JP2001050577A

JP2001050577A - 空調用給気装置

Info

Publication number: JP2001050577A
Application number: JP11228288A
Authority: JP
Inventors: Fuminari Ishizuka; 塚史成石
Original assignee: Nittetsu Mining Co Ltd
Current assignee: Nittetsu Mining Co Ltd
Priority date: 1999-08-12
Filing date: 1999-08-12
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】空気Ａｉを室内Ｒに送風する空調用給気装置
において、吹き出し空気Ａｅの吹き出し到達距離を大き
くすると共に室内空気の誘引を多くすること。【解決手段】流入口Ｏからの空気をブーストし加熱ま
たは冷却する主体部分３と、室内に送風する空気流の形
態を制御する案内部分１１とからなり、主体部分は、送
風機５と熱交換器６を包囲支持する主筒体４とで構成さ
れ、案内部分１１は、主筒体４に接続される案内筒体１
２の内部上部に設けられている水平平板状の邪魔板１３
ａと、その下方に垂直に円周方向に等配固定された複数
の回転軸１５まわりに回動自由に取り付けられた案内板
１４とからなる空気流制御装置１３と、前記案内筒体の
下部内側に設けられたノズル１６とで構成され、前記案
内筒体が片側で軸線に対して５度以上３０度以下傾斜し
て下方が縮められている裁頭錐筒状に形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に、送風機から
の空気を室内に送風する空調用給気装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に空調に用いられる給気用の空気吹
出部分は、拡散型吹出式と軸流型吹出式に大別される。
図５に示す拡散型吹出装置Ｄｖは、送風された空気（以
下、１次空気と呼称する。）を複数方向あるいは複数の
方向に層状に吹出し、この空気で吹出装置近傍の室内の
空気を誘引し（以降、誘引された空気を２次空気と呼
び、１次空気と２次空気の合計量を１次空気量で除した
値を誘引比と呼ぶ。）、１次空気と２次空気を混合させ
て送風させる機能を有する。拡散型吹出装置Ｄｖは、１
次空気を２次空気で希釈しているため、暖房の場合、１
次空気の温度を軸流型吹出装置に比較して高くすること
ができ（冷房の場合は低くすることができる。）、少量
の送風で室内に暖房に必要な熱量を送ることができる。

【０００３】しかし、拡散型吹出装置では、２次空気で
希釈される分、１次空気は運動エネルギーを失うため、
到達距離（吹出口から吹きだした空気が進行して、吹出
気流の中心線上の風速が０．５ｍ／ｓになった位置まで
の距離で定義する。）は、軸流型吹出装置の到達距離に
比較して小さい。

【０００４】一方、図６に示す軸流型吹出装置Ａｘは、
層流状にした空気を筒状の吹出口から１方向に吹き出
す。このため、誘引比が小さく、１次空気が運動エネル
ギーを失いにくく、到達距離が大きい。また、１次空気
と２次空気の混合が少ないため、１次空気が進行しても
温度は変化しにくい。すなわち、暖房の場合、軸流型吹
出装置Ａｘで１次空気を高温にすると、到達距離の位置
でも空気温度が高く、不快感が大きくなる。よって、軸
流型吹出装置Ａｘでは、拡散型吹出装置Ｄｖに比べて１
次空気の温度を低くするため、要求される熱需要を満た
すためには、拡散型吹出装置に比べて、風量を大きくす
る必要がある。

【０００５】本出願人は、これらの問題を解決する手段
として、特開平１０ー１６０２３３号公報において軸流
型吹出装置を改良した渦流型吹出装置Ｓｗを提案した。
この渦流型吹出装置Ｓｗは、図７に示すように、疑似的
な軸流吹出装置にその吹出口Ｓｎ近傍の送風路Ｓｐ内部
に案内板Ｓｇを放射状に設置し、案内板Ｓｇに回転軸Ｓ
ｓを設け、この回転軸Ｓｓを中心にして案内板Ｓｇを傾
けることで、吹出空気Ｓａに渦流を生じさせる装置で、
この渦流による遠心力と吹出口の特殊形状によるコアン
ダ効果によって、拡散型としての機能をも生じさせるよ
うになっている。

【０００６】この公知技術では、この渦流型吹出装置Ｓ
ｗは、拡散型吹出装置が持つ、室温と吹出空気の温度差
を大きくできる特徴と、案内板Ｓｇの角度を操作するこ
とで、軸流型吹出装置に比較して遠方に送風すろことが
できるという特徴を併せ持っている。

【０００７】さらに、本出願人は、特開平１０ー２５３
１４０号公報において、上記渦流型吹出装置の空気吹出
口の形状を工夫して、冷房時における室内空気の誘引比
をさらに大にする構造を提案している。上記の本出願人
による各渦流型吹出装置は、冷房および暖房の何れにも
送風特性が良いが、特に熱風時に必要とする吹出流の到
達距離では、軸流型吹出装置の有する性能に及ばず、ま
だ改善の余地があった。本発明は、渦流型吹出装置の送
風特性改善に関する本出願人のその後の研究成果を提案
するものである。

【０００８】

【知見】上記、従来の拡散型吹出装置、軸流型吹出装置
および本出願人による渦流型吹出装置Ｓｗを、特性項目
別に大小比較をしたものが図８である。そして、図８中
の表にみるように、渦流型吹出装置Ｄｖは各特性項目で
ほどほどに優れているが、その中では、軸流型吹出装置
に対しては、空気到達距離だけはやや劣っている。これ
は、渦流型吹出装置が拡散型としての機能を備えるた
め、吹出装置の先端に、１次空気の主方向に垂直な方向
に平面の部分（図７のＭｓ）が設けられていて、軸流型
としての機能を生じさせる際に、この平面部分が障害と
なって、軸流型としての機能を弱めているためと考えら
れる。

【０００９】これに対して、通常の軸流型吹出装置は、
図６のように、平板を筒型に加工して作るために先端部
分の１次空気の方向に垂直な平面は板の厚み分｛ｔ｝だ
けしか無く、誘引の際の抵抗も小さく問題にならない。
また、渦流型吹出装置では、軸流型として使用する際、
図１３に示すように、吹出口近傍で２次空気が外板にそ
って内方に直角に曲げられたり、１次空気に対して直角
に誘引されたりするため、この外板上で渦を生じ、この
渦が送風の抵抗になったり、場合によっては空気の脈
動、騒音の発生源になって、結果的に、送風に使用され
ない１次空気の運動エネルギが大きくなっていると考え
られる。

【００１０】上記のような考察を基として、渦流型吹出
装置を軸流型に近づける因子として下記を検討した。（ａ）送風空気の量、静圧の増加（ｂ）−１送風路の最狭部の断面積を小さくする（図
９の最狭部Ｄｊ、高さ位置ｊ参照）。（ｂ）−２送風路の最狭部の位置を吹出口先端よりも
後退させる（図１０の最狭部Ｄｋ、高さ位置ｋ参照）。（ｂ）−３渦流型吹出装置において、送風路の最狭部
を長くする（図１１の最狭部Ｄｍ、高さ位置ｍ参照）（ｃ）外板の形状を変える（図１２参照）この場合の外板とは、符号Ｐｏで示す送風口の外部板を
指している。上記各因子を検討の結果は、（ａ）は、送
風機構の能力の増大が必要で、コストが高くなる欠点が
あり、また、拡散型としての機能を使用する際は、誘引
比が大きくならないマイナスがある。（ｂ）は、送風機
構の変更は少ないが、吹出口での通過風速が変わるた
め、（ａ）と同様に、拡散型としての機能を使用する際
は、マイナスに作用する。（ｃ）は、渦流型吹出装置で
は、２次空気が誘引される方向と吹出装置の主たる外板
Ｐｏの方向が異なる（特開平１０ー１６０２３３号公報
では９０度である。）このため外板近傍で渦を生じる
（図１３参照）。この渦流が送風の抵抗になって、その
結果、送風の到達距離が短くなっていると考えられる。

【００１１】したがって、吹出口の先端を軸流型吹出装
置のように小さくして、１次空気の方向と２次空気の誘
引の方向を近づければ、２次空気の誘引が容易になって
送風機構の能力を増大することなく、吹出空気をより遠
方へ到達させることができる。これは、図１３の外板Ｐ
１に内方に傾く傾斜角θを付与することと同じになる
（図３および図４参照）。

【００１２】この外板の傾斜角θについては、送風ダク
トにおける送風抵抗の実験結果を示す図１４によって、
縮流形の４角ダクトＤ４および円形ダクトＣＦでは５〜
３０度が適当である。例えば、４角ダクトＤ４では、傾
斜角θが１０度であれば、抵抗係数はほぼ｛０．０
１｝、傾斜角θが３０度では抵抗係数はほぼ｛０．０
７｝となっていて適当に低い値である。なお、拡流形Ｄ
Ｋでは送風抵抗がきわめて大きいことがわかる。上記研
究の結果を本発明の提案として活かすものである。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑みて
なされたもので、送風装置からの空気を室内に送風する
空調用給気装置において、吹き出し空気の吹き出し到達
距離を大きくすると共に室内空気の誘引を多くできる空
気吹出装置を有する空調用給気装置を提供することを目
的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明による空調用給気
装置によれば、送風機からの空気を室内に送風する空調
用給気装置の吹出装置において、送風装置から送風され
た空気をブーストし加熱または冷却する送風主体部分
と、室内に送風する空気流の形態を制御する案内部分と
からなり、前記送風主体部分は送風された空気をブース
トする送風機と、その送風機の下流に設けられた熱交換
器とを収納した主筒体で構成され、前記案内部分は前記
主筒体に接続される案内筒体とで構成され、その案内筒
体の内部には上部に設けられている水平平板状の邪魔板
と、邪魔板の下方に垂直に円周方向に等配固定された複
数の回転軸と、その回転軸まわりに回動自由に取り付け
られた案内板とからなる空気流制御装置が収納され、前
記案内筒体の下部に空気吐出ノズルが設けられ、前記案
内筒体が片側で軸心に対して５度以上で３０度以下傾斜
して下方が縮小している裁頭錐筒状に形成されている。

【００１５】したがって、渦流型の送風特性が得られな
がら、裁頭錐筒状の傾斜がノズルと相俟って室内空気の
誘引を大にしたにもかかわらず、空気の到達距離を長く
できる。また、前記案内筒体は、錐角が片側で軸心に対
して５度以上で３０度以下であることが好ましい。これ
によって、室内空気の誘引抵抗を抑え誘引比を大きくし
て、空気の到達距離が大きくなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１に空調用給気装置１を上部断
面で示す側面図を示し、図２はその正面を、図３は送風
の案内部分とノズルを含む近傍を、図４はノズルの拡大
断面をそれぞれ示している。

【００１７】空調用給気装置１は、主体部分３とその主
体部分の下方に一体に形成された案内部分１１とよりな
り、図３の例では主体部分３は四角筒状に形成され、案
内部分１１は裁頭四角錐状に形成されているが、必ずし
もこの形状による必要はない。

【００１８】主体部分３は、ケースを構成する主筒体４
と、入口Ｏからの流入空気Ａｉをブーストする送風機５
と、その送風機５の下流に設けられて空気Ａｉを加熱ま
たは冷却させる熱交換器６と、空気Ａｉを冷却する際に
発生する結露を除去するエリミネータ７とで構成されて
いる。主筒体４は、図１においては板材によって４角筒
状に形成され、下端部４ｂは案内部分１１と嵌合して接
続されるよう構成されている。そして、図示されない天
井壁等に図示されない支持部材で固定されている。な
お、図示では４角筒状になっているが、円筒状であって
も良い。

【００１９】熱交換器６は、送風する空気を所定の熱気
または冷気とするよう、熱水または冷熱によって、送風
する空気Ａｉを加熱または冷却するように構成されてい
る。

【００２０】エリミネータ７は、送風空気Ａｉを冷却す
る際に結露した水分を除去して、水滴を室内に落下させ
ないために設けられている。

【００２１】案内部分１１は、主体部分３から送風され
た空気Ａｄを室内Ｒに導く送風路ＡＲｓを構成する案内
筒体１２と、その案内筒体１２内にあって空気Ａｄの流
れを制御する空気流制御装置１３と、案内部分１１から
室内Ｒへ空気Ａｅを配するノズル１６とで構成されてい
る。

【００２２】案内筒体１２は、板材によって裁頭４角逆
筒錐状に形成され、上部は製造および組立上の理由から
くびれ部１２ａが主筒体４の下端部に嵌入するよう形成
されている。端部１２ｂは拡幅して主筒体４と同外寸に
形成されて、縮流に伴う抵抗を減ずるようになってい
る。そして下端部１２ｃは、端部１２ｂより縮寸して形
成されている。図３および図４に示すように、縮寸は傾
斜角θで表示すると本実施形態では１０度となってい
る。案内筒体１２は、図１〜図４において裁頭４角逆筒
錐状に形成されているが、裁頭逆円錐筒状であっても良
い。

【００２３】空気流制御装置１３は、空気Ａｄを送風路
ＡＲｓの外周方向に導く邪魔板１３ａと、邪魔板１３ａ
の下方に垂直に設けられた円周等配の複数の（本実施例
では１２ケの）回転軸１５と、回転軸１５に回動自由に
支持された案内板１４とで構成されている。この空気制
御装置１３の構成は、特開平１０ー２５３１４０号公報
で本出願人が提案した形状および構成がよい。

【００２４】ノズル１６は、図３および図４にも示すよ
うに、案内筒体１２の内下端に設けられ、板材で半円弧
状に形成されて送風路ＡＲｓの軸心側に突起している。
そして、ノズル１６の下端部１６ｃは、案内筒部１２の
下端部１２ｃに接続されている。このノズル１６の形状
も前記特開平１０ー２５３１４０号公報で提案のものが
良い。

【００２５】上記構成による空調用給気装置１の作用を
説明する。図１において、流入口Ｏから主筒体４に導か
れた空気Ａｉは、送風機５によって加圧され熱交換器６
に送られる。熱交換器６では、外部から供給される供給
熱量または供給冷熱量によって空気Ａｉを熱気または冷
気にして温度変更空気Ａｄとして通過させる。空気Ａｄ
は、冷気であれば冷却時に結露した水分をエリミネータ
７で除去されて案内部分１１に送られる。空気Ａｄが熱
気であれば、エリミネタ７を素通りして案内部分１１に
送られる。

【００２６】案内部分１１に送られた空気Ａｄは、邪魔
板１３ａによって送風路ＡＲｓの外周方向に進み、案内
板１４にそって流下し、ノズル１６を通って空気Ａｅと
なって室内Ｒに流出する。

【００２７】空気Ａｄが、この送風路ＡＲｓを通過して
空気Ａｅとなる過程で、送風路ＡＲｓの面積が減縮され
ると共に流速が増加する。そして、ノズル１６で通過面
積が最小になり、空気速度は最速になる。そして、図３
および図４における最速の空気流Ｐが１次空気となり、
室内空気が２次空気として空気流Ｓになって案内筒体１
２の外面に沿って誘引される。そして、２次空気の室内
空気流Ｓは、送風路ＡＲｓからの１次空気の空気流Ｐと
一体になって流下する。

【００２８】最速状態の空気Ａｅは、案内板１４の回転
角によって方向がことなるので、例えば回転角がゼロで
あれば、空気流Ｐはほぼ直下し、室内空気流Ｓを誘引す
る。暖房時には、空気Ａｅは熱気なので誘引された室内
空気と混合して温度を下げ、流量をふやして、従来の渦
流型吹出装置に比較して遠方まで送出する。

【００２９】また、案内板１４を特定位置に回転させれ
ば、１次空気の空気流Ｐは旋回して渦流となって水平方
向成分をもって流出し、２次空気の室内空気流Ｓを誘引
する。冷房時には、空気Ａｅは冷気なので誘引された室
内空気と混合して温度を上げ、流量をふやして水平方向
に拡散する。上記のようにして、案内板１４の回転角を
調整して、室内Ｒへの空気吹き出し方向を調節する。

【００３０】

【発明の効果】本発明の作用効果を、以下に列記する。（１）本発明による空気吹出装置によれば、空気流制
御装置と、案内筒体の下部内側に設けられたノズルと、
案内筒体の縮小した裁頭錐筒状によって吹出口からの空
気を軸流型吹装置に劣らず下方遠方に送風することがで
きる。（２）前記案内筒体を、錐角が５度以上で３０度以下
にすれば、室内空気の誘引抵抗を適度に抑え誘引比を大
きくして空気の到達距離が大きくなる。（３）裁頭逆錐筒状の案内部分の吹出面積に対して、
主体部分の主筒体面積が大きいので、送風機を大きくで
き大量の送風ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空調用給気装置の実施形態を示す側面
（１部断面）図。

【図２】図１の正面図。

【図３】図１の裁頭錐筒状の案内筒体とノズルの形状を
示す局部側面（１部断面）図。

【図４】図３のノズル近傍の詳細側断面図。

【図５】従来の拡散型吹出装置を示す説明用略図。

【図６】従来の軸流型吹出装置を示す説明用略図。

【図７】従来の渦流型吹出装置を示す側断面図。

【図８】従来の空気吹出装置の各型式の特徴比較を示す
表。

【図９】吹出装置の送風路の最狭部断面積を小さくした
検討用図。

【図１０】吹出装置の送風路の最狭部の位置を吹出口よ
り後退させた検討用図。

【図１１】渦流型吹出装置の送風路の最狭部を長くした
検討用図。

【図１２】渦流型吹出装置の送風路の外板形状を変える
検討用図。

【図１３】従来の渦流型吹出装置の２次空気の渦発生状
況を示す説明図。

【図１４】吹出口の形状と抵抗の関係を示す実験データ
図。

【符号の説明】

１・・・空調用給気装置３・・・主体部分４・・・主体筒体５・・・送風機６・・・熱交換器７・・・エリミネータ１１・・案内部分１２・・案内筒体１２ａ・・くびれ部１２ｂ・・端部１２ｃ・・下端部１３・・空気流制御部１３ａ・・邪魔板１４・・案内板１５・・回転軸１６・・ノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送風機からの空気を室内に送風する空調
用給気装置の吹出装置において、送風装置から送風され
た空気をブーストし加熱または冷却する送風主体部分
と、室内に送風する空気流の形態を制御する案内部分と
からなり、前記送風主体部分は送風された空気をブース
トする送風機と、その送風機の下流に設けられた熱交換
器とを収納した主筒体で構成され、前記案内部分は前記
主筒体に接続される案内筒体とで構成され、その案内筒
体の内部には上部に設けられている水平平板状の邪魔板
と、邪魔板の下方に垂直に円周方向に等配固定された複
数の回転軸と、その回転軸まわりに回動自由に取り付け
られた案内板とからなる空気流制御装置が収納され、前
記案内筒体の下部に空気吐出ノズルが設けられ、前記案
内筒体が片側で軸心に対して５度以上で３０度以下傾斜
して下方が縮小している裁頭錐筒状に形成されているこ
とを特徴とする空調用給気装置。