JPH09309320A - 空調ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブロワからの空気吹出方向と熱交換器の上流
側面とがほぼ直交するように配置された場合に、熱交換
器のブロワ側と反ブロワ側との風量乃至風速分布の不均
衡を許容しつつ、熱交換器を通過し吹き出される空気の
温度の差異を防止する。 【解決手段】 ブロワ２からの空気吹出方向に対し、温
調部９内に収納されたエバポレータ１１の上流側面が略
直交するように配置されている。そして、このエバポレ
ータ１１は、反ブロワ側に位置するタンク群I とII、及
びブロワ側に位置するタンク群III とIVとは熱交換通路
１６により連通している共に、タンク群IIとタンク群II
I とも開口部により連通しているが、タンク群I とタン
ク群IVとは盲タンクにより非連通とすることで４パス構
造とし、熱交換媒体がタンク群I に流入し、タンク群IV
から流出させる。これにより、エバポレータ１１の風圧
の大きい反ブロワ側の方がブロワ側よりも熱交換能力が
高められる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば車両等に
用いられる空調ユニットであって、特にブロワからの空
気吐出方向と、熱交換器の上流側面とがほぼ直交するよ
うに配置されたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年において、車両等に用いられる空調
ユニットの小型化を図るために、実開平６−７１２２２
号公報に示される様に、ケース１４内に少なくともエバ
ポレータ１５とヒータコア１６とが隣接して収納すると
共に前記エバポレータ１５の上流側にスペースを設け、
このスペースにブロワユニットから送られてきた空気が
流入するように、ケースの側部側にブロワユニットから
延びるダクトと接続する嵌合口９を有する温調ユニット
を採用する場合が多くなっている。

【０００３】そして、上記の様な構成の温調ユニットに
対し、ブロワユニットをダクトを介して接続した場合に
は、図５（ａ）に示される様に、ブロワユニット１００
の吹出口１０１の向きが温調ユニット１０２に収納され
たエバポレータ１０３の上流側面に対し略直交したもの
となっていた。

【０００４】これにより、ブロワユニット１００の吹出
口１０１から吹き出された空気は、図５（ａ）に示され
る様に、エバポレータ１０３のブロワユニット側（図面
上Ｌ側）よりも、反ブロワユニット側（図面上Ｒ側）の
方へより多く流れ込むこととなり、風量に不均等が生ず
る。また、図５（ｂ）で示されるエバポレータ前側の空
気の圧力の相違から判るように、ブロワユニット側（Ｌ
側）よりも反ブロワユニット側（Ｒ側）の方が風速も大
きくなり、風圧分布に不均等が生ずる。

【０００５】よって、エバポレータ１０３のブロワユニ
ット側（Ｌ側）と反ブロワユニット側（Ｒ側）とでは、
熱交換能力に差異を生じ、通過する部位によって空気の
冷却される温度が相違するので、車室内に吹き出す空気
の温調を正確に行うことができないという不具合を生じ
ていた。

【０００６】上記不具合を解決する手法としては、図６
（ａ）に示される様に、空調ユニットに対し、ブロワユ
ニット１００からエバポレータ１０３に流れる空気の通
風路１０４の途中部位を階段状にして渦を発生させるこ
とで、エバポレータ１０３に流れる空気の風量及び風速
分布を均等化することが考えられる。

【０００７】また、上記不具合を解決する手法として
は、図７（ａ）に示される様に、空調ユニットに対し、
ブロワユニット１００の吹出口１０１とエバポレータ１
０３の上流側面との角度を緩和して、できるだけ吹出口
１０１とエバポレータ１０３の上流側面とを対向させる
ことで、エバポレータ１０３に流れる空気の風量及び風
速分布を均等化することが考えられる。

【０００８】尚、図５乃至図７中、１０４はヒータコ
ア、１０５は吹出モード切換装置である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先述の
空調ユニットの構造では、図６（ｂ）のエバポレータ前
側の空気の圧力の相違で判る様に、図５（ａ）及び
（ｂ）に示される空調ユニットよりは、ブロワユニット
側（Ｌ側）と反ブロワユニット側（Ｒ側）との風量及び
風速分布の不均等を是正することができるが、完全に均
等化することはない。しかも、通風路を階段状とするこ
とにより、通気抵抗が増加すると共に、騒音が生ずると
いう新たな不具合も生ずることとなる。

【００１０】また、後述の空調ユニットの構造でも、図
７（ｂ）のエバポレータ前側の空気の圧力の相違で判る
様に、エバポレータのブロワユニット側（Ｌ側）と反ブ
ロワユニット側（Ｒ側）との風量及び風速分布を完全に
均等化することはない。しかも、できるだけ吹出口とエ
バポレータの上流側面とを対向させようとするので、空
調ユニットが大型化し、初期の空調ユニットの小型化と
いう目的に反することとなる。

【００１１】以上のことから鑑みるに、温調ユニットの
エバポレータ上流側のスペースに側方からブロワユニッ
トより延びるダクトを接続する構造の空調ユニットにお
いては、エバポレータのブロワユニット側（Ｌ側）と反
ブロワユニット側（Ｒ側）との風量及び風速分布を完全
に均等化することは極めて困難であり、風量及び風速分
布の不均等をある程度許容せざるを得ないと思われる。

【００１２】そこで、この発明は、ブロワからの空気吐
出方向と熱交換器の上流側面とがほぼ直交するように配
置された場合に、熱交換器のブロワ側と反ブロワ側との
風量又は風速分布に不均等があっても、熱交換器を通過
し、吹き出される空気の温度に差異が生ずることを防止
した空調ユニットを提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】しかして、この発明に係
る空調ユニットは、空気を車室内外から導入して下流側
に吐出するブロワと、前記ブロワより吐出された空気を
取り入れて少なくとも熱交換器により熱交換することに
より温調した後、車室内に吹き出す温調部とを備え、前
記ブロワと温調部とは、前記ブロワからの空気吐出方向
と、前記熱交換器の上流側面とがほぼ直交するように配
置される空調ユニットにおいて、前記熱交換器は、複数
の画室に区切られたタンクと各タンクの画室間を連通す
る熱交換媒体通路とを備えることにより、外方から流入
した熱交換媒体がタンクの各画室及び熱交換媒体通路を
流れた後外方に流出可能としたもので、少なくとも熱交
換媒体が外方に流出されるタンクの画室をブロワ側に、
熱交換媒体が外方より流入されるタンクの画室をブロワ
と反対側になるように設置されたものとなっている（請
求項１）。

【００１４】上記熱交換器は、ブロワより吐出された空
気を最初に熱交換するものであれば良く、通常の空調ユ
ニットの配置ではエバポレータが該当する。そして、熱
交換媒体である冷媒が外方に流出されるタンクの画室側
よりも熱交換媒体が外方から流入されるタンクの画室側
の方が、熱交換媒体通路を通過した時間が短く、あまり
液冷媒がガス化されていないので、相対的に熱交換媒体
の温度は低くなっている。

【００１５】これにより、熱交換器のブロワ側よりもブ
ロワとの反対側の方が風量が多く、また風速が大きい場
合であっても、熱交換器のブロワと反対側の方が熱交換
器のブロワ側よりも熱交換媒体の熱交換能力に優れてい
るので、実質的にブロワ側を通過する空気とブロワと反
対側を通過する空気との温度差は解消される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面により説明する。

【００１７】図１乃至図４において、この発明に係る車
両等に用いられる空調ユニット１を構成するブロワ２と
温調部９とが示されている。このうち、ブロワ２は、内
外気切換装置３とファン６とをケーシング７に収納した
ものとなっている。

【００１８】そして、内外気切換装置３は、車室内と連
通する内気導入口４と、車室外と連通する外気導入口５
とが形成されると共に、図示しないインテークドアの開
度を調整することにより、後述するエバポレータ１１側
に送られる空気を内気と外気とに適宜選択できるように
なっている。

【００１９】また、ファン６は、前記内外気切換装置３
の直下に配置されたもので、このファン６には例えばシ
ロッコファン等が用いられると共に、ファン６のモータ
には例えばブラシレスモータ等が用いられている。

【００２０】そして、ブロワ２のケーシング７には、フ
ァン６により吸引された空気をエバポレータ１１側に吐
出するための吐出口８が開口している。

【００２１】温調部９には、ケーシング１０内に、エバ
ポレータ１１、ヒータコア１２、吹出モード切換装置１
３とが収納されている。

【００２２】このうち、エバポレータ１１は、最上流側
に配置されるもので、図示しないエクスパンジョンバル
ブ、コンデンサ、コンプレッサと配管結合されて、熱交
換媒体循環サイクルを構成しており、前記ブロワ２から
導入された空気を冷却するようになっている。

【００２３】また、ヒータコア１２は、エバポレータ１
１の後方に近接して配置されており、エバポレータ１１
により冷却された空気を加熱するようになっている。
尚、エバポレータ１１とヒータコア１２との間には、図
示しないがエアミックスドアが設けられて、ヒータコア
１２により加熱される空気とヒータコア１２をバイパス
する空気との割合を調整している。

【００２４】そして、吹出モード切換装置１３は、ヒー
タコア１２よりも更に下流側、即ち最下流側に配置され
たもので、前記ヒータコア１２により加熱された空気と
バイパスした空気とを混合した温調空気を、図示しない
吹出ドアにより適宜選択して所望の吹出口から車室内に
吹き出すことができるようになっている。

【００２５】ところで、このブロワ２内に収納されたフ
ァン６から吹き出される空気の方向（図１の矢印方向）
と、温調部１０内に収納されたエバポレータ１１の上流
側面の向きとは、図１で示される様に略直交したものと
なっており、このためファン６から吹き出された空気を
エバポレータ１１に送り込める様に、一方がブロワ２の
吐出口８と接続すると共に、その側方が温調部１０の上
流側と連通した通風路１４が設置されている。

【００２６】そして、この通風路１４は、吐出口８から
吹き出された空気をエパポレータ１１側に導きやすくす
るために、エバポレータ１１と反対側に位置する側壁１
４ａが、ブロワ２の吐出口８側から吐出口８の反対側に
かけて、エバポレータ１１側に傾斜したものとなってい
る。

【００２７】しかしながら、例えば、エバポレータ１１
前の圧力は、エバポレータ１１のブロワ側を通過する空
気の圧力を１００％とした場合、図２のＡとして示され
る領域では１０２％、Ｂとして示される領域では１０５
％、Ｃとして示される領域では１０９％、Ｄとして示さ
れる領域では１１２％、Ｅとして示される領域では１１
６％というようなっており、この結果として、ブロワ２
より遠方側の方が風量が多く、風速も大きくなってい
る。

【００２８】これに対し、エバポレータ１１は、図１に
示される様に、タンクが４つの画室、即ちタンク群I 乃
至IVに区画されていると共に、ブロワの反対側に位置す
るタンク群I とII、ブロワ側に位置するタンク群III と
IV、そしてタンク群IIとIIIは、各々連通するが、タン
ク群I とタンク群IVが非連通となっている。この様にタ
ンクが区画されるには、エバポレータ１１は、例えば、
図３（ａ）及び（ｂ）に示される様な構成をなす必要が
ある。このエバポレータ１１の構成について、図３
（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。

【００２９】当該エバポレータ１１は、例えば、チュー
ブエレメント１９，２０をコルゲート状のフイン２１を
介して積層し、積層方向の両端にエンドプレート２２，
２２を配すると共に、チューブエレメント１９の積層方
向途中において入口部１５と出口部１７とが配設された
ものとなっている。

【００３０】そして、チューブエレメント１９は、略矩
形状で、２枚の成形プレート２３，２３を最中合わせに
接合して構成され、その一端側に各々独立したタンク２
４，２５が形成されていると共に、このタンク２４，２
５が形成された一端側から他端側に向けて該タンク２
４，２５に通ずる略Ｕ字状の熱交換媒体通路１６が形成
されている。そして、タンク２４，２５には、図示しな
いが、両側壁に開口部が形成され、隣合うチューブエレ
メント１９のタンク２４と２４、及びタンク２５と２５
とが連通するようになっている。

【００３１】また、チューブエレメント２０は、その基
本形態においてチューブエレメント１９と異ならない
が、タンクの構造が異なっている。即ち、前記タンク２
４の代わりに、入口部１５側の開口部を盲板により閉塞
することにより又は開口部自体を形成しないことにより
成る盲タンク２６が用いられている。

【００３２】しかして、図３に示されるエバポレータ１
１は、タンク２４乃至２６とタンク２５とを独立したも
のとし、且つタンク２４，２４間又はタンク２５，２５
間は開口部にて連通しているが、タンク２６が隣合う入
口部１５側のタンク２４と連通しないものとすることに
より、複数の画室、即ちタンク群I 乃至IVが形成されて
いる共に、タンク２４乃至２６とタンク２５とが熱交換
媒体通路１６を介して連通したものとなっている。

【００３３】以上の構成によれば、図４に示される様
に、入口部１５がブロワの反対側、出口部１７がブロワ
側となる向きに設置した場合には、熱交換媒体は、まず
入口部１５からタンク群I に流入された後、熱交換媒体
通路１６を通ってその下流側のタンク群IIに流れ、次ぎ
に、タンク群IIからブロワ側のタンク群III に流れ、更
に、タンク群III から熱交換媒体通路１６を通ってその
上流側のタンク群IVに流入した後、タンク群IVから出口
部１７より流出する４パスのフローが形成される。

【００３４】そして、熱交換媒体が出口部１７より流出
されるタンク群IV及びかかるタンク群IVと熱交換媒体通
路１６を介して連通するタンク群III よりも、入口部１
５より流入されるタンク群I 及びかかるタンク群I と熱
交換媒体通路１６を介して連通するタンク群IIの方が、
熱交換媒体通路１６を通過した時間が短く、あまり液冷
媒がガス化されていないので、例えばタンク群IV側が摂
氏４度から５度であるのに対しタンク群I 側が摂氏０度
というように、比較的熱交換媒体の温度は低くなってい
る。

【００３５】しかして、図２に示される様に、エバポレ
ータ１１のブロワ側よりもブロワの反対側を通過する空
気の風量が多く、また風速が大きい場合であっても、ブ
ロワ側よりもブロワの反対側の方が熱交換能力が高くな
るので、相対的にエバポレータ１１のブロワ側を通過し
た空気とブロワの反対側を通過した空気との温度を等し
くすることができる。

【００３６】尚、上記エバポレータ１１の説明におい
て、積層方向の途中に出入口パイプ１５，１８を配設と
して説明してきたが、必ずしもこれに限定されず、エン
ドプレート２３側に出入口部１５，１８を設けると共
に、入口部１５とタンク群I とは直接連通しているが、
タンク群IVと出口部とは連通パイプを介して連通する構
造としても良い。

【００３７】また、タンクをチューブエレメントの長手
方向の片側だけに形成するものだけでなく、両側にタン
クを形成するものであっても良い。更に、チューブエレ
メントとタンクとを別体に構成してチューブエレメント
の先端部をタンクの孔に挿入する構造とすると共に、タ
ンクを仕切り板により仕切ることで、複数の画室に仕切
るようにしても良い。

【００３８】そして、熱交換器がエバポレータの場合に
は、ブロワ側よりブロワ側の反対側の方が熱交換媒体の
温度が低くなるフローであれば良く、またヒータコアの
場合には、ブロワ側よりブロワ側の反対側の方が熱交換
媒体の温度が低くなるフローであれば良いもので、必ず
しも上述するような４パスのフローでなくても良い。

【００３９】

【発明の効果】以上の様に、請求項１に記載の空調ユニ
ットによれば、ブロワからの空気吐出方向と、熱交換器
の上流側面とがほぼ直交するように配置されることによ
り、熱交換器のブロワ側とブロワの反対側とで風量又は
風速分布が不均等であっても、熱交換器のブロワの反対
側の方が熱交換器のブロワ側よりも熱交換能力に優れて
いるので、実質的に、熱交換器のブロワ側とブロワと反
対側とを通過する空気の温度に差異が生じないため、車
室内に吹き出す空気の温調を正確に行うことが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明に係る空調ユニットの全体構
成を上方から示した平面図である。

【図２】図２は、上記空調ユニットのエバポレータの前
面側における空気の圧力分布を示した平面図である。

【図３】図３（ａ）は、上記空調ユニットに用いられる
エバポレータの構成を示す正面図、図３（ｂ）は同上の
エバポレータの底面図である。

【図４】図４は、上記空調ユニットに用いられるエバポ
レータの熱交換媒体のフローを示す斜視図である。

【図５】図５（ａ）は、ブロワからの空気吐出方向と、
熱交換器の上流側面とがほぼ直交するように配置された
場合の従来の空調ユニットの構成を示す平面図で、図４
（ｂ）は、この空調ユニットに備えられたエバポレータ
前側の空気の圧力を示した特性線図である。

【図６】図６（ａ）は、図５に示されるの従来の空調ユ
ニットに対し通風路を階段状に改良した場合の空調ユニ
ットの構成を示す平面図で、図６（ｂ）は、この空調ユ
ニットに備えられたエバポレータ前側の空気の圧力を示
した特性線図である。

【図７】図７（ａ）は、図５に示される従来の空調ユニ
ットに対しブロワからの吐出空気の方向とエバポレータ
の上流側面とが対向するように改良した場合の空調ユニ
ットの構成を示す平面図で、図７（ｂ）は、この空調ユ
ニットに備えられたエバポレータ前側の空気の圧力を示
した特性線図である。

【符号の説明】

１ 空調ユニット ２ ブロワ ９ 温調部 １１ エバポレータ（熱交換器） １４ 通風路 １５ 入口部 １６ 熱交換媒体通路 １７ 出口部 ２４ タンク ２５ タンク ２６ 盲タンク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 空気を車室内外から導入して下流側に吐
   出するブロワと、前記ブロワより吐出された空気を取り
   入れて少なくとも熱交換器により熱交換することにより
   温調した後、車室内に吹き出す温調部とを備え、 前記ブロワと温調部とは、前記ブロワからの空気吐出方
   向と、前記熱交換器の上流側面とがほぼ直交するように
   配置される空調ユニットにおいて、 前記熱交換器は、複数の画室に区切られたタンクと各タ
   ンクの画室間を連通する熱交換媒体通路とを備えること
   により、外方から流入した熱交換媒体がタンクの各画室
   及び熱交換媒体通路を流れた後外方に流出可能としたも
   ので、少なくとも熱交換媒体が外方に流出されるタンク
   の画室をブロワ側に、熱交換媒体が外方より流入される
   タンクの画室をブロワと反対側になるように設置される
   ことを特徴とする空調ユニット。