JPS6387306A - ヒ−タコア - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、ヒータコア、例えば、車両エンジンの冷却水
を被熱交換流体とし、その流量を調節することにより熱
交換流体の温度を制御するリヒート式空調装置のヒータ
コアに関するものである。

〔従来技術〕

従来から、この種のリヒート式空調装置においては、例
えば特開昭５９−１４５６１７号公報に開示されている
ように、ヒータコアの能力を制御するため、ヒータコア
に供給される被熱交換流体、例えば温水の流量を調節す
るウォータバルブが設けらけれている。また、ヒータコ
アを通過して流れてくる熱交換流体、例えば温風の通過
するヒータコアの部位の違いによる温度差を低減するた
めのヒータコアも提案されている。このヒータコアでは
被熱交換流体用のタンクは２つのタンク部分に仕切られ
ている。入口タンク部分に尋人された温水は、この入口
タンク部分に接続された複数の入口チューブを通して温
風の流れを横切る方向に中間タンクへ流される。そして
、中間タンクから入口チューブより温風流れの上流側に
設けられた複数の出口チューブを介して入ロヂューブ内
の温水の流れと逆方向に出口タンク部分へ向けて温水が
流される、いわゆるＵターン流路が設けられている。

〔問題点〕

しかし、このような構成のヒータコアにあっては、温水
とチューブ間を流れる空気との間の熱交換が行われるこ
とにより、被熱交換流体用タンクから離れたチューブ部
分を通過する温風と被熱交換流体用タンク近傍のチュー
ブ部分を通過する温風との温度差が大きくなる。特に、
ウォータバルブにより温水流量が微小にｉｌｌ限された
場合、この温度差が極めて大きくなり、快適な空調が望
めないという問題があった。

〔問題点解決のための手段〕

よって、本発明は、被熱交換流体の流量が制限された場
合でもヒータコアを通過する熱交換流体の部位による湿
度差が低減されるヒータコアを提供することを目的とす
る。

この目的を達成するため、本発明においては、入口チュ
ーブの被熱交換流体用タンク近傍のチューブ部分を通過
する熱交換流体の流れを選択的に遮断するダンパを設け
るという手段を講じている。

〔作用〕

本発明によれば、熱伝達率α。の大きい乱流状態で被熱
交換流体が流れる入口チューブの被熱交換流体用タンク
近傍のチューブ部分と熱交換した熱交換流体の流れ、す
なわち熱交換流体の流れの中の最も温度の高い部分の流
れを遮断することにより上述の問題が解消される。

本発明のその他の作用・効果等は、以下に添付図面を参
照して詳細に述べる実施例の説明からより明らかになる
であろう。

〔実施例〕

第１図および第２図には、自動車のリヒート式車室内空
調装置の通風流路Ｐ内に配設されたく一タコア１が示さ
れている。ヒータコア１は、自動車のエンジン冷却水、
すなわち４水を被熱交換流体として使用し、ファン装置
２により太い矢印の方向に通風流路Ｐ内を流れる熱交換
流体としての空気との間で熱交換を行う。熱交換される
空気は、あらかじめ空調装置のエバポレータ３により冷
やされており、ヒータコア１を通過する際に加熱される
。ウォータバルブ４の開度を調節することにより所望の
温度に加熱された空気は温風となって車室内に吹き出さ
れる。

ヒータコア１は、第１図および第３図に詳細に示される
ように、温水タンク１０と、この温水タンク１０を２つ
のタンク部分１１．１２に分ける仕切り壁１３とを備え
ている。入口タンク部分１１には、途中にウォータバル
ブ４を設けた温水入ロパイプ１４が連通接続されている
。また、出口タンク部分１２には、温水出ロパイプ１５
が連通接続されている。

入口タンク部分１１には多数本の入口チューブ２ｏが一
列に配設されており（第３図）、それぞれの一端部が入
口タンク部分１１に連通している。

温風流れの上流側には多数本の出口チューブ２１が二列
に入口チューブと整合して設けられており、それぞれの
一端部が出口タンク部分１２と連通している。入口チュ
ーブ２０の他端部と出［１チユーブの他端部とは中間タ
ンク２２を介して互いに連通されている。入口チューブ
２０問および出口チューブ２１間にはコルゲートフィン
２３が接合されている（第３図では、図面を明瞭にする
ため一部省略されている）。

温水は、まず、はぼ一定の＾温度でウォータバルブ４を
通して入口パイプ１４から導入され入口タンク部分１１
内に流れ込む。さらに、温水は、入口チューブ２０内を
通って中間タンク２２に流れ込む。中間タンク２２の温
水は、Ｕターンして出口チューブ２１内を通って入口チ
ューブ２０内の流れの方向と逆方向に出口タンク部分１
２に流れ込み、出口パイプ１５から排出される。温水が
入口および出口チューブ２０．２１内を流れる間に、チ
ューブ側壁およびフィンを介して温水とチューブ間を流
れるエバポレータ３からの冷却された空気との間で熱交
換が行われ、温められた空気が温風となって車室内に吹
き出される。

第１図および第３図に示されるように、このヒータコア
１には、温水タンク１０に隣接した通風流路の部分にダ
ンパ３０が設けられている。このダンパ３０は、通風流
路の横断方向長さとほぼ等しい長さしと所定の幅Ｗとを
有し、空気の流れとほぼ直交する位置Ａ（ダンパ開ｒｆ
ＩＯ％と貯ぶ）と、空気の流れとほぼ平行な位置Ｂ（ダ
ンパ開度１００％と呼ぶ）との間を揺動するようになっ
ている。

ダンパ開度０％の状態において、温水タンク１０近傍の
入口チューブ２０のチューブ部分２０ａを通過する空気
の流れは完全に遮断される。ダンパ３０の幅Ｗ１すなわ
ちダンパ３０で覆われるチューブ部分２０ａの長さはチ
ューブ径、チューブの本数または通風流路の大きさ等に
応じて適切な値に決められる。この実施例ではヒータコ
ア全＾のほぼ３０％の値になっている。

次に、ダンパ３０の開度操作について第４図および第５
図を参照して説明する。このダンパ３０の開度は、所望
の温風温度を設定するための運転席の操作パネルの温度
コントロールレバー３１（第４図）を操作することによ
り変化する。温度コントロールレバー３１をＨＯＴ側ま
たはＣ００Ｌ側に動かすと、その動きが温度コントロー
ルレバー３１に連結されたコントロールワイヤ３２を介
してカム板３３に伝わる。カム板３３はコントロールワ
イヤ３２により枢軸３４まわりに回動する。また、カム
板３３には開放逆Ｕ字形のカム溝３４が形成されており
、リンクレバー３５の一端部に設けられた突起３５ａが
このカム溝３４に沿って動くことによりリンクレバー３
５はその他端部の枢軸３５ｂまわりに１工勤する。枢軸
３５ｂはダンパ３０の回動軸３６を共軸になっており、
これによりダンパ３０も回動しその開度を変化させる。

しかも、ダンパ３０は、この変形クロススライダクラン
ク機構により変則的にそのｖＯｒＸを変化させる。この
変則開度変化と温度コントロールレバー３１の位置との
関係は、第６図に示されるようになっており、ＨＯＴ側
（突起３５ａがＵ字形カム溝３４の開放端部分３４ａ内
）にある状態のときダンパ３０はほぼ開度１００％に保
たれ、０００Ｌ（ｔｉｌｌに移動（突起３５ａがＵ字形
カム溝３４の側部部分３４ｂ内にある）ときダンパ３０
の開度は１００％から０％に徐々に低下し、ＣＯＯＣ０
０Ｌ側よりややＨＯＴｍａＸより（突起３５ａがＵ字形
カム溝３４の底部部分３４ｃ内）にあるときにはダンパ
３０はほぼ開度０％に保たれており、その後、再び開度
が徐々に上昇し、ＣＯＯＣ００Ｌ側（突起３５ａがＵ字
形カム溝３４の開放端部分３４ｄ内）にあるときダンパ
３０の開度は再びほぼ１００％に保たれる。

また、温度コントロールレバー３１の動きは、ウォータ
バルブ４にも伝えられ、その開度は温度コントロールレ
バー３１の位置と線形に対応して変化するようになって
いる。すなわち、温度コントロールレバー３１がＨＯＴ
ｍａｘ位置にあるときウォータバルブ４は全開状態とな
り、より多くの温水を温水タンク１０に供給することに
なる。

また、ＣＯＯＣ００Ｌ側に向かって温度コトロールレバ
ー３１が動かされるとウォータバルブ４は徐々に閏じら
れ、ＣＯＯＣ００Ｌ位置にくると、ウォータバルブ４は
全開となり、温水の供給が停止される。すなわち、ダン
パ３０の開度は温度コントロールレバー３１の位置によ
って選択的にυ１■されるのであるが、換言すればダン
パ３０の開度はウォータバルブ内を流れる温水のＷｆｆ
ｉに応じて選択的にａ、＋＋　ｍさ゛れることになる。

次に、この実施例の作動について説明する。

一般に、層流状態での入口チューブ内の温水流れ方向に
沿った温水側の熱伝達率α、の変化は第７図に示される
通りである。図中、縦軸は入口タンク部１１からの距１
１Ｘを表わし、横軸は熱伝達率のα。を表わす。入口タ
ンク部分１１近傍の入口チューブ２０のチューブ部分Ｃ
Ｄ内は温水が乱流状態で流れる。これによりチューブ表
面温度が高くなり、チューブまわりを流れる空気（温風
）との間の温度差６丁が大きくなり熱伝達率α　もω 高い。また、入口チューブ２０の残りのチューブ部分Ｄ
Ｅ内では、温水の流れが乱れのない層流となり上記温度
差６丁が徐々に小さくなり、熱伝達率α。も徐々に小さ
くなる。温風の車室内吹き出し温度は熱伝達率α。の特
性と対応し、デユープ部分ＣＤを通過してきた温風の温
度はデユープ部分ＤＥを通過してきた４ｆｆｌのそれに
比して極端に大きな値となる。すなわち、吹き出し温度
の最も高いものと最も低いものとの差（温度ばらつき）
が太き（なる。そこで、必要に応じてチューブ部分ＣＤ
を通過する温風の流れを遮断することにより、上記温度
ばらつきを低減することができる。

本実施例のものと従来のダンパなしのものとの温水流量
の変化にともなう温度ばらつき変化の実験結果が第８図
に示されている。この結果から明らかなように、本実施
例のものはダンパなしのものに比して、すべての温水流
量において、良好な温度ばらつきが得られる。しかも、
この実施例においては、第６図から明らかなように、急
速な（最大風量の）冷房またはｆ１１房が要求されるＣ
ＯＯＣ００ＬまたはＨＯＴｍａＸ時ニハダンバ３０がほ
ぼ全開となっており、充分な風通の確保がなされる。ま
た、この場合には、温風の風速が抑えられるので吹き出
しｍｆｆ１の音も低くなる。

また、別の実施例として、温水の流量に応じてダンパの
開度を変化さ・せる代わりに、温風の風量に応じてダン
パの開度を変化させる形式のものもある。

〔効梁〕

本発明によれば、ヒータコアを通過する熱交換流体の通
過部位の違いによる温度差、いわゆる温度ばらつきを低
減することができるので、快適な空調が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す図で、第３図のＩ−
Ｉ線に沿って見た断面図、 第２図は、第１図のヒータコアを用いた空調装置の各要
素の配列を示ず図、 第３図は、第１図の■−■線に沿って見た正面図、 第４図は、自動車の運転席の操作パネルを示す正面図、 第５図は、温度コントロールレバーとダンパの回動軸と
の間のリンク機構を示す図、 第６図は、温度コントロールレバーの位置とダンパの開
度との関係を示す縮図、 第７図は、入口チューブ内の温水流れ方向に沿った熱伝
達率α。の変化を示す縮図、そして第８図は、ダンパを
設けたヒータコアとダンパなしのヒータコアとの温度ば
らつき性能を比較する実験データを示す縮図である。 １・・・・・・ヒータコア、４・・・・・・ウォータバ
ルブ、１０・・・・・・被熱交換流体である温水用の温
水タンク、１１・・・・・・入口タンク部分、１２・・
・・・・出口タンク部分、１３・・・・・・仕切り壁、
１４・・・・・・温水入ロパイプ、１５・・・・・・温
水出ロパイプ、２０・・・・・・入口チューブ、２１・
・・・・・出口チューブ、２３・・・・・・フィン、３
ｏ・・・・・・ダンパ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　熱交換流体の流れの中に配設されるヒータコア
   であつて、被熱交換流体用タンクと、該タンクを入口タ
   ンク部分と出口タンク部分とに分ける仕切り壁と、該入
   口タンク部分にそれぞれの一端部が接続されかつ一列に
   配設された入口チユーブと、前記出口タンク部分にそれ
   ぞれの一端部が接続されかつ他端部が該入口チユーブの
   他端部と互いに連通している複数の出口チユーブと、途
   中に流量制御用ウオータバルブが設けられておりかつ前
   記入口タンク部分に接続された被熱交換流体用入口パイ
   プと、前記出口タンク部分に接続された被熱交換流体用
   出口パイプと、前記入口チユーブおよび前記出口チユー
   ブに接合されたフインと、前記入口チユーブの前記被熱
   交換流体用タンク近傍のチユーブ部分を通過する前記熱
   交換流体の流れを選択的に遮断するようにその間度が制
   御されるダンパとを有することを特徴とするヒータコア
   。
2. （２）　特許請求の範囲第１項に記載のヒータコアにお
   いて、前記ダンパは、前記ウオータバルブ内を流れる被
   熱交換流体の流量に応じてその開度が制御されるように
   なつていることを特徴とするヒータコア。
3. （３）　特許請求の範囲第１項に記載のヒータコアにお
   いて、前記ダンパは、前記熱交換流体の流量に応じてそ
   の開度が制御されるようになつていることを特徴とする
   ヒータコア。