(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機と、
前記送風機によって送風される空気の通路をなすダクトと、
前記ダクト内に配置され、前記送風機によって送風される空気を加熱する加熱手段と、
前記加熱手段の空気下流に接続され、前記加熱手段によって加熱された温度の異なる温風をそれぞれ導く複数の分岐ダクトと、
前記複数の分岐ダクトに設けられ、前記ダクトとそれぞれ連通する吹出口と、を備え、
前記加熱手段には、当該加熱手段に流入する冷却水と当該加熱手段を通過する空気との熱交換をする熱交換部が有り、
前記熱交換部の冷却水流入側を通過した空気は、前記熱交換部の冷却水流出側を通過した空気の温度より高くなっており、
前記複数の分岐ダクトは、前記冷却水流入側に配置された分岐ダクトと前記冷却水流出側に配置された分岐ダクトとを有し、
前記冷却水流入側に配置された前記分岐ダクトの長さが、前記冷却水流出側に配置された前記分岐ダクトの長さより長いことを特徴とする空調装置。
【請求項２】
車両用に用いられる空調装置であって、前記吹出口は車室内で乗員足元部に開口していることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
水冷エンジンを搭載する車両の空調装置であって、前記水冷エンジンの冷却水が前記加熱手段に流入するようになっており、前記加熱手段に流入する前記水冷エンジンの冷却水の流量を調整する流量調整弁を備え、前記加熱手段に流入する前記水冷エンジンの冷却水の流量を、前記流量調整弁で調整することによって、前記吹出口から吹出される空気温度が調整されることを特徴とする請求項２に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、空調装置に関するものであり、車両用に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置の空気加熱手段をなすヒータコアの温度分布が均一でないために、ヒータコアの下流域で空気の温度差が生じていた。
さらに、運転席側足元に連通するダクトの長さと、助手席側足元に連通するダクトの長さとが異なる場合、ダクトからの放熱量の違いと上述の空気の温度差と相まって、運転席側足元および助手席側足元の吹出口での空気温度差は、ヒータコア下流域の温度差より大きくなっていた。このことは、冬場などの、乗員足元に温風を吹き出すときに、特に問題となる。
【０００３】
そこで、このような問題の発生を抑えるために、従来の車両用空調装置では、エアガイドを設けて温風を混合して温度分布の均一化を促進し、さらに、ダクトでの放熱を抑えるための断熱材をダクトに貼布している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のように、車両用空調装置内にエアガイドを設けると、圧力損失が大きくなり、吹出口での風量が減少する。また、空調装置ダクトの形状が複雑になるので、樹脂成形の際に型構造が複雑になり、その結果型費の上昇を招く。さらに、ダクトに断熱材を貼布しているので、断熱材の材料費とその組付け費用が発生し、延いては、製造原価の上昇を招くという新たな問題が発生する。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑み、空調装置内での空気温度差と車室内に連通するダクトでの放熱とを利用することによって、吹出口での吹出空気温度差の小さい空調装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため、以下の技術的手段を用いる。請求項１に記載の発明では、送風機（６）と、前記送風機によって送風される空気の通路をなすダクト（２）と、前記ダクト内に配置され、前記送風機によって送風される空気を加熱する加熱手段（８）と、前記加熱手段の空気下流に接続され、前記加熱手段によって加熱された温度の異なる温風をそれぞれ導く複数の分岐ダクト（１２、１３）と、前記複数の分岐ダクトに設けられ、前記ダクトとそれぞれ連通する吹出口（１４、１５）と、を備え、前記加熱手段（８）には、当該加熱手段に流入する冷却水と当該加熱手段を通過する空気との熱交換をする熱交換部（８ａ）が有り、前記熱交換部（８ａ）の冷却水流入側を通過した空気は、前記熱交換部の冷却水流出側を通過した空気の温度より高くなっており、前記複数の分岐ダクト（１２、１３）は、前記冷却水流入側に配置された分岐ダクト（１３）と前記冷却水流出側に配置された分岐ダクト（１２）とを有し、前記冷却水流入側に配置された前記分岐ダクト（１３）の長さが、前記冷却水流出側に配置された前記分岐ダクト（１２）の長さより長いことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の空調装置において、前記吹出口（１４、１５）は車室内で乗員足元部に開口していることを特徴とする。請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の車両用空調装置において、水冷エンジンを搭載する車両の空調装置であって、前記水冷エンジンの冷却水が前記加熱手段に流入するようになっており、前記加熱手段に流入する前記水冷エンジンの冷却水の流量を調整する流量調整弁を備え、前記加熱手段に流入する前記水冷エンジンの冷却水の流量を、前記流量調整弁で調整することによって、前記吹出口から吹出される空気温度が調整されることを特徴とする。
【０００８】
なお、上記各手段のカッコ内の符号は、後述する実施例記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【０００９】
【発明の作用効果】
請求項１〜３に記載の発明によれば、熱交換部の冷却水流入側に配置された分岐ダクトの長さが、熱交換部の冷却水流出側に配置された分岐ダクトの長さより長いので、各吹出口間の吹出空気温度差を小さくすことができる。
【００１０】
請求項２または３に記載の発明によれば、請求項１に記載の空調装置を車両用として使用しているので、例えば、１の吹出口を運転席側足元に配置し、他の１の吹出口を助手席側足元に配置すれば、運転手と助手席の乗員との両者に、ほぼ等しい温度の温風を足元に吹出すことができる。
また、前述のように、分岐ダクトからの放熱を利用しているので、分岐ダクトに断熱材を貼布しなくてもよい。したがって、断熱材の材料費とその組付けコストの低減を図ることができる。
【００１１】
さらに、空調装置内の空気の温度差を利用しているので、空調装置内の空気の温度を均一化するエアガイドを設けなくてもよい。したがって、空調装置内の形状が単純になるので、樹脂成形の際型構造が単純になり、型費の低減を図ることができる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明を図に示す実施例について説明する。
（第１実施例）
次に、本発明を車両用空調装置に用いた場合について図１を用いて説明する。
１は、車両用空調装置（以下、単に空調装置と呼ぶ。）の構成を模式的に示したものであり、２は、空調装置１の空気の流路を形成する空調ダクトである。この空調ダクト２の空気上流側部位には、車室内気を吸入するための内気吸入口３と外気を吸入するための外気吸入口４とが形成されるとともに、これらの吸入口３、４を選択的に開閉する吸入口切換ドア５が設けられている。また、この吸入口切換ドア５は、図示されていない駆動手段（具体的にはサーボモータ）によって駆動される。
【００１３】
この吸入口切換ドア５の下流側部位には、送風機６が配設されている。送風機６は、ファン６ａと、その駆動手段６ｂ（具体的にはブロワモータ）によって駆動され、ファンの回転数、すなわち車室内への送風量は、ブロワモータ６ｂに印加されるブロワ電圧によって制御される。
ファン６ａの空気下流側には、空気冷却手段をなす蒸発器７が配設されている。送風機６により送風された空気は全てこの蒸発器７を通過する。
【００１４】
蒸発器７の空気下流側には、図示されていない水冷エンジンのエンジン冷却水を熱源として、空気加熱手段をなすヒータコア８が配設されている。送風機６によって送風された空気は、このヒータコア８を通過する際に加熱されて温風となる。また、ヒータコア８を通過した温風の温度調節は、ヒータコア８に流入するエンジン冷却水の流量を、流量調整弁９を調節することによって行う。
【００１５】
また、図２、３はヒータコア８の詳細を示しており、図２、３中の８ａは、熱交換を行う熱交換部で、その一端側には、熱交換部８ａにエンジン冷却水を分配供給する第１ヘッダタンク８ｂが設けられている。また、その他端側には、熱交換を終えたエンジン冷却水を回収する第２ヘッダタンク８ｃが設けられている。そして、第１ヘッダタンク８ｂの先端部には、エンジン冷却水が第１ヘッダタンク８ｂに流入する流入口１０が設けられ、第２ヘッダタンク８ｃの先端にはエンジン冷却水が第２ヘッダタンク８ｃに流出する流出口１１が設けられている。
【００１６】
また、このヒータコア８は、熱交換部８ａ内でのエンジン冷却水が、図３の矢印に示すように、第１ヘッダタンク８ｂ側から第２ヘッダタンク８ｃ側に向かって一方向に流れる一方向流れ型のヒータコアである。そして、このエンジン冷却水の流れに伴って、熱交換部８ａの温度分布は、図４に示すように、第１ヘッダタンク８ｂ側から第２ヘッダタンク８ｃ側に向かうほど、次第にその温度が低くくなるように分布している。
【００１７】
したがって、熱交換部８ａの流入口側を通過した温風の温度は、熱交換部８ａの流出口側を通過した温風の温度より高くなる。
そして、上述のように温度差のある温風のうち、熱交換部８ａの流出口側を通過した温度が低い温風（以下、低温風と呼ぶ。）が、ダクト長さの短い分岐ダクト１２を通過するように、分岐ダクト１２は、図１に示すように、熱交換部８ａの流出口側下流に配置されている。また、熱交換部８ａの流入口側を通過した温度が高い温風（以下、高温風と呼ぶ。）が、ダクト長さの長い分岐ダクト１３を通過するように、分岐ダクト１３は、図１に示すように、熱交換部８ａの流入口側下流に配置されている。
【００１８】
さらに、分岐ダクト１３（長い方の分岐ダクト）の長さと分岐ダクト１２（短い方の分岐ダクト）の長さとは、その通過する温風温度に比例して長くなるようになっている。
ところで、空調ダクト２および両分岐ダクトはともに、成形性に優れた熱可塑性樹脂（例えばポリプロピレン、ポリエチレン等）製である。
【００１９】
次に、本実施例に係る空調装置の特徴を述べる。
分岐ダクト１３の長さと分岐ダクト１２の長さとは、その通過する温風温度に比例して長くなるようになっているので、吹出口１４、１５から空気が吹き出すまでに分岐ダクト１２、１３から放熱する放熱量は、その長さに比例して大きくなる。つまり、高温風の温度降下は低温風の温度降下に比べて大きくなるので、両吹出口１４、１５での吹出空気温度差を小さくすることができる。
【００２０】
そこで、例えば、吹出口１４を運転席側に配置し、吹出口１５を助手席側に配置すれば、運転手と助手席の乗員との両者に、ほぼ等しい温度の温風を吹出すことができる。また、吹出口１４を前部座席側に配置し、吹出口１５を後部座席に配置しても上述と同様な効果を得ることができる。因みに、高温風と低温風と温度差を３℃〜５℃として、その断面積を約４０ｃｍ２  とし、その流量を約１５０ｍ３  ／ｈとすれば、発明者等の計算によれば、分岐ダクト１３の長さは約５５０ｍｍであり、分岐ダクト１２の長さは約１００ｍｍとなる。
【００２１】
また、従来、空調ダクト２内での空気の温度分布を均一にするためのエアガイドが、ヒータコア８の下流の空調ダクト２内に一体成形されていた。しかし、本実施例では、前述のように、空気を混合する必要がないので、エアガイドを有する空調ダクト２に比べて、成形が容易になり、かつ製造原価の低減を図ることができる。
【００２２】
さらに、両分岐ダクトでの、放熱を利用しているので、断熱のための断熱材を、両分岐ダクトに貼布しなくてもよい。したがって、より一層の製造原価低減を図ることができる。
（第２実施例）
本発明に係る分岐ダクト部を、図５に示すように、低温風が通過する分岐ダクト１２ａが、高温風が通過する分岐ダクト１３ａと立体交差するように成形しても実施することができる。
【００２３】
本発明は、ヒータコアを通過した温風とヒータコアを通過しない冷風との風量割合を調節することによって、吹出空気温度を調節する周知のエアミックス方式においても本発明を実施することができる。
さらに、本発明は、工場等で使用されるスッポットクーラのように、ダクトによって送風される空調装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施例を示す模式図である。
【図２】ヒータコア８の上面図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】ヒータコア８の温度分布を示すグラフである。
【図５】本発明に係る第２実施例の分岐ダクトを示す斜視図である。
【符号の説明】
２…空調ダクト、３…内気導入口、４…外気導入口、５…内外気切換ドア、
６…送風機、７…蒸発器、８…ヒータコア、９…流量調整弁、
１０…流入口、１１…流出口、１２、１３…分岐ダクト、１４、１５吹出口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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