(57)【要約】【課題】  圧損を小さくしつつ、熱交換器に流入する空気の風速分布の均一化を図る。【解決手段】  送風機４と熱交換器５との間の空気通路１のうち通路断面積が急拡大した急拡大部１０を、急拡大部１０の圧力よりも低圧の部位に連通させる。これによると、風が流れにくい部分である急拡大部１０の圧力が低くなるため、急拡大部１０に風が流れやすくなり、熱交換器風速分布の均一化を図ることができる。また、急拡大部１０にも風が無理なく流れて空気流の剥離が防止され、ひいては渦の発生が防止されるため、圧損を小さくすることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調空気が流れる空気通路（１）を形成するケース（２）と、
前記空気通路（１）中に配置されて空調空気を送風する送風機（４）と、
前記空気通路（１）中における前記送風機（４）の空気流れ下流側に配置されるとともに、空調空気と熱交換媒体との間で熱交換を行う熱交換器（５）とを備える空調装置において、
前記送風機（４）と前記熱交換器（５）との間の前記空気通路（１）のうち通路断面積が急拡大した急拡大部（１０）が、前記急拡大部（１０）の圧力よりも低圧の部位に連通されていることを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記急拡大部（１０）は、負圧が発生する部位に連通され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】
前記急拡大部（１０）は、前記送風機（４）の空気吸入側に連通されていることを特徴とする請求項２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記急拡大部（１０）と前記送風機（４）の空気吸入側とを連通させる低圧通路（７）が、前記ケース（２）に一体に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の空調装置。
【請求項５】
前記急拡大部（１０）と前記送風機（４）の空気吸入側は、前記ケース（２）と別体のパイプ（６）にて連通されていることを特徴とする請求項３に記載の空調装置。
【請求項６】
空調空気が流れる空気通路（１）を形成するケース（２）と、
前記空気通路（１）中に配置されるとともに、スクロールケース（４１）に収容されたファン（４０）の回転により空調空気を送風する送風機（４）と、
前記空気通路（１）中における前記送風機（４）の空気流れ下流側に配置されるとともに、空調空気と熱交換媒体との間で熱交換を行う熱交換器（５）とを備える空調装置において、
前記空気通路（１）のうち前記スクロールケース（４１）のノーズ（４２）に近接するノーズ近接部（４４）が、前記ノーズ近接部（４４）の圧力よりも低圧の部位に連通されていることを特徴とする空調装置。
【請求項７】
前記ノーズ近接部（４４）は、負圧が発生する部位に連通されていることを特徴とする請求項６に記載の空調装置。
【請求項８】
前記ノーズ近接部（４４）は、前記送風機（４）の空気吸入側に連通されていることを特徴とする請求項７に記載の空調装置。
【請求項９】
前記ノーズ近接部（４４）と前記送風機（４）の空気吸入側とを連通させる低圧通路（７）は、前記ケース（２）に一体に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の空調装置。
【請求項１０】
前記ノーズ近接部（４４）と前記送風機（４）の空気吸入側は、前記ケース（２）と別体のパイプ（６）にて連通されていることを特徴とする請求項８に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空調装置に関するもので、特に熱交換器部位での風速分布の均一化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気と熱交換媒体との間で熱交換を行う熱交換器においては、熱交換器に流入する空気の風速分布（以下、熱交換器風速分布という）を均一化することにより、空気が熱交換器を通過する間の圧損が小さくなり、また、熱交換器通過後の空気の温度分布のばらつきも小さくなる。
【０００３】
しかしながら、従来の一般的な空調装置は、図４に示すように、風が流れやすい部位Ａと風が流れにくい部位Ｂとがあり、熱交換器風速分布のバラツキが大きい。
【０００４】
そこで、図５に示すように、空気通路１を形成するケース２における風が流れやすい部位に段付き部１００を設け、この段付き部１００により、風が流れにくい部位に風が流れるようにして、熱交換器風速分布を均一化するようにしている。
【０００５】
一方、特許文献１、２には、冷凍サイクルを構成する蒸発器（熱交換器）の下流側と送風機の上流側を短絡させ、その短絡通路上にクールボックスを設置した空調装置が示されている。
【特許文献１】実開昭５９−８１６０８号公報
【特許文献２】実公平６−２０６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図５に示す従来装置では、段付き部１００を設けることにより熱交換器風速分布の均一化を図ることができるが、風を無理やり曲げているため圧損が大きくなってしまう。
【０００７】
一方、特許文献１、２に示す従来装置は、クールボックス内を冷却するために蒸発器の下流側と送風機の上流側を短絡させており、熱交換器風速分布の均一化を図るものではない。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、圧損を小さくしつつ熱交換器風速分布の均一化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、空調空気が流れる空気通路（１）を形成するケース（２）と、空気通路（１）中に配置されて空調空気を送風する送風機（４）と、空気通路（１）中における送風機（４）の空気流れ下流側に配置されるとともに、空調空気と熱交換媒体との間で熱交換を行う熱交換器（５）とを備える空調装置において、送風機（４）と熱交換器（５）との間の空気通路（１）のうち通路断面積が急拡大した急拡大部（１０）が、急拡大部（１０）の圧力よりも低圧の部位に連通されていることを特徴とする。
【００１０】
これによると、風が流れにくい部分である急拡大部の圧力が低くなるため、急拡大部に風が流れやすくなり、熱交換器風速分布の均一化を図ることができる。
【００１１】
また、従来は、急拡大部近傍のケース内壁面で空気流が剥離して渦が発生し、その渦により圧損が大きくなっていたが、請求項１の発明では、急拡大部にも風が無理なく流れて空気流の剥離が防止され、ひいては渦の発生が防止されるため、圧損を小さくすることができる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、急拡大部（１０）は、負圧が発生する部位に連通されていることを特徴とする。これによると、急拡大部を例えば大気圧部位に連通させる場合よりも、急拡大部の圧力が一層低くなるため、請求項１の発明の効果をより確実に得ることができる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項３に記載の発明のように、急拡大部（１０）を送風機（４）の空気吸入側に連通させることにより実施することができる。
【００１４】
請求項３の発明の実施に際しては、請求項４に記載の発明のように、急拡大部（１０）と送風機（４）の空気吸入側とを連通させる低圧通路（７）をケース（２）に一体に形成してもよいし、あるいは、請求項５に記載の発明のように、急拡大部（１０）と送風機（４）の空気吸入側をケース（２）と別体のパイプ（６）にて連通させてもよい。
【００１５】
請求項６に記載の発明では、空調空気が流れる空気通路（１）を形成するケース（２）と、空気通路（１）中に配置されるとともに、スクロールケース（４１）に収容されたファン（４０）の回転により空調空気を送風する送風機（４）と、空気通路（１）中における送風機（４）の空気流れ下流側に配置されるとともに、空調空気と熱交換媒体との間で熱交換を行う熱交換器（５）とを備える空調装置において、空気通路（１）のうちスクロールケース（４１）のノーズ（４２）に近接するノーズ近接部（４４）が、ノーズ近接部（４４）の圧力よりも低圧の部位に連通されていることを特徴とする。
【００１６】
これによると、風が流れにくい部分であるノーズ近接部の圧力が低くなるため、ノーズ近接部に風が流れやすくなり、熱交換器風速分布の均一化を図ることができる。
【００１７】
また、従来は、ノーズ近接部近傍のケース内壁面で空気流が剥離して渦が発生し、その渦により圧損が大きくなっていたが、請求項６の発明では、ノーズ近接部にも風が無理なく流れて空気流の剥離が防止され、ひいては渦の発生が防止されるため、圧損を小さくすることができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、ノーズ近接部（４４）は、負圧が発生する部位に連通されていることを特徴とする。これによると、ノーズ近接部を例えば大気圧部位に連通させる場合よりも、ノーズ近接部の圧力が一層低くなるため、請求項６の発明の効果をより確実に得ることができる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項８に記載の発明のように、ノーズ近接部（４４）を送風機（４）の空気吸入側に連通させることにより実施することができる。
【００２０】
請求項８の発明の実施に際しては、請求項９に記載の発明のように、ノーズ近接部（４４）と送風機（４）の空気吸入側とを連通させる低圧通路（７）をケース（２）に一体に形成してもよいし、請求項５に記載の発明のように、ノーズ近接部（４４）と送風機（４）の空気吸入側をケース（２）と別体のパイプにて連通させてもよい。
【００２１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１（ａ）は第１実施形態に係る空調装置における室内ユニットの構成を示す送風機回転軸方向の断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の室内ユニットの送風機回転軸に垂直な方向の断面図である。
【００２３】
本実施形態の空調装置は、自動車に搭載されて車室内の空調を行うものであり、室内ユニットは、車室内前部の計器盤内側に配置される。
【００２４】
図１に示すように、空調装置の室内ユニットは、車室内に吹き出される空調空気が流れる空気通路１を形成するケース２を備え、このケース２の空気流れ上流側部位には、車室内空気を吸入するための内気吸入口３０と外気を吸入するための外気吸入口３１とが形成されているとともに、これらの吸入口３０、３１を選択的に開閉する吸入口切替ドア３２が設けられている。
【００２５】
空気通路１中において内気吸入口３０および外気吸入口３１よりも空気流れ下流側には、空調空気を車室に送風する送風機４が配置されている。送風機４は、回転軸周りに多数枚の翼を有して回転軸方向から吸入した空気を径外方に向けて吹き出す遠心式多翼ファン（以下、ファンという）４０と、このファン４０を回転駆動する電動モータ（図示せず）と、ファン４０を収容している渦巻き状のスクロールケース４１とを有する周知の構成である。
【００２６】
ここで、スクロールケース４１は、ファン４０から吹き出す空気を効率よく集合させながら下流側に流すべく、スクロールケース４１の巻き始め部、つまりノーズ４２から巻き終わり部４３にかけて通路断面積が徐々に拡大している。
【００２７】
そして、電動モータにてファン４０を回転駆動することにより、空気通路１に空気流を発生させて、空調空気を車室に向けて送風するようになっている。因みに、スクロールケース４１はケース２に一体に形成されている。
【００２８】
空気通路１中において送風機４よりも空気流れ下流側には、蒸発器５が配置されている。この蒸発器５は、図示しない圧縮機、凝縮器、減圧手段とともに周知の冷凍サイクルを構成するもので、空調空気と熱交換媒体（冷媒）との間で熱交換を行って空調空気を冷却する。なお、蒸発器５は、本発明の熱交換器に相当する。
【００２９】
送風機４と蒸発器５との間の空気通路１中における通路断面積が急拡大した急拡大部１０は、風が流れにくい部分であり、この急拡大部１０は、ケース２とは別体に設けられたパイプ６内の低圧通路７にて、送風機４の空気吸入側に接続されている。換言すると、急拡大部１０は、急拡大部１０の圧力よりも低圧（本実施形態では負圧）の部位に連通されている。因みに、急拡大部１０を送風機４の空気吸入側に連通させない場合、送風機４運転中の急拡大部１０の圧力は正圧である。
【００３０】
本実施形態では、急拡大部１０を送風機４の空気吸入側に連通させているため、急拡大部１０を送風機４の空気吸入側に連通させない場合と比べて、急拡大部１０の圧力が低くなる。したがって、急拡大部１０に風が流れやすくなり、蒸発器５に流入する空気の風速分布（以下、熱交換器風速分布という）の均一化を図ることができる。
【００３１】
また、従来は、急拡大部１０近傍のケース２内壁面で空気流が剥離して渦が発生し、その渦により圧損が大きくなっていたが、送風機４から出た風を負圧でひき込むため急拡大部１０にも風が無理なく流れて空気流の剥離が防止され、ひいては渦の発生が防止されるため、圧損を小さくすることができる。
【００３２】
ここで、急拡大部１０を送風機４の空気吸入側に接続した本実施形態の空調装置と、図４に示す従来の空調装置について、蒸発器５内の多数個所での各部風速、および空調空気が送風機４を出てから蒸発器５を通過するまでの間の圧力損失を、数値解析にて求めた。なお、蒸発器５を通過する全風量を蒸発器５の全通路面積で除した値を理想風速としたとき、理想風速を４ｍ／ｓに設定して解析を行った。
【００３３】
数値解析の結果、図４の空調装置の圧力損失は２０９．６Ｐａであったのに対し、本実施形態の空調装置は、圧力損失が１９９．１Ｐａとなり、圧損が小さくなることが確認された。
【００３４】
また、理想風速が４ｍ／ｓの場合、図４の空調装置は、風速６．０ｍ／ｓを超える領域があるのに対し、本実施形態の空調装置は、風速６．０ｍ／ｓを超える領域はなくなっており、熱交換器風速分布のバラツキが小さくなることが確認された。
【００３５】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図２は第２実施形態に係る空調装置における室内ユニットの構成を示す送風機回転軸方向の断面図である。第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３６】
第１実施形態では、急拡大部１０と送風機４の空気吸入側とを、ケース２とは別体に設けられたパイプ６内の低圧通路７にて連通させたが、本実施形態は、図２に示すように、急拡大部１０と送風機４の空気吸入側とを連通させる低圧通路７を、ケース２に一体に形成したものである。
【００３７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図３（ａ）は第３実施形態に係る空調装置における室内ユニットの構成を示す送風機回転軸方向の断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の室内ユニットの送風機回転軸に垂直な方向の断面図である。第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
第１実施形態では、急拡大部１０を送風機４の空気吸入側に連通させたが、本実施形態は、図３に示すように、スクロールケース４１のノーズ４２に近接するノーズ近接部４４を、ケース２とは別体に設けられたパイプ６内の低圧通路７にて、送風機４の空気吸入側に接続させている。なお、ノーズ近接部４４は、送風機４と蒸発器５との間の空気通路１中におけるノーズ４２の空気流れ下流側の部位であり、風が流れにくい部分である。
【００３９】
本実施形態では、ノーズ近接部４４を送風機４の空気吸入側に連通させているため、ノーズ近接部４４を送風機４の空気吸入側に連通させない場合と比べて、ノーズ近接部４４の圧力が低くなる。したがって、ノーズ近接部４４に風が流れやすくなり、熱交換器風速分布の均一化を図ることができる。
【００４０】
また、従来は、ノーズ近接部４４近傍のケース２内壁面で空気流が剥離して渦が発生し、その渦により圧損が大きくなっていたが、送風機４から出た風を負圧でひき込むためノーズ近接部４４にも風が無理なく流れて空気流の剥離が防止され、ひいては渦の発生が防止されるため、圧損を小さくすることができる。
【００４１】
なお、本実施形態では、ノーズ近接部４４と送風機４の空気吸入側とを、ケース２とは別体に設けられたパイプ６内の低圧通路７にて連通させたが、ノーズ近接部４４と送風機４の空気吸入側とを連通させる低圧通路７を、ケース２に一体に形成してもよい。
【００４２】
（他の実施形態）
上記各実施形態では、低圧通路７を１本設けたが、風が流れにくい部分が複数個所ある場合には、低圧通路７を２本以上設けてもよい。
【００４３】
また、上記各実施形態では、急拡大部１０やノーズ近接部４４を負圧が発生する部位に連通させたが、急拡大部１０やノーズ近接部４４を大気に開放させてもよい。この場合、急拡大部１０やノーズ近接部４４を大気に開放しない場合と比べて、急拡大部１０やノーズ近接部４４の圧力が低くなるため、急拡大部１０やノーズ近接部４４に風が流れやすくなり、熱交換器風速分布の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態に係る空調装置における室内ユニットの構成を示す送風機回転軸方向の断面図、（ｂ）は（ａ）の室内ユニットの送風機回転軸に垂直な方向の断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る空調装置における室内ユニットの構成を示す送風機回転軸方向の断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の第３実施形態に係る空調装置における室内ユニットの構成を示す送風機回転軸方向の断面図、（ｂ）は（ａ）の室内ユニットの送風機回転軸に垂直な方向の断面図である。
【図４】（ａ）は従来の空調装置における室内ユニットの構成を示す送風機回転軸方向の断面図、（ｂ）は（ａ）の室内ユニットの送風機回転軸に垂直な方向の断面図である。
【図５】（ａ）は他の従来の空調装置における室内ユニットの構成を示す送風機回転軸方向の断面図、（ｂ）は（ａ）の室内ユニットの送風機回転軸に垂直な方向の断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１…空気通路、２…ケース、４…送風機、５…蒸発器（熱交換器）、１０…急拡大部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006044494.tif 000006
【図５】
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