JP5949427B2 - 空調装置 - Google Patents

Description

本発明は、送風機の空気流れ下流側に熱交換器が配置された空調装置に関するものである。

従来の車両用空調装置（例えば、特許文献１参照）は、冷房用の熱交換器における空気流入面とケースとの間に通風路が形成され、送風機から送風された空気は、熱交換器の側方から通風路に流入し、通風路内で車両左右方向に流れつつ車両後方側に流れ向きが変えられて熱交換器に流入するようになっている。

この場合、熱交換器に流入する空気の速度は、熱交換器のうち通風路の入口部に近い領域では低くなり、熱交換器のうち通風路の入口部から遠い領域では高くなり、風速分布の不均一が発生する。

そこで、ケースにおける熱交換器の空気流入面に対向する壁面に風向ガイド部を設け、この風向ガイド部によって、熱交換器のうち通風路の入口部に近い領域への空気流れの方向転換を促進して、熱交換器に流入する空気の風速分布を車両左右方向において均一化するようにしている。

特開２００７−３３３３１２号公報

しかしながら、従来の空調装置は、通風路に流入する際の風速分布が上下方向で不均一になることがあり、その場合には、熱交換器に流入する空気の風速分布が上下方向で不均一になってしまう。

本発明は上記点に鑑みて、熱交換器における各部位の風速分布の均一化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空気が流れる空気通路（１）を形成するケース（２）と、空気流を発生させて空気通路に送風する送風機（３）と、空気通路における送風機の空気流れ下流側に配置されて、空気と熱交換媒体との間で熱交換を行う熱交換器（４）とを備え、熱交換器における空気流入面（４０）とケースにおける空気流入面に対向する対向壁面（２０）との間に、空気通路の一部をなす通風路（６、７、９）が形成され、通風路に流入した空気は、空気流入面に沿って流れた後に熱交換器に流入する空調装置において、空気流入面のうち空気流入面に沿う空気の流れ向きと略平行な方向を空気流入面幅方向とし、空気流入面のうち空気流入面幅方向に対して直交する方向を空気流入面高さ方向としたとき、通風路は、空気流入面高さ方向に並列に配置された複数の通風路に分割され、複数の通風路は、通路形状が異なり、各々の通風路内に、空気流入面に沿う空気の流れ向きを熱交換器に流入する向きに変える風向ガイド部（２２、８１）が、空気流入面幅方向に沿って複数個配置され、風向ガイド部の空気流入面幅方向の位置、風向ガイド部の大きさ、および風向ガイド部の数のうち少なくとも１つが、各々の通風路で異なることを特徴とする。

これによると、空気流入面と対向壁面との間の空気通路を２つの通風路に分割した上で、各通風路の通路形状を最適化することにより、空気流入面と対向壁面との間の空気通路を分割しない場合よりも、熱交換器に流入する空気の風速分布をより均一にすることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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。

本発明の第１実施形態に係る空調装置における室内ユニットの構成を示す模式的な断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 第１実施形態の変形例を示す模式的な断面図である。 本発明の第２実施形態に係る空調装置における室内ユニットの構成を示す模式的な断面図である。 図５と異なる断面の構成を示す模式的な断面図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。

本実施形態の空調装置は、自動車に搭載されて車室内の空調を行うものであり、室内空調ユニットは、車室内前部の計器盤内側に配置される。

図１〜図３に示すように、空調装置の室内ユニットは、車室内に吹き出される空気が流れる空気通路１を形成するケース２を備え、このケース２の空気流れ上流部に送風機３が配置されている。

送風機３は、多数の翼部を円環状に配置した遠心ファンからなる送風ファン３０と、この送風ファン３０を回転駆動する電動モータ（図示せず）と、送風ファン３０を収容している渦巻き状のスクロールケース３１とを有する周知の構成である。そして、電動モータにて送風ファン３０を回転駆動することにより、空気通路１に空気流を発生させて、空気を車室に向けて送風するようになっている。

空気通路１において送風機３よりも空気流れ下流側には、蒸発器４が配置されている。この蒸発器４は、図示しない圧縮機、凝縮器、減圧手段とともに周知の冷凍サイクルを構成するもので、空気と熱交換媒体（冷媒）との間で熱交換を行って空気を冷却する。なお、蒸発器４は、本発明の熱交換器に相当する。

空気通路１において蒸発器４よりも空気流れ下流側には、ヒータコア５が配置されている。このヒータコア５は、空気と熱交換媒体（エンジン冷却水）との間で熱交換を行って空気を加熱する。

蒸発器４における空気流入面４０とケース２における空気流入面４０に対向する対向壁面２０との間に位置する空気通路１は、ケース２に一体に形成された仕切り板２１により２つの通風路６、７に分割されている。そして、各通風路６、７に流入した空気は、夫々の通風路６、７内を空気流入面４０や対向壁面２０に沿って流れた後に流れ向きを変えて蒸発器４に流入するようになっている。

ここで、空気流入面４０のうち空気流入面４０に沿う空気の流れ向きと略平行な方向を空気流入面幅方向Ｗとしたとき、仕切り板２１は、対向壁面２０から空気流入面４０に向かって突出するとともに、空気流入面幅方向Ｗに沿って延びている。なお、図２では、仕切り板２１の範囲を明瞭にするために、便宜的に仕切り板２１の範囲を斜線で示している。

また、空気流入面４０のうち空気流入面幅方向Ｗに対して直交する方向を空気流入面高さ方向Ｈとしたとき、通風路６、７は、空気流入面高さ方向Ｈに並列に配置されている。因みに、本実施形態では、通風路６、７は、天地方向に並列に配置されている。以下、上方の通風路６を第１通風路６といい、下方の通風路７を第２通風路７という。

対向壁面２０には、空気流入面４０に沿う空気の流れ向きを蒸発器４に流入する向きに変える風向ガイド部２２が、空気流入面幅方向Ｗに沿って複数個設けられている。この風向ガイド部２２は、空気流入面幅方向Ｗに対して略垂直である。また、送風機３に近い側（すなわち、空気流れ上流側）の風向ガイド部２２よりも、送風機３から遠い風向ガイド部２２の方が、空気流入面４０に近くなっている。さらに、風向ガイド部２２は、対向壁面２０を階段状に成形してケース２に一体に形成されている。

より詳細には、対向壁面２０のうち第１通風路６に臨む面には、空気流入面幅方向Ｗに沿って風向ガイド部２２が３個設けられ、対向壁面２０のうち第２通風路７に臨む面には、空気流入面幅方向Ｗに沿って風向ガイド部２２が４個設けられている。

また、第１通風路６の風向ガイド部２２と第２通風路７の風向ガイド部２２は、数が異なるのみでなく、大きさや、空気流入面幅方向Ｗの位置も異なっている。換言すると、第１通風路６と第２通風路７は、通路形状が異なっている。

そして、例えば空気流入面４０のうち第１通風路６に臨む面の面積と空気流入面４０のうち第２通風路７に臨む面の面積とが等しい場合には、第１通風路６を流れる空気の流量と第２通風路７を流れる空気の流量とが等しくなるように、第１通風路６の通路面積および第２通風路７の通路面積を設定している。

また、第１通風路６を通って蒸発器４に流入する空気の風速分布が均一になるように、第１通風路６の風向ガイド部２２の数や大きさや空気流入面幅方向Ｗの位置（すなわち第１通風路６の通路形状）を最適化している。

さらに、第２通風路７を通って蒸発器４に流入する空気の風速分布が均一になるように、第２通風路７の風向ガイド部２２の数や大きさや空気流入面幅方向Ｗの位置（すなわち第２通風路７の通路形状）を最適化している。

このように、空気流入面４０と対向壁面２０との間の空気通路１を２つの通風路６、７に分割した上で、各通風路６、７の通路形状を最適化することにより、空気流入面４０と対向壁面２０との間の空気通路１を分割しない場合よりも、蒸発器４に流入する空気の風速分布をより均一にすることができる。

なお、ケース２における対向壁面２０の部位は、一体に形成してもよいし、或いは、第１通風路６に臨む部位と第２通風路７に臨む部位とを分割して形成してもよい。後者の場合、ケース２の製造が容易になる。

また、仕切り板２１は、ケース２と別体に形成してもよい。

さらに、図４に示す変形例のように、仕切り板２１を２つ設けて、空気流入面４０と対向壁面２０との間の空気通路１を３つの通風路６、７、９に分割してもよい。これにより、蒸発器４に流入する空気の風速分布をより一層均一にすることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図５、図６に示すように、本実施形態では、ケース２と別体に形成されたガイド部材８を備えている。このガイド部材８は、空気流入面４０に沿う空気の流れ向きを蒸発器４に流入する向きに変える複数の風向ガイド部８１が、板部８２によって連結されている。

第１通風路６に配置されるガイド部材８には、空気流入面幅方向Ｗに沿って風向ガイド部２２が２個設けられ、第２通風路７に配置されるガイド部材８には、空気流入面幅方向Ｗに沿って風向ガイド部２２が３個設けられている。

また、第１通風路６に配置されるガイド部材８の風向ガイド部２２と、第２通風路７に配置されるガイド部材８の風向ガイド部２２は、数が異なるのみでなく、大きさや、空気流入面幅方向Ｗの位置も異なっており、これにより、第１通風路６と第２通風路７は通路形状が異なっている。

本実施形態によると、第１実施形態と同様に、蒸発器４に流入する空気の風速分布を均一にすることができる。

また、ケース２とガイド部材８は別体に形成されるため、ケース２の共通化が可能になる。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、第１通風路６の風向ガイド部２２における数や大きさや空気流入面幅方向Ｗの位置と、第２通風路７の風向ガイド部２２における数や大きさや空気流入面幅方向Ｗの位置を、全て異ならせたが、それらの数や大きさや空気流入面幅方向Ｗの位置のうち少なくとも１つを異ならせるようにしてもよい。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。

また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

１ 空気通路
２ ケース
３ 送風機
４ 蒸発器（熱交換器）
６ 通風路
７ 通風路
９ 通風路
２０ 対向壁面
４０ 空気流入面

Claims (3)

1. 空気が流れる空気通路（１）を形成するケース（２）と、
   空気流を発生させて前記空気通路に送風する送風機（３）と、
   前記空気通路における前記送風機の空気流れ下流側に配置されて、空気と熱交換媒体との間で熱交換を行う熱交換器（４）とを備え、
   前記熱交換器における空気流入面（４０）と前記ケースにおける前記空気流入面に対向する対向壁面（２０）との間に、前記空気通路の一部をなす通風路（６、７、９）が形成され、
   前記通風路に流入した空気は、前記空気流入面に沿って流れた後に前記熱交換器に流入する空調装置において、
   前記空気流入面のうち前記空気流入面に沿う空気の流れ向きと略平行な方向を空気流入面幅方向とし、前記空気流入面のうち前記空気流入面幅方向に対して直交する方向を空気流入面高さ方向としたとき、
   前記通風路は、前記空気流入面高さ方向に並列に配置された複数の通風路に分割され、
   前記複数の通風路は、通路形状が異なり、
   各々の前記通風路内に、前記空気流入面に沿う空気の流れ向きを前記熱交換器に流入する向きに変える風向ガイド部（２２、８１）が、前記空気流入面幅方向に沿って複数個配置され、
   前記風向ガイド部の前記空気流入面幅方向の位置、前記風向ガイド部の大きさ、および前記風向ガイド部の数のうち少なくとも１つが、各々の前記通風路で異なることを特徴とする空調装置。
2. 前記風向ガイド部（２２）は、前記ケースに一体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
3. 前記風向ガイド部（８１）を有するガイド部材（８）が前記ケースと別体に形成され、前記ガイド部材が前記通風路内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。

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