JPH11198647A - 車両用空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エバポレータ１２の表面温度が均一ではない
という点に着目し、エバポレータ１２の他の箇所と比較
して表面温度が低い部位に多くの空気が流れ込むように
バイパス通路３４〜３６を静電式エアフィルタ１９に設
けることにより、空調ユニットの冷房性能を向上させる
ことを目的とする。 【解決手段】 静電式エアフィルタ１９の枠体３１にお
いて、エバポレータ１２の他の箇所と比較して表面温度
が低い部位に対応した部分に、枠体３１の空気上流側面
と空気下流側面とを連通するバイパス通路３４〜３６を
形成することで、エバポレータ１２の表面温度が低い部
位に多くの空気が流れ込むようになる。これにより、空
調ダクトの吹出口から車室内に吹き出される空気の吹出
風量を充分確保することができるようになった。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車室内に侵入する
塵や埃、あるいは車室内で乗員が発する煙草の煙等によ
って汚れた汚染空気を浄化する車両用空調装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば自動車用空調装置（カ
ーエアコン）の空調ダクト内には、冷凍サイクルのエバ
ポレータへの浮遊粉塵や煙草の煙の付着を防止するた
め、あるいは吹出口から汚染空気が車室内に吹き出すこ
とを防止するために、エバポレータの空気上流側に静電
式フィルタが配設されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のカー
エアコン用静電式フィルタは、吹出口から車室内に吹き
出す空気の吹出風量を確保するために、製造上作り易い
位置にバイパス通路を設けているが、バイパス通路の位
置は特定されていない。そして、バイパス通路からは、
通気抵抗が少ないので、多くの空気が流れるため、エバ
ポレータに均一に空気が流れ込まず、バイパス通路を設
けた部位にのみ空気が多く流れ込む。その結果、そのバ
イパス通路を設けた部位のみ表面温度が上昇して、車室
内に吹き出す空気の吹出温度が上昇することにより、カ
ーエアコンの冷房性能が低下するという問題が生じてい
る。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、熱交換器の表面温度が均一で
はないという点に着目し、熱交換器の他の箇所と比較し
て表面温度が異なる部位に多くの空気が流れ込むように
バイパス通路を静電式フィルタに設けることにより、車
両用空調装置の空調性能を向上させることを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、静電式フィルタの、熱交換器の表面のうち熱交
換器の表面温度が異なる部位に対応した部分にバイパス
通路を設けることにより、熱交換器の表面温度が異なる
部位に多くの空気が流れ込むことになる。それによっ
て、通風路から車室内に吹き出す空気の吹出風量を確保
することができると共に、車室内の空調性能を向上させ
ることができる。

【０００６】請求項２に記載の発明によれば、静電式フ
ィルタの、エバポレータの表面のうちエバポレータの表
面温度が低い部位に対応した部分にバイパス通路を設け
ることにより、エバポレータの表面温度が低い部位に多
くの空気が流れ込むことになる。それによって、通風路
から車室内に吹き出す空気の吹出風量を確保することが
できる。また、エバポレータを通過する際に効率良く冷
却される空気量が増えるので、車室内の冷房性能を向上
させることができる。

【０００７】請求項３に記載の発明によれば、電気集塵
部より空気を迂回させるために静電式フィルタの枠体に
バイパス通路を設けることにより、静電式フィルタの要
部である帯電部や電気集塵部の有効面積を減らすことな
く、バイパス通路を形成することができる。これによ
り、静電式フィルタの空気浄化性能をあまり低下させる
ことなく、通風路から車室内に吹き出す空気の吹出風量
を確保することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】〔実施形態の構成〕図１ないし図
５は本発明の実施形態を示したもので、図１は静電式エ
アフィルタとエバポレータを示した図で、図２（ａ）は
自動車用空調装置の空調ユニットの主要部を示した図
で、図２（ｂ）は静電式エアフィルタの構造を示した図
である。

【０００９】本実施形態の自動車用空調装置は、走行用
エンジンまたは走行用モータ（図示せず）を搭載する自
動車の車室内を空調する空調ユニット（エアコンユニッ
ト）１における各空調手段（アクチュエータ）を、空調
制御装置（以下エアコンＥＣＵと言う）または手動操作
レバー（図示せず）によってオートコントロールまたは
マニュアルコントロールするように構成されている。

【００１０】空調ユニット１は、車室内に空調空気を導
く通風路２を成す空調ダクト３を、車室内の前方側に設
置している。この空調ダクト３の空気上流側には、外気
吸込口４および内気吸込口５が形成された内外気切替箱
６と、これらの吸込口を選択的に開閉する内外気切替ド
ア７とが設けられ、これらよりも空気下流側には遠心式
送風機８が設けられている。

【００１１】遠心式送風機８は、内外気切替箱６の空気
下流側に一体成形されたスクロールケーシング９と、図
示しないブロワ駆動回路により制御されるブロワモータ
１０と、このブロワモータ１０に回転駆動される遠心式
ファン１１とから構成されている。また、空調ダクト３
の空気下流側には、デフロスタ吹出口、フェイス吹出口
およびフット吹出口が形成された吹出口切替箱（図示せ
ず）と、これらの各吹出口を選択的に開閉する吹出口切
替ドア（図示せず）とが設けられている。

【００１２】次に、吹出口よりも空気上流側には、後記
するエバポレータ１２を通過した空気を再加熱する加熱
用熱交換器である温水式ヒータ（図示せず）と、この温
水式ヒータを通過する空気量と温水式ヒータを迂回する
空気量とを調節して吹出口から車室内に吹き出す空気の
吹出温度を調整するためのエアミックスドア（図示せ
ず）とが設けられている。

【００１３】次に、温水ヒータの空気上流側には、自動
車に搭載された冷凍サイクルの一構成部品を成すエバポ
レータ（冷媒蒸発器）１２が通風路２全面を塞ぐように
配されている。ここで、冷凍サイクルは、冷媒を圧縮し
て吐出するコンプレッサ（冷媒圧縮機）、このコンプレ
ッサより吐出された冷媒を凝縮液化させるコンデンサ
（冷媒凝縮器）、およびこのコンデンサより流入した冷
媒を気液分離するレシーバ（気液分離器）等から構成さ
れている（いずれも図示せず）。

【００１４】さらに、冷凍サイクルは、図１および図３
に示したように、レシーバより流入した液冷媒を減圧膨
張させるボックス型温度自動膨張弁（減圧手段）１３、
およびこの膨張弁１３より流入した冷媒を蒸発気化させ
る上記のエバポレータ１２等から構成されている。な
お、ボックス型温度自動膨張弁１３には、冷凍サイクル
の低圧配管１４と高圧配管１５とが差し込まれている。
そして、ボックス型温度自動膨張弁１３のダイヤフラム
を内蔵したケース１６と低圧配管１４に取り付けられた
感熱筒１７とは、キャピラリチューブ１８を介して連結
されている。

【００１５】次に、エバポレータ１２を図１ないし図５
に基づいて簡単に説明する。ここで、図３はエバポレー
タの空気下流側面を示した図で、図４（ａ）はエバポレ
ータより吹き出す空気の吹出温度分布を示した図で、図
４（ｂ）はエバポレータ内の冷媒の流れ方向を示した図
で、図５はエバポレータ内の冷媒の流れ方向を示した図
である。

【００１６】エバポレータ１２は、後記する静電式エア
フィルタ１９にて清浄化された空気を冷却する冷却用熱
交換器で、一端部に２つのタンク部、および他部に冷媒
蒸発通路が形成された偏平な流路管２０とコルゲートフ
ィン２１とを交互に複数積層してなる積層型熱交換器で
ある。そして、エバポレータ１２は、ボックス型温度自
動膨張弁１３を使用することにより形状を標準化させる
ために、複数本の流路管２０の積層方向の略中央部に入
口配管２２と出口配管２８とを隣り合うように配してい
る。

【００１７】そして、エバポレータ１２内には、図４
（ｂ）および図５に示したように、入口配管２２→入口
タンク２３→複数本の略Ｕ字形状の入口側冷媒蒸発通路
２４→中間タンク２５→複数本の略Ｕ字形状の出口側冷
媒蒸発通路２６→出口タンク２７→出口配管２８のよう
に冷媒が流れる。そして、エバポレータ１２は、ボック
ス型温度自動膨張弁１３による冷媒量の調節によって、
入口側冷媒蒸発通路２４内で気液二相状態の冷媒が空気
と熱交換して大部分蒸発気化し、出口側冷媒蒸発通路２
６の出口側で蒸発が完了する。

【００１８】このため、エバポレータ１２の表面温度
は、入口側の方が出口側よりも低くなるので、図４
（ａ）に示したように、入口側冷媒蒸発通路２４内を流
れる冷媒と熱交換されて空気下流側に吹き出される吹出
空気温度の方が、出口側冷媒蒸発通路２６内を流れる冷
媒と熱交換されて空気下流側に吹き出される吹出空気温
度よりも低くなる。

【００１９】また、入口配管２２より入口タンク２３内
に流入する冷媒は、図４（ａ）に示したように、複数本
の流路管２０のうち最も外側に配置される最外側流路管
よりも、複数本の流路管２０のうち最も中央側に配置さ
れる最中央側流路管の方に流れ易いので、エバポレータ
１２の流路管２０の積層方向の中央側程冷却性能が高
く、表面温度が低くなる。

【００２０】同様にして、複数本の出口側冷媒蒸発通路
２６より出口タンク２７内に流入する冷媒は、図４
（ａ）に示したように、複数本の流路管２０のうち最も
外側に配置される最外側流路管よりも、複数本の流路管
２０のうち最も中央側に配置される最中央側流路管の方
に流れ易いので、エバポレータ１２の流路管２０の積層
方向の中央側程冷却性能が高く、表面温度が低くなる。
なお、入口配管２２の先端部および出口配管２８の先端
部は、ボックス型温度自動膨張弁１３を取り付けるため
のジョイントプレート２９内に差し込まれている。

【００２１】次に、静電式エアフィルタ１９を図１ない
し図３に基づいて簡単に説明する。この静電式エアフィ
ルタ１９は、遠心式送風機３とエバポレータ１２との間
の通風路２内に配設され、且つ通風路２全面を塞ぐよう
に配設されている。そして、静電式エアフィルタ１９
は、図２（ａ）、（ｂ）に示したように、内部に通過口
３０を形成する枠体３１と、この枠体３１の通過口３０
内に設けられた帯電部３２と、この帯電部３２で帯電さ
れた空気中の微粒子（煙草の煙や外部から侵入する塵、
埃等の浮遊物質）を集塵する電気集塵部３３とから構成
されている。

【００２２】枠体３１は、略口の字形状に成形された樹
脂フレームで、エバポレータ１２の表面温度が他の部位
よりも低い温度の部位（図１の破線で囲んだ部分）に対
応した部分にバイパス通路３４〜３６を有している。こ
れらのバイパス通路３４〜３６は、枠体３１の樹脂成形
時に形成され、枠体３１の空気上流側面と空気下流側面
とを連通するように貫通している。なお、バイパス通路
３４〜３６は、エバポレータ１２の表面温度が最も低い
温度の部位に対応した部分に設けるのが望ましいが、エ
バポレータ１２の表面温度が比較的に高い温度の部位よ
りも低い温度の部位に対応した部分に設けてあれば良
く、あるいは、エバポレータ１２の表面温度が最も高い
温度の部位よりも低い温度の部位に対応した部分に設け
てあれば良い。

【００２３】帯電部３２は、針状電極と対向電極により
構成され、通過口３０内を通過する空気中の微粒子を帯
電（正の電荷または負の電荷）させる。なお、帯電部３
２として、針状電極と板状の対向電極とで構成したアイ
オナイザ（電離部）を使用しても良い。また、電気集塵
部３３は、板状電極と対向電極とを渦巻き状に巻回して
枠体３１内に収容されたもので、帯電部３２で帯電され
た微粒子を集塵して浄化させる空気浄化部である。な
お、電気集塵部３３として、コルゲートコレクタ部やハ
ニカム形状のコレクタ部等を使用しても良い。

【００２４】〔実施形態の作用〕次に、本実施形態の空
調ユニット１の作用を図１ないし図５に基づいて簡単に
説明する。

【００２５】車両用空調装置の運転スイッチおよびイグ
ニッションスイッチが投入されると、コンプレッサおよ
びブロワモータ１０が起動する。これにより、遠心式フ
ァン１１が回転して外気吸込口４または内気吸込口５か
ら空気が通風路２内に吸い込まれる。そして、通風路２
内に吸い込まれた空気の一部は、先ず静電式エアフィル
タ１９の通過口３０内に侵入して、帯電部３２にて空気
中の微粒子（煙草の煙や外部から侵入する塵、埃等の浮
遊物質）が帯電される。そして、帯電部３２で帯電した
空気中の微粒子が電気集塵部３３に集塵される。このよ
うにして清浄化された空気は、エバポレータ１２に流れ
込まれて、複数本の流路管２０の入口側冷媒蒸発通路２
４および出口側冷媒蒸発通路２６内を流れる冷媒と熱交
換して冷却される。

【００２６】一方、通風路２内に吸い込まれた空気の残
部は、静電式エアフィルタ１９の枠体３１に形成された
バイパス通路３４〜３６を通過してエバポレータ１２に
吸い込まれる。このとき、バイパス通路３４〜３６を通
過した空気は、エバポレータ１２のうちで表面温度が低
い部位に集中して流れ込まれて、複数本の流路管２０の
入口側冷媒蒸発通路２４内を流れる冷媒と熱交換して冷
却される。

【００２７】そして、エバポレータ１２より吹き出され
た冷風は、エアミックスドアの開度に応じて温水ヒータ
を迂回する、あるいは温水ヒータを通過することによ
り、例えば目標吹出温度（ＴＡＯ）に対応した最適な温
度の空調風となる。そして、最適な温度の空調風は、例
えばフェイス吹出口から車室内に吹き出される。これに
より、車室内が冷房される。

【００２８】〔実施形態の効果〕以上のように、本実施
形態の空調ユニット１は、静電式エアフィルタ１９の枠
体３１には、エバポレータ１２の他の部位と比較して
（表面のうち）エバポレータ１２の表面温度が低い部位
（図１の破線で囲んだ部分）の空気上流側にバイパス通
路３４〜３６が形成されている。これにより、エバポレ
ータ１２の表面温度が低い部位に多くの空気が流れ込む
ことになるので、通風路２の途中に静電式エアフィルタ
１９を通風路２全面を塞ぐように配設した空調ユニット
１においても、例えばフェイス吹出口から車室内に吹き
出す空気の吹出風量を充分確保することができる。さら
に、エバポレータ１２の表面温度が低い部位を多くの空
気が通過することになるので、その表面温度の低い部位
で効率良く冷却される空気量が増えることにより、車室
内の冷房性能を向上させることができる。

【００２９】また、静電式エアフィルタ１９の帯電部３
２および電気集塵部３３より空気を迂回させるために枠
体３１にバイパス通路３４〜３６を設けているので、静
電式エアフィルタ１９の要部である電気集塵部３３の有
効面積を減らすことなく、バイパス通路３４〜３６を形
成することができる。これにより、静電式エアフィルタ
１９の空気浄化性能をあまり低下させることなく、例え
ばフェイス吹出口から車室内に吹き出す空気の吹出風量
を確保することができる。

【００３０】〔他の実施形態〕本実施形態では、静電式
エアフィルタ１９の電気集塵部３３から吸込空気を迂回
させるために枠体３１を貫通するようにバイパス通路３
４〜３６を設けたが、枠体３１の通過口３０内に枠体３
１の空気上流側面と空気下流側面とを連通する連通パイ
プを差し込んで、この連通パイプ内にバイパス通路を形
成するようにしても良い。また、エバポレータ１２の表
面温度が最も低い部位は、入口配管付近の冷媒蒸発通路
を形成する流路管の入口側であるため、その流路管内の
冷媒蒸発通路を流れる冷媒と熱交換させるように、バイ
パス通路を形成すれば良い。

【００３１】本実施形態では、通風路２内に入口タンク
２３、中間タンク２５および出口タンク２７が位置する
ようにエバポレータ１２を配設したが、空調ダクト３に
凹み部を設けて、その凹み部内に入口タンク２３、中間
タンク２５および出口タンク２７が位置するようにすれ
ば、冷媒蒸発通路のみ通風路２内に存在するようにエバ
ポレータ１２を配設することができる。

【００３２】本実施形態では、熱交換器として、複数本
の流路管２０の積層方向の略中央部に入口配管２２と出
口配管２８とを隣り合うように配設したエバポレータ１
２を使用した例を示したが、熱交換器として、複数本の
流路管のうち最も外側に配置される両側の最外側流路管
に入口配管と出口配管とをそれぞれ接続するようにした
エバポレータを使用しても良い。

【００３３】また、熱交換器として、エバポレータ１２
等の冷却用熱交換器の他に、コンデンサ（冷媒凝縮器）
または温水ヒータ（ヒータコア）等の加熱用熱交換器を
使用しても良い。このような加熱用熱交換器を使用した
場合には、加熱用熱交換器の他の部位と比較して、つま
り加熱用熱交換器の表面のうち加熱用熱交換器の表面温
度が高い部位に対応した部分にバイパス通路を設ける。
そして、この場合には、バイパス通路を設けることによ
り、暖房性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】静電式エアフィルタとエバポレータを示した斜
視図である（実施形態）。

【図２】（ａ）は自動車用空調装置の空調ユニットの主
要部を示した概略図で、（ｂ）は静電式エアフィルタの
構造を示した説明図である（実施形態）。

【図３】エバポレータの空気下流側面を示した正面図で
ある（実施形態）。

【図４】（ａ）はエバポレータより吹き出す空気の吹出
温度分布を示した図で、（ｂ）はエバポレータ内の冷媒
の流れ方向を示した説明図である（実施形態）。

【図５】エバポレータ内の冷媒の流れ方向を示した説明
図である（実施形態）。

【符号の説明】

１ 空調ユニット ２ 通風路 ３ 空調ダクト １２ エバポレータ（熱交換器） １３ ボックス型温度自動膨張弁 １９ 静電式エアフィルタ（静電式フィルタ） ２０ 流路管 ２２ 入口配管 ２８ 出口配管 ３０ 通過口 ３１ 枠体 ３２ 帯電部 ３３ 電気集塵部 ３４ バイパス通路 ３５ バイパス通路 ３６ バイパス通路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車室内に空気を送るための通風路と、この
   通風路全面を塞ぐように配されて、前記通風路内を流れ
   る空気と冷媒とを熱交換させる熱交換器と、この熱交換
   器の空気上流側において前記通風路全面を塞ぐように配
   設されて、汚染空気を浄化する電気集塵部を有する静電
   式フィルタとを備えた車両用空調装置において、 前記静電式フィルタは、前記熱交換器の表面のうち前記
   熱交換器の表面温度が異なる部位に対応した部分に、前
   記電気集塵部より空気を迂回させるためのバイパス通路
   を有することを特徴とする車両用空調装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の車両用空調装置におい
   て、 前記熱交換器は、前記通風路内を流れる空気を冷媒と熱
   交換させて冷却するエバポレータであり、 前記バイパス通路は、前記エバポレータの表面のうち前
   記エバポレータの表面温度が低い部位に対応した部分に
   設けられたことを特徴とする車両用空調装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の車両用空
   調装置において、 前記静電式フィルタは、前記通風路全面を塞ぐように配
   設され、内部に空気が通過する通過口を有する枠体、お
   よび前記枠体の通過口内に設けられ、浮遊物質を帯電さ
   せる帯電部を有し、 前記バイパス通路は、前記電気集塵部から空気を迂回さ
   せるために前記枠体を貫通するように設けられたことを
   特徴とする車両用空調装置。