(57)【要約】【課題】望ましい吐出口温度分布を得ることができる空調装置を提供することを目的とする。【解決手段】空調装置は、送風機１３と、エバポレータ１４と、ヒータコア１５と、それらを収容すると共にダクトを形成するケーシング１２と、ヒータコア１５の下流側の側方に設けられた吐出口１１とを具備し、ヒータコア１５を通過した空気流は吐出口１１に向けて曲げられる。空調装置は、ヒータコア１５の下流側の通風空間に設けられた少なくとも一つの空気流誘導板１６、１７を更に具備し、ヒータコア１５の空気通過面において、吐出口１１に近いヒータコア１５の一端側がより高温で、吐出口１１に遠いヒータコア１５の他端側がより低温の温度分布が形成されたとき、吐出口１１における空気流の温度分布が、ヒータコア１５通過時の空気流の方向を基準として後側がより低温で前側がより高温であるように、空気流誘導板が空気流を吐出口１１へ誘導する。【選択図】図３
2009292231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機（１３）と、
前記送風機（１３）により送風された空気を冷却するエバポレータ（１４）と、
前記エバポレータ（１４）を通過した空気を加熱するヒータコア（１５）と、
前記送風機（１３）と前記エバポレータ（１４）と前記ヒータコア（１５）とを収容すると共に、送風された空気のためのダクトを形成するケーシング（１２）と、
前記ヒータコア（１５）の下流側の側方のケーシング（１２）の部分に設けられた吐出口（１１）と、を具備し、
前記ヒータコア（１５）を通過した空気流が前記吐出口（１１）に向けて曲げられる、空調装置において、
該空調装置が、前記ヒータコア（１５）の下流側の通風空間に設けられた少なくとも一つの空気流誘導板（１６、１７）を更に具備し、
前記ヒータコア（１５）の空気通過面において、前記吐出口（１１）に近い前記ヒータコア（１５）の一端側がより高温で、前記吐出口（１１）に遠い前記ヒータコア（１５）の他端側がより低温の温度分布が形成されたとき、前記吐出口（１１）における空気流の温度分布が、前記ヒータコア（１５）通過時の空気流の方向を基準として後側がより低温で前側がより高温であるように、前記少なくとも一つの空気流誘導板（１６，１７）が空気流を前記吐出口（１１）へ誘導することを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記少なくとも一つの空気流誘導板（１６，１７）として第１空気流誘導板（１６）及び第２空気流誘導板（１７）を具備する請求項１に記載の空調装置であって、
前記ケーシング（１２）は、前記ヒータコア（１５）の下流側において該ヒータコア（１５）に対向する終端面（１２ｆ）を有しており、
前記第１空気流誘導板（１６）は、該第１空気流誘導板（１６）の板面の少なくとも一部が前記吐出口（１１）に対向するように直線状に延びると共に、前記ヒータコア（１５）に近接した位置から前記ケーシング（１２）の前記終端面（１２ｆ）に近接するまで延びる長さと、該第１空気流誘導板（１６）より前記ヒータコア（１５）の前記他端側を通過した空気流が前記吐出口（１１）に達することを可能にするように前記通風空間の高さに対して部分的に延びる高さ（Ｔ）とを有し、
前記第２空気流誘導板（１７）は、前記第１空気流誘導板（１６）よりも前記吐出口（１１）側に近い位置で、該第２空気流誘導板（１７）の板面の少なくとも一部が前記吐出口（１１）に対向するように直線状に延びると共に、前記ヒータコア（１５）に近接した位置から前記終端面（１２ｆ）との間に通風用の隙間（Ｄ）を残す位置まで延びる長さと、前記第１空気流誘導板（１６）よりも前記ヒータコア（１５）の前記他端側を通過した空気流が前記吐出口（１１）に達することを可能にするように前記通風空間の高さに対して部分的に延びる高さ（Ｔ）とを有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】
前記第２空気流誘導板（１７）が、前記第１空気流誘導板（１６）に略平行に延びる基端側部分（１７ａ）と、前記基端側部分（１７ａ）より前記第１空気流誘導板（１６）に近い位置で前記第１空気流誘導板（１６）に略平行に延びる先端側部分（１７ｂ）と、前記基端側部分（１７ａ）と前記先端側部分（１７ｂ）とを接続する中間部分（１７ｃ）とを有す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】
前記ヒータコア（１５）の通風方向に投影した外形の投影面積が前記エバポレータ（１４）の通風方向に投影した外形の投影面積よりも大きいことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空調装置。
【請求項５】
前記ヒータコア（１５）を循環する温水量が制御されるリヒートタイプの空調装置であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送風機、エバポレータ、ヒータコア及びそれらを収容するケーシングを具備する空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルカー等の建設機械用のキャビンの空調は、特に夏季及び冬季においては運転者にとって欠かせないものである。キャビンの空調を行うために、キャビン内には、送風機、エバポレータ、ヒータコアを収容した空調装置が搭載される。キャビンは比較的狭いために、空調装置は出来る限りコンパクトであることが必要である。また、その配置場所として、運転者のシートの下に納めることはメリットが大きい。
【０００３】
シート下搭載の空調装置として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この空調装置は、送風機、エバポレータ、ヒータコア、及びそれらを収容するケーシングを具備しており、ヒータコアを通過した空気は真直ぐにケーシングに設けられた吐出口に向かう構造となっている。吐出口から吐出された空調空気は、ダクトによって前後に分けられて、前方へは運転者の前方の足元及び顔に、後方へは運転者の頭部後方の空間に向けて吹出される。また、この空調装置は、ケーシング内にエアミックス用の空間が不要なリヒート方式が採用されている。
【０００４】
別のシート下搭載の空調装置をその模式的平面図である図８に示す。図８の空調装置も送風機１１３、エバポレータ１１４、ヒータコア１１５及びケーシング１１２を具備している。但し、ヒータコア１１５を通過した空気はヒータコアの斜め前方に設けられた吐出口１１１に向けて屈曲して流れ、そこから図示しないダクトによって引用文献１の空調装置と同様に運転者の前方と後方へ振り分けられる。また、この空調装置もリヒート方式のものであり、温水入口１１８がヒータコア１１５の右端部に設けられている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１９２９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
リヒート方式の空調装置は、ヒータコア内を循環する温水の流量を制御することにより空調空気の温度を制御するものであるが、前記温水の流量が少量のときヒータコアの温水入口に近い部分が高温になり遠い部分が低温になる温度分布が生じる。このようにヒータコアに温度分布が生じると、空調装置の吐出口にも温度分布が生じる。特許文献１の空調装置では、ヒータコアへの温水配管は図示されないがヒータコアからスペースのある運転席後方へ延びると考えられるので、温水流量が少量のときヒータコアにはその車両後方側が高温で前方側が低温の温度分布が生じ、同様の温度分布が吐出口にも生じる。その結果車両後方の運転者頭部後方の空間に比較的高温の空気が送られ、車両前方の運転者の足元へ比較的低温の空気が送られることにより、運転者にとって不快な「頭熱足寒」の温度分布が生じる。
【０００７】
一方、図８に示される空調装置では、ヒータコア１１５を通過した空気流は吐出口１１１へ向かうため屈曲するが、温水入口１１３が設けられたヒータコア１１５の右側を通過した高温の空気流は、矢印Ｈｆで示されるように最短ルートに沿って吐出口内の後側へ、また矢印Ｌｆで示されるヒータコア１１５の左側を通過した比較的低温の空気流は吐出口内の前側へ流入する。その結果、やはり運転者にとって不快な「頭熱足寒」をもたらすこととなる。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたもので、望ましい吐出口温度分布を得ることができる空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様では、空調装置は、上述した目的を達成するために、送風機（１３）と、送風機（１３）により送風された空気を冷却するエバポレータ（１４）と、エバポレータ（１４）を通過した空気を加熱するヒータコア（１５）と、送風機（１３）とエバポレータ（１４）とヒータコア（１５）とを収容すると共に、送風された空気のためのダクトを形成するケーシング（１２）と、ヒータコア（１５）の下流側の側方のケーシング（１２）の部分に設けられた吐出口（１１）と、を具備し、ヒータコア（１５）を通過した空気流が吐出口（１１）に向けて曲げられる、空調装置において、該空調装置が、ヒータコア（１５）の下流側の通風空間に設けられた少なくとも一つの空気流誘導板（１６、１７）を更に具備し、ヒータコア（１５）の空気通過面において、吐出口（１１）に近いヒータコア（１５）の一端側がより高温で、吐出口（１１）に遠いヒータコア（１５）の他端側がより低温の温度分布が形成されたとき、吐出口（１１）における空気流の温度分布が、ヒータコア（１５）通過時の空気流の方向を基準として後側がより低温で前側がより高温であるように、少なくとも一つの空気流誘導板（１６，１７）が空気流を吐出口（１１）へ誘導する。このように、空気流誘導板（１６，１７）により、吐出口（１１）内の温度分布を望ましい温度分布に変えることが可能になる。
【００１０】
本発明の第２の態様では、空調装置は、少なくとも一つの空気流誘導板（１６，１７）として第１空気流誘導板（１６）及び第２空気流誘導板（１７）を具備し、ケーシング（１２）は、ヒータコア（１５）の下流側において該ヒータコア（１５）に対向する終端面（１２ｆ）を有しており、第１空気流誘導板（１６）は、該第１空気流誘導板（１６）の板面の少なくとも一部が吐出口（１１）に対向するように直線状に延びると共に、ヒータコア（１５）に近接した位置からケーシング（１２）の終端面（１２ｆ）に近接するまで延びる長さと、該第１空気流誘導板（１６）よりヒータコア（１５）の他端側を通過した空気流が吐出口（１１）に達することを可能にするように通風空間の高さに対して部分的に延びる高さ（Ｔ）とを有し、第２空気流誘導板（１７）は、第１空気流誘導板（１６）よりも吐出口（１１）側に近い位置で、該第２空気流誘導板（１７）の板面の少なくとも一部が吐出口（１１）に対向するように直線状に延びると共に、ヒータコア（１５）に近接した位置から終端面（１２ｆ）との間に通風用の隙間（Ｄ）を残す位置まで延びる長さと、第１空気流誘導板（１６）よりもヒータコア（１５）の他端側を通過した空気流が吐出口（１１）に達することを可能にするように通風空間の高さに対して部分的に延びる高さ（Ｔ）とを有している。これにより、やはり吐出口（１１）内に望ましい温度分布を作り出すことが可能になる。
【００１１】
本発明の第３の態様では、第２空気流誘導板（１７）が、第１空気流誘導板（１６）に略平行に延びる基端側部分（１７ａ）と、基端側部分（１７ａ）より第１空気流誘導板（１６）に近い位置で第１空気流誘導板（１６）に略平行に延びる先端側部分（１７ｂ）と、基端側部分（１７ａ）と先端側部分（１７ｂ）とを接続する中間部分（１７ｃ）とを有している。これにより、第２空気流誘導板（１７）の基端の位置をヒータコア（１５）の比較的高温の一端側に寄せることが可能になる。
【００１２】
本発明の第４の態様では、ヒータコア（１５）の通風方向に投影した外形の投影面積がエバポレータ（１４）の通風方向に投影した外形の投影面積よりも大きされている。これによりヒータコア（１５）の下流側の通風空間の通風断面積が増大して流速が低下することにより通風抵抗を低減することができる。
【００１３】
本発明の第５の態様では、空調装置は、ヒータコア（１５）を循環する温水量が制御されるリヒートタイプの空調装置である。本発明はリヒートタイプの空調装置に適用されると好適である。
【００１４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施の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】
【００１５】
（第１の実施形態）
以下、図面に基づいて本発明の第１の実施形態の空調装置を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明に係る第１の実施形態の空調装置が搭載された油圧ショベルカーを模式的に表す図であり、図１は車両の左側を見た正面図で、図２は車両の前面側を見た側面図である。図中に示される、前後左右の方向はキャビン２のシート３に着座した運転者から見たときの方向に一致しており、後述する図３以降の図において示される方向も同様である。
【００１６】
本発明の実施形態の空調装置１０（ＨＶＡＣ）は、図１及び図２に示されるように運転者の座席のシート３の下に搭載されている。図１及び図２に示される油圧ショベルカー１では、キャビン２の左側に乗降口（図示せず）が設けられていることに関係して、空調装置１０の図示されない空調空気吐出口（以下吐出口と呼ぶ）はキャビン２の右側に配置されており、吐出口から出た空調空気はキャビン２内の右側に敷設された前ダクト４及び後ダクト５によって前後に振り分けられる。前ダクト４は、それに流れ込んだ空気が運転者の右斜め前方に位置する前ダクト４のフット吹出口６から運転者の足元に向けて吹き出るように形成されている。後ダクト５は、それに流れ込んだ空気が途中で左右に分岐されて、その一方が運転者の頭部後方の右側に位置する右フェイス吹出口７から、及び他方が運転者頭部後方の左側に位置する左フェイス吹出口８から、運転者頭部後方の空間に吹き出るように形成されている。
【００１７】
図３は、第１の実施形態の空調装置１０単体の内部を模式的に表す平面図である。空調装置１０は、その全体を囲む実質的に気密なケーシング１２と、送風機１３と、空調空気を冷却するためのエバポレータ１４と、空調空気を加熱するためのヒータコア１５と、ヒータコア１５の右斜め前方のケーシング部分に設けられた吐出口１１と、ヒータコア１５の下流側の通風空間内に設けられた２枚の空気流誘導板１６、１７とを具備しており、送風機１３はケーシング１２の左側に、エバポレータ１４とヒータコア１５はケーシング１２の右側に配置されている。
【００１８】
この空調装置１０は、ヒータコア１５内を循環する温水の量を制御することによって空調空気温度を制御するリヒートタイプのものである。従ってエバポレータ１４を通過した空気の全てがヒータコア１５を通過するようにケーシング１２が形成されている。また、ヒータコア１５の右端側に温水入口１８及び温水出口１９が設けられており、図３からは判別できないが、温水入口１８がヒータコア１５の下端側に、温水出口１９が上端側に配置されている。
【００１９】
また、第１の実施形態の空調装置１０ではヒータコア１５はエバポレータ１４より大きな左右方向の幅を有している。つまりヒータコア１５の通風方向に投影した外形の投影面積はエバポレータ１４の通風方向に投影した外形の投影面積よりも大きい。これは、ヒータコア１５の下流側の通風路断面積を比較的大きく確保することにより通風抵抗を低減するためである。
【００２０】
ケーシング１２には、図示されないが、送風機１３の左側及び後側に内気導入口及び外気導入口が設けられている。ケーシング１２は、前記内気導入口及び外気導入口と吐出口１１で開口しているが、その他の部分は閉じられていて全体として空気のダクトを形成している。また、エバポレータ１４の下流側の空間は、ケーシング１２の上面板１２ａ、底面板１２ｂ、右側面板１２ｃ、及び送風機側の第１仕切板１２ｄで区画形成され、ヒータコア１５の下流側の空間は、ケーシング１２の上面板１２ａ、底面板１２ｂ、右側面板１２ｃ、及び送風機側の第２仕切板１２ｅと、さらにヒータコア１５に対向する終端面板１２ｆによって区画形成され、前記右側面板１２ｃに吐出口１１が開口している。したがって空気の全体的な流れは図中の矢印で示され、内気導入口及び／又は外気導入口から送風機１３へ吸入された空気は、送風機１３をとおってエバポレータ１４をとおり、さらにヒータコア１５を通過すると右側に屈曲して吐出口１１から排出される。
【００２１】
次に、空気流誘導板について説明する。第１の実施形態では、第１空気流誘導板１６及び第２空気流誘導板１７が備えられており、第１空気流誘導板１６は、ヒータコア１５における空気通過方向にほぼ平行に、ヒータコア１５の中心よりやや右側のヒータコア１５の下流側の面に近接した位置からケーシング１２の終端面板１２ｆに近接するまで延び、また先端側部分の板面が吐出口１１と対向している。第１空気流誘導板１６は、図３のＡ−Ａ断面を示す図４の側面部分断面図に示されるように、ケーシング１２の底面板１２ｂに固定されており、底面板１２ｂから上方へ通風路断面の高さの１／２程度の高さＴを有している。
【００２２】
第２空気流誘導板１７は、第１空気流誘導板１６に平行に、第１空気流誘導板１６よりも右側のヒータコア１５の下流側の面に近接した位置から延びて、その先端側部分の板面が吐出口１１に対向している。第２空気流誘導板１７の長さは第１空気流誘導板１６より短く、第２空気流誘導板１７の先端とケーシング１２の終端面板１２ｆとの間には、吐出口１１の幅の概ね４０％に相当する隙間Ｄが残される。第２空気流誘導板１７は、第１空気流誘導板１６と同様にケーシング１２の底面板１２ｂから上方へ通風路断面の高さの１／２程度の高さＴを有している。
【００２３】
次に第１及び第２空気流誘導板１６、１７の作用について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、図３と同様の模式的平面図であるが、ヒータコア１５の下流側の空気の流れをより詳細に示しており、また図６はヒータコア１５の下流側の空気の流れを示す模式的斜視図である。第１の実施形態のヒータコア１５は、前述したとおりその右下端部に温水入口１８、及び右上端部に温水出口１９が設けられている。そのため、ヒータコア１５を流通する温水流量が少量のとき、図６に模式的に示すように、図中ハッチングを施した高温領域Ｈａが温水入口１８の周辺に生じ、ヒータコア１５の左端側及び上側では比較的低温の領域が生じている。このような温度分布になっているヒータコア１５を空気が通過すると、図５及び図６に示されるように第１及び第２空気流誘導板１６、１７の作用により、ヒータコア１５の高温領域Ｈａを通過した高温空気流Ｈｆが吐出口１１の前側、即ちケーシング１２の終端面板１２ｆに近い側に流入し、高温領域以外の比較的低温の領域を通過した低温空気流Ｌｆが吐出口１１内の後側、即ちヒータコア１５に近い側に流入し、その結果吐出口１１では前側が高温で後側が低温の温度分布が得られる。
【００２４】
吐出口１１において上記温度分布が得られる理由としては下記が考えられる。まず、第２空気流誘導板１７より右側の温水入口１８付近を通過した高温空気流Ｈｆは、コアンダ効果によって第２空気流誘導板１７に沿ってその先端部付近まで流れたのち吐出口１１側に湾曲する。このとき、第２空気流誘導板１７の先端は吐出口１１の中心軸線付近（図５では中心軸線より前方）まで達していることが、前記高温空気流Ｈｆの吐出口１１の前側への流入を促進するものと考えられる。また、第２空気流誘導板１７と第１空気流誘導板１６との間のヒータコア１５の高温領域Ｈａを通過した高温空気流Ｈｆは、第２空気流誘導板１７の先端部まで真直ぐ流れた後、隙間Ｄを通って吐出口１１側に湾曲して吐出口１１の前側に流入する。これに対して、第１及び第２空気流誘導板１６、１７より上方のヒータコア１５の比較的低温の領域を通過した低温空気流にはコアンダ効果が作用しないので流路距離が短くなる吐出口１１の後側に流入するものと考えられる。また、第１空気流誘導板１６よりも左側で且つ低位のヒータコア１５の比較的低温の領域を通過した低温空気流Ｌｆは、第１空気流誘導板１６を乗り越えてその大部分が吐出口１１の後側に流入するものと考えられる。
【００２５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態の空調装置１０についてその模式的平面図である図７を参照して説明する。第２の実施形態の空調装置１０は、第１の実施形態とは、第２空気流誘導板１７の形状に差異があるがそれ以外は同様の構成を有している。第２の実施形態における第２空気流誘導板１７は、第１空気流誘導板１６に平行に延びる基端側部分１７ａと、この基端側部分１７ａより第１空気流誘導板１６に近い位置で第１空気流誘導板１６に平行に延びる先端側部分１７ｂと、基端側部分１７ａと先端側部分１７ｂとを接続するように斜めに延びる中間部分１７ｃとから一体に形成されている。また、この第２の実施形態における第２空気流誘導板１７の基端側部分１７ａの左右方向の配置位置は、第１の実施形態における第２空気流誘導板１７よりも右側に配置されている。
【００２６】
第２の実施形態における第２空気流誘導板１７の作用は、第１の実施形態の場合と基本的には同様であるが、ヒータコア１５の高温領域Ｈａを通過した高温空気流Ｈｆが第２空気流誘導板１７の先端側部分１７ｂで一度吐出口１１から左側に離れてから吐出口１１に流入する点で異なっている。
【００２７】
（その他の実施形態）
前述の第１の実施形態における第２空気流誘導板１７は、ヒータコア１５通過時の空気流れの方向に平行に配置されていたが、本願発明においては、直線状の第２空気流誘導板１７が前記空気流れの方向に非平行に配置されてもよい。そのように非平行に配置されたとき、第２空気流誘導板１７の先端が第１空気流誘導板１６に近づく配置、及び逆に吐出口１１側に近づく配置のどちらも可能である。
【００２８】
第２の実施形態における第２空気流誘導板１７は先端側部分１７ｂが第１空気流誘導板１６に接近していたが、先端側部分１７ｂが吐出口１１側に接近してもよい。また、第２空気流誘導板１７が全体的に又は部分的に湾曲した形状を有してもよい。
【００２９】
前述の各実施形態における第２空気流誘導板１７は、その先端位置が吐出口１１の中心位置を若干越え、終端面部材との間に隙間Ｄを残す位置まで延びていたが、この隙間Ｄは勿論様々な条件に応じて短縮又は拡大してよく、例えば、第２空気流誘導板１７の先端位置が吐出口１１の中心位置に達しないほどに隙間Ｄを拡大してもよい。
【００３０】
前述の各実施形態では第１空気流誘導板１６と第２空気流誘導板１７は、通風路断面の高さの１／２程度までの高さを有していたが、第１及び第２空気流誘導板１６、１７の高さは様々な高さが可能であり、また互いに異なっていてもよい。
【００３１】
さらに、前述の各実施形態では、空気流誘導板として第１及び第２空気流誘導板１６，１７の２枚が設けられていたが、第１及び第２空気流誘導板１６、１７のいずれか一方又は両方が２枚以上であっても本発明の効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態の空調装置が搭載された油圧ショベルカーの正面図である。
【図２】前記油圧ショベルカーの前面から見た側面図である。
【図３】第１の実施形態の空調装置の内部を模式的に表す平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面を示す側面部分断面図である。
【図５】第１の実施形態の空調装置のヒータコア下流側の空気の流れを模式的に示す平面図である。
【図６】第１の実施形態の空調装置のヒータコア下流側の空気の流れを模式的に示す斜視図である。
【図７】第２の実施形態の空調装置のヒータコア下流側の空気の流れを模式的に示す平面図である。
【図８】関連技術の空調装置の内部を模式的に表す平面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０    空調装置
１１    吐出口
１２    ケーシング
１３    送風機
１４    エバポレータ
１５    ヒータコア
１６    第１空気流誘導板
１７    第２空気流誘導板
１８    温水入口
【図１】
2009292231.tif 000003
【図２】
2009292231.tif 000004
【図３】
2009292231.tif 000005
【図４】
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【図５】
2009292231.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009292231.tif 000009
【図８】
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