JP2008292071A - 熱媒体拡散部材及び冷暖房システム - Google Patents

Abstract

【課題】可変流量で熱媒体を拡散させて広範囲に熱を供給する熱媒体拡散部材と効率よく冷暖房室の冷房及び暖房を行うことができる冷暖房システムを提供すること。
【解決手段】熱媒体拡散部材１０は、熱媒体ｇの導入口１１ａと導出口１１ｂとが形成された風導部１１と、風導部１１における熱媒体ｇの風導導出方向に対して垂直な投影面上で導出口１１ｂを包含する大きさを有し、熱媒体ｇの流れ方向を変換する変換部材１２とを備え、変換前後の流れ方向のなす角が鋭角であり、風導部１１と変換部材１２との間にスリット１０ｓが形成され、さらに、摺動によりスリット１０ｓの開口面積を可変にする摺動部材１６を備える。また、熱媒体拡散部材１０を備え、変換部材１２が冷暖房室の区画面に接触するように配置されている冷暖房システムは、区画面に沿って熱媒体が拡散していって効率よく冷暖房室の区画面に熱を伝達することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は熱媒体拡散部材及び冷暖房システムに関し、特に広範囲に熱媒体を可変量で供給することができる熱媒体拡散部材及びこの熱媒体拡散部材を用いる冷暖房システムに関する。

近年、省エネルギーと快適性とを両立する冷暖房方式として、輻射冷暖房システムが注目されている。輻射冷暖房システムは、天井面や床面等を、冷房時は冷やし暖房時は温めて、冷却又は加熱した天井面や床面等からの輻射熱により冷暖房を行うシステムである。輻射熱による冷暖房は、室内に極端な温度ムラが生じないため快適であると共に、天井面や床面等を冷却又は加熱するのに必要な熱量がいわゆる対流方式の冷暖房システムに比べて少ない。このため、輻射冷暖房システムは、より省エネルギーなシステムと言える。

輻射冷暖房システムの一例として、床下地ボードの下面に冷風や温風の熱媒体を衝突させて放射状に拡散させ、床仕上材を冷却又は加熱して、床仕上材から生じる冷輻射や温輻射熱の効果を高めて、床輻射冷暖房を行うものがある。この輻射空調システムでは、コンクリートスラブと床下地ボードとの間の床下送気空間に、床下地ボードに対して水平方向に熱媒体を流し、床下送気空間に複数設置された気流方向変換器で水平方向の流れを垂直方向の流れに変換して、熱媒体を床下地ボードの下面に衝突させて床仕上材を冷却又は加熱して床輻射冷暖房を行っていた（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−１３２６８０号公報（図１等）

上述の気流方向変換器は、熱媒体を気流方向変換器のほぼ真上の床下地ボードに衝突させているが、上述の気流方向変換器よりもさらに熱媒体の拡散を十分に行うことができれば、より広範囲に渡って熱媒体を供給することとなり、冷暖房効率が向上することが考えられる。また、拡散する熱媒体の流量を調節することができれば、冷暖房の強弱を調節することができて便利である。

本発明は上述の課題に鑑み、可変流量で熱媒体を拡散させて広範囲に熱を供給することができる熱媒体拡散部材、及びこの熱媒体拡散部材を用いて効率よく冷暖房室の冷房及び暖房を行うことができる冷暖房システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様に係る熱媒体拡散部材は、例えば図２、図３に示すように、気体の熱媒体ｇを導入する導入口１１ａと熱媒体ｇを導出する導出口１１ｂとが形成された風導部１１と；風導部１１における熱媒体ｇの風導導出方向Ｖｓ（図３（ｂ）参照）に対して垂直な投影面上で導出口１１ｂを包含する大きさを有し、風導導出方向Ｖｓにある熱媒体ｇの流れ方向を変換する変換部材１２とを備え；変換前の流れ方向Ｖｓと変換後の流れ方向Ｖｃとのなす角θが鋭角であり；風導部１１と変換部材１２との間にスリット１０ｓが形成され；さらに、風導部１１に対して摺動し、該摺動によりスリット１０ｓの開口面積を可変にする摺動部材１６を備える。ここで「風導導出方向Ｖｓ」とは、変換部材１２がないと仮定したときの熱媒体ｇの流れ方向である。

このように構成すると、風導導出方向にある熱媒体の流れ方向を変換する変換部材を備え、変換前の流れ方向と変換後の流れ方向とのなす角が鋭角であるので、風導導出方向に対して角度をもって熱媒体が拡散し、拡散しない場合に比べて広範囲に熱を供給することができる。また、摺動によりスリットの開口面積を可変にする摺動部材を備えるので、拡散する熱媒体の流量を調節することができ、供給する熱量を調節することができる。

また、本発明の第２の態様に係る熱媒体拡散部材は、例えば図３（ａ）に示すように、上記本発明の第１の態様に係る熱媒体拡散部材１０において、風導部１１及び摺動部材１６（例えば図２（ａ）参照）が筒状に形成されると共に、変換部材１２が錐体状に形成されている。

このように構成すると、熱媒体が放射状に拡散し、風導導出方向の投影面上において、熱媒体拡散部材を中心とした周囲全体に、偏りなく熱媒体を拡散させることができる。

また、本発明の第３の態様に係る熱媒体拡散部材は、例えば図４、図５に示すように、上記本発明の第１の態様に係る熱媒体拡散部材において、風導部２１（例えば図５参照）が、最も長い辺２１ｘが導出口２１ｂの一辺となる直方体２１Ｒに形成されると共に、変換部材２２（例えば図４参照）が、一辺２１ｘの方向に延びる板状に形成され；直方体２１Ｒの内部に、スリット２０ｓを通過する熱媒体ｇの流量分布の均一化を図る整流板２３が配設されて構成されている。なお、整流板２３は、典型的には、前記投影面上で、一辺２１ｘの方向の端部を残して導出口２１ｂを塞ぐように配設される。

このように構成すると、最も長い辺が導出口の一辺となる直方体に風導部が形成されると共に、変換部材が一辺の方向に延びる板状に形成されているので、幅広い範囲から帯状に熱媒体を拡散させることができる。

また、本発明の第４の態様に係る冷暖房システムは、例えば図１に示すように、上記本発明の第１の態様乃至第３の態様のいずれか１つの態様に係る熱媒体拡散部材１０、２０を備え；変換部材１２（２２）（例えば図１（ｂ）参照）が冷暖房室Ｒの区画面ＦＢに接触するように配置されている。

このように構成すると、冷暖房室の区画面に沿って熱媒体が拡散していって効率よく冷暖房室の区画面に熱を伝達することができ、熱が伝わった区画面からの輻射熱によって冷暖房室の冷房及び暖房を行うことができる。なお、「輻射熱」は、冷熱の輻射（区画面が冷暖房室内よりも低温のときに区画面が吸熱を行う）を含む。

本発明に係る熱媒体拡散部材によれば、風導導出方向にある熱媒体の流れ方向を変換する変換部材を備え、変換前の流れ方向と変換後の流れ方向とのなす角が鋭角であるので、風導導出方向に対して角度をもって熱媒体が拡散し、拡散しない場合に比べて広範囲に熱を供給することができる。また、摺動によりスリットの開口面積を可変にする摺動部材を備えるので、拡散する熱媒体の流量を調節することができ、供給する熱量を調節することができる。

また、本発明に係る冷暖房システムによれば、冷暖房室の区画面に沿って熱媒体が拡散していって効率よく冷暖房室の区画面に熱を伝達することができ、熱が伝わった区画面からの輻射熱によって冷暖房室の冷房及び暖房を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。

図１は、本発明の実施の形態に係る冷暖房システム１００を説明する図であり、（ａ）は冷暖房室の床下部分を示す部分平面図、（ｂ）は熱媒体変換部材と冷暖房室の区画面との位置関係を説明する部分立面図である。冷暖房システム１００は、冷房又は暖房を行う対象となる冷暖房室Ｒを区画する床ＦＢの下に配設された熱媒体拡散部材としての放射状噴流ノズル１０及び二方向噴流ノズル２０と、複数の放射状噴流ノズル１０及び二方向噴流ノズル２０に供給する熱媒体としての空気ｇを分配する遠心空気分配器５０と、放射状噴流ノズル１０及び二方向噴流ノズル２０に供給する空気ｇの温度を調節する温調機器６５とを備えている。

ここで図２を参照して、放射状噴流ノズル１０について説明する。図２（ａ）は放射状噴流ノズル１０の正面図、図２（ｂ）は放射状噴流ノズル１０を構成する一部材である摺動部材１６の正面図、図２（ｃ）は摺動部材１６の平面図、図２（ｄ）は風導部１１の導出口１１ｂの部分詳細図である。放射状噴流ノズル１０は、風導部１１と、変換部材１２と、摺動部材１６とを有している。

風導部１１は円筒状に形成された部材である。風導部１１は、円筒の両端面が開口しており、一方の開口が空気ｇを導入する導入口１１ａとして形成されており、他方の開口が空気ｇを導出する導出口１１ｂとして形成されている。導出口１１ｂ側の風導部１１の端部には、周方向に間隔をあけて複数の凹部１１ｅが形成されている。凹部１１ｅは、典型的には半円形に形成されるが、四角形等であってもよい。形成される凹部１１ｅの数及び大きさは、風導部１１の直径や導出される空気ｇの流量によって適宜決定されるが、概ね凹部１１ｅが半円形の場合は凹部１１ｅの直径が風導部１１の直径の１／１０程度、隣り合う凹部１１ｅ同士の間隔（半円形の中心間の距離）Ｌｅが凹部１１ｅの直径の２〜３倍程度となるようにするとよい。また、風導部１１の側面上部には、摺動部材１６を周方向に摺動させる調節棒１８を挿通する挿通孔１１ｈが形成されている。挿通孔１１ｈは、風導部１１の軸に直角方向（図中の横方向）に長く形成されており、軸方向（図中の縦方向）の大きさは調節棒１８が通る程度に調節棒１８よりやや大きく、軸に直角方向の大きさは少なくとも凹部１１ｅ同士の間隔Ｌｅに、それぞれ形成されている。挿通孔１１ｈは、風導部１１の軸に直角の断面で見て円の中心を挟んで対向する位置に２つ形成されている。また、風導部１１の側面には、放射状噴流ノズル１０を固定するための固定リング１５が設けられている。

摺動部材１６は、風導部１１の内側に挿入される、両端面が開口した円筒状の部材である。摺動部材１６は、円筒の直径が風導部１１よりも一回り小さく形成されており、典型的には摺動部材１６を風導部１１内に嵌め込んだときに摺動部１６の外壁と風導部１１の内壁とが触れるか触れないかの大きさに形成されている。摺動部材１６の長さ（円筒の軸方向の長さ）は、風導部１１の長さよりも短く、典型的には風導部１１の長さの１／３程度に形成されている。摺動部材１６の、風導部１１に嵌挿されたときに導出口１１ｂ側にくる端部には、風導部１１に形成された凹部１１ｅと同じ形状の凹部１６ｅが形成されている。摺動部材１６の凹部１６ｅは、風導部１１の凹部１１ｅと同じ数が、凹部１１ｅと同じ中心角（間隔）で形成されている。また、摺動部材１６の側面には、調節棒１８を挿通する挿通孔１６ｈ（図２（ｂ）参照）が形成されている。挿通孔１６ｈは、調節棒１８の断面外周よりも一回り大きい大きさに形成されている。また、挿通孔１６ｈは、円筒状の摺動部材１６の軸に直角の断面で見て円の中心を挟んで対向する位置に２つ形成されている。

摺動部材１６が風導部１１に嵌挿されたうえで、両部材の挿通孔１１ｈ、１６ｈに１本の調節棒１８が挿通されることで、風導部１１と摺動部材１６とが一体となる。本実施の形態では、調節棒１８は全ネジ棒であり、片側の挿通孔１１ｈ、１６ｈに調節棒１８を挿通した段階で摺動部材１６内で２個のナット１９Ａ（図２（ｃ）参照）を調節棒１８に螺合し、そのうえで反対側（未だ調節棒１８を挿通していない側）の挿通孔１１ｈ、１６ｈに調節棒１８を挿通する。両ナット１９Ａを対向する摺動部材１６の挿通孔１６ｈに向かって進め、締め付けることで調節棒１８は摺動部材１６に固定される。この状態で調節棒１８を風導部１１の挿通孔１１ｈの長手方向（図中の横方向）に動かすことにより、摺動部材１６を風導部１１内で摺動させることができる。風導部１１の外側から調節棒１８にさらにナット１９Ｂを螺号して締め付けることにより、摺動部材１６を風導部１１に固定することができる。

変換部材１２（図２（ａ）参照）は、円錐状に形成されている。円錐の底面は開口となっていてもよい。円錐の底面が開口となっていると変換部材１２の製造が容易になる。他方、円錐の底面を有することとすると、空気ｇから伝わった熱を底面に接触する部材に伝達することができる。変換部材１２の大きさは、変換部材１２がないと仮定した場合に導出口１１ｂから空気ｇが導出される方向である「風導導出方向」の投影面上で、円錐の底面部が少なくとも風導部１１の導出口１１ｂを包含する大きさに形成されている。風導導出方向は、典型的には、風導部１１を形成する円筒の軸方向であるが、風導部１１を流れる空気ｇが円筒の軸方向以外の成分を含む場合はすべての成分を考慮に入れることが好ましい（例えば導出口１１ｂを通過する空気ｇの成分を平均した成分の方向とする等）。すべての成分を考慮に入れると、空気ｇが確実に変換部材１２を形成する円錐の側面に接触することとなり好ましい。しかしながら、簡易的に、主な成分（典型的には円筒の軸方向成分）だけを考慮して風導導出方向を決定してもよい。逆に、変換部材１２を形成する円錐の底面部の最大は、風導部１１の軸直角方向断面の直径の１．６倍以下とするのが好ましい。例えば、変換部材１２の底面部の直径が導出口１１ｂの直径より２０ｍｍ程度大きくなるように形成されるのが好ましい。

変換部材１２の風導部１１への取り付けは、図２（ｄ）に示すような突起１３を、その先端をより幅の狭い爪１３ａとして導出口１１ｂ側の端部に３箇所程度設けると共に、突起１３に対向する位置の取付部材１２に爪１３ａを通すが突起１３を通さない大きさの取付孔１２ｈ（図３（ａ）参照）を形成し、爪１３ａを取付孔１２ｈに通した後に折り曲げることにより行われる。なお、爪１３ａや取付孔１２ｈを形成せずに、突起１３を取付部材１２に溶接することにより取り付けてもよい。

図３（ａ）に放射状噴流ノズル１０の斜視図を、図３（ｂ）にスリット１０ｓを説明する部分詳細図を、それぞれ示す。変換部材１２は、風導部１１に対して、変換部材１２を形成する円錐の頂部が導出口１１ｂから風導部１１の中に入り、円錐の底面部が風導部１１の外側に位置するように取り付けられている。この際、変換部材１２の円錐の頂部が風導部１１を形成する円筒の軸上に位置するのが好適である。図３（ｂ）に示すように、風導部１１と変換部材１２とは、その相対位置が、風導部１１の導出口１１ｂ側の端部を延長したと仮定した場合に変換部材１２に接触する位置と導出口１１ｂ側の端部との距離Ｌｓが、ほぼ凹部１１ｅの直径程度になるように配設されているが、距離Ｌｓは適宜決定してもよい。風導部１１の導出口１１ｂ側の端部と変換部材１２とが離れて配設されていることにより、風導部１１と変換部材１２との間に、導出口１１ｂ側の端部の全周に渡って幅Ｌｓのスリット１０ｓが形成される。導出口１１ｂ側の風導部１１の端部に凹部１１ｅが形成されていることにより、スリット１０ｓは切り欠きを含んで形成されている。つまり、凹部１１ｅによって形成される切り欠きはスリット１０ｓの一部を構成している。

上記のように構成された放射状噴流ノズル１０では、導入口１１ａから導入され風導部１１及び摺動部材１６内を流れる空気ｇが、導出口１１ｂ付近から略変換部材１２の円錐の側面に沿った流れとなる。言い換えれば、風導部１１内を流れる空気ｇは、変換部材１２によって流れ方向が変換させられる。放射状噴流ノズル１０では、図３（ｂ）に示すように、方向が変換される前の空気ｇの流れ方向Ｖｓ（風導部１１内を流れる空気ｇの平均の流れ方向Ｖｓ）と変換された後の空気の流れ方向Ｖｃ（スリット１０ｓから流出する空気ｇの平均の流れ方向Ｖｃ）とのなす角θは鋭角となる。ここで、変換された後の空気の流れ方向Ｖｃを説明する際の「スリット１０ｓから流出する空気ｇ」は、典型的には、変換部材１２を形成する円錐の辺（円錐を軸方向断面で見たときの側面に相当する辺）の法線が、風導部１１の導出口１１ｂ側の端部外周を通るときの、変換部材１２と風導部１１との間を流れる空気ｇをいう。変換部材１２が円錐状となっており、スリット１０ｓが全周に渡って形成されているので、放射状噴流ノズル１０から導出された空気ｇは、放射状に拡散される。空気ｇが放射状に拡散されるとき、切り欠き（凹部１１ｅ）が形成された部分のスリット１０ｓから導出される空気ｇの流速が、切り欠きが形成されていない部分のスリット１０ｓから導出される空気ｇの流速よりも速くなっているので、流速の速い空気ｇが流速の遅い空気ｇを誘引し、空気ｇ全体の到達距離が長くなる。なお、切り欠きが形成された部分のスリット１０ｓとは、風導部１１の導出口１１ｂ側の端部において、凹部１１ｅが形成されている部分と形成されていない部分との境界から風導部１１の軸方向に仮想線を引いたときに、その仮想線と風導部１１と変換部材１２とで囲まれた部分のうち、凹部１１ｅを含む部分をいう。また、切り欠きが形成されていない部分のスリット１０ｓとは、先に述べた仮想線と風導部１１と変換部材１２とで囲まれた部分のうち、凹部１１ｅを含まない部分をいう。

また、放射状噴流ノズル１０では、調節棒１８を挿通孔１１ｈの長手方向に動かして、風導部１１に対して摺動部材１６を摺動させることにより、凹部１１ｅによって形成された切り欠き部分のスリット１０ｓから導出される空気ｇの流量を調節することができる。つまり、スリット１０ｓの開口面積を変えることができる。

次に図４及び図５を参照して、熱媒体拡散部材としての二方向噴流ノズル２０について説明する。図４は二方向噴流ノズル２０を説明する図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。図５は二方向噴流ノズル２０から変換部材２２を外して風導部２１及び摺動部材２６を示した斜視図である。二方向噴流ノズル２０は、風導部２１と変換部材２２と摺動部材２６とを有している。

風導部２１（図５参照）は、直方体２１Ｒとその一面に取り付けられた円筒２１Ｐとを含んで構成されている。円筒２１Ｐは、直方体２１Ｒの最も長い辺２１ｘが一辺となる面２１ｆａのほぼ中央に取り付けられ、円筒２１Ｐと直方体２１Ｒとが連通するようになっている。円筒２１Ｐの、直方体２１Ｒと連接する端面とは逆側の端面は開口となっており、この開口が熱媒体としての空気ｇを導入する導入口２１ａとなっている。円筒２１Ｐの側面には固定リング２５が設けられている。直方体２１Ｒの、円筒接続面２１ｆａと対向する面２１ｆｂは開口となっており、この開口が空気ｇを導出する導出口２１ｂとして形成されている。すなわち、導出口２１ｂは、直方体２１Ｒの最も長い辺２１ｘが一辺となる開口で形成されている。また、直方体２１Ｒの内部には、円筒接続面２１ｆａとほぼ並行に、導出口２１ｂを通る空気ｇの流量分布の均一化を図る整流板２３が配設されている。整流板２３は、直方体２１Ｒの辺２１ｘに平行な両辺全体が、円筒接続面２１ｆａから垂直に延びる面２１ｆｆに接触しているが、導出口２１ｂを形成する辺のうちの短い方の辺２１ｙに平行な両辺全体は、円筒接続面２１ｆａから垂直に延びる面２１ｆｓに接触していないと共に、整流板２３自体に空気ｇを通す通気孔（不図示）が多数形成されている。すなわち、整流板２３は、接触した空気ｇの一部を通すと板である共に、直方体２１Ｒ内に、最も長い辺２１ｘが延びる方向の両端部で空気ｇが流通可能な開口が形成されるように取り付けられている。

風導部２１の円筒２１Ｐの径は、通過する空気ｇの流量に応じて決定される。直方体２１Ｒの大きさは、導出口２１ｂを形成する短辺２１ｙの長さが円筒２１Ｐの直径とほぼ同じか円筒２１Ｐの直径の２倍以下が好ましく、１．５倍以下がより好ましい。また、導出口２１ｂを形成する長辺２１ｘの長さは、短辺２１ｙの３〜１０倍程度が好ましく、４〜８倍程度がより好ましい。また、円筒接続面２１ｆａに対して垂直に延びる方向の辺２１ｚの長さは、短辺２１ｙの０．５〜１．５倍、好適には０．７倍程度とするとよい。なお、長辺２１ｘの長さを短辺２１ｙの１０倍以上としてもよく、その場合は２個あるいは３個以上の円筒２１Ｐを円筒接続面２１ｆａに取り付けるとよい。円筒２１Ｐを２個取り付けることとした場合、２個の円筒２１Ｐを円筒接続面２１ｆａのほぼ中央部に取り付けてもよく、円筒接続面２１ｆａを長辺２１ｘ方向で２つの領域に分けてそれぞれの領域のほぼ中央に１個ずつの円筒２１Ｐを取り付けるようにしてもよい。２個の円筒２１Ｐを２つに分けた領域のそれぞれの中央部に取り付ける場合は、各領域の境界付近の整流板２３を除去して空気ｇが通る開口を形成するのが好ましい。

円筒接続面２１ｆａから垂直に延びる面のうち長辺２１ｘを含む面２１ｆｆの導出口２１ｂ側の端部には、間隔をあけて複数の凹部２１ｅが形成されている。凹部２１ｅは、典型的には半円形に形成されるが、四角形等であってもよい。形成される凹部２１ｅの数及び大きさは、風導部２１の大きさや導出される空気ｇの流量によって適宜決定されるが、概ね凹部２１ｅが半円形の場合は凹部２１ｅの直径が短辺２１ｙの長さの１／１０以下、隣り合う凹部２１ｅ同士の間隔（半円形の中心間の距離）Ｌｅが凹部２１ｅの直径の２〜６倍程度とするとよい。また、直方体２１Ｒの正面２１ｆｆの整流板２３よりも上部には、摺動部材２６を辺２１ｚの方向に摺動させる調節棒２８を挿通する挿通孔２１ｈが形成されている。挿通孔２１ｈは、辺２１ｚの方向に長く形成されており、長辺２１ｘの方向の大きさは調節棒２８が通る程度の調節棒２８よりやや大きく形成されている。挿通孔２１ｈは、片側の正面２１ｆｆについてほぼ両端に２つ、対向する両面と合わせると２つの正面２１ｆｆに合計４つ形成されている。

摺動部材２６は、直方体２１Ｒの内側に挿入される直方体状の部材である。摺動部材２６は、直方体２１Ｒよりも一回り小さく形成されており、典型的には摺動部材２６を直方体２１Ｒ内に嵌め込んだときに摺動部２６の外壁と直方体２１Ｒの内壁とが触れるか触れないかの大きさに形成されている。摺動部材２６の高さ（直方体２１Ｒの辺２１ｚの方向の長さ）は、典型的には凹部２１ｅの底から整流板２３に至る最短距離の長さ程度に形成されている。摺動部材２６の、直方体２１Ｒに嵌挿されたときに導出口２１ｂ側にくる端部には、直方体２１Ｒに形成された凹部２１ｅとほぼ同じ形状であるが高さ（直方体２１Ｒの辺２１ｚの方向の長さ）が凹部２１ｅよりも短い凹部２６ｅが形成されている。摺動部材２６の凹部２６ｅは、直方体２１Ｒの凹部２１ｅと同じ数が、凹部２１ｅと同じ間隔で形成されている。また、摺動部材２６には、直方体２１Ｒに嵌挿されたときに直方体２１Ｒの挿通孔２１ｈと連通する位置に、調節棒２８を挿通する挿通孔２６ｈが形成されている。挿通孔２６ｈは、調節棒２８の断面外周よりも一回り大きい大きさに形成されている。挿通孔２６ｈは、直方体２１Ｒの挿通孔２１ｈと同様に合計４つ形成されている。

摺動部材２６が直方体２１Ｒに嵌挿されたうえで、両部材の挿通孔２１ｈ、２６ｈに２本の調節棒２８が挿通されることで、風導部２１と摺動部材２６とが一体となる。本実施の形態では、調節棒２８は全ネジ棒であり、片側の挿通孔２１ｈ、２６ｈに調節棒２８を挿通した段階で摺動部材２６内で１本の調節棒２８に対して２個のナット２９Ａを調節棒２８に螺合し、そのうえで反対側（未だ調節棒２８を挿通していない側）の挿通孔２１ｈ、２６ｈに調節棒２８を挿通する。両ナット２９Ａを対向する摺動部材２６の挿通孔２６ｈに向かって進め締め付けることで調節棒２８は摺動部材２６に固定される。この状態で調節棒２８を直方体２１Ｒの辺２１ｚの方向に動かすことにより、摺動部材２６を風導部２１内で摺動させることができる。風導部２１の外側から調節棒２８にさらにナット（不図示）を螺号して締め付けることにより、摺動部材２６を風導部２１に固定することができる。

変換部材２２（図４参照）は、一辺が風導部２１の直方体２１Ｒの長辺２１ｘと同じ長さで、これに直交する辺が直方体２１Ｒの短辺２１ｙを超え長辺２１ｘ未満である長さを有する矩形の平板を「くの字」に折り曲げて、くの字の頂部が長辺２１ｘの方向に連なるように形成されている。つまり、変換部材２２は、概ね、直方体２１Ｒの長辺２１ｘの方向に延びる板状の部材が、長手方向に垂直な断面がくの字状を有するように形成されている。変換部材２２は、断面くの字状の両端を直線的に結ぶ長さＬｔが、風導部２１の直方体２１Ｒの短辺２１ｙの長さの１．２〜２．０倍の長さに形成されている。変換部材２２は、矩形の平板がくの字に曲げられて形成された谷の部分を塞ぐように天板２２Ｂが設けられるのが好ましい。天板２２Ｂが設けられると、空気ｇから伝わった熱を天板２２Ｂに接触する部材に伝達することができると共に、「くの字」の角度が変わることを防ぐことができる。しかしながら、製造容易の観点から、天板２２Ｂを設けなくてもよい。

変換部材２２は、風導部２１に対して、変換部材２２の「くの字」の頂部が導出口２１ｂから風導部２１の中に入り、長手方向に延びる両辺が風導部２１の外側に位置するように取り付けられている。変換部材２２の風導部２１への取り付けは、円筒接続面２１ｆａ（図５参照）から垂直に延びる短辺２１ｙを含む面２１ｆｓの内側に、変換部材２２のくの字状に曲がった辺を溶接することなどによって行われる。この際、変換部材２２の「くの字」の頂部が、風導部２１の直方体２１Ｒの短辺２１ｙの中点を通り、円筒接続面２１ｆａに垂直な仮想面上に位置するのが好適である。このように取り付けられることにより、変換部材２２がないと仮定した場合に導出口２１ｂから空気ｇが導出される方向である「風導導出方向」の投影面上で、導出口２１ｂが変換部材２２に包含されることとなる。「風導導出方向」については、放射状噴流ノズル１０（図２、図３参照）の説明において述べたのと同様である。また、図４（ｂ）に示すように、風導部２１と変換部材２２とは、その相対位置が、風導部２１の導出口２１ｂ側の端部を延長したと仮定した場合に変換部材２２に接触する位置と導出口２１ｂ側の端部との距離Ｌｓが、ほぼ凹部２１ｅの直径程度になるように配設されている。これにより、風導部２１の正面２１ｆｆと変換部材２２との間に、導出口２１ｂ側の両長辺２１ｘの全長に渡って幅Ｌｓのスリット２０ｓが形成される。導出口２１ｂ側の風導部２１の端部に凹部２１ｅが形成されていることにより、スリット２０ｓは切り欠きを含んで形成されている。つまり、凹部２１ｅによって形成される切り欠きはスリット２０ｓの一部を構成している。

上記のように構成された二方向噴流ノズル２０では、導入口２１ａから導入された空気ｇが円筒２１Ｐから直方体２１Ｒに流入し、整流板２３に衝突して、一部は通気孔（不図示）を通過し、残りは長手方向の両端部に形成された開口に向かって広がり、導出口２１ｂ側に至る。整流板２３よりも導出口２１ｂ側に移動した風導部２１内の空気ｇは、導出口２１ｂ付近から略変換部材２２のくの字状の辺に沿った流れとなる。言い換えれば、風導部２１内を導出口２１ｂに向かって流れる空気ｇは、変換部材２２によって流れ方向が変換させられる。二方向噴流ノズル２０では、図４（ｂ）に示すように、方向が変換される前の空気ｇの流れ方向Ｖｓ（整流板２３よりも導出口２１ｂ側の風導部２１内を流れる空気ｇの平均の流れ方向Ｖｓ）と変換された後の空気の流れ方向Ｖｃ（スリット２０ｓから流出する空気ｇの平均の流れ方向Ｖｃ）とのなす角θは鋭角となる。「スリット２０ｓから流出する空気ｇ」については、放射状噴流ノズル１０（図２、図３参照）における場合と同様である。変換部材２２がくの字状となっているので、二方向噴流ノズル２０から導出された空気ｇは、長辺２１ｘに対して垂直方向に二方向に拡散される。空気ｇが二方向に拡散されるとき、切り欠きが形成された部分のスリット２０ｓから導出される空気ｇの流速が、切り欠きが形成されていない部分のスリット２０ｓから導出される空気ｇの流速よりも速くなっているので、流速が速い空気ｇが流速が遅い空気ｇを誘引し、空気ｇの到達距離が長くなる。切り欠きが形成された部分のスリット２０ｓ及び切り欠きが形成されていない部分のスリット２０ｓについては、放射状噴流ノズル１０における場合と同様である。なお、二方向噴流ノズル２０では、整流板２３を設けることによって、スリット２０ｓから導出される空気ｇの動圧の均一化を図っている。

また、二方向噴流ノズル２０では、調節棒２８を挿通孔２１ｈの長手方向に動かして、風導部２１に対して摺動部材２６を摺動させることにより、凹部２１ｅによって形成された切り欠き部分のスリット２０ｓから導出される空気ｇの流量を調節することができる。つまり、スリット２０ｓの開口面積を変えることができる。

次に図６を参照して、気体分配器としての遠心空気分配器５０について説明する。図６は遠心空気分配器５０を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は分解斜視図、（ｃ）は導入筒５１の軸直角方向断面図である。遠心空気分配器５０は、導入筒５１と、チャンバー５３と、可動遮蔽部材５７とを有している。

導入筒５１は、筒状（典型的には円筒状）に形成され、その一端５１ａが閉塞されている。導入筒５１の閉塞された一端５１ａとは反対側の他端は開口となって、空気ｇを導入する導入口５１ｂが形成されている。導入口５１ｂは、閉塞端面５１ａから離れた位置に形成されている。導入筒５１の閉塞端面５１ａと導入口５１ｂとの間の側面には、空気ｇを導出する複数の側面開口５１ｈが形成されている。側面開口５１ｈは、閉塞端面５１ａに近い側面に、導入筒５１の軸方向に長い長方形を罫書き、長方形の長辺の一辺であるつなぎ辺５１ｖを残して切り込みを入れ、長方形をつなぎ辺５１ｖから外側に折り曲げることにより形成される。つなぎ辺５１ｖから外側に折り曲げた長方形は、側面開口５１ｈから導出する空気ｇの導出方向を定めるガイド５１ｅとなる。導入筒５１は、側面開口５１ｈ及びガイド５１ｅが形成されることにより、導入筒５１の軸直角方向断面の中心５１ｃ（図６（ｃ）参照）とその断面上の側面開口５１ｈとを結ぶ線の方向に対して所定の角度γをもって空気ｇを導出することができるように構成されている。なお、導入口５１ｂは、側面開口５１ｈよりも閉塞端面５１ａから離れる側の側面に形成し、閉塞端面５１ａと対向する端面も閉塞してもよい。

チャンバー５３は、典型的には直方体に形成され、直方体の互いに向かい合う一対の面５３Ｒ、５３Ｓがほぼ正方形に形成されている。ほぼ正方形の面５３Ｒ、５３Ｓに対して垂直な４つの面５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄは、面５３Ｒ、５３Ｓに対して垂直な辺が、導入筒５１に形成された側面開口５１ｈのつなぎ辺５１ｖの長さよりも長く形成されている。ほぼ正方形の面の一方である面５３Ｓには、ほぼ中央に、導入筒５１を挿入可能であるが導入筒５１との隙間ができるだけ小さくなるような導入筒貫通孔５３Ｓｈが形成されており、面５３Ｓに対向する面５３Ｒには、正方形の一辺よりもやや小さい直径の可動遮蔽板貫通孔５３Ｒｈが形成されている。可動遮蔽板貫通孔５３Ｒｈは、導入筒貫通孔５３Ｓｈよりも大きく形成されている。チャンバー５３には、導入筒５１の側面開口５１ｈがチャンバー５３内に収容され、導入口５１ｂがチャンバー５３の外側に位置するように、導入筒５１が挿入されている。このとき、導入筒５１とチャンバー５３とは、導入筒５１の閉塞端面５１ａと、面５３Ｒとがほぼ揃うように配設されている。

チャンバー５３の面５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄには、面５３Ｒを上側に、面５３Ｓを下側に見た場合の左端部に、空気ｇを導出する導出口５３ｈがそれぞれ形成されている。また、チャンバー５３には、面５３Ａ〜５３Ｄの導出口５３ｈを形成する辺のうち内側の辺から、その面に対して垂直にチャンバー５３内に延びるガイド板５４が取り付けられている。ガイド板５４は、可動遮蔽板貫通孔５３Ｒｈの境界までチャンバー５３内に延びている。なお、面５３Ｒ及び面５３Ｓは、正方形ではなく六角形や八角形であってもよい。六角形や八角形とした場合は、これらに垂直な面が６面あるいは８面となり、導出口５３ｈを６つあるいは８つにすることができる。また、面５３Ｒ及び面５３Ｓは、いずれの形状であっても、各頂点の角度が等しくなるようにすると、各導出口５３ｈから導出される空気ｇの量がほぼ等しくなり好適である。

可動遮蔽部材５７は、可動遮蔽板５５及び円板５６を有している。円板５６は、チャンバー５３の可動遮蔽板貫通孔５３Ｒｈよりもやや大きい直径を有している。可動遮蔽板５５は、矩形の平板がチャンバー５３の可動遮蔽板貫通孔５３Ｒｈとほぼ同様の曲率に湾曲したものであり、円板５６の面に対して垂直に延びるように円板５６の外周からやや内側に入った円板５６の面に取り付けられている。可動遮蔽板５５は、面５３Ｒ、５３Ｓが正方形の場合は、円板５６に等間隔で４つ取り付けられている。可動遮蔽板５５の湾曲していない辺は、チャンバー５３の面５３Ａ〜５３Ｄ同士が接続している辺の長さと同様の長さになっている。円板５６には回動させるためのつまみ５６ａが取り付けられている。可動遮蔽部材５７は、チャンバー５３に対し、可動遮蔽板５５が内部に位置し、円板５６が外部に位置するように配設されている。

上記のように構成された遠心空気分配器５０では、導入筒５１の導入口５１ｂから空気ｇが流入し、流入した空気ｇは側面開口５１ｈから導入筒５１の外周を旋回するように流出する。導入筒５１から流出した空気ｇは、流出して衝突するチャンバー５３内の面５３Ａ〜５３Ｄに沿ってそれぞれ流れ、面５３Ａ〜５３Ｄとガイド板５４との間を通って導出口５３ｈから導出される。なお、円板５６を円周方向に回動させることにより、可動遮蔽板５５が面５３Ａ〜５３Ｄとガイド板５４とに挟まれて形成される流路の断面積を可変とすることができ、これにより導出口５３ｈから導出する空気ｇの流量を可変とすることができる。

再び図１に戻り、適宜図２〜６も参照して、冷暖房システム１００の説明を続ける。
温調機器６５は、パッケージ型空調機やエアハンドリングユニット等が好適に用いられる。温調機器６５は、空気ｇを各噴流ノズル１０、２０に送気する送風機６６が内蔵されているが、送風機６６は外付けであってもよい。温調機器６５は、コイル（不図示）内を流れる流体と熱交換することにより、冷暖房室Ｒを冷房するときは空気ｇを冷却し、冷暖房室Ｒを暖房するときは空気ｇを温めるように構成されている。

温調機器６５は、遠心空気分配器５０の導入筒５１に形成された導入口５１ｂと、ダクト８１を介して接続されている。本実施の形態では、遠心空気分配器５０の底部から延びる導入筒５１にダクト８１を接続しているが、遠心空気分配器５０の天地を逆にして上方に導入筒５１が延びるように配設し、遠心空気分配器５０の上部からダクト８１を接続してもよい。このようにすると、遠心空気分配器５０の設置スペースをより小さくすることができる。このときは、つまみ５６ａが水平方向に延びるように円板５６に設けられる。遠心空気分配器５０のチャンバー５３に形成された各導出口５３ｈには、ダクト８２が接続されている。ダクト８２からはダクト８４が分岐している。ダクト８４は、放射状噴流ノズル１０の導入口１１ａと、あるいは二方向噴流ノズル２０の導入口２１ａと、ダクト８５を介して接続されている。ダクト８１、８２、８４、８５は、典型的にはグラスウールのフレキシブルダクトが用いられるが、亜鉛鉄板で成形されたダクトを用いてもよい。

各噴流ノズル１０、２０は、変換部材１２、２２が冷暖房室Ｒの区画面ＦＢに接触するように、冷暖房室Ｒの区画面ＦＢの裏側に、取付金具を用いて取り付けられている。
図７は、ノズル取付金具６１を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。ノズル取付金具６１は、補強部材６２が、湾曲した矩形の金属製の平板６３のほぼ中央に取り付けられて形成されている。補強部材６２及び平板６３には、放射状噴流ノズル１０の風導部１１、あるいは二方向噴流ノズル２０の円筒２１Ｐを挿通し、固定リング１５、２５が取り付けられた部分は通さないような挿通孔６１ｈが形成されている。

各噴流ノズル１０、２０を設置するには、まずノズル取付金具６１を、冷暖房室Ｒの区画面ＦＢを固定するための根太や軽量鉄骨に、湾曲して凸になった側を冷暖房室Ｒの区画面ＦＢ側に向けて取り付ける。次に、根太や軽量鉄骨に取り付けられたノズル取付金具６１の挿通孔６１ｈに、冷暖房室Ｒの区画面ＦＢ側から放射状噴流ノズル１０の風導部１１、あるいは二方向噴流ノズル２０の円筒２１Ｐを挿通する。各噴流ノズル１０、２０は、固定リング１５、２５が補強部材６２に接触して挿通が止まる。このとき、各噴流ノズル１０、２０の変換部材１２、２２の端部が仕上面（例えば図１（ｂ）におけるＦＬ面）よりも冷暖房室Ｒ側に入るように設置する。変換部材１２、２２の端部が冷暖房室Ｒ側に入る程度は、変換部材１２、２２の端部が仕上面に移動したときに、ノズル取付金具６１の平板６３が弾性変形の範囲内で変形する程度である。最後に冷暖房室Ｒの区画面ＦＢを形成する仕上材を根太や軽量鉄骨に取り付けると、ノズル取付金具６１が板バネのようにたわんで、各噴流ノズル１０、２０の変換部材１２、２２の端部が仕上面ＦＢに押しつけられるように接触する。

なお、本実施の形態では、２種類の噴流ノズル１０、２０を配設することとしているが、いずれか１種類の噴流ノズルを配設することとしてもよい。放射状噴流ノズル１０は、その周囲の広範囲に空気ｇを拡散させるのに好適であり、二方向噴流ノズル２０は、例えば根太等が邪魔をして放射状に拡散させることができない場合に好適である。

続いて図１を主に参照し、図２〜図６を適宜参照して、冷暖房システム１００の作用を説明する。熱媒体としての空気ｇは、温調機器６５で温度が調節された後にダクト８１を通って導入口５１ｂから遠心空気分配器５０に流入する。遠心空気分配器５０では、空気ｇがバランスよく分配され、面５３Ａ〜５３Ｄに形成された各導出口５３ｈから流出する。このように、遠心空気分配器５０では、気体ｇをほぼ均等に４つのダクト８２に分配する。なお、遠心空気分配器５０から流出する空気ｇの量を変更するため、遠心空気分配器５０の可動遮蔽板５５が取り付けられた円板５６を操作することができるように、冷暖房室Ｒの区画面ＦＢに点検口を設けておくことが好ましい。遠心空気分配器５０で分配された空気ｇは、ダクト８２、８４、８５を通って放射状噴流ノズル１０、二方向噴流ノズル２０に流入する。

放射状噴流ノズル１０では、スリット１０ｓから流出した空気ｇが略変換部材１２の錐体の辺に沿って区画面ＦＢに向かって放射状に流れる。その後、空気ｇは、区画面ＦＢに衝突して区画面ＦＢに沿う方向に向きを変え、区画面ＦＢに沿って、放射状噴流ノズル１０を中心に放射状に拡散する。なお、放射状噴流ノズル１０の摺動部材１６を摺動させることにより、スリット１０ｓから流出する空気ｇの流量を変更することができる。他方、二方向噴流ノズル２０では、スリット２０ｓから、長辺２１ｘと垂直の方向に空気ｇが流出する。スリット２０ｓから流出した空気ｇは、まず略変換部材２２の表面に沿い、次いで区画面ＦＢに沿って流れ、長辺２１ｘと垂直の二方向に拡散する。なお、二方向噴流ノズル２０の摺動部材２６を摺動させることにより、スリット２０ｓから流出する空気ｇの流量を変更することができる。

区画面ＦＢに沿って拡散した空気ｇは、区画面ＦＢに放熱して区画面ＦＢを温め（暖房時）、あるいは区画面ＦＢから吸熱して区画面ＦＢを冷やす（冷房時）。各噴流ノズル１０、２０の摺動部材１６、２６を摺動させて流出する空気ｇの流量を調節することにより、区画面ＦＢに与える熱量（冷熱量）を調節することができる。そして、温められ、あるいは冷やされた区画面ＦＢからの輻射熱により冷暖房室Ｒの冷房あるいは暖房を行う。なお、この輻射冷暖房に加えて、各噴流ノズル１０、２０から吹き出した空気ｇを冷暖房室Ｒに導入し、これを対流させて冷房又は暖房したのちに収集し、収集した空気ｇを温調機器６５に戻すようにしてもよい。

以上の説明では、冷暖房システム１００が温調機器６５を備えることとして説明したが、外気をそのまま冷熱の熱媒体として利用する外気冷房を行う場合や、各噴流ノズル１０、２０に代えて冷暖房室Ｒ内に空気ｇを吹き出す吹出口を設けて冷暖房室Ｒの冷暖房を行わずに換気のみを行う場合等は、温調機器６５に代えて送風機を設けることとしてもよい。このように、冷暖房システム１００は、冷暖房室Ｒの温度調節を行わない換気設備として利用することもできる。

以上の説明では、放射状噴流ノズル１０の摺動部材１６が、円筒状の摺動部材１６の軸直角方向断面における円の円周方向に摺動することとしたが、円筒の軸の長手方向に摺動するように構成してもよい。
図８に変形例に係る放射状噴流ノズル１０Ａの正面図を示す。放射状噴流ノズル１０Ａは、放射状噴流ノズル１０（図２、図３参照）と比較して以下の点が異なる。まず、風導部１１Ａの側面上部に形成された、調節棒１８を挿通する挿通孔１１ｈＡが、風導部１１Ａの軸が延びる方向（図中の縦方向）に長く形成されており、軸に直角方向（図中の横方向）の大きさは調節棒１８が通る程度に調節棒１８よりやや大きく形成されている。次に、摺動部材１６Ａの凹部１６ｅＡが、風導部１１Ａに形成された凹部１１ｅＡの高さ（凹部１１ｅＡの底から風導部１１Ａの導出口１１ｂ側の端部の長さ）よりも短く形成されている（例えば、凹部１１ｅＡの高さが９ｍｍのところ凹部１６ｅＡの高さが４ｍｍ等。）。上記以外の構成は、放射状噴流ノズル１０（図２、図３参照）と同様である。放射状噴流ノズル１０Ａでは、調節棒１８を挿通孔１１ｈＡの長手方向（風導部１１の軸が延びる方向）に動かして、風導部１１Ａに対して摺動部材１６Ａを摺動させることにより、凹部１１ｅＡによって形成された切り欠き部分のスリット１０ｓから導出される空気ｇの流量を調節することができる。つまり、スリット１０ｓの開口面積を変えることができる。

以上の説明では、摺動部材１６、１６Ａ、２６が風導部１１、１１Ａ、２１の内側に設けられることとしたが、風導部１１、１１Ａ、２１の外側に設けられるように構成してもよい。

本発明の実施の形態に係る冷暖房システムを説明する図である。（ａ）は冷暖房室の床下部分を示す部分平面図、（ｂ）は熱媒体変換部材と冷暖房室の区画面との位置関係を説明する部分立面図である。 本発明の実施の形態に係る放射状噴流ノズルを説明する図である。（ａ）は放射状噴流ノズルの正面図、（ｂ）は放射状噴流ノズルを構成する一部材である摺動部材の正面図、（ｃ）は摺動部材の平面図、（ｄ）は風導部の導出口の部分詳細図である。 本発明の実施の形態に係る放射状噴流ノズルを説明する図である。（ａ）は放射状噴流ノズルの斜視図、（ｂ）はスリットを説明する部分詳細図である。 本発明の実施の形態に係る二方向噴流ノズルを説明する図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 二方向噴流ノズルの風導部及び摺動部材を示す斜視図である。 遠心空気分配器を説明する図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は分解斜視図、（ｃ）は導入筒の軸直角方向断面図である。 ノズル取付金具を説明する図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。 本発明の実施の形態に係る放射状噴流ノズルの変形例を示す正面図である。

符号の説明

１０ 放射状噴流ノズル
１０ｓ スリット
１１ 風導部
１１ａ 導入口
１１ｂ 導出口
１２ 変換部材
１６ 摺動部材
２０ 二方向噴流ノズル
２０ｓ スリット
２１ 風導部
２１ｂ 導出口
２１Ｒ 直方体
２１ｘ 最長辺
２２ 変換部材
２３ 整流板
２６ 摺動部材
１００ 冷暖房システム
ｇ 空気（熱媒体）
ＦＢ 区画面
Ｒ 冷暖房室
Ｖｃ 変換後の流れ方向
Ｖｓ 変換前の流れ方向（風導導出方向）
θ 変換前後の流れ方向のなす角

Claims (4)

1. 気体の熱媒体を導入する導入口と前記熱媒体を導出する導出口とが形成された風導部と；
   前記風導部における前記熱媒体の風導導出方向に対して垂直な投影面上で前記導出口を包含する大きさを有し、前記風導導出方向にある前記熱媒体の流れ方向を変換する変換部材とを備え；
   前記変換前の流れ方向と変換後の流れ方向とのなす角が鋭角であり；
   前記風導部と前記変換部材との間にスリットが形成され；
   さらに、前記風導部に対して摺動し、該摺動により前記スリットの開口面積を可変にする摺動部材を備える；
   熱媒体拡散部材。
2. 前記風導部及び前記摺動部材が筒状に形成されると共に、前記変換部材が錐体状に形成された；
   請求項１に記載の熱媒体拡散部材。
3. 前記風導部が、最も長い辺が前記導出口の一辺となる直方体に形成されると共に、前記変換部材が、前記一辺の方向に延びる板状に形成され；
   前記直方体の内部に、前記スリットを通過する前記熱媒体の流量分布の均一化を図る整流板が配設されて構成された；
   請求項１に記載の熱媒体拡散部材。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱媒体拡散部材を備え；
   前記変換部材が冷暖房室の区画面に接触するように配置された；
   冷暖房システム。

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