(16)の中心軸(A)を中心として前記加熱用熱交換器(15)を回転可能に構成するとともに、
前記加熱用熱交換器(15)が最大冷房位置に回転操作された時は前記同軸2重配管構造(16)の入口部(25)と出口部(22)とを直接連通するバイパス通路機構(30)を前記同軸2重配管構造(16)に構成し、
前記加熱用熱交換器(15)が前記最大冷房位置から最大暖房位置側へ回転操作されると、前記バイパス通路機構(30)が通路遮断方向へ変化することを特徴とする空調装置。 An air conditioning case (11) through which air flows;
A heating heat exchanger (15) that is rotatably arranged in the air conditioning case (11) and heats the air in the air conditioning case (11);
By changing the rotational position of the heating heat exchanger (15), the air volume ratio between the hot air passing through the heating heat exchanger (15) and the cold air bypassing the heating heat exchanger (15) is changed. In the air conditioner that adjusts the blown air temperature by adjusting,
An inlet channel for allowing a heat source fluid to flow into the heating heat exchanger (15) and an outlet channel for allowing the heat source fluid to flow out from the heating heat exchanger (15) are configured by a coaxial double pipe structure (16). And
The heating heat exchanger (15) is configured to be rotatable about the central axis (A) of the coaxial double pipe structure (16), and
When the heating heat exchanger (15) is rotated to the maximum cooling position, a bypass passage mechanism (direct communication between the inlet portion (25) and the outlet portion (22) of the coaxial double pipe structure (16)) 30) is configured in the coaxial double pipe structure (16),
An air conditioner characterized in that when the heating heat exchanger (15) is rotated from the maximum cooling position to the maximum heating position, the bypass passage mechanism (30) changes in a passage blocking direction.
前記回転側開口部(31)と前記固定側開口部(32)とにより前記バイパス通路機構(30)が構成されることを特徴とする請求項1に記載の空調装置。 The coaxial double pipe structure (16) includes a rotating side pipe (26) that rotates integrally with the heating heat exchanger (15), and a fixed side pipe in which the rotating side pipe (26) is rotatably fitted. (22), a rotation side opening (31) provided in the rotation side pipe (26), and a fixed side opening (32) provided in the fixed side pipe (22),
The air conditioner according to claim 1, wherein the bypass passage mechanism (30) is constituted by the rotation side opening (31) and the fixed side opening (32).
前記回転側配管は前記内側固定配管(22)に対して回転可能に嵌合する内側回転配管(26)であり、
前記内側固定配管(22)により前記出口部が構成され、
前記内側回転配管(26)の外周側に所定間隔を隔てて外側固定配管(23)が配置され、
前記外側固定配管(23)に前記入口部(25)が構成されることを特徴とする請求項2に記載の空調装置。 The fixed side pipe is an inner side fixed pipe (22),
The rotation side pipe is an inner rotation pipe (26) that is rotatably fitted to the inner fixed pipe (22),
The outlet portion is constituted by the inner fixed pipe (22),
An outer fixed pipe (23) is arranged at a predetermined interval on the outer peripheral side of the inner rotary pipe (26),
The air conditioner according to claim 2, wherein the inlet portion (25) is formed in the outer fixed pipe (23).
前記加熱用熱交換器(15)には、車載の熱源機器により加熱された温水が前記熱源流体として循環するようになっており、
前記加熱用熱交換器(15)の回転位置により温度調整された空気が車室内へ吹き出すことを特徴とする車両用空調装置。 The air conditioner according to any one of claims 1 to 4 is configured for a vehicle,
In the heating heat exchanger (15), hot water heated by an in-vehicle heat source device is circulated as the heat source fluid,
A vehicle air conditioner characterized in that air whose temperature has been adjusted by the rotational position of the heat exchanger (15) blows out into the passenger compartment.
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