JP2015021694A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷気吹き出し口および暖気吹き出し口に、室外の空調機から供給される調和空気を、空気温度に応じて切換えて供給するようにした空気調和装置において、冷気吹き出し口および暖気吹き出し口への調和空気の供給切換を、簡単かつ低コストの構造で達成する。【解決手段】調和空気が導かれる入口３１、冷気用出口３２および暖気用出口３３を有する流路切換箱２２内に、冷気用出口３２および暖気用出口３３の一方を閉じた状態では他方を開き得る弁体４０と、調和空気の温度に応じた容積変化が可能なワックスが収容されるケースならびにワックスの容積変化に応じてケースからの突出量を変化させるピストン５１を有する駆動手段４８とが収容され、ワックスの容積が大となるのに応じて暖気用出口３３の開度を大きくするとともに冷気用出口３２の開度を小さくするようにして弁体４０にピストン５１が連結される。【選択図】 図４

Description

本発明は、室内の相互に異なる場所に開口する冷気吹き出し口および暖気吹き出し口に、室外の空調機から供給される調和空気を、空気温度に応じて切換えて供給するようにした空気調和装置に関する。

室外に配置される空調機からの調和空気を、室内の異なる場所に開口する冷気吹き出し口および暖気吹き出し口に、室内の温度を計測する温度センサの検出値に応じて切換えて供給するようにした空気調和装置が、特許文献１で知られている。

特開平１０−２５９６号公報

ところが、上記特許文献１で開示されたものでは、温度センサの検出値に応じて制御手段がファン等を制御することで冷気吹き出し口および暖気吹き出し口への調和空気の供給を切換えるようにしており、部品点数が多くなるととも構成が複雑となり、コストの増大を招くことになる。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、室内の異なる場所に配置される冷気吹き出し口および暖気吹き出し口への調和空気の供給切換を、簡単かつ低コストの構造で達成し得るようにした空気調和装置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、本発明は、室内の相互に異なる場所に開口する冷気吹き出し口および暖気吹き出し口に、室外の空調機から供給される調和空気を、空気温度に応じて切換えて供給するようにした空気調和装置において、前記空調機から供給される調和空気が導かれる入口、前記冷気吹き出し口に通じる冷気用出口、ならびに前記暖気吹き出し口に通じる暖気用出口を有する流路切換箱と、前記冷気用出口および前記暖気用出口の一方を閉じた状態では他方を開くようにして前記冷気用出口および前記暖気用出口を開閉可能な弁体と、前記入口から前記流路切換箱内に導入される調和空気の温度に応じた容積変化が可能なワックスが収容されるケースならびに前記ワックスの容積変化に応じて前記ケースからの突出量を変化させるピストンを有して前記流路切換箱内に収容、固定される駆動手段とを備え、前記ワックスの容積が大となるのに応じて前記暖気用出口の開度を大きくするとともに前記冷気用出口の開度を小さくするように前記弁体を駆動すべく、前記ピストンが前記弁体に連結されることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴の構成に加えて、前記冷気用出口を開閉可能な冷気用出口側弁部ならびに前記暖気用出口を開閉可能な暖気用出口側弁部を有する前記弁体が、前記冷気用出口側弁部で前記冷気用出口を閉じる側にばね付勢されつつ前記流路切換箱で開閉可能に支承され、前記ワックスの容積が大となるのに応じて前記ケースからの突出量が大となる前記ピストンが、前記ケースから突出する方向の力を前記ばね付勢方向とは逆方向から及ぼすようにして前記弁体に連結されることを第２の特徴とする。

さらに本発明は、第１または第２の特徴の構成に加えて、前記流路切換箱が、前記入口が形成される第１の側壁と、前記冷気用出口および前記暖気用出口が並列して形成されるとともに第１の側壁に対向する第２の側壁とを有し、前記入口から導入される前記調和空気を前記冷気用出口および前記暖気用出口のうち開度が大きい方にガイドするように作動することを可能として前記弁体に連動、連結されるガイド板が、前記弁体および第１の側壁間で前記入口に対向する位置で前記流路切換箱内に配置されることを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば、流路切換箱内に収容、固定される駆動手段が、流路切換箱内に供給される調和空気の温度に応じてピストンのケースからの突出量を変化させるように作動し、その駆動手段によって弁体が駆動されることによって冷気用出口および暖気用出口の開度が変化するので、空気温度を検出する温度センサが不要であり、また弁体を駆動するアクチュエータを制御する制御手段も不要となり、簡単かつ低コストの構造で冷気吹き出し口および暖気吹き出し口への調和空気の供給切換を自然に行うことができる。

また本発明の第２の特徴によれば、冷気用出口側弁部および暖気用出口側弁部を有するとともに冷気用出口側弁部で冷気用出口を閉じる側にばね付勢される弁体に、ワックスの容積が大となるのに応じてケースからの突出量が大となるようにして駆動手段が備えるピストンが、そのケースから突出方向の力をばね付勢方向とは逆方向から及ぼすようにして連結されるので、弁体を駆動する構造を簡略化することができる。

さらに本発明の第３の特徴によれば、弁体に連動、連結されるガイド板が、第１の側壁に形成される入口から導入される調和空気を冷気用出口および暖気用出口のうち開度が大きい方にガイドするようにして、第１の側壁と、弁体および第１の側壁間で入口に対向して流路切換箱内に配置されるので、入口から流路切換箱内に導入された調和空気を冷気用出口および暖気用出口のうち開度が大きい側に効率よく流通させることができる。

空気調和装置の全体構成を示す縦断面図である。 図１と同一方向から見た流路切換箱の拡大正面図である。 図２の３矢視図である。 暖気用出口の開度を大とした状態での図２の４−４線断面図である。 冷気用出口の開度を大とした状態での図４に対応した断面図である。 図４の６−６線拡大断面図である。 図４の要部拡大図である。 図４の８−８線拡大断面図である。 図４の９−９線拡大断面図である。 図２の１０−１０線拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図１〜図１０を参照しながら説明すると、先ず図１において、たとえば病院の病室１１の相互に異なる場所に、冷気吹き出し口１２および暖気吹き出し口１３が設けられており、この実施の形態では、前記病室１１の天井１４に冷気吹き出し口１２が設けられ、前記病室１１の壁１５の床面１６に近い下部に暖気吹き出し口１３が設けられる。また前記天井１４の上面には、前記冷気吹き出し口１２を上方から覆うようにして冷気用ケース１７が取付けられ、前記壁１５の外面には前記暖気吹き出し口１３を外方から覆うようにして暖気用ケース１８が取付けられる。

前記天井１４の上方の躯体１９には、前記病室１１の外部に配置される空調機２０が固定されており、この空調機２０に供給ダクト２１の上流端部が接続される。また前記躯体１９には、流路切換箱２２が固定されており、前記空調機２０から前記供給ダクト２１を介して導かれる調和空気は前記流路切換箱２２に導入され、調和空気の温度に応じて前記流路切換箱２２内で分配される調和空気が、前記冷気吹き出し口１２および前記暖気吹き出し口１３の少なくとも一方に前記流路切換箱２２から導かれる。

図２〜図５を併せて参照して、前記流路切換箱２２は、相互に対向する平板状の第１および第２の側壁２３，２４と、第１および第２の側壁２３，２４と直交する平面に沿う平板状に形成されて相互に対向するとともに第１および第２の側壁２３，２４に締結される第３および第４の側壁２５，２６と、第１〜第４の側壁２３〜２６の下端部に共通に締結される底壁２７と、第１〜第４の側壁２３〜２６の上端部に共通に締結される天井壁２８とで矩形の箱状に形成される。

この流路切換箱２２の前記天井壁２８には、複数個たとえば４個の取付け板２９が、流路切換箱２２から側方に突出するようにして締結されており、それらの取付け板２９が前記躯体１９に締結される。

第１の側壁２３の中央部には、前記供給ダクト２１の下流端部が接続される入口側接続筒３０が溶接等によって固着される。この入口側接続筒３０は、第１の側壁２３を貫通して第１の側壁２３に固着される短円筒状の第１円筒部３０ａと、第１の側壁２３から離反するにつれて小径となるように形成されて第１円筒部３０ａの外端に連なるテーパ筒部３０ｂと、該テーパ筒部３０ｂの小径端に一端が連なる第２円筒部３０ｃとが同軸にかつ一体に連なって成るものであり、第２円筒部３０ｃの外端部に前記供給ダクト２１の下流端部が接続される。また入口側接続筒３０の第１円筒部３０ａは円形の入口３１を形成するものであり、前記空調機２０から前記供給ダクト２１を介して導かれる調和空気が前記入口３１から前記流路切換箱２２内に導入されることになる。

第１の側壁２３に対向する第２の側壁２４には、冷気用出口３２を形成する冷気用出口側接続筒３４と、暖気用出口３３を形成する暖気用出口側接続筒３５とが、冷気用出口３２および暖気用出口３３を相互に並列させるようにしつつ、第２の側壁２４を貫通するようにして溶接等によって固着される。

再び図１に注目して、前記冷気用出口側接続筒３４の外端部には冷気用ダクト３６の上流端部が接続され、この冷気用ダクト３６の下流端部は前記冷気用ケース１７に接続される。すなわち冷気用出口３２からの調和空気は前記冷気用ダクト３６および前記冷気用ケース１７を介して前記冷気用吹き出し口から病室１１に吹き出される。また前記暖気用出口側接続筒３５の外端部には暖気用ダクト３７の上流端部が接続され、この暖気用ダクト３７の下流端部は前記暖気用ケース１８に接続される。すなわち前記暖気用出口３３からの調和空気は前記暖気用ダクト３７および前記暖気用ケース１８を介して前記暖気用吹き出し口から病室１１に吹き出される。

前記流路切換箱２２内には、前記冷気用出口３２および前記暖気用出口３３の一方を閉じた状態では他方を開くようにして前記冷気用出口３２および前記暖気用出口３３を開閉可能な弁体４０が収容される。

前記弁体４０は、前記冷気用出口３２を開閉可能な平板状の冷気用出口側弁部４１と、前記暖気用出口３３を開閉可能な平板状の暖気用出口側弁部４２と、それらの弁部４１，４２の連設部に固着される弁軸４３とを有する。前記冷気用出口側弁部４１および前記暖気用出口側弁部４２は、図４で示すように、前記冷気用出口３２および前記暖気用出口３３の一方である前記冷気用出口３２を前記冷気用出口側弁部４１で閉じた状態では他方である前記暖気用出口３３が開き、図５で示すように、前記冷気用出口３２および前記暖気用出口３３の一方である前記暖気用出口３３を前記暖気用出口側弁部４２で閉じた状態では他方である前記冷気用出口３２が開くようにして、相互に角度をなすようにして一体に連設される。

前記冷気用出口側弁部４１および前記暖気用出口側弁部４２の連設部は、前記冷気用出口３２および前記暖気用出口３３間の中央部に配置されており、その連設部が弁軸４３に固定される。

図６を併せて参照して、前記弁軸４３は、前記流路切換箱２２の前記底壁２７および前記天井壁２８を回動自在に貫通しており、前記弁軸４３の下部を貫通させる第１下部規制部材４５が前記底壁２７の上面に摺接するようにして前記弁軸４３に固定され、前記弁軸４３の上部を貫通させる第１上部規制部材４５が前記天井壁２８の下面に摺接するようにして前記弁軸４３に固定される。これにより前記弁体４０は、図４で示すように、前記冷気用出口３２を前記冷気用出口側弁部４１で閉じる位置と、図５で示すように、前記暖気用出口３３を前記暖気用出口側弁部４２で閉じる位置との間で回動可能となる。

しかも前記冷気用出口側接続筒３４の内端部には、前記冷気用出口側弁部４１を当接させて前記冷気用出口３２を閉じるための環状の弾性部材４６が装着され、前記暖気用出口側接続筒３５の内端部には、前記暖気用出口側弁部４２を当接させて前記暖気用出口３３を閉じるための環状の弾性部材４７が装着される。

図７を併せて参照して、前記弁体４０および第１の側壁２３間で前記流路切換箱２２内には、該流路切換箱２２内に導入される調和空気の温度に応じた容積変化が可能なワックス４９が収容されるケース５０と、前記ワックス４９の容積変化に応じて前記ケース５０からの突出量を変化させるピストン５１とを有する駆動手段４８が収容、固定される。この実施の形態で、前記駆動手段４８は、たとえば１３℃〜２８℃の範囲で容積変化する前記ワックス４９の容積が大となるのに応じて前記ピストン５１の前記ケース５０からの突出量を大とするように構成されており、前記ピストン５１の前記ケース５０からの突出量が大となるのに応じて前記暖気用出口３３の開度を大きくするとともに前記冷気用出口３２の開度を小さくするように前記弁体４０を駆動すべく前記弁体４０に前記ピストン５１が連結される。

前記弁体４０および第１の側壁２３間で前記流路切換箱２２の前記底壁２７および前記天井壁２８間には支持枠５２が設けられており、この支持枠５２の上下方向中間部に支持部材５３が締結される。この支持部材５３は、その一部を切り起こして形成される支持板部５３ａを一体に有しており、その支持板部５３ａに前記駆動手段４８の前記ケース５０が固定される。

図８を併せて参照して、前記弁体４０は第１リンク機構５５を介して前記駆動手段４８の前記ピストン５１に連結されるものであり、第１リンク機構５５は、前記弁体４０の前記暖気用出口側弁部４２に一端部が回動可能に連結される第１ロッド５６と、第１ロッド５６の他端部に一端部が回動可能に連結されるリンク板５７と、該リンク板５７板の他端部に締結される受圧板５８と、前記支持部材５３に一体に設けられる軸支部５３ｂに回動可能に支承されるとともに前記受圧板５８に固着される第１回動軸５９とを有する。

前記弁体４０の前記暖気用出口側弁部４２に締結される第１リンク連結板６０に、第１ロッド５６の一端部に固着される第１連結片６１が有する第１軸部６１ａが回動可能に連結され、前記リンク板５７の一端部に締結される第２リンク連結板６２に、第１ロッド５６の他端部に固着される第２連結片６３が有する第２軸部６３ａが回動可能に連結される。

また前記支持部材５３および前記受圧板５８間には、第１回動軸５９を囲繞するねじりばね６４の両端部が当接されており、このねじりばね６４は、図５で示すように、前記弁体４０の前記暖気用出口側弁部４２で前記暖気用出口３３を閉じる側に第１リンク機構５５を介して前記弁体４０を付勢するばね付勢力を発揮する。

一方、第１リンク機構５５の前記受圧板５８には、前記ねじりばね６４によるばね付勢方向とは逆方向から前記駆動手段４８の前記ピストン５１が当接しており、前記ピストン５１は、前記ケース５０から突出する方向の力を前記ばね付勢方向とは逆方向から及ぼすようにして前記弁体４０に連結されることになる。すなわち暖房時に前記流路切換箱２２内に導入される調和空気の温度が上昇すると、前記ピストン５１が前記ねじりばね６４のばね付勢力に抗して前記受圧板５８および前記リンク板５７を図７の実線で示すように回動し、それに応じて弁体４０は暖気用出口３３の開度を大きくする側に回動する。また暖房時に前記流路切換箱２２内に導入される調和空気の温度が降下すると、前記ピストン５１の前記ケース５０からの突出量が小さくなるのに応じて前記受圧板５８および前記リンク板５７が前記ねじりばね６４のばね付勢力で図７の鎖線で示すように回動し、それに応じて弁体４０は冷気用出口３２の開度を大きくする側に回動する。

また前記流路切換箱２２の第１の側壁２３と、前記弁体４０との間で前記流路切換箱２２内には、第１の側壁２３の前記入口３１から導入される調和空気を前記冷気用出口３２および前記暖気用出口３３のうち開度が大きい方にガイドするように作動することを可能として前記入口３１に対向するガイド板６７が配置される。

図９を併せて参照して、前記ガイド板６７は平板状に形成されており、前記流路切換箱２２の前記底壁２７および前記天井壁２８を回動自在に貫通する第２回動軸６８に固着される。第２回動軸６８の下部を貫通させる第２下部規制部材６９が前記底壁２７の上面に摺接するようにして第２回動軸６８に固定され、第２回動軸６８の上部を貫通させる第２上部規制部材７０が前記天井壁２８の下面に摺接するようにして第２弁軸４３に固定される。これにより前記ガイド板６７は、図４で示すように、前記暖気用出口３３が開いた状態で前記入口３１から導入される調和空気を前記暖気用出口３３側にガイドするようにして暖気用出口３３側に傾いた位置と、図５で示すように、前記冷気用出口３２が開いた状態で前記入口３１から導入される調和空気を前記冷気用出口３２側にガイドするようにして冷気用出口３２側に傾いた位置との間で回動可能であり、前記弁体４０の回動に連動するようにして第２リンク機構７１を介して前記弁体４０に連動、連結される。

図１０を併せて参照して、第２リンク機構７１は、前記流路切換箱２２における底壁２７の下面に締結されるリンク収容ケース７２内に収容されており、前記弁体４０に一端部が回動可能に連結される第２ロッド７３の他端部が前記ガイド板６７に回動可能に連結されて成る。

前記弁軸４３の下端部に固着される第３リンク連結板７４に、第２ロッド７３の一端部に固着される第３連結片７５が有する第３軸部７５ａが回動可能に連結され、第２回動軸６８の下端部に固着される第４リンク連結板７６に、第２ロッド７３の他端部に固着される第４連結片７７が有する第４軸部７７ａが回動可能に連結される。

このような第２リンク機構７１によって、前記弁体４０が前記暖気用出口３３を開く位置に回動すると、前記ガイド板６７は前記入口３１から導入される調和空気を前記暖気用出口３３側にガイドするようにして暖気用出口３３側に傾き、前記弁体４０が前記冷気用出口３２を開く位置に回動すると、前記ガイド板６７は前記入口３１から導入される調和空気を前記冷気用出口３２側にガイドするようにして冷気用出口３２側に傾くことになる。

さらに前記流路切換箱２２の第３および第４の側壁２５，２６のうち、暖気用出口３３側の第３の側壁２５の内面には前記ガイド板６７でガイドされる調和空気を前記暖気用出口３３側に導く第１整流板７８が締結され、冷気用出口３２側の第４の側壁２６の内面には前記ガイド板６７でガイドされる調和空気を前記冷気用出口３２側に導く第２整流板７９が締結される。

次にこの実施の形態の作用について説明すると、空調機２０から供給される調和空気が導かれる入口３１、前記冷気吹き出し口１２に通じる冷気用出口３２、ならびに前記暖気吹き出し口１３に通じる暖気用出口３３を有する流路切換箱２２内に、前記冷気用出口３２および前記暖気用出口３３の一方を閉じた状態では他方を開くようにして前記冷気用出口３２および前記暖気用出口３３を開閉可能な弁体４０が配置され、前記入口３１から前記流路切換箱２２内に導入される調和空気の温度に応じた容積変化が可能なワックス４９が収容されるケース５０ならびに前記ワックス４９の容積変化に応じて前記ケース５０からの突出量が変化するピストン５１を有して前記流路切換箱２２内に収容、固定される駆動手段４８の前記ピストン５１が、前記ワックス４９の容積が大となるのに応じて前記暖気用出口３３の開度を大きくするとともに前記冷気用出口３２の開度を小さくするように前記弁体４０を駆動すべく前記弁体４０に連結されるので、空気温度を検出する温度センサが不要であり、また弁体４０を駆動するアクチュエータを制御する制御手段も不要となり、簡単かつ低コストの構造で冷気吹き出し口１２および暖気吹き出し口１３への調和空気の供給切換を自然に行うことができる。

また前記冷気用出口３２を開閉可能な冷気用出口側弁部４１ならびに前記暖気用出口３３を開閉可能な暖気用出口側弁部４２を有する前記弁体４０が、前記冷気用出口側弁部４１で前記冷気用出口３２を閉じる側にばね付勢されつつ前記流路切換箱２２で開閉可能に支承され、前記ワックス４９の容積が大となるのに応じて前記ケース５０からの突出量が大となる前記ピストン５１が、前記ケース５０から突出する方向の力を前記ばね付勢方向とは逆方向から及ぼすようにして前記弁体４０に連結されるので、弁体４０を駆動する構造を簡略化することができる。

さらに前記流路切換箱２２が、前記入口３１が形成される第１の側壁２３と、前記冷気用出口３２および前記暖気用出口３３が並列して形成されるとともに第１の側壁２３に対向する第２の側壁２４とを有しており、前記入口３１から導入される前記調和空気を前記冷気用出口３２および前記暖気用出口３３のうち開度が大きい方にガイドするように作動することを可能として前記弁体４０に連動、連結されるガイド板６７が、前記弁体４０および第１の側壁２３間で前記入口３１に対向する位置で前記流路切換箱２２内に配置されるので、入口３１から流路切換箱２２内に導入された調和空気を冷気用出口３２および暖気用出口３３のうち開度が大きい側に効率よく流通させることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。

１２・・・冷気吹き出し口
１３・・・暖気吹き出し口
２０・・・空調機
２２・・・流路切換箱
２３・・・第１の側壁
２４・・・第２の側壁
３１・・・入口
３２・・・冷気用出口
３３・・・暖気用出口
４０・・・弁体
４１・・・冷気用出口側弁部
４２・・・暖気用出口側弁部
４８・・・駆動手段
４９・・・ワックス
５０・・・ケース
５１・・・ピストン
６７・・・ガイド板

Claims (3)

1. 室内の相互に異なる場所に開口する冷気吹き出し口（１２）および暖気吹き出し口（１３）に、室外の空調機（２０）から供給される調和空気を、空気温度に応じて切換えて供給するようにした空気調和装置において、前記空調機（２０）から供給される調和空気が導かれる入口（３１）、前記冷気吹き出し口（１２）に通じる冷気用出口（３２）、ならびに前記暖気吹き出し口（１３）に通じる暖気用出口（３３）を有する流路切換箱（２２）と、前記冷気用出口（３２）および前記暖気用出口（３３）の一方を閉じた状態では他方を開くようにして前記冷気用出口（３２）および前記暖気用出口（３３）を開閉可能な弁体（４０）と、前記入口（３１）から前記流路切換箱（２２）内に導入される調和空気の温度に応じた容積変化が可能なワックス（４９）が収容されるケース（５０）ならびに前記ワックス（４９）の容積変化に応じて前記ケース（５０）からの突出量を変化させるピストン（５１）を有して前記流路切換箱（２２）内に収容、固定される駆動手段（４８）とを備え、前記ワックス（４９）の容積が大となるのに応じて前記暖気用出口（３３）の開度を大きくするとともに前記冷気用出口（３２）の開度を小さくするように前記弁体（４０）を駆動すべく、前記ピストン（５１）が前記弁体（４０）に連結されることを特徴とする空気調和装置。
2. 前記冷気用出口（３２）を開閉可能な冷気用出口側弁部（４１）ならびに前記暖気用出口（３３）を開閉可能な暖気用出口側弁部（４２）を有する前記弁体（４０）が、前記冷気用出口側弁部（４１）で前記冷気用出口（３２）を閉じる側にばね付勢されつつ前記流路切換箱（２２）で開閉可能に支承され、前記ワックス（４９）の容積が大となるのに応じて前記ケース（５０）からの突出量が大となる前記ピストン（５１）が、前記ケース（５０）から突出する方向の力を前記ばね付勢方向とは逆方向から及ぼすようにして前記弁体（４０）に連結されることを特徴とする請求項１記載の空気調和装置。
3. 前記流路切換箱（２２）が、前記入口（３１）が形成される第１の側壁（２３）と、前記冷気用出口（３２）および前記暖気用出口（３３）が並列して形成されるとともに第１の側壁（２３）に対向する第２の側壁（２４）とを有し、前記入口（３１）から導入される前記調和空気を前記冷気用出口（３２）および前記暖気用出口（３３）のうち開度が大きい方にガイドするように作動することを可能として前記弁体（４０）に連動、連結されるガイド板（６７）が、前記弁体（４０）および第１の側壁（２３）間で前記入口（３１）に対向する位置で前記流路切換箱（２２）内に配置されることを特徴とする請求項１または２記載の空気調和装置。

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