JP2013525726A - エアディフューザ及び空気循環システム - Google Patents

Abstract

本発明はエアディフューザに関する。エアディフューザは少なくとも１つの第１の放出エレメントを含む。第２の放出エレメントは、第２の放出エレメントの真下近傍において、実質的にディフューザの放出面へ向かって少なくとも１つの面に流れる第２の空気流を放出するよう配置されている。第１の放出エレメントは、第２の放出空気流により誘導される第１の空気流を放出して、第１の放出空気流の方向が主として第２の空気流の移動方向により決定されるよう配置されている。

Description

本発明は、エアディフューザ（air diffuser；空気拡散器）に関する。本発明の実施態様は特に限定されないが、空気供給システムの一部として、天井用回転ディフューザ（ceiling swirl diffuser）、床用回転ディフューザ（floor swirl diffuser）、または線形スロットディフューザ（linear slot diffuser）に用いられる。

多くの建物には、ディフューザに接続されたダクトを通じて空気を建物全体に行き渡らせる空調設備や換気装置が設置されている。ディフューザは、空調や換気をする空間に供給空気を送る。ディフューザが適合するのに必要とされる天井格子の寸法など、大きさに制約があるので、多くの場合、ディフューザごとの空気流の最大流速は最適値未満に制限され、追加のディフューザを導入する費用が必要となる。

多くのディフューザには、ディフューザからほぼ一定速度の空気を放出する、気流調整用の調節可能なダンパーや調節可能なブレードが取り付けられており、これらはダンパーやブレードの気流設定にかかわらず、占有空間へのほぼ一定の供給空気放出を維持する。これらの調整可能なダンパーやブレードは、熱動力、電動力、または空気圧動力のアクチュエータにより調節され、ディフューザにより供給されるサブゾーンの個々の占有スペース（空間）の空気温度の調節ができるようになる。

調整可能なブレードは、手動により、または熱動力、電動力、または空気圧動力のアクチュエータによりディフューザの放出方向を変更するためにしばしば使用される。そのようなディフューザからの空気の流速、及びディフューザのダンパーやブレードの位置は、他のダンパーの開閉などによる供給ダクトシステム内の供給空気の圧力変動の影響をしばしば受ける。その結果、供給空気圧の増大または減少により各ディフューザから放出される空気流速が増大または減少するために、またダンパー／ブレードの弾性機構により生じる調節可能なダンパーまたは調節可能なブレードの開閉により各ディフューザから放出される空気流速が増大または減少するために問題のサブゾーンの温度コントロールが不良となる。

本発明の第１の態様によれば、少なくとも１つの第１の放出エレメント及び少なくとも１つの第２の放出エレメントを含み、前記第２の放出エレメントが、第２の放出エレメントの真下近傍において、実質的にディフューザの放出面へ向かって少なくとも１つの面に流れる第２の空気流を放出するよう配置され、前記第１の放出エレメントが、第２の放出空気流により誘導される第１の空気流を放出して、第１の放出空気流の方向が主として第２の空気流の移動方向により決定されるよう配置されているエアディフューザを提供される。

実施態様の一例では、第１の空気流の流速は、実質的に第２の空気流の流速より大きい。

第２の空気流が存在しない状態で放出された第１の空気流の放出方向が、第２の空気流が存在する状態で放出された第１の空気流の放出方向と実質的に異なる。

実施態様の一例では、第２の空気流速エレメントは、第２の空気流の流速を変えるように操作される。

第１の空気流の放出方向は、第２の空気流速エレメントの操作により変化する。

第１の空気流速エレメントは、第１の空気流の流速を変えるように操作される。

実施態様の一例では、エアディフューザは、第２の空気流と第１の空気流の流速を変えるよう操作する共通の空気流速エレメントを含む。

前記共通の気流速度エレメントは、第１の気流及び第２の気流の流量を実質的に互いに独立して変更可能である。

実施態様の一例では、共通の空気流速エレメントの操作により、第２の空気流の流速を実質的に変えずに、第１の空気流の流速を下げる。

共通の空気流速エレメントの操作により、第１の空気流の流速を実質的に変えずに、第２の空気の流速を下げる。

共通の空気流速エレメントの操作により、第１及び第２の混合空気流の流速を実質的に変えずに、第１の空気の流速を下げる。

共通の空気流速エレメントの操作により、第１及び第２混合空気流の流速を実質的に変えずに、第２の空気流の流速を下げる。

実施態様の一例では、第１の放出エレメントは、第１の空気流の流速を変えるように操作される。

第１の放出エレメントは、第１の空気流の流れ方向を変えるように操作される。

空気流方向調節の範囲内において、供給全空気圧が一定の場合、第１の放出エレメントにより放出される空気の流速はほぼ一定である。

実施態様の一例では、第２の放出エレメントは、第２の空気流の流速を変えるように操作される。

第２の放出エレメントは、第２の空気流の流れ方向を変えるように操作される。

第１の放出エレメント及び第２の放出エレメントは共通の羽根を有し、その羽根の操作により第１の空気流及び第２の空気流の少なくとも一方の放出方向が変わる。

共通の羽根の操作により、第１及び第２の混合空気流の放出方向が変わる。

空気流方向調節の範囲内において、供給全空気圧が一定の場合、第１の放出エレメント及び第２の放出エレメントにより放出された混合空気の流速はほぼ一定である。

第１の放出エレメント及び第２の放出エレメントは共通の羽根を有し、その羽根の操作により第１の空気流及び第２の空気流の少なくとも一方の流速が変わる。

共通の羽根の操作により、第１及び第２の混合空気の流速を変えることができる。

供給空気圧の増大または減少による第１の放出エレメントの羽根のふれが、第１の放出エレメントの開口をそれぞれ広げまたは狭める。

第１及び第２の放出エレメントが少なくとも１つの共通の羽根を有し、供給空気圧の増大または減少によるその羽根のふれが第１及び第２の放出エレメントの開口をそれぞれ広げまたは狭める。

他の実施態様では、第１の態様によるエアディフューザは、ダクトシステムに組み込まれている。

さらに他の実施態様では、第１の態様によるエアディフューザは、空気供給システムに組み込まれている。

その他の形態が本発明の範囲内に含まれるが、以下に好ましい実施態様の一例を添付図面を参照しつつ説明する。
図１ａ及び１ｂは、従来の典型的な天井用回転式ディフューザの底面図（Bottom View）及びＡ−Ａ（Section A-A）断面図。 図２ａ及び２ｂは、従来のディフューザの調節可能な吹出方向ブレードの構成を示す図１ａのＢ−Ｂ（Section B-B）に相当する断面図。 図３ａ〜３ｄは、本発明の実施態様によるディフューザの、調節可能な吹出方向及び調節可能な気流速度ブレードの構成を示す図１ａのＢ−Ｂ（Section B-B）に相当する断面図。 図４ａ〜４ｄは、本発明の実施態様によるディフューザの、調節可能な吹出方向及び調節可能な気流速度ダンパーの構成を示す図１ａのＢ−Ｂ（Section B-B）に相当する断面図。 図５ａ及び５ｂは、本発明の実施態様による、移動して利用できる、ほぼ水平に回転吹出する床用回転式ディフューザの上面図（Top View）及びそのＢ−Ｂ（Section B-B）断面図。 図６ａ〜６ｅは、従来の及び本発明の実施態様による、吹出方向が調節可能である線形スロットディフューザの底面図（Bottom View）、そのＡ−Ａ（Section A-A）断面図及びＢ−Ｂ（Section B-B）断面図。

まず、本発明の具体例を挙げて、ディフューザに関する特徴を説明する。

建物の天井用ディフューザは、吹出しの低下（すなわち吹出し不足）により冷房モードにおいて直下に吹出す恐れが増し、通風（draught）が生じることにより、専有空間での温度分布が悪くなることから、各ディフューザにより対処される空間の面積にほぼ広がるよう、頭の高さより上に空気が水平方向に放出するよう設計される。
一方、吹出しの増加（すなわち吹出し過多）により、気流が互いに衝突したり、壁などの障害物に衝突し通風が生じる恐れがある。

天井用ディフューザからの暖房を必要とする空間では、特に天井が高い場合は、供給される暖気の上昇を相殺するよう、多くの場合、主に下向きの放出方向のディフューザが選択され占有率の低い場所への暖気の浸透を向上させる。

天井用回転ディフューザは、誘導性の高い放出がされ、放出された供給気流に大量の室内空気が混合し、それにより急速に供給空気と室温の差がなくなり、占有空間全体をより均一な温度分布にすると同時に、放出速度が急速に減衰し、通風がなく、快適性を向上させるので、上記の用途において、４方向吹出しディフューザ等の低誘導空気拡散装置よりもますます用いられるようになっている。

オフピーク負荷時のファンのエネルギーを減らすために、可変速供給空気ファン、または可変風量（ＶＡＶ）供給空気システムが、多くの場合、特に冷房モードにて、調整空気をディフューザに供給するために用いられる。このようなシステムは、暖房モードで空気流速を減少させる時には、特に高い天井からの供給空気の放出には使用されない場合が多い。各ディフューザからの放出速度の低下により、占有空間に降下する暖かく浮揚性の供給空気の運動量が低下し、供給空気が在室者へ行き渡らず暖房効率が悪くなるからである。

冷房モードにおいて、変化する空気流速に対応するために、ディフューザは、高低両方の空気流速において、比較的一定した水平方向の低温供給空気を吹出す、水平方向の安定した放出を必要とする。放出が水平方向に固定されているディフューザでは、高流速の場合には一般的に吹出しが多くなり、オーバースロー（放出過多）となり、隣接するディフューザからの空気流が衝突したり、気流が壁や仕切りなどの障害物に当たったりして、通風が生じることがある。一方、低流速の場合には、一般的に吹出しが少なくなり、ディフューザの放出が届かず、よどむ場所や、温度が上昇する場所や寒い場所が生じたり、ディフューザの近くや真下でも、冷たく高密度の（dense）供給空気が占有空間へ降下して、通風を生じることがある。このような空気量を変更できる用途においては、標準的な放出を水平方向に固定した天井用回転ディフューザは、誘導比率が高く、供給空気と室内空気がよく混合されることから、効率と快適さにおいて、実質的に水平放出型の４方向吹出しディフューザよりも良好に作動する。しかし、そうであっても、特に供給空気と室温との差が大きい場合は（多くは１６Ｋ程度）、冷房モードにおいてターンダウン比約３０〜４０パーセントは、通常、天井用回転ディフューザの最低値である。また、前者（天井用回転ディフューザ）の加熱効果は、混合を増やしてもわずかに向上するだけであって、そのような標準的な水平方向の放出回転ディフューザで水平方向に放出しても効果は低い。

回転羽根（swirl vanes）の一部の上で供給気流速度を主としてほぼ一定に保つよう設定する調節可能ダンパーは、ディフューザの空気流の最小許容流速を減少させるために、しばしばディフューザのすぐ上方で使用される。このようなダンパーは、多くの場合ＶＡＶ（variable air volume;可変空気量）用に動力化され、ディフューザのＶＡＶの範囲が広くなる。しかし調節可能ダンパーは、一般に最大流量に設定したときでも回転ブレードの一部を塞いでしまうので、必然的に大型のディフューザが必要となり、作動している回転ブレード上での気流速度が増すことによってノイズが発生しやすくなる。

放出方向を調節できる回転ディフューザ（通常、ディフューザのブレード角を変更することにより、または供給気流を下方に変えるか、あるいはできる調節可能ガイド羽根もしくは噴出気流により調節する。）は、通常、暖気を下方向へ供給して暖房効率を上げるために使用される。このようなディフューザは、供給空気温度または供給空気と室温の温度差に基づいて自動的に放出方向を調節できる、熱動力式、電動式、または空気圧式のアクチュエータを組み込むことができる。調節可能ブレード角により、暖気を最適な低い位置へ容易に浸透させられるが、水平方向の空気放出に必要な極端に平坦なブレード角にすると、ディフューザのブレード間の隙間が制限され、冷却能は低下する。実際、比較的平坦なブレード角は、従来の全ての回転式ディフューザの冷房モードにおいて必要とされている。従って、従来のディフューザは、放出される空気流速との関連で比較的大きなディフューザ面を有してなければならず、場所的要件、コスト及び美観に悪影響を与えていた。

明細書に記載するように、本発明の実施態様は、主に圧力プレナムまたはダクトから空気を放出する天井用のディフューザ組立品に関する。

図１ａは、従来の典型的な回転式ディフューザ（１８）の底面図であり、図１ｂは、従来の典型的な回転式ディフューザ（１８）の側断面図である。天井またはダクトの貫通部（２）と接するフランジ面（１）はディフューザの吹出面（１ａ）に包含され、供給気流（３）はダクトまたは供給プレナム（５）からディフューザの吸気口（４）へと流れ込む。任意のディフューザダンパーは、完全に開いた状態（６ａ）及び完全に閉じた状態（６ｂ）が示されており、手動でのディフューザへの空気流の流速調節に用いることができる。ディフューザへの気流（３）の流速は、ディフューザの吸気口（４）の上方に追加的に位置する可変速ドライブファン、電動式ダンパーまたは類似のものにより、自動的に変えることができる。このような供給気流（３）の流速の調節は、吹出しが放出速度により増加した空気流速に基づくので、回転羽根（８）上へのダンパー気流（７）の空気流量及び速度を同時に増加させまたは減少させて占有空間内へ放出する回転気流（９）の吹出しに大きな変化をもたらす。このような回転気流（９）の吹出しの変化は、過剰な吹出しにより隙間風の恐れが増したり、吹出しが足りずに停滞したりするため、快適性を低下させる。さらに、放出回転気流（９）の低流速での極端に低い運動量のために、最小流速が、通常最大流速の約３０％及び４０％に抑えられ、供給気流量（３）を少なくしたときに、冷たく高密度の供給空気の占有空間への降下が抑えられる。

放出回転気流（９）の吹出しの感度を低下させて供給気流の流速（３）を変化させるために、また回転気流（９）が低流速で降下しないようにするために、かつ個々のディフューザの中に独立して変えることのできる空気量（ＶＡＶ）を調節して組み込む手段として、従来技術のディフューザが、電動式、空気圧式または熱動力のアクチュエータ（１０）により供給空気の流速（３）を調節して、ディフューザ内のディフューザダンパー機構を開くか（６ａ）、閉じる（６ｂ）かすることができる。ここでディフューザダンパー機構は、ダンパー気流（７）の主に放射線状の回転羽根（８）に向かう流速をほぼ一定の速度に変えて、下降する大部分の範囲に亘って回転気流（９）の容積速度をほぼ一定の速度に変えて放出する。しかし、回転羽根（８）の動作部へ高速で降下する気流（７）により、ディフューザから過剰のノイズが発生する。さらに、ディフューザダンパー（６ａ及び６ｂ）により、ダンパーの直下にある回転羽根（８）の動作部への気流が消失し、ディフューザの最大許容流速が低下する。このことは、ディフューザダンパー（６ａ及び６ｂ）に孔を空けて、低運動量の供給空気（１１）が回転羽根（８）のほぼ動作していない箇所を通って流れるようにし、さらに高い運動量の放出回転気流（９）により誘導されるようにして、しばしば部分的に補償される。しかし、これは部分的にディフューザの最大許容空気流速の低下を補うだけで、実際はディフューザダンパーが（６ａ）の位置から（６ｂ）の位置へ調節されて、放出回転気流（９）の流速及び運動量が減少すると、ディフューザダンパーが閉じた位置（６ｂ）に接近し降下（１１ａ）の恐れが増す。さらに、従来のディフューザに組み込まれたダンパーの配置についは、図１ｂに示すように、ディフューザダンパーが上方及び下方に動くことにより、それぞれが開いたり（６ａ）閉じたり（６ｂ）する問題もある。その結果、ディフューザの圧力損失が低下しても（図２参照）、または供給ダクト内またはプレナム（plenum）（５）内の空気圧が増加すると（例えば、供給ダクトシステム内の他のディフューザを閉めることによって）、ダンパー気流の流速（７）は、供給空気圧の増加により増加するだけでなく、ディフューザダンパー及び連動しているアクチュエータ（１０）装置の弾力性及び動きに起因して、放出されるダンパー気流（７）が通過するディフューザダンパーの開口部が広がることによっても増加する。その結果、ディフューザダンパー（６ａ及び６ｂ）は供給空気圧の増加により、さらに押し開けられる。そのため、供給ダクト内またはプレナム（５）内の空気圧の変化により、放出される回転気流の流速（９）の増加及び減少の制御がかなり不良となり、占有空間の温度自動制御（thermostatic temperature control）及び熱的快適性（thermal comfort）が損なわれる。熱動力式のoアクチュエータ（１０）により作動するディフューザダンパー（６ａ及び６ｂ）は、例えばアクチュエータの短く比較的弱い動作ストローク、アクチュエータの高い熱履歴（ヒステリシス）及びアクチュエータの高い熱的慣性が応答の制限をもたらす停滞（sluggishness）を取り扱うのに必要な極めて精密な機構などの種々の要因による開口部の調節を引き起こす、上述の制御されない圧力に特に影響を受けやすい。

図２は、図１ａに示す従来の典型的な回転羽根（８）の側断面図であり、図２ａは、一般的に天井回転ディフューザの冷房モードで必要となる、ディフューザの放出平面（１ａ）に対し回転気流（９ａ）のほぼ平行な放出を実現するために必要な、ディフューザの放出平面（１ａ）に対し比較的平坦なブレード角（α）を示す。浅いブレード角（α）は、隣接するブレード（８）間の隙間の開口部（１２）を小さくし、放出回転気流（９ａ）の流速を制限する。図２ｂは、従来の別の実施態様である典型的な天井回転ディフューザであり、調節可能なブレードを有し、その回転ブレード（８）は、手動により、または熱動力式、空気圧式または電動式のいずれか１つの手段により作動するアクチュエータ（図示せず）によりディフューザの放出平面（１ａ）に対し急角度（β）で回転し（（β）＞（α））、回転気流（９ｂ）の放出方向が、ディフューザの放出平面（１ａ）に対しほぼ垂直になるように変更する。これは天井回転ディフューザの暖房モード、特に放出の高さが高い場合に必要となる。急ブレード角（β）により、隣接するブレード（８）間の隙間の開口部（１２ａ）が大きくなり、供給全空気圧がほぼ一定になるので、回転気流（９ａ）に比べ回転気流（９ｂ）の方が流速が増加する。従って、ディフューザの回転ブレード（８）角の変化により、制御不良の放出回転気流の流速（９ａ及び９ｂ）の増加及び減少がかなり引き起こされることがある。それによりディフューザにより調節される占有空間での自動調温制御及び熱的快適性が損なわれる。これらの供給気流速度の増減の制御不良の変化は、熱動力、空気圧、または電動により作動するアクチュエータ（図１の１０）により駆動する調節可能なディフューザダンパー（図１の６ａ及び６ｂ）を有するディフューザを追加的に装備しても、図１にて記載した理由により、完全に補うことはできない。さらに、放出回転気流（９ａ及び９ｂ）の流速の変化は、ディフューザに供給気流の静圧をもたらす可能性がある。従って、システム内の他のディフューザを含む供給全空気システムが変化し、それにより、他の温度範囲、特に熱動力により作動するディフューザダンパー（６ａ及び６ｂ）による流速調整機能を有するディフューザにより調節される温度範囲を含む、全システムにより提供される温度自動制御及び熱的快適性が損なわれる。

図３は、本発明の実施態様による天井用回転ディフューザの回転ブレード（８）の側断面図である。図３ａは、従来の放出回転気流の流速（図２ａの９ａ）と比較して増加した回転気流の流速（９ｃ）を示す。この９ｃは、ディフューザの放出平面（１ａ）に対する比較的急なブレード角（α１）の結果として、（α１）＞（図２ａのα）となり、回転ブレード（８）間の回転スロット（１２ｂ）の開口が大きくなり実現される。ガイドスロット気流（１３）は、実質的に回転気流（９ｃ）より流速が低く、ガイドスロット（１４）を通って放出され、ガイド羽根（１５）に沿って、ディフューザ放出平面（１ａ）とほぼ平行に、ディフューザの下方へと向かう。
放出された回転気流（９ｃ）は、ガイドスロット気流（１３）に誘導され、ディフューザ放出平面（１ａ）に対してほぼ平行に方向転換し、ディフューザの下方へ向かう、ディフューザ放出平面（１ａ）に対してほぼ平行のディフューザから離れる混合空気流（９ｃ及び１３）の動きが生じる。図３ｂは、本発明の他の実施態様であり、回転ブレード（８）は、手動または熱動力、空気圧動力、電動力のいずれか１つの手段により作動するアクチュエータ（図示せず）によりディフューザの放出平面（１ａ）に対し急角度（β）へと回転し、（β）＞（α１）となり、ガイドスロット（１４）はほぼ閉じられる。これにより、スロット気流（１３）は遮断され、放出回転気流（９ｄ）の放出方向が、ディフューザの放出面（１ａ）に対してほぼ垂直方向に変わる。回転ブレード（８）角の（α１）から（β）への増加が、従来の（α）から（β）への増加と比較して少ないので、回転スロットの開口部（１２ｂ）から（１２ｃ）への増加、及びその結果生じる放出回転気流の流速（９ｃ）から（９ｄ）への増加が少なくなる。さらに、これらの増加は、主にそれに伴うガイドスロット（１４）の開口部の減少、及びその結果として生じるガイドスロット気流（１３）の流速の減少により補われ、（α１）から（β）の範囲での回転ブレード（８）角にかかわらず、供給空気がほぼ一定の全圧力で作動するとき、ディフューザより放出されるほぼ一定の混合空気の流速を生み出す。図３ｃは、本発明のさらに別の実施態様であり、回転ブレード（８）は、手動または熱動力、空気圧動力、電動力のいずれか１つの手段により作動するアクチュエータ（図示せず）によりディフューザの放出平面（１ａ）に対し浅い角度（α２）で回転し、（α２）＜（α１）となり、回転気流（９ｅ）及びガイドスロット気流（１３ａ）は共に絞られ、同時に両方の気流の放出速度がほぼ一定に保たれ、また、ディフューザの下方へ向かってディフューザから離れる、ディフューザの放出平面（１ａ）に対してほぼ平行の混合空気流の動きが維持される。図３ｄは、ディフューザからの気流をほぼ遮断するよう回転した回転ブレード（８）を示す。

図４は、本発明の実施態様による天井用回転ディフューザの回転ブレード（８）の側断面図である。図４ａは、ディフューザの放出面（１ａ）に対し増加した回転ブレード（８）角（α´１）を示し、（α´１）＞（図２ａのα）である。ディフューザダンパー（６ｃ）は全開した位置にあり、ガイドスロット（１４）の開口部と回転スロット（１２ｂ１）の開口部を最大にしている。ガイドスロット気流（１３）は、実質的に回転気流（９ｃ１）より流速が低く、ガイドスロット（１４）を通って放出され、ガイド羽根（１５）に沿って、ディフューザ放出面（１ａ）とほぼ平行に、ディフューザの下方へ向かう。放出された回転気流（９ｃ１）は、ガイドスロット気流（１３）に誘導され、ディフューザ放出面（１ａ）に対してほぼ平行へと方向転換し、ディフューザの下方へ向かう、ディフューザ放出面（１ａ）に対してほぼ平行の、ディフューザから離れる混合空気流（９ｃ１及び１３）の動きが生じる。図４ｂは、本発明の他の実施態様であり、ディフューザダンパー（６ｄ）は、手動または熱動力、空気圧動力、電動力のいずれか１つの手段により作動するアクチュエータ（図示せず）によりスライドし、ガイドスロット（１４）はほぼ閉じている。これによって、放出回転気流（９ｄ１）の放出方向が、ディフューザの放出面（１ａ）から離れるように変更するように、ガイドスロット気流（１３）はほぼ遮断される。図４ｃは、本発明の他の実施態様であり、ディフューザダンパー（６ｅ）は、手動または熱動力、空気圧動力、電動力のいずれか１つの手段により作動するアクチュエータ（図示せず）によりスライドし、回転スロット（１２ｄ１）の開口部が部分的に閉じられ、回転気流（９ｅ１）は絞られると同時に、ほぼ一定の放出速度を保ち、またディフューザの下方へ向かう、ディフューザ放出面（１ａ）に対してほぼ平行の、ディフューザから離れる回転気流（９ｅ１）とガイドスロット（１３）気流の混合空気流の動きを保つ。図４ｄは、ディフューザからの気流をほぼ遮断するようスライドし、同時に、ディフューザのガイドスロット気流（１３）の動きが、ディフューザの下方へ向かい、ディフューザの放出面（１ａ）に対してほぼ平行にディフューザから離れるよう保たれている、ディフューザダンパー（６ｆ）を示す。

図５ａ及び５ｂは、本発明の実施態様による、床用回転ディフューザの上面及び断面を示す。回転気流（９ｆ）を放出する回転スロット（１２ｅ）は、回転気流（１３ｂ）を放出するガイドスロット（１４ａ）と交互に配置されている。回転気流（９ｆ）は、ディフューザ放出面（１ａ）に対して比較的急角度（Φ１）で放出される。実質的に回転気流（９ｆ）より流速が低いガイドスロット気流（１３ｂ）は、比較的浅い角度（Φ２）で、（Φ２）＜（Φ１）で放出され、ディフューザの下流方向へ向かって、ディフューザ放出面（１ａ）に対してほぼ平行に、ディフューザ面（１ｂ）に沿うように流れる。放出された回転気流（９ｆ）は、放出されたガイドスロット気流（１３ｂ）に誘導され、ディフューザ放出面（１ａ）に対してほぼ平行に方向転換し、ディフューザの下流方向へ向かう、ディフューザ放出面（１ａ）に対してほぼ平行な、ディフューザから離れる混合空気流（９ｆ及び１３ｂ）の動きを生み出す。本発明の実施態様により放出された床用回転ディフューザの全流量は、比較例の（すなわち、同様の大きさ、スロットの長さ、スロットの幅、スロットの数、作動圧力を有する）床用回転ディフューザの全流量より多く、スロットの放出角を変更することなく、ディフューザ放出面に対して平行な放出を生み出す。

図６ａは、従来または本発明の両方の実施態様を示す、線形スロットディフューザの底面を示す図である。線形スロットディフューザの多数の細長い溝を設けたバレル（１６ａまたは１６ｂ）が、従来技術の態様を示した図６ｂ、また本発明の態様を示した図６ｃに示すように放出方向を変え、本発明の態様では、第１の気流（９ｇに対する９ｈ）の放出角度が大きくなり（α４＞α３）抵抗が減るため、また同時に全体のスロット幅が増す可能性がある（１７ｂ＞１７ａ）ために、従来技術の態様と比較して、流速が増加することを示している。ガイドスロット気流（１３ｃ）は、実質的に第１の気流（９ｈ）より流速が低く、ガイドスロット（１４ｂ）を通って放出され、ディフューザの面フランジ（１ｃ）に沿って、ディフューザ放出面（１ａ）に対してほぼ平行に、ディフューザの下方へ向かって放出される。放出された第１の気流（９ｈ）は、ガイドスロット気流（１３ｃ）に誘導され、ディフューザ放出面（１ａ）に対してほぼ平行に方向を変え、ディフューザの下方へ向かう、ディフューザ放出面（１ａ）に対してほぼ平行な、ディフューザから離れる混合空気流（９ｈ及び１３ｃ）の動きを生み出す。
図６ｄは、従来の実施態様を示し、左右の図は、ほぼ下方に調節されたディフューザの放出方向を示したものである。それはバレル（１６ａ）が、供給空気がほぼ下方に向かうよう回転することにより実現される。中央の図は、供給空気を遮断するよう回転したバレル（１６ａ）を示している。図６ｅは、本発明のさらなる実施態様を示し、左右の図は、供給空気がほぼ下方に向かうよう回転したバレル（１６ｂ）を示したものであり、中央の図は、供給空気を遮断するよう回転したバレル（１６ｂ）を示している。供給空気がほぼ下方に放出する場合、図６ｅに示された実施態様では、バレル内の空気流の流速（１６ｂ対１６ａ）への抵抗が減るため、また同時に全体のスロット幅が増す可能性がある（１７ｃ＞１７ａ）ために、図６ｄに示された従来の実施態様と比較して、下方へ向って放出する空気流の流速が増加する。

簡略化のために、上記の図では、回転気流または第１の気流を放出する各開口部またはスロットにおける１つ以上のガイドスロットを取り入れた本発明の実施態様も、ガイド気流を放出する各ガイドスロットにおける回転または第１の気流を放出する１つ以上の開口部またはスロットを取り入れた本発明の実施態様も示していない。

簡略化のために、上記の図では、ディフューザの放出面とほぼ一致する平面とほぼ一致する放出開口部を示している。放出開口部が、平面である必要はないこと（例えば、それらは湾曲面上にあること）、またディフューザの放出面（例えば、さらに下方にある穴の開いた平面）と一致する必要はないことは、当業者は当然理解するであろう。

広い範囲で説明した本発明の精神または範囲から逸脱することなく、具体的実施態様に示した本発明について、多くの変形及び／または修正が可能であることは、当業者には当然理解できるであろう。従って、実施の態様は例示であって本発明を制限するものではない。

本明細書に含まれる先行技術についての言及は、特に記載がない限り、公の一般常識であることを意味するものではない。

本明細書に記載のディフューザを組み込んだ空気送達システムは、大幅にエネルギーを節約し、より効果的な性能を提供するだけでなく、熱的快適性を向上させ、資本コストを減少し、また美観を向上させる。

ガイドスロットを有するディフューザを通して空間に供給空気を送達する、本発明のＨＶＡＣ（heating，ventilation，and air conditioning；暖房・換気・空調）システムは、種々の可変速駆動のファンで動作するよう、または可変風量（ＶＡＶ）ボックスなどの装置に組み込むよう設計され、熱負荷が低い空気流を減らし、それによりファンのエネルギーを節約し、本発明の実施例に記載のディフューザのように、空気をほぼ水平方向に放出するよう設定したとき、安定したほぼ水平の放出を維持しながら、従来技術のディフューザと比較して、供給空気をはるかに低い流速に抑えることができる。また、これは、ほとんどの場合に動作圧力の増加を必要とすることなく達成されるので、ファンエネルギーを節約できる。さらに、本発明のいくつかの実施態様に記載のディフューザにより放出される空気流の最大流速は、従来技術の最大流速と比較して高い。それにより、ディフューザ数をより少なくしたり、ディフューザの面サイズをより小さくでき、資本コストを減少させ、美観も向上する。本発明の実施例によれば、ディフューザは占有空間の空気温度制御が向上するよう空気の流速を変えることができ、放出方向の調節ができ、熱効率を上げ、供給空気の空気圧変動システムによる制御不良な空気流量変動を減少させ、それにより在室者の快適性及びシステムの効率が向上する。

放出方向を調節できる回転ディフューザ（通常、ディフューザのブレード角を変更することにより調節するか、または供給気流を下方に変えるか誘導できる調節可能ガイド羽根もしくは噴出気流により調節する。）は、通常、暖気を下方向へ供給して暖房効率を上げるために使用される。このようなディフューザは、供給空気温度または供給空気と室温の温度差に基づいて自動的に放出方向を調節できる、熱動力式、電動式、または空気圧式のアクチュエータを組み込むことができる。調節可能ブレード角により、暖気を最適な低い位置へ容易に浸透させられるが、水平方向の空気放出に必要な極端に平坦なブレード角にすると、ディフューザのブレード間の隙間が制限され、冷却能は低下する。実際、比較的平坦なブレード角は、従来の全ての回転式ディフューザの冷房モードにおいて必要とされている。従って、従来のディフューザは、放出される空気流速との関連で比較的大きなディフューザ面を有してなければならず、場所的要件、コスト及び美観に悪影響を与えていた。

Claims (26)

1. 少なくとも１つの第１の放出エレメント及び少なくとも１つの第２の放出エレメントを含み、
   前記第２の放出エレメントが、第２の放出エレメントの真下近傍において、実質的にディフューザの放出面へ向かって少なくとも１つの面に流れる第２の空気流を放出するよう配置され、
   前記第１の放出エレメントが、第２の放出空気流により誘導される第１の空気流を放出して、第１の放出空気流の方向が主として第２の空気流の移動方向により決定されるよう配置されているエアディフューザ。
2. 第１の空気流の流速が、実質的に第２の空気流の流速より大きい請求項１に記載のエアディフューザ。
3. 第２の空気流が存在しない状態で放出された第１の空気流の放出方向が、第２の空気流が存在する状態で放出された第１の空気流の放出方向と実質的に異なる請求項１または２に記載のエアディフューザ。
4. 第２の空気流速エレメントが、第２の空気流の流速を変えるように操作される請求項１〜３のいずれか１項に記載のエアディフューザ。
5. 第１の空気流の放出方向が、第２の空気流速エレメントの操作により変化する請求項４に記載のエアディフューザ。
6. 第１の空気流速エレメントが、第１の空気流の流速を変えるように操作される請求項１〜５のいずれか１項に記載のエアディフューザ。
7. さらに、第２の空気流と第１の空気流の流速を変えるよう操作する共通の空気流速エレメントを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載のエアディフューザ。
8. 前記共通の空気流速エレメントが、第１の空気流及び第２の空気流の流速を実質的に独立して変更できる請求項７に記載のエアディフューザ。
9. 共通の空気流速エレメントの操作により、第２の空気流の流速を実質的に変えずに、第１の空気流の流速を下げる請求項８に記載のエアディフューザ。
10. 共通の空気流速エレメントの操作により、第１の空気流の流速を実質的に変えずに、第２の空気流の流速を下げる請求項８に記載のエアディフューザ。
11. 共通の空気流速エレメントの操作により、第１及び第２の混合空気流の流速を実質的に変えずに、第１の空気流の流速を下げる請求項８に記載のエアディフューザ。
12. 共通の空気流速エレメントの操作により、第１及び第２混合空気流の流速を実質的に変えずに、第２の空気流の流速を下げる請求項８に記載のエアディフューザ。
13. 第１の放出エレメントが、第１の空気流の流速を変えるように操作される、先行する請求項のいずれか１項に記載のエアディフューザ。
14. 第１の放出エレメントが、第１の空気流の流れ方向を変えるように操作される先行する請求項のいずれか１項に記載のエアディフューザ。
15. 空気流方向調節の範囲内において、供給全空気圧が一定の場合、第１の放出エレメントにより放出される空気の流速がほぼ一定である請求項１４に記載のエアディフューザ。
16. 第２の放出エレメントが、第２の空気流の流速を変えるように操作される、先行する請求項のいずれか１項に記載のエアディフューザ。
17. 第２の放出エレメントが、第２の空気流の流れ方向を変えるように操作される、先行する請求項のいずれか１項に記載のエアディフューザ。
18. 第１の放出エレメント及び第２の放出エレメントが共通の羽根を有し、その羽根の操作により第１の空気流及び第２の空気流の少なくとも一方の放出方向が変わる、先行する請求項のいずれか１項に記載のエアディフューザ。
19. 共通の羽根の操作により、第１及び第２の混合空気流の放出方向が変わる請求項１８に記載のエアディフューザ。
20. 空気流方向調節の範囲内において、供給全空気圧が一定の場合、第１の放出エレメント及び第２の放出エレメントにより放出された混合空気の流速がほぼ一定である請求項１８または１９に記載のエアディフューザ。
21. 第１の放出エレメント及び第２の放出エレメントが共通の羽根を有し、その羽根の操作により第１の空気流及び第２の空気流の少なくとも一方の流速が変わる、先行する請求項のいずれか１項に記載のエアディフューザ。
22. 共通の羽根の操作により、第１及び第２の混合空気の流速が変わる請求項２１に記載のエアディフューザ。
23. 供給空気圧の増大または減少による第１の放出エレメントの羽根のふれが、第１の放出エレメントの開口をそれぞれ広げまたは狭める、先行する請求項のいずれか１項に記載のエアディフューザ。
24. 第１及び第２の放出エレメントが少なくとも１つの共通の羽根を有し、供給空気圧の増大または減少によるその羽根のふれが第１及び第２の放出エレメントの開口をそれぞれ広げまたは狭める、先行する請求項のいずれか１項に記載のエアディフューザ。
25. 請求項１〜２４のいずれか１項に記載の少なくとも１つのエアディフューザが組み込まれているダクトシステム。
26. 請求項１〜２４のいずれか１項に記載の少なくとも１つのエアディフューザが組み込まれている空気供給システム。

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