JP2016095111A - 空調用ダクト及び全館空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】追加部材による設置作業の煩雑化、及び、当該追加部材での圧力損失の発生という事態を引き起こすことなく、配置される箇所の環境に柔軟に対応できる空調用ダクト及び当該空調用ダクトを有する全館空調システムを得る。
【解決手段】主ダクト３ａ，３ｂでは、断面円形状の接続口３１ａ，３１ｂと断面楕円形状の接続口３２ａ，３２ｂとの間に屈曲部３３ａ，３３ｂが形成され、屈曲部３３ａ，３３ｂよりも接続口３１ａ，３１ｂ側の部分Ｌ１の断面は円形状とされ、屈曲部３３ａ，３３ｂよりも接続口３２ａ，３２ｂ側の部分Ｌ２の断面は楕円形状とされる。
【選択図】図２

Description

この発明は、空調システムにおいて風の通り道となる空調用ダクト、及び、当該空調用ダクトを有する全館空調システムに関するものである。

全館空調システムでは、空調機が作り送出する風を、ダクトを通じて各部屋に供給することで、全館空調を行う。空調機が送出する風は、まずサプライチャンバから主ダクトに入り、その後、分岐チャンバにて分岐ダクトへと分岐される。これらのダクトが例えば階間、天井裏に配置される場合、ダクトの外形寸法が大きいと、その分天井下がりを多く取る必要があるため、居住空間の高さに影響が出てしまう。そこで、天井下がりを抑えたい場合、また、居住空間の高さを確保するために、階間、天井裏の空間の高さが低くなっている場合は、断面が円形状のダクトではなく、断面が矩形状、楕円形状等の扁平ダクトを、階間、天井裏に配置することが考えられる。

ところで、例えばサプライチャンバの接続口の断面は、多くの場合円形状を成しており、当該接続口に接続する主ダクトは、断面が同じく円形状のダクトとなる。しかし、サプライチャンバから分岐チャンバへと向かう主ダクトの経路上に、上記した階間、天井裏のように空間の高さが低くなっている箇所があると、その箇所では扁平ダクトを用いる必要が生じる。
このように、配置される箇所の環境に応じてダクトの形状を途中で変える必要がある場合、例えば特許文献１に開示されているように、円筒状ダクトと扁平な角筒状ダクトとを、異形接続用の中空箱体を介して接続する方法を採用することが考えられる。

登録実用新案第３０４９６４９号公報

しかしながら、上記特許文献１の技術を用いると、異形接続用の中空箱体を追加で設ける必要があるため、設置作業が煩雑になるという課題があった。また、中空箱体を設けることで、中空箱体内部での流体の圧力損失が発生するという課題もあった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、追加部材による設置作業の煩雑化、及び、当該追加部材での圧力損失の発生という事態を引き起こすことなく、配置される箇所の環境に柔軟に対応できる空調用ダクトを得ることを目的とする。

この発明に係る空調用ダクトは、一端の接続口と他端の接続口との間に屈曲部を有し、屈曲部よりも一端の接続口側の部分の断面が成す形状と、屈曲部よりも他端の接続口側の部分の断面が成す形状とが、少なくとも一部で互いに異なることを特徴とするものである。

この発明によれば、追加部材による設置作業の煩雑化、及び、当該追加部材での圧力損失の発生という事態を引き起こすことなく、配置される箇所の環境に柔軟に対応できる空調用ダクトを得ることができる。

この発明の実施の形態１に係る空調用ダクトを備えた全館空調システムの概略構成図である。 この発明の実施の形態１に係る空調用ダクトの斜視図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る空調用ダクトを備えた全館空調システムの概略構成図である。後述する主ダクト３ａ，３ｂ、分岐ダクト５ａ〜５ｄ、排気ダクト８ａ、吸気ダクト８ｂ等、風の通り道となる部材が空調用ダクトにあたる。この全館空調システムは、複数の部屋を対象に空調を行うものであり、ここでは、建物内の１階の部屋１００ａ，１００ｂと２階の部屋２００ｃ，２００ｄの計４つの部屋を対象とした場合を例に示す。

全館空調システムは、冷風又は温風を作り送出する空調機１と、空調機１が作った風が導入されるサプライチャンバ２と、サプライチャンバ２に一端部が接続する主ダクト３ａ，３ｂと、主ダクト３ａ，３ｂの他端部がそれぞれ接続する分岐チャンバ４ａ，４ｂと、分岐チャンバ４ａ，４ｂと各部屋の吹出口７ａ〜７ｄとをつなぐ分岐ダクト５ａ〜５ｄと、外気の取り入れと室内空気の排出を担う換気装置６等とで構成される。

空調機１は、建物内の機械室２００ｅに設置される室内機１１と建物外に設置される室外機１２とで構成され、冷媒、圧縮機、熱交換器、ファン等の働きにより室内機１１で冷風又は温風を作り送出する。
室外機１２との協働により室内機１１が作り送出した風は、室内機１１の上部に設置されたサプライチャンバ２内へ導入される。

サプライチャンバ２には２本の主ダクト３ａ，３ｂの一端部が接続しており、室内機１１からサプライチャンバ２内へ導入された風は、主ダクト３ａ，３ｂへと２つに分岐する。主ダクト３ａ，３ｂの他端部は、分岐チャンバ４ａ，４ｂにそれぞれ接続している。分岐チャンバ４ａ，４ｂは、例えば天井裏の空間に設置されている。
分岐チャンバ４ａには２本の分岐ダクト５ａ，５ｂの一端部が接続しており、主ダクト３ａから分岐チャンバ４ａ内へ導入された風は、分岐ダクト５ａ，５ｂへと２つに分岐する。同様に、分岐チャンバ４ｂには２本の分岐ダクト５ｃ，５ｄの一端部が接続しており、主ダクト３ｂから分岐チャンバ４ｂ内へ導入された風は、分岐ダクト５ｃ，５ｄへと２つに分岐されて導出する。

分岐ダクト５ａ〜５ｄの他端部は、部屋１００ａ，１００ｂ，２００ｃ，２００ｄの例えば天井に設けられた吹出口７ａ〜７ｄにそれぞれ接続しており、室内機１１が送出した風は、最終的に吹出口７ａ〜７ｄから各部屋内へ吹き出される。なお、図示例では、主ダクト３ａを通じて１階の部屋１００ａ，１００ｂを空調し、主ダクト３ｂを通じて２階の部屋２００ｃ，２００ｄを空調することで、階別に空調ゾーンが設定されるように構成している。

また、室内空気は、各部屋から廊下等を通って機械室２００ｅへと入り、ファン等を有する換気装置６によって排気ダクト８ａを介して建物外へ排気される。例えば、部屋１００ａ，１００ｂ内の空気であれば、部屋１００ａ，１００ｂの下部に設けられた通風孔を通って１階の廊下１００ｆに入り、階段１００ｇを伝って２階の廊下２００ｈへ抜け、廊下２００ｈと機械室２００ｅとの間の通風孔を通って機械室２００ｅへと入る。さらに換気装置６は、吸気ダクト８ｂを介して外気を取り入れる働きも有し、取り入れた外気は、室内機１１へと送られる。
全館空調システムの上記動作は、全館空調システムを総括的に制御する制御部（不図示）により制御される。

ここで、図２に、主ダクト３ａ，３ｂの斜視図を示す。図２（ａ）では、室内機１１、サプライチャンバ２、分岐チャンバ４ａ，４ｂ、換気装置６も共に示している。図２（ｂ）は、主ダクト３ａ（３ｂ）のみを示す。

主ダクト３ａ，３ｂは、その一端部が、サプライチャンバ２と接続する接続口３１ａ，３１ｂとなっており、他端部が、分岐チャンバ４ａ，４ｂと接続する接続口３２ａ，３２ｂとなっている。接続口３１ａ，３１ｂと接続口３２ａ，３２ｂとの間には、主ダクト３ａ，３ｂの軸方向に変化をつける屈曲部３３ａ，３３ｂが主ダクト３ａ，３ｂの一部として形成されている。

接続口３１ａ，３１ｂの断面は、円形状であり、接続口３２ａ，３２ｂの断面は、扁平な楕円形状である。なお、本発明において円形状とは、ほぼ真円のことを意味する。屈曲部３３ａ，３３ｂの断面は、接続口３１ａ，３１ｂ側に近づくにつれ徐々に円形状となり、接続口３２ａ，３２ｂ側に近づくにつれ徐々に楕円形状となる。そして、主ダクト３ａ，３ｂのうちの、屈曲部３３ａ，３３ｂよりも接続口３１ａ，３１ｂ側の部分Ｌ１は、断面が接続口３１ａ，３１ｂと同じ円形状の円筒状ダクトであり、また、主ダクト３ａ，３ｂのうちの、屈曲部３３ａ，３３ｂよりも接続口３２ａ，３２ｂ側の部分Ｌ２は、断面が接続口３２ａ，３２ｂと同じ楕円形状の扁平ダクトである。このような部分Ｌ１と部分Ｌ２が、従来のような異形接続用の中空箱体を用いた構造とは異なり、屈曲部３３ａ，３３ｂにてなだらかな断面形状の変化で接続している。接続口３２ａ，３２ｂ及び部分Ｌ２の断面である楕円の短径は、接続口３１ａ，３１ｂ及び部分Ｌ１の断面である円の直径よりも小さい。

主ダクト３ａ，３ｂは、例えば蛇腹状に構成されたダクト、いわゆるフレキシブルダクトであり、これにより、屈曲部３３ａ，３３ｂで屈曲可能に構成されている。なお、主ダクト３ａ，３ｂの全体を蛇腹状に構成してもよいし、主ダクト３ａ，３ｂのうちの一部分（屈曲部３３ａ，３３ｂに相当する部分）のみを蛇腹状に構成してもよい。あるいは、主ダクト３ａ，３ｂのうちの一部分のみを、変形容易な素材で構成してもよい。ただし、主ダクト３ａ，３ｂの全体を蛇腹状に構成すれば、任意の箇所で主ダクト３ａ，３ｂを屈曲させることができるので、建物の設計事情に対して、より柔軟に対応可能となる。屈曲部３３ａ，３３ｂは、それぞれ複数設けられてもよい。
また例えば主ダクト３ａ，３ｂは、建物への配置施工前は、屈曲されずに直管状となっており、配置施工の際に、屈曲部３３ａ，３３ｂにて屈曲した状態とされる。

分岐チャンバ４ａ，４ｂが、図１に示すように天井裏の空間に設置されている場合、サプライチャンバ２から分岐チャンバ４ａ，４ｂへと向かう主ダクト３ａ，３ｂは、その一部が、天井裏の空間に配置される必要がある。ところで、天井裏に関しては、居住空間の高さに影響が出ないように天井下がりを抑えることが求められ、また、天井裏の空間の高さがそもそも低くなっている場合も考えられる。そこで、サプライチャンバ２と分岐チャンバ４ａ，４ｂとの間に主ダクト３ａ，３ｂを配置する際は、断面が楕円形状である部分Ｌ２が、天井裏の空間を通るように配置する。

このように、天井裏の空間に配置される部分を、断面楕円形状の部分Ｌ２とすることで、天井裏の空間の高さが低いような環境下でも、機械室２００ｅに設置されたサプライチャンバ２と天井裏の空間に設置された分岐チャンバ４ａ，４ｂとをつなぐことができる。なお、機械室２００ｅ内は空間が十分に確保されているため、主ダクト３ａ，３ｂのうちで機械室２００ｅを通る部分Ｌ１は、図２のように断面が円形状であっても問題ない。

なお、サプライチャンバ２は、箱形で中空のチャンバ本体２１と、チャンバ本体２１の上面から突出した断面円形状の接続口２２ａ，２２ｂとを有する。この接続口２２ａ，２２ｂに、主ダクト３ａ，３ｂの接続口３１ａ，３１ｂが、例えば嵌め込みなどによって取り付けられる。主ダクト３ａ，３ｂの接続口３１ａ，３１ｂは、例えば外径が３５０ｍｍ程度、内径が２５０ｍｍ程度である。

また、主ダクト３ａ，３ｂの接続口３２ａ，３２ｂは、分岐チャンバ４ａ，４ｂに接続する。このとき、分岐チャンバ４ａ，４ｂに突設された断面楕円形状の接続口（導入側接続口）に、主ダクト３ａ，３ｂの接続口３２ａ，３２ｂが、例えば嵌め込みなどによって取り付けられる。分岐チャンバ４ａ，４ｂには、分岐ダクト５ａ〜５ｄと接続するための接続口（導出側接続口）４１ａ，４１ｂも突設されている。図１に示す全館空調システムであれば、接続口４１ａ，４１ｂはそれぞれ２つずつ設けてあれば問題は無いが、分岐ダクトの増設等に備えて、図２のように接続口４１ａ，４１ｂを６つずつ設けた分岐チャンバ４ａ，４ｂを用いてもよい。

図２に示す形状とは異なり、もしも主ダクト３ａ，３ｂの全ての部分が一様に断面円形状とされた場合、つまり、主ダクト３ａ，３ｂを、外径が３５０ｍｍ程度の円筒状ダクトとして構成した場合は、天井裏の空間の高さは、３５０ｍｍよりも大きくなければならない。従って、その分の天井下がりが発生するし、また、天井裏の空間の高さが３５０ｍｍ未満となっていると、そもそも天井裏の空間には配置することができない。
これに対して、断面円形状の部分Ｌ１と断面楕円形状の部分Ｌ２とを有する主ダクト３ａ，３ｂであれば、部分Ｌ１の外径が３５０ｍｍ程度であっても、部分Ｌ２の高さ（断面である楕円の短径）を３５０ｍｍよりも抑えて例えば２００ｍｍ程度にすることができる。従って、天井下がりを抑えることができ、また、天井裏の空間の高さが低くとも配置することが可能となる。なお、主ダクト３ａ，３ｂのうちの部分Ｌ２は、天井裏に限らず、高さの低い階間、幅の狭い壁の内部等に配置することも考えられる。

このように、主ダクト３ａ，３ｂは、配置される箇所の高さ（あるいは、幅と言うこともできる）に柔軟に対応できる。またその際、主ダクト３ａ，３ｂには、従来のような異形接続用の中空箱体等を追加部材として設ける必要がない。従って、追加部材による設置作業の煩雑化、及び、当該追加部材での圧力損失の発生という事態を引き起こすこともない。

なお、上記では、主ダクト３ａ，３ｂの形状を、屈曲部３３ａ，３３ｂを境に断面円形状の部分Ｌ１、断面楕円形状の部分Ｌ２としたが、接続口３１ａ，３１ｂの断面を円形状、接続口３２ａ，３２ｂの断面を楕円形状とし、接続口３１ａ，３１ｂから離れて接続口３２ａ，３２ｂに近づくにつれ徐々に円形状から楕円形状となるように、断面形状がなだらかに変化する形状としてもよい。または、接続口３１ａ，３１ｂから部分Ｌ１と屈曲部３３ａ，３３ｂとの境界までは、断面円形状とし、当該境界から接続口３２ａ，３２ｂまでを、接続口３２ａ，３２ｂ側に近づくにつれ徐々に断面が楕円形状となるようにしてもよい。
また、上記では、主ダクト３ａ，３ｂのうちの、屈曲部３３ａ，３３ｂよりも接続口３２ａ，３２ｂ側の部分Ｌ２を、一様に断面楕円形状としたが、これに限らず、部分Ｌ２のうちの少なくとも一部が断面楕円形状であればよい。例えば、階間、天井裏の空間の高さが、一部の箇所で局所的に低い場合、また、部分Ｌ２が部分的に階間、天井裏の空間を通る場合等は、部分Ｌ２の全部ではなくそのうちの一部が断面楕円形状となっていればよい。

また、上記では、主ダクト３ａ，３ｂの接続口３２ａ，３２ｂ及び部分Ｌ２の断面を楕円形状としたが、高さを抑えることのできる断面形状であればよく、楕円形状に限らずに、矩形状、対向して離間する円弧間を平行な２つの線分で結んだ角丸長方形状（いわゆる陸上競技のトラック形状）、卵形状等を含む種々の扁平形状であれば構わない。
また、上記では、主ダクト３ａ，３ｂが対応しなければならない環境の要素として、高さが問題となる場合を例に挙げ説明したが、高さだけでなく主ダクト３ａ，３ｂを通す空間の形状自体が問題となる場合も考えられる。つまり、部分Ｌ１と部分Ｌ２とで配置される空間の形状が異なる場合である。このような場合での接続口３１ａ，３１ｂ及び部分Ｌ１と接続口３２ａ，３２ｂ及び部分Ｌ２は、断面円形状及び断面扁平形状に限らずに、それぞれが配置される空間の形状に合った互いに異なる形状を持つように構成する。

また、主ダクト３ａ，３ｂを通った風がその後、分岐チャンバ４ａ，４ｂにてそれぞれ２つに分岐して分岐ダクト５ａ〜５ｄへ流れることからも分かるように、全館空調システムが有する空調用ダクトの中でも特に主ダクト３ａ，３ｂは、多量の風を通すことができるように大きく形成される。このため、外径が小さくて済む分岐ダクト５ａ〜５ｄ等と比較すると、配置する箇所の高さ、形状等の環境に適合できない可能性が高い傾向があると考えられる。このことから上記では、全館空調システムが有する空調用ダクトの中でも主ダクト３ａ，３ｂを例に取りその形状について図２を用いて詳細に示したが、上記した主ダクト３ａ，３ｂの形状を、主ダクト以外のダクトに対して適用してもよい。

また、室内機１１が、図１で示したように機械室２００ｅに設置されるのではなく、天井裏の空間に設置されて、室内機１１の側面に取り付けられるダクトを介して他の装置と接続する構成の全館空調システムとすることも考えられる。この場合、天井下がり等を考慮すると、高さを抑えた室内機１１を採用するのが望ましく、それに伴い室内機１１の側面に設けるダクト取付用の接続口も、高さを抑えた断面扁平形状となる。この室内機１１と他の装置とを接続するダクトに、図２に示す主ダクト３ａ，３ｂの形状を適用してもよい。つまり、天井裏の空間に設置した室内機１１が有する断面扁平形状の接続口に、図２に示す接続口３２ａ（３２ｂ）が取り付けられ、他方の接続口３１ａ（３１ｂ）は、他の装置に設けられたダクト取付用の接続口に取り付けられる。なお、他の装置としては例えば、天井裏の空間に設置され、粉塵等を除去した空気を室内機１１に送る電子式エアクリーナ等が挙げられ、その上面に、接続口３１ａ（３１ｂ）を取り付けるための断面円形状の接続口が設けられている。

また、図１では、室内機１１と分岐チャンバ４ａ，４ｂとの間に、室内機１１が送出した風を分岐チャンバ４ａ，４ｂごとに分岐させるサプライチャンバ２が設けられる場合を示した。しかしながら、サプライチャンバ２を省略して、室内機１１と分岐チャンバ４ａ，４ｂとをダイレクトに主ダクト３ａ，３ｂで接続してもよい。例えば、そもそも室内機１１が、主ダクト３ａ，３ｂを取り付け可能な接続口を２つ有した構成である場合、こうしたサプライチャンバ２の省略が可能である。また、部屋１００ａ，１００ｂ，２００ｃ，２００ｄが同じ１つの空調ゾーンに属しており、階別に空調ゾーンを設定する必要が無い場合、あるいは平屋の建物を空調対象とする場合等であれば、分岐チャンバは１つで済むため、その１つの分岐チャンバと室内機１１とを主ダクトでダイレクトに接続すればよく、室内機１１が送出した風を分岐チャンバ４ａ，４ｂごとに分岐させるサプライチャンバ２は、省略できる。

以上のようにこの実施の形態１によれば、主ダクト３ａ，３ｂは、屈曲部３３ａ，３３ｂを有し、主ダクト３ａ，３ｂのうちの、屈曲部３３ａ，３３ｂよりも接続口３１ａ，３１ｂ側の部分Ｌ１の断面形状と、屈曲部３３ａ，３３ｂよりも接続口３２ａ，３２ｂ側の部分Ｌ２の断面形状とが少なくとも一部で異なるように構成される。従って、主ダクト３ａ，３ｂは、配置される箇所の環境に柔軟に対応できる。また、主ダクト３ａ，３ｂには、従来のような異形接続用の中空箱体等を追加部材として設ける必要がないので、追加部材による設置作業の煩雑化、及び、当該追加部材での圧力損失の発生という事態を引き起こすこともない。

また、主ダクト３ａ，３ｂは、屈曲部３３ａ，３３ｂよりも一端の接続口３１ａ，３１ｂ側の部分Ｌ１の断面が円形状を成し、屈曲部３３ａ，３３ｂよりも他端の接続口３２ａ，３２ｂ側の部分Ｌ２の少なくとも一部の断面が扁平形状を成すこととした。従って、主ダクト３ａ，３ｂを、高さが低い箇所、幅の狭い箇所等に配置することができる。

また、室内機１１側から風を導入する導入側接続口と、導入側接続口を介して導入した風を吹出口７ａ〜７ｄ側へ分岐させて導出する接続口４１ａ，４１ｂとを有する分岐チャンバ４ａ，４ｂを備え、一端の接続口３１ａ，３１ｂが室内機１１側に接続され、他端の接続口３２ａ，３２ｂが分岐チャンバ４ａ，４ｂの導入側接続口に接続される主ダクト３ａ，３ｂに、本発明を適用することとした。従って、分岐ダクト５ａ〜５ｄ等の他の空調用ダクトと比較して、多量の風を通すことができるように大きく形成される主ダクト３ａ，３ｂを、配置される箇所の環境に柔軟に対応させることができる。

また、空調用ダクト例えば主ダクト３ａ，３ｂのうちの、屈曲部３３ａ，３３ｂよりも他端の接続口３２ａ，３２ｂ側の部分Ｌ２は、階間又は天井裏に配置されることとした。従って、階間、天井裏等の天井下がりを抑えることができ、また、階間、天井裏等の空間の高さがそもそも低くとも、その低さを保ったまま主ダクト３ａ，３ｂ等の空調用ダクトを配置することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ 空調機
２ サプライチャンバ
３ａ，３ｂ 主ダクト
４ａ，４ｂ 分岐チャンバ
５ａ〜５ｄ 分岐ダクト
６ 換気装置
７ａ〜７ｄ 吹出口
８ａ 排気ダクト
８ｂ 吸気ダクト
１１ 室内機
１２ 室外機
２１ チャンバ本体
２２ａ，２２ｂ 接続口
３１ａ，３１ｂ 接続口
３２ａ，３２ｂ 接続口
３３ａ，３３ｂ 屈曲部
４１ａ，４１ｂ 接続口（導出側接続口）
１００ａ，１００ｂ 部屋
１００ｆ 廊下
１００ｇ 階段
２００ｃ，２００ｄ 部屋
２００ｅ 機械室
２００ｈ 廊下

Claims (5)

1. 一端の接続口と他端の接続口との間に屈曲部を有し、
   前記屈曲部よりも前記一端の接続口側の部分の断面が成す形状と、前記屈曲部よりも前記他端の接続口側の部分の断面が成す形状とが、少なくとも一部で互いに異なることを特徴とする空調用ダクト。
2. 前記屈曲部よりも前記一端の接続口側の部分の断面は円形状を成し、前記屈曲部よりも前記他端の接続口側の部分の少なくとも一部の断面は扁平形状を成すことを特徴とする請求項１記載の空調用ダクト。
3. 室内機が作り送出する風を、複数の部屋にそれぞれ設けられた吹出口まで導き前記複数の部屋を対象に空調を行う全館空調システムにおいて、
   請求項１または請求項２記載の空調用ダクトを備えることを特徴とする全館空調システム。
4. 前記室内機側から風を導入する導入側接続口と、前記導入側接続口を介して導入した風を前記吹出口側へ分岐させて導出する導出側接続口とを有する分岐チャンバを備え、
   前記空調用ダクトは、
   前記一端の接続口が前記室内機側に接続され、
   前記他端の接続口が前記分岐チャンバの前記導入側接続口に接続されることを特徴とする請求項３記載の全館空調システム。
5. 前記空調用ダクトのうちの、前記屈曲部よりも前記他端の接続口側の部分は、階間又は天井裏に配置されることを特徴とする請求項３または請求項４記載の全館空調システム。

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