JP4016361B2

JP4016361B2 - 車両用空調ユニット

Info

Publication number: JP4016361B2
Application number: JP19181198A
Authority: JP
Inventors: 利晃河西
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2007-12-05
Anticipated expiration: 2018-07-07
Also published as: JP2000016054A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷風と温風とが壁を隔てて流れる車両用空調ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
これまで一般に用いられている車両用空調ユニットは、ブロワユニット、クーラユニット、ヒータユニットを、横方向に組み合わせた３分割レイアウトタイプであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
近年、車両用空調ユニットは、車両安全性の向上等（エアバックの装着、ピラーパイプの設定等）の理由から、搭載スペースが縮小される方向にあり、小型化の要求が高い。
しかし、上記に示した横置３分割レイアウトタイプの車両用空調ユニットでは、小型化が困難であった。
そこで、クーラユニットとヒータユニットとを一体化させたセンタ置や、セミセンタ置と呼ばれるレイアウトを採用する例がある。しかるに、センタ置、セミセンタ置レイアウトでは、冷風通路と温風通路とが仕切壁を介して隣接する例が多く、仕切壁を介して熱が伝わり、温風が冷やされたり、冷風が温められたりする不具合が発生する。
なお、この対策として、図４に示すように、温風通路（フットダクトＪ1 ）をパイプ状に設け、そのパイプ状フットダクトＪ1 をケースＪ2 から距離Ｃ分離す方法があるが、空調ユニットの小型化が犠牲になってしまう。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、センタ置、セミセンタ置レイアウトのように、冷風通路と温風通路とが隣接しても、通路内の空気温度が変化するのを防止できる車両用空調ユニットの提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
壁を隔てて冷風および温風が流れると、各リブ間に空気が滞留し、断熱空気層として作用するため、各リブ間の熱伝達率が下がる。また、リブの部分では、リブの高さ分、冷風と温風とを隔てる壁の厚みが増したことと同じとなり、熱伝達率が下がる。
このように、冷風と温風とを隔てる壁に複数のリブを設けたことにより、壁の熱伝達率が下がり、温風が冷風で温度低下したり、逆に冷風が温風で温度上昇する不具合を抑えることができる。
また、温風通路をパイプ状にして冷風通路から離す方法に比較して、車両用空調ユニットを小型化できる。
【０００６】
〔請求項２の手段〕
エバポレータを収納するケースの外壁面に沿って温風が流れると、各リブ間に空気が滞留し、断熱空気層として作用するため、各リブ間の熱伝達率が下がる。また、リブの部分では、リブの高さ分、ケースの厚みが増したことと同じとなり、熱伝達率が下がる。
エバポレータ近傍のケースの外壁面に複数のリブを設けたことにより、エバポレータ近傍のケースの熱伝達率が下がり、エバポレータの冷熱がケースを介して温風通路内の温風に伝わる不具合が抑えられる。つまり、温風がケースを介して配置されたエバポレータによって温度低下する不具合を抑えることができる。
また、温風通路をパイプ状にして冷風通路から離す方法に比較して、車両用空調ユニットを小型化できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を、実施例および変形例に基づき説明する。
〔実施例の構成〕
実施例を図１〜図３を用いて説明する。なお、図１は車両用空調ユニットの概略構成図である。
車両用空調ユニットは、車室内前部のダッシュボード内に配置されるもので、ブロワユニット１と、エバポレータ２およびヒータコア３を収納する一体型ユニット４とから構成される。
【０００８】
ブロワユニット１は、内外気切替手段５と送風機６とを組み合わせたものである。
内外気切替手段５は、車室内に連通して内気を導入する内気導入口５ａと、車室外に連通して外気を導入する外気導入口５ｂとを備える。また、内外気切替手段５は、内外気切替ドア５ｃを備え、この内外気切替ドア５ｃにより、一体型ユニット４に導かれる空気を内気または外気に切り換える。
送風機６は、ファンケース６ａ、ファン６ｂ、ブロワモータ６ｃからなり、ブロワモータ６ｃの印加電圧に応じてファン６ｂを回転駆動し、内外気切替手段５で選択された内気または外気を一体型ユニット４内に送るものである。
【０００９】
一体型ユニット４は、ブロワユニット１から供給された空気を上方へ導くケース７と、このケース７の側面に取り付けられ、ケース７との間に温風通路を形成するフットダクト８とを備える。
ケース７の上流側（下側）には、ケース７内を通過する空気を冷却する冷凍サイクルのエバポレータ２が、ケース７内の全面に亘って配置されている。なお、ケース７の下部に設けられた小さな開口７ａは、ドレン水排出用の穴である。
【００１０】
ケース７の下流側（上側）には、ヒータコア３、冷風バイパス９、エアミックスドア１０からなる温調手段が設けられている。なお、ヒータコア３は、エンジン冷却水（温水）の供給を受けて通過する空気を加熱する空気加熱用の熱交換器であり、冷風バイパス９は、ヒータコア３を迂回させる冷風通路であり、エアミックスドア１０は、ヒータコア３を通過する温風量と、冷風バイパス９を通過する冷風量との比率を調節し、吹き出される空気の温度を調節するものである。
【００１１】
ケース７の上面には、乗員の上半身に向けて主に冷風を吹き出すためのフェイス吹出口１１、フロントガラスに向けて主に温風を吹き出すためのデフロスタ吹出口１２が設けられている。また、ケース７の上部側面には、フットダクト８内に開口するフット吹出口１３が設けられており、フットダクト８は乗員の足元に向けて主に温風を吹き出すためのものである。
なお、各吹出口１１、１２、１３は、２つの吹出口開閉ドア１４、１５によって開閉されて、吹出モードが選択される。
【００１２】
フットダクト８が被せられたケース７の外壁面には、複数のリブ１６が設けられている。リブ１６が設けられている部分は、エバポレータ２の近傍、および冷風と温風とを隔てる壁の部分である。
複数のリブ１６は、図２〜図３に示されるものであり、図３の（ａ）に示すように、各リブ１６は温風の流れ方向に交差するように形成されており、フットダクト８内を流れる温風がリブ１６間に滞留するように設けられている。なお、各リブ１６間に温風が滞留することにより、溜まった温風が断熱空気層として作用するため、各リブ１６間の熱伝達率が下がる。また、リブ１６の部分では、ケース７の厚みｌにリブ１６の高さＨが加えられた厚みＴとなり（Ｔ＝ｌ＋Ｈ）、熱伝達率が下がる。
つまり、ケース７の外壁面に複数のリブ１６を設けたことにより、温風による断熱層効果と、厚み増大効果とが得られ、エバポレータ２の冷熱がフットダクト８内を流れる温風を冷やすのを防ぐとともに、エバポレータ２を通過した冷風がフットダクト８内を流れる温風を冷やすのを防ぐものである。
【００１３】
次に、複数のリブ１６を設けたことによる、フットダクト８内の温風温度低下軽減効果を検証する。この検証例として、図３の（ａ）に示すように、複数のリブ１６が、幅２１５ｍｍ、長さ５８ｍｍの範囲に設けられ、且つリブ厚ｔ＝０．００１５ｍ、リブ間隔Ｃ＝０．００１５ｍ、リブの高さＨ＝０．００５ｍとした場合を用いた。
ここで、リブ付壁の面積Ａを通る単位時間当たりの熱通過量Ｑを求める数式を、次式に示す。
【数１】

【００１４】
なお、Ａ：リブ付壁面積＝０．０１２４７ｍ²、Ａo ：リブ溝内面積＝０．００６２３５ｍ²、Ａf ：リブ表面積＝０．０４１５７ｍ²、Θi ：冷風通路内温度＝５℃、Θo ：温風通路内温度＝８０℃、ｌ：ケース板厚＝０．００１５である｛各符号、図３（ｂ）参照｝。
また、αa ：冷風側空気の熱伝達率＝１００Ｗ／ｍ²ｋ（冷風が絶えず流れているため、強制対流時とした値）、αa'：温風側空気の熱伝達率＝７Ｗ／ｍ²ｋ（リブ１６間において温風が対流していることにより、自然対流時とした値）、λ：ケース構成樹脂の熱伝達率＝０．２Ｗ／ｍ²ｋ、η：リブ効率＝０．７３４４である。
【００１５】
上記〔数１〕に上記各数値を代入して算出する。
（ケース７に複数のリブ１６を設けた場合）
【数２】

【００１６】
（ケース７にリブ１６を設けない場合）
なお、リブ１６が無い場合は、Ａ＝Ａo 、Ａf ＝０、αa ＝αa'となる。
【数３】

このように、複数のリブ１６を設けた場合の熱通過量Ｑ＝−１４．２Ｗ／ｍ²で、リブ１６が無い場合の熱通過量Ｑ＝−３４．０Ｗ／ｍ²であり、この結果からも複数のリブ１６が設けられた方の温風温度の低下が軽減されていることが分かる。
【００１７】
〔実施例の効果〕
本実施例の車両用空調ユニットは、上述のように、ケース７の外壁面に複数のリブ１６を設けたことにより、フットダクト８内を流れる温風温度はほとんど低下しない。
また、複数のリブ１６によって、温風の温度低下が抑えられるため、図４に示すように、温風温度低下対策のためにフットダクトＪ1 をパイプ状に設け、そのパイプ状フットダクトＪ1 をケースＪ2 から距離Ｃ分離さなくても良く、結果的にフットダクト８を含めた空調ユニット全体の小型化が実現できる。
【００１８】
〔変形例〕
上記実施例では、温風通路側のみにリブ１６を設けた例を示したが、温風、冷風の両側にリブ１６を設けても良い。
上記実施例で示した数値は、実施例説明用のものであり、適宜変更可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両用空調ユニットの概略構成図である（実施例）。
【図２】リブの断面図である（実施例）。
【図３】リブの斜視図および断面図である（実施例）。
【図４】車両用空調ユニットの概略構成図である（比較例）。
【符号の説明】
２エバポレータ
７ケース（温風と冷風とを隔てる壁）
８フットダクト
１６リブ

Claims

冷風と温風とが壁を隔てて流れる車両用空調ユニットにおいて、
前記壁には、複数のリブが設けられ、
前記複数のリブは、温風が流れる側の前記壁に設けられるとともに、温風の流れ方向と交差するように形成されていることを特徴とする車両用空調ユニット。
冷凍サイクルのエバポレータを収納するケースの外壁面に沿って温風が流れる車両用空調ユニットにおいて、
前記エバポレータ近傍の前記ケースの外壁面には、複数のリブが設けられ、
前記複数のリブは、温風が流れる側の前記外壁面に設けられるとともに、温風の流れ方向と交差するように形成されていることを特徴とする車両用空調ユニット。