JP2004353955A - Heat exchanger for air conditioning and air conditioner for vehicle - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve controllability of the blowout air temperature, by restraining heat conduction to tubes with no flow of a heat exchange medium from tubes with flow of the heat exchange medium, in a heat exchanger for air conditioning capable of controlling the blowout air temperature, by changing the number of tubes with flow of the heat exchange medium. <P>SOLUTION: The number of tubes with flow of the heat exchange medium is changed by a flow control means 52. Two corrugate fins 45a and 45b are arranged among a large number of tubes 44. Thermally insulating void parts 60 are formed among these corrugate fins 45a and 45b. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱交換媒体が流れるチューブ本数と熱交換媒体が流れないチューブ本数との比率を変更して、吹出空気温度を調整する空調用熱交換器およびそれを用いた車両用空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置の吹出空気の温度調整方式として、暖房用熱交換器をバイパスする冷風と暖房用熱交換器を通過する温風との風量割合をエアミックスドアにより調整して、吹出空気温度を調整するエアミックス方式が知られている。
【０００３】
このエアミックス方式は、冷風と温風との風量割合を調整して吹出空気温度を調整するので、エアミックスドアの全開度範囲において吹出空気温度を応答よく変化させることができ、吹出空気の温度調整特性が良好である。
【０００４】
また、別方式として、暖房用熱交換器に供給される温水の流量または温度を調整して、吹出空気温度を調整する温水調整方式が知られている。
【０００５】
しかし、前者のエアミックス方式においては、暖房用熱交換器の搭載スペースの他に、エアミックスドアの作動空間、あるいは冷風と温風を混合するための混合空間等を必要とするので、その分、空調装置の体格（容積）が大型化するという不具合がある。
【０００６】
これに反し、後者の温水調整方式では、エアミックス方式における混合空間、ドア作動空間等が不要となるので、空調装置の体格（容積）を小型化できる利点がある。しかし、後者の温水調整方式においては、暖房用熱交換器の熱容量が大きいので、温水の流量または温度を調整しても温度調整の応答性が悪い。
【０００７】
また、この後者の温水調整方式のうち、温水流量調整方式においては、暖房用熱交換器の放熱特性が、温水弁の開弁後、小流量域で温水流量が増加するときに吹出温度が急激に立ち上がって、その後、温水流量の増加に対して吹出温度の上昇割合が緩慢となる特性になっている。そのため、温水流量の調整により車室内への吹出空気温度を低温域から高温域にわたって直線的に調整することが困難となる。
【０００８】
この問題を解決するには、温水弁の操作ストロークに対して温水流量を小流量域で微細に調整できるように温水弁を構成する必要があり、温水弁がコスト高となる。また、車両エンジン駆動の温水ポンプにより暖房用熱交換器に温水が供給されるので、温水流量調整方式においてはエンジン回転数の変動が外乱となって吹出温度の変動を起こしやすい。また、暖房用熱交換器に送風される空気の風量の変動も外乱となって吹出温度の変動を起こしやすい。
【０００９】
また、温水調整方式のうち、温水温度調整方式においては、温水温度の調整のために、高温温水と低温温水との混合が必要となる。そのため、低温温水の循環用ポンプ等を温水回路に新たに追加する必要が生じる。また、高温温水と低温温水とを混合する特殊な弁等も必要となり、コストアップが避けられない。
【００１０】
そこで、本出願人においては、先に特願２００２−２０３９８５号において、空気を加熱する暖房用熱交換器に、熱交換媒体が流れるチューブ本数と熱交換媒体が流れないチューブ本数との比率を変更する流れ制御手段を内蔵して、熱交換媒体通過領域と熱交換媒体非通過領域との比率を変更することにより、車室内への吹出空気温度を調整できる車両用空調装置を提案している。
【００１１】
上記先願によると、暖房用熱交換器の熱交換媒体通過領域では、空気が温水等の熱交換媒体により加熱されて温風となり、一方、暖房用熱交換器の熱交換媒体非通過領域では空気が加熱されることなくそのまま通過する。つまり、熱交換媒体非通過領域では冷風が通過する。従って、熱交換媒体通過領域と熱交換媒体非通過領域との比率を流れ制御手段により変更することにより冷温風の風量割合を調整できる。
【００１２】
よって、エアミックス方式による吹出空気の温度調整機能を確保できる。しかも、流れ制御手段は温水等の熱交換媒体の流れを制御するものであるから、空気通路側ではなく、暖房用熱交換器内部に内蔵できる。従って、従来のエアミックス方式のように、暖房用熱交換器の外部にエアミックスドアの作動空間を設定する必要がなく、空調装置の体格（容積）を大幅に小型化できるという効果を発揮できる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記先願のものを実際に実験検討してみると、温水等の熱交換媒体が流れるチューブの熱がフィンを介した熱伝導により熱交換媒体が流れないチューブに伝わることにより、熱交換媒体非通過領域を通過した空気まである程度温度が上昇してしまう。この結果、車室内への吹出空気温度の制御性を悪化させることが判明した。
【００１４】
ここで、吹出空気温度の制御性の悪化とは、具体的には、熱交換媒体が流れるチューブ本数の変化に対して車室内への吹出空気温度を直線的に変化させることができないという、温度制御のリニア性の悪化である。また、温水等の熱交換媒体が流れるチューブから熱交換媒体が流れないチューブへの熱伝導の影響によって、風量変化に対する吹出空気温度の変動幅が大きくなるという不具合も生じる。これらの温度制御性の悪化については「発明の実施の形態」の欄において実験データに基づいて詳述する。
【００１５】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、熱交換媒体が流れるチューブ本数を変更して吹出空気温度を制御できる空調用熱交換器において、熱交換媒体が流れるチューブから熱交換媒体が流れないチューブへの熱伝導を抑制して、吹出空気温度の制御性を向上することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空気と熱交換する熱交換媒体が並列に流れる多数本のチューブ（４４）と、多数本のチューブ（４４）のうち、熱交換媒体が流れるチューブ本数を変更する流れ制御手段（５２）とを有し、多数本のチューブ（４４）のうち、熱交換媒体が流れるチューブ（４４）と熱交換媒体が流れないチューブ（４４）との間に断熱手段（６０、６１、４４４）を備えることを特徴とする。
【００１７】
これにより、熱交換媒体が流れるチューブ本数を変更して吹出空気温度を制御できると同時に、熱交換媒体が流れるチューブ（４４）から熱交換媒体が流れないチューブ（４４）への熱伝導を抑制して、吹出空気温度の制御性を向上できる。
【００１８】
請求項２に記載の発明では、請求項１において、熱交換媒体が流れるチューブ（４４）と、熱交換媒体が流れないチューブ（４４）に、それぞれ別のフィン（４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ）が接合されており、熱交換媒体が流れるチューブ（４４）に接合されるフィンと、熱交換媒体が流れないチューブ（４４）に接合されるフィンとの間に空隙部（６０）を形成し、空隙部（６０）により断熱手段を構成することを特徴とする。
【００１９】
これにより、伝熱性能向上のためのフィンを備える熱交換器構成において、フィン間の空隙部（６０）により断熱手段を簡単に構成できる。
【００２０】
請求項３に記載の発明では、請求項１において、熱交換媒体が流れるチューブ（４４）と、熱交換媒体が流れないチューブ（４４）に、それぞれ別のフィン（４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ）が接合されており、熱交換媒体が流れるチューブ（４４）に接合されるフィンと、熱交換媒体が流れないチューブ（４４）に接合されるフィンとの間に断熱部材（６１）を介在し、断熱部材（６１）により断熱手段を構成することを特徴とする。
【００２１】
このように、フィン間に断熱部材（６１）を介在して断熱手段を構成してもよい。
【００２２】
請求項４に記載の発明では、請求項１において、チューブ（４４）は、空気の流れ方向と直交する方向に延びるとともに空気の流れ方向に複数並んで形成される突出部（４４１ａ、４４２ａ）を有し、この複数の突出部（４４１ａ、４４２ａ）の内側に熱交換媒体が流れる媒体通路（４４３）を形成し、突出部（４４１ａ、４４２ａ）の頂部が互いに隣接するチューブ（４４）に対して所定間隔を介在して直接対向し、隣接するチューブ（４４）相互間に前記所定間隔により空気通路（４４４）を形成し、突出部（４４１ａ、４４２ａ）が空気の流れの直進を妨げて乱れを発生する乱れ発生器として作用するようになっているとともに、空気通路（４４４）により断熱手段を構成することを特徴とする。
【００２３】
これによると、媒体通路（４４３）を形成する突出部（４４１ａ、４４２ａ）が空気の流れの直進を妨げて乱れを発生するため、チューブ外表面における空気側熱伝達率を大幅に向上できる。そのため、空気側にフィンを設けないフィンレス構成であっても、必要伝熱性能を確保することができる。
【００２４】
そして、隣接するチューブ（４４）相互間に形成される空気通路（４４４）それ自身により断熱用空隙部を構成できるので、フィンレス構成の簡単な熱交換器構成において断熱手段も簡単に構成できる。
【００２５】
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つにおいて、熱交換媒体として空気を加熱する高温の熱交換媒体が流れるようにすれば、空調熱交換器を暖房用に使用できる。そして、この暖房用熱交換器にて温風領域と冷風領域との比率を調整して吹出空気温度を調整するに際して、断熱手段による熱伝導抑制効果を発揮して吹出空気温度の制御性を向上できる。
【００２６】
請求項６に記載の発明では、車室内へ向かって空気が流れる空気通路を構成する空調ケース（１ａ）と、空調ケース（１ａ）内に配置され、空気を加熱する暖房用熱交換器（４）とを備え、暖房用熱交換器（４）を請求項５に記載の空調用熱交換器により構成した車両用空調装置を特徴とする。
【００２７】
これにより、車両用空調装置において上記各請求項による作用効果を有効に発揮できる。
【００２８】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の車両用空調装置において空調熱負荷条件に応じて流れ制御手段（５２）の位置を自動制御する制御手段（５３）を備えることを特徴とする。
【００２９】
これにより、流れ制御手段（５２）の位置制御により車室内吹出温度を空調熱負荷条件に応じて自動制御できる。
【００３０】
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。
【００３１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１、図２は本発明の第１実施形態を示すものであり、本実施形態における車両用空調装置の空調ユニット部１は自動車の車室内計器盤の左右方向の略中央部に配置され、かつ車両の前後、上下方向に対して図１の矢印に示すように配置される。
【００３２】
空調ユニット部１は、車室内へ向かって空気が流れる空気通路を構成する樹脂製の空調ケース１ａを有している。この空調ケース１ａは本例では車両左右方向に分割されており、図１はその片側（左側）のケースを取り外して、他の片側（右側）のケースの組付嵌合面を示している。
【００３３】
空調ケース１ａ内部の最も車両前方側部位に空気流入空間２が形成され、この空気流入空間２には車室内計器盤の助手席側に配置される送風ユニット（図示せず）から送風空気が流入する。なお、送風ユニットは内気又は外気を切替導入して空調ユニット部１へ送風するようになっている。
【００３４】
空調ケース１ａ内には、その空気上流側から順に蒸発器３、ヒータコア４が配置されている。ここで、蒸発器３とヒータコア４はともに上下方向に延びるように平行に配置され、且つ、蒸発器３とヒータコア４とを３０ｍｍ程度の微小間隔Ｃを介して近接配置している。
【００３５】
蒸発器３は冷房用熱交換器であり、周知の冷凍サイクルに設けられ、空調ケース１ａ内への送風空気から吸熱して冷媒が蒸発することにより送風空気を冷却する。また、ヒータコア４は暖房用熱交換器であり、内部を流れる温水（エンジン冷却水）を熱源として空調ケース１ａ内の空気を加熱する。
【００３６】
また、蒸発器３とヒータコア４はともにその配置部位において空調ケース１ａ内側の空気通路の全断面積を横断するように配置されているので、空気流入空間２に流入した空気の全量が蒸発器３とヒータコア４を通過するようになっている。
【００３７】
空調ケース１ａのうち、ヒータコア４の空気下流側部位（車両後方側部位）には複数の吹出開口部５、６、７が形成されている。このうち、デフロスタ開口部５は空調ケース１ａの上面部に配置され、図示しないデフロスタダクトが接続され、このデフロスタダクト先端部のデフロスタ吹出口から空調空気を車両フロントガラスの内面に向けて吹き出す。
【００３８】
また、フェイス開口部６は空調ケース１ａの車両後方側の面の上部に配置され、図示しないフェイスダクトが接続され、このフェイスダクト先端部のフェイス吹出口から空調空気を乗員の上半身に向けて吹き出す。更に、フット開口部７は空調ケース１ａの車両後方側の左右両側面に配置され、運転席および助手席の乗員の足元部に向けて空調空気を吹き出す。
【００３９】
なお、デフロスタ開口部５とフェイス開口部６は図示しないデフ・フェイス用の共通の吹出モードドアにより開閉されるようになっている。本例では、このデフ・フェイス用吹出モードドアを薄膜状の樹脂フィルムドアにより構成して、空調ケース１ａの体格、特に車両前後方向の体格を小型化できるようにしている。また、左右のフット開口部７は、デフ・フェイス用吹出モードドアとは別体のフット専用の吹出モードドア（図示せず）により開閉されるようになっている。このフット用の吹出モードドアは、例えば、周知の板ドアにより構成できる。
【００４０】
デフ・フェイス用吹出モードドアとフット用の吹出モードドアは図示しないリンク機構を介してサーボモータを用いたアクチュエータに連結され、このアクチュエータにより吹出モードドアを操作して複数の吹出開口部５、６、７を開閉するようになっている。
【００４１】
次に、図２はヒータコア４部分の具体例を示すものであり、本例のヒータコア４は、車両左右方向の一方側に温水入口側タンク４１を配置するとともに、温水出口側タンク４２を車両左右方向の他方側に配置している。この両タンク４１、４２は上下方向に延びるように配置されている。そして、この両タンク４１、４２の間に熱交換コア部４３を構成している。
【００４２】
この熱交換コア部４３は周知のごとく断面偏平状に成形してなる偏平チューブ４４を水平方向に延びるように配置して、この偏平チューブ４４の一端部を入口側タンク４１に、他端部を出口側タンク４２にそれぞれ連通させる。そして、この偏平チューブ４４を所定間隔Ｄ（図３参照）だけ隔てて上下方向に多数本並列配置するとともに、この偏平チューブ４４相互間にコルゲートフィン４５ａ、４５ｂを配置している。
【００４３】
ここで、コルゲートフィン４５ａ、４５ｂの配置形態を図３に基づいてより具体的に説明すると、図３は熱交換コア部４３の一部の拡大図であり、隣接する偏平チューブ４４相互間にそれぞれ２つのコルゲートフィン４５ａ、４５ｂを配置している。すなわち、２つのコルゲートフィン４５ａ、４５ｂの折り曲げ高さｄを隣接する偏平チューブ４４間の間隔Ｄより十分小さくして、隣接する偏平チューブ４４の一方側に一方のコルゲートフィン４５ａを接合し、そして、隣接する偏平チューブ４４の他方側に他方のコルゲートフィン４５ｂを接合している。
【００４４】
ここで、両フィン４５ａ、４５ｂは互いの折り曲げ山部が重合するように配置され、かつ、両フィン４５ａ、４５ｂの相互間に所定間隔Ｅを設定している。この所定間隔Ｅは、両フィン４５ａ、４５ｂの間に断熱用の空隙部４６を形成するためのものである。この所定間隔Ｅは、両フィン４５ａ、４５ｂ間の断熱効果確保のために１ｍｍ以上に設定することが好ましい。
【００４５】
なお、偏平チューブ４４の両端部と両タンク４１、４２との間および偏平チューブ４４とコルゲートフィン４５ａ、４５ｂとの間はそれぞれろう付けにより一体に接合される。
【００４６】
ヒータコア４において温水入口側タンク４１の下端部に温水入口４６を設け、温水出口側タンク４２の上端部に温水出口４７を設けている。従って、温水入口４６からの流入温水は温水入口側タンク４１により熱交換コア部４３の多数本の偏平チューブ４４に分配され、この偏平チューブ４４を並列に通過する。そして、偏平チューブ４４からの温水は温水出口側タンク４２内に流入して集合される。よって、本例のヒータコア４は、温水入口側タンク４１から温水出口側タンク４２へ向かって温水が一方向に流れる一方向流れタイプ（全パスタイプ）として構成されている。
【００４７】
なお、ヒータコア４の構成部品（４１、４２、４４、４５、４６、４７）は本例ではすべてアルミニュウム製であり、一体ろう付けにて組み付けられる。ヒータコア４の温水入口４６には図１に示す入口温水配管４８を、また、温水出口４７には図１に示す出口温水配管４９をそれぞれ接続し、この両温水配管４８、４９はさらに車両エンジンの温水回路に接続される。なお、車両エンジン温水回路には車両エンジンにより駆動される機械式温水ポンプ（図示せず）が備えられており、この機械式温水ポンプにより車両エンジンの温水（エンジン冷却水）がヒータコア４に循環する。
【００４８】
温水入口側タンク４１のうち、温水入口４６と反対側の端部、すなわち、上端部にはアクチュエータ５０が組付られている。このアクチュエータ５０は電気信号により回転量（作動角）が制御可能なサーボモータを用いて構成されている。このアクチュエータ５０内部のモータ出力軸（図示せず）に減速ギヤ（図示せず）を連結し、この減速ギヤによりねじ回転軸５１を回転させる構成になっている。従って、アクチュエータ５０はねじ回転軸５１を回転させる操作機構を構成する。
【００４９】
ねじ回転軸５１はその外周面に雄ねじ部を形成した樹脂製または金属製の軸部材である。このねじ回転軸５１は温水入口側タンク４１内部に、このタンク４１の長手方向、換言すると多数本の偏平チューブ４４の配列方向（車両上下方向）の全長にわたって延びるように配置されている。
【００５０】
そして、温水入口側タンク４１の内部には板状の流れ制御部材５２をタンク長手方向（チューブ配列方向）に直線的に移動可能に配置している。この流れ制御部材５２の中心部はねじ回転軸５１にねじ結合している。流れ制御部材５２はタンク内空間をタンク長手方向（チューブ配列方向）の２つの空間に仕切るとともにその仕切り位置を変化させることにより温水流れを制御する。
【００５１】
流れ制御部材５２は、より具体的にはゴム系の弾性材により温水入口側タンク４１の略長円状の断面形状に合致する板形状に成形され、流れ制御部材５２の外周縁部がタンク４１の内壁面に弾性的に圧着することにより、温水入口側タンク４１の内部空間を流れ制御部材５２により温水の洩れなく仕切ることができる。
【００５２】
また、温水入口側タンク４１の断面形状が略長円状の非円形形状になっているため、流れ制御部材５２はタンク４１の内壁面により回り止めされている。従って、ねじ回転軸５１が回転すると、流れ制御部材５２はねじ回転軸５１とのねじ結合によりタンク長手方向に移動することになる。従って、アクチュエータ５０の回転方向と回転量を選択することにより、ねじ回転軸５１を介して流れ制御部材５２を温水入口側タンク４１内にて所望の位置に移動させることができる。
【００５３】
なお、ヒータコア４のアルミニュウム製構成部品（４１、４２、４４、４５、４６、４７）を一体ろう付けにて組み付けした後に、温水入口側タンク４１の上端の開口部からねじ回転軸５１および流れ制御部材５２を温水入口側タンク４１内部に組み込み、その後に、温水入口側タンク４１の上端の開口部を図示しない弾性シール部材を介してアクチュエータ５０により密封する。
【００５４】
なお、アクチュエータ５０の回転方向および回転量は空調用制御装置５３の出力信号により制御される。この空調用制御装置５３はマイクロコンピュータおよびその周辺回路から構成され、予め設定されたプログラムにより所定の演算を行って、空調機器の作動を制御する。空調用制御装置５３には内気温Ｔｒ、外気温Ｔａｍ、日射量Ｔｓ、温水温度Ｔｗ、蒸発器３の吹出温度Ｔｅ等を検出する周知のセンサ群５４から検出信号が入力される。
【００５５】
また、空調用制御装置５３には、車室内計器盤近傍に設置される空調制御パネル５５の操作スイッチ群５６の操作信号も入力される。この操作スイッチ群５６として、具体的には、温度設定信号Ｔｓｅｔを発生する温度設定スイッチ、風量切替信号を発生する風量スイッチ、吹出モード信号を発生する吹出モードスイッチ、内外気切替信号を発生する内外気切替スイッチ、空調用圧縮機のオンオフ信号を発生するエアコンスイッチ、空調制御のオート状態を設定するオートスイッチ等が設けらる。
【００５６】
次に、上記構成において本実施形態の作動を説明する。周知のごとく空調用制御装置５３では、空調の自動制御のための基本制御値として目標吹出空気温度ＴＡＯを算出する。この目標吹出空気温度ＴＡＯは、空調の熱負荷変動があっても車室内を空調制御パネル５５の温度設定スイッチの設定温度Ｔｓｅｔに維持するために必要な吹出温度であり、下記数式１に基づいて算出される。
【００５７】
【数１】
ＴＡＯ＝Ｋｓｅｔ ×Ｔｓｅｔ −Ｋｒ ×Ｔｒ −Ｋａｍ×Ｔａｍ−Ｋｓ ×Ｔｓ ＋Ｃ
但し、Ｔｒ：センサ群５４の内気センサにより検出される内気温
Ｔａｍ：センサ群５４の外気センサにより検出される外気温
Ｔｓ：センサ群５４の日射センサにより検出される日射量
Ｋｓｅｔ、Ｋｒ、Ｋａｍ、Ｋｓ：制御ゲイン
Ｃ：補正用の定数
そして、流れ制御部材５２の目標仕切り位置ＳＷを、上記ＴＡＯ、蒸発器吹出温度Ｔｅ、及び温水温度Ｔｗに基づいて下記の数式２に基づいて算出する。
【００５８】
【数２】
ＳＷ＝｛（ＴＡＯ−Ｔｅ）／（Ｔｗ−Ｔｅ）｝×１００（％）
ここで、数式２によると、流れ制御部材５２の目標仕切り位置ＳＷは、流れ制御部材５２の最大冷房位置（図２の最下端の破線位置ＭＣ）を０％とし、流れ制御部材５２の最大暖房位置（図２の最上端の破線位置ＭＨ）を１００％とする百分率で表される。
【００５９】
いま、空調用制御装置５３において流れ制御部材５２の目標仕切り位置ＳＷ＝０％（最大冷房位置）が算出されると、空調用制御装置５３の出力信号によりアクチュエータ５０（すなわち、ねじ回転軸５１）の回転方向および回転量が決定され、ねじ回転軸５１の回転により流れ制御部材５２が図２の最下端位置ＭＣに移動する。これにより、流れ制御部材５２がヒータコア４の温水入口側タンク４１の最下端部（温水入口４６部）の流路を閉塞する。
【００６０】
この結果、ヒータコア４の全部の偏平チューブ４４への温水流入が阻止されるので、熱交換コア部４３の空気通路（偏平チューブ４４相互間の空隙部）の全域が温水と熱交換しない通路となる。つまり、熱交換コア部４３の空気通路全域が、蒸発器３で冷却された冷風を加熱せずにそのまま通過させる冷風通路として作用する。
【００６１】
次に、空調用制御装置５３において流れ制御部材５２の目標仕切り位置ＳＷとして、０％（最大冷房位置）と１００％（最大暖房位置）との間の中間位置の値が算出されると、空調用制御装置５３の出力信号によりアクチュエータ５０（すなわち、ねじ回転軸５１）の回転方向および回転量が決定され、ねじ回転軸５１の回転により流れ制御部材５２が図２の実線で示す中間位置に移動する。
【００６２】
これにより、ヒータコア４の温水入口側タンク４１の温水入口４６部の流路が開放状態になるので、図示しない車両エンジンの温水ポンプにより圧送される温水が、温水入口配管４８、温水入口４６を経てヒータコア４の温水入口側タンク４１内の下部に流入する。そして、温水入口側タンク４１内の空間が流れ制御部材５２により上下に仕切られているので、熱交換コア部４３の偏平チューブ４４のうち、流れ制御部材５２よりも下側領域（温水入口４６側の領域）Ａの偏平チューブ４４のみに温水が流れ、流れ制御部材５２よりも上側領域（温水出口４７側の領域）Ｂの偏平チューブ４４には温水が流れない。
【００６３】
従って、熱交換コア部４３の空気通路のうち、流れ制御部材５２の下側領域Ａが温水により空気を加熱する温風通路として作用し、流れ制御部材５２の上側領域Ｂは冷風が加熱されることなくそのまま通過する冷風通路として作用する。このため、空調用制御装置５３の出力信号により流れ制御部材５２の仕切り位置を制御することにより、温風風量と冷風風量の割合を制御して車室内への吹出空気温度を目標吹出温度ＴＡＯとなるように制御できる。
【００６４】
以上により、冷温風の風量割合の制御により車室内への吹出空気温度を制御することができ、エアミックス方式による温度調整機能を発揮できる。しかも、温水入口側タンク４１内に内蔵される流れ制御部材５２の位置制御によって温度調整機能を発揮できるから、従来技術のようにエアミックスドアをヒータコア４の外部に設ける必要がない。
【００６５】
そのため、図１に示すように蒸発器３の下流側に、ヒータコア４を平行に、且つ、近接配置でき、空調ユニット１部の体格（本実施形態では車両前後方向の体格）を大幅に小型化できる。
【００６６】
しかも、本実施形態によると、冷風をヒータコア４内に通過させることができるから、ヒータコア４の外側に冷風バイパス通路を形成する必要がない。そのため、エアミックス方式でありながら、ヒータコア４の大きさを蒸発器３と同等の大きさに拡大できる。その結果、ヒータコア４の外側に冷風バイパス通路を形成する通常のエアミックス方式に比較して暖房時の圧損を大幅に低減でき、暖房時の風量を大幅に増加できる。
【００６７】
更に、本実施形態では、隣接する偏平チューブ４４相互間にそれぞれ２つのコルゲートフィン４５ａ、４５ｂを配置し、この両フィン４５ａ、４５ｂ間に所定間隔Ｅ（図３）を設定して、両フィン４５ａ、４５ｂの間に断熱用の空隙部６０を形成しているため、この断熱用の空隙部６０を形成しない先願に比較して、室内吹出空気温度の制御性を向上できる利点がある。
【００６８】
以下、この温度制御性向上の利点について「従来の技術」の欄に記載の先願のものとの比較により詳述する。図４（ａ）は熱交換部４３が先願による構成になっているヒータコア４であり、隣接する偏平チューブ４４相互間に１つのコルゲートフィン４５のみを配置し、このコルゲートフィン４５を隣接する偏平チューブ４４の両方に一体に接合した構成になっている。
【００６９】
そして、図４（ｂ）はヒータコア４直後の空気温度を示すものである。具体的には、ヒータコア４の熱交換部４３の下流端面から約７ｍｍ下流側の部位に温度測定用の熱電対Ｈを配置している。この熱電対Ｈは図４（ａ）の黒丸印に示すように偏平チューブ４４相互間の部位（コルゲートフィン４５の配置部位）の全部に配置している。なお、図４（ａ）の例では、偏平チューブ４４の全本数が３８本で、熱電対Ｈの全配置数が３９個となっている。図４（ａ）において、熱交換部４３の上下両端部には端板４３ａ、４３ｂが配置されているので、偏平チューブ４４は上下両端部に配置されていない。
【００７０】
次に、実験条件は、ヒータコア４の通過風量：３６０ｍ^３／ｈであり、ヒータコア４の入口空気温度：６℃、ヒータコア４の入口温水温度：８８℃である。そして、偏平チューブ４４のうち、図４（ａ）の斜線部で示す３本の偏平チューブ４４ａ、４４ｂ、４４ｃ以外の他の偏平チューブ４４の入口部をゴム等の弾性材で成形した弾性シール部材Ｓで閉塞して、３本の偏平チューブ４４ａ、４４ｂ、４４ｃのみに温水を流し、ヒータコア４直後の空気温度を熱電対Ｈにより測定した結果を図４（ｂ）に示している。
【００７１】
なお、温水流量は、ヒータコア４の最大暖房時、すなわち、偏平チューブ４４の全数に温水が流れるときに、１０リットル／ｈの温水流量が得られるように温水回路の温水圧力を設定している。従って、温水が流れる偏平チューブ４４の本数が減少すると、ヒータコア４の通水抵抗が上昇する分だけ、温水流量は減少することになる。
【００７２】
図４（ｂ）の測定結果から理解されるように、温水が流れる３本の偏平チューブ４４ａ、４４ｂ、４４ｃの上下両側部の空気温度が上昇するだけでなく、この３本の偏平チューブ４４ａ、４４ｂ、４４ｃと隣接する数本分の偏平チューブ４４配置領域においても空気温度が上昇することを確認できた。この温水非通過領域における空気温度の上昇は、温水が流れる偏平チューブ４４ａ、４４ｂ、４４ｃから温水が流れない偏平チューブに対してコルゲートフィン４５を介した熱伝導が生じるため発生する。
【００７３】
次に、図５は、ヒータコア４下流側における平均空気温度と、温水が流れる偏平チューブ４４の本数との関係を示すもので、図４と同一実験条件の下で、温水が流れるチューブ本数を変化させてヒータコア４下流側の平均空気温度を測定した結果を示す。なお、温水が流れる偏平チューブ４４の位置は、温水が流れる偏平チューブ相互の間隔がほぼ一定となるように選択している。
【００７４】
図５の実線は、温水が流れるチューブ本数が０となる最大冷房時と、温水が流れるチューブ本数が最大（本例では３８本）となる最大暖房時との間で、温水が流れるチューブ本数の増加につれて平均空気温度が直線的に上昇していく理想ラインである。これに対し、実験による平均空気温度の測定値は、図５の黒丸印に示すように、温水が流れるチューブ本数の増加に伴って理想ラインの温度をかなり上回ることを確認できた。この平均空気温度の上昇は、図４に示す温水非通過領域における不要な空気温度上昇が原因となって発生する。
【００７５】
次に、図６は風量変化に対する空気温度の変化度合を確認するための実験結果を示すものであり、図４、図５と基本的な実験条件は同一であり、実験条件の相違点のみ説明すると、温水が流れるチューブは、図６（ａ）の上下方向の中央部の１箇所の斜線部に示す偏平チューブ４４ａのみであり、他の偏平チューブ４４の入口部はすべて弾性シール部材Ｓで閉塞して温水が流れないようにしている。そして、この状態において、ヒータコア４の通過風量を、３６０ｍ^３／ｈ、４１０ｍ^３／ｈ、４７０ｍ^３／ｈの３段階に変化させて、ヒータコア４直後の空気温度を熱電対で測定した結果を図６（ｂ）に示す。
【００７６】
但し、図６（ｂ）では、ヒータコア４直後の空気温度の代表例として、温水が流れる偏平チューブ４４ａの上下両側部位の空気温度▲１▼、▲２▼と、この偏平チューブ４４ａの上下両側に隣接して配置され、温水が流れない偏平チューブ４４の上下両側部位の空気温度▲３▼、▲４▼とを示している。
【００７７】
温水が流れる偏平チューブ４４ａの上下両側部位では温水の熱量が送風空気に直接的に伝わるので、風量が上記のように３段階に変化しても、空気温度▲１▼、▲２▼の変化度合ｂは僅少値（例えば、２〜３℃程度）に抑えることができる。
【００７８】
これに反し、温水が流れない偏平チューブ４４の上下両側部位では、温水の熱量の一部がコルゲートフィン４５を介した熱伝導経路を経て伝わってくるだけであるので、風量が増加すると、空気温度▲３▼、▲４▼は大きく低下する。つまり、コルゲートフィン４５を介した熱伝導経路による温度上昇分は風量変化の影響を強く受ける。
【００７９】
このため、風量が上記のように３段階に変化すると、温水が流れない偏平チューブ４４の上下両側部位では空気温度▲３▼、▲４▼が大きく変化する。その変化度合ａは上記変化度合ｂの２倍程度（例えば、５〜６℃程度）に拡大してしまう。このことが原因となって、ヒータコア４下流の平均吹出空気温度の風量変化に対する変化度合も大きくなって温度制御性を悪化させる。
【００８０】
そこで、本実施形態では、隣接する偏平チューブ４４相互間にそれぞれ２つのコルゲートフィン４５ａ、４５ｂを配置し、この両フィン４５ａ、４５ｂ間に断熱用の空隙部６０を形成している。この空隙部６０が断熱作用を果たすことにより、温水の熱量は温水が流れる偏平チューブ４４とこれに接合されたコルゲートフィン（４５ａまたは４５ｂ）にほとんど伝達され、温水が流れない偏平チューブ４４とこれに接合されたコルゲートフィン（４５ａまたは４５ｂ）には温水の熱量がほとんど伝達されない。
【００８１】
このため、温水が流れる偏平チューブ４４と温水が流れない偏平チューブ４４とが隣接していても、温水が流れない偏平チューブ４４側では空気温度がほとんど上昇しない。従って、本実施形態では、温水が流れる偏平チューブ４４の本数を増減すると、ヒータコア４下流の平均吹出空気温度を図５の理想ラインに近似した特性にて直線的に変化させることができ、温度制御のリニア性を高めることができる。
【００８２】
また、前述した通り、コルゲートフィン４５を介した熱伝導経路による温度上昇分は風量変化の影響を強く受けることになるが、本実施形態ではこのコルゲートフィン４５を介した熱伝導経路による温度上昇分がほとんどないから、ヒータコア４下流の平均吹出空気温度が風量変化の影響を受けにくくなる。換言すると、風量変化に対する温度制御の耐性が強いことになり、実用上極めて有利である。
【００８３】
なお、図２において、温水非通過領域における温度上昇Ｆは２次的要因による不可避的なものであり、実用上許容されるレベルの微小量の温度上昇である。ここで、２次的要因とは、輻射、空気を介した熱伝導、タンク部４１、４２を介した熱伝導、隣接するコルゲートフィン４５ａ、４５ｂの変形による接触部の熱伝導等である。
【００８４】
（第２実施形態）
第１実施形態では、隣接する偏平チューブ４４相互間にそれぞれ２つのコルゲートフィン４５ａ、４５ｂを配置し、この両フィン４５ａ、４５ｂ間に断熱用の空隙部６０を形成して、温水が流れる偏平チューブ４４と温水が流れない偏平チューブ４４との間の断熱作用を発揮するようにしているが、第２実施形態では、図７に示すようにコルゲートフィン４５ａ、４５ｂを使用せず、細い円柱状部材からなるピンフィン４５ｃ、４５ｄを用いて、断熱用の空隙部６０を形成している。
【００８５】
より具体的に説明すると、隣接する偏平チューブ４４のうち一方の偏平チューブ４４にピンフィン４５ｃを一体に接合するとともに、他方の偏平チューブ４４にピンフィン４５ｄを一体に接合している。ここで、図７の例では、ピンフィン４５ｃ、４５ｄの高さを隣接する偏平チューブ４４間の間隔Ｄの１／２程度とし、多数本のピンフィン４５ｃ、４５ｄを偏平チューブ４４の長手方向（図７の左右方向）に対して互いにずらして配置することにより、断熱用の空隙部６０を形成している。なお、ピンフィン４５ｃ、４５ｄは偏平チューブ４４の幅方向（図７の紙面垂直方向）に対しても複数本配置される。その際、偏平チューブ４４の幅方向においても、ピンフィン４５ｃと４５ｄを互いにずらして配置するようにしてもよい。
【００８６】
（第３実施形態）
第１、第２実施形態は、断熱用の空隙部６０を形成して、温水が流れる偏平チューブ４４から温水が流れない偏平チューブ４４への熱伝導を抑制しているが、第３実施形態では、断熱用の空隙部６０を形成せず、その代わりに断熱部材を配置して断熱作用を発揮するものである。
【００８７】
図８、図９は第３実施形態を示しており、そして、図８（ａ）は図３に対応するヒータコア４の熱交換部４３の一部の拡大図で、図８（ｂ）は図８（ａ）のＸ部拡大図である。第３実施形態において隣接する偏平チューブ４４相互間にそれぞれ２つのコルゲートフィン４５ａ、４５ｂを配置しているのは第１実施形態と同じであるが、第３実施形態では、２つのコルゲートフィン４５ａ、４５ｂの折り曲げ高さｄを第１実施形態の場合よりも小さくしている。すなわち、第１実施形態のコルゲートフィン４５ａ、４５ｂの折り曲げ高さｄは隣接する偏平チューブ４４相互間の間隔Ｄの１／２より大きくなっているが、第３実施形態では、コルゲートフィン４５ａ、４５ｂの折り曲げ高さｄを間隔Ｄの１／２より所定量小さくしている。
【００８８】
これにより、偏平チューブ４４相互間の間隔Ｄの範囲内において、２つのコルゲートフィン４５ａ、４５ｂの折り曲げ頂部の間に断熱部材６１を配置できるようにしている。より具体的には、この断熱部材６１は、２つのコルゲートフィン４５ａ、４５ｂの折り曲げ山部に接合される保持板６２、６３の間に保持されるようになっている。
【００８９】
保持板６２、６３はアルミニュウム等の金属からなる平板状の板部材であり、コルゲートフィン４５ａの折り曲げ山部にろう付けにより一体に接合される。図８（ｂ）の符号６４はその接合部を示す。断熱部材６１も平板状の板部材であり、アルミニュウムのろう付け温度（６００℃付近）に耐える高温耐熱性を有する断熱材、具体的にはセラミック系断熱材により構成される。
【００９０】
次に、図９により断熱部材６１部分の組付方法をより具体的に説明すると、断熱部材６１の表裏両面には多数の嵌合凸部６１ａ、６１ｂが一体成形してある。そして、保持板６２、６３にはこの嵌合凸部６１ａ、６１ｂが嵌合する嵌合穴部６２ａ、６３ａが嵌合凸部６１ａ、６１ｂの対向位置に設けてある。
【００９１】
また、温水入口側タンク部４１および温水出口側タンク部４２において断熱部材６１の左右の両端部に対向する部位には、断熱部材６１の端部が嵌合する嵌合凹部４１ａ、４２ａが一体成形されている。
【００９２】
従って、ヒータコア４の組付に際しては、断熱部材６１の表裏両面の嵌合凸部６１ａ、６１ｂと保持板６２、６３の嵌合穴部６２ａ、６３ａとを嵌合して、断熱部材６１と保持板６２、６３の三者をサンドウイッチ状に組み付ける。
【００９３】
そして、隣接する偏平チューブ４４相互間にコルゲートフィン４５ａ、４５ｂを組み込むとともに、このコルゲートフィン４５ａ、４５ｂの折り曲げ山部相互の間に、断熱部材６１と保持板６２、６３の三者の組付ブロックを組み込む。この際に、断熱部材６１の左右の両端部は左右の両タンク部４１、４２の嵌合凹部４１ａ、４２ａに嵌合する。
【００９４】
その後に、ヒータコア４の仮組付体を適宜の治具により締結してろう付け炉内に搬入してヒータコア４の一体ろう付けを行う。
【００９５】
第３実施形態によると、コルゲートフィン４５ａ、４５ｂの折り曲げ山部の一方はろう付けにより偏平チューブ４４の表面に一体に接合でき、また、折り曲げ山部の他方もろう付けにより保持板６２、６３の表面に一体に接合できる。従って、第１実施形態に比較してコルゲートフィン４５ａ、４５ｂ全体を偏平チューブ４４と保持板６２、６３との間で確実に支持固定できる。
【００９６】
また、断熱部材６１はセラミック系断熱材により構成されているので、一体ろう付けされないが、断熱部材６１の左右の両端部と両タンク部４１、４２の嵌合凹部４１ａ、４２ａとの嵌合構造により断熱部材６１を両タンク部４１、４２にて確実に支持できる。
【００９７】
（第４実施形態）
第１実施形態では、隣接する偏平チューブ４４相互間に配置されるコルゲートフィンの全部を２つのコルゲートフィン４５ａ、４５ｂで構成して、この２つのコルゲートフィン４５ａ、４５ｂ間に断熱用の空隙部６０を形成しているが、第４実施形態では、図１０に示すように多数本の偏平チューブ４４うち、温水が流れる偏平チューブ４４と温水が流れない偏平チューブ４４との境界に位置するコルゲートフィン、すなわち、断熱必要部位のコルゲートフィンのみを２つのコルゲートフィン４５ａ、４５ｂで構成して断熱用の空隙部６０を形成する。これに反し、温水が流れる偏平チューブ４４と温水が流れない偏平チューブ４４との境界に位置しないコルゲートフィン、すなわち、断熱不要部位のコルゲートフィンは、通常の１つのコルゲートフィン４５で構成している。
【００９８】
従って、第４実施形態では、２つのコルゲートフィン４５ａ、４５ｂ間の断熱用の空隙部６０による断熱構造と、通常の１つのコルゲートフィン４５による非断熱構造（熱伝導構造）とが混在する構成となる。なお、第４実施形態による断熱構造と非断熱構造（熱伝導構造）との混在構成を、第２実施形態（図７）や第３実施形態（図８、図９）の断熱構造に適用してもよいことは言うまでもない。
【００９９】
（第５実施形態）
第１〜第４実施形態では、いずれも偏平チューブ４４にフィン４５、４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄを組み合わせる熱交換コア部４３の構成において、温水が流れる偏平チューブ４４側のフィンと温水が流れない偏平チューブ４４側のフィンとの間に断熱構造を構成しているが、第５実施形態は、ヒータコア４の熱交換コア部４３をフィンを持たないフィンレス構成として、隣接するチューブ相互間に断熱構造を構成するものである。
【０１００】
図１１は第５実施形態によるヒータコア４の熱交換コア部４３の一部斜視図であり、図１２は熱交換コア部４３の一部のチューブ端面図である。第５実施形態では、熱交換コア部４３の偏平チューブ４４をアルミニュウム等の金属から構成される２枚の伝熱プレート４４１、４４２の接合体により構成している。
【０１０１】
２枚の伝熱プレート４４１、４４２は、具体的には、アルミニュウム等の金属から構成される板部材であり、その平面部からそれぞれ逆方向に突き出す断面円弧状の突出部４４１ａ、４４２ａを一体成形している。この突出部４４１ａ、４４２ａは空気流れ方向Ｇと直交する方向に帯状に延びるように成形されている。また、この帯状の突出部４４１ａ、４４２ａは空気流れ方向Ｇに複数個（図示の例では５個）並んで形成される。
【０１０２】
そして、突出部４４１ａ、４４２ａの内側空間が１つにつながるように２枚の伝熱プレート４４１、４４２の平面部同士を突き合わせて、ろう付けにより一体に接合する。これにより、帯状の突出部４４１ａ、４４２ａの内側空間を温水流路４４３として構成できる。この温水流路４４３は空気流れ方向Ｇに複数個並んで形成される。
【０１０３】
そして、突出部４４１ａ、４４２ａの頂部が互いに隣接するチューブ４４に対して所定間隔を介在して直接対向するように多数本のチューブ４４を積層配置する。これにより、隣接するチューブ４４相互間に空気通路４４４を形成する。ここで、隣接する偏平チューブ４４相互において、帯状の突出部４４１ａ、４４２ａ、すなわち、温水流路４４３の形成部位を図１２のように空気流れ方向Ｇの前後にずらすことにより、空気通路４４４が隣接する偏平チューブ４４相互間に蛇行状に形成される。
【０１０４】
空気流れ方向Ｇと直交する方向に延びる帯状の突出部４４１ａ、４４２ａは、空気流れの直進を妨げて乱れを発生する乱れ発生器として作用する。これにより、偏平チューブ４４の外表面における空気側熱伝達率を大幅に向上できるので、空気側にフィンを設けないフィンレス構成であっても、必要伝熱性能を確保することができる。
【０１０５】
そして、隣接する偏平チューブ４４相互間に形成される空気通路４４４それ自身により、図３等の断熱用空隙部６０に相当する断熱用空隙部を構成できるので、第５実施形態においても上述の各実施形態と同様に車室内吹出空気の温度制御性を向上できる。
【０１０６】
なお、第５実施形態では２枚の伝熱プレート４４１、４４２を一体に張り合わせて偏平チューブ４４を構成しているが、この２枚の伝熱プレート４４１、４４２は個々に完全に切り離して成形できることはもちろんのこと、空気流れ方向Ｇの上流端あるいは下流端にて１枚の板材をＵ状に折り曲げて成形することもできる。
【０１０７】
（第６実施形態）
第１実施形態では、ヒータコア４の温水入口側タンク４１内に流れ制御部材５２を内蔵し、この流れ制御部材５２をチューブ４４の配列方向に直線的に移動するスライド式の弁機構により構成しているが、第６実施形態では、流れ制御部材５２を温水入口側タンク４１内にて回転運動を行う回転式の弁機構にて構成するものである。
【０１０８】
図１３、図１４は第６実施形態であり、ヒータコア４の温水入口側タンク４１を円筒状に形成し、この円筒状タンク４１内部に、円筒状の回転式弁機構を構成する流れ制御部材５２を回転可能に配置している。
【０１０９】
流れ制御部材５２は図１４に示すように円筒状本体部７７を有し、この円筒状本体部７７の軸方向の一端部に開口部７８を開口し、この開口部７８がタンク４１の温水入口４６に対向配置されている。このため、温水入口４６からタンク４１内に流入した温水が開口部７８から円筒状本体部７７の内部にスムースに流入する。
【０１１０】
円筒状本体部７７の軸方向はヒータコア４のチューブ４４の配列方向（チューブ積層方向）と平行になっている。従って、円筒状本体部７７はチューブ４４の配列方向と平行な回転中心軸により回転することになる。そして、円筒状本体部７７の軸方向寸法（図１３の上下方向寸法）はヒータコア４の全部のチューブ４４の配列範囲の全長より大きくしてある。
【０１１１】
円筒状本体部７７の円筒面は図１３に示すようにチューブ４４の端部を閉塞するシール面７９とチューブ４４の端部を開放する螺旋状の切り欠き部８０とを構成する。なお、図１３ではシール面７９の形成範囲を細点部により明示している。そして、このシール面７９と切り欠き部８０との組み合わせにより、図１４に示すように円筒状本体部７７の円筒面の円周方向のうち、所定の微小角度範囲の部分により最大冷房領域ＭＣを構成し、また、この最大冷房領域ＭＣに隣接する所定の微小角度範囲の部分により最大暖房領域ＭＨを構成する。
【０１１２】
更に、円筒状本体部７７の円筒面の円周方向のうち、最大冷房領域ＭＣおよび最大暖房領域ＭＨを除く残余の大部分の角度範囲にて温度制御領域ＴＣを構成する。
【０１１３】
円筒状本体部７７の形態についてより具体的に説明すると、円筒状本体部７７の円周方向において、最大冷房領域ＭＣではシール面７９が円筒状本体部７７の軸方向全長にわたって形成してある。そのため、円筒状本体部７７が回転操作されて最大冷房領域ＭＣの部分がチューブ４４の端部に対向すると、全部のチューブ４４の端部をシール面７９により同時に閉塞することができる。これにより、全部のチューブ４４への温水流入が阻止されるので、ヒータコア４のコア部４３の全領域が温水非通過領域となり、最大冷房機能を発揮できる。
【０１１４】
ところで、チューブ４４の端部は入口側タンク４１の内部に微小寸法だけ突き出しており、このチューブ４４の突出端部は図１３に示すようにシール部材８１の穴部８１ａ内に圧入されるようになっている。シール部材８１はゴム系の弾性材から構成されるシート状部材であり、円筒状本体部７７と略同一の軸方向寸法を有している。また、シール部材８１はチューブ４４の偏平状開口形状の長径寸法より大きい円周方向長さを有し、全部のチューブ４４の端部が圧入される穴部８１ａが設けてある。
【０１１５】
シート状のシール部材８１はチューブ４４の突出端部の突出量よりも大きい板厚を有し、タンク４１の内壁面と円筒状本体部７７のシール面７９との間に配置され、シール部材８１が円筒状本体部７７のシール面７９に弾性的に圧接するようになっている。これにより、シール部材８１のシール機能が発揮されて、全部のチューブ４４の端部をシール面７９により確実に閉塞できる。
【０１１６】
一方、円筒状本体部７７の円周方向において、最大暖房領域ＭＨでは切り欠き部８０が円筒状本体部７７の軸方向全長にわたって形成してある。そのため、円筒状本体部７７が回転操作されて最大暖房領域ＭＨの部分がチューブ４４の端部に対向すると、全部のチューブ４４の端部を切り欠き部８０により円筒状本体部７７の内側に同時に連通することができる。すなわち、切り欠き部８０により全部のチューブ４４の端部が同時に開口状態となる。従って、切り欠き部８０を通して全部のチューブ４４に温水を流すことができ、ヒータコア４のコア部４３の全領域が温水通過領域となり、最大暖房機能を発揮できる。
【０１１７】
切り欠き部８０の円周方向の一方の開口端縁８０ａは軸方向と平行な形状であり、これに対し、円周方向の他方の開口端縁８０ｂは軸方向に対して斜めとなって螺旋形状を形成する。この螺旋形状によって、切り欠き部８０の円周方向の開口範囲は、円筒状本体部７７の軸方向の一端側（開口部７８側の端部）で最も狭くなり、円筒状本体部７７の軸方向の他端側（開口部７８と反対側の端部）へ行くにつれて切り欠き部８０の円周方向の開口範囲が拡大する。すなわち、切り欠き部８０の円周方向の開口範囲は円筒状本体部７７の軸方向の他端側で最大となる。
【０１１８】
従って、円筒状本体部７７を図１４において反時計方向に回転駆動すると、ヒータコア４のコア部４３のチューブ４４のうち、下部側のチューブ４４から順次螺旋状切り欠き部８０と連通し開口する。そのため、円筒状本体部７７の回転位置を選択することにより、螺旋状切り欠き部８０と連通して温水が流れる下部側のチューブ４４の本数と、シール面７９により閉塞されて温水が流れない上部側のチューブ４４の本数との比率を変更できる。なお、図１３は、円筒状本体部７７を温度制御領域ＴＣの円周方向中間位置がチューブ４４の端部に対向する状態を示している。
【０１１９】
次に、円筒状本体部７７の軸方向の他端側には円板状の支持板８２が設けられ、この支持板８２の中心部から軸方向外方へ突き出すように駆動軸８３が一体に設けられている。なお、円筒状本体部７７、支持板８２および駆動軸８３は本例では樹脂により一体成形している。
【０１２０】
このように流れ制御部材５２は樹脂製であり、また、シール部材８１はゴム系の弾性材であるから、入口側タンク４１の下端部を開口したままで、ヒータコア４の一体ろう付けによる組み付けを終了した後に、シール部材８１を入口側タンク４１の下端開口部から入口側タンク４１内に組み付け、その後に、流れ制御部材５２を同様に入口側タンク４１の下端開口部から入口側タンク４１内に組み付ける。
【０１２１】
次に、入口側タンク４１の下端開口部を閉塞するキャップ８４の組み付けを行う。このキャップ８４は金属製または樹脂製の円板状部材であり、その中心部には駆動軸８３を回転可能に支持する軸受け穴８４ａが開けてある。これにより、駆動軸８３を軸受け穴８４ａに嵌合してキャップ８４の外方へ突き出した状態にてキャップ８４をねじ止め等の固定手段（図示せず）で入口側タンク４１の下端開口部に組み付けることができる。
【０１２２】
なお、駆動軸８３と軸受け穴８４ａとの嵌合面およびキャップ８４と入口側タンク４１の下端開口部との当接面にはＯリング等のシール手段を設けて、温水の洩れを防止するようになっている。また、駆動軸８３の突出先端部はアクチュエータ５０の出力軸に連結されており、これにより、流れ制御部材５２の円筒状本体部７７をアクチュエータ５０により回転駆動できる。
【０１２３】
以上により第６実施形態によると、流れ制御部材５２がタンク４１内にて回転運動を行う回転式の弁機構として作用することにより、温水通過領域Ａと温水非通過領域Ｂとの比率を変更して車室内吹出空気温度を調整できる。
【０１２４】
（第７実施形態）
第７実施形態は流れ制御部材５２を更に別の構成とするものであり、可撓性を有する膜状部材により流れ制御部材５２を構成する。
【０１２５】
図１５〜図１７は第７実施形態を示しており、温水入口側タンク４１の内部に、流れ制御部材５２を構成する膜状部材９０、第１巻取軸９１および第２巻取軸９２が配置されている。第１巻取軸９１および第２巻取軸９２は樹脂製または金属製の部材であり、膜状部材９０の一端部が第１巻取軸９１に結合され、膜状部材９０の他端部は第２巻取軸９２に結合されている。膜状部材９０の両端部は、第１、第２巻取軸９１、９２に巻き取られたり、第１、第２巻取軸９１、９２から巻き戻される（送り出される）ようになっている。
【０１２６】
第１巻取軸９１および第２巻取軸９２の軸方向の一端部（上端部）付近は温水入口側タンク４１の上端部壁面に回転自在に支持されて温水入口側タンク４１の上方側へ突き出している。第１巻取軸９１および第２巻取軸９２の他端部（下端部）付近は図示しない支持部材を介して温水入口側タンク４１の下端部付近に回転自在に支持される。
【０１２７】
第１巻取軸９１は駆動側の軸であり、操作機構をなすアクチュエータ５０内部のモータ出力軸（図示せず）に減速ギヤ（図示せず）を介して連結され、アクチュエータ５０により第１巻取軸９１を回転させる構成になっている。そして、従動側の軸をなす第２巻取軸９２と第１巻取軸９１との間にベルト、ギヤ等の動力伝達機構９３を設けて、第１巻取軸９１の回転が動力伝達機構９３を介して第２巻取軸９２に伝達されるようになっている。従って、アクチュエータ５０により第１巻取軸９１および第２巻取軸９２を連動して回転させることができる。
【０１２８】
膜状部材９０は可撓性を有する樹脂フィルム材から構成されるものであり、図１５、図１６における細かい点を付した領域は膜状部材９０の範囲を示す。この膜状部材９０は図１７に示すように、偏平チューブ４４の端部を開口する多数の開口部９０ａを有している。この開口部９０ａの開口パターンは後述する。
【０１２９】
第１、第２巻取軸９１、９２は、温水入口側タンク４１の内部に、このタンク４１の長手方向、換言すると多数本の偏平チューブ４４の配列方向（車両上下方向）の全長にわたって延びるように配置されている。ここで、第１、第２巻取軸５２、５３は、図１６に示すように偏平チューブ４４の断面偏平状の長辺方向の寸法Ｌ１よりも大きい間隔Ｌ２を隔てて温水入口側タンク４１の内部に平行に配置されている。
【０１３０】
膜状部材９０の開口部９０ａの幅寸法Ｌ３は、上記寸法Ｌ１とＬ２の中間の大きさ、すなわち、Ｌ１＜Ｌ３＜Ｌ２の関係に設定してある。従って、開口部５１ａが偏平チューブ４４の端部上に重合すると、その重合した偏平チューブ４４は、膜状部材９０の開口部９０ａを通して全開状態にて温水入口側タンク４１の内部に連通する。
【０１３１】
最大冷房時には、膜状部材９０の一端側の膜部９０ｂ（図１７）により多数本の偏平チューブ４４のすべてを閉塞し、且つ、最大暖房時には、膜状部材９０の他端側の最大の開口部９０ｃ（図１７）により多数本の偏平チューブ４４のすべてを全開する。このため、膜状部材９０の幅寸法（高さ寸法）Ｌ４を熱交換用コア部４３の偏平チューブ４４配列方向（車両上下方向）の全長寸法より大きくしてある（図１５、１６参照）。
【０１３２】
温水入口側タンク４１のうち、偏平チューブ４４の端部が接合される壁面４１ｂ、すなわち、図１５の左側の壁面４１ｂは上下方向に延びる平面形状になっている。この平面形状の壁面４１ｂにはチューブ挿入穴（図示せず）を開けて、このチューブ挿入穴に偏平チューブ４４の端部を挿入し、偏平チューブ４４の端部を微小量だけ壁面４１ｂの内側、すなわち、温水入口側タンク４１の内部に突出させる。この状態にて偏平チューブ４４の端部は壁面４１ｂのチューブ挿入穴部に接合される。
【０１３３】
そして、平面形状の壁面４１ｂの内側面にシール部材９４（図１５）を設けている。より具体的には、このシール部材９４はゴム系の弾性材により平面形状の壁面４１ｂに沿った平板状に形成される。このシール部材９４には偏平チューブ４４と同数のチューブ挿入穴（図示せず）を開けて、このチューブ挿入穴を偏平チューブ４４の端部に嵌合してシール部材９４を平面形状の壁面４１ｂの内側面に押し付けて接着等により固定する。
【０１３４】
ここで、シール部材９４の板厚は偏平チューブ４４の端部がシール部材９４上に突出しないように設定してあるから、膜状部材９０が偏平チューブ４４の端部と接触することを回避でき、膜状部材９０はシール部材９４の表面上を摺動しながら第１、第２巻取軸９１、９２間を移動するようになっている。
【０１３５】
このため、シール部材９４は、偏平チューブ４４の配列方向（車両上下方向）には、全部の偏平チューブ４４の端部周辺を被覆できる寸法（すなわち、寸法Ｌ４と近似した寸法）を有し、且つ、膜状部材９０の移動方向（図１６の左右方向）には、第１、第２巻取軸９１、９２間の間隔Ｌ２と同等の寸法を有する矩形状になっている。
【０１３６】
なお、ヒータコア４の構成部品（４１、４２、４４、４５ａ、４５ｂ、４６、４７）は、通常アルミニュウム製として、一体ろう付けにて組み付けられるが、本実施形態では、ろう付け温度（６００℃付近）に耐えられない部品、すなわち、樹脂フィルム材により構成される膜状部材９０およびゴム系の弾性材により構成されるシール部材９４を温水入口側タンク４１に内蔵するため、温水入口側タンク４１の全体を他の構成部品と一体ろう付けすることはできない。
【０１３７】
そこで、本実施形態では、温水入口側タンク４１を、偏平チューブ４４の端部を接合する壁面４１ｂ側のタンク部材と、壁面４１ｂに対向する他の壁面４１ｃ側のタンク部材とに分割し、壁面４１ｂ側のタンク部材および温水入口４６のみをヒータコア４の他の構成部品と一体ろう付けし、この一体ろう付け終了後に、膜状部材９０、シール部材９４等の組み付けを行う。
【０１３８】
具体的には、偏平チューブ４４と一体ろう付けされた壁面４１ｂ側のタンク部材において、壁面４１ｂの平面形状部に上記した要領にてシール部材９４を接着等により固定する。次に、この壁面４１ｂ側のタンク部材に第１、第２巻取軸５２、５３および膜状部材９０を組み付け、その後に、壁面４１ｂ側のタンク部材に他の壁面４１ｃ側のタンク部材をシール材を介してシール固定する。
【０１３９】
なお、図１５において、４１ｄ、４１ｅは壁面４１ｂ側のタンク部材と他の壁面４１ｃ側のタンク部材との接続部位を示す。また、第１、第２巻取軸９１、９２の上端部は温水入口側タンク４１（壁面４１ｂ側のタンク部材）の上端部壁面から外部に突き出すので、第１、第２巻取軸９１、９２と温水入口側タンク４１の上端部壁面の支持部との間にもシール材（図示せず）を配置して、水漏れを防止するようになっている。
【０１４０】
次に、図１７により膜状部材９０の開口パターンについて具体的に説明する。図１７は第１、第２巻取軸９１、９２から膜状部材９０の全長を巻き戻した展開状態を示しており、膜状部材９０の長さ方向（図１７の左右方向）の一端部（左端部）を第１巻取軸９１に結合するとともに、膜状部材９０のうち、第１巻取軸９１に隣接する部分に最大冷房領域を構成する膜部９０ｂを設けている。
【０１４１】
また、膜状部材９０の長さ方向（図１７の左右方向）の他端部（右端部）を第２巻取軸９２に結合するとともに、膜状部材９０のうち、第２巻取軸９２に隣接する部分に最大暖房領域を構成する最大の矩形開口部９０ｃを設けている。
【０１４２】
そして、最大冷房用の膜部９０ｂと最大暖房用の矩形開口部９０ｃとの間は温度制御領域であり、この温度制御領域では菱形の開口部９０ａを開けるとともに、この菱形の開口部９０ａの開口数を最大暖房領域側から最大冷房領域側へ向かって順次減少させている。具体的には、温度制御領域のうち、最大暖房領域に隣接する部位（１）では開口部９０ａの開口数を例えば偏平チューブ４４の本数の１／２として、開口部９０ａが多数本の偏平チューブ４４に対して１本置きに重合するようにしてある。以下、次の部位（２）から部位（５）へ向かって開口部９０ａの開口数を順次減少させている。これにより、温水が流れる偏平チューブ４４の本数を最大暖房領域側から最大冷房領域側へ向かって順次減少させることができる。すなわち、図１７の部位（１）から部位（５）では、それぞれ開口部数が順次減少する開口部群を構成する。
【０１４３】
また、図１７において、Ｌ２は図１６に示す温水入口側タンク４１内部での第１、第２巻取軸９１、９２の配置間隔であり、温度制御用の菱形の開口部９０ａおよび最大暖房用の矩形開口部９０ｃの幅寸法Ｌ３はいずれも軸間隔Ｌ２より若干量小さくしてある。なお、最大冷房用の膜部９０ｂの幅寸法は軸間隔Ｌ２と同等に設定してある。
【０１４４】
次に、第７実施形態の作動を説明する。いま、空調用制御装置５３において膜状部材９０の目標移動位置ＳＷとして、ＳＷ＝０％（最大冷房位置）が算出されると、空調用制御装置５３の出力信号によりアクチュエータ５０（すなわち、第１巻取軸９１）の回転方向および回転量が決定され、膜状部材５１の最大冷房用の膜部９０ｂが偏平チューブ４４の端部上に重合する位置に膜状部材９０が移動する。
【０１４５】
この結果、膜状部材９０のうち最大冷房用の膜部９０ｂがシール部材９４に圧接して、全部の偏平チューブ４４を閉塞する。従って、ヒータコア４の全部の偏平チューブ４４への温水流入が遮断されるので、熱交換コア部４３の空気通路（偏平チューブ４４とコルゲートフィン４５との空隙部）の全域が温水と熱交換しない通路となる。つまり、熱交換コア部４３の空気通路全域が、蒸発器３で冷却された冷風を加熱せずにそのまま通過させる冷風通路として作用する。
【０１４６】
次に、空調用制御装置５３において膜状部材９０の目標移動位置ＳＷとして、０％（最大冷房位置）と１００％（最大暖房位置）との間の中間位置の値が算出されると、空調用制御装置５３の出力信号によりアクチュエータ５０（すなわち、第１巻取軸９１）の回転方向および回転量が決定され、第１、第２巻取軸９１、５３の回転により膜状部材９０の温度制御領域の部位が偏平チューブ４４の端部上に重合する位置に膜状部材９０が移動する。図１５、図１６はこの具体例を示しており、膜状部材９０の温度制御領域の部位（３）（図１７参照）が偏平チューブ４４の端部上に重合する。
【０１４７】
これにより、膜状部材９０の温度制御領域の部位（３）に位置する５個の菱形開口部９０ａが５本の偏平チューブ４４の端部上に重合するので、この５本の偏平チューブ４４の端部が膜状部材９０の菱形開口部９０ａを通して温水入口側タンク４１の内部空間に開口する。そのため、図示しない車両エンジンの温水ポンプにより圧送される温水が、温水入口配管４８→温水入口４６→ヒータコア４の温水入口側タンク４１→上記の５本の偏平チューブ４４→温水出口側タンク４２→温水出口４７→温水出口配管４９の経路にて流れる。なお、図１５では温水が流れる５本の偏平チューブ４４のみに斜線を付している。
【０１４８】
従って、ヒータコア４の熱交換コア部４３の空気通路のうち、上記の５本の偏平チューブ４４の上下両側の通路は温水との熱交換により空気が加熱され温風が流れる温風通路となる。これに対し、上記の５本の偏平チューブ４４相互の中間部位では、偏平チューブ４４に温水が流れないので、冷風が加熱されることなくそのまま通過する冷風通路として作用する。
【０１４９】
このため、図１５に示すように５層の温風通路域と６層の冷風通路域とを偏平チューブ配列方向（車両上下方向）に交互に形成できる。そして、空調用制御装置５３の出力信号により膜状部材９０の移動位置を制御することにより、温水が流れるチューブ本数を変更して、温風通路域と冷風通路領域との比率を変更できる。これにより、温風風量と冷風風量の割合を制御して車室内への吹出空気温度を目標吹出温度ＴＡＯとなるように制御できる。
【０１５０】
特に、本実施形態では、膜状部材９０に設ける開口パターンによりヒータコア４の熱交換コア部４３の空気通路における温風通路と冷風通路の設定数を容易に増加できるので、冷温風の混合性向上にとって格段と有利である。
【０１５１】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、温水（熱交換媒体）が流れるチューブを偏平チューブ４４で構成しているが、温水（熱交換媒体）が流れるチューブを丸チューブ等で構成してもよい。
【０１５２】
また、上記各実施形態では、暖房用熱交換器をなすヒータコア４に、熱交換媒体として温水が流れる場合について説明したが、例えば、エンジンオイル、油圧機械の作動オイル等のオイルを熱交換媒体としてヒータコア４に循環させ、空気を加熱する車両用空調装置に本発明を適用してもよい。
【０１５３】
また、上記各実施形態では、流れ制御部材５２をヒータコア４の温水入口側タンク４１に内蔵しているが、温水出口側タンク４２に流れ制御部材５２を内蔵してもよい。また、必要に応じて、温水入口側タンク４１と温水出口側タンク４２の両方に流れ制御部材５２を内蔵してもよい。
【０１５４】
また、ヒータコア４と同様に多数本のチューブを並列配置した熱交換器構成を冷房用熱交換器に採用し、この冷房用熱交換器に熱交換媒体として低温の冷水が流れるようにした空調装置に本発明を適用してもよい。すなわち、流れ制御部材５２の変位により冷水の流れるチューブ本数と、冷水の流れないチューブ本数との割合を変化させ、それにより、冷水の流れるチューブ周辺で冷却される冷風風量と、冷水の流れないチューブ周辺を通過する非冷却空気（温風）の風量との割合を変化させて、冷房用熱交換器の吹出空気温度を制御するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の空調ユニットを示すもので、空調ケースの片側を取り外した状態の側面図である。
【図２】第１実施形態のヒータコアを示す正面図である。
【図３】図２のヒータコアの熱交換コア部の一部拡大正面図である。
【図４】（ａ）は温水が流れるチューブから温水が流れないチューブへの熱伝導の影響を測定する実験方法の説明図、（ｂ）はヒータコア直後の空気温度の測定結果を示すグラフである。
【図５】ヒータコア下流側の平均空気温度と温水が流れるチューブ本数との関係を示すグラフである。
【図６】（ａ）は図４（ａ）と同様の実験方法の説明図、（ｂ）は風量を変化させた場合におけるヒータコア直後の空気温度の測定結果を示すグラフである。
【図７】第２実施形態によるヒータコアの熱交換コア部の一部拡大正面図である。
【図８】（ａ）は第３実施形態によるヒータコアの熱交換コア部の一部拡大正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ部拡大図である。
【図９】第３実施形態によるヒータコアの熱交換コア部における断熱部材の組付説明図である。
【図１０】第４実施形態によるヒータコアの熱交換コア部の一部拡大正面図である。
【図１１】第５実施形態によるヒータコアの熱交換コア部の一部拡大斜視図である。
【図１２】第５実施形態によるヒータコアの熱交換コア部の一部拡大チューブ端面図である。
【図１３】第６実施形態によるヒータコアを示す正面図である。
【図１４】第６実施形態による流れ制御部材の斜視図である。
【図１５】第７実施形態によるヒータコアを示す正面図である。
【図１６】第７実施形態によるヒータコアの温水入口側タンク部の側面断面図である。
【図１７】第７実施形態による流れ制御部材を構成する膜状部材の開口パターンを示す展開図である。
【符号の説明】
４４…偏平チューブ、４５ａ、４５ｂ…コルゲートフィン、
６０…断熱用空隙部、６１…断熱部材、
４４４…断熱用空隙部をなす空気通路。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an air-conditioning heat exchanger that adjusts the temperature of blown-out air by changing the ratio between the number of tubes through which a heat exchange medium flows and the number of tubes through which the heat exchange medium does not flow, and a vehicle air conditioner using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of adjusting the temperature of the blown air of a vehicle air conditioner, the air mixing ratio of a cool air bypassing a heating heat exchanger and a warm air passing through a heating heat exchanger is adjusted by an air mixing door, and the blown air is adjusted. An air mixing method for adjusting the temperature is known.
[0003]
This air mix system adjusts the air flow rate by adjusting the air volume ratio between cold air and hot air, so that the air air temperature can be changed responsively within the full opening range of the air mix door, and the air air temperature can be changed. Good adjustment characteristics.
[0004]
As another method, a hot water adjustment method is known in which the flow rate or temperature of hot water supplied to a heating heat exchanger is adjusted to adjust the temperature of blown air.
[0005]
However, the former air-mix method requires an operating space for the air-mix door or a mixing space for mixing cold air and hot air, in addition to the mounting space for the heat exchanger for heating. In addition, there is a problem that the physique (volume) of the air conditioner increases.
[0006]
On the other hand, in the latter hot water adjustment system, there is no need for a mixing space, a door operation space, and the like in the air mixing system, and thus there is an advantage that the size (volume) of the air conditioner can be reduced. However, in the latter hot water adjustment method, since the heat capacity of the heating heat exchanger is large, the responsiveness of the temperature adjustment is poor even if the flow rate or the temperature of the hot water is adjusted.
[0007]
In the latter hot water adjustment method, in the hot water flow adjustment method, the heat radiation characteristic of the heating heat exchanger is such that when the hot water flow rate increases in a small flow rate region after the opening of the hot water valve, the outlet temperature increases rapidly. After that, the rising rate of the outlet temperature becomes slower with the increase of the flow rate of the hot water. Therefore, it becomes difficult to linearly adjust the temperature of the air blown into the vehicle cabin from the low temperature range to the high temperature range by adjusting the flow rate of the hot water.
[0008]
In order to solve this problem, it is necessary to configure the hot water valve so that the hot water flow rate can be finely adjusted in a small flow rate range with respect to the operation stroke of the hot water valve, and the cost of the hot water valve increases. In addition, since hot water is supplied to the heating heat exchanger by the hot water pump driven by the vehicle engine, in the hot water flow rate adjustment method, fluctuations in the engine speed become disturbances, which easily causes fluctuations in the outlet temperature. In addition, fluctuations in the air volume of the air sent to the heating heat exchanger also become disturbances, which easily cause fluctuations in the outlet temperature.
[0009]
In the hot water temperature adjustment method among the hot water adjustment methods, it is necessary to mix high-temperature hot water and low-temperature hot water in order to adjust the hot water temperature. Therefore, it is necessary to newly add a low-temperature hot water circulation pump or the like to the hot water circuit. In addition, a special valve or the like for mixing high-temperature hot water and low-temperature hot water is required, which inevitably increases the cost.
[0010]
In view of this, the present applicant first changed the ratio of the number of tubes through which the heat exchange medium flows and the number of tubes through which the heat exchange medium does not flow to the heating heat exchanger for heating air in Japanese Patent Application No. 2002-203985. There is proposed an air conditioner for a vehicle, which incorporates a flow control means for changing the ratio of a heat exchange medium passage area and a heat exchange medium non-passage area, thereby adjusting the temperature of air blown into a vehicle compartment.
[0011]
According to the above-mentioned prior application, in the heat exchange medium passage area of the heating heat exchanger, air is heated by a heat exchange medium such as hot water to become hot air, while in the heat exchange medium non-passage area of the heating heat exchanger. The air passes through without heating. That is, the cool air passes through the heat exchange medium non-passing area. Therefore, by changing the ratio between the heat exchange medium passage area and the heat exchange medium non-passage area by the flow control means, the flow rate of the cool and hot air can be adjusted.
[0012]
Therefore, the function of adjusting the temperature of the blown air by the air mix method can be secured. In addition, since the flow control means controls the flow of the heat exchange medium such as hot water, the flow control means can be built in the heating heat exchanger instead of the air passage side. Therefore, unlike the conventional air-mix system, there is no need to set an operating space for the air-mix door outside the heat exchanger for heating, and the effect of significantly reducing the size (volume) of the air conditioner can be exhibited. .
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the above-mentioned prior application is actually examined experimentally, heat exchange in a tube through which a heat exchange medium such as hot water flows is transferred to a tube through which the heat exchange medium does not flow due to heat conduction through the fins. The temperature rises to some extent up to the air that has passed through the medium non-passing area. As a result, it was found that the controllability of the temperature of the air blown into the vehicle interior was deteriorated.
[0014]
Here, the deterioration of the controllability of the blow-off air temperature specifically means that the temperature of the blow-out air into the vehicle compartment cannot be changed linearly with respect to a change in the number of tubes through which the heat exchange medium flows. This is the deterioration of the linearity of the control. In addition, there is also a problem that the fluctuation width of the blown air temperature with respect to the change in the air volume becomes large due to the effect of heat conduction from the tube through which the heat exchange medium such as hot water flows to the tube through which the heat exchange medium does not flow. These deteriorations in temperature controllability will be described in detail in the section of “Embodiments of the Invention” based on experimental data.
[0015]
The present invention has been made in view of the above points. In an air conditioning heat exchanger that can control the temperature of blown air by changing the number of tubes through which a heat exchange medium flows, the heat exchange medium does not flow from the tubes through which the heat exchange medium flows. An object of the present invention is to suppress the heat conduction to the tube and improve the controllability of the blown air temperature.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a plurality of tubes (44) through which a heat exchange medium that exchanges heat with air flows in parallel, and a heat exchange medium among the plurality of tubes (44). And a flow control means (52) for changing the number of tubes through which the heat exchange medium flows. Among the plurality of tubes (44), the tubes (44) through which the heat exchange medium flows and the tubes (44) through which the heat exchange medium does not flow. A heat insulating means (60, 61, 444) is provided between them.
[0017]
Thus, the temperature of the blown air can be controlled by changing the number of tubes through which the heat exchange medium flows, and at the same time, heat conduction from the tubes (44) through which the heat exchange medium flows to the tubes (44) through which the heat exchange medium does not flow can be suppressed. Thus, the controllability of the blown air temperature can be improved.
[0018]
According to the second aspect of the present invention, in the first aspect, separate fins (45a, 45b, 45c, 45d) are provided for the tube (44) through which the heat exchange medium flows and the tube (44) through which the heat exchange medium does not flow. Are formed, and a gap (60) is formed between the fin joined to the tube (44) through which the heat exchange medium flows and the fin joined to the tube (44) through which the heat exchange medium does not flow; The heat insulating means is characterized by the gap (60).
[0019]
Thus, in the heat exchanger configuration including the fins for improving the heat transfer performance, the heat insulating means can be easily configured by the gaps (60) between the fins.
[0020]
According to the third aspect of the present invention, in the first aspect, separate fins (45a, 45b, 45c, 45d) are provided for the tube (44) through which the heat exchange medium flows and the tube (44) through which the heat exchange medium does not flow. And a heat insulating member (61) is interposed between a fin joined to the tube (44) through which the heat exchange medium flows and a fin joined to the tube (44) through which the heat exchange medium does not flow, A heat insulating means is constituted by the heat insulating member (61).
[0021]
As described above, the heat insulating member (61) may be interposed between the fins to constitute the heat insulating means.
[0022]
According to the fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the tube (44) includes a plurality of protrusions (441a, 442a) extending in a direction orthogonal to the air flow direction and formed in a plurality in the air flow direction. A medium passage (443) through which the heat exchange medium flows is formed inside the plurality of protrusions (441a, 442a), and the tops of the protrusions (441a, 442a) are formed with respect to the tubes (44) adjacent to each other. The tubes (44) are directly opposed to each other with a predetermined space therebetween, and an air passage (444) is formed between the adjacent tubes (44) by the predetermined space. It is characterized in that it functions as a generated turbulence generator and that the air passage (444) constitutes a heat insulating means.
[0023]
According to this, since the protrusions (441a, 442a) forming the medium passage (443) hinder the straight flow of the air flow and generate turbulence, the air-side heat transfer coefficient on the outer surface of the tube can be significantly improved. Therefore, the required heat transfer performance can be ensured even in a finless configuration in which no fins are provided on the air side.
[0024]
Further, since the air gap for heat insulation can be formed by the air passage (444) formed between the adjacent tubes (44), the heat insulation means can be easily formed in a simple finless heat exchanger structure.
[0025]
In the invention described in claim 5, in any one of claims 1 to 4, if a high-temperature heat exchange medium for heating air flows as the heat exchange medium, the air-conditioning heat exchanger is used for heating. it can. When adjusting the ratio of the hot air region to the cool air region in this heating heat exchanger to adjust the blown air temperature, the heat conduction suppressing effect by the heat insulating means is exerted to improve the controllability of the blown air temperature. it can.
[0026]
In the invention described in claim 6, an air conditioning case (1a) that forms an air passage through which air flows toward the vehicle interior, and a heating heat exchanger (4) that is disposed in the air conditioning case (1a) and heats the air. ), Wherein the heating heat exchanger (4) is constituted by the air conditioning heat exchanger according to claim 5.
[0027]
Thereby, the operation and effect according to the above claims can be effectively exerted in the vehicle air conditioner.
[0028]
According to a seventh aspect of the present invention, in the vehicle air conditioner according to the sixth aspect, a control means (53) for automatically controlling the position of the flow control means (52) according to the air conditioning heat load condition is provided. I do.
[0029]
Thereby, the vehicle interior blowing temperature can be automatically controlled according to the air conditioning heat load condition by the position control of the flow control means (52).
[0030]
In addition, the code | symbol in the parenthesis of each said means shows the correspondence with the concrete means described in embodiment mentioned later.
[0031]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention. In this embodiment, an air conditioning unit 1 of a vehicle air conditioner is disposed at a substantially central portion in a left-right direction of an instrument panel of a vehicle, In addition, they are arranged as shown by arrows in FIG.
[0032]
The air-conditioning unit 1 has a resin-made air-conditioning case 1a that forms an air passage through which air flows toward the vehicle interior. The air-conditioning case 1a is divided in the left-right direction of the vehicle in this example. FIG. 1 shows a case where one side (left side) of the case is removed and the other one side (right side) of the case is fitted.
[0033]
An air inflow space 2 is formed at the most forward portion of the vehicle inside the air-conditioning case 1a, and into this air inflow space 2 blast air flows from a blower unit (not shown) arranged on the passenger side of the instrument panel in the vehicle. I do. The air blowing unit switches between the inside air and the outside air to blow air to the air conditioning unit 1.
[0034]
In the air conditioning case 1a, an evaporator 3 and a heater core 4 are arranged in this order from the air upstream side. Here, the evaporator 3 and the heater core 4 are both arranged in parallel so as to extend in the vertical direction, and the evaporator 3 and the heater core 4 are arranged close to each other with a minute interval C of about 30 mm.
[0035]
The evaporator 3 is a heat exchanger for cooling, and is provided in a known refrigeration cycle, and cools the blown air by absorbing heat from the blown air into the air conditioning case 1a and evaporating the refrigerant. The heater core 4 is a heat exchanger for heating, and heats the air in the air-conditioning case 1a using hot water (engine cooling water) flowing therein as a heat source.
[0036]
Further, since both the evaporator 3 and the heater core 4 are arranged so as to traverse the entire cross-sectional area of the air passage inside the air-conditioning case 1a, the entire amount of air flowing into the air inflow space 2 is reduced by the evaporator 3 and the heater core 4. And the heater core 4.
[0037]
In the air-conditioning case 1a, a plurality of blow-out openings 5, 6, 7 are formed in a portion of the heater core 4 on the downstream side of the air (rearward portion of the vehicle). Of these, the defroster opening 5 is disposed on the upper surface of the air conditioning case 1a, and a defroster duct (not shown) is connected thereto.
[0038]
The face opening 6 is disposed above the rear surface of the air-conditioning case 1a, and is connected to a face duct (not shown). . Further, the foot openings 7 are arranged on the left and right sides on the rear side of the vehicle of the air-conditioning case 1a, and blow out the conditioned air toward the feet of the occupants in the driver's seat and the passenger's seat.
[0039]
The defroster opening 5 and the face opening 6 are opened and closed by a common blow mode door for a differential face (not shown). In this example, the differential face blowout mode door is formed of a thin resin film door so that the size of the air-conditioning case 1a, particularly the size in the vehicle front-rear direction, can be reduced. The left and right foot openings 7 are opened and closed by a blow mode door (not shown) dedicated to the foot separately from the blow mode door for the differential face. The outlet mode door for the foot can be constituted by, for example, a well-known plate door.
[0040]
The blow mode door for the differential face and the blow mode door for the foot are connected to an actuator using a servo motor via a link mechanism (not shown), and the blow mode door is operated by the actuator to operate the plurality of blow openings 5 and 6. , 7 are opened and closed.
[0041]
Next, FIG. 2 shows a specific example of the heater core 4 portion. In the heater core 4 of this example, a hot water inlet side tank 41 is disposed on one side in the vehicle left-right direction, and the hot water outlet side tank 42 is It is arranged on the other side of the direction. The two tanks 41 and 42 are arranged so as to extend in the vertical direction. A heat exchange core 43 is formed between the two tanks 41 and 42.
[0042]
The heat exchange core portion 43 has a flat tube 44 formed into a flat cross section as is well known, and is disposed so as to extend in the horizontal direction. One end of the flat tube 44 is connected to the inlet side tank 41 and the other end is connected to the flat tube 44. The respective outlet tanks 42 are communicated with each other. A number of the flat tubes 44 are vertically arranged in parallel at a predetermined interval D (see FIG. 3), and corrugated fins 45a and 45b are arranged between the flat tubes 44.
[0043]
Here, the arrangement of the corrugated fins 45a and 45b will be described more specifically with reference to FIG. 3. FIG. 3 is an enlarged view of a part of the heat exchange core portion 43, and each of the corrugated fins 45a and 45b is provided between adjacent flat tubes 44. Two corrugated fins 45a and 45b are arranged. That is, the bending height d of the two corrugated fins 45a, 45b is made sufficiently smaller than the distance D between the adjacent flat tubes 44, and one corrugated fin 45a is joined to one side of the adjacent flat tubes 44, and The other corrugated fin 45b is joined to the other side of the adjacent flat tube 44.
[0044]
Here, the two fins 45a and 45b are arranged such that their bent ridges overlap each other, and a predetermined interval E is set between the two fins 45a and 45b. The predetermined interval E is for forming a gap 46 for heat insulation between the fins 45a and 45b. The predetermined interval E is preferably set to 1 mm or more in order to secure a heat insulating effect between the fins 45a and 45b.
[0045]
The space between both ends of the flat tube 44 and the tanks 41 and 42 and the space between the flat tube 44 and the corrugated fins 45a and 45b are integrally joined by brazing.
[0046]
In the heater core 4, a hot water inlet 46 is provided at a lower end of the hot water inlet side tank 41, and a hot water outlet 47 is provided at an upper end of the hot water outlet side tank 42. Therefore, the inflowing hot water from the hot water inlet 46 is distributed by the hot water inlet side tank 41 to a number of flat tubes 44 of the heat exchange core 43 and passes through the flat tubes 44 in parallel. Then, the hot water from the flat tube 44 flows into the hot water outlet side tank 42 and is collected. Therefore, the heater core 4 of this example is configured as a one-way flow type (all-pass type) in which hot water flows in one direction from the hot water inlet side tank 41 to the hot water outlet side tank 42.
[0047]
The components (41, 42, 44, 45, 46, 47) of the heater core 4 are all made of aluminum in this example, and are assembled by integral brazing. An inlet hot water pipe 48 shown in FIG. 1 is connected to the hot water inlet 46 of the heater core 4 and an outlet hot water pipe 49 shown in FIG. 1 is connected to the hot water outlet 47, respectively. Connected to hot water circuit. The vehicle engine hot water circuit is provided with a mechanical hot water pump (not shown) driven by the vehicle engine, and the hot water of the vehicle engine (engine cooling water) is circulated to the heater core 4 by the mechanical hot water pump. .
[0048]
An actuator 50 is attached to an end of the hot water inlet side tank 41 opposite to the hot water inlet 46, that is, an upper end. The actuator 50 is configured using a servomotor whose rotation amount (operating angle) can be controlled by an electric signal. A reduction gear (not shown) is connected to a motor output shaft (not shown) inside the actuator 50, and the screw rotation shaft 51 is rotated by the reduction gear. Therefore, the actuator 50 constitutes an operation mechanism for rotating the screw rotation shaft 51.
[0049]
The screw rotation shaft 51 is a resin or metal shaft member having a male screw portion formed on an outer peripheral surface thereof. The screw rotating shaft 51 is disposed inside the hot water inlet side tank 41 so as to extend over the entire length of the tank 41 in the longitudinal direction, in other words, the direction in which the many flat tubes 44 are arranged (vehicle vertical direction).
[0050]
A plate-like flow control member 52 is disposed inside the hot water inlet side tank 41 so as to be linearly movable in the tank longitudinal direction (tube arrangement direction). The center of the flow control member 52 is screwed to the screw rotation shaft 51. The flow control member 52 controls the flow of hot water by partitioning the space in the tank into two spaces in the tank longitudinal direction (tube arrangement direction) and changing the partition position.
[0051]
More specifically, the flow control member 52 is formed of a rubber-based elastic material into a plate shape that matches the substantially elliptical cross-sectional shape of the hot water inlet side tank 41. The inner space of the hot water inlet side tank 41 can be partitioned by the flow control member 52 without leakage of the hot water by elastically pressing the inner wall surface of the tank.
[0052]
Further, since the cross-sectional shape of the hot water inlet side tank 41 is a substantially elliptical non-circular shape, the flow control member 52 is prevented from rotating by the inner wall surface of the tank 41. Therefore, when the screw rotation shaft 51 rotates, the flow control member 52 moves in the tank longitudinal direction by screw connection with the screw rotation shaft 51. Therefore, by selecting the rotation direction and the rotation amount of the actuator 50, the flow control member 52 can be moved to a desired position in the hot water inlet side tank 41 via the screw rotation shaft 51.
[0053]
After the aluminum components (41, 42, 44, 45, 46, 47) of the heater core 4 are assembled by brazing, the screw rotating shaft 51 and the flow control The member 52 is incorporated into the hot water inlet side tank 41, and thereafter, the opening at the upper end of the hot water inlet side tank 41 is sealed by the actuator 50 via an elastic seal member (not shown).
[0054]
The rotation direction and the rotation amount of the actuator 50 are controlled by an output signal of the air-conditioning control device 53. The air-conditioning control device 53 is constituted by a microcomputer and its peripheral circuits, and performs a predetermined calculation according to a preset program to control the operation of the air-conditioning equipment. A detection signal is input to the air-conditioning control device 53 from a well-known sensor group 54 that detects the internal temperature Tr, the external temperature Tam, the amount of solar radiation Ts, the hot water temperature Tw, the outlet temperature Te of the evaporator 3, and the like.
[0055]
Further, an operation signal of an operation switch group 56 of an air conditioning control panel 55 installed near the dashboard in the vehicle compartment is also input to the air conditioning control device 53. Specifically, the operation switch group 56 includes a temperature setting switch for generating a temperature setting signal Tset, an air volume switch for generating an air volume switching signal, a blowing mode switch for generating a blowing mode signal, and an inside / outside air for generating an inside / outside air switching signal. An air changeover switch, an air conditioner switch for generating an on / off signal of the air conditioning compressor, an auto switch for setting an automatic state of air conditioning control, and the like are provided.
[0056]
Next, the operation of the present embodiment in the above configuration will be described. As is well known, the air-conditioning control device 53 calculates a target outlet air temperature TAO as a basic control value for automatic control of air-conditioning. The target blow-off air temperature TAO is a blow-out temperature required to maintain the vehicle interior at the set temperature Tset of the temperature setting switch of the air-conditioning control panel 55 even if there is a change in the heat load of the air-conditioning. Is calculated.
[0057]
(Equation 1)
TAO = Kset × Tset−Kr × Tr−Kam × Tam−Ks × Ts + C
Here, Tr: the inside air temperature detected by the inside air sensor of the sensor group 54
Tam: outside air temperature detected by the outside air sensor of the sensor group 54
Ts: solar radiation detected by the solar radiation sensor of the sensor group 54
Kset, Kr, Kam, Ks: control gain
C: Correction constant
Then, the target partition position SW of the flow control member 52 is calculated based on the TAO, the evaporator outlet temperature Te, and the hot water temperature Tw based on the following equation (2).
[0058]
(Equation 2)
SW = {(TAO-Te) / (Tw-Te)} × 100 (%)
Here, according to Equation 2, the target partition position SW of the flow control member 52 is 0% at the maximum cooling position (the broken line position MC at the lowermost end in FIG. 2) of the flow control member 52, and the maximum heating of the flow control member 52 is performed. The position (the topmost broken line position MH in FIG. 2) is expressed as a percentage with 100%.
[0059]
Now, when the target partition position SW = 0% (maximum cooling position) of the flow control member 52 is calculated by the air conditioning control device 53, the actuator 50 (that is, the screw rotation shaft 51) is output by the output signal of the air conditioning control device 53. Is determined, and the rotation of the screw rotation shaft 51 moves the flow control member 52 to the lowermost position MC in FIG. Thereby, the flow control member 52 closes the flow path at the lowermost end (the hot water inlet 46) of the hot water inlet side tank 41 of the heater core 4.
[0060]
As a result, the inflow of warm water into all the flat tubes 44 of the heater core 4 is prevented, so that the entire area of the air passage (the gap between the flat tubes 44) of the heat exchange core 43 becomes a passage that does not exchange heat with warm water. . That is, the entire area of the air passage of the heat exchange core portion 43 functions as a cool air passage that allows the cool air cooled by the evaporator 3 to pass through without being heated.
[0061]
Next, when the value of the intermediate position between 0% (maximum cooling position) and 100% (maximum heating position) is calculated as the target partition position SW of the flow control member 52 by the air-conditioning control device 53, the air-conditioning is performed. The rotation direction and the amount of rotation of the actuator 50 (that is, the screw rotation shaft 51) are determined by the output signal of the control device 53 for use, and the rotation of the screw rotation shaft 51 moves the flow control member 52 to the intermediate position shown by the solid line in FIG. I do.
[0062]
As a result, the flow path of the hot water inlet 46 of the hot water inlet side tank 41 of the heater core 4 is opened, so that the hot water pumped by the hot water pump of the vehicle engine (not shown) passes through the hot water inlet pipe 48 and the hot water inlet 46. It flows into the lower portion of the heater core 4 in the warm water inlet side tank 41. Since the space in the hot water inlet side tank 41 is vertically divided by the flow control member 52, a region of the flat tube 44 of the heat exchange core portion 43 below the flow control member 52 (on the side of the hot water inlet 46 side). The hot water flows only in the flat tube 44 in the area A), and does not flow in the flat tube 44 in the area B above the flow control member 52 (the area on the hot water outlet 47 side).
[0063]
Therefore, in the air passage of the heat exchange core portion 43, the lower region A of the flow control member 52 acts as a hot air passage for heating air with hot water, and the upper region B of the flow control member 52 is heated by cold air. It acts as a cool air passage that passes through without any change. For this reason, by controlling the partition position of the flow control member 52 by the output signal of the air conditioning controller 53, the ratio of the amount of hot air to the amount of cold air is controlled, and the temperature of the air blown into the vehicle interior is set to the target blow temperature TAO. Control.
[0064]
As described above, the temperature of the air blown into the vehicle compartment can be controlled by controlling the ratio of the flow rate of the cool and hot air, and the temperature adjustment function by the air mix method can be exhibited. Moreover, since the temperature control function can be exerted by controlling the position of the flow control member 52 built in the hot water inlet side tank 41, it is not necessary to provide an air mix door outside the heater core 4 as in the prior art.
[0065]
Therefore, as shown in FIG. 1, the heater core 4 can be arranged in parallel and close to the downstream side of the evaporator 3, and the size of the air conditioning unit 1 (the size in the vehicle front-rear direction in this embodiment) is greatly reduced. it can.
[0066]
Moreover, according to the present embodiment, since the cool air can be passed through the inside of the heater core 4, it is not necessary to form a cool air bypass passage outside the heater core 4. Therefore, the size of the heater core 4 can be enlarged to the same size as that of the evaporator 3 while using the air mix method. As a result, the pressure loss at the time of heating can be significantly reduced and the air volume at the time of heating can be greatly increased, as compared with a normal air mix method in which a cool air bypass passage is formed outside the heater core 4.
[0067]
Further, in the present embodiment, two corrugated fins 45a and 45b are arranged between the adjacent flat tubes 44, respectively, and a predetermined interval E (FIG. 3) is set between the two fins 45a and 45b. , 45b, there is an advantage that the controllability of the indoor blown air temperature can be improved as compared with the prior application in which the heat insulating gap 60 is not formed.
[0068]
Hereinafter, the advantages of the improvement in the temperature controllability will be described in detail by comparison with the prior art described in the section of "Prior Art". FIG. 4A shows a heater core 4 in which the heat exchange part 43 has the configuration according to the prior application, in which only one corrugated fin 45 is arranged between the adjacent flat tubes 44 and the corrugated fin 45 is connected to the adjacent flat tube. It is configured to be integrally joined to both of the tubes 44.
[0069]
FIG. 4B shows the air temperature immediately after the heater core 4. Specifically, a thermocouple H for temperature measurement is arranged at a position about 7 mm downstream from the downstream end face of the heat exchange section 43 of the heater core 4. The thermocouples H are arranged at all of the portions between the flat tubes 44 (location portions of the corrugated fins 45) as shown by the black circles in FIG. In the example of FIG. 4A, the total number of the flat tubes 44 is 38, and the total number of the thermocouples H is 39. In FIG. 4A, since the end plates 43a and 43b are disposed at the upper and lower ends of the heat exchange unit 43, the flat tubes 44 are not disposed at the upper and lower ends.
[0070]
Next, the experimental conditions were as follows: the amount of air passing through the heater core 4: 360 m ³ / H, the inlet air temperature of the heater core 4 is 6 ° C., and the inlet hot water temperature of the heater core 4 is 88 ° C. An elastic seal member in which the inlets of the flat tubes 44 other than the three flat tubes 44a, 44b, and 44c shown by hatched portions in FIG. 4A are formed of an elastic material such as rubber. FIG. 4B shows the result of measuring the air temperature immediately after the heater core 4 with the thermocouple H by closing the block with S and flowing hot water only into the three flat tubes 44a, 44b and 44c.
[0071]
Note that the hot water flow rate is set such that a hot water flow rate of 10 liter / h is obtained when the heater core 4 is at maximum heating, that is, when hot water flows through all the flat tubes 44. Therefore, when the number of the flat tubes 44 through which the hot water flows decreases, the flow rate of the hot water decreases by an amount corresponding to the increase in the water flow resistance of the heater core 4.
[0072]
As can be understood from the measurement results of FIG. 4B, not only the air temperatures at the upper and lower sides of the three flat tubes 44a, 44b, and 44c through which the hot water flows rise, but also the three flat tubes 44a, It was confirmed that the air temperature also increased in the area where several flat tubes 44 were arranged adjacent to 44b and 44c. The rise in the air temperature in the hot water non-passing region occurs because heat is generated via the corrugated fins 45 from the flat tubes 44a, 44b, and 44c through which the hot water flows to the flat tubes through which the hot water does not flow.
[0073]
Next, FIG. 5 shows the relationship between the average air temperature downstream of the heater core 4 and the number of flat tubes 44 through which the hot water flows, and the number of tubes through which the hot water flows changes under the same experimental conditions as in FIG. The result of measuring the average air temperature downstream of the heater core 4 is shown. The position of the flat tubes 44 through which the hot water flows is selected so that the distance between the flat tubes through which the hot water flows becomes substantially constant.
[0074]
The solid line in FIG. 5 indicates the number of tubes through which hot water flows between the time of maximum cooling when the number of tubes through which hot water flows becomes 0 and the time of maximum heating during which the number of tubes through which hot water flows (in this example, 38). This is an ideal line in which the average air temperature rises linearly as it increases. On the other hand, it was confirmed that the measured value of the average air temperature in the experiment was considerably higher than the ideal line temperature with the increase in the number of tubes through which the hot water flows, as indicated by the black circles in FIG. The increase in the average air temperature is caused by an unnecessary increase in the air temperature in the hot water non-passage area shown in FIG.
[0075]
Next, FIG. 6 shows an experimental result for confirming the degree of change of the air temperature with respect to the change of the air flow. The basic experimental conditions are the same as those of FIGS. 4 and 5, and only the differences between the experimental conditions will be described. Then, the tube through which the hot water flows is only the flat tube 44a indicated by one hatched portion in the center in the vertical direction in FIG. 6A, and the inlet portions of the other flat tubes 44 are all closed by the elastic seal member S. So that hot water does not flow. Then, in this state, the amount of air passing through the heater core 4 is set to 360 m ³ / H, 410m ³ / H, 470m ³ FIG. 6B shows the result of measuring the air temperature immediately after the heater core 4 with a thermocouple while changing the temperature in three stages of / h.
[0076]
However, in FIG. 6B, as typical examples of the air temperature immediately after the heater core 4, the air temperatures (1) and (2) at the upper and lower sides of the flat tube 44 a through which hot water flows, and the upper and lower sides of the flat tube 44 a Air temperatures {circle around (3)} and {circle around (4)} are shown at the upper and lower sides of the flat tube 44 which is arranged adjacently and through which hot water does not flow.
[0077]
Since the heat quantity of the hot water is directly transmitted to the blown air at the upper and lower sides of the flat tube 44a through which the hot water flows, even if the air quantity changes in three stages as described above, the degree of change of the air temperature (1) or (2). b can be suppressed to a small value (for example, about 2 to 3 ° C.).
[0078]
On the other hand, at the upper and lower portions of the flat tube 44 through which the hot water does not flow, only a part of the heat of the hot water is transmitted through the heat conduction path via the corrugated fins 45. (3) and (4) greatly decrease. That is, the temperature rise due to the heat conduction path via the corrugated fin 45 is strongly affected by the change in the air volume.
[0079]
Therefore, when the air volume changes in three stages as described above, the air temperatures (3) and (4) greatly change at the upper and lower sides of the flat tube 44 where hot water does not flow. The degree of change a expands to about twice (for example, about 5 to 6 ° C.) the degree of change b. Due to this, the degree of change of the average blow-out air temperature downstream of the heater core 4 with respect to the change in the air volume increases, and the temperature controllability deteriorates.
[0080]
Therefore, in the present embodiment, two corrugated fins 45a and 45b are arranged between the adjacent flat tubes 44, respectively, and a gap 60 for heat insulation is formed between the two fins 45a and 45b. The heat of the hot water is substantially transmitted to the flat tube 44 through which the hot water flows and the corrugated fins (45a or 45b) joined to the flat tube 44 through which the hot water flows, and the flat tube 44 through which the hot water does not flow. Almost no heat is transferred to the joined corrugated fins (45a or 45b).
[0081]
For this reason, even if the flat tube 44 through which the hot water flows and the flat tube 44 through which the hot water does not flow are adjacent, the air temperature hardly rises on the side of the flat tube 44 through which the hot water does not flow. Therefore, in the present embodiment, when the number of the flat tubes 44 through which the hot water flows is increased or decreased, the average outlet air temperature downstream of the heater core 4 can be changed linearly with characteristics close to the ideal line in FIG. Can be improved in linearity.
[0082]
Further, as described above, the temperature rise due to the heat conduction path via the corrugated fin 45 is strongly affected by the change in the air flow, but in the present embodiment, the temperature rise due to the heat conduction path via the corrugated fin 45 is increased. Therefore, the average outlet air temperature downstream of the heater core 4 is less likely to be affected by a change in the air volume. In other words, the resistance of the temperature control to the change in the air volume is strong, which is extremely advantageous in practical use.
[0083]
In FIG. 2, the temperature rise F in the hot water non-passing region is inevitable due to a secondary factor, and is a small amount of temperature rise at a practically allowable level. Here, the secondary factors include radiation, heat conduction through air, heat conduction through tank portions 41 and 42, and heat conduction of contact portions due to deformation of adjacent corrugated fins 45a and 45b.
[0084]
(2nd Embodiment)
In the first embodiment, two corrugated fins 45a and 45b are respectively arranged between the adjacent flat tubes 44, and a heat insulating space 60 is formed between the two fins 45a and 45b to form a flat tube through which hot water flows. Although a heat insulating effect is exerted between the flat tube 44 and the flat tube 44 through which hot water does not flow, the second embodiment does not use the corrugated fins 45a and 45b as shown in FIG. Using the pin fins 45c and 45d made of, a gap portion 60 for heat insulation is formed.
[0085]
More specifically, a pin fin 45c is integrally joined to one of the adjacent flat tubes 44, and a pin fin 45d is integrally joined to the other flat tube 44. Here, in the example of FIG. 7, the height of the pin fins 45c and 45d is set to about の of the distance D between the adjacent flat tubes 44, and the number of the pin fins 45c and 45d is set in the longitudinal direction of the flat tube 44 (FIG. (Horizontal direction), the heat insulating gap 60 is formed. Note that a plurality of pin fins 45c and 45d are also arranged in the width direction of the flat tube 44 (the direction perpendicular to the plane of FIG. 7). At this time, the pin fins 45c and 45d may be arranged to be shifted from each other also in the width direction of the flat tube 44.
[0086]
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, a heat insulating cavity 60 is formed to suppress heat conduction from the flat tube 44 through which warm water flows to the flat tube 44 through which warm water does not flow. In addition, the heat insulating space 60 is not formed, but instead a heat insulating member is arranged to exhibit a heat insulating effect.
[0087]
8 and 9 show the third embodiment. FIG. 8A is an enlarged view of a part of the heat exchange portion 43 of the heater core 4 corresponding to FIG. 3, and FIG. It is an X section enlarged view of 8 (a). In the third embodiment, two corrugated fins 45a and 45b are arranged between the adjacent flat tubes 44 in the same manner as in the first embodiment. However, in the third embodiment, two corrugated fins 45a and 45b are arranged. The bent height d of 45b is smaller than in the first embodiment. That is, the bending height d of the corrugated fins 45a and 45b of the first embodiment is larger than 1/2 of the interval D between the adjacent flat tubes 44, but in the third embodiment, the corrugated fins 45a and 45b are Is made a predetermined amount smaller than 1/2 of the interval D.
[0088]
This allows the heat insulating member 61 to be disposed between the bent tops of the two corrugated fins 45a and 45b within the range of the interval D between the flat tubes 44. More specifically, the heat insulating member 61 is held between holding plates 62 and 63 joined to the bent ridges of the two corrugated fins 45a and 45b.
[0089]
The holding plates 62 and 63 are flat plate members made of metal such as aluminum, and are integrally joined to the bent ridges of the corrugated fin 45a by brazing. Reference numeral 64 in FIG. 8B indicates the joint. The heat insulating member 61 is also a flat plate member, and is made of a heat insulating material having a high temperature resistance to the brazing temperature of aluminum (around 600 ° C.), specifically, a ceramic heat insulating material.
[0090]
Next, the method of assembling the heat insulating member 61 will be described more specifically with reference to FIG. 9. A large number of fitting projections 61 a and 61 b are integrally formed on both front and back surfaces of the heat insulating member 61. The holding plates 62, 63 are provided with fitting holes 62a, 63a in which the fitting protrusions 61a, 61b fit, at positions facing the fitting protrusions 61a, 61b.
[0091]
In the hot water inlet side tank portion 41 and the hot water outlet side tank portion 42, fitting concave portions 41 a and 42 a into which the ends of the heat insulating member 61 fit are integrally formed at the portions facing the left and right ends of the heat insulating member 61. Have been.
[0092]
Therefore, when assembling the heater core 4, the fitting projections 61 a, 61 b on the front and back surfaces of the heat insulating member 61 and the fitting holes 62 a, 63 a of the holding plates 62, 63 are fitted to hold the heat insulating member 61. The three members 62 and 63 are assembled in a sandwich shape.
[0093]
The corrugated fins 45a and 45b are incorporated between the adjacent flat tubes 44, and a three-part assembly block of the heat insulating member 61 and the holding plates 62 and 63 is provided between the bent ridges of the corrugated fins 45a and 45b. Incorporate. At this time, the right and left ends of the heat insulating member 61 are fitted into the fitting concave portions 41a and 42a of the left and right tank portions 41 and 42, respectively.
[0094]
Thereafter, the temporarily assembled body of the heater core 4 is fastened by an appropriate jig, carried into a brazing furnace, and the heater core 4 is integrally brazed.
[0095]
According to the third embodiment, one of the bent ridges of the corrugated fins 45a and 45b can be integrally joined to the surface of the flat tube 44 by brazing, and the other of the bent ridges of the holding plates 62 and 63 is also brazed. Can be integrally joined to the surface. Therefore, as compared with the first embodiment, the entire corrugated fins 45a and 45b can be more reliably supported and fixed between the flat tube 44 and the holding plates 62 and 63.
[0096]
Further, since the heat insulating member 61 is made of a ceramic heat insulating material, it is not brazed integrally, but the fitting structure between the left and right ends of the heat insulating member 61 and the fitting concave portions 41a, 42a of the tank portions 41, 42. Thereby, the heat insulating member 61 can be reliably supported by the two tank portions 41 and 42.
[0097]
(Fourth embodiment)
In the first embodiment, all of the corrugated fins arranged between the adjacent flat tubes 44 are constituted by two corrugated fins 45a and 45b, and a gap 60 for heat insulation is provided between the two corrugated fins 45a and 45b. In the fourth embodiment, corrugated fins located at the boundary between the flat tubes 44 through which hot water flows and the flat tubes 44 through which hot water does not flow, as shown in FIG. In other words, only the corrugated fins at the portions requiring heat insulation are constituted by the two corrugated fins 45a and 45b to form the heat insulating gap 60. On the other hand, the corrugated fin which is not located at the boundary between the flat tube 44 through which the hot water flows and the flat tube 44 through which the hot water does not flow, that is, the corrugated fin at the heat insulating unnecessary portion is constituted by one ordinary corrugated fin 45.
[0098]
Therefore, in the fourth embodiment, a configuration in which a heat insulating structure formed by the heat insulating gap 60 between the two corrugated fins 45a and 45b and a non-insulated structure (heat conductive structure) formed by a single normal corrugated fin 45 are used. Become. The mixed structure of the heat insulating structure and the non-heat insulating structure (heat conduction structure) according to the fourth embodiment is applied to the heat insulating structures of the second embodiment (FIG. 7) and the third embodiment (FIGS. 8 and 9). Needless to say, this may be done.
[0099]
(Fifth embodiment)
In any of the first to fourth embodiments, in the configuration of the heat exchange core unit 43 in which the fins 45, 45a, 45b, 45c, and 45d are combined with the flat tube 44, the fin on the side of the flat tube 44 through which hot water flows and the hot water do not flow. Although the heat insulation structure is formed between the flat tubes 44 and the fins, the fifth embodiment has a heat exchange core portion 43 of the heater core 4 having a finless structure having no fins, and has a heat insulation structure between adjacent tubes. It constitutes.
[0100]
FIG. 11 is a partial perspective view of the heat exchange core portion 43 of the heater core 4 according to the fifth embodiment, and FIG. 12 is a tube end view of a part of the heat exchange core portion 43. In the fifth embodiment, the flat tube 44 of the heat exchange core 43 is formed of a joined body of two heat transfer plates 441 and 442 made of metal such as aluminum.
[0101]
Specifically, the two heat transfer plates 441 and 442 are plate members made of a metal such as aluminum, and integrally formed with protrusions 441 a and 442 a having a circular arc cross section that protrude in opposite directions from their plane portions. are doing. The protrusions 441a and 442a are formed so as to extend in a band shape in a direction orthogonal to the air flow direction G. A plurality (five in the illustrated example) of the belt-shaped protrusions 441a and 442a are formed in the air flow direction G.
[0102]
Then, the flat portions of the two heat transfer plates 441 and 442 are butted together so that the inner spaces of the protruding portions 441a and 442a are connected to one, and are integrally joined by brazing. Thereby, the inner space of the band-shaped protrusions 441a and 442a can be configured as the hot water flow path 443. The plurality of hot water flow paths 443 are formed side by side in the air flow direction G.
[0103]
Then, a large number of tubes 44 are stacked and arranged so that the tops of the protruding portions 441a and 442a directly face the tubes 44 adjacent to each other at a predetermined interval. As a result, an air passage 444 is formed between the adjacent tubes 44. Here, the air passages 444 are adjacent to each other by shifting the band-shaped protrusions 441a, 442a, that is, the formation portions of the hot water flow passages 443, back and forth between the adjacent flat tubes 44 as shown in FIG. The flat tubes 44 are formed in a meandering shape between the flat tubes 44.
[0104]
The strip-shaped protrusions 441a and 442a extending in a direction orthogonal to the air flow direction G function as a turbulence generator that prevents turbulence of the air flow and generates turbulence. As a result, the air-side heat transfer coefficient on the outer surface of the flat tube 44 can be significantly improved, so that the required heat transfer performance can be ensured even in a finless configuration in which no fins are provided on the air side.
[0105]
Then, the air passage 444 itself formed between the adjacent flat tubes 44 can form a heat insulating gap corresponding to the heat insulating gap 60 in FIG. 3 and the like. As in the embodiment, the temperature controllability of the air discharged from the vehicle interior can be improved.
[0106]
In the fifth embodiment, the flat tube 44 is formed by laminating the two heat transfer plates 441 and 442 integrally. However, the two heat transfer plates 441 and 442 can be completely separated and formed individually. Needless to say, it is also possible to form a single sheet material by bending it into a U shape at the upstream end or the downstream end in the air flow direction G.
[0107]
(Sixth embodiment)
In the first embodiment, the flow control member 52 is built in the hot water inlet side tank 41 of the heater core 4, and the flow control member 52 is configured by a slide type valve mechanism that moves linearly in the arrangement direction of the tubes 44. However, in the sixth embodiment, the flow control member 52 is configured by a rotary valve mechanism that performs a rotary motion in the hot water inlet side tank 41.
[0108]
13 and 14 show a sixth embodiment, in which a warm water inlet side tank 41 of the heater core 4 is formed in a cylindrical shape, and a flow control member 52 constituting a cylindrical rotary valve mechanism is provided inside the cylindrical tank 41. Are rotatably arranged.
[0109]
As shown in FIG. 14, the flow control member 52 has a cylindrical main body 77, and an opening 78 is opened at one end in the axial direction of the cylindrical main body 77. 46 are disposed opposite to each other. For this reason, the warm water flowing into the tank 41 from the warm water inlet 46 smoothly flows into the cylindrical main body 77 from the opening 78.
[0110]
The axial direction of the cylindrical main body 77 is parallel to the arrangement direction of the tubes 44 of the heater core 4 (tube stacking direction). Therefore, the cylindrical main body 77 rotates by the rotation center axis parallel to the arrangement direction of the tubes 44. The axial dimension (vertical dimension in FIG. 13) of the cylindrical main body 77 is larger than the entire length of the arrangement range of all the tubes 44 of the heater core 4.
[0111]
As shown in FIG. 13, the cylindrical surface of the cylindrical main body 77 forms a sealing surface 79 for closing the end of the tube 44 and a spiral cutout 80 for opening the end of the tube 44. In FIG. 13, the formation range of the sealing surface 79 is clearly indicated by a fine dot portion. By the combination of the sealing surface 79 and the notch portion 80, as shown in FIG. 14, the maximum cooling area MC is defined by a portion within a predetermined minute angle range in the circumferential direction of the cylindrical surface of the cylindrical main body 77. The maximum heating area MH is constituted by a portion in a predetermined minute angle range adjacent to the maximum cooling area MC.
[0112]
Further, in the circumferential direction of the cylindrical surface of the cylindrical main body 77, the temperature control region TC is constituted by the remaining most of the angular range excluding the maximum cooling region MC and the maximum heating region MH.
[0113]
More specifically, the form of the cylindrical main body 77 will be described. In the circumferential direction of the cylindrical main body 77, in the maximum cooling area MC, the sealing surface 79 is formed over the entire length of the cylindrical main body 77 in the axial direction. Therefore, when the cylindrical main body 77 is rotated and the portion of the maximum cooling area MC faces the end of the tube 44, the ends of all the tubes 44 can be simultaneously closed by the sealing surface 79. This prevents the hot water from flowing into all the tubes 44, so that the entire area of the core portion 43 of the heater core 4 becomes the hot water non-passing area, and the maximum cooling function can be exhibited.
[0114]
By the way, the end of the tube 44 protrudes into the inside of the inlet-side tank 41 by a minute dimension. Has become. The seal member 81 is a sheet-like member made of a rubber-based elastic material, and has substantially the same axial dimension as the cylindrical main body 77. Further, the seal member 81 has a circumferential length larger than the major diameter of the flat opening shape of the tube 44, and is provided with a hole 81a into which the ends of all the tubes 44 are press-fitted.
[0115]
The sheet-shaped sealing member 81 has a plate thickness larger than the protruding amount of the protruding end of the tube 44, and is disposed between the inner wall surface of the tank 41 and the sealing surface 79 of the cylindrical main body 77. Are elastically pressed against the sealing surface 79 of the cylindrical main body 77. Thus, the sealing function of the sealing member 81 is exerted, and the ends of all the tubes 44 can be reliably closed by the sealing surface 79.
[0116]
On the other hand, in the circumferential direction of the cylindrical main body 77, the cutout portion 80 is formed over the entire length of the cylindrical main body 77 in the axial direction in the maximum heating area MH. Therefore, when the cylindrical main body 77 is rotated and the portion of the maximum heating area MH faces the end of the tube 44, the ends of all the tubes 44 are simultaneously cut inside the cylindrical main body 77 by the cutout portions 80. Can communicate. That is, the ends of all the tubes 44 are simultaneously opened by the cutout portions 80. Therefore, hot water can flow through all the tubes 44 through the cutouts 80, and the entire area of the core portion 43 of the heater core 4 becomes a hot water passage area, and a maximum heating function can be exhibited.
[0117]
One opening edge 80a in the circumferential direction of the cutout portion 80 has a shape parallel to the axial direction, while the other opening edge 80b in the circumferential direction is inclined with respect to the axial direction and forms a spiral. Form a shape. Due to this spiral shape, the opening range of the notch 80 in the circumferential direction becomes narrowest at one axial end (the end on the opening 78 side) of the cylindrical main body 77, and the axis of the cylindrical main body 77 is The opening range of the notch 80 in the circumferential direction increases toward the other end in the direction (an end opposite to the opening 78). That is, the opening range of the notch portion 80 in the circumferential direction is the maximum at the other axial end of the cylindrical main body 77.
[0118]
Therefore, when the cylindrical main body 77 is rotationally driven in the counterclockwise direction in FIG. 14, of the tubes 44 of the core portion 43 of the heater core 4, the tubes 44 in the lower side sequentially communicate with the spiral cutouts 80 and open. Therefore, by selecting the rotation position of the cylindrical main body 77, the number of the lower tubes 44 that communicate with the spiral cutout portion 80 and through which the hot water flows, and the upper portion where the hot water does not flow due to being closed by the sealing surface 79. The ratio with the number of tubes 44 on the side can be changed. FIG. 13 shows the cylindrical main body 77 in a state where the middle position in the circumferential direction of the temperature control area TC faces the end of the tube 44.
[0119]
Next, a disc-shaped support plate 82 is provided on the other end side of the cylindrical main body 77 in the axial direction, and a drive shaft 83 is integrally formed so as to protrude outward from the center of the support plate 82 in the axial direction. Is provided. Note that the cylindrical main body 77, the support plate 82, and the drive shaft 83 are integrally formed of resin in this example.
[0120]
As described above, since the flow control member 52 is made of resin and the seal member 81 is made of a rubber-based elastic material, the heater core 4 can be assembled by integral brazing with the lower end of the inlet side tank 41 opened. After the end, the seal member 81 is assembled into the inlet-side tank 41 from the lower end opening of the inlet-side tank 41, and then the flow control member 52 is similarly inserted into the inlet-side tank 41 from the lower end opening of the inlet-side tank 41. Assemble.
[0121]
Next, the cap 84 for closing the lower end opening of the inlet-side tank 41 is assembled. The cap 84 is a disk-shaped member made of metal or resin, and has a bearing hole 84a for rotatably supporting the drive shaft 83 at the center thereof. Thus, with the drive shaft 83 fitted into the bearing hole 84a and protruding outward from the cap 84, the cap 84 is fixed to the lower end opening of the inlet-side tank 41 by fixing means (not shown) such as screwing. Can be assembled.
[0122]
A sealing means such as an O-ring is provided on a fitting surface between the drive shaft 83 and the bearing hole 84a and a contact surface between the cap 84 and the lower end opening of the inlet-side tank 41 so as to prevent leakage of hot water. It has become. The protruding tip of the drive shaft 83 is connected to the output shaft of the actuator 50, so that the cylindrical body 77 of the flow control member 52 can be rotationally driven by the actuator 50.
[0123]
As described above, according to the sixth embodiment, the ratio between the hot water passage area A and the hot water non-passage area B is changed by the flow control member 52 acting as a rotary valve mechanism that performs rotational movement in the tank 41. The temperature of the air blown out of the passenger compartment can be adjusted.
[0124]
(Seventh embodiment)
In the seventh embodiment, the flow control member 52 is further configured differently, and the flow control member 52 is formed by a flexible film-like member.
[0125]
FIGS. 15 to 17 show a seventh embodiment, in which a film-like member 90, a first winding shaft 91, and a second winding shaft 92 constituting a flow control member 52 are provided inside a hot water inlet side tank 41. Are located. The first winding shaft 91 and the second winding shaft 92 are members made of resin or metal, and one end of the film member 90 is connected to the first winding shaft 91, and the other end of the film member 90. Is connected to the second winding shaft 92. Both ends of the film-like member 90 are wound around the first and second winding shafts 91 and 92, and are unwound (sent out) from the first and second winding shafts 91 and 92. .
[0126]
The vicinity of one axial end (upper end) of the first take-up shaft 91 and the second take-up shaft 92 is rotatably supported by the upper end wall surface of the hot water inlet side tank 41 and moves upward from the hot water inlet side tank 41. Sticking out. The vicinity of the other end (lower end) of the first winding shaft 91 and the second winding shaft 92 is rotatably supported near the lower end of the hot water inlet side tank 41 via a support member (not shown).
[0127]
The first winding shaft 91 is a driving-side shaft, and is connected to a motor output shaft (not shown) inside the actuator 50 serving as an operation mechanism via a reduction gear (not shown). The configuration is such that the take-up shaft 91 is rotated. A power transmission mechanism 93 such as a belt and a gear is provided between the second winding shaft 92 and the first winding shaft 91 which form a driven shaft, and the rotation of the first winding shaft 91 is controlled by the power transmission mechanism. The power is transmitted to the second winding shaft 92 via the shaft 93. Therefore, the first winding shaft 91 and the second winding shaft 92 can be rotated in conjunction with each other by the actuator 50.
[0128]
The film-like member 90 is made of a flexible resin film material, and the regions with fine dots in FIGS. 15 and 16 indicate the range of the film-like member 90. As shown in FIG. 17, the film-like member 90 has a large number of openings 90a that open the ends of the flat tube 44. The opening pattern of the opening 90a will be described later.
[0129]
The first and second winding shafts 91 and 92 extend inside the hot water inlet side tank 41 so as to extend over the entire length of the tank 41 in the longitudinal direction, in other words, the direction in which the many flat tubes 44 are arranged (vehicle vertical direction). Are located in Here, as shown in FIG. 16, the first and second winding shafts 52 and 53 are separated from the hot water inlet side tank 41 by an interval L2 larger than a dimension L1 in the long side direction of the flat tube 44 in cross section. It is arranged in parallel inside.
[0130]
The width dimension L3 of the opening 90a of the film-like member 90 is set to an intermediate size between the dimensions L1 and L2, that is, a relationship of L1 <L3 <L2. Therefore, when the opening 51 a overlaps on the end of the flat tube 44, the flat tube 44 thus polymerized communicates with the inside of the hot water inlet side tank 41 in a fully opened state through the opening 90 a of the membrane member 90.
[0131]
At the time of maximum cooling, all of the many flat tubes 44 are closed by the film portion 90b (FIG. 17) at one end of the film member 90, and at the time of maximum heating, the largest opening at the other end of the film member 90. All of the many flat tubes 44 are fully opened by the part 90c (FIG. 17). For this reason, the width dimension (height dimension) L4 of the membrane member 90 is made larger than the total length dimension of the heat exchange core 43 in the direction in which the flat tubes 44 are arranged (vehicle vertical direction) (see FIGS. 15 and 16).
[0132]
The wall surface 41b of the hot water inlet side tank 41 to which the end of the flat tube 44 is joined, that is, the left wall surface 41b in FIG. 15 has a planar shape extending in the vertical direction. A tube insertion hole (not shown) is opened in the flat wall surface 41b, and the end of the flat tube 44 is inserted into the tube insertion hole. That is, it is made to protrude into the hot water inlet side tank 41. In this state, the end of the flat tube 44 is joined to the tube insertion hole of the wall surface 41b.
[0133]
A seal member 94 (FIG. 15) is provided on the inner side surface of the planar wall surface 41b. More specifically, the seal member 94 is formed of a rubber-based elastic material into a flat plate shape along the planar wall surface 41b. In the seal member 94, the same number of tube insertion holes (not shown) as the flat tubes 44 are opened, and the tube insertion holes are fitted to the ends of the flat tubes 44, and the seal members 94 are formed on the flat wall surface 41b. Press it against the inner surface and fix it with adhesive or the like.
[0134]
Here, since the plate thickness of the seal member 94 is set so that the end of the flat tube 44 does not protrude above the seal member 94, it is possible to avoid the membrane member 90 from contacting the end of the flat tube 44. The film-like member 90 moves between the first and second winding shafts 91 and 92 while sliding on the surface of the seal member 94.
[0135]
For this reason, the seal member 94 has a dimension (that is, a dimension similar to the dimension L4) in the arrangement direction of the flat tubes 44 (vertical direction of the vehicle) that can cover the entire periphery of the ends of the flat tubes 44. In the moving direction of the film-like member 90 (the left-right direction in FIG. 16), the film-like member 90 has a rectangular shape having the same size as the distance L2 between the first and second winding shafts 91 and 92.
[0136]
The components (41, 42, 44, 45a, 45b, 46, 47) of the heater core 4 are usually made of aluminum and assembled by integral brazing. In the present embodiment, the brazing temperature (around 600 ° C.) is used. ), That is, a film-like member 90 made of a resin film material and a sealing member 94 made of a rubber-based elastic material are built in the hot water inlet side tank 41. The whole cannot be integrally brazed with other components.
[0137]
Therefore, in the present embodiment, the hot water inlet side tank 41 is divided into a tank member on the wall surface 41b side joining the end of the flat tube 44 and a tank member on the other wall surface 41c facing the wall surface 41b. Only the tank member and the hot water inlet 46 on the 41b side are integrally brazed with the other components of the heater core 4, and after the integral brazing is completed, the membrane member 90, the seal member 94, and the like are assembled.
[0138]
Specifically, in the tank member on the side of the wall surface 41b brazed integrally with the flat tube 44, the seal member 94 is fixed to the planar shape portion of the wall surface 41b by bonding or the like as described above. Next, the first and second winding shafts 52 and 53 and the membrane member 90 are assembled to the tank member on the wall surface 41b side, and then the tank member on the other wall surface 41c is sealed to the tank member on the wall surface 41b side. The seal is fixed through the material.
[0139]
In FIG. 15, reference numerals 41d and 41e denote connection portions between the tank member on the wall surface 41b side and the tank member on the other wall surface 41c side. Since the upper ends of the first and second winding shafts 91 and 92 protrude outside from the upper end wall surface of the hot water inlet side tank 41 (the tank member on the wall surface 41b side), the first and second winding shafts 91 and 92 have the same configuration. A seal member (not shown) is also disposed between the hot water inlet side tank 41 and the support portion on the upper end wall of the hot water inlet side tank 41 to prevent water leakage.
[0140]
Next, the opening pattern of the film-like member 90 will be specifically described with reference to FIG. FIG. 17 shows a developed state in which the entire length of the film-like member 90 is unwound from the first and second winding shafts 91 and 92, and one end of the film-like member 90 in the length direction (left-right direction in FIG. 17). (Left end) is connected to the first winding shaft 91, and a film portion 90b constituting a maximum cooling area is provided in a portion of the film-like member 90 adjacent to the first winding shaft 91.
[0141]
The other end (right end) of the film member 90 in the length direction (the left-right direction in FIG. 17) is connected to the second winding shaft 92, and the second winding shaft 92 of the film member 90 is connected. The largest rectangular opening 90c that constitutes the maximum heating area is provided in a portion adjacent to.
[0142]
A region between the maximum cooling film portion 90b and the maximum heating rectangular opening 90c is a temperature control region. In this temperature control region, the rhombic opening 90a is opened, and the opening of the rhombic opening 90a is opened. The number is sequentially reduced from the maximum heating area to the maximum cooling area. Specifically, in the temperature control region, in a portion (1) adjacent to the maximum heating region, the number of the openings 90a is set to, for example, の of the number of the flat tubes 44, and the number of the flat tubes 44 is large. For every 44, polymerization is performed. Hereinafter, the numerical aperture of the opening 90a is sequentially reduced from the next part (2) to the part (5). Thereby, the number of flat tubes 44 through which the hot water flows can be sequentially reduced from the maximum heating area to the maximum cooling area. That is, the portion (1) to the portion (5) in FIG. 17 form an opening group in which the number of openings is sequentially reduced.
[0143]
In FIG. 17, L2 is an arrangement interval of the first and second winding shafts 91 and 92 inside the hot water inlet side tank 41 shown in FIG. 16, and has a diamond-shaped opening 90a for temperature control and a heating space for maximum heating. The width L3 of each of the rectangular openings 90c is slightly smaller than the axial interval L2. The width dimension of the maximum cooling film portion 90b is set to be equal to the axial interval L2.
[0144]
Next, the operation of the seventh embodiment will be described. Now, when SW = 0% (maximum cooling position) is calculated as the target movement position SW of the film member 90 in the air conditioning control device 53, the actuator 50 (ie, the first cooling position) is output by the output signal of the air conditioning control device 53. The rotation direction and the amount of rotation of the winding shaft 91) are determined, and the film member 90 moves to a position where the film portion 90b for maximum cooling of the film member 51 overlaps the end of the flat tube 44.
[0145]
As a result, the maximum cooling membrane portion 90b of the membrane member 90 is pressed against the seal member 94 to close all the flat tubes 44. Therefore, the flow of warm water into all the flat tubes 44 of the heater core 4 is blocked, so that the entire area of the air passage (the gap between the flat tubes 44 and the corrugated fins 45) of the heat exchange core 43 does not exchange heat with hot water. It becomes. That is, the entire area of the air passage of the heat exchange core portion 43 functions as a cool air passage that allows the cool air cooled by the evaporator 3 to pass through without being heated.
[0146]
Next, when the value of the intermediate position between 0% (maximum cooling position) and 100% (maximum heating position) is calculated as the target movement position SW of the film member 90 by the air conditioning control device 53, the air conditioning is performed. The rotation direction and the amount of rotation of the actuator 50 (that is, the first winding shaft 91) are determined by the output signal of the application control device 53, and the rotation of the first and second winding shafts 91 and 53 causes the temperature of the film-like member 90 to be increased. The membrane member 90 moves to a position where the portion of the control region overlaps the end of the flat tube 44. FIGS. 15 and 16 show this specific example, in which the portion (3) (see FIG. 17) of the temperature control region of the film-like member 90 overlaps the end of the flat tube 44.
[0147]
As a result, the five rhombic openings 90a located in the temperature control region (3) of the film-like member 90 are superimposed on the ends of the five flat tubes 44. The end is opened to the internal space of the hot water inlet side tank 41 through the rhombic opening 90 a of the membrane member 90. Therefore, hot water pumped by a hot water pump of a vehicle engine (not shown) is supplied to a hot water inlet pipe 48 → a hot water inlet 46 → a hot water inlet side tank 41 of the heater core 4 → the five flat tubes 44 → a hot water outlet side tank 42 → hot water. It flows through the route from the outlet 47 to the hot water outlet pipe 49. In FIG. 15, only the five flat tubes 44 through which the hot water flows are shaded.
[0148]
Therefore, of the air passages of the heat exchange core portion 43 of the heater core 4, the upper and lower passages of the five flat tubes 44 become hot air passages in which air is heated by heat exchange with hot water and warm air flows. On the other hand, since hot water does not flow through the flat tubes 44 at the intermediate portion between the five flat tubes 44, the cold air acts as a cool air passage through which the cool air passes without being heated.
[0149]
Therefore, as shown in FIG. 15, five layers of hot air passages and six layers of cold air passages can be alternately formed in the flat tube arrangement direction (vehicle vertical direction). Then, by controlling the movement position of the membrane member 90 by the output signal of the air conditioning control device 53, the number of tubes through which the hot water flows can be changed, and the ratio between the hot air passage area and the cold air passage area can be changed. Thereby, it is possible to control the ratio of the amount of hot air to the amount of cool air to control the temperature of the air blown into the vehicle cabin to be the target blow temperature TAO.
[0150]
In particular, in the present embodiment, the set number of the hot air passages and the cold air passages in the air passage of the heat exchange core portion 43 of the heater core 4 can be easily increased by the opening pattern provided in the film member 90, so that the mixing property of the cold and hot air is improved. This is a great advantage for
[0151]
(Other embodiments)
In the above embodiments, the tube through which the hot water (heat exchange medium) flows is constituted by the flat tube 44, but the tube through which the hot water (heat exchange medium) flows may be constituted by a round tube or the like.
[0152]
Further, in each of the above embodiments, the case where the hot water flows as the heat exchange medium to the heater core 4 forming the heating heat exchanger has been described. However, for example, oil such as engine oil or working oil of a hydraulic machine is used as the heat exchange medium. The present invention may be applied to a vehicle air conditioner that circulates through heater core 4 to heat air.
[0153]
Further, in each of the above embodiments, the flow control member 52 is built in the hot water inlet side tank 41 of the heater core 4, but the flow control member 52 may be built in the hot water outlet side tank 42. If necessary, the flow control member 52 may be incorporated in both the hot water inlet side tank 41 and the hot water outlet side tank 42.
[0154]
An air conditioner in which a heat exchanger configuration in which a number of tubes are arranged in parallel like the heater core 4 is adopted for a cooling heat exchanger, and low-temperature cold water flows through the cooling heat exchanger as a heat exchange medium. The present invention may be applied to That is, the ratio of the number of tubes through which the cold water flows and the number of tubes through which the cold water does not flow is changed by the displacement of the flow control member 52, whereby the amount of the cool air flowing around the tubes through which the cold water flows and the tubes through which the cold water does not flow The ratio of the amount of uncooled air (warm air) passing through the periphery to the amount of air may be changed to control the temperature of the air blown from the cooling heat exchanger.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing an air conditioning unit according to a first embodiment of the present invention, with one side of an air conditioning case removed.
FIG. 2 is a front view showing the heater core of the first embodiment.
FIG. 3 is a partially enlarged front view of a heat exchange core portion of the heater core of FIG. 2;
FIG. 4 (a) is an explanatory view of an experimental method for measuring the effect of heat conduction from a tube through which hot water flows to a tube through which hot water does not flow, and FIG. 4 (b) is a graph showing a measurement result of air temperature immediately after a heater core. .
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the average air temperature downstream of the heater core and the number of tubes through which hot water flows.
6 (a) is an explanatory view of an experimental method similar to FIG. 4 (a), and FIG. 6 (b) is a graph showing a measurement result of an air temperature immediately after a heater core when an air flow is changed.
FIG. 7 is a partially enlarged front view of a heat exchange core portion of a heater core according to a second embodiment.
FIG. 8A is a partially enlarged front view of a heat exchange core portion of a heater core according to a third embodiment, and FIG. 8B is an enlarged view of an X part of FIG.
FIG. 9 is an explanatory view for assembling a heat insulating member in a heat exchange core portion of a heater core according to a third embodiment.
FIG. 10 is a partially enlarged front view of a heat exchange core portion of a heater core according to a fourth embodiment.
FIG. 11 is a partially enlarged perspective view of a heat exchange core portion of a heater core according to a fifth embodiment.
FIG. 12 is a partially enlarged tube end view of a heat exchange core portion of a heater core according to a fifth embodiment.
FIG. 13 is a front view showing a heater core according to a sixth embodiment.
FIG. 14 is a perspective view of a flow control member according to a sixth embodiment.
FIG. 15 is a front view showing a heater core according to a seventh embodiment.
FIG. 16 is a side sectional view of a hot water inlet side tank portion of a heater core according to a seventh embodiment.
FIG. 17 is a developed view showing an opening pattern of a film-like member constituting a flow control member according to a seventh embodiment.
[Explanation of symbols]
44: Flat tube, 45a, 45b: Corrugated fin,
60: a heat insulating gap, 61: a heat insulating member,
444: Air passage forming a heat insulating space.

Claims (7)

空気と熱交換する熱交換媒体が並列に流れる多数本のチューブ（４４）と、
前記多数本のチューブ（４４）のうち、前記熱交換媒体が流れるチューブ本数を変更する流れ制御手段（５２）とを有し、
前記多数本のチューブ（４４）のうち、前記熱交換媒体が流れるチューブ（４４）と前記熱交換媒体が流れないチューブ（４４）との間に断熱手段（６０、６１、４４４）を備えることを特徴とする空調用熱交換器。A number of tubes (44) in which a heat exchange medium for exchanging heat with air flows in parallel;
Flow control means (52) for changing the number of tubes through which the heat exchange medium flows, among the plurality of tubes (44);
A heat insulating means (60, 61, 444) is provided between the tube (44) through which the heat exchange medium flows and the tube (44) through which the heat exchange medium does not flow, among the multiple tubes (44). Characteristic heat exchanger for air conditioning. 前記熱交換媒体が流れるチューブ（４４）と、前記熱交換媒体が流れないチューブ（４４）に、それぞれ別のフィン（４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ）が接合されており、
前記熱交換媒体が流れるチューブ（４４）に接合されるフィンと、前記熱交換媒体が流れないチューブ（４４）に接合されるフィンとの間に空隙部（６０）を形成し、
前記空隙部（６０）により前記断熱手段を構成することを特徴とする請求項１に記載の空調用熱交換器。Different fins (45a, 45b, 45c, 45d) are respectively joined to the tube (44) through which the heat exchange medium flows and the tube (44) through which the heat exchange medium does not flow,
Forming a gap (60) between a fin joined to the tube (44) through which the heat exchange medium flows and a fin joined to the tube (44) through which the heat exchange medium does not flow;
The air-conditioning heat exchanger according to claim 1, wherein the heat insulating means is constituted by the gap (60). 前記熱交換媒体が流れるチューブ（４４）と、前記熱交換媒体が流れないチューブ（４４）に、それぞれ別のフィン（４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ）が接合されており、
前記熱交換媒体が流れるチューブ（４４）に接合されるフィンと、前記熱交換媒体が流れないチューブ（４４）に接合されるフィンとの間に断熱部材（６１）を介在し、
前記断熱部材（６１）により前記断熱手段を構成することを特徴とする請求項１に記載の空調用熱交換器。Different fins (45a, 45b, 45c, 45d) are respectively joined to the tube (44) through which the heat exchange medium flows and the tube (44) through which the heat exchange medium does not flow,
A heat insulating member (61) interposed between a fin joined to the tube (44) through which the heat exchange medium flows and a fin joined to the tube (44) through which the heat exchange medium does not flow;
The air-conditioning heat exchanger according to claim 1, wherein the heat-insulating member is constituted by the heat-insulating member (61). 前記チューブ（４４）は、前記空気の流れ方向と直交する方向に延びるとともに前記空気の流れ方向に複数並んで形成される突出部（４４１ａ、４４２ａ）を有し、
前記複数の突出部（４４１ａ、４４２ａ）の内側に前記熱交換媒体が流れる媒体通路（４４３）を形成し、
前記突出部（４４１ａ、４４２ａ）の頂部が互いに隣接するチューブ（４４）に対して所定間隔を介在して直接対向し、
隣接する前記チューブ（４４）相互間に前記所定間隔により空気通路（４４４）を形成し、
前記突出部（４４１ａ、４４２ａ）が前記空気の流れの直進を妨げて乱れを発生する乱れ発生器として作用するようになっているとともに、前記空気通路（４４４）により前記断熱手段を構成することを特徴とする請求項１に記載の空調用熱交換器。The tube (44) has a plurality of protrusions (441a, 442a) extending in a direction perpendicular to the air flow direction and formed in a plurality in the air flow direction.
A medium passage (443) through which the heat exchange medium flows is formed inside the plurality of protrusions (441a, 442a);
The tops of the protrusions (441a, 442a) directly face the adjacent tubes (44) at a predetermined interval,
Forming an air passage (444) between the adjacent tubes (44) by the predetermined distance;
The projecting portions (441a, 442a) function as a turbulence generator for preventing turbulence of the flow of air and generating turbulence, and the heat insulating means is constituted by the air passage (444). The air-conditioning heat exchanger according to claim 1, wherein: 前記熱交換媒体として前記空気を加熱する高温の熱交換媒体が流れることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の空調用熱交換器。The air-conditioning heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein a high-temperature heat exchange medium that heats the air flows as the heat exchange medium. 車室内へ向かって空気が流れる空気通路を構成する空調ケース（１ａ）と、
前記空調ケース（１ａ）内に配置され、前記空気を加熱する暖房用熱交換器（４）とを備え、
前記暖房用熱交換器（４）を請求項５に記載の空調用熱交換器により構成したことを特徴とする車両用空調装置。An air-conditioning case (1a) forming an air passage through which air flows toward the vehicle interior;
A heating heat exchanger (4) disposed in the air conditioning case (1a) for heating the air;
An air conditioner for a vehicle, wherein the heat exchanger (4) for heating is constituted by the heat exchanger for air conditioning according to claim 5. 空調熱負荷条件に応じて前記流れ制御手段（５２）の位置を自動制御する制御手段（５３）を備えることを特徴とする請求項６に記載の車両用空調装置。The vehicle air conditioner according to claim 6, further comprising control means (53) for automatically controlling the position of the flow control means (52) in accordance with an air conditioning heat load condition.

Images