車両空調装置のための逆流熱交換器
【課題】取込室と排出室とを有する第１側面槽を備える車両空調装置のための逆流熱交換器を提供する。
【解決手段】第１側面槽１０２は、取込室１０６と流体が通過可能なように接続される取込口１１０と、排出室１０８と流体が通過可能なように接続される排出口１１２とを有する。排出口は、気泡を低減するために、第１側面槽の最上部に隣接して配置される。第２側面槽１０４は、第１側面槽から横方向に相隔てられている。第１セットの複数の管１１６は、第１側面槽の取込室を流体が通過可能なように第２側面槽に接続する。第２セットの複数の管１１８は、第２側面槽を第１側面槽の排出室に流体が通過可能なように接続する。
【解決手段】第１側面槽１０２は、取込室１０６と流体が通過可能なように接続される取込口１１０と、排出室１０８と流体が通過可能なように接続される排出口１１２とを有する。排出口は、気泡を低減するために、第１側面槽の最上部に隣接して配置される。第２側面槽１０４は、第１側面槽から横方向に相隔てられている。第１セットの複数の管１１６は、第１側面槽の取込室を流体が通過可能なように第２側面槽に接続する。第２セットの複数の管１１８は、第２側面槽を第１側面槽の排出室に流体が通過可能なように接続する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両空調装置のための逆流熱交換器に関するものであり、より具体的には、熱交換器内の気泡の発生や気泡の大きさを小さく抑え、また、気泡の除去が容易になるように改良した逆流熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両空調装置用の逆流熱交換器は、通常、一対の相隔たる槽を有しており、その一対の相隔たる槽は、その一対の槽の間に延び、一対の槽を流体が通過可能なように接続する、一本一本が相隔てられた複数の管を有している。水や冷却液などの熱伝達流体が、その管を通じて相隔たる槽の間を流れる一方、空気流がその相隔たる管の間を流れる。熱伝達流体からの熱は、その相隔たる管の間を流れる空気流に伝達する。その熱は、適切な導管系統によって、車両のキャビンの選択した領域に向かうようにすることが出来る。その熱伝達流体は、取込口から熱交換器に第１高温で取り込まれ、（熱伝達流体の熱が、その近くを通る空気流に伝達した後）、排出口を通して第２低温で熱交換器から排出される。取込口と排出口の位置は、使用する熱交換器の型式（例えば、並流、逆流など）やある特定の空調装置内の熱交換器の配置方向（例えば、槽が隔てられた方向が水平方向か、垂直方向かなど）によって異なることが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車両空調装置の熱交換器における一つの課題は、熱交換器内に生じる気泡や空洞域の除去である。気泡や空洞域は、熱交換器の熱効率に悪影響を及ぼす可能性がある。もう一つの課題は、車両のレイアウトに関するものである。車両のレイアウトは、熱交換器の大きさ、熱交換器の方向や熱交換器の取込口や排出口の位置に影響を与える場合がある。気泡や空洞域に関する課題とある車両のデザインにおけるレイアウトの課題は、両立しないことが多い。例えば、ある特定のサイズの熱交換器を設計し、その熱交換器をある特定の位置にある方向で配置し、取込口と排出口をある特定の方向に向けるようにすると、その熱交換器は、気泡や空洞域を発生しやすくなってしまう場合がある。一方、気泡や空洞域に関する問題がほとんどない熱効率のよい熱交換器を設計すると、空調装置や車両内に配置する際のレイアウトの選択肢が大幅に制限されてしまう場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の発明は、車両空調装置のための改良逆流熱交換器である。より具体的には、請求項１に記載の逆流熱交換器は、取込室と排出室とを含む第１側面槽を有している。第１側面槽は、取込室と流体が通過可能なように接続された取込口と、排出室と流体が通過可能なように接続された排出口を有している。排出口は、気泡を低減させるために、第１側面槽の最上部に隣接して配置されている。第２側面槽は、第１側面槽から水平方向に隔てられている。第１セットの複数の管は、第１側面槽の取込室を第２側面槽に流体が通過可能なように接続している。第２セットの複数の管は、第２側面槽を第１側面槽の排出室に流体が通過可能なように接続している。
【０００５】
請求項１５に記載の発明は、車両空調装置用の改良ヒータコアである。より具体的には、請求項１５に記載の改良ヒータコアは、取込排出槽と逆流槽とを含む一対の水平方向に相隔てられた槽を有している。取込排出槽には、その内部に取込室と排出室が設けられている。第１セットの複数の管は、一対の水平方向に相隔てられた槽の間に延び、取込排出槽の取込室から逆流槽への流路を画定している。第２セットの複数の管は、水平方向に相隔てられた槽の間に延び、逆流槽から取込排出槽の排出室への流路を画定している。排出室は、少なくともその一部が、取込室よりも高い位置に位置する。
【０００６】
請求項２０に記載の発明は、改良された車両用逆流熱交換器である。より具体的には、請求項２０に記載の熱交換器は、取込口と、前記取込口に接続された取込室と、排出口と、排出口に接続された排出室とを有する取込排出槽を有している。逆流槽は、取込排出槽から横方向、水平方向に相隔てられ、逆流室を有する。複数の管が、取込室を逆流室に接続するとともに、逆流室を排出室に接続している。排出室は、基底部と高さ部を有する略L字型をしており、基底部は、前記取込室よりも高い位置に位置する取込排出槽の最上部を形成している。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来の車両空調装置用の逆流熱交換器を垂直方向に配置した概略斜視図である。
【図２】蒸発器および熱交換器を備えた車両空調装置の概略断面図である。
【図３】従来の並流型熱交換器の概略斜視図である。
【図４】水平方向に配置された図３に記載の並流型熱交換器における温度表である。
【図５】図１に記載の熱交換器を水平配置にした際の概略斜視図である。
【図６】水平に配置された図５に記載の逆流熱交換器に対応する温度表である。
【図７】図５に記載の熱交換器の断面図であり、熱交換器内部に形成された気泡を図示している。
【図８】車両空調装置のための、取込排出槽、逆流槽とこれらの槽を流体が通過可能なように接続する複数の管を含む、水平方向に配置された改良熱交換器の概略斜視図である。
【図９】図８に記載の熱交換器の概略断面図である。
【図１０】図８の視点Ａから見た取込排出槽の概略斜視図であり、取込排出槽の一側面に設けられた複数の管ポートと、いくつかの模範的な管の分解図を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面（一つ以上の模範的な実施形態を例示するためだけのものであり、図示されている実施形態に限定するものではない）を参照すると、図１は、従来の車両空調装置用の逆流熱交換器１０を垂直方向に配置したものを示している。より具体的には、熱交換器１０は、上側取込排出槽１２と下側逆流槽１４とを含む、垂直方向に相隔てられた一対の槽を有する。熱交換器１０は、槽１２、１４の互いに対する向きから、垂直方向配置されているものである。つまり、槽１２、１４は、垂直方向において離間しているため、熱交換器１０は、垂直方向配置である、ということである。上側槽１２は、取込室１６と排出室１８を備えており、取込室１６と排出室１８は、セパレータ、つまり隔壁３２によってお互いに隔てられている。上側槽１２は、さらに、取込室１６に流体が通過可能なように形成された取込口２０と、排出室１８から流体が通過可能なように液絡された排出口２２を備えている。
【０００９】
熱交換器１０はさらに、槽１２、１４間に延設され、取込室１６と取込口２０から下側逆流槽１４の逆流室２８への流路２６を画定する第１セットの複数の管２４を備えている。第２セットの複数の管３０は、槽１２と１４の間に延設され、逆流槽１４から上側槽１２、より具体的には、上側槽１２の排出室１８に戻る流路２６を画定している。
【００１０】
当業者にとって容易に理解可能なように、熱伝達流体（例 水、冷却液など）が、取込口２０から熱交換器１０に取り込まれる。熱伝達流体は（取込口２０を通して取込室１６に運ばれ）、取込室１６から、第１セットの複数の管２４を通って、逆流室２８に流れる。逆流室２８では、熱伝達流体の流れ方向が逆になり、逆流槽１４から第２セットの複数の管３０を通って上側槽１２に戻るように流れる。より具体的には、熱伝達流体は、逆流槽１４によって、上側槽１２の排出室１８に戻される。排出室１８から、熱伝達流体は排出口２２を通って、熱交換器１０から排出される。
【００１１】
周知のように、空気流は、第１及び第２セットの複数の管２４、３０の一本一本の相隔てられた管の間を通過することができる。第１及び第２セットの複数の管２４、３０を流れる熱伝達流体から熱がこの空気流に伝達される。上側槽１２の上面（熱交換器１０の上側面）に配置された取込口２０と排出口２２に関して、これらの取込口２０及び排出口２２への流体接続部は、熱交換器１０のすぐ上に物理的に存在している必要があるが、このことは、ある特定の車両のレイアウトに対して、望ましい場合もあるが、そうでない場合もある。しかし、取込口２０および排出口２２のこの配置（つまり、垂直配置の熱交換器の上側の配置位置）は、熱交換器内に生じる気泡や空洞域の生成を抑えたり、生成した気泡や空洞域を除去しやすいという利点がある。
【００１２】
図２は、蒸発器４２およびヒータ素子もしくはヒータコア４４を備えた車両空調装置４０を示しており、ヒータ素子もしくはヒータコア４４は、図１の熱交換器１０であってもよい。車両空調装置４０は、霜取りダクト４８、車室通気ダクト４６、フロア通気ダクト５０ａ、５０ｂの一つ以上のダクトに調整空気を送出する。ヒータコア４４を通じてダクト４６、４８、５０ａに流れる空気流を選択して制御するために、蒸発器４２とヒータコア４４の間には、第１エアミックスドア５２が配置される。例えば、図示している位置では、第１エアミックスドア５２は、全ての空気流をヒータコア４４を通して、ダクト４６、４８に送出している。同様に、第２エアミックスドア５４は、ヒータコア４４を通して、ダクト５０ｂに送出される空気流を選択して制御するために、蒸発器４２とヒータコア４４の間に配置することができる。図示した位置においては、第２エアミックスドア５４は、蒸発器４２からの全ての空気流を、ヒータコア４４を通してダクト５０ｂに送出している。図示していない他の位置においては、エアミックスドア５２、５４は、それぞれ、蒸発器４２からの様々な量の空気流を、ヒータコア４４を通じて送出する（ヒータコア４４を通じて全く空気流を送出しない場合もある）。
【００１３】
例示した車両空調装置４０では、霜取りダクト４８は、ダクト４８に入り込む空気流（霜取り空気流）を選択して制御するための霜取りダクトドア５８を備えていてもよい。同様に、車室通気ダクト４６は、ダクト４６に流れる空気流（通気空気流）を選択して制御する通気ドア５６を備えていてもよい。車両空調装置４０を流れる空気流をより細かく制御して、蒸発器４２やヒータコア４４を通して、ダクト４６、４８、５０ａ、５０ｂのうちの一つ以上のダクトに送出する空気流を所望の割合で送出するために、付加的な補助ドア６０、６２、６４を車両空調装置４０に備えても良い。
【００１４】
図２に示すように、ヒータコア４４は、上側横側面４４ａ、下側横側面４４ｂ、上側の長手方向側面４４ｃと下側の長手方向側面４４ｄを有している。図１の熱交換器１０を図２の車両空調装置４０のヒータコア４４として使用する場合、熱交換器１０の取込口２０及び排出口２２は、ヒータコア４４の上側横側面４４ａの上に配置されることが分かる。したがって、取込口２０および排出口２２への適切な流体接続部は、ヒータコア４４の上側の側面４４ａに接続されると共に、上側横側面４４ａから延設される。ある車両のレイアウトにおいては、この位置の取込口２０、排出口２２や、ヒータコア４４の上側横側面４４ａから延設される流体接続部は望ましくない場合もある。例えば、車両の他の部品が、上側横側面４４ａのすぐ上の空間を占有する必要がある場合もある。また、この上側横側面４４ａのすぐ上の空間は、フロア通気ダクト５０などの通気孔への空気流を遮らないように、空けておく必要がある場合もある。代わりに、取込口と排出口がヒータコア４４の側壁に設けられているヒータコア４４を使用することが望ましい場合もある。その様なヒータコアでは、一対の槽が、図１に示すように垂直方向に離間して設けられているわけではなく、水平方向に離間して設けられている（つまり、水平方向配置）。
【００１５】
図３は、取込口と排出口が側壁に設けられている公知のヒータコアである、並流型熱交換器７０を図示している。熱交換器７０は、下側槽７２と上側槽７４を備えている。取込口７６は、熱交換器７０の側壁面７８に設けられ、下側槽７２によって画定される小室に流体が通過可能なように接続される。一セットの複数の管８０は、下側槽７２と上側槽７４の間に延設され、下側槽７２と上側槽７４の間を流体が通過可能なように接続している。具体的には、その一セットの管８０は、下側槽７２の小室と上側槽７４の小室を流体が通過可能なように接続している。また、排出口８２も側壁に設けられており、より具体的には、上側槽７４に設けられている。この取込口７６と排出口８２が熱交換器７０の側壁面７８に配置されることにより、流体接続部をヒータコア４４の側壁面に設けることが望ましい場合の適用例においても、熱交換器７０を図２のヒータコア４４として使用することができる。
【００１６】
熱交換器７０の運転中においては、熱伝達流体が、下側槽７２の取込口７６を通って熱交換器７０に入り、複数の管８０を通じて下側槽７２から上側槽７４に流れ、排出口８２を通して熱交換器７０から排出される。熱交換器１０と同様に、熱交換器７０の複数の管８０は、複数の管８０内を流れる熱伝達流体から熱が伝達される空気流が複数の管８０の間を通過可能なように、複数の管８０の一本一本はお互いに相隔てられている。熱交換器７０の一つの利点は、排出口８２が、上側槽７４に画定される熱交換器７０の最上部に配置されることである。この配置により、熱交換器７０に生じる、もしくは生じようとする気泡や空洞域の発生を防いだり、生じた気泡や空洞域を除去する効果を得ることが出来る。熱交換器７０の欠点は、逆流を欠いており、複数の管８０から、複数の管８０の傍を通る空気流へ熱が均一に伝達し難いということがある。
【００１７】
より具体的には、図４に示している通り、熱伝達流体は、８０℃（一例）で取込口７６に入ると同時に、蒸発器を出た空気流が−２０℃で熱交換器７０に入る。熱伝達流体を下側槽７２から上側槽７４へ流す複数の管８０内を流れる熱伝達流体から熱が奪われるため、熱伝達流体の温度は、８０℃から６０℃（一例）に下がる。ところが、熱交換器７０から排出される空気流は、熱交換器によって均一に加熱されるわけではない。図４に示されるように、下側槽７２に隣接する空気流の温度は、−２０℃から６５℃に上昇する一方、上側槽７４に隣接する空気流は、−２０℃で熱交換器７０に入っても、４５℃（一例）までしか加熱されない。上述したように、熱交換器７０から排出される空気流は、均一に加熱されるわけではない（例えば、熱交換器７０を通過する空気流の間で、２０℃の差が発生する場合がある）。
【００１８】
もう一つの選択肢は、図１の熱交換器１０を、図５に示す回転した向きにして（つまり、水平方向配置）取り付けることである。より具体的には、熱交換器１０を回転させて、上側槽１２と下側槽１４を、互いに水平方向に離間した第１の槽と第２層の槽とする。図１の熱交換器１０を、図２の車両空調装置４０に使用した場合、この配置方向により、第１セットの複数の管２４は、槽１２、１４と共に、ヒータコア４４の上側の長手方向側面４４ｃを形成する。この配置方向により、取込口２０と排出口２２は、熱交換器１０の側面に配置される。この配置により、流体接続部をヒータコア４４の側壁に設けることが望ましい場合の適用例においても、図１の熱交換器１０を使用することが出来る。
【００１９】
一例として説明するだけだが、図６を参照すると、熱伝達流体は、（図５に示す水平配置において）８０℃で熱交換器１０の取込口２０に入り、同時に、空気流が−２０℃で熱交換器に入る。逆流で管２４、３０を流れる熱伝達流体から熱が奪われるため、熱伝達流体の温度は８０℃から６０℃（一例）に下がる。図示しているように、水平方向に配置された熱交換器１０を流れる空気流は、一般的に、２０℃から５５℃（一例）に均一に加熱される。つまり、第１の槽１２に隣接する空気流は、水平方向に取り付けられた熱交換器１０によって、第２の槽１４に隣接する空気流と概ね同じ程度に加熱される。
【００２０】
さらに図７に示すように、車両空調装置４０のような車両空調装置に水平方向に配置された熱交換器１０を使用することの１つの問題点は、気泡や空洞域（例 空洞域AP）が熱交換器１０内に生じやすく、残りやすいということである。このことの原因の少なくとも１つには、排出口２２が、熱交換器１０の最上部（最上部は、空洞域APが生じる位置である）よりも下側に位置していることである。空洞域APなどの気泡や空洞域は、熱交換器１０の熱効率を低下させたり、均一な加熱を妨げる場合がある。熱交換器１０において、より具体的には排出口２２と流体が通過可能なように接続されている排出室１８において、排出口２２の位置を変更したとしても、まだ取込室１６の一部が熱交換器１０の最上部として残るため、ほとんど改善効果はないと考えられる。したがって、空洞域は生じると考えられる。
【００２１】
図８は、図２の空調装置４０などの車両空調装置のための改良逆流熱交換器１００示している。熱交換器１００（ヒータ素子もしくはヒータコアと称する場合もある）は、水平方向に離間した一対の槽１０２、１０４を有する。より具体的には、その水平方向に離間した一対の槽は、第１側面取込排出槽１０２および第２側面逆流槽１０４を含んでいる。槽１２と１４が水平方向に相隔てられている（つまり、第２側面逆流槽１０４が第１側面槽１０２から水平方向もしくは横方向に相隔てられている）ことから、図示された熱交換器１００は水平方向に取り付けられることになる。第１側面槽１０２は、取込室１０６と排出室１０８を有し、取込室１０６と排出室１０８は第１側面槽１０２の内部に配置されている。より具体的には、第１槽１０２は、取込口１１０、取込口１１０と接続された取込室１０６、排出口１１２、排出口１１２に接続された排出室１０８を有している。取込口１１０は、第１槽１０２に設けられ、取込室１０６と流体が通過可能なように接続されている。同様に、排出口１１２は、第１側面側槽１０２に設けられ、排出室１０８に流体が液絡するように接続されている。第２側面槽１０４は、逆流室１１４を有すると共に逆流室１１４を画定している。
【００２２】
複数の管１１６、１１８は横方向に離間した槽１０２、１０４の間を略水平に延びている。複数の管１１６は、取込室１０６を逆流室１１４につなぎ、複数の管１１８は、逆流室１１４を排出室１０８に挿通させている。より具体的には、第１セットの複数の管１１６は、第１側面槽１０２の取込室１０６と第２側面槽１０４を流体が通過可能なように接続し、第２セットの複数の管１１８は、第２側面槽１０４と第１側面槽１０２の排出室１０８とを流体が通過可能なように接続している。上述の通り、第１セットの複数の管１１６は、水平方向に相隔てられた槽１０２、１０４の間に延び、第１側面槽１０２から逆流槽１０４への流路１２０を画定している。同様に、第２セットの複数の管１１８は、槽１０２、１０４の間に延び、逆流槽１０４から第１槽１０２の排出室１０８への流路１２０を画定している。下記に詳述するが、排出口１１２は、空洞域や気泡を低減させるために、第１側面槽１０２の最上部１２２に隣接して配置されている。つまり、排出室１０８は、少なくともその一部が、取込口１０６よりも高い位置に位置することになる。このことにより、排出室１０８が熱交換器１００の最上部を形成することを可能にし、排出口１１２をこの最上部に配置することが可能になる。
【００２３】
図９および図１０を参照すると、第１側面槽１０２は、第１セットの複数の管１１６と第２セットの複数の管１１８を接続する第１壁面１３０と、第１壁面と向かい合い、取込口１１０と排出口１１２を画定する第２壁面１３２（第２壁面１３２は、管１１６、１１８に対して反対方向を向いている）を有している。特に、第１壁面は、管１１６、１１８と流体が通過可能なように接続される複数の管ポート１３０ａを有している。第１側面槽１０２は、さらに、第１壁面と第２壁面の間に延びる、相隔てられた長手方向の側面１３４、１３６と、同様に第１壁面と第２壁面の間に延びる、相隔てられた横側面１３８、１４０を有している。したがって、取込室１０６、排出室１０８は、水平方向に相隔てられた第１壁面１３０と第２壁面１３２の間を水平方向に延びている。横側面は、第１横側面１３８、つまり、上側横側面１３８と第２横側面、つまり下側横側面１４０を含んでいる。図９に最も明瞭に示されているように、排出口１１２は、上側長手方向側面１３４と上側横側面１３８に隣接して配置されている。より具体的には、排出口１１２は、上側長手方向側面１３４と上側横側面１３８の交点に隣接している。図２の車両空調装置４０に特に適している（他の車両空調装置にも適している）のだが、第１槽１０２と第２槽１０４は、交点１４２が第１槽の最上部を形成するように、斜めに配置され、取込口１１０と排出口１１２との流体接続部を長手方向側面１３４に隣接して配置されることになる。
【００２４】
排出室１０８の少なくとも一部が、交点１４２に隣接しているため、排出口１１２を交点１４２に隣接して配置させることが可能となる。より具体的には、排出室１０８は、下側長手方向側面１３６に沿って隣接して位置する第１部位１４４と、上側横側面１３８に沿って隣接して位置する第２部位１４６を有する。例示した実施形態においては、第２部位１４６は、長手方向側面１３４、１３６の間に延設されている。図示している通り、取込口１１０は、上側長手方向側面１３４に隣接し、横側面１３８、１４０からは離間させて配置することができる。排出室１０８は、Ｌ字型をしており、第２部位１４６がＬ字の基底を形成し、第１部位１４４がＬ字の立ち上がり部分を形成する。排出室１０８の第２部位（基底部）１４６は、第１槽１０２の最上部１２２を形成する。最上部１２２は、少なくともその一部は、取込室１０６よりも高い位置に位置している。
【００２５】
隔壁１５０は第１槽１０２内に配置され、第１槽１０２の内壁面と共に、取込室１０６と排出室１０８（これら両室は、隔壁１５０によって、お互いに流体が通過不可能なように隔てられている）を画定している。隔壁１５０は、壁面１３０、１３２の間にわたっている。図示しているように、隔壁１５０は、第１槽１０２を長手方向に取入室１０６と排出室１０８に分ける第１セクション１５２と、第１セクションに対して角度を持って配置される第２セクション１５４とを有している。第２セクション１５４は、排出室１０８の第２部位（最上部１４６）の少なくとも一部を画定している。図示しているように、隔壁１５０は、一般的にはＬ字型をしており、第２セクション１５４がＬ字の基底を形成し、第１セクション１５４がＬ字の高さ部分を形成している。取込室１０６は、第１槽１０２の長手方向側面１３４に沿って隣接して形成されており、隔壁１５０がＬ字型になっていることにより、排出室１０８の第２部位１４６も同様に長手方向側面１３４に沿って隣接して配置されることになる。図示しているように、取込口１１０と排出口１１２は、ともに第１槽１０２の長手方向側面１３４に隣接する第２壁面１３２上に配置される。
【００２６】
図示しているように、第１セットの複数の管１１６は、取込排出槽１０２から延設され、取込排出槽１０２と逆流槽１０４を流体が通過可能なように接続している。第２セットの複数の管１１８は、逆流槽１０４から延設されし、逆流槽１０４と取込排出槽１０２を接続している。第１セットの複数の管１１６は、隔壁１５０（特に隔壁１５０の第１セクション１５２）の長手方向に沿って配置されている複数の管１１６ａ、１１６ｂを有している。複数の管１１６ｂは、第２セクション１５４に隣接する管（例えば、第２セクション１５４に最も近い１、２本の管）である。第２セットの複数の管１１８は、隔壁１５０（特に隔壁１５０の第１セクション１５２）の長手方向に沿って管１１６ａ、１１６ｂの下側に配置される複数の管１１８ａを含んでいる。取込排出槽１０２の取込室１０６から管１１６ａ、１１６ｂを通して逆流槽に流れ、管１１８ａを通して取込排出槽１０２の排出室１０８に戻る流体のために、流路１２０ａが画定されている。
【００２７】
第２セットの複数の管１１８は、第１セクション１５２の上側で、管１１８ａに対して第２セクションの反対側に配置される管１１８ｂと、第１セクション１５２の下側で、管１１８ｂと第２セクションの同じ側に配置される管１１８ｃを有している。さらに、流路１２０ｂ、１２０ｃが管１１６ｂ、１１８ｂ、１１８ｃによって画定されている。特に、流路１２０ｂは、流体が取込室１０６から管１１６ｂを通して逆流槽１１４に流れ、管１１８ｂを通して排出室１０８へ戻るために画定されている。同様に、流路１２０ｃは、流体が取込室１０６から管１１６ｂを通して逆流槽１１４に流れ、管１１８ｃを通して排出室１０８へ戻るために画定されている。この構成は、管１１８ｂ、１１８ｃ（特に管１１８ｃ）が排出口１１２に位置合わされて配置されているため、熱交換器１００からの気泡の除去を促進する。
【００２８】
上述した改良逆流熱交換器１００の利点の一つは、熱交換器の熱効率を低減させる気泡や空洞域を生成じやすくさせることなく、熱交換器１００を図２の車両空調装置４０などの車両空調装置において、水平方向に配置して使用することができるという点（つまり、水平方向に配置されても、気泡や空洞域が熱交換器１００に生じ難いということ）である。気泡や空洞域が生じると、熱交換器１００の熱効率を低下させることが知られている。特に、排出室１０８が、取込室１０６よりも高い位置に配置された部位１４６を有し、槽１０２の最上部を形成することにより、排出口１１２を図示した位置に配置することが可能となる。このことにより、熱交換器１００内の気泡や空洞域の生成を抑えやすくなる。もし、気泡や空洞域が熱伝達流体に生じたとしても、気泡や空洞域は、熱交換器１００内に残り難くなる。したがって、逆流熱交換器１００は、逆流熱交換器１００を流れる空気流の概ね均一な加熱を可能にするとともに、気泡や空洞域に関する問題も解消する。
【００２９】
好ましい実施形態を参照して、模範的な実施形態を説明してきたが、言うまでもなく、上述した詳細な説明を読み、理解することにより、当業者は本発明の修正例や変更例を考案するであろう。上述した模範的な実施例は、修正例や変更例が付属の請求の範囲に入るものであれば、そのような修正例や変更例全てを含むものと解釈されたい。
【符号の説明】
【００３０】
１０２ 第１側面取込排出槽
１０４ 第２側面逆流槽
１０６ 取込室
１０８ 排出室
１１０ 取込口
１１２ 排出口
１１６ 第１セットの複数の管
１１８ 第２セットの複数の管
１２０ 流路
１２０ａ 流路
１２０ｂ 流路
１２０ｃ 流路
１３０ 第１壁面
１３２ 第２壁面
１３４ 上側長手方向側面
１３６ 下側長手方向側面
１３８ 上側横側面
１４０ 下側横側面
１４２ 交点
１４４ 第１部位
１４６ 第２部位
１５０ 隔壁
１５２ 第１セクション
１５４ 第２セクション
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両空調装置のための逆流熱交換器に関するものであり、より具体的には、熱交換器内の気泡の発生や気泡の大きさを小さく抑え、また、気泡の除去が容易になるように改良した逆流熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両空調装置用の逆流熱交換器は、通常、一対の相隔たる槽を有しており、その一対の相隔たる槽は、その一対の槽の間に延び、一対の槽を流体が通過可能なように接続する、一本一本が相隔てられた複数の管を有している。水や冷却液などの熱伝達流体が、その管を通じて相隔たる槽の間を流れる一方、空気流がその相隔たる管の間を流れる。熱伝達流体からの熱は、その相隔たる管の間を流れる空気流に伝達する。その熱は、適切な導管系統によって、車両のキャビンの選択した領域に向かうようにすることが出来る。その熱伝達流体は、取込口から熱交換器に第１高温で取り込まれ、（熱伝達流体の熱が、その近くを通る空気流に伝達した後）、排出口を通して第２低温で熱交換器から排出される。取込口と排出口の位置は、使用する熱交換器の型式（例えば、並流、逆流など）やある特定の空調装置内の熱交換器の配置方向（例えば、槽が隔てられた方向が水平方向か、垂直方向かなど）によって異なることが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
車両空調装置の熱交換器における一つの課題は、熱交換器内に生じる気泡や空洞域の除去である。気泡や空洞域は、熱交換器の熱効率に悪影響を及ぼす可能性がある。もう一つの課題は、車両のレイアウトに関するものである。車両のレイアウトは、熱交換器の大きさ、熱交換器の方向や熱交換器の取込口や排出口の位置に影響を与える場合がある。気泡や空洞域に関する課題とある車両のデザインにおけるレイアウトの課題は、両立しないことが多い。例えば、ある特定のサイズの熱交換器を設計し、その熱交換器をある特定の位置にある方向で配置し、取込口と排出口をある特定の方向に向けるようにすると、その熱交換器は、気泡や空洞域を発生しやすくなってしまう場合がある。一方、気泡や空洞域に関する問題がほとんどない熱効率のよい熱交換器を設計すると、空調装置や車両内に配置する際のレイアウトの選択肢が大幅に制限されてしまう場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の発明は、車両空調装置のための改良逆流熱交換器である。より具体的には、請求項１に記載の逆流熱交換器は、取込室と排出室とを含む第１側面槽を有している。第１側面槽は、取込室と流体が通過可能なように接続された取込口と、排出室と流体が通過可能なように接続された排出口を有している。排出口は、気泡を低減させるために、第１側面槽の最上部に隣接して配置されている。第２側面槽は、第１側面槽から水平方向に隔てられている。第１セットの複数の管は、第１側面槽の取込室を第２側面槽に流体が通過可能なように接続している。第２セットの複数の管は、第２側面槽を第１側面槽の排出室に流体が通過可能なように接続している。
【０００５】
請求項１５に記載の発明は、車両空調装置用の改良ヒータコアである。より具体的には、請求項１５に記載の改良ヒータコアは、取込排出槽と逆流槽とを含む一対の水平方向に相隔てられた槽を有している。取込排出槽には、その内部に取込室と排出室が設けられている。第１セットの複数の管は、一対の水平方向に相隔てられた槽の間に延び、取込排出槽の取込室から逆流槽への流路を画定している。第２セットの複数の管は、水平方向に相隔てられた槽の間に延び、逆流槽から取込排出槽の排出室への流路を画定している。排出室は、少なくともその一部が、取込室よりも高い位置に位置する。
【０００６】
請求項２０に記載の発明は、改良された車両用逆流熱交換器である。より具体的には、請求項２０に記載の熱交換器は、取込口と、前記取込口に接続された取込室と、排出口と、排出口に接続された排出室とを有する取込排出槽を有している。逆流槽は、取込排出槽から横方向、水平方向に相隔てられ、逆流室を有する。複数の管が、取込室を逆流室に接続するとともに、逆流室を排出室に接続している。排出室は、基底部と高さ部を有する略L字型をしており、基底部は、前記取込室よりも高い位置に位置する取込排出槽の最上部を形成している。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】従来の車両空調装置用の逆流熱交換器を垂直方向に配置した概略斜視図である。
【図２】蒸発器および熱交換器を備えた車両空調装置の概略断面図である。
【図３】従来の並流型熱交換器の概略斜視図である。
【図４】水平方向に配置された図３に記載の並流型熱交換器における温度表である。
【図５】図１に記載の熱交換器を水平配置にした際の概略斜視図である。
【図６】水平に配置された図５に記載の逆流熱交換器に対応する温度表である。
【図７】図５に記載の熱交換器の断面図であり、熱交換器内部に形成された気泡を図示している。
【図８】車両空調装置のための、取込排出槽、逆流槽とこれらの槽を流体が通過可能なように接続する複数の管を含む、水平方向に配置された改良熱交換器の概略斜視図である。
【図９】図８に記載の熱交換器の概略断面図である。
【図１０】図８の視点Ａから見た取込排出槽の概略斜視図であり、取込排出槽の一側面に設けられた複数の管ポートと、いくつかの模範的な管の分解図を示している。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面（一つ以上の模範的な実施形態を例示するためだけのものであり、図示されている実施形態に限定するものではない）を参照すると、図１は、従来の車両空調装置用の逆流熱交換器１０を垂直方向に配置したものを示している。より具体的には、熱交換器１０は、上側取込排出槽１２と下側逆流槽１４とを含む、垂直方向に相隔てられた一対の槽を有する。熱交換器１０は、槽１２、１４の互いに対する向きから、垂直方向配置されているものである。つまり、槽１２、１４は、垂直方向において離間しているため、熱交換器１０は、垂直方向配置である、ということである。上側槽１２は、取込室１６と排出室１８を備えており、取込室１６と排出室１８は、セパレータ、つまり隔壁３２によってお互いに隔てられている。上側槽１２は、さらに、取込室１６に流体が通過可能なように形成された取込口２０と、排出室１８から流体が通過可能なように液絡された排出口２２を備えている。
【０００９】
熱交換器１０はさらに、槽１２、１４間に延設され、取込室１６と取込口２０から下側逆流槽１４の逆流室２８への流路２６を画定する第１セットの複数の管２４を備えている。第２セットの複数の管３０は、槽１２と１４の間に延設され、逆流槽１４から上側槽１２、より具体的には、上側槽１２の排出室１８に戻る流路２６を画定している。
【００１０】
当業者にとって容易に理解可能なように、熱伝達流体（例 水、冷却液など）が、取込口２０から熱交換器１０に取り込まれる。熱伝達流体は（取込口２０を通して取込室１６に運ばれ）、取込室１６から、第１セットの複数の管２４を通って、逆流室２８に流れる。逆流室２８では、熱伝達流体の流れ方向が逆になり、逆流槽１４から第２セットの複数の管３０を通って上側槽１２に戻るように流れる。より具体的には、熱伝達流体は、逆流槽１４によって、上側槽１２の排出室１８に戻される。排出室１８から、熱伝達流体は排出口２２を通って、熱交換器１０から排出される。
【００１１】
周知のように、空気流は、第１及び第２セットの複数の管２４、３０の一本一本の相隔てられた管の間を通過することができる。第１及び第２セットの複数の管２４、３０を流れる熱伝達流体から熱がこの空気流に伝達される。上側槽１２の上面（熱交換器１０の上側面）に配置された取込口２０と排出口２２に関して、これらの取込口２０及び排出口２２への流体接続部は、熱交換器１０のすぐ上に物理的に存在している必要があるが、このことは、ある特定の車両のレイアウトに対して、望ましい場合もあるが、そうでない場合もある。しかし、取込口２０および排出口２２のこの配置（つまり、垂直配置の熱交換器の上側の配置位置）は、熱交換器内に生じる気泡や空洞域の生成を抑えたり、生成した気泡や空洞域を除去しやすいという利点がある。
【００１２】
図２は、蒸発器４２およびヒータ素子もしくはヒータコア４４を備えた車両空調装置４０を示しており、ヒータ素子もしくはヒータコア４４は、図１の熱交換器１０であってもよい。車両空調装置４０は、霜取りダクト４８、車室通気ダクト４６、フロア通気ダクト５０ａ、５０ｂの一つ以上のダクトに調整空気を送出する。ヒータコア４４を通じてダクト４６、４８、５０ａに流れる空気流を選択して制御するために、蒸発器４２とヒータコア４４の間には、第１エアミックスドア５２が配置される。例えば、図示している位置では、第１エアミックスドア５２は、全ての空気流をヒータコア４４を通して、ダクト４６、４８に送出している。同様に、第２エアミックスドア５４は、ヒータコア４４を通して、ダクト５０ｂに送出される空気流を選択して制御するために、蒸発器４２とヒータコア４４の間に配置することができる。図示した位置においては、第２エアミックスドア５４は、蒸発器４２からの全ての空気流を、ヒータコア４４を通してダクト５０ｂに送出している。図示していない他の位置においては、エアミックスドア５２、５４は、それぞれ、蒸発器４２からの様々な量の空気流を、ヒータコア４４を通じて送出する（ヒータコア４４を通じて全く空気流を送出しない場合もある）。
【００１３】
例示した車両空調装置４０では、霜取りダクト４８は、ダクト４８に入り込む空気流（霜取り空気流）を選択して制御するための霜取りダクトドア５８を備えていてもよい。同様に、車室通気ダクト４６は、ダクト４６に流れる空気流（通気空気流）を選択して制御する通気ドア５６を備えていてもよい。車両空調装置４０を流れる空気流をより細かく制御して、蒸発器４２やヒータコア４４を通して、ダクト４６、４８、５０ａ、５０ｂのうちの一つ以上のダクトに送出する空気流を所望の割合で送出するために、付加的な補助ドア６０、６２、６４を車両空調装置４０に備えても良い。
【００１４】
図２に示すように、ヒータコア４４は、上側横側面４４ａ、下側横側面４４ｂ、上側の長手方向側面４４ｃと下側の長手方向側面４４ｄを有している。図１の熱交換器１０を図２の車両空調装置４０のヒータコア４４として使用する場合、熱交換器１０の取込口２０及び排出口２２は、ヒータコア４４の上側横側面４４ａの上に配置されることが分かる。したがって、取込口２０および排出口２２への適切な流体接続部は、ヒータコア４４の上側の側面４４ａに接続されると共に、上側横側面４４ａから延設される。ある車両のレイアウトにおいては、この位置の取込口２０、排出口２２や、ヒータコア４４の上側横側面４４ａから延設される流体接続部は望ましくない場合もある。例えば、車両の他の部品が、上側横側面４４ａのすぐ上の空間を占有する必要がある場合もある。また、この上側横側面４４ａのすぐ上の空間は、フロア通気ダクト５０などの通気孔への空気流を遮らないように、空けておく必要がある場合もある。代わりに、取込口と排出口がヒータコア４４の側壁に設けられているヒータコア４４を使用することが望ましい場合もある。その様なヒータコアでは、一対の槽が、図１に示すように垂直方向に離間して設けられているわけではなく、水平方向に離間して設けられている（つまり、水平方向配置）。
【００１５】
図３は、取込口と排出口が側壁に設けられている公知のヒータコアである、並流型熱交換器７０を図示している。熱交換器７０は、下側槽７２と上側槽７４を備えている。取込口７６は、熱交換器７０の側壁面７８に設けられ、下側槽７２によって画定される小室に流体が通過可能なように接続される。一セットの複数の管８０は、下側槽７２と上側槽７４の間に延設され、下側槽７２と上側槽７４の間を流体が通過可能なように接続している。具体的には、その一セットの管８０は、下側槽７２の小室と上側槽７４の小室を流体が通過可能なように接続している。また、排出口８２も側壁に設けられており、より具体的には、上側槽７４に設けられている。この取込口７６と排出口８２が熱交換器７０の側壁面７８に配置されることにより、流体接続部をヒータコア４４の側壁面に設けることが望ましい場合の適用例においても、熱交換器７０を図２のヒータコア４４として使用することができる。
【００１６】
熱交換器７０の運転中においては、熱伝達流体が、下側槽７２の取込口７６を通って熱交換器７０に入り、複数の管８０を通じて下側槽７２から上側槽７４に流れ、排出口８２を通して熱交換器７０から排出される。熱交換器１０と同様に、熱交換器７０の複数の管８０は、複数の管８０内を流れる熱伝達流体から熱が伝達される空気流が複数の管８０の間を通過可能なように、複数の管８０の一本一本はお互いに相隔てられている。熱交換器７０の一つの利点は、排出口８２が、上側槽７４に画定される熱交換器７０の最上部に配置されることである。この配置により、熱交換器７０に生じる、もしくは生じようとする気泡や空洞域の発生を防いだり、生じた気泡や空洞域を除去する効果を得ることが出来る。熱交換器７０の欠点は、逆流を欠いており、複数の管８０から、複数の管８０の傍を通る空気流へ熱が均一に伝達し難いということがある。
【００１７】
より具体的には、図４に示している通り、熱伝達流体は、８０℃（一例）で取込口７６に入ると同時に、蒸発器を出た空気流が−２０℃で熱交換器７０に入る。熱伝達流体を下側槽７２から上側槽７４へ流す複数の管８０内を流れる熱伝達流体から熱が奪われるため、熱伝達流体の温度は、８０℃から６０℃（一例）に下がる。ところが、熱交換器７０から排出される空気流は、熱交換器によって均一に加熱されるわけではない。図４に示されるように、下側槽７２に隣接する空気流の温度は、−２０℃から６５℃に上昇する一方、上側槽７４に隣接する空気流は、−２０℃で熱交換器７０に入っても、４５℃（一例）までしか加熱されない。上述したように、熱交換器７０から排出される空気流は、均一に加熱されるわけではない（例えば、熱交換器７０を通過する空気流の間で、２０℃の差が発生する場合がある）。
【００１８】
もう一つの選択肢は、図１の熱交換器１０を、図５に示す回転した向きにして（つまり、水平方向配置）取り付けることである。より具体的には、熱交換器１０を回転させて、上側槽１２と下側槽１４を、互いに水平方向に離間した第１の槽と第２層の槽とする。図１の熱交換器１０を、図２の車両空調装置４０に使用した場合、この配置方向により、第１セットの複数の管２４は、槽１２、１４と共に、ヒータコア４４の上側の長手方向側面４４ｃを形成する。この配置方向により、取込口２０と排出口２２は、熱交換器１０の側面に配置される。この配置により、流体接続部をヒータコア４４の側壁に設けることが望ましい場合の適用例においても、図１の熱交換器１０を使用することが出来る。
【００１９】
一例として説明するだけだが、図６を参照すると、熱伝達流体は、（図５に示す水平配置において）８０℃で熱交換器１０の取込口２０に入り、同時に、空気流が−２０℃で熱交換器に入る。逆流で管２４、３０を流れる熱伝達流体から熱が奪われるため、熱伝達流体の温度は８０℃から６０℃（一例）に下がる。図示しているように、水平方向に配置された熱交換器１０を流れる空気流は、一般的に、２０℃から５５℃（一例）に均一に加熱される。つまり、第１の槽１２に隣接する空気流は、水平方向に取り付けられた熱交換器１０によって、第２の槽１４に隣接する空気流と概ね同じ程度に加熱される。
【００２０】
さらに図７に示すように、車両空調装置４０のような車両空調装置に水平方向に配置された熱交換器１０を使用することの１つの問題点は、気泡や空洞域（例 空洞域AP）が熱交換器１０内に生じやすく、残りやすいということである。このことの原因の少なくとも１つには、排出口２２が、熱交換器１０の最上部（最上部は、空洞域APが生じる位置である）よりも下側に位置していることである。空洞域APなどの気泡や空洞域は、熱交換器１０の熱効率を低下させたり、均一な加熱を妨げる場合がある。熱交換器１０において、より具体的には排出口２２と流体が通過可能なように接続されている排出室１８において、排出口２２の位置を変更したとしても、まだ取込室１６の一部が熱交換器１０の最上部として残るため、ほとんど改善効果はないと考えられる。したがって、空洞域は生じると考えられる。
【００２１】
図８は、図２の空調装置４０などの車両空調装置のための改良逆流熱交換器１００示している。熱交換器１００（ヒータ素子もしくはヒータコアと称する場合もある）は、水平方向に離間した一対の槽１０２、１０４を有する。より具体的には、その水平方向に離間した一対の槽は、第１側面取込排出槽１０２および第２側面逆流槽１０４を含んでいる。槽１２と１４が水平方向に相隔てられている（つまり、第２側面逆流槽１０４が第１側面槽１０２から水平方向もしくは横方向に相隔てられている）ことから、図示された熱交換器１００は水平方向に取り付けられることになる。第１側面槽１０２は、取込室１０６と排出室１０８を有し、取込室１０６と排出室１０８は第１側面槽１０２の内部に配置されている。より具体的には、第１槽１０２は、取込口１１０、取込口１１０と接続された取込室１０６、排出口１１２、排出口１１２に接続された排出室１０８を有している。取込口１１０は、第１槽１０２に設けられ、取込室１０６と流体が通過可能なように接続されている。同様に、排出口１１２は、第１側面側槽１０２に設けられ、排出室１０８に流体が液絡するように接続されている。第２側面槽１０４は、逆流室１１４を有すると共に逆流室１１４を画定している。
【００２２】
複数の管１１６、１１８は横方向に離間した槽１０２、１０４の間を略水平に延びている。複数の管１１６は、取込室１０６を逆流室１１４につなぎ、複数の管１１８は、逆流室１１４を排出室１０８に挿通させている。より具体的には、第１セットの複数の管１１６は、第１側面槽１０２の取込室１０６と第２側面槽１０４を流体が通過可能なように接続し、第２セットの複数の管１１８は、第２側面槽１０４と第１側面槽１０２の排出室１０８とを流体が通過可能なように接続している。上述の通り、第１セットの複数の管１１６は、水平方向に相隔てられた槽１０２、１０４の間に延び、第１側面槽１０２から逆流槽１０４への流路１２０を画定している。同様に、第２セットの複数の管１１８は、槽１０２、１０４の間に延び、逆流槽１０４から第１槽１０２の排出室１０８への流路１２０を画定している。下記に詳述するが、排出口１１２は、空洞域や気泡を低減させるために、第１側面槽１０２の最上部１２２に隣接して配置されている。つまり、排出室１０８は、少なくともその一部が、取込口１０６よりも高い位置に位置することになる。このことにより、排出室１０８が熱交換器１００の最上部を形成することを可能にし、排出口１１２をこの最上部に配置することが可能になる。
【００２３】
図９および図１０を参照すると、第１側面槽１０２は、第１セットの複数の管１１６と第２セットの複数の管１１８を接続する第１壁面１３０と、第１壁面と向かい合い、取込口１１０と排出口１１２を画定する第２壁面１３２（第２壁面１３２は、管１１６、１１８に対して反対方向を向いている）を有している。特に、第１壁面は、管１１６、１１８と流体が通過可能なように接続される複数の管ポート１３０ａを有している。第１側面槽１０２は、さらに、第１壁面と第２壁面の間に延びる、相隔てられた長手方向の側面１３４、１３６と、同様に第１壁面と第２壁面の間に延びる、相隔てられた横側面１３８、１４０を有している。したがって、取込室１０６、排出室１０８は、水平方向に相隔てられた第１壁面１３０と第２壁面１３２の間を水平方向に延びている。横側面は、第１横側面１３８、つまり、上側横側面１３８と第２横側面、つまり下側横側面１４０を含んでいる。図９に最も明瞭に示されているように、排出口１１２は、上側長手方向側面１３４と上側横側面１３８に隣接して配置されている。より具体的には、排出口１１２は、上側長手方向側面１３４と上側横側面１３８の交点に隣接している。図２の車両空調装置４０に特に適している（他の車両空調装置にも適している）のだが、第１槽１０２と第２槽１０４は、交点１４２が第１槽の最上部を形成するように、斜めに配置され、取込口１１０と排出口１１２との流体接続部を長手方向側面１３４に隣接して配置されることになる。
【００２４】
排出室１０８の少なくとも一部が、交点１４２に隣接しているため、排出口１１２を交点１４２に隣接して配置させることが可能となる。より具体的には、排出室１０８は、下側長手方向側面１３６に沿って隣接して位置する第１部位１４４と、上側横側面１３８に沿って隣接して位置する第２部位１４６を有する。例示した実施形態においては、第２部位１４６は、長手方向側面１３４、１３６の間に延設されている。図示している通り、取込口１１０は、上側長手方向側面１３４に隣接し、横側面１３８、１４０からは離間させて配置することができる。排出室１０８は、Ｌ字型をしており、第２部位１４６がＬ字の基底を形成し、第１部位１４４がＬ字の立ち上がり部分を形成する。排出室１０８の第２部位（基底部）１４６は、第１槽１０２の最上部１２２を形成する。最上部１２２は、少なくともその一部は、取込室１０６よりも高い位置に位置している。
【００２５】
隔壁１５０は第１槽１０２内に配置され、第１槽１０２の内壁面と共に、取込室１０６と排出室１０８（これら両室は、隔壁１５０によって、お互いに流体が通過不可能なように隔てられている）を画定している。隔壁１５０は、壁面１３０、１３２の間にわたっている。図示しているように、隔壁１５０は、第１槽１０２を長手方向に取入室１０６と排出室１０８に分ける第１セクション１５２と、第１セクションに対して角度を持って配置される第２セクション１５４とを有している。第２セクション１５４は、排出室１０８の第２部位（最上部１４６）の少なくとも一部を画定している。図示しているように、隔壁１５０は、一般的にはＬ字型をしており、第２セクション１５４がＬ字の基底を形成し、第１セクション１５４がＬ字の高さ部分を形成している。取込室１０６は、第１槽１０２の長手方向側面１３４に沿って隣接して形成されており、隔壁１５０がＬ字型になっていることにより、排出室１０８の第２部位１４６も同様に長手方向側面１３４に沿って隣接して配置されることになる。図示しているように、取込口１１０と排出口１１２は、ともに第１槽１０２の長手方向側面１３４に隣接する第２壁面１３２上に配置される。
【００２６】
図示しているように、第１セットの複数の管１１６は、取込排出槽１０２から延設され、取込排出槽１０２と逆流槽１０４を流体が通過可能なように接続している。第２セットの複数の管１１８は、逆流槽１０４から延設されし、逆流槽１０４と取込排出槽１０２を接続している。第１セットの複数の管１１６は、隔壁１５０（特に隔壁１５０の第１セクション１５２）の長手方向に沿って配置されている複数の管１１６ａ、１１６ｂを有している。複数の管１１６ｂは、第２セクション１５４に隣接する管（例えば、第２セクション１５４に最も近い１、２本の管）である。第２セットの複数の管１１８は、隔壁１５０（特に隔壁１５０の第１セクション１５２）の長手方向に沿って管１１６ａ、１１６ｂの下側に配置される複数の管１１８ａを含んでいる。取込排出槽１０２の取込室１０６から管１１６ａ、１１６ｂを通して逆流槽に流れ、管１１８ａを通して取込排出槽１０２の排出室１０８に戻る流体のために、流路１２０ａが画定されている。
【００２７】
第２セットの複数の管１１８は、第１セクション１５２の上側で、管１１８ａに対して第２セクションの反対側に配置される管１１８ｂと、第１セクション１５２の下側で、管１１８ｂと第２セクションの同じ側に配置される管１１８ｃを有している。さらに、流路１２０ｂ、１２０ｃが管１１６ｂ、１１８ｂ、１１８ｃによって画定されている。特に、流路１２０ｂは、流体が取込室１０６から管１１６ｂを通して逆流槽１１４に流れ、管１１８ｂを通して排出室１０８へ戻るために画定されている。同様に、流路１２０ｃは、流体が取込室１０６から管１１６ｂを通して逆流槽１１４に流れ、管１１８ｃを通して排出室１０８へ戻るために画定されている。この構成は、管１１８ｂ、１１８ｃ（特に管１１８ｃ）が排出口１１２に位置合わされて配置されているため、熱交換器１００からの気泡の除去を促進する。
【００２８】
上述した改良逆流熱交換器１００の利点の一つは、熱交換器の熱効率を低減させる気泡や空洞域を生成じやすくさせることなく、熱交換器１００を図２の車両空調装置４０などの車両空調装置において、水平方向に配置して使用することができるという点（つまり、水平方向に配置されても、気泡や空洞域が熱交換器１００に生じ難いということ）である。気泡や空洞域が生じると、熱交換器１００の熱効率を低下させることが知られている。特に、排出室１０８が、取込室１０６よりも高い位置に配置された部位１４６を有し、槽１０２の最上部を形成することにより、排出口１１２を図示した位置に配置することが可能となる。このことにより、熱交換器１００内の気泡や空洞域の生成を抑えやすくなる。もし、気泡や空洞域が熱伝達流体に生じたとしても、気泡や空洞域は、熱交換器１００内に残り難くなる。したがって、逆流熱交換器１００は、逆流熱交換器１００を流れる空気流の概ね均一な加熱を可能にするとともに、気泡や空洞域に関する問題も解消する。
【００２９】
好ましい実施形態を参照して、模範的な実施形態を説明してきたが、言うまでもなく、上述した詳細な説明を読み、理解することにより、当業者は本発明の修正例や変更例を考案するであろう。上述した模範的な実施例は、修正例や変更例が付属の請求の範囲に入るものであれば、そのような修正例や変更例全てを含むものと解釈されたい。
【符号の説明】
【００３０】
１０２ 第１側面取込排出槽
１０４ 第２側面逆流槽
１０６ 取込室
１０８ 排出室
１１０ 取込口
１１２ 排出口
１１６ 第１セットの複数の管
１１８ 第２セットの複数の管
１２０ 流路
１２０ａ 流路
１２０ｂ 流路
１２０ｃ 流路
１３０ 第１壁面
１３２ 第２壁面
１３４ 上側長手方向側面
１３６ 下側長手方向側面
１３８ 上側横側面
１４０ 下側横側面
１４２ 交点
１４４ 第１部位
１４６ 第２部位
１５０ 隔壁
１５２ 第１セクション
１５４ 第２セクション
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取込口と、前記取込口と流体が通過可能なように接続された取込室と、排出口と、前記排出口と流体が通過可能なように接続された排出室を有する第１側面槽と、
前記第１側面槽から横方向に隔てられた第２側面槽と、
前記第１側面槽の前記取込室と前記第２側面槽とを、流体が通過可能なように接続する第１セットの複数の管と、
前記第２側面槽と前記第１側面槽の前記排出室とを、流体が通過可能なように接続する第２セットの複数の管とを備え、
前記排出口は、気泡を低減させるために、前記第１側面槽の最上部に隣接して配置されていることを特徴とする車両空調装置のための逆流熱交換器。
【請求項２】
前記第１セットの複数の管と前記第２セットの複数の管とは、前記１側面と第２側面槽との間に概ね水平に延設されていることを特徴とする請求項１に記載の逆流熱交換器。
【請求項３】
前記第１側面槽は、前記第１セットの複数の管と前記第２セットの複数の管が接続される第１の側面と、
前記取込口と前記排出口とが画定される、第１の側面と対向する第２の側面と、
前記第１の側面と前記第２の側面の間に延設された、一対の相隔てられた長手方向側面と、
前記第１の側面と前記第２の側面の間に延設された、一対の相隔てられた横側面と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の逆流熱交換器。
【請求項４】
前記一対の長手方向側面は、上側長手方向側面と下側長手方向側面とを含み、前記排出口は、前記上側長手方向側面に隣接して配置されることを特徴とする請求項３に記載の逆流熱交換器。
【請求項５】
前記取込口は前記上側長手方向側面に隣接して配置され、前記第１セットの複数の管は、 概ね前記上側長手方向側面に沿って隣接して配置されていることを特徴とする請求項４に記載の逆流熱交換器。
【請求項６】
前記排出室は前記下側長手方向側面に沿って隣接して位置する第１部位と、前記一対の横側面の上側側面に沿って隣接して位置し、前記一対の長手方向側面の間に延びる第２部位とを含むことを特徴とする請求項４に記載の逆流熱交換器。
【請求項７】
前記排出室は概ねＬ字型であり、前記第２部位が前記Ｌ字の基底を形成し、前記第１部位が前記Ｌ字の高さ部分を形成することを特徴とする請求項６に記載の逆流熱交換器。
【請求項８】
前記一対の横側面は、上側横側面と下側横側面とを含み、前記排出口は、前記上側横側面に隣接して配置されていることを特徴とする請求項３に記載の逆流熱交換器。
【請求項９】
前記排出口は、前記一対の長手方向側面の一側面と前記一対の横側面の一側面との交点に隣接して配置されることを特徴とする請求項３に記載の逆流熱交換器。
【請求項１０】
前記一対の長手方向側面の前記一側面と前記一対の横側面の前記一側面の前記交点が前記第１側面槽の前記最上部を形成するように、前記第１側面槽と前記第２側面槽は斜めに配置されることを特徴とする請求項９に記載の逆流熱交換器。
【請求項１１】
前記第１側面槽内に配置され、前記第１側面槽の内壁面とともに前記取込室と前記排出室を画定する隔壁をさらに備え、
前記隔壁は、前記第１側面槽を長手方向に前記取込室と前記排出室とに分ける第１セクションと、前記第１セクションに対して斜めに配置された第２セクションとを有することを特徴とする請求項１に記載の逆流熱交換器。
【請求項１２】
前記隔壁は概ねＬ字型であり、前記第２セクションがＬ字の基底を形成し、前記第１セクションが前記Ｌ字の高さ部分を形成することを特徴とする請求項１１に記載の逆流熱交換器。
【請求項１３】
前記取込室は、前記第１側面槽の長手方向側面に沿って隣接して形成され、前記隔壁が前記Ｌ字型をしていることにより、前記排出室の一部が前記長手方向側面に沿って配置されることを特徴とする請求項１２に記載の逆流熱交換器。
【請求項１４】
前記取込口と前記排出口は、前記第１セットの複数の管と、前記第２セットの複数の管に対して反対側を向いた前記第１側面槽の一側面に画定され、
前記取込口と前記排出口は、前記長手方向側面に隣接する前記一側面に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の逆流熱交換器。
【請求項１５】
取込室と排出室が設けられた取込排出槽と、逆流槽とを含む、一対の水平方向に相隔てられた槽と、
前記一対の水平方向に相隔てられた槽の間に延び、前記取込排出槽の前記取込室から前記逆流槽への流路を画定する第１セットの複数の管と、
前記一対の水平方向に相隔てられた槽の間に延び、前記逆流槽から前記取込排出槽の前記排出室への流路を画定する第２ットの管とを備え、
前記排出室は、少なくともその一部が、前記取込室よりも高い位置に配置されていることを特徴とする車両空調装置用のヒータコア。
【請求項１６】
前記取込排出槽の一壁面に画定され、前記取込室と流体が通過可能に接続された取込口と、
前記取込排出槽の一壁面の内の、前記取込室よりも高い位置にある前記排出室の前記一部の位置に配置され、前記排出室と流体が通過可能なように接続され、前記取込排出槽に生じる気泡の生じやすさを低減する排出口と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載のヒータコア。
【請求項１７】
前記排出室は、前記第２セットの複数の管と流体が通過可能なように接続された複数の管用ポートを有する第１の壁面と、前記第１の壁面と対向する第２の壁面とを含む、一対の水平方向に相隔てられた壁面の間を水平に延び、
前記排出室は、基底部と高さ部を含む略L字型をしており、前記基底部は、前記取込室よりも高い位置に位置する前記排出室の前記一部を含んでいることを特徴とする請求項１５に記載のヒータコア。
【請求項１８】
Ｌ字型の隔壁が、前記取込排出槽内に配置されて、前記取込排出槽を前記取込室と前記排出室とに分け、前記隔壁は、前記第１の壁面と前記第２の壁面に渡って設けられていることを特徴とする請求項１７に記載のヒータコア。
【請求項１９】
前記一対の水平方向に相隔てられた槽は、斜めに配置されていることを特徴とする請求項１５に記載のヒータコア。
【請求項２０】
取込口と、前記取込口に接続された取込室と、排出口と、前記排出口に接続された排出室とを有する取込排出槽と、
前記取込排出槽から横方向、水平方向に相隔てられ、逆流室を有する逆流槽と、
前記取込室を前記逆流室に接続するとともに、前記逆流室を前記排出室に接続する複数の管とを備え、
前記排出室は、基底部と高さ部を有する略L字型をしており、
前記基底部は、前記取込室よりも高い位置に位置する前記取込排出槽の最上部を形成することを特徴とする車両用逆流熱交換器。
【請求項２１】
前記複数の管は、
前記取込室と前記逆流室とを流体が通過可能なように接続し、前記取込室から延設されする第１セットの複数の管と、
前記逆流室と前記排出室とを流体が通過可能なように接続し、前記逆流室から延設されする第２セットの複数の管と、
前記第１セットの複数の管と前記第２セットの複数の管のうちの、前記基底部に沿って配置される複数の管によって画定される第１の流路と、
少なくとも、前記第１セットの複数の管のうちの、前記高さ部に隣接して配置される複数の管と、前記第２セットの複数の管のうちの、前記排出室の前記高さ部に接続される管によって画定される、第２の流路と、
を有することを特徴とする請求項２１に記載の車両用熱交換器。
【請求項１】
取込口と、前記取込口と流体が通過可能なように接続された取込室と、排出口と、前記排出口と流体が通過可能なように接続された排出室を有する第１側面槽と、
前記第１側面槽から横方向に隔てられた第２側面槽と、
前記第１側面槽の前記取込室と前記第２側面槽とを、流体が通過可能なように接続する第１セットの複数の管と、
前記第２側面槽と前記第１側面槽の前記排出室とを、流体が通過可能なように接続する第２セットの複数の管とを備え、
前記排出口は、気泡を低減させるために、前記第１側面槽の最上部に隣接して配置されていることを特徴とする車両空調装置のための逆流熱交換器。
【請求項２】
前記第１セットの複数の管と前記第２セットの複数の管とは、前記１側面と第２側面槽との間に概ね水平に延設されていることを特徴とする請求項１に記載の逆流熱交換器。
【請求項３】
前記第１側面槽は、前記第１セットの複数の管と前記第２セットの複数の管が接続される第１の側面と、
前記取込口と前記排出口とが画定される、第１の側面と対向する第２の側面と、
前記第１の側面と前記第２の側面の間に延設された、一対の相隔てられた長手方向側面と、
前記第１の側面と前記第２の側面の間に延設された、一対の相隔てられた横側面と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の逆流熱交換器。
【請求項４】
前記一対の長手方向側面は、上側長手方向側面と下側長手方向側面とを含み、前記排出口は、前記上側長手方向側面に隣接して配置されることを特徴とする請求項３に記載の逆流熱交換器。
【請求項５】
前記取込口は前記上側長手方向側面に隣接して配置され、前記第１セットの複数の管は、 概ね前記上側長手方向側面に沿って隣接して配置されていることを特徴とする請求項４に記載の逆流熱交換器。
【請求項６】
前記排出室は前記下側長手方向側面に沿って隣接して位置する第１部位と、前記一対の横側面の上側側面に沿って隣接して位置し、前記一対の長手方向側面の間に延びる第２部位とを含むことを特徴とする請求項４に記載の逆流熱交換器。
【請求項７】
前記排出室は概ねＬ字型であり、前記第２部位が前記Ｌ字の基底を形成し、前記第１部位が前記Ｌ字の高さ部分を形成することを特徴とする請求項６に記載の逆流熱交換器。
【請求項８】
前記一対の横側面は、上側横側面と下側横側面とを含み、前記排出口は、前記上側横側面に隣接して配置されていることを特徴とする請求項３に記載の逆流熱交換器。
【請求項９】
前記排出口は、前記一対の長手方向側面の一側面と前記一対の横側面の一側面との交点に隣接して配置されることを特徴とする請求項３に記載の逆流熱交換器。
【請求項１０】
前記一対の長手方向側面の前記一側面と前記一対の横側面の前記一側面の前記交点が前記第１側面槽の前記最上部を形成するように、前記第１側面槽と前記第２側面槽は斜めに配置されることを特徴とする請求項９に記載の逆流熱交換器。
【請求項１１】
前記第１側面槽内に配置され、前記第１側面槽の内壁面とともに前記取込室と前記排出室を画定する隔壁をさらに備え、
前記隔壁は、前記第１側面槽を長手方向に前記取込室と前記排出室とに分ける第１セクションと、前記第１セクションに対して斜めに配置された第２セクションとを有することを特徴とする請求項１に記載の逆流熱交換器。
【請求項１２】
前記隔壁は概ねＬ字型であり、前記第２セクションがＬ字の基底を形成し、前記第１セクションが前記Ｌ字の高さ部分を形成することを特徴とする請求項１１に記載の逆流熱交換器。
【請求項１３】
前記取込室は、前記第１側面槽の長手方向側面に沿って隣接して形成され、前記隔壁が前記Ｌ字型をしていることにより、前記排出室の一部が前記長手方向側面に沿って配置されることを特徴とする請求項１２に記載の逆流熱交換器。
【請求項１４】
前記取込口と前記排出口は、前記第１セットの複数の管と、前記第２セットの複数の管に対して反対側を向いた前記第１側面槽の一側面に画定され、
前記取込口と前記排出口は、前記長手方向側面に隣接する前記一側面に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の逆流熱交換器。
【請求項１５】
取込室と排出室が設けられた取込排出槽と、逆流槽とを含む、一対の水平方向に相隔てられた槽と、
前記一対の水平方向に相隔てられた槽の間に延び、前記取込排出槽の前記取込室から前記逆流槽への流路を画定する第１セットの複数の管と、
前記一対の水平方向に相隔てられた槽の間に延び、前記逆流槽から前記取込排出槽の前記排出室への流路を画定する第２ットの管とを備え、
前記排出室は、少なくともその一部が、前記取込室よりも高い位置に配置されていることを特徴とする車両空調装置用のヒータコア。
【請求項１６】
前記取込排出槽の一壁面に画定され、前記取込室と流体が通過可能に接続された取込口と、
前記取込排出槽の一壁面の内の、前記取込室よりも高い位置にある前記排出室の前記一部の位置に配置され、前記排出室と流体が通過可能なように接続され、前記取込排出槽に生じる気泡の生じやすさを低減する排出口と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載のヒータコア。
【請求項１７】
前記排出室は、前記第２セットの複数の管と流体が通過可能なように接続された複数の管用ポートを有する第１の壁面と、前記第１の壁面と対向する第２の壁面とを含む、一対の水平方向に相隔てられた壁面の間を水平に延び、
前記排出室は、基底部と高さ部を含む略L字型をしており、前記基底部は、前記取込室よりも高い位置に位置する前記排出室の前記一部を含んでいることを特徴とする請求項１５に記載のヒータコア。
【請求項１８】
Ｌ字型の隔壁が、前記取込排出槽内に配置されて、前記取込排出槽を前記取込室と前記排出室とに分け、前記隔壁は、前記第１の壁面と前記第２の壁面に渡って設けられていることを特徴とする請求項１７に記載のヒータコア。
【請求項１９】
前記一対の水平方向に相隔てられた槽は、斜めに配置されていることを特徴とする請求項１５に記載のヒータコア。
【請求項２０】
取込口と、前記取込口に接続された取込室と、排出口と、前記排出口に接続された排出室とを有する取込排出槽と、
前記取込排出槽から横方向、水平方向に相隔てられ、逆流室を有する逆流槽と、
前記取込室を前記逆流室に接続するとともに、前記逆流室を前記排出室に接続する複数の管とを備え、
前記排出室は、基底部と高さ部を有する略L字型をしており、
前記基底部は、前記取込室よりも高い位置に位置する前記取込排出槽の最上部を形成することを特徴とする車両用逆流熱交換器。
【請求項２１】
前記複数の管は、
前記取込室と前記逆流室とを流体が通過可能なように接続し、前記取込室から延設されする第１セットの複数の管と、
前記逆流室と前記排出室とを流体が通過可能なように接続し、前記逆流室から延設されする第２セットの複数の管と、
前記第１セットの複数の管と前記第２セットの複数の管のうちの、前記基底部に沿って配置される複数の管によって画定される第１の流路と、
少なくとも、前記第１セットの複数の管のうちの、前記高さ部に隣接して配置される複数の管と、前記第２セットの複数の管のうちの、前記排出室の前記高さ部に接続される管によって画定される、第２の流路と、
を有することを特徴とする請求項２１に記載の車両用熱交換器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１９７０４２（Ｐ２０１０−１９７０４２Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１０−２８００５（Ｐ２０１０−２８００５）
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８００５（Ｐ２０１０−２８００５）
【出願日】平成２２年２月１０日（２０１０．２．１０）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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