JPS62146712A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は被空調空間への吹出空気流の拡ｔｉｋ状態ない
しは温度分布状態を制御することのできる空気調和装置
に関する。

［従来の技術］ 空気調和装置殊に自動車用空気調和装首は、断熱性がほ
とんど無きに等しく熱容量も小さい狭小な車至内空間を
常に快適な温度分布状態に保Ｉこせるという困難な課題
を解決するために、様々な工夫がこらされてきた。

たとえば［実公昭５２−９７０４Ｊに開示された技術と
して、空気吸入口、冷風吹出口、１ｆｌｆｆｌ吹出口を
備え、内部に冷房および暖房用熱交換器、調温のための
冷・温風混合室などを設けた空調用ダクトの冷房用熱交
換器の下流において、ダクト内冷用を直接的に冷風吹出
口に導くためのバイパス冷気ダクトを設け、この冷気ダ
クトへの冷ｍ導入岱をダンパを用いて制御することによ
って、冷・温両風吹出口からそれぞれ供給される冷熱お
よび温熱の割合をたやすく調節できるようにし、理想的
な空調温度分布状態とされているいわゆる頭寒足熱の温
度分布を好みの度合いを−もって生じさせる方法（いわ
ゆるパイレベル空調）が述べられている。

［発明が解決しようとする問題点］ 居住建物内の空調の場合もそうであるが、殊に自動車の
場合には夏季の炎天下に駐車させてあった車に乗り込む
際には車室内は異゛帛な高温に達しているので、何等か
の方法で空調開始後に急速に冷涼感が得られるような対
策を講することが望まれるが、上記の従来技術にはこの
ような要望に対する考慮はなされていない。

本発明は装置の運転開始後早急に空調用空気を車室内に
行き亘らせることができかつスポット的即効空調感も得
られると共に、いわゆる頭寒足熱型の空調温度分布が得
られる空気調和装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために本発明による空気調和装置
は、空気吸入口、複数の吹出口を有し、内部に冷房用熱
交換器、暖房用熱交換器、吹出口群の選択的開閉用ダン
パ、ブロワなどを納めた空調用ダクトと、前記冷房用熱
交換器の下流側空気を、前記空調用ダウ１〜内の通風路
をバイパスして前記吹出口に導くためのバイパス風路と
、前記吹出口において、その吹出空気流を包囲するよう
にして、前記バイパス風路を通過したバイパス用を吹き
出させるための、前記吹゛出口の包囲空気流形成手段と
、前記バイパス風路への空気流入を制御するための、バ
イパス風量制御手段とからなる構成を採用した。“ ［作用］ 空気調和装置の運転開始時には、バイパス風量制御手段
を操作してバイパス風路を間ぎ包囲空気流を生じさせる
。この包囲空気流の流速はバイパス風路の通風抵抗など
のために吹出口からの吹出風の流速より遅いので、被空
調雰囲気と包囲空気流との接触界面における粘性抵抗が
減少し、両吹出空気流は横方向への拡散が抑制された状
態のもとにより遠方にまで到達して、車室内空回はにり
早く一様に空調される。

被空調空間がほぼ所望の空調温度に達したら、バイパス
風路を閉じると、吹出空気流の流速は増大し、この増速
された空気流は直接的に被空調雰囲気と接触することに
なって両者の界面での粘性抵抗の増加により吹出空気流
の横方向の拡散度合いが増して、吹出空気流は穏やかに
室内空間に万遍なく行き亘る。

また所望の空調温度に達した後も、バイパス風量制御手
段を適宜に働かせることによって、暖房運転時において
いわゆる頭寒足熱状態が任意の度合いをもって実現され
る。

［実施例］ 以下に付図に示す実施例に基づいて本発明装置の具体的
な構成を説明する。

第１図ないし第５図はいづれも一実施例としての自動車
用空気調和装置を示ず図であって、装置のケーシングを
なす空調用ダクト１の一端側には、被空調空気の導入口
としての外気吸入口２と内気吸入口３を備え、内部に内
気または外気を選択的に取り入れるための内外気切替ダ
ンパ４を納めた内外気切替箱５が接続されており、他端
には空調済み空気の吹出口群としてベンチレーシヨン吹
出口１３、サイドペンデレージョン吹田口１４、ヒート
吹出口１５、およびデフロスト吹出口１Ｇが間口してい
る。１７は吹出口１３と１４〜１６の選択的開閉用のベ
ントルヒート切替ダンパ、１８は吹出口１４の開閉用サ
イドベントダンパ、１９は吹出口１５の開閉用ヒートダ
ンパ、２０は吹出口１Ｇの開閉用のデフダンパ、１６ａ
はデフロスト吹出グリル部である。

空調用ダクト１の内部には上流側から順次空気の吸入用
ブロワ６、冷房用熱交換器としてのエバポレータ８、暖
房用熱交換器を通過する空気量を調節するためのエアミ
ックスダンパ９、暖房用温水式熱交換器としてのヒータ
コア１０、ヒータコアと並列に冷風通路１１、そしてエ
アミックスチャンバ１２が設けられている。３０はエバ
ポレータ８の下流においてダクト１の通風路をバイパス
させてダクト１内の空気を直接的にペンデレージョン吹
田口１３に導くためのバイパス風路であって、その上流
側端はエバポレータ８の下流側においてダクト１の壁面
に、また下流側端はペンデレージョン吹田口１３の延長
用ダクト１３ａを同軸的に包囲するようにして組付けら
れている包囲空気流形成用ダクト３２に接続されている
。

バイパス風路内の適宜の個所、この実施例ではその下流
端部にバイパス風足制御手段としてのバイパス路ダンパ
３１が組込まれている。図中のａはペンデレージョン吹
田口１３から吹出される主吹出空気流の流路を、ｂはベ
ンナレーション吹出口延長用ダクト１３ａとこのダクト
を包囲する包囲空気流形成用ダクトとの間に生じた副吹
出空気流の流路を示している。３３は風向偏向用ルーバ
３４が組付けられたベンチレーシヨン吹出グリルであり
、第３図中のＡは自動車のフロントガラス、Ｂは甜器盤
を覆うクラッシュパッドを示している。

次に上記実施例装置の作動を冷房運転時について説明す
る。今炎天下に駐車させてあったために耐え難い程をく
なっている車室内に乗り込むとする。装置のエアコンス
イツヂを投入すると共に、後述するバイパス風量制御手
段を働かせてバイパス路ダンパ３１を開方向に作動させ
る。この時空調用ダクト１の各吹出口の開閉状態を切替
えるための空調モード切替レバー（図示路、一般に運転
席計器盤に組付けである）は、あらかじめペンデレージ
ョン吹出空調モードに設定しておく。この空調モードに
切替える動きは図示が省かれているリンク機構を介して
各吹出口ダンパに伝達され、ペンデレージョン吹田口１
３を除く他の吹出口は閉鎖される。

したがってブロワ６によって外気吸入口２または内気吸
入口３がら空調用ダクト１内に導入された空気は、エバ
ポレータ８を通過する間に冷却・除湿されてその多くの
部分は主吹出空気流ａとしてダクト１内をたどりペンデ
レージョン吹田口１３から吹き出されるが、一部はダク
ト側壁に開口するバイパス風路３０の導入部３０ａに流
入して副吹出空気流すとなり、このダクトの末端に連ら
なる包囲空気流形成用ダクト３２の先端から主吹出空気
流ａを包み込むようにして吹出される。

ここで上記の主吹出空気流ａと副吹出空気流すの流速に
着目すると、これら雨空気流の流路断面寸法および通風
抵抗の相違によって主吹出空気流ａの分流としてのＤ１
吹出空気流すは主吹出空気流ａに較べて相対的に流速が
低い水準にある。ダンパ３１の開度を絞ればこの流速の
隔りは更に拡大する。

ところで、静止流体（例えば大気）中に流体の噴流を送
出した場合に、この噴流の外周部と静止流体との接触域
における粘性（流体抵抗）は流速の増加と共に増大し、
噴流の外周部の流れ方向は静止流体側に引き寄せられる
ように偏向するので、噴流は拡散されその運動エネルギ
ー密度も急速に低下して噴流の速達性が失われるが、流
速を低めると上記の流体抵抗も減少するので、拡散が抑
制されて噴流はより遠方にまで到達する現象が流体力学
によって解明されている。

したがって、ペンデレージョン吹田口１３を包囲するよ
うにして組付けられている包囲空気流形成用ダク１〜３
２を備えるこの実施例装置では、ペンデレージョン吹出
口１３から吹出される主吹出空気流ａを、この空気流に
較べて相対的に流速の遅い副吹出空気流である包囲空気
流すが包み込むことによって上述の噴流拡散防止効果が
生じ、冷房運転開始当初の高温の車至内の遠方にまで冷
却空気を行き届かせることが可能になり、それだけ車室
内温度分布の不均等状態がより速やかに解消されてより
速やかに快適な空調状態にもたらすことができる。もち
ろん冷房開始時にはスポット的に集中され・た冷風流を
乗員に吹き付けて強調された冷涼感を与えるという効果
も得られる。

車室内全体が所望の空調温度に到達すれば、バイパス路
ダンパ３１を閉ざすことによって前記の噴流拡散防止効
果は失われ、むしろ吹出空気流は穏やかな流れをなして
車室内に広く拡散されるので、過麿の冷涼感を与えるこ
とのない心地よい空調状態が得られる。

第７−ａ図と第８−ａ図は、それぞれバイパス路ダンパ
３１を開いたｎ）と閉ざした時のペンデレージョン吹出
口１３からの吹出風の拡散状況を破線矢印によって模式
的に示した図であり、第７−ｂと第８−ｂ図は、それぞ
れバイパス路ダンパ３１を聞いた時と閉ざした時につい
て、吹出空気の保有熱が吹出空間に伝達される有様を示
した、熱の速達度合の分布図である。縦軸に吹出口１３
の吹出方向中心軸（各図のグラフに描かれた横軸）から
の距離が、横軸に温度到達率が採られている。温度到達
率は下式によって求められた値であって、空調済空気の
保有熱の被空調空間への速達度合を示している。

到達率　　吹出空間の温度−吹出口温度これらの図を参
照することに−一って理解されるように、バイパス風路
３０を問いてペンデレージョン吹出口１３から吹出され
る主吹出空気流ａをそれより低流速の副吹出空気流とし
ての包囲空気流すによって包囲した場合に゛は、既〕本
の理由によってこれらの複合吹出空気流はあまり外側方
向に拡散されず、いわばスポット的に絞られた気流とし
てより遠くにまで到達するごとがわかる。一方バイパス
風路３０を閉ざした場合には、吹出空気流ａは既述の理
由によって空気流の外側方向に向ｔプでかなり拡散され
て空調用熱エネルギーの速達性は損われるが、空調用熱
エネルギーはより広い空間に向けてより均等に拡散され
る。

上記実施例では包囲空気流形成用ダクト３２をペンデレ
ージョン吹出口１３に取付けているが、バイパス風路３
０の取付は構造を設計変更することによってサイドペン
デレージョン吹出口１４に設【ノることもできるし、必
要に応じてその他の吹出口に取り付けてもｊ；い。

また上記実施例ではバイパス路ダンパ３１の回動操作を
他の空調制御操作から切りはなして独立的に行うように
説明したが、例えば空調装置の操作パネルに設けである
空調モード切替レバーがペンデレージョン吹出空調モー
ドに設定されており、かつ吹出空気温度のコントロール
レバー或は自動空調装置であれば、空調温度設定用ツマ
ミがＭＡＸ−ＣＯＯＬ位置にセットされた時、この操作
の動きの検知用のマイクロスイッチなどからの電気信号
に基づいて、常閉作動側に設定されているダンパ３１の
回動用アクチュエータ或はザーボモータがダンパ３１を
開く側に作動するような、ダンパ３１の自動開閉機構を
設ければ、このダンパのための特別の操作は不要になる
。

更に本発明によるバイパス風路を備えた空調装置は、既
述のごとき従来の冷風バイパス路付きのそれとは異なっ
てパイレベル吹出空調モードのみに限られることなく、
ペンデレージョン、パイレベル（Ｂ／Ｌ）、ヒートおよ
びデフロストのすべての吹出空調モード時においてもバ
イパス風路３００機能を１動かすために、空調モード切
替レバーの切替作動に連動させて自動的にバイパス路ダ
ンパ３１を開閉させること乙できる。

第６図は、このような空調モードの切替操作に連動させ
てバイパス路ダンパ３１を開閉させるためのダンパ３１
の作動制御回路の一例を示した図であって、ダンパ３１
の開閉作動機構も模式的に描かれている。図中の４１は
バキュームスイッチングバルブ、４１ａはその作動用コ
イル、４２はヒータコア１０へのエンジン冷１’Ｊ）ｌ
水の供給を制御するウォーターバルブ用スイッチ、４３
は回路に流れる電源電流を抑制するための抵抗、４４は
４種類の空調モード、寸なわちベンチレーシヨン、Ｂ／
Ｌ１ヒート、およびデフロストの各吹出空調モードの切
替用レバーの操作に連動して各モードの設定時にオン作
動する、空調モードの選択検出スイッチ（ブツシュボタ
ンによる切替方式であればそのブツシュスイッチ）群で
あり、４５はウォーターバルブスイッチ４２のオン−オ
フ信号と、ペンデレージョン吹出空調モードの選択検出
スイッチのオン−オン信号の反転信号を入力とするアン
ド回路であり、４６はアンド回路４５の出力信号と、Ｂ
／Ｌ、ヒート、およびデフロス１への各空調モードの選
択検出スイッチのそれぞれのオン−オフ信号の反転信号
を入力とするオア回路であり、４７と４７ａはオア回路
４６からの入力によりオン作動するリレーとその接点、
５０は車載バッテリ電源である。

３９はバイパス路ダンパ３１の回動用サーボモータ、３
５〜３８はサーボモータ３９の回転をダンパ３１の回転
軸３１ａに伝えるためのリンク機構であり、リレー接点
４７ａのオンによりダンパ３１を開かせ、オフにより閉
じさせる。

次に第６図に示された回路の作動を各吹出空調モード毎
に説明する。前述の空調モード切替レバー（または切替
ボタン）を操作してペンデレージョン吹出空調モードを
選択すると、対応する空調モードの選択検出スイッチ４
４がオンされて信号電源５０は抵抗４３を介してアース
されるので、アンド回路４５の反転入力端子は入力１と
なる、この時ウォーターバルブスイッチ４２が開いてい
れば、したがってヒータコア１０の加熱が停止された状
態にあれば、アンド回路４５の他方の入力端子への入力
も１となるので、この回路の出力信号はオア回路４６を
へてリレー４７に伝達されて常閉側に設定されているバ
イパス路ダンパ３１を間かけ、ベンチレーシヨン吹出口
の主吹出空気流ａの周りに包囲空気流としての副吹出空
気流すを生じさせる。

そしてＢ／Ｌ吹出空調モードを選択すると、対応する空
調モードの選択検出スイッチ４４がオンされて信号電源
５０は抵抗４３を介してアースされるので、オア回路４
６の反転入力端子は入力１となり、オア回路４６から送
出される信号によってバイパス路ダンパ３１は開かれ、
バイパス風路を通過してベンチレーシヨン吹出［１１３
から冷たい副吹出空気流すが吹ぎ出されて頭寒足熱暖房
状態が１ｑられる。

ヒート吹出空調モードを選択した場合も、デフロスト吹
出空調モードを選択した時も、回路の働きは上記のＢ／
Ｌ吹出空調モードの場合と同様となる。

もつとも上記の４種類の空調モードのすべてについて、
空調モードの選択検出スイッチ４４を設けたのでは、こ
の選択検出回路を設けた意味がなくなるので、現実の回
路では、例えばペンデレージョン吹出空調モードとと−
１〜吹出空調モードどの組み合わせというように２つま
たは３つの空調モードの選択検出用回路を残して他の回
路は取り除く。

装置の運転開始後に早急に車室内を一様に空調させる目
的でダンパ３１を聞かせる場合には、車室内が一様に所
望の空調温度に達した後は、ダンパ３１を閉じさせるが
、この閉作動は例えば第６図に示された回路にタイマ回
路を付設したり、設定空調温度以下の′ｆ；Ａ度を感知
してオフ作動する給電回路を設ければよい。

［発明の効果］ 上記のごとき構成を備えた本発明装置は、頭寒足熱型の
空調温度分布状態を任意の度合をもって実現さゼるため
に冷風バイパス路を設けである既存のいわゆるパイレベ
ル空調が可能な空調装置について、バイパス路の末端取
（（’　Ｉｔｔ　’ｔｉｎ　２ｉを、パイパス風が吹出
口からの吹出用を包囲して吹出されるように設定すると
いう比較的簡単な手段を講するのみで、このバイパス風
路にパイレベル空調機能の他に、装置の始動時のいわゆ
る即効空調能力をも併せて付与させることができる。

また実施例の効果として、従来のパイレベル空調が可能
な空調装置は、空調モード（ベンチレーシヨン、ヒート
、デフロスト、およびパイレベルの各吹出モード）をパ
イレベルモードに設定した時に限って冷風バイパス路が
機能を果すように設計されていたのに対して、本発明装
置はパイレベル吹出空調モード以外の空調モードを選択
した場合にも、バイパス風路が備える既述の機能を活用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図はいづれも本発明による一実施例を示し
ており、第１図は一部断面を含む装置平面図、第２図は
一部断面を含む装置側面図、第３図は第２図の（ロ）＝
（ロ）断面図、第４図はバイパス風路の末端がベンチレ
ーシヨン吹出口に接続される個所の透視図、第５図は第
１図の（イ）−（イ）断面図である。 第６図はバイパス風量制御手段としてのバイパス路ダン
パの作動制御回路を例示した図である。 第７図と第８図はそれぞれ従来の空気調和装置の一部断
面を含む平面図と側面図である。 第９図と第１０図は従来の空気調和装置を示した、それ
ぞれ上面図と一部断面を含む正面図である。 図面　１・・・空調用ダクト　２．３・・・空気人口　
６・・・ブロワ　８・・・冷房用熱交換器　１０・・・
暖房用熱交換器　１３・・・ベンチレーシヨン吹出口　
１５・・・ヒート吹出口　１Ｇ・・・デフロスト吹出口
　１７〜２０・・・吹出口群の選択的開閉用ダンパ　３
０・・・バイパス風路　３１・・・パイパスｆｆ１１制
御手段（バイパス路ダンパ）３２・・・包囲空気流形成
手段（包囲空気流形成用ダクト） 第４図 １３ａ 第５図 第７−ａ図　　　第７−ｂ図 第８−ａ図　　　第８−ｂ図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）空気吸入口、複数の吹出口を有し、内部に冷房用熱
   交換器、暖房用熱交換器、吹出口群の選択的開閉用ダン
   パ、ブロワなどを納めた空調用ダクトと、 前記冷房用熱交換器の下流側空気を、前記空調用ダクト
   内の通風路をバイパスして前記吹出口に導くためのバイ
   パス風路と、 前記吹出口において、その吹出空気流を包囲するように
   して、前記バイパス風路を通過したバイパス用を吹き出
   させるための、前記吹出口の包囲空気流形成手段と、 前記バイパス頂路への空気流入を制御するための、バイ
   パス風量制御手段とを備えることを特徴とする空気調和
   装置。 ２）前記包囲空気流形成手段を付設した吹出口は、ベン
   チレーシヨン吹出口であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の空気調和装置。 ３）前記吹出口群の選択的開閉用ダンパの作動と前記バ
   イパス風量制御手段の作動との連動手段を備えることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の空
   気調和装置。 ４）前記バイパス風量制御手段は前記バイパス風路の開
   閉用ダンパであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第３項のいづれかに記載の空気調和装置。