JP3692626B2 - Air conditioner for vehicles - Google Patents

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JP3692626B2 JP16341396A JP16341396A JP3692626B2 JP 3692626 B2 JP3692626 B2 JP 3692626B2 JP 16341396 A JP16341396 A JP 16341396A JP 16341396 A JP16341396 A JP 16341396A JP 3692626 B2 JP3692626 B2 JP 3692626B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内を暖房可能な車両用空調装置に関するもので、特に、熱源の得られにくい電気自動車やディーゼル車等に用いて好適である。
【0002】
【従来の技術】
従来、特開昭60−8105号公報では、車両のフロントガラスの曇りを防止して暖房を行う車両用空調装置が提案されている。この車両用空調装置のケース内には、内気導入口からフット開口部にかけての第1空気通路と、外気導入口からデフロスタ開口部にかけての第2空気通路とが区画形成されており、さらに、ケース内には、第1、第2空気通路内の空気を加熱するヒータコアが設けられている。
【0003】
このような構成の車両用空調装置において、大きな暖房能力が要求されるフットモード時においては、フット開口部から比較的暖房負荷の小さい内気を吹き出すとともに、デフロスタ開口部から比較的湿気の少ない外気を吹き出すようにしている。この結果、ヒータコアの暖房負荷の低減およびフロントガラスの防曇を同時に図ることができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術において、車両用空調装置のケース内に導入する全空気量のうち、内気の導入割合を多くしすぎると、車室内全体に関する湿度が高くなり、しかも、フロントガラスに向けて吹き出す外気の量が小さくなるので、フロントガラスの防曇を図ることができなくなる。このため、内気の導入割合の増加には限界があった。
【0005】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、車両用空調装置のケース内に導入する全空気量のうち、防曇性を考慮した内気の導入割合をさらに向上することを目的とする。
【0006】
【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および2に記載の発明では、一端(1a)には、外気を導入する外気導入口(2)および内気を導入する少なくとも1つの内気導入口(31、32)が備えられ、他端(1b)には、フロントガラスの内面に空調風を吹き出すデフロスタ開口部(7)および乗員の足元に空調風を吹き出すフット開口部(5)を少なくとも備えたケース(1)と、ケース(1)内に配設され、一端(1a)から他端(1b)に向かう空気流を発生させる送風手段(4)と、一端に内気導入口(31)からの内気が導入され、他端ではフット開口部(5)に連通する第1空気通路(11)と、一端に外気導入口(2)からの外気が導入され、他端ではデフロスタ開口部(7)に連通する第2空気通路(12)とに、ケース(1)内を仕切る仕切り部材(10)と、ケース(1)内に設けられ、第1空気通路(11)および第2空気通路(12)を流れる空気を加熱する暖房用熱交換器(22)と、第2空気通路(12)を流れる外気に加えて、内気導入口(31、32)からの内気を第2空気通路(12)に混入させる内気案内路(14)と、ケース(1)において、暖房用熱交換器(22)の上流側に設けられ、内気案内路(14)を流れる内気より吸熱し、かつ、外気導入口(2)からの外気へ放熱するヒートパイプ(8)とを備えていることを特徴としている。
【0007】
このような構成によれば、比較的多湿な内気から吸熱して、この内気の除湿を行うことができる。よって、ケース(1)内に導入する全空気量のうち、防曇性を考慮した内気の導入割合を従来より大きくでき、ヒートパイプ(8)の下流に設けた暖房用熱交換器(22)の暖房負荷を低減できる。
また、ヒートパイプ(8)により第2空気通路(12)を流れる内気から吸熱することで、この内気の温度が低下するが、これに対して、ヒートパイプ(8)から第1空気通路(11)内の外気へ放熱することにより、外気の温度が上昇する。このように、ケース(1)内において、内気側の温度低下を外気側の温度上昇で相殺できる。
【0008】
また、このように、第2空気通路(12)内の比較的高温な内気から、第1空気通路(11)内の比較的低温な外気へ熱を移動することにより、第1空気通路(11)と第2空気通路(12)との温度差を小さくでき、デフロスタ開口部(5)から漏れる冷たい風により乗員の暖房フィーリングを損ねる、という問題を抑制できる。
【0011】
また、請求項1および2に記載の発明では、第2空気通路(12)を流れる外気に加えて、内気導入口(31、32)からの内気を第2空気通路(12)に混入させる内気案内路(14)を設け、この内気案内路(14)を流れる内気より吸熱し、かつ、外気導入口(2)からの外気へ放熱するヒートパイプ(8)を設けているので、低湿な空気を形成する必要のある第2空気通路(12)に、比較的低湿な外気と、ヒートパイプ(8)により除湿された内気とを導入できる。この結果、ケース(1)内に導入する全空気量のうち、防曇性を考慮した内気の導入割合を従来より大きくでき、ヒートパイプ(8)の下流に設けられた暖房用熱交換器(22)の暖房負荷を低減できる。
【0012】
さらに、第2空気通路(12)には、外気に加えて内気も導入しているので、この第2空気通路(12)と、内気のみが導入される第1空気通路(11)との温度差を小さくできる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
(第1の実施形態)
図1は車両用空調装置の模式的な断面図であり、この車両用空調装置は、例えばディーゼルエンジンを搭載するディーゼル車に搭載されるものである。ディーゼルエンジンは一般的にガソリンエンジンに比べ発熱量が小さいため、冬季における暖房能力が充分得られにくいものである。
【0014】
図1に示すように、車両用空調装置は、車室内に向けて空気を送る空気通路をなす樹脂製のケース1を備える。このケース1は、内外気切替部1Aと、空調ユニット部1Bとが結合されることで構成されており、一端1a側には外気導入口2、第1内気導入口31、および、第2内気導入口32が設けられ、他端1b側には、乗員の足元へ空調風を吹き出すフット吹出口(図示せず)に連通するフット開口部5、乗員の上半身へ空調風を吹き出すフェイス吹出口(図示せず)に連通するフェイス開口部6、および、フロントガラスへ空調風を吹き出すデフロスタ吹出口(図示せず)に連通するデフロスタ開口部7が設けられている。
【0015】
内外気切替部1A内は、外気導入口2からの外気が流通する外気案内路13と、第2内気導入口32からの内気が流通する内気案内路(請求項3および4でいう内気案内路)14とが、副仕切り板100により仕切られている。この副仕切り板100には、内気案内路14内の内気から吸熱し、外気案内路13内の外気へ放熱するヒートパイプ8が配設されている。
【0016】
このヒートパイプ8は、内気案内路14および外気案内路13をまたぐように、副仕切り板100を貫通して配置されており、このヒートパイプ8の内部では、内気案内路14内に配置される吸熱部8a側から外気案内路13内に配置される放熱部8b側にかけて熱媒体が循環するようになっている。なお、ヒートパイプ8の吸熱部8aが重力方向下方、放熱部8bが重力方向上方となるように配置されている。
【0017】
そして、吸熱部8a側において熱媒体が比較的高温な内気から吸熱して蒸発し、この蒸発して比重の小さくなった熱媒体が上方の放熱部8b側へ移動する。すると、この放熱部8b側では、比較的低温な外気へ放熱して凝縮し、凝縮して比重の大きくなった熱媒体が下方の吸熱部8a側へ移動する。このようにして、熱媒体がヒータパイプ8の内部で循環している。
【0018】
さらに、ヒートパイプ8の吸熱部8aおよび放熱部8bの表面には、上記熱媒体と、内気および外気との間の熱交換を促進するための伝熱フィン80a、80bが備えられている。また、ケース1においてヒートパイプ8の下方に位置する部分には、ヒートパイプ8に付着する水滴の排水口(図示しない)が形成されている。
【0019】
そして、ヒートパイプ8の下流側には、第1、第2内外気切替ドア9a、9bが配設されている。第2内外気切替ドア9bは、副仕切り板100の下流端に配設されており、外気案内路13からの外気導入量と内気案内路14からの内気導入量との導入割合を調整するものである。第1内外気切替ドア9aは、第1内気導入口31近傍に配設されており、外気案内路13からの外気導入量と第2内気導入口32からの内気導入量を調整するものである。
【0020】
第1、第2内外気切替ドア9a、9bの空気下流側には、送風機4が配設されている。この送風機4は、ケース1の一端1aから他端1bに向かう空気流を発生させるもので、遠心式多翼ファン41、42、ファン駆動用モータ43、および樹脂製のスクロールケーシング44から構成されている。このスクロールケーシング44内は、仕切り板10により、遠心式多翼ファン41の送風空気が流れる第1空気通路11と、遠心式多翼ファン42の送風空気が流れる第2空気通路12とに仕切られている。
【0021】
この結果、第1空気通路11には、外気案内路13内の外気、または、第1内気導入口31からの内気が導入され、第2空気通路12には、外気案内路13内の外気、または、内気案内路14内の内気が導入されるようになっている。これら第1、第2空気通路11、12は、さらにケース1の他端1b側へ向かって延びており、第1空気通路11はフット開口部5へ、第2空気通路12はフェイス開口部6およびデフロスタ開口部7へ連通している。
【0022】
そして、空調ユニット1Bにおいて、送風機4の空気下流側には、第1、第2空気通路11、12の全面を塞ぐように、エバポレータ20が配設されており、このエバポレータ20の空気下流側には、第1、第2空気通路11、12の一部を塞ぐように、ヒータコア(暖房用熱交換器)22が配設されている。具体的に、ヒータコア22は、第1、第2空気通路11、12の仕切り板10側半分程度を塞ぐものであり、ケース1内において、ヒータコア22の図1中上部および下部には、バイパス通路23a、23bが形成される。
【0023】
そして、エバポレータ20の空気下流側で、かつ、ヒータコア22の空気上流側に配設されたエアミックスドア21a、21bにて、上記バイパス通路23a、23bとヒータコア22とに送られる風量割合を調節して、吹出空気温度を調節している。このエアミックスドア21a、21bは、仕切り板10を中心に線対称に開閉するように同時に駆動される。
【0024】
さらに、上記フット開口部5、フェイス開口部6およびデフロスタ開口部7にはそれぞれ、フット用切替ドア51、フェイス用切替ドア61およびデフロスタ用切替ドア71が配設されており、これら切替ドア51、61、71により各開口部5、6、7が開閉される。また、仕切り板10には、第1空気通路11と第2空気通路12とを連通する連通口10aが形成されており、上記フット用切替ドア51は、この連通口10aの開閉も同時に行っている。
【0025】
そして、車室内の前面に設けられた図示しないインストルメントパネルには、空調装置の操作部があり、この操作部に、吹出モードを切り換える吹出モード切替スイッチ(図示せず)、車室内への吹出温度を指示する吹出温度設定スイッチ等が設けられている。
この吹出モード切替スイッチは乗員により選択、操作される。吹出モードには、空調風を主にフット開口部5から吹き出し、少量をデフロスタ開口部7から吹き出すフットモード、フット開口部5とデフロスタ開口部7からほぼ同量の空調風を吹き出すフットデフモード、デフロスタ開口部7から空調風を吹き出すデフロスタモード、フェイス開口部6とフット開口部5からほぼ同量の空調風を吹き出すバイレベルモード、フェイス開口部6から空調風を吹き出すフェイスモードがある。
【0026】
そして、吹出モード切替スイッチや吹出温度設定スイッチ等の操作信号が図示しない制御装置へ送られる。この制御装置は、上記操作信号に基づいて所定の演算を行い、この演算結果に基づいて、上記フット用切替ドア51、フェイス用切替ドア61、デフロスタ用切替ドア71、第1、第2内外気切替ドア9a、9bエアミックスドア21a、21bへ制御信号を出力し、駆動制御する。
【0027】
次に、上記構成による本実施形態の作動を説明する。
吹出モード切替スイッチによりフットモードが選択されると、第1、第2内外気切替ドア9a、9bが、図1中実線で示すように制御装置により駆動制御され、第1内気導入口31からの内気のみが第1空気通路11に導入され、外気案内路13からの外気および内気案内路14からの内気が第2空気通路12に導入される。
【0028】
同時に、フット用切替ドア51、フェイス用切替ドア61、およびデフロスタ用切替ドア71が、図1中実線で示すように制御装置により駆動制御され、フット開口部5が全開するとともに仕切り板10の連通口10aが閉塞し、フェイス開口部6が閉塞し、デフロスタ開口部7が少し開口する。そして、例えば、最大暖房時においては、エアミックスドア21a、21bが、図1中実線で示すように制御装置により駆動制御され、バイパス通路23a、23bを閉塞して、エバポレータ20を通過した空気が全てヒータコア22を通過する。
【0029】
そして、ヒートパイプ8において、吸熱部8aでは、内気案内路14を流れる比較的多湿な内気から吸熱し、放熱部8bでは、比較的湿気の少ない外気に放熱する。この結果、内気案内路14を流れる内気は冷却、除湿され、外気案内路13を流れる外気は加熱される。すると、内気中の水蒸気が結露して凝縮水となり、この凝縮水が吸熱部8aの伝熱フィン80a表面に付着し、表面を伝って下方へ落下して、上記排水口を介して車外へ放出される。
【0030】
そして、この除湿後の内気と、比較的湿気の少ない外気とからなる空調風をデフロスタ開口部7から吹き出すことにより、フロントガラスの防曇性を図りつつ、ヒータコア22の暖房負荷を低減できる。
また、内気案内路14内の内気から吸熱することにより、この内気の温度が低下するが、これに対して、外気案内路13内の外気に放熱することにより外気の温度が上昇する。よって、ケース1内において、内気の温度低下を外気の温度上昇により相殺することができる。
【0031】
また、第2空気通路12には、比較的温度の低い外気に加えて、比較的温度の高い内気を導入しているので、この第2空気通路12と、内気のみが導入される第1空気通路との温度差を小さくできる。従って、フット開口部5から車室内へ吹き出される空気と、デフロスタ開口部7から車室内へ吹き出される空気との温度差を小さくでき、乗員の暖房フィーリングを損ねる、という問題を抑制できる。
【0032】
ここで、本実施形態では、例えば、外気温度が−20℃、外気の相対湿度が100%(絶対湿度が0.6g/kg)、内気温度が25℃、内気の相対湿度が30%(絶対湿度が5.9g/kg)として、外気導入口2からの外気の導入量を90m3 /h、第1内気導入口31からの内気の導入量を80m3 /h、第2内気導入口32からの内気の導入量を30m3 /hとすることにより、車室内のフロントガラスの防曇を保つことができることが発明者らの実験により確認されている。
【0033】
そして、ヒートパイプ8により除湿された除湿量は165g/hであり、効果的に除湿が行われることがわかった。ここで、ヒートパイプ8の放熱部8bにおける放熱を促進することにより、ヒートパイプ8の除湿能力を向上することができることが一般に知られている。そして、本実施形態のように、ヒートパイプ8の吸熱部8aに送風する内気量に比べて、ヒートパイプ8の放熱部8bに送風する外気量を非常に多くすることにより、ヒートパイプ8の除湿能力を効果的に向上できる。
【0034】
なお、上記作動ではフットモードにおいてヒートパイプ8を作動させたときについて述べたが、デフロスタモードにおいても、ヒートパイプ8を作動させ、第2空気通路12に内気と外気が導入されるよう第1、第2内外気切替ドア9a、9bを制御する。この結果、フットモードと同じ効果が得られる。
また、フェイスモード、バイレベルモード、デフロスタモードにおいて、フェイス開口部6またはデフロスタ開口部7から低湿な空調風を吹き出す必要がある場合、これらのモードではフットモードやフットデフモードに比べてさほど暖房能力を必要としないため、第2空気通路12には、外気導入口2からの外気のみを導入し、ヒートパイプ8は作動させないものとする。
【0035】
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、上記第1の実施形態を変形したもので、図2に示すように、外気案内路13および内気案内路14が、送風機4の下流側に形成されたものである。具体的に、副仕切り板100は、送風機4の遠心式多翼ファン41と遠心式多翼ファン42との境界線上から下流側に向かって延びており、送風機4の下流側のケース1内を、遠心式多翼ファン41側と遠心式多翼ファン42側とに仕切っている。そして、仕切り板10の送風機4近傍部分により、副仕切り板100により仕切られた遠心式多翼ファン41側の空間がさらに2つに仕切られている。
【0036】
これにより、第1内気導入口31からの内気が遠心式多翼ファン41を介して少なくとも導入される第1空気通路11と、第1空気通路11に一旦導入された内気が少なくとも導入される内気案内路14と、外気導入口2からの外気が遠心式多翼ファン42を通って少なくとも導入される外気案内路13とに、送風機4の下流側が区画形成される。
【0037】
そして、フットモードでは、第1、第2内外気切替ドア9a、9bは図2中実線で示す位置に移動し、この結果、遠心式多翼ファン41には内気が導入され、遠心式多翼ファン42には外気が導入される。すると、第1空気通路11には、除湿されないままの内気が導入され、第2空気通路12には、ヒートパイプ8により除湿された内気、および、ヒートパイプ8により加熱された外気が導入される。
【0038】
これにより、上記第1の実施形態と同様の効果が得られる。なお、第2空気通路12側への内気の導入割合は、上述の副仕切り板100および仕切り板10の配置により決まるものであり、所定の導入割合となるように、ケース1を予め設計する。
また、ヒートパイプ8をエバポレータ20の直前に配置することにより、ヒートパイプ8に付着する水滴の排出口を、エバポレータ20近傍に元々設けられている、エバポレータ20に付着する水滴の排出口と共有することができる。
【0039】
(第3の実施形態)
第3の実施形態は、図3に示すように、ケース1の一端1aに内気導入口3が1つだけ形成されたもので、上記第1、第2の実施形態における内気案内路14を廃止している。このケース1内には、一端に内気導入口3からの内気が導入され、他端ではフット開口部5に連通する第1空気通路11と、一端に外気導入口2からの外気が導入され、他端ではデフロスタ開口部7に連通する第2空気通路12とが、仕切り板10により区画形成されている。
【0040】
そして、外気導入口2および内気導入口3の下流側には、第1空気通路11および第2空気通路12にまたがるように、仕切り板10に貫通してヒートパイプ8が配置されている。また、仕切り板10において、ヒートパイプ8の下流側には、第1空気通路11と第2空気通路12とを連通する連通口(請求項2でいう内気案内路)15が形成されており、この連通口15近傍には連通口15の開閉および内外気切替を行う内外気切替ドア9が設けられている。
【0041】
そして、フットモードでは、図3に示すように、第1空気通路11に内気、第2空気通路12に外気が導入され、ヒートパイプ8の吸熱部8aの伝熱フィン80aにより内気が冷却、除湿され、放熱部8bの伝熱フィン80bを介して外気が加熱される。そして、内外気切替ドア9を図3に示す位置に配置させることにより、第1空気通路11内の内気の一部が、連通口15を介して第2空気通路12内へ導入される。
【0042】
すると、遠心式多翼ファン42には、ヒートパイプ8により加熱された外気、および、ヒートパイプ8により除湿された少量の内気が導入され、遠心式多翼ファン41には、ヒートパイプ8により除湿された内気が導入される。ここで、第2空気通路12側には、ヒートパイプ8により除湿された内気が導入されるので、フロントガラスの防曇性を図ることができる。
【0043】
このようにして、車室内に吹き出す全吹出風量のうち、防曇性を考慮した内気の風量割合を従来より大きくでき、ヒータコア22による暖房性能を向上できる。また、第2空気通路12側へ、外気のみならず除湿した内気も導入することにより、第2空気通路12と第1空気通路11との温度差を従来技術に比べて小さくできる。
【0044】
ここで、本実施形態では、例えば、外気温度が−20℃、外気の相対湿度が100%(絶対湿度が0.6g/kg)、内気温度が25℃、内気の相対湿度が30%(絶対湿度が5.9g/kg)として、外気導入口2からの外気の導入量を100m3 /h、内気導入口3からの内気の導入量を100m3 /hとすることにより、車室内のフロントガラスの防曇を保つことができることが発明者らの実験により確認されている。そして、ヒートパイプ8により除湿された除湿量は10g/hであった。
【0045】
(他の実施形態)
上記第1、第2の実施形態では、内気案内路14をケース1内に形成していたが、本発明はこれに限定されることはなく、第1内気導入口31または第2内気導入口32から、ケース1の外部を通って、第2空気通路12内へ連通するものであってもよい。
【0046】
また、上記第3の実施形態では、ヒートパイプ8により除湿した内気を内外気切替ドア9により第2空気通路12側へ導入するようにしていたが、本発明はこれに限定されることはなく、ヒートパイプ8により除湿した内気は第1空気通路12側のみに導入するようにしてもよい。
また、上記第1の実施形態では、フットモードおよびフットデフモードのとき、内気案内路14に内気、外気案内路13に外気を導入し、ヒートパイプ8を作動させていたが、本発明はこれに限定されることはなく、冬季のデフロスタモードのように、デフロスタ開口部7から低湿で、しかも、より温かい空調風を吹き出すのが好ましい場合も、内気案内路14に内気、外気案内路13に外気を導入し、ヒートパイプ8を作動させてもよい。この結果、第2空気通路12に外気のみを導入するのに比べて、ヒータコア22の暖房負荷を低減できる。しかも、第2空気通路12に導入される内気はヒートパイプ8により除湿されているので、フロントガラスの防曇も図ることができる。
【0047】
また、上記第1の実施形態における、フェイスモードやバイレベルモードのときにも、上記フットモードのときと同様に第2空気通路12に内気および外気を導入し、ヒータパイプ8を作動させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す車両用空調装置の模式的な断面図である。
【図2】本発明の第2の実施形態を示す車両用空調装置の模式的な断面図である。
【図3】本発明の第3の実施形態を示す車両用空調装置の模式的な断面図である。
【符号の説明】
1…ケース、2…外気導入口、3、31、32…内気導入口、4…送風機、
5…フット開口部、7…デフロスタ開口部、8…ヒートパイプ、
10…仕切り板、11…第1空気通路、12…第2空気通路、
100…副仕切り板、13…外気案内路、14…内気案内路、
22…ヒータコア(暖房用熱交換器)。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vehicle air conditioner that can heat a room, and is particularly suitable for use in an electric vehicle, a diesel vehicle, or the like in which a heat source is difficult to obtain.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-8105 has proposed a vehicle air conditioner that performs heating by preventing the windshield of a vehicle from fogging. In the case of the vehicle air conditioner, a first air passage extending from the inside air inlet to the foot opening and a second air passage extending from the outside air inlet to the defroster opening are partitioned and further formed. A heater core for heating the air in the first and second air passages is provided inside.
[0003]
In the vehicle air conditioner configured as described above, in the foot mode where a large heating capacity is required, the inside air with a relatively small heating load is blown out from the foot opening and the outside air with relatively little moisture is discharged from the defroster opening. I try to blow it out. As a result, it is possible to simultaneously reduce the heating load of the heater core and prevent the windshield from fogging.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above prior art, if the introduction ratio of the inside air is increased too much in the total amount of air introduced into the case of the vehicle air conditioner, the humidity related to the entire vehicle interior becomes high, and the air blows out toward the windshield. Since the amount of outside air becomes small, it becomes impossible to prevent the windshield from being fogged. For this reason, there was a limit to the increase in the introduction rate of the inside air.
[0005]
This invention is made | formed in view of the said point, and it aims at further improving the introduction | transduction ratio of the inside air which considered anti-fogging property among the total amount of air introduced in the case of a vehicle air conditioner.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first and second aspects of the present invention, at one end (1a), an outside air introduction port (2) for introducing outside air and at least one inside air introduction port (31, 32) for introducing inside air are provided. ), And the other end (1b) is provided with at least a defroster opening (7) for blowing the conditioned air to the inner surface of the windshield and a foot opening (5) for blowing the conditioned air to the feet of the passenger (1) ) And a blowing means (4) disposed in the case (1) for generating an air flow from one end (1a) to the other end (1b), and the inside air from the inside air introduction port (31) is introduced to one end At the other end, the first air passage (11) communicating with the foot opening (5) and the outside air from the outside air introduction port (2) are introduced at one end, and the other end communicates with the defroster opening (7). The case (1) is connected to the second air passage (12). A partition member (10) for partitioning the inside, a heating heat exchanger (22) provided in the case (1) for heating the air flowing through the first air passage (11) and the second air passage (12), In addition to the outside air flowing through the second air passage (12), the inside air guide path (14) for mixing the inside air from the inside air introduction ports (31, 32) into the second air passage (12), and the case (1), A heat pipe (8) provided on the upstream side of the heating heat exchanger (22), which absorbs heat from the inside air flowing through the inside air guide path (14) and dissipates heat to the outside air from the outside air introduction port (2); It is characterized by having.
[0007]
According to such a configuration, it is possible to dehumidify the inside air by absorbing heat from the relatively humid inside air. Therefore, of the total air amount introduced into the case (1), the introduction ratio of the inside air in consideration of the anti-fogging property can be made larger than before, and the heating heat exchanger (22) provided downstream of the heat pipe (8). The heating load can be reduced.
Further, heat is absorbed from the inside air flowing through the second air passage (12) by the heat pipe (8), thereby lowering the temperature of the inside air. On the other hand, from the heat pipe (8) to the first air passage (11). ) The temperature of the outside air rises by releasing heat to the outside air. Thus, in the case (1), the temperature drop on the inside air side can be offset by the temperature rise on the outside air side.
[0008]
Further, in this way, the heat is transferred from the relatively hot inside air in the second air passage (12) to the relatively cool outside air in the first air passage (11), so that the first air passage (11 ) And the second air passage (12) can be reduced, and the problem that the occupant's heating feeling is impaired by the cold wind leaking from the defroster opening (5) can be suppressed.
[0011]
According to the first and second aspects of the present invention, in addition to the outside air flowing through the second air passage (12), the inside air from the inside air introduction port (31, 32) is mixed into the second air passage (12). Since the guide path (14) is provided, and the heat pipe (8) that absorbs heat from the inside air flowing through the inside air guide path (14) and dissipates heat to the outside air from the outside air introduction port (2) is provided, low humidity air It is possible to introduce the relatively low humidity outside air and the inside air dehumidified by the heat pipe (8) into the second air passage (12) that needs to be formed. As a result, of the total amount of air introduced into the case (1), the introduction ratio of the inside air in consideration of the anti-fogging property can be made larger than before, and a heating heat exchanger (downstream) provided downstream of the heat pipe (8) ( 22) The heating load can be reduced.
[0012]
Further, since the inside air is introduced into the second air passage (12) in addition to the outside air, the temperature of the second air passage (12) and the first air passage (11) into which only the inside air is introduced. The difference can be reduced.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a vehicle air conditioner. This vehicle air conditioner is mounted on, for example, a diesel vehicle equipped with a diesel engine. Since a diesel engine generally has a smaller calorific value than a gasoline engine, it is difficult to obtain sufficient heating capacity in winter.
[0014]
As shown in FIG. 1, the vehicle air conditioner includes a resin case 1 that forms an air passage for sending air toward the passenger compartment. The case 1 is configured by connecting an inside / outside air switching unit 1A and an air conditioning unit 1B, and an outside air introduction port 2, a first inside air introduction port 31, and a second inside air are provided on one end 1a side. An inlet 32 is provided, and on the other end 1b side, a foot opening 5 that communicates with a foot outlet (not shown) that blows conditioned air toward the feet of the occupant, and a face outlet that blows conditioned air toward the upper body of the occupant ( A face opening 6 that communicates with a not-shown face and a defroster opening 7 that communicates with a defroster outlet (not shown) that blows conditioned air to the windshield are provided.
[0015]
In the inside / outside air switching unit 1A, the outside air guide path 13 through which the outside air from the outside air introduction port 2 circulates and the inside air guide path through which the inside air from the second inside air introduction port 32 circulates (the inside air guide path as defined in claims 3 and 4). 14) is partitioned by the sub partition plate 100. The sub-partition plate 100 is provided with a heat pipe 8 that absorbs heat from the inside air in the inside air guide path 14 and dissipates heat to the outside air in the outside air guide path 13.
[0016]
The heat pipe 8 is disposed so as to pass through the sub partition plate 100 so as to straddle the inside air guide path 14 and the outside air guide path 13. Inside the heat pipe 8, the heat pipe 8 is disposed in the inside air guide path 14. The heat medium circulates from the heat absorption part 8a side to the heat radiation part 8b side arranged in the outside air guide path 13. In addition, it arrange | positions so that the heat absorption part 8a of the heat pipe 8 may become a gravity direction lower direction, and the thermal radiation part 8b may become a gravity direction upper direction.
[0017]
Then, the heat medium absorbs heat from the relatively high temperature inside air and evaporates on the heat absorption part 8a side, and the heat medium having a reduced specific gravity moves to the upper heat radiation part 8b side. Then, on the heat radiating part 8b side, the heat medium that radiates heat to the relatively low temperature outside air and condenses, and the condensed and increased specific gravity moves to the heat absorbing part 8a side below. In this way, the heat medium circulates inside the heater pipe 8.
[0018]
Furthermore, heat transfer fins 80a and 80b for promoting heat exchange between the heat medium and the inside air and the outside air are provided on the surfaces of the heat absorbing portion 8a and the heat radiating portion 8b of the heat pipe 8. Further, a drain port (not shown) for water droplets adhering to the heat pipe 8 is formed in a portion of the case 1 located below the heat pipe 8.
[0019]
The first and second inside / outside air switching doors 9a and 9b are disposed on the downstream side of the heat pipe 8. The second inside / outside air switching door 9b is disposed at the downstream end of the sub partition plate 100, and adjusts the introduction ratio between the outside air introduction amount from the outside air guide passage 13 and the inside air introduction amount from the inside air guide passage 14. It is. The first inside / outside air switching door 9a is disposed in the vicinity of the first inside air introduction port 31 and adjusts the outside air introduction amount from the outside air guide path 13 and the inside air introduction amount from the second inside air introduction port 32. .
[0020]
A blower 4 is disposed on the air downstream side of the first and second inside / outside air switching doors 9a, 9b. The blower 4 generates an air flow from one end 1a to the other end 1b of the case 1, and includes a centrifugal multiblade fans 41 and 42, a fan driving motor 43, and a resin scroll casing 44. Yes. The inside of the scroll casing 44 is partitioned by the partition plate 10 into a first air passage 11 through which the blown air of the centrifugal multiblade fan 41 flows and a second air passage 12 through which the blown air of the centrifugal multiblade fan 42 flows. ing.
[0021]
As a result, the outside air in the outside air guide passage 13 or the inside air from the first inside air introduction port 31 is introduced into the first air passage 11, and the outside air in the outside air guide passage 13 is introduced into the second air passage 12. Alternatively, the inside air in the inside air guide path 14 is introduced. The first and second air passages 11 and 12 further extend toward the other end 1 b of the case 1. The first air passage 11 extends to the foot opening 5, and the second air passage 12 extends to the face opening 6. And communicated with the defroster opening 7.
[0022]
In the air conditioning unit 1B, an evaporator 20 is disposed on the air downstream side of the blower 4 so as to block the entire surfaces of the first and second air passages 11 and 12, and on the air downstream side of the evaporator 20 The heater core (heating heat exchanger) 22 is disposed so as to block a part of the first and second air passages 11 and 12. Specifically, the heater core 22 closes the partition plate 10 side half of the first and second air passages 11 and 12, and in the case 1, there are bypass passages in the upper and lower portions of the heater core 22 in FIG. 23a and 23b are formed.
[0023]
Then, the air volume ratio sent to the bypass passages 23a, 23b and the heater core 22 is adjusted by the air mix doors 21a, 21b disposed on the air downstream side of the evaporator 20 and on the air upstream side of the heater core 22. The air temperature is adjusted. The air mix doors 21a and 21b are simultaneously driven so as to open and close symmetrically about the partition plate 10.
[0024]
Further, a foot switching door 51, a face switching door 61, and a defroster switching door 71 are disposed in the foot opening 5, the face opening 6, and the defroster opening 7, respectively. The openings 5, 6, 7 are opened and closed by 61, 71. Further, the partition plate 10 is formed with a communication port 10a for communicating the first air passage 11 and the second air passage 12, and the foot switching door 51 simultaneously opens and closes the communication port 10a. Yes.
[0025]
An instrument panel (not shown) provided in the front of the vehicle interior has an operation unit for an air conditioner. This operation unit has a blow mode switching switch (not shown) for switching the blow mode, A blowing temperature setting switch for instructing the temperature is provided.
This blowing mode switch is selected and operated by the passenger. In the blowing mode, a foot mode in which conditioned air is mainly blown out from the foot opening 5 and a small amount is blown out from the defroster opening 7, a foot def mode in which almost the same amount of conditioned air is blown out from the foot opening 5 and the defroster opening 7, There are a defroster mode for blowing conditioned air from the defroster opening 7, a bi-level mode for blowing substantially the same amount of conditioned air from the face opening 6 and the foot opening 5, and a face mode for blowing conditioned air from the face opening 6.
[0026]
Then, operation signals such as a blow mode switching switch and a blow temperature setting switch are sent to a control device (not shown). The control device performs a predetermined calculation based on the operation signal, and based on the calculation result, the foot switching door 51, the face switching door 61, the defroster switching door 71, the first and second inside / outside air. A control signal is output to the switching doors 9a and 9b and the air mixing doors 21a and 21b to control driving.
[0027]
Next, the operation of the present embodiment having the above configuration will be described.
When the foot mode is selected by the blowing mode changeover switch, the first and second inside / outside air switching doors 9a and 9b are driven and controlled by the control device as shown by the solid lines in FIG. Only the inside air is introduced into the first air passage 11, and the outside air from the outside air guide passage 13 and the inside air from the inside air guide passage 14 are introduced into the second air passage 12.
[0028]
At the same time, the foot switching door 51, the face switching door 61, and the defroster switching door 71 are driven and controlled by the control device as shown by the solid lines in FIG. 1, so that the foot opening 5 is fully opened and the partition plate 10 communicates. The mouth 10a is closed, the face opening 6 is closed, and the defroster opening 7 is slightly opened. For example, during maximum heating, the air mix doors 21a and 21b are driven and controlled by the control device as shown by the solid lines in FIG. 1, and the air passing through the evaporator 20 is blocked by closing the bypass passages 23a and 23b. All pass through the heater core 22.
[0029]
In the heat pipe 8, the heat absorbing portion 8 a absorbs heat from the relatively humid inside air flowing through the inside air guide path 14, and the heat radiating portion 8 b radiates heat to the outside air with relatively low humidity. As a result, the inside air flowing through the inside air guide path 14 is cooled and dehumidified, and the outside air flowing through the outside air guide path 13 is heated. Then, the water vapor in the inside air condenses to become condensed water, and this condensed water adheres to the surface of the heat transfer fin 80a of the heat absorbing portion 8a, falls down along the surface, and is discharged outside the vehicle through the drain port. Is done.
[0030]
And the air-conditioning wind which consists of the inside air after this dehumidification, and the outside air with comparatively little moisture is blown off from the defroster opening part 7, and the heating load of the heater core 22 can be reduced, aiming at anti-fogging property of a windshield.
Moreover, although the temperature of this inside air falls by absorbing heat from the inside air in the inside air guide path 14, the temperature of outside air rises by radiating heat to the outside air in the outside air guide path 13. Therefore, in the case 1, the temperature drop of the inside air can be offset by the temperature rise of the outside air.
[0031]
Moreover, since the relatively high temperature inside air is introduced into the second air passage 12 in addition to the outside air having a relatively low temperature, the second air passage 12 and the first air into which only the inside air is introduced. The temperature difference from the passage can be reduced. Therefore, the temperature difference between the air blown out from the foot opening 5 into the vehicle compartment and the air blown out from the defroster opening 7 into the vehicle compartment can be reduced, and the problem of impairing the passenger's heating feeling can be suppressed.
[0032]
In this embodiment, for example, the outside air temperature is −20 ° C., the outside air relative humidity is 100% (absolute humidity is 0.6 g / kg), the inside air temperature is 25 ° C., and the inside air relative humidity is 30% (absolute The humidity is 5.9 g / kg), the amount of outside air introduced from the outside air inlet 2 is 90 m 3 / h, the amount of inside air introduced from the first inside air inlet 31 is 80 m 3 / h, and the second inside air inlet 32 It has been confirmed by experiments by the inventors that the amount of introduction of the inside air from the air can be kept at 30 m 3 / h to keep the windshield of the vehicle interior defogged.
[0033]
And the dehumidification amount dehumidified with the heat pipe 8 is 165 g / h, and it turned out that dehumidification is performed effectively. Here, it is generally known that the dehumidifying ability of the heat pipe 8 can be improved by promoting the heat radiation in the heat radiating portion 8b of the heat pipe 8. Then, as in the present embodiment, the amount of outside air blown to the heat radiating portion 8b of the heat pipe 8 is greatly increased compared to the amount of inside air blown to the heat absorbing portion 8a of the heat pipe 8, thereby dehumidifying the heat pipe 8. Ability can be improved effectively.
[0034]
In the above operation, the heat pipe 8 is operated in the foot mode. However, in the defroster mode, the heat pipe 8 is operated so that the inside air and the outside air are introduced into the second air passage 12. The second inside / outside air switching doors 9a, 9b are controlled. As a result, the same effect as the foot mode can be obtained.
In addition, in the face mode, bi-level mode, and defroster mode, when it is necessary to blow low-humidity conditioned air from the face opening 6 or the defroster opening 7, the heating capacity is much higher in these modes than in the foot mode or the foot differential mode. Therefore, only the outside air from the outside air inlet 2 is introduced into the second air passage 12, and the heat pipe 8 is not operated.
[0035]
(Second Embodiment)
The second embodiment is a modification of the first embodiment, and as shown in FIG. 2, the outside air guide path 13 and the inside air guide path 14 are formed on the downstream side of the blower 4. Specifically, the sub-partition plate 100 extends from the boundary line between the centrifugal multiblade fan 41 and the centrifugal multiblade fan 42 of the blower 4 toward the downstream side, and passes through the case 1 on the downstream side of the blower 4. The centrifugal multiblade fan 41 side and the centrifugal multiblade fan 42 side are partitioned. The space near the blower 4 of the partition plate 10 further divides the space on the centrifugal multiblade fan 41 side partitioned by the sub partition plate 100 into two.
[0036]
Thus, the first air passage 11 into which at least the inside air from the first inside air introduction port 31 is introduced via the centrifugal multiblade fan 41, and the inside air into which at least the inside air once introduced into the first air passage 11 is introduced. The downstream side of the blower 4 is partitioned into the guide path 14 and the outside air guide path 13 into which outside air from the outside air introduction port 2 is introduced at least through the centrifugal multiblade fan 42.
[0037]
In the foot mode, the first and second inside / outside air switching doors 9a and 9b move to the positions indicated by solid lines in FIG. 2, and as a result, the inside air is introduced into the centrifugal multiblade fan 41, and the centrifugal multiblade is introduced. Outside air is introduced into the fan 42. Then, the inside air that has not been dehumidified is introduced into the first air passage 11, and the inside air dehumidified by the heat pipe 8 and the outside air heated by the heat pipe 8 are introduced into the second air passage 12. .
[0038]
Thereby, the same effect as the first embodiment can be obtained. The introduction ratio of the inside air to the second air passage 12 side is determined by the arrangement of the sub partition plate 100 and the partition plate 10 described above, and the case 1 is designed in advance so as to have a predetermined introduction ratio.
In addition, by disposing the heat pipe 8 immediately before the evaporator 20, the water droplet discharge port adhering to the heat pipe 8 is shared with the water droplet discharge port adhering to the evaporator 20 originally provided in the vicinity of the evaporator 20. be able to.
[0039]
(Third embodiment)
In the third embodiment, as shown in FIG. 3, only one inside air introduction port 3 is formed at one end 1a of the case 1, and the inside air guide path 14 in the first and second embodiments is abolished. are doing. Inside the case 1, the inside air from the inside air introduction port 3 is introduced at one end, the other end is introduced the first air passage 11 communicating with the foot opening 5 and the outside air from the outside air introduction port 2 at one end. At the other end, a partition plate 10 defines a second air passage 12 communicating with the defroster opening 7.
[0040]
A heat pipe 8 is disposed on the downstream side of the outside air introduction port 2 and the inside air introduction port 3 so as to penetrate the partition plate 10 so as to straddle the first air passage 11 and the second air passage 12. In addition, in the partition plate 10, a communication port (an inside air guide path as defined in claim 2) 15 that connects the first air passage 11 and the second air passage 12 is formed on the downstream side of the heat pipe 8. In the vicinity of the communication port 15, an inside / outside air switching door 9 that opens and closes the communication port 15 and switches between inside and outside air is provided.
[0041]
In the foot mode, as shown in FIG. 3, the inside air is introduced into the first air passage 11 and the outside air is introduced into the second air passage 12, and the inside air is cooled and dehumidified by the heat transfer fins 80a of the heat absorbing portion 8a of the heat pipe 8. The outside air is heated through the heat transfer fins 80b of the heat radiating portion 8b. Then, by arranging the inside / outside air switching door 9 at the position shown in FIG. 3, a part of the inside air in the first air passage 11 is introduced into the second air passage 12 through the communication port 15.
[0042]
Then, outside air heated by the heat pipe 8 and a small amount of inside air dehumidified by the heat pipe 8 are introduced into the centrifugal multiblade fan 42, and dehumidified by the heat pipe 8 to the centrifugal multiblade fan 41. Shyness is introduced. Here, since the inside air dehumidified by the heat pipe 8 is introduced to the second air passage 12 side, the windshield can be prevented from being fogged.
[0043]
In this way, of the total amount of air blown out into the passenger compartment, the proportion of the amount of the inside air in consideration of the anti-fogging property can be made larger than before, and the heating performance by the heater core 22 can be improved. Moreover, by introducing not only the outside air but also the dehumidified inside air to the second air passage 12 side, the temperature difference between the second air passage 12 and the first air passage 11 can be reduced as compared with the prior art.
[0044]
In this embodiment, for example, the outside air temperature is −20 ° C., the outside air relative humidity is 100% (absolute humidity is 0.6 g / kg), the inside air temperature is 25 ° C., and the inside air relative humidity is 30% (absolute The humidity is 5.9 g / kg), the amount of outside air introduced from the outside air inlet 2 is set to 100 m 3 / h, and the amount of inside air introduced from the inside air inlet 3 is set to 100 m 3 / h. It has been confirmed by the inventors' experiments that the defogging of the glass can be maintained. And the dehumidification amount dehumidified with the heat pipe 8 was 10 g / h.
[0045]
(Other embodiments)
In the first and second embodiments, the inside air guide path 14 is formed in the case 1, but the present invention is not limited to this, and the first inside air introduction port 31 or the second inside air introduction port. From 32, it may communicate with the inside of the second air passage 12 through the outside of the case 1.
[0046]
Further, in the third embodiment, the inside air dehumidified by the heat pipe 8 is introduced to the second air passage 12 side by the inside / outside air switching door 9, but the present invention is not limited to this. The inside air dehumidified by the heat pipe 8 may be introduced only to the first air passage 12 side.
In the first embodiment, in the foot mode and the foot differential mode, the inside air guide path 14 and the outside air are introduced into the outside air guide path 13 and the heat pipe 8 is operated. Even in the case where it is preferable to blow warm air that is low in humidity from the defroster opening 7 as in the defroster mode in winter, it is preferable that the inside air and the outside air guide path 13 be blown into the inside air guide path 14. Outside air may be introduced and the heat pipe 8 may be operated. As a result, the heating load of the heater core 22 can be reduced as compared with the case where only the outside air is introduced into the second air passage 12. In addition, since the inside air introduced into the second air passage 12 is dehumidified by the heat pipe 8, anti-fogging of the windshield can be achieved.
[0047]
Also, in the face mode and the bi-level mode in the first embodiment, the inside air and the outside air are introduced into the second air passage 12 and the heater pipe 8 is operated as in the foot mode. Good.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a vehicle air conditioner showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a vehicle air conditioner showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a vehicle air conditioner showing a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Case, 2 ... Outside air introduction port 3, 31, 32 ... Inside air introduction port, 4 ... Blower,
5 ... Foot opening, 7 ... Defroster opening, 8 ... Heat pipe,
10 ... partition plate, 11 ... first air passage, 12 ... second air passage,
100 ... Sub-partition plate, 13 ... Outside air guideway, 14 ... Inside air guideway,
22 ... Heater core (heat exchanger for heating).

Claims (2)

一端(1a)には、外気を導入する外気導入口(2)および内気を導入する少なくとも1つの内気導入口(31、32)が備えられ、他端(1b)には、フロントガラスの内面に空調風を吹き出すデフロスタ開口部(7)および乗員の足元に空調風を吹き出すフット開口部(5)を少なくとも備えたケース(1)と、
前記ケース(1)内に配設され、前記一端(1a)から前記他端(1b)に向かう空気流を発生させる送風手段(4)と、
一端に前記内気導入口(31)からの内気が導入され、他端では前記フット開口部(5)に連通する第1空気通路(11)と、一端に前記外気導入口(2)からの外気が導入され、他端では前記デフロスタ開口部(7)に連通する第2空気通路(12)とに、前記ケース(1)内を仕切る仕切り部材(10)と、
前記ケース(1)内に設けられ、前記第1空気通路(11)および前記第2空気通路(12)を流れる空気を加熱する暖房用熱交換器(22)と、
前記第2空気通路(12)を流れる外気に加えて、前記内気導入口(31、32)からの内気を前記第2空気通路(12)に混入させる内気案内路(14)と、
前記ケース(1)において、前記暖房用熱交換器(22)の上流側に設けられ、前記内気案内路(14)を流れる内気より吸熱し、かつ、前記外気導入口(2)からの外気へ放熱するヒートパイプ(8)とを備えていることを特徴とする車両用空調装置。
One end (1a) is provided with an outside air introduction port (2) for introducing outside air and at least one inside air introduction port (31, 32) for introducing inside air, and the other end (1b) is provided on the inner surface of the windshield. A case (1) provided with at least a defroster opening (7) for blowing conditioned air and a foot opening (5) for blowing conditioned air to the feet of the occupant;
A blowing means (4) disposed in the case (1) and generating an air flow from the one end (1a) toward the other end (1b);
Inside air from the inside air introduction port (31) is introduced into one end, and the other end communicates with the first air passage (11) communicating with the foot opening (5), and outside air from the outside air introduction port (2) at one end. A partition member (10) for partitioning the inside of the case (1) to a second air passage (12) communicating with the defroster opening (7) at the other end,
A heating heat exchanger (22) provided in the case (1) for heating air flowing through the first air passage (11) and the second air passage (12);
In addition to the outside air flowing through the second air passage (12), an inside air guide path (14) for mixing inside air from the inside air introduction port (31, 32) into the second air passage (12),
In the case (1), provided on the upstream side of the heating heat exchanger (22), absorbs heat from the inside air flowing through the inside air guide path (14), and flows into the outside air from the outside air introduction port (2). A vehicle air conditioner comprising a heat pipe (8) for radiating heat.
前記内気案内路(14)と、前記外気導入口(2)からの気を前記第2空気通路(12)へ導く外気案内路(13)とに、前記ケース(1)内を仕切る副仕切り部材(100)が、前記ケース(1)内に設けられており、
前記副仕切り部材(100)を貫通するように前記ヒートパイプ(8)が配設されていることを特徴とする請求項に記載の車両用空調装置。
The air guide path (14) above, to the outside air guide path for guiding external air inlet port (2) to the second air passage outside air (12) and (13), the sub partition that partitions the casing (1) in A member (100) is provided in the case (1);
Air-conditioning system according to claim 1, wherein the heat pipe (8) is arranged so as to penetrate the sub partition member (100).
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