JP2011094954A - 送風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吹き出し初速度を大きくせずに気流の到達距離および横風体力を大きくする。
【解決手段】複数台の貫流送風機１の気流吹出口１ａを、互いに同一方向へ向けて、それらの貫流送風機の羽根車の軸線の延在方向と直交しかつ前記気流吹出口の向く方向と直交する方向へ並べて配置し、前記複数台の貫流送風機の組を空間内で所定方向へ向けてその方向へ間隔をあけて整列させる。この複数台の貫流送風機の気流吹出口から吹き出す気流３で、空間の仕切りおよびその仕切った空間内の空気の撹拌を行うエアバリアを形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、エアカーテン等に用いて好適な送風装置に関し、特に、気流の到達距離が大きく、しかも低騒音でかつ横風耐力の大きい送風装置に関するものである。

一般に大空間では、空間温度が均一の場合と不均一の場合でエアカーテン用送風装置からの吹き降ろし気流の到達距離が異なる。空間温度が均一の場合は、吹き降ろし気流の到達距離は水平吹き出しの場合とほぼ同等となるが、天井近傍と床上近傍とで温度差がある場合は、その温度差が大きいほど吹き降ろし気流の到達距離は小さくなる。また、温度差が同じ場合は、吹き降ろし気流の到達距離は吹き出し初速度の大きさに比例する（非特許文献１参照）。

室内の温度は、空気の質量差により「層」状に分布して、天井近傍で最も高温になる。
それゆえ天井高さの高い工場では、エアカーテン用送風装置からの吹き降ろし気流が床まで充分到達せず、開口部を通って室内の暖かい空気と室外の冷たい空気とが入れ替わり易くなる。これが天井高さの高い工場では暖房効果が少なくなる最大の原因である。

また、実際にエアカーテンを設置する場合、横風耐力が大きいものを要求されることが多い。ここで横風耐力は、図９に示すように、エアカーテンを設置する開口部ＯＰに当たる外風速（横風）と同じであり、エアカーテンの吹き出し風速（初速度）ｖ_１［ｍ／ｓ］と、横風耐力＝開口部ＯＰに当たる外風速ｖ_０［ｍ／ｓ］と、開口部ＯＰの単位面積当たりのエアカーテンの吹き出し風量Ｑ［ｍ^３／（ｍ^２・ｓ）］との関係は、以下の式（１）で表される。
ｖ_０ ^２＝Ｑ×ｖ_１ ・・・（１）

この一方、開口部ＯＰの単位面積当たりの吹き出し風量Ｑと、送風装置の吹出口開口面積（ｍ^２）Ａと、送風装置の吹出口開口幅（ｍ）Ｗと、送風装置の吹出口開口長さ（ｍ）
＝開口部ＯＰの長さ（ｍ）Ｌと、開口部ＯＰの高さ（ｍ）Ｈとの関係は、以下の式（２）
で表される。
Ｑ＝（ｖ_１×Ｌ×Ｗ）／（Ｌ×Ｈ）＝（ｖ_１×Ｗ）／Ｈ ・・・（２）

開口部ＯＰの高さＨは決められた数値であるので定数Ｋと置くと、上記の式（１），（２）から、
ｖ_０ ^２＝（ｖ_１ ^２×Ｗ）／Ｋ ・・・（３）
という関係式が得られる。

従って、上記の式（３）から、横風耐力を大きくするためには、エアカーテンの吹き出し風速（初速度）ｖ_１を大きくするか、送風装置の吹出口開口幅Ｗを大きくすれば良いことが判る。

１９８９年日本機械学会発行の機械工学便覧新版第３刷Ｂ．応用編中、Ｂ８編第２章空気調和、Ｂ８−４１頁左欄

しかしながら上述の問題を解決するために送風装置の吹出口からの吹き出し初速度を大きくすると、到達距離や横風耐力は大きくなるが、吹出口および送風装置自体から騒音が発生するという問題が生じ、しかもエアカーテンを設置した開口部を通る人にとってエアカーテンの気流が邪魔になるという問題も生じる。また送風装置の吹出口からの吹き出し初速度を大きくしようとすると、大きな送風装置が必要となって、天井近傍等に大きな占有スペースをとるようになるという問題も生ずる。

そこで本願発明者がこの問題について研究を進めた結果、気流の速度減衰を小さくすれば吹き出し初速度を大きくするのと同じ効果が得られることが判明した。

この発明は、上記の知見に鑑みて先の課題を有利に解決することを目的としたものであり、この発明の送風装置は、複数台の貫流送風機の気流吹出口を、互いに同一方向へ向けて、それらの貫流送風機の羽根車の軸線の延在方向と直交しかつ前記気流吹出口の向く方向と直交する方向へ並べて配置してなるものである。

上記のように、複数台の貫流送風機の気流吹出口を、互いに同一方向へ向けて、それらの貫流送風機の羽根車の軸線の延在方向と直交しかつ気流吹出口の向く方向と直交する方向へ並べて配置すると、それらの貫流送風機の気流吹出口から吹き出した気流が、それらの気流吹出口の向く方向と直交しかつ貫流送風機の羽根車の軸線の延在方向とも直交する方向へ互いに重なり合って、表層部の内側のコアー部が厚い気流が形成される。

ところで、気流吹出口から吹き出す気流（噴流）は、誘引作用により、気流吹出口から離れるほど、周囲の空気を巻き込んで風量が増加する反面、風速が減衰してゆく。誘引作用は噴流の表面積に比例し、表面積が大きいほど誘引風量は多くなる。それゆえ、噴流の表面積が同じでもコアー部の量が多い、すなわちコアー部が厚い気流の方が、誘引風量はそのままでコアー部の風速減衰が少なくなることになる。そして風速減衰が少なくなればその分だけ気流の到達距離は大きくなる。

従って、この発明の送風装置によれば、吹き出し初速度を大きくしなくても気流の到達距離を大きくできるので、吹出口および送風装置自体から騒音を生じさせることなく、また開口部を通る人にとってエアカーテンの気流が邪魔になることなく、そして大きな送風装置で天上付近等に大きな占有スペースをとられることなく、天井高さの高い工場でエアカーテンを天井近傍から床まで充分に到達させ得て、暖房効果を高めることができる。

しかも、この発明の送風装置によれば、吹出口開口幅を大きくした場合と同じ、コアー部が厚い気流を形成するので、吹き出し初速度を大きくしなくても横風耐力も大きくすることができる。

この発明の送風装置の一実施例を示す斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、従来の送風装置と上記実施例の送風装置との気流吹出口をそれぞれ示す説明図である。 （ａ），（ｂ）は、従来の送風装置と上記実施例の送風装置との気流の誘引作用を対比して示す説明図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、従来の送風装置と上記実施例の送風装置とこの発明の他の二種類の実施例の送風装置との気流の減衰状態を対比して模式的に示す説明図である。 （ａ），（ｂ）は、図４（ｃ）に示すこの発明の他の実施例およびこの発明のさらに他の実施例の送風装置の気流吹出口をそれぞれ示す説明図である。 （ａ），（ｂ）は、従来の送風装置とこの発明のさらに他の実施例の送風装置との気流の状況を対比して示す説明図である。 （ａ），（ｂ）は、従来の送風装置とこの発明のさらに他の実施例の送風装置との気流の状況を対比して示す説明図である。 （ａ），（ｂ）は、従来の送風装置とこの発明のさらに他の実施例の送風装置との気流の状況を対比して示す説明図である。 エアカーテンを設置する開口部およびエアカーテンの設置状況を示す略線図である。

以下、この発明の実施の形態を、図面に基づく実施例によって詳細に説明する。ここに図１は、この発明の送風装置の一実施例を示す斜視図、図２（ａ），（ｂ）は、従来の送風装置と上記実施例の送風装置との気流吹出口をそれぞれ示す説明図、図３（ａ），（ｂ）は、従来の送風装置と上記実施例の送風装置との気流の誘引作用を対比して示す説明図、図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、従来の送風装置と上記実施例の送風装置とこの発明の他の二種類の実施例の送風装置との気流の減衰状態を対比して模式的に示す説明図、そして図５（ａ），（ｂ）は、図４（ｃ）に示すこの発明の他の実施例およびこの発明のさらに他の実施例の送風装置の気流吹出口をそれぞれ示す説明図であり、図中符号１は、送風装置を構成する貫流送風機を示す。

図１に示す実施例の送風装置は、図２（ｂ）にも示すように、二台の貫流送風機（例えば本願出願人が販売する商品名ロングファン）１を互いに密接させることにより、それらの貫流送風機１の気流吹出口１ａを、互いに同一方向（図２（ｂ）では下方）へ向けて、それらの貫流送風機１の羽根車の軸線Ｃの延在方向と直交しかつ気流吹出口１ａの向く方向と直交する方向（図２（ｂ）では左右方向）へ互いに密接させて並べて配置したものである。

この実施例の送風装置によれば、図１に示すように、二台の貫流送風機１内の羽根車の回転によってそれらの貫流送風機１の側面からそれぞれ吸気４が貫流送風機１内に取り入れられ、それらの空気が、図２（ｂ）にも示すように、互いに同一方向へ向いた気流吹出口１ａからそれぞれ単独吹き出し気流２として吹き出し、それらの単独吹き出し気流２が、気流吹出口１ａの向く方向と直交しかつ貫流送風機１の軸線Ｃの延在方向とも直交する方向（図２（ｂ）では左右方向）へ互いに重なり合って、図１に示すように、合成吹き出し気流３を形成する。

従来の送風装置を構成する一台の貫流送風機１からの単独吹き出し気流２は図３（ａ）に示すように厚さが薄いため、誘引風２ａを外部から巻き込んで風量を増加させながら、気流吹出口１ａからさほど離れないうちに風速を減衰させるので、吹き出し初速度を大きくしなければ到達距離がさほど大きくならないが、この実施例の送風装置を構成する二台の貫流送風機１からの合成吹き出し気流３は図３（ｂ）に示すように全体的に厚さが厚いため、その表面部分の内側のコアー部３ｃは、厚い増加コアー部３ｄを持っており、噴流の表面部分が誘引風３ａを外部から巻き込んでも、その増加コアー部３ｄが外部からの誘引風３ａの影響で風速を減速させることなく気流吹出口１ａから遠くまで進み、その後に内部の誘引風３ｂの影響で風速を減速させる減衰コアー部３ｅとなる。それゆえ、合成吹き出し気流３は、単独吹き出し気流２と噴流の表面積が同じでも、風速減衰が少ない分だけ気流の到達距離が大きくなる。

従って、この実施例の送風装置を天井付近に設けてそこからの下向きの吹き出し気流によりエアカーテンを形成すれば、吹き出し初速度を大きくしなくても気流の到達距離を大きくできるので、吹出口および送風装置自体から騒音を生じさせることなく、また開口部を通る人にとってエアカーテンの気流が邪魔になることなく、そして大きな送風装置で天上付近等に大きな占有スペースをとられることなく、天井高さの高い工場でエアカーテンを天井近傍から床まで充分に到達させ得て、暖房効果を高めることができる。

しかも、この実施例の送風装置によれば、図２（ａ）に示す従来の送風装置を構成する一台の貫流送風機１の吹出口開口幅ｗと異なり、図２（ｂ）に示すように二台の貫流送風機１で吹出口開口幅Ｗがｗ×２となることから、コアー部３ａが厚い吹き出し気流３を形成するので、吹き出し初速度を大きくしなくても横風耐力も大きくすることができる。

ところで、図４（ａ）に示す従来の送風装置と比較して、この発明では貫流送風機１の台数が多いほど、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すようにコアー部３ａの厚さが大きくなって、合成吹き出し気流３の風速減衰量は少なくなり、気流到達距離が延長される。なお、図４（ｂ）は貫流送風機１が二台の上記実施例の構成、図４（ｃ），（ｄ）は貫流送風機１が三台および五台の他の実施例の構成をそれぞれ示している。

図５（ａ）は、図４（ｃ）に示す実施例の三台の貫流送風機１の具体的な配置の例を示し、図５（ｂ）は、さらに他の実施例の四台の貫流送風機１の具体的な配置の例を示しており、これらの配置によれば、吸気４を取り入れる貫流送風機１の吸気口が他の貫流送風機１で塞がれることなしに、三台以上の貫流送風機１を密接させて配置して、先の実施例と同様の効果を得ることができる。

図６は、この発明の送風装置のさらに他の実施例として、例えば屋内駐車場、工場等の大空間の気体搬送用に、複数台の貫流送風機を並べて構成した送風装置の組を所定方向へ整列させたダクトレス気体搬送システムを、従来の一台ずつ貫流送風機を所定方向へ整列させたダクトレス気体搬送システムと対比して示しており、図６（ａ）は、一台ずつの貫流送風機１を空間Ｓ内で所定方向(図では右方)へ向けてその方向へ間隔をあけて整列させてその貫流送風機１の気流吹出口から吹き出す気流２で空間Ｓ内の空気を順次に上記所定方向へ搬送するダクトレス気体搬送システム、図６（ｂ）は、各々水平に配置した例えば二台の貫流送風機１を縦に並べて構成した送風装置の組を空間Ｓ内で所定方向(図では右方)へ向けてその方向へ間隔をあけて複数組整列させて、各組の貫流送風機１の気流吹出口から吹き出す合成吹き出し気流３で空間Ｓ内の空気を順次に上記所定方向へ搬送する上記実施例のダクトレス気体搬送システムをそれぞれ示す側面図である。

図６に示すように、この実施例のダクトレス気体搬送システムは、各組の貫流送風機１が従来の一台の貫流送風機１より遠くまで気流を送るので、貫流送風機１の設置間隔を従来より広げて貫流送風機１の配置の自由度を高めることができ、また貫流送風機１の設置間隔を従来と同様にする場合には換気効率を従来より高めることができる。

図７は、この発明の送風装置のさらに他の実施例として、アトリウム、ホール、体育館等の大空間のゾーニング（仕切り）およびその仕切った空間内の温度均一化のための撹拌用に、複数台の貫流送風機を並べて構成した送風装置の組を例えば天井に設けて形成したサーキュレータを、従来の一台ずつ貫流送風機を用いて形成したサーキュレータと対比して示しており、図７（ａ）は、一台ずつの貫流送風機１を空間Ｓ内の天井に下向きに設けてその貫流送風機１の気流吹出口から下方へ吹き出す気流２で空間Ｓ内を仕切るとともにその仕切った空間内の空気を撹拌する従来のサーキュレータ、図７（ｂ）は、各々水平に配置した例えば二台の貫流送風機１を横に並べて構成した送風装置の組を空間Ｓ内の例えば天井に下向きに設けて、その組の貫流送風機１の気流吹出口から下方へ吹き出す合成吹き出し気流３で空間Ｓ内を仕切るとともにその仕切った空間内の空気を撹拌する上記実施例のサーキュレータをそれぞれ示す側面図である。

図７に示すように、この実施例のサーキュレータは、各組の貫流送風機１が従来の一台の貫流送風機１より床近くまで気流を送るので、空間Ｓ内を従来のサーキュレータより有効に仕切るとともに、その仕切った空間内の空気を従来のサーキュレータより効率的に撹拌することができる。

図８は、この発明の送風装置のさらに他の実施例として、室内の窓際のぺリメータゾーンの輻射熱、コールドドラフトおよび結露に対する対策用に、複数台の貫流送風機を並べて構成した送風装置の組を窓の下端部の内側に配置して形成したエアバリアを、従来の一台の貫流送風機を用いて形成したエアバリアと対比して示しており、図８（ａ）は、一台の貫流送風機１を窓ＷＷの内側の空間Ｓ内の、窓の下端部に近いペリカウンタＰＣ内に上向きに設けて、空気吸入口ＩＰから取り入れられてその貫流送風機１の気流吹出口から上方へ吹き出す気流２を窓ＷＷに沿わせて上方へ送り空気排出口ＤＰから排出することで、ブラインドＢと窓ＷＷとの間のペリメータゾーンの輻射熱、コールドドラフトおよび結露を防ぐ従来のエアバリア、図８（ｂ）は、各々水平に配置した例えば二台の貫流送風機１を横に並べて構成した送風装置の組を窓ＷＷの内側の空間Ｓ内の、窓の下端部に近いペリカウンタＰＣ内に上向きに設けて、空気吸入口ＩＰから取り入れられてその貫流送風機１の気流吹出口から上方へ吹き出す合成吹き出し気流３を窓ＷＷに沿わせて上方へ送り空気排出口ＤＰから排出することで、ブラインドＢと窓ＷＷとの間のペリメータゾーンの輻射熱、コールドドラフトおよび結露を防ぐ上記実施例のエアバリアをそれぞれ示す側面図である。

図８に示すように、この実施例のエアバリアは、各組の貫流送風機１が従来の一台の貫流送風機１より天井近くまで気流を送るので、ペリメータゾーン内の空気を従来のエアバリアより効率的に換気して、ペリメータゾーンの輻射熱、コールドドラフトおよび結露をより有効に防ぐことができる。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、一台の送風装置を構成する貫流送風機１の台数はさらに多くしても良く、また、複数台の貫流送風機１を間に隙間を空けて並べるとともにそれらの貫流送風機１の気流吹出口１ａだけを互いに近寄るように延長して互いに密接させても良い。さらに、この発明の送風装置を天井付近でなく側壁に縦向きに設けてエアカーテンを形成しても良く、また、上述したエアカーテン、ダクトレス送風システムおよびエアバリアの形成以外の用途に用いても良い。

かくしてこの発明の送風装置によれば、吹き出し初速度を大きくしなくても気流の到達距離を大きくできるので、吹出口および送風装置自体から騒音を生じさせることなく、また開口部を通る人にとってエアカーテンの気流が邪魔になることなく、そして大きな送風装置で天上付近等に大きな占有スペースをとられることなく、天井高さの高い工場でエアカーテンを天井近傍から床まで充分に到達させ得て、暖房効果を高めることができる。

しかも、この発明の送風装置によれば、吹出口開口幅を大きくした場合と同じ、コアー部が厚い気流を形成するので、吹き出し初速度を大きくしなくても横風耐力も大きくすることができる。

１
貫流送風機
１ａ 気流吹出口
２
単独吹き出し気流
３
合成吹き出し気流
３ａ 誘引風（外部）
３ｂ 誘引風（内部）
３ｃ コアー部
３ｄ 増加コアー部
３ｅ 減衰コアー部
４
吸気
Ｂ
ブラインド
ＤＰ 空気排出口
Ｈ
開口部高さ
ＩＰ 空気吸入口
Ｌ
開口部長さ（エアカーテン吹出長さ）
ＯＰ 開口部
ＰＣ ペリカウンタ
Ｓ
空間
ｖ_０ 横風
ｗ
気流吹出口厚さ
Ｗ
吹き出し気流厚さ（エアカーテン吹出幅）
ＷＷ 窓

Claims (3)

1. 複数台の貫流送風機の気流吹出口を、互いに同一方向へ向けて、それらの貫流送風機の羽根車の軸線の延在方向と直交しかつ前記気流吹出口の向く方向と直交する方向へ並べて配置し、
   前記複数台の貫流送風機の組を空間内で所定方向へ向けてその方向へ間隔をあけて整列させて、前記各組の貫流送風機の気流吹出口から吹き出す気流で、前記空間内の空気を順次に搬送する送風装置。
2. 複数台の貫流送風機の気流吹出口を、互いに同一方向へ向けて、それらの貫流送風機の羽根車の軸線の延在方向と直交しかつ前記気流吹出口の向く方向と直交する方向へ並べて配置し、
   前記複数台の貫流送風機の気流吹出口から吹き出す気流で、空間の仕切りおよびその仕切った空間内の空気の撹拌を行うエアバリアを形成する送風装置。
3. 前記複数台の貫流送風機の気流吹出口を窓の内側で上方へ向けて配置して、それらの貫流送風機の気流吹出口から吹き出す気流でぺリメータゾーンについての前記エアバリアを形成するものである、請求項２記載の送風装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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