JP2018204908A - 冷暖気体置換装置および冷暖気体置換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】屋内空間の温度差解消による冷暖エネルギー効率の向上を図り、かつ、騒音、デザイン性、および埃の巻き上げといった諸問題を解消する事を可能とする冷暖気体置換装置を提供する。
【解決手段】鉛直方向に長軸を有するケーシング１２と、ケーシング１２内部に配置された送風手段１４と、を備え、ケーシング１２には、上端近傍の側壁、および下端近傍の側壁に、開口部（上部開口部１２ａ、下部開口部１２ｂ）が設けられ、送風手段１４は、開口部のうち、上部開口部１２ａから下部開口部１２ｂへの送風と、下部開口部１２ｂから上部開口部１２ａへの送風とを切替可能な構成とされていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、屋内における気体の冷暖差を解消するための装置、および方法に関する。

建屋の屋内空間は近年、一般住宅等においても天井高さを高くする傾向がある。こうした傾向の中問題視されているのは、空間内における床面付近と天井付近における温度差による冷暖に要するエネルギー効率の悪化である。こうした実状を打破するための手段として、サーキュレーターなどの送風機により、屋内空間の気体を循環させることが一般に行われている。

しかし、こうした送風手段は、その効果の向上に伴い、送風翼の風切り音が大きくなるといった問題や、屋内空間におけるインテリアの統一感を損なうデザイン性、および送風による埃の巻き上げなどの懸念が挙げられている。

このような実状において、気体を循環させるのでは無く、外部から取り入れるという観点から、特許文献１に開示されているような給気装置が提案されている。特許文献１に開示されている給気装置は、縦長の箱体の下部側に給気口を備えると共に、上部側に排気口を備え、両者間に構成される流路に送風手段と冷暖房手段を備えるというものである。また、特許文献１には、こうした基本構成を備えた給気装置に対して、木炭などの清浄化手段を付加する事も開示されている。

特開２００７−３３３３０７号公報

特許文献１に開示されている給気手段は、気密化された建屋において、正常な空気を屋内に取り入れ、屋内空間の空気のよどみを解消するという点においては非常に有効な手段であると考えられる。

しかし、取り入れる気体を調温して天井付近から送り出すだけでは、屋内空間における床面付近と天井付近の温度差を解消する事は難しく、エネルギー効率の改善には至らないと考えられる。また、外部気体の取り入れという観点から、装置自体も大型で、建屋に据え付けた状態となる事が予想される。このため、建屋内に部屋が複数ある場合には、設置コストが高騰するといった虞もある。

そこで本発明では、上記課題を解決し、屋内空間の温度差解消による冷暖エネルギー効率の向上を図り、かつ、騒音、デザイン性、および埃の巻き上げといった諸問題を解消する事を可能とする冷暖気体置換装置および冷暖気体置換方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る冷暖気体置換装置は、鉛直方向に長軸を有するケーシングと、前記ケーシング内部に配置された送風手段と、を備え、前記ケーシングには、上端近傍の側壁、および下端近傍の側壁に、開口部が設けられ、前記送風手段は、前記開口部のうち、上部開口部から下部開口部への送風と、前記下部開口部から前記上部開口部への送風とを切替可能な構成とされていることを特徴とする。

また、上記特徴を有する冷暖気体置換装置において前記ケーシングは、伸縮機構を備えるようにすると良い。このような特徴を有する事により、上部開口部の高さを屋内空間の天井位置に合わせるようにケーシングを伸縮させることが可能となる。

また、上記特徴を有する冷暖気体置換装置において前記送風手段は、シロッコファンであることが望ましい。このような特徴を有する事により、稼働時における翼の風切り音を小さなものとする事ができる。

また、上記目的を達成するための冷暖気体置換方法は、鉛直方向に長軸を有するケーシングと、前記ケーシング内部に配置された送風手段と、を備え、前記ケーシングには、上端近傍の側壁、および下端近傍の側壁に、開口部が設けられ、前記送風手段は、前記開口部のうち、上部開口部から下部開口部への送風と、下部開口部から上部開口部への送風とを切替可能な構成とされている冷暖気体置換装置を用いた冷暖気体置換方法であって、前記冷暖気体置換装置を屋内の１箇所乃至複数個所に配置して前記屋内の天井近傍気体と、前記屋内の床面近傍気体の置換を行うことを特徴とする。

また、上記特徴を有する冷暖気体置換方法では、前記冷暖気体置換装置を複数配置し、前記上部開口部から前記下部開口部へ送風する冷暖気体置換装置と、前記下部開口部から前記上部開口部へ送風する冷暖気体置換装置を同時に稼働させるようにすると良い。このような特徴を有する事により、屋内空間における気体循環の効率を向上させることができる。

さらに、上記特徴を有する冷暖気体置換方法において、前記冷暖気体置換装置は、前記ケーシングに伸縮機構を備え、前記屋内の天井高さに合わせて前記ケーシングを伸縮させ、前記上部開口部が前記天井近傍に位置させた上で、前記冷暖気体置換装置を稼働させるようにすると良い。このような特徴を有する事により、屋内空間の天井高さに合わせた汎用性を持たせる事ができると共に、より温度差の大きな位置における気体の置換を実施することが可能となる。

上記のような特徴を有する冷暖気体置換装置、および冷暖気体置換方法によれば、屋内空間の温度差解消による冷暖エネルギー効率の向上を図り、かつ、騒音、デザイン性、および埃の巻き上げといった諸問題を解消する事ができる。

第１の実施形態に係る冷暖気体置換装置の外観構成を示す側面図である。 図１におけるＡ−Ａ面でケーシングを分割した断面構成図である。 図１におけるＢ−Ｂ面でケーシングを分割した断面構成図である。 実施形態に係る冷暖気体置換装置を屋内空間に複数配置して稼働させる場合の例を示す図である。 実施形態に係る冷暖気体置換装置の変形例を示す図である。 第２の実施形態に係る冷暖気体置換装置の断面構成を示す図である。

以下、本発明の冷暖気体置換装置、および方法に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。まず、図１から図３を参照して、第１の実施形態に係る冷暖気体置換装置について説明する。なお、図１は、第１の実施形態に係る冷暖気体置換装置の外観構成を示す側面図であり、図２は、Ａ−Ａ面でケーシングを分割した断面構成図であり、図３は、Ｂ−Ｂ面でケーシングを分割した断面構成図である。

［第１実施形態］
本実施形態に係る冷暖気体置換装置（以下、単に置換装置１０と称す）は、ケーシング１２と、送風手段１４を基本として構成されている。ケーシング１２は、鉛直方向に長軸を有する筒状体の上下を封止した形態としている。ケーシング１２の上端近傍の側壁、および下端近傍の側壁には、それぞれ開口部（上部開口部１２ａ、下部開口部１２ｂ）が設けられている。開口部（上部開口部１２ａ、下部開口部１２ｂ）の形態については、特に限定するものでは無いが、例えば図１に示すようにスリットを備えて構成されるものであれば良い。ケーシング１２の全周にわたり、開口を均等に配置することが可能となるからである。また、ケーシング１２の断面形状については図３に、円形であるように示しているが、四角、その他の多角形の断面を持つ構成としても、本願の一部とみなすことができる。

送風手段１４は、上部開口部１２ａ、あるいは下部開口部１２ｂのいずれか一方からケーシング１２の内部に取り込んだ気体を、下部開口部１２ｂ、あるいは上部開口部１２ａのいずれか他方から排出するための役割を担う要素である。送風手段１４の配置位置は、ケーシング１２の内部であれば、特に限定するものでは無い。しかしながら、その配置に伴う重心位置の変化、置換装置１０の設置安定性を考慮した場合には、下部開口部１２ｂの近傍に配置することが望ましい。

送風手段１４は、駆動手段１６とファン１８を有するものであれば良い。具体的な構成の一例として、駆動手段１６としては、モータを備えるようにすれば良い。また、ファン１８としては、シロッコファンが望ましい。放射配置型の翼を有するファンに比べ、回転時の風切り音が小さく、翼の配置形態から、ケーシング１２により構成されるダクト状の流路への送風に適するというメリットがあるためである。なお、駆動手段１６とファン１８の間には、図示しないギアユニットを備えるようにしても良い。

このような構成の置換装置１０では、ファン１８の回転方向の切り替えにより、下部開口部１２ｂを給気側とし、上部開口部１２ａを排気側とする場合と（図１、図２中、白抜き矢印で示す気体の流れ参照）、上部開口部１２ａを給気側とし、下部開口部１２ｂを排気側とする場合（図１、図２中、斜線矢印で示す気体の流れ参照）との切り替えが可能となる。また、ケーシング１２により構成されるダクト状の流路を介して送風を行うため、風力が弱い場合でも、送風を確実に行う事ができる。このため、送風に伴う埃の舞い上がり等を生じさせる虞が無い。

また、実施形態に係る置換装置１０は、構造を簡易なものとする事ができる。このため、製造コストを抑える事ができると共に、ケーシング１２を樹脂や軽量金属で構成することで、装置自体の重量を抑え、設置場所の移動を容易に行う事が可能となる。また、ケーシング１２の形態もシンプルなものとすることができるため、ケーシング１２に壁紙やウォールステッカーなどで装飾を施す事で、屋内空間のインテリアとして違和感の無いものに仕上げる事も可能となる。

［使用形態］
上記のような特徴を備えた置換装置１０は、例えば図４に示すように、屋内空間５０に複数（図４に示す例では２つ）設置して使用する事ができる。このように、１つの屋内空間５０に複数配置された置換装置１０は、その全ての稼働形態を一致させ、下部開口部１２ｂと上部開口部１２ａのいずれか一方を給気側とし、上部開口部１２ａと下部開口部１２ｂのいずれか他方を排気側として稼働させても良いが、例えば図４に白抜き矢印で示すような気体の流れを伴う稼働方式を採用する事もできる。

すなわち、屋内空間５０に２つの置換装置１０を設置した場合に、一方の置換装置１０（図４中、左側に配置した置換装置１０）では、上部開口部１２ａを給気側、下部開口部１２ｂを排気側となるように稼働させ、他方の置換装置１０（図４中、右側に配置した置換装置１０）では、下部開口部１２ｂを給気側、上部開口部１２ａを排気側となるように稼働させるのである。このような稼働方式を採用する事で、屋内空間５０における内部気体の循環効率を向上させる事ができる。

ここで、図４中、（Ａ）、（Ｂ）で示す鉛直軸は、屋内空間５０の高さに沿った温度変化を示すものであり、ハッチングによる色味が濃いほど温度が低く、色味が薄いほど温度が高いという事を示すものである。そして、（Ａ）は、置換装置１０を稼働させる前の屋内空間５０の温度分布を示すものであり、（Ｂ）は、置換装置１０を稼働させて所定時間が経過した後における屋内空間５０の温度分布を示すものである。図４では、理解を示すために温度分布の変化を誇張して示しているが、実施形態に係る置換装置１０の稼働により、屋内空間５０における高さ方向の温度分布が均等化に近付く事に違いは無い。

［応用例］
上記実施形態では、置換装置１０におけるケーシング１２の内部には送風手段１４のみを配置して、単純にケーシング１２を介した送風を行う旨記載した。しかしながら、ケーシング１２内部の余剰空間には図５に示すように、シリカゲルなどの除湿手段２０や、木炭などの消臭手段２２を配置する構成としても良い。このような構成としたとしても、冷暖気体の置換に要するエネルギー効率に変化は無いからである。また、このような構成を採用した場合には、排気側の開口部から放出される気体の清浄化を図る事が可能となるからである。

［第２実施形態］
次に、本発明の冷暖気体置換装置に係る第２の実施形態について、図６を参照して説明する。なお、本実施形態に係る置換装置１０Ａの殆どの構成は、上述した第１の実施形態に係る置換装置１０と同様である。よって、その機能を同一とする要素には同一符号を附して、詳細な説明は省略することとする。

本実施形態に係る置換装置１０Ａと、第１の実施形態に係る置換装置１０との相違点は、ケーシング１２の構造にある。第１の実施形態に係る置換装置１０では、ケーシング１２を単一構造としていたのに対し、本実施形態に係る置換装置１０Ａでは、ケーシング１２を分割構造としている。

具体的には図６に示すように、ケーシング１２を２分割構造とする場合、上部ケーシング１３ａと下部ケーシング１３ｂに分割する。そして、上部ケーシング１３ａと下部ケーシング１３ｂを構成する側壁の断面形状のサイズを異ならせ、上部ケーシング１３ａと下部ケーシング１３ｂのいずれか一方が、いずれか他方を収容可能な構成とする。

図６に示す形態では、上部ケーシング１３ａの内部に下部ケーシング１３ｂが収まる構成としている。下部ケーシング１３ｂの上側から上部ケーシング１３ａをかぶせる構造とすることで、両者の継ぎ目に塵や埃が挟まれる虞がないからである。

また、上部ケーシング１３ａと下部ケーシング１３ｂは、高さ方向のサイズを近似させる事が望ましい。このような構成とした場合、図６（Ａ）に示すように、ケーシング１２を短縮させた際、上部開口部１２ａは下部ケーシング１３ｂの側壁により、下部開口部１２ｂは上部ケーシング１３ａの側壁により、それぞれ封止されることとなる。このため、置換装置１０を長期間使用しない場合には、図６（Ａ）に示すようにケーシング１２を短縮形態とすることで、開口部（上部開口部１２ａ、下部開口部１２ｂ）からケーシング１２の内部に埃が入り込む事を防ぐ事ができる。

また、ケーシング１２を上部ケーシング１３ａと下部ケーシング１３ｂに分割し、テレスコピック型に伸張させる事を可能とする事で、図６（Ｂ）に示すように、屋内空間５０（図４参照）の天井高さに合わせてケーシング１２のサイズを伸ばす事が可能となる。このような構造により、天井高さの変化に対応した汎用性を持たせる事が可能となる。

上記実施形態では、置換装置１０の設置、配置場所について、建屋の屋内空間５０をイメージして説明を行った。しかしながら、本発明に係る置換装置１０は、恒久的な建屋のみならず、簡易的なテントなどにより構成される空間にも適用する事ができる。

１０，１０Ａ………置換装置、１２………ケーシング、１２ａ………上部開口部、１２ｂ………下部開口部、１３ａ………上部ケーシング、１３ｂ………下部ケーシング、１４………送風手段、１６………駆動手段、１８………ファン、２０………除湿手段、２２………消臭手段、５０………屋内空間。

Claims (6)

1. 鉛直方向に長軸を有するケーシングと、
   前記ケーシング内部に配置された送風手段と、を備え、
   前記ケーシングには、上端近傍の側壁、および下端近傍の側壁に、開口部が設けられ、
   前記送風手段は、前記開口部のうち、上部開口部から下部開口部への送風と、前記下部開口部から前記上部開口部への送風とを切替可能な構成とされていることを特徴とする冷暖気体置換装置。
2. 前記ケーシングは、伸縮機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載の冷暖気体置換装置。
3. 前記送風手段は、シロッコファンであることを特徴とする請求項１または２に記載の冷暖気体置換装置。
4. 鉛直方向に長軸を有するケーシングと、前記ケーシング内部に配置された送風手段と、を備え、前記ケーシングには、上端近傍の側壁、および下端近傍の側壁に、開口部が設けられ、前記送風手段は、前記開口部のうち、上部開口部から下部開口部への送風と、下部開口部から上部開口部への送風とを切替可能な構成とされている冷暖気体置換装置を用いた冷暖気体置換方法であって、
   前記冷暖気体置換装置を屋内の１箇所乃至複数個所に配置して前記屋内の天井近傍気体と、前記屋内の床面近傍気体の置換を行うことを特徴とする冷暖気体置換方法。
5. 前記冷暖気体置換装置を複数配置し、前記上部開口部から前記下部開口部へ送風する冷暖気体置換装置と、
   前記下部開口部から前記上部開口部へ送風する冷暖気体置換装置を同時に稼働させることを特徴とする請求項４に記載の冷暖気体置換方法。
6. 前記冷暖気体置換装置は、前記ケーシングに伸縮機構を備え、
   前記屋内の天井高さに合わせて前記ケーシングを伸縮させ、前記上部開口部が前記天井近傍に位置させた上で、前記冷暖気体置換装置を稼働させることを特徴とする請求項４または５に記載の冷暖気体置換方法。

Images