JP6215456B2 - 二元流れ構造及び冷気の分配器を有する自動車のための空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、乗員用区画室における空気を加熱、換気及び冷却するための手段を含む自動車用空気調和装置に関し、特に乗員用区画室における温度を制御し且つその窓の霜取りをすることに関する。

このような装置は、一般に、これが備えられた車両のフロントシートとダッシュボードとの間に設置されている。この装置は、複数の空気導入口と複数の空気排出口とを有する内側囲い部を画成するケーシングを含んでおり、この囲い部は、空気を冷却するためのエバポレータと空気を加熱するためのラジエータとを取り囲んでいる。

また、フラップ及び他の調節可能なシャッター手段といった種々のシステムが、エバポレータ内、ラジエータ内、及び空気導入口ならびに空気排出口内の空気の流量を調節するために設けられ、処理された空気の温度を制御するようになっている。

このような装置は、二元式の空気流れタイプである点、すなわち、いわゆる上部側空気流れが、囲い部の上部に配置された導入口及び排出口を介して流入及び流出し、いわゆる下部側空気流れが、囲い部の下部に配置された導入口及び排出口を介して流入及び流出するという点で有利である。

二つの別個の送風システムは、上部側流れがエバポレータ及びラジエータの上部を通過し、下部側流れが同エバポレータ及びラジエータの下部を通過するように、独立した態様で上部側流れ及び下部側流れを循環させる。

上部側流れは、例えば、乗員用区画室の上部における温度を制御することを可能とするとともに車両の窓の曇りをとることを可能とし、一方で、下部側流れは、例えば、乗員用区画室の下部における温度を制御することを可能とする。

このようなシステムでは、上部側流れが、ラジエータ及びエバポレータを構成する熱交換器の上側半分を通過し、下部側流れが、これら交換器の下側半分を通過する。この状態は、流れが機能しなくなった場合に不利であることを意味する、すなわち、この場合、残余の流れの加熱能力又は冷却能力が、交換器が供給可能な加熱能力又は冷却能力の半分に制限される。

本発明の目的は、この欠点を軽減する手法を提供することである。

この目的のために、本発明は、自動車用空気調和装置であって、第１の空気流れと第２の空気流れとを平行に通過させることが意図されたエバポレータ又はラジエータのタイプの熱交換器を取り囲む囲い部を含み、この装置は、交換器の上流側に、該交換器を通過する前記第１の空気流れと前記第２の空気流れの各流路部分のサイズを調節するための分配器を含み、この分配器は、第１の流れと第２の流れを通過させることが意図された前記熱交換器の面内に一体的に開口する複数の別個の平行流路を一体に有するダクトと、このダクトの前記流路の導入口の上流側、及び、第１の流れと第２の流れの供給通路の下流側に取り付けられた分配フラップと、を含み、このフラップの向きが、交換器に向けて第１の流れを搬送する流路の数及び交換器に向けて第２の流れを搬送する流路の数を決定する、自動車用空気調和装置で構成される。

フラップが傾斜したとき、流れの一つが通過する交換器の部分の面積が、他の流れが通過する交換器の部分の面積よりも顕著に大きくなる。これにより、本発明は、第１の流れ及び第２の流れへの加熱又は冷却能力の分配を調整することが可能となり、その流量が、分離した追加的な手段によって制御され得る。

また、本発明は上記に規定された装置に関し、フラップが、前記第１の空気流れの供給通路の閉鎖位置と前記第２の空気流れの供給通路の閉鎖位置に対応する二つの各端部位置の間で可動となっている装置に関する。

また、本発明は上記に規定された装置に関し、前記分配フラップが、長方形の輪郭を有する壁部の形態をとり、長方形の輪郭の一方の側に一致する軸を中心に回転するように取り付けられており、前記フラップの回転軸は、第１の流れの供給通路と第２の流れの供給通路との中間に配置されている装置に関する。

また、本発明は上記に規定された装置に関し、前記ダクトは、四つの流路を含む装置に関する。

また、本発明は上記に規定された装置に関し、分配器が、エバポレータの上流側に取り付けられている装置に関する。

また、本発明は上記に規定された装置に関し、当該装置は、の下流側に配置されている装置に関する。

図１は、本発明にかかる空気調和装置の横断面図である。 図２は、上部側流れと下部側流れとの均一分配の態様における本発明にかかる装置のダクトの概略図である。 図３は、単一の上部側流れによる操作態様における本発明にかかる装置の別の概略図である。 図４は、上部側流れを有利にする分配態様における本発明にかかる装置の別の概略図である。 図５は、下部側流れを有利にする分配態様における本発明にかかる装置の別の概略図である。 図６は、単一の下部側流れによる操作態様における本発明にかかる装置の別の概略図である。

本発明の基本的な概念は、二つの空気流れの下流側で、及び熱交換器内で開口する複数の流路を有するダクトの全体に向けられ得て、フラップの向きが、交換器に向けて第１の流れを搬送する流路の数と、交換器に向けて第２の流れを搬送する流路の数とを決定するフラップを提供することである。

以下の例では、本発明が、下部側流れである第１の流れと上部側流れである第２の流れを含む二元流れ式空気調和装置において使用されている。

各図に示される本発明による調和装置１は、空気を冷却するためのエバポレータ３とそれを加熱するためのラジエータ４を取り囲む内側囲み部を画成するケーシング２を含んでいる。

このケーシングは、エバポレータ３の上流側にダクト５を有し、ダクト５は、互いに平行に延び且つエバポレータ３の上流面内に開口する四つの連続した内側流路５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄを含んでおり、このエバポレータ３の全てに冷却されるべき空気を供給するべく、この上流面の全体を覆うようになっている。

下部側空気流れは、二つの下部側流路５Ａ及び５Ｂに対向する、ダクト５の上流側に配置された下部側供給通路６によって、供給される。導入口６を介して許容される下部側流れの空気は、囲い体２の下部側排出口７を介して放出される前にエバポレータ３及びラジエータ４を通過するように、ダクト５の流路によってエバポレータ３及びラジエータ４に向けて搬送され、図示されないファンによって循環される。

上部側流れの循環は、図示されない他のファンによってなされ、ファンは、他の二つの流路、すなわち上部側流路５Ｃ及び５Ｄと対向するダクト５の上流側に配置された上部側供給通路９に空気を提供する。供給９によって供給されたこの上部側流れは、ケーシングの頂部側凹部１１に到達する前にエバポレータ３及びラジエータ４を通過するために、エバポレータ３及びラジエータ４に向けてダクト５の流路によって搬送される。

ラジエータ４及びエバポレータ３は、平行六面体形状であり、装置が所定の位置にある場合に、一方が他方の前で多少垂直に延びており、車両の前進移動の方向に関して最も前方の要素がラジエータとなっている。上部側及び下部側空気流れは、これらの要素を連続的に通過するとき、水平な経路を流れる。頂部側凹部１１は、三つの上部側排出口１２，１３，１４を含み、頂部側凹部１１に導入された上部側流れの空気は、これら排出口１２，１３，１４を介して放出される。

各図に示されるように、ダクト５は、エバポレータ３及びラジエータ４を連続的に通過する流れの方向に関して、横方向に延びている。ダクト５は、略平行六面体形状を有しており、二つの大きい方の面が、エバポレータ３の上流面に直接的に開口している。二つの小さい方の面の一つが、連続的となる下部側供給通路６及び上部側供給通路９内に開口する、このダクトの導入口に対応しており、この導入口は、下部側流れ及び上部側流れの分配のための領域も構成している。

流路５Ａ〜５Ｄは、同じサイズの四つの連続した長方形状横断面を画成するために、規則的に配置された平坦状の平行内側仕切り部１７によって、画成されている。各流路は、エバポレータ３の上流面に向けて、その長さを貫通している。

下部側供給通路６は、ダクト５の下部側流路５Ａ及び５Ｂの導入口に対向して配置されており、上部側通路９は、上部側流路５Ｃ及び５Ｄの導入口に対向して配置されている。分配フラップ１８は、通路６及び９と流路５Ａ〜５Ｄの導入口との間に取り付けられ、このフラップ１８の向きは、下部側流れが導入される流路の数、及び、上部側流れが導入される流路の数を決定するようになっている。

このフラップの一般的な形状は、このフラップが０傾斜を有するとき、いわゆる図２のような中間位置を占めるとき、中央内側仕切り部１７、すなわち流路５Ｂ及び５Ｃを分離する内側仕切り部に沿って延びる長方形状の輪郭を有する壁の形状である。

分配フラップが中間位置にある状態においては、下部側通路６を介して許容された空気が、流路５Ａ及び５Ｂによって搬送され、下部側排出口７を介して排出される前に、エバポレータ３及びラジエータ４の下部を通過するようになっている。上部側通路９を介して許容された空気は、上部側排出口を介して放出される頂部側凹部に進入する前に、エバポレータ３及びラジエータ４の上部を通過するために、流路５Ｃ及び５Ｄにおいて循環する。

補足的な手法において、図１に示されるように、装置は、中間領域１６を上部と上部とラジエータ４の下流側に配置された排出フラップとに分ける壁部１９を設けられる。

図１及び図２の形態において、壁部１９及び排出フラップ２１は、分配フラップ１８のように、それらの中間位置を占めており、下部側流れ及び上部側流れは、同じ流量をもち、同じ面積を有するエバポレータ３の断面を通過する。また、それらは、同じ面積を有するラジエータ４の断面を通過する。

長方形状の壁部の形態をとる分配フラップ１８は、その輪郭の両側のうちの一方に対応する軸であって、その固定された端部に対応する軸を中心に回転するように取り付けられている。この回転軸は、その中間位置を占めるときのフラップ１８によって延ばされた中間仕切り部１７に平行に延びており、フラップの幅に対応する距離だけ、その仕切り部の上流側端から離されている。

これらの状況下では、中間位置に位置されたフラップ１８の可動端が、中間仕切り部１７の上流側端に隣接する。分配フラップ１８は、下部側及び／又は上部側流れのための対応するファンの下流側に配置されている。また、他の二つの仕切り部の上流側端は、フラップの幅に対応するフラップの回転軸から距離をおいて配置されている。したがって、このフラップは、他の二つの仕切り部１７のそれぞれの上流側端にその可動端が隣接する、二つの他の位置を占めることができる。

また、分配フラップ１８の幅は、下部側通路６の高さ及び上部側通路９の高さに実質的に対応しており、分配フラップ１８は、これら通路を閉鎖する二つの端部位置を占めることができる。

下部側流れが閉鎖された状況では、例えば対応するファンを切断することにより、フラップ１８は、図３に示されるように、下部側通路６を閉鎖するように可能な限り下げられる。上部側通路９を介して許容された空気の全ては、次に四つの流路５Ａ〜５Ｄによってラジエータに向けて搬送され、このことは、上流側流れが、エバポレータ３及びラジエータ４の加熱又は冷却能力の全ての恩恵を受けることを可能とする。

中間位置では、例えば下部側流れを発生させるファンへの電気的エネルギーの供給を減少させることによって、下部側流れが減少させられて、分配フラップ１８は、流路５Ａ及び５Ｂを分離する下部側仕切り部１７をその可動端が延びる位置を占めるように、下げられる。

この場合、下部側流れは、流路５Ａによって全体的に搬送され、高い流量を有する上部側流れは、三つの流路５Ｂ〜５Ｄによってエバポレータ３に向けて搬送される。対応する手法においては、可動仕切り部１９及び排出フラップ２１が、次に、分配フラップのそれらに対応する位置を占め、それらの各中間位置に対して部分的に下げられる。

具体的に、この形態では、下部側流れはエバポレータ３の断面の１／４を通過し、上部側流れがその断面の３／４を通過する。

逆に、分配フラップ１８は、図５のように、その可動端が、流路５Ｃ及び５Ｄを分離する仕切り部１７の高さ位置に配置されて、そこを延びる傾斜を占めることができる。これは、三つの流路５Ａ〜５Ｃによって下部側流れが搬送される状況に対応する一方で、上部側流れは、流路５Ｄのみによって交換器３に向けて搬送される。

再度、可動仕切り部１９及び排出フラップ２１は、それらの各中間位置に配置されている、フラップの位置に対応している。一般的に言うと、可動仕切り部１９は、ダクト５の内側仕切り部に類似する態様で、中間領域１６を四つの分離した平行流路に分割するために、三つの平行な固定された仕切り部によって、置換されてもよい。

極端なものでは、フラップ１８は、図６のように、四つの流路５Ａ〜５Ｄによって搬送されるべき下部側流路のために上部側通路９を閉鎖するべく、完全に起き上がった位置を占めており、これは、上部側流れが止められて、且つ、下部側流れが、エバポレータ３及びラジエータ４の断面全体を通過することによってこれらの加熱又は冷却能力の全ての恩恵を受けることに対応している。

Claims (4)

1. 自動車用空気調和装置（１）であって、
   第１の空気流れと第２の空気流れとを平行に通過させることが意図されたエバポレータタイプ（３）又はラジエータタイプ（４）の熱交換器（３，４）を取り囲む囲い部（２）を含み、
   この装置は、交換器（３，４）の上流側に、該交換器（３，４）を通過する前記第１の空気流れと前記第２の空気流れの各流路部分のサイズを調節するための分配器を含み、
   この分配器は、第１の流れと第２の流れを通過させることが意図された前記熱交換器（３，４）の面内に一体的に開口する複数の別個の平行流路（５Ａ−５Ｄ）を一体に有するダクト（５）と、このダクトの前記平行流路の導入口の上流側、及び、第１の流れと第２の流れの供給通路の下流側に取り付けられた分配フラップ（１８）と、を含み、このフラップ（１８）は、複数の前記平行流路に対して１つ設けられ、このフラップ（１８）の向きが、前記交換器（３，４）に向けて第１の流れを搬送する前記平行流路の数及び前記交換器（３，４）に向けて第２の流れを搬送する前記平行流路の数を決定し、
   前記フラップ（１８）が、前記第１の空気流れの供給通路の閉鎖位置と前記第２の空気流れの供給通路の閉鎖位置に対応する二つの各端部位置の間で可動となっており、
   前記フラップ（１８）が前記第１の空気流れの供給通路の閉鎖位置に対応する端部位置にあるとき、複数の前記平行流路の全てが第２の流れを搬送し、前記フラップ（１８）が前記第２の空気流れの供給通路の閉鎖位置に対応する端部位置にあるとき、複数の前記平行流路の全てが第１の流れを搬送する、自動車用空気調和装置。
2. 前記分配フラップ（１８）が、長方形の輪郭を有する壁部の形態をとり、長方形の輪郭の一方の側に一致する軸を中心に回転するように取り付けられており、前記フラップの回転軸は、第１の流れの供給通路と第２の流れの供給通路との中間に配置されている、請求項１に記載の自動車用空気調和装置。
3. 前記ダクトは、四つの流路（５Ａ−５Ｄ）を含む、請求項１又は２に記載の自動車用空気調和装置。
4. 前記分配器が、エバポレータ（３）の上流側に取り付けられている、請求項１乃至３のいずれかに記載の自動車用空気調和装置。

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