JP2000337674A - 空気上下循環装置および空気上下循環方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 室内の上下温度差を簡単な装置で確実に解消
できる空気上下循環装置を提供すること。 【解決手段】 空気上下循環装置１８のフレーム２２は
三角柱状に形成され、その内部は中空で空気流路２６に
形成されている。フレーム２２は、床１２から天井１６
にわたって上下に延在し、フレーム２２の下端に下端開
口２８が設けられ、フレーム２２の上端に上端開口３０
が設けられ、各開口２８、３０には傾動調節可能にルー
バー３２が組み込まれている。電動ファン２４は空気流
路２６に配設され、電動ファン２４の正転により下端開
口２８から床１２上の空気を吸い込んで上端開口３０か
ら天井１６付近に吹き出し、また、電動ファン２４の逆
転により天井１６付近の空気を上端開口３０から吸い込
んで下端開口２８から床１２上に吹き出すように構成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は室内に生じる上下温
度差を解消し、均質な温度分布を実現させる室内空気の
循環装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、一般集合住宅などにおいて、冬
期では、窓面からの冷気が床面に落ちて溜まるため、足
元が寒く、居住者にとっては不快な状態となる。従来、
このような上下温度差を解消する手法として床暖房が提
供され、この床暖房によれば、床面上の冷えを解消でき
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、床暖房
は設置費用やランニングコスト、メンテナンスが嵩むた
め、何処にでも簡単に設置されないのが現状である。さ
らに、床暖房の場合、暖房時の暖気が上部に溜まり、い
たずらに天井を加熱するばかりで、上下の温度差を均質
にすることは難しい。そこで、シーリングファンや扇風
機を用いて空気を攪拌し、上下温度差をなくす方法も提
案されている。しかしながら、この方法では、空気を攪
拌するための気流が居住者に直接あたるため、反って気
流による不快感を居住者に与えてしまう不具合がある。
そして、上記のような上下温度差の問題は暖房時のみな
らず冷房時にも生じている。本発明は前記事情に鑑み案
出されたものであって、本発明の目的は、簡単な装置で
簡単に上下温度差を解消できる空気上下循環装置および
空気上下循環方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明の空気上下循環装置は、室内の床から天井にわた
って上下に延在するフレームと、前記フレームの内部で
フレームに沿って上下に延在する空気流路と、前記空気
流路に連通するようにフレームの下端に設けられ床に臨
む下端開口と、前記空気流路に連通するようにフレーム
の上端に設けられ天井に臨む上端開口と、前記空気流路
に配設され回転駆動することで前記下端開口から空気を
吸い込んで上端開口から吹き出させ、あるいは、前記上
端開口から空気を吸い込んで下端開口から吹き出させる
電動ファンとを備えることを特徴とする。このような本
発明の空気上下循環装置では、例えば、冬期において電
動ファンを正転させれば、下端開口から室内の床上の空
気が吸い込まれ、空気流路を通って上端開口から天井付
近に吹き出される。これにより床上の冷気と天井付近に
溜まった暖気が攪拌混合され、室内の上下の空気がかき
混ぜられ、室内空気の上下循環がなされ、室内の上下温
度差が解消され、均質な温度分布が実現される。

【０００５】また、本発明の空気上下循環方法は、室内
の外周部でその周方向に間隔をおいて複数の空気上下循
環装置を設置し、各空気上下循環装置は、床から天井に
わたって上下に延在する空気流路と、この空気流路に配
設された電動ファンを備え、電動ファンの回転駆動によ
り空気流路の下端開口または上端開口の一方から空気を
吸い込んで、空気流路の下端開口または上端開口の他方
に吹き出すように構成され、各空気上下循環装置の下端
開口は、前記周方向の一方の方向に位置する他の空気上
下循環装置の上端開口に向けて形成され、各空気上下循
環装置の電動ファンの回転駆動により前記下端開口、上
端開口を経て各空気上下循環装置の空気流路を循環し、
これにより室内に旋回流を作り、この旋回流により室内
の上下空気を混合させるようにしたことを特徴とする。
このような本発明の空気上下循環方法によれば、各空気
上下循環装置の電動ファンの回転駆動により、床上の冷
気と天井付近の暖気が攪拌混合されつつ各空気上下循環
装置を循環し、室内の上下の空気がかき混ぜられるとと
もに、室内に前記循環の方向に沿った流れの旋回流が生
じる。そして、この旋回流により室内の空気の上下循環
がなされ、室内の上下温度差が解消され、均質な温度分
布が実現される。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面にしたがって説明する。まず、第１の実施の形態か
ら説明する。図１（Ａ）は第１の実施の形態にかかる空
気上下循環装置の概略正面図、図１（Ｂ）は同断面平面
図を示す。図１において符号１０は集合住宅の室内、１
２は床、１４は壁、１６は天井を示しており、室内１０
の角部に第１の実施の形態にかかる空気上下循環装置１
８が設置されている。空気上下循環装置１８は、フレー
ム２２、電動ファン２４などを備えている。

【０００７】前記フレーム２２は、２つの壁１４が直角
に交わる室内１０の角部に体裁良く収まるように平面視
断面が直角三角形を呈する三角柱状に形成され、その内
部は中空で空気流路２６に形成されている。前記フレー
ム２２は、床１２から天井１６にわたって上下に延在
し、フレーム２２の下端側面に、ほぼ水平に延在し床１
２に臨む下端開口２８が設けられ、フレーム２２の上端
に、ほぼ水平に延在し天井１６に臨むに臨む上端開口３
０が設けられ、各開口２８、３０には傾動調節可能にル
ーバー３２が組み込まれている。前記電動ファン２４は
フレーム２２の内部に配設され、すなわち空気流路２６
に配設され、電動ファン２４の正転により下端開口２８
から床１２上の空気を吸い込んで上端開口３０から天井
１６付近に吹き出し、また、電動ファン２４の逆転によ
り天井１６付近の空気を上端開口３０から吸い込んで下
端開口２８から床１２上に吹き出すように構成されてい
る。

【０００８】前記電動ファン２４の正逆転駆動は、壁１
４に設けた操作ボックス３４のスイッチを操作すること
でなされる。この場合、室内１０の上部箇所（またはフ
レーム２２の上部側面箇所）に第１の温度センサ３６０
１を取り付け、室内１０の下部箇所（またはフレーム２
２の下部側面箇所）に第２の温度センサ３６０２を取り
付け、スイッチをオン操作した時に、第１の温度センサ
３６０１により検出される温度と、第２の温度センサ３
６０２により検出される温度の差が第１所定値以上の場
合に電動ファン２４を駆動させ、第１所定値よりも小さ
い第２所定値以下となった場合に電動ファン２４を停止
させるようにしてもよい。あるいは、タイマーなどを設
けることでスイッチをオン操作した時に所定時間の間の
み電動ファン２４を駆動させるようにしてもよい。ある
いは、スイッチをオン操作するとともに室内１０の下部
の温度を設定し、電動ファン２４を駆動させて第２の温
度センサ３６０２により検出される温度が上記の設定さ
れた温度となった場合に電動ファン２４を停止させるよ
うにしてもよい。なお、電動ファン２４の回転数制御を
含む上述の電動ファン２４の制御方法は種々考えられ
る。

【０００９】本実施の形態によれば、例えば、冬期にお
いて、電動ファン２４を正転させれば、下端開口２８か
ら室内１０の床１２上の空気が吸い込まれ、空気流路２
６を通って上端開口３０から天井１６付近に吹き出され
る。これにより床１２上の冷気と天井１６付近に溜まっ
た暖気が攪拌混合され、室内１０の上下の空気がかき混
ぜられ、室内空気の上下循環がなされ、室内１０の上下
温度差が解消され、均質な温度分布が実現される。ま
た、電動ファン２４を逆転させても、上端開口３０から
天井１６付近の空気が吸い込まれ、下端開口２８から室
内１０の床１２上に吹き出され、天井１６付近に溜まっ
た暖気と床１２上の空気が攪拌混合されるので、室内空
気の上下循環により室内１０の上下温度差が解消され、
均質な温度分布が実現される。

【００１０】したがって本実施の形態によれば、室内１
０の上下温度差を効率良く解消し、均質な温度分布を確
実に実現できることは無論のこと、空気上下循環装置１
８の構成が簡易であるため安価に製作でき、ランニング
コスト、メンテナンスコストが嵩むこともない。また、
フレーム２２を室内１０の隅部に配置することで空気上
下循環装置１８の設置がなされるため、場所を取ること
もなく、移設、設置も簡単に行なうことができる。した
がって、本実施の形態にかかる空気上下循環装置１８は
適用場所に限定されることなく何処にでも簡単に設置す
ることが可能となる。なお、前記の第１の実施の形態で
はフレーム２２を室内１０の隅部に配置した場合につい
て説明したが、配置場所は任意であり、例えば、水平方
向における壁１４の延在方向の途中に配設したり、室内
１０の中央に配置するようにしてもよい。そして、配置
場所に応じてフレームの平面視断面形状は矩形にしたり
円形にするなど所望の形状に決定される。

【００１１】次に、第２の実施の形態について説明す
る。なお、以下に説明する実施の形態において、第１の
実施の形態と同様な箇所、部材に同一の符号を付して説
明する図２は第２の実施の形態にかかる空気上下循環装
置の断面正面図を示す。第２の実施の形態にかかる空気
上下循環装置３８は、第１の実施の形態にかかる空気上
下循環装置１８の空気流路２６に外気取り入れ口４０を
連通させたものである。すなわち、外気取り入れ口４０
を構成する流路４００２を、空気流路２６内で電動ファ
ン２４よりも空気流路２６内における空気の流れ方向の
上流側に連通させたものであり、流路４００２に配設さ
れた開閉弁４００４を開くことで外気が空気流路２６を
経て室内１０に供給されるようにしたものである。第２
の実施の形態にかかる空気上下循環装置３８によれば、
室内空気の上下循環と共に換気も行なうことが可能とな
る。

【００１２】次に、第３の実施の形態について説明す
る。図３は第３の実施の形態にかかる空気上下循環装置
の概略斜視図を示す。第３の実施の形態にかかる空気上
下循環装置４２は室内１０において所望の箇所に移動可
能に設置されるようにしたものであり、フレーム２２の
形状が直方体を呈しており、上端開口３０が例えばフレ
ーム２２の上端の３つの側面に形成されている。このよ
うな第３の実施の形態によっても、室内空気の上下循環
により室内１０の上下温度差が解消され、均質な温度分
布が実現される。

【００１３】次に、第４の実施の形態について説明す
る。図４は第４の実施の形態にかかる空気上下循環装置
の概略斜視図を示す。第４の実施の形態にかかる空気上
下循環装置４４は、フレーム２２の上端に天井に沿って
延在するダクト４６を設け、このダクトの先端に上端開
口３０を設けたものである。ダクト４６は天井１６の隅
部に場所を取ることなく設置できるように三角柱状に形
成され、ダクト４６の内部は空気流路２６に連通する空
気流路４６０２に形成されている。そして、ダクト４６
の内部には、空気流路４６０２の延在方向に間隔をおい
た複数箇所で空気流路４６０２の上下方向の半部を仕切
るように、空気流路４６０２の上部と下部から交互に仕
切り板４６０４が設けられ、これにより空気流路４６０
２がダクト４６の内部で上下に蛇行して形成されてい
る。

【００１４】第４の実施の形態によれば、冬期に電動フ
ァン２４を正転させると、下端開口２８から室内１０の
床１２上の冷気が吸い込まれ、空気流路２６、４６０２
を通って上端開口３０から天井１６付近に吹き出され
る。この場合、天井１６付近の暖気は空気流路４６０２
内にも溜まっているので、空気流路４６０２により冷気
と暖気が効率良く混ぜ合わされ、室内１０の上下温度差
を解消し、均質な温度分布を実現する上でより有利とな
る。また、図２に示すように外気を取り入れるような場
合も、空気流路４６０２により外気と室内の空気が効率
良く混ぜ合わされ、室内１０の換気をより効率良く行な
う上でより有利となる。

【００１５】次に、第５の実施の形態について説明す
る。第５の実施の形態は室内の空気を上下に循環する方
法であり、図５は第５の実施の形態にかかる方法を実施
するための空気上下循環装置の平面図、図６は同空気上
下循環装置の要部の斜視図、図７は同空気上下循環装置
の要部の拡大斜視図を示す。第５の実施の形態では、第
１の実施の形態と類似の空気上下循環装置を、室内の外
周部に、その室内の外周方向に間隔をおいて複数配置
し、これにより室内に旋回流を起こし、旋回流により室
内の上下温度差を解消し、均質な温度分布を実現するよ
うにしたものである。詳細に説明すると、図５に示すよ
うに室内１０は平面視矩形であり、室内の４隅にそれぞ
れ空気上下循環装置５２が設置されている。

【００１６】各空気上下循環装置５２のフレーム２２は
直方体状に形成され、その内部は中空で空気流路２６に
形成されている。フレーム２２は、床１２から天井１６
にわたって上下に延在し、フレーム２２の下端側面に、
ほぼ水平に延在し床１２に臨む下端開口２８が設けら
れ、前記下端側面に直交するフレーム２２の側面上端
に、フレーム２２よりも小さい幅で壁１４に沿ってほぼ
垂直に延在し天井１６付近に臨むに臨む上端開口３０が
縦長に設けられ、各開口２８、３０には傾動調節可能に
ルーバー３２が組み込まれている。また、下端開口２８
にはその下端開口２８が臨む方向に沿ってガイド板５４
が設けられており、ガイド板５４はフレーム２２の側面
の延長上でフレーム２２から離れるに従い次第にその高
さが低くなるように形成され、下端開口２８の前方に、
ガイド板５４と壁１４により挟まれた空気の流路が区画
されている。

【００１７】空気流路２６には電動ファン２４が配設さ
れ、電動ファン２４の正転により下端開口２８から床１
２上の空気を吸い込んで上端開口３０から、隣位の空気
上下循環装置５２の下端開口２８が形成されたフレーム
２２の側面に向けて天井１６付近に吹き出すように構成
されている。そして、これら４つの空気上下循環装置５
２を駆動させることで、図５に示すように、室内１０に
旋回流Ｓが生じるように構成されている。また、電動フ
ァン２４の逆転により上端開口３０から天井１６付近の
空気を吸い込んで、下端開口３０から隣位の空気上下循
環装置５２の上端開口３０が形成されたフレーム２２の
側面に向けて床１２上に吹き出すように構成されてい
る。そして、これら４つの空気上下循環装置５２を駆動
させることで、室内１０に上述とは逆向きの旋回流Ｓが
生じるように構成されている。

【００１８】前記電動ファン２４の正逆転駆動は、フレ
ーム２２の側面や壁１４に設けた操作ボックス３４のス
イッチを操作することでなされる。この場合、室内１０
の上部箇所（またはフレーム２２の上部側面箇所）に第
１の温度センサ３６０１を取り付け、室内１０の下部箇
所（またはフレーム２２の下部側面箇所）に第２の温度
センサ３６０２を取り付け、スイッチをオン操作した時
に、第１の温度センサ３６０１により検出される温度
と、第２の温度センサ３６０２により検出される温度の
差が第１所定値以上の場合に電動ファン２４を駆動さ
せ、第１所定値よりも小さい第２所定値以下となった場
合に電動ファン２４を停止させるようにしてもよい。あ
るいは、タイマーなどを設けることでスイッチをオン操
作した時に所定時間の間のみ電動ファン２４を駆動させ
るようにしてもよい。あるいは、スイッチをオン操作す
るとともに室内１０の下部の温度を設定し、電動ファン
２４を駆動させて第２の温度センサ３６０２により検出
される温度が上記の設定された温度となった場合に電動
ファン２４を停止させるようにしてもよい。なお、電動
ファン２４の回転数制御を含む上述の電動ファン２４の
制御方法は種々考えられる。

【００１９】第５の実施の形態によれば、冬期におい
て、各空気上下循環装置５２の電動ファン２４を正転さ
せれば、各空気上下循環装置５２において下端開口２８
から室内１０の床１２上の空気が吸い込まれ、空気流路
２６を通って上端開口３０から、天井１６付近で隣位の
空気浄化装置５２の下端開口２８が位置するフレーム２
２の側面に向けて吹き出される。これにより床１２上の
冷気と天井１６付近に溜まった暖気が攪拌混合されつつ
各空気上下循環装置５２を循環し、室内１０の上下の空
気がかき混ぜられるとともに、室内１０に前記循環の方
向に沿った流れの旋回流Ｓが生じる。そして、この旋回
流Ｓにより室内１０の空気の上下循環がなされ、室内１
０の上下温度差が解消され、均質な温度分布が実現され
る。

【００２０】また、各空気上下循環装置５２の電動ファ
ン２４を逆転させても、上端開口３０から天井１６付近
の空気が吸い込まれ、下端開口２８から室内１０の床１
２上に吹き出され、上記とは逆向きに旋回流Ｓが生じ、
室内１０の空気の上下循環がなされ、室内１０の上下温
度差が解消され、均質な温度分布が実現される。第５の
実施の形態において、下端開口２８や上端開口３０にフ
ィルタを脱着可能に取着しておくと、空気に含まれた埃
やちりなどの塵埃は、旋回流Ｓによりその遠心力で壁１
４に向かうのでフィルタにより捕集され、室内空気の浄
化も効率良く行なえるようになる。

【００２１】このように第５の実施の形態にかかる空気
の上下循環方法によれば、室内１０の上下温度差を効率
良く解消し、均質な温度分布を確実に実現できることは
無論のこと、各空気上下循環装置１８の構成が簡易であ
るため安価に製作でき、ランニングコスト、メンテナン
スコストが嵩むこともない。また、各空気上下循環装置
５２の設置が簡単になされるため、移設、設置も簡単に
行なうことができる。したがって、本実施の形態にかか
る空気の上下循環方法は、適用場所に限定されることな
く何処にでも簡単に実現することが可能となる。

【００２２】次に、第６の実施の形態について説明す
る。図８は第６の実施の形態にかかる方法を実施するた
めの空気上下循環装置の平面図、図９は同空気上下循環
装置の要部の拡大斜視図を示す。第６の実施の形態は第
５の実施の形態の変形例であり、空気上下循環装置５２
のフレーム２２の形状が、室内１０の４隅に場所を取ら
ずに設置できるように三角柱状に形成されている。そし
て、フレーム２２の直角をなす２つの側面が壁１４に当
て付けられて設置され、室内１０に臨む残りの側面の下
端に水平方向に沿って延在する下端開口２８が設けら
れ、この下端開口２８に臨ませてガイド板５４が設けら
れ、下端開口２８の前方に、ガイド板５４と壁１４によ
り挟まれた空気の流路が区画されている。

【００２３】また、フレーム２２の側面上端に、フレー
ム２２よりも小さい幅で壁１４に沿ってほぼ垂直に延在
し天井１６付近に臨むに臨む上端開口３０が縦長に設け
られ、各開口２８、３０には傾動調節可能にルーバー３
２が組み込まれている。このような第６の実施の形態に
かかる空気の上下循環方法によっても、第５の実施の形
態と同様に、室内１０の上下温度差を効率良く解消し、
均質な温度分布を確実に実現でき、空気の上下循環を適
用場所に限定されることなく何処にでも簡単に実現する
ことが可能となる。

【００２４】なお、本発明は住居に限らず、上下温度差
が大きいオフィス、病院、学校、展示場、集会場、屋内
競技場、屋内遊技場などの室内（屋内を含む）空間に広
く適用されるものである。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明の空
気上下循環装置および空気上下循環方法によれば、室内
における上下温度差を簡単な装置で簡単に解消でき、し
かも、設置費用やランニングコスト、メンテナンス費用
などが嵩むことがないため、何処にでも均質な温度分布
で快適な環境を作ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は第１の実施の形態にかかる空気上下循
環装置の概略正面図、（Ｂ）は同断面平面図を示す。

【図２】第２の実施の形態にかかる空気上下循環装置の
断面正面図である。

【図３】第３の実施の形態にかかる空気上下循環装置の
概略斜視図である。

【図４】第４の実施の形態にかかる空気上下循環装置の
概略斜視図である。

【図５】第５の実施の形態にかかる方法を実施するため
の空気上下循環装置の平面図である。

【図６】第５の実施の形態にかかる方法を実施するため
の空気上下循環装置の要部の斜視図である。

【図７】第５の実施の形態にかかる方法を実施するため
の空気上下循環装置の拡大斜視図である。

【図８】第６の実施の形態にかかる方法を実施するため
の空気上下循環装置の平面図である。

【図９】第６の実施の形態にかかる方法を実施するため
の空気上下循環装置の拡大斜視図である。

【符号の説明】

１２ 床 １４ 壁 １６ 天井 １８、３８，４２，４４，５２ 空気上下循環装置 ２４ 電動ファン ２６ 空気流路 ２８ 下端開口 ３０ 上端開口

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内の床から天井にわたって上下に延在
   するフレームと、 前記フレームの内部でフレームに沿って上下に延在する
   空気流路と、 前記空気流路に連通するようにフレームの下端に設けら
   れ床に臨む下端開口と、 前記空気流路に連通するようにフレームの上端に設けら
   れ天井に臨む上端開口と、 前記空気流路に配設され回転駆動することで前記下端開
   口から空気を吸い込んで上端開口から吹き出させ、ある
   いは、前記上端開口から空気を吸い込んで下端開口から
   吹き出させる電動ファンと、 を備えることを特徴とする空気上下循環装置。
2. 【請求項２】 前記フレームは中空状の部材により構成
   され、その内部が空気流路に形成されていることを特徴
   とする請求項１記載の空気上下循環装置。
3. 【請求項３】 前記フレームは、室内の角部に隙間なく
   設置されるように三角柱状に形成されていることを特徴
   とする請求項１または２記載の空気上下循環装置。
4. 【請求項４】 前記フレームの上端には天井に沿って延
   在する第２のフレームが連結され、この第２のフレーム
   の内部には前記空気流路に連通し上下に蛇行しながら水
   平方向に延在する第２の空気流路が設けられ、前記上端
   開口は前記第２の空気流路に連通させて前記第２のフレ
   ームの先端に設けられていることを特徴とする請求項１
   乃至３に何れか１項記載の空気上下循環装置。
5. 【請求項５】 前記空気流路には、外気取り入れ口が開
   閉可能に連通されていることを特徴とする請求項１乃至
   ４に何れか１項記載の空気上下循環装置。
6. 【請求項６】 前記電動ファンは、室内の上部と下部と
   の温度差が所定値以上の場合に回転駆動されることを特
   徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載の空気上下循
   環装置。
7. 【請求項７】 室内の外周部でその周方向に間隔をおい
   て複数の空気上下循環装置を設置し、 各空気上下循環装置は、床から天井にわたって上下に延
   在する空気流路と、この空気流路に配設された電動ファ
   ンを備え、電動ファンの回転駆動により空気流路の下端
   開口または上端開口の一方から空気を吸い込んで、空気
   流路の下端開口または上端開口の他方に吹き出すように
   構成され、 各空気上下循環装置の下端開口は、前記周方向の一方の
   方向に位置する他の空気上下循環装置の上端開口に向け
   て形成され、 各空気上下循環装置の電動ファンの回転駆動により前記
   下端開口、上端開口を経て各空気上下循環装置の空気流
   路を循環し、 これにより室内に旋回流を作り、この旋回流により室内
   の上下空気を混合させるようにした、 ことを特徴とする空気上下循環方法。
8. 【請求項８】 室内は平面視矩形を呈し、前記空気上下
   循環装置は室内の４隅に設置され、各空気上下循環装置
   において前記下端開口の向きと上端開口の向きはほぼ９
   ０度をなしていることを特徴とする請求項７記載の空気
   上下循環方法。
9. 【請求項９】 前記下端開口または上端開口には塵埃を
   除去するためのフィルターが取着され、旋回流による室
   内の上下空気の混合が行われると共に、フィルターによ
   り室内空気の浄化が行われることを特徴とする請求項７
   または８記載の空気上下循環方法。