JP2020183837A - 空調機及びこれを用いた放射空調装置 - Google Patents

空調機及びこれを用いた放射空調装置 Download PDF

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Abstract

【課題】送風源としてクロスフローファンを用いた空調機の高さ寸法を低くすること。【解決手段】水平面が交わる一面と反対側の一面とにそれぞれ空気取込口52と吹出口55とを配置するハウジング51a内に、熱交換器53とクロスフローファン54とを一列に配列する。クロスフローファン54は、その上半分側が熱交換器53から吹出口55に向けた方向に回転するように駆動される。クロスフローファン54の回転による送風動作には、ハウジング51a内の空気の流路である機内流路81の屈曲が不可欠である。これを実現するために気流調整部82を設け、斜め下方からクロスフローファン54に向かう気流を空気取込口52側に生じさせ、クロスフローファン54から斜め下方に向かう気流を吹出口55側に生じさせる。【選択図】図9

Description

本発明は、空調機及びこれを用いた放射空調装置に関する。
室内空間の環境を快適に維持するための空調装置としては、対流方式が従来から一般的に用いられている。温度や湿度を調整した空調空気を室内に吹出し、対流によって空気調和を行う方式である。
ところが対流方式は、快適性の面で不満を感じさせやすい。
その原因の一つは、空気を対流させた場合、室内空間に上下の温度分布差が発生し、暖まった空気は天井側にいきやすく、冷えた空気は床面に留まりやすいことにある。健康に良く、人が快適と感ずる頭寒足熱とは反対の状態となるため、どうしても不快に感じられてしまうのである。
不満を感じやすいもう一つの原因は、対流させた気流が人体に直接当たる、いわゆるドラフトと呼ばれている現象が生ずることにある。例えば冷房の効いた室内では、風速0.5mで体感温度は3℃低下するといわれている。このため炎天下の屋外から空調されている室内に入ったような場合、最初のうちは快適に感ずるものの、体が冷えた後はかえって寒さを感じてしまうのである。
また気流が直接体に当たり続けること自体、不快に感ずる人も少なくない。
放射方式の空調装置は、気流を体に直接当てないという点で、対流方式の空調装置が持つ上記不都合を改善する。
このような放射方式の空調装置の一例として特許文献1は、天井面に空調機と放射パネルとを取り付けた空調装置(特許文献1は「放射空調システム」と呼んでいる)を開示している。
放射パネルは、互いに対面させた透湿性を有する放射パネルと断熱パネルとの間に風路を形成する構造のもので、空調機の吹出口に風路の入口を対面させている(特許文献1の段落[0025]〜[0029]、図1〜図11参照)。そこで空調機の吹出口から吹き出された空調空気は風路に導入され、風路内を流通する。これによって放射パネルの温度が制御され、放射冷暖房が行なわれる。
特開2016−217630号公報
特許文献1には、上下方向に高さが低い薄型の空調機が図示されている(文献1の図11〜図5参照)。この空調機について特許文献1は、「室内空間1の空気を取り込んで熱媒流体の相変化に伴う吸熱又は放熱作用により冷却又は加熱し、この冷却又は加熱された空気を、空調空気噴出口211aから噴き出すようになっている」と説明している(文献1の段落[0027]参照)。その一方で空調機の内部構造についての説明はなく、その詳細は不明である。
空調機の送風源としては、クロスフローファンが広く用いられている。クロスフローファンは、幅の広い吹出口からでも均等に空調空気を吹出させることができるし、作動音も小さいことから、空調機の送風源としての使用に適している。
そこで特許文献1に記載されている空調機にも、クロスフローファンを用いることが想定される。
ところがクロスフローファンを用いて正常な送風動作を行わせるためには、空気取込口から吹出口に至る空調機内の空気の流路(以下「機内流路」とも呼ぶ)を屈曲させなければならない。このため機内流路を配置するための比較的広いスペースが必要になり、また空気取入口と吹出口とのレイアウト上の制約も生ずる。
特許文献1に記載されている薄型の空調機にクロスフローファンを用いる場合には、上下方向に十分な高さ寸法を得難い空調機のハウジング内に、いかにして機内流路のためのスペースを確保し、機内流路をレイアウトするかを考えなければならない。換言すると、送風源としてクロスフローファンを用いながら、空調機の高さ寸法をいかにして低くするかが課題となる。
本発明の課題は、送風源としてクロスフローファンを用いた空調機の高さ寸法を低くすることである。
本発明の空調機は、水平面が交わる一面と反対側の一面とにそれぞれ空気取込口と吹出口とを配置するハウジングと、前記空気取込口と前記吹出口との間に配置された熱交換器と、前記熱交換器よりも前記吹出口側に配置されたクロスフローファンと、回転軸よりも上方の領域の回転方向が前記熱交換器から前記吹出口に向けた方向になるように前記クロスフローファンの駆動源を駆動する駆動部と、を備えている。
本発明の空調機は、水平面が交わる一面と反対側の一面とにそれぞれ空気取込口と吹出口とを配置するハウジングと、前記空気取込口と前記吹出口との間に配置された熱交換器と、前記熱交換器よりも前記吹出口側に配置されたクロスフローファンと、回転軸よりも上方の領域の回転方向が前記熱交換器から前記吹出口に向けた方向になるように前記クロスフローファンの駆動源を駆動する駆動部と、斜め下方から前記クロスフローファンに向かう気流を前記空気取込口側に生じさせ、前記クロスフローファンから斜め下方に向かう気流を前記吹出口側に生じさせる気流調整部と、を備えている。
本発明の放射空調装置は、天井面に設置される上記空調機と、前記空調機の吹出口に対し、隣り合わせで天井面に取り付けられる背面パネルと、前記空調機と前記背面パネルとを併せた面積よりも大きな水平投影面積を有する通気性のある放射パネルと、前記吹出口から空調空気が吹出される方向に沿って前記背面パネルと前記放射パネルとの間に介在する一対の側壁と、を備えている。
本発明によれば、送風源としてクロスフローファンを用いたとしても、空調機の高さ寸法を低くすることができる。
放射空調装置の実施の一形態を示す模式図。 空調装置の下方から見た斜視図。 空調装置の背面図。 空調装置の正面図。 空調装置の平面図。 空調装置の右側面図。 レールを斜め上方からさらに拡大して示す斜視図。 空調機に取り付けられているレール及び磁石を斜め下方から拡大して示す斜視図。 空調装置の内部構造を示す模式図。 熱交換器の正面図。 パネル基体を底面方向から示す斜視図。 放射パネルの枠体の平面図。 放射パネルの分解斜視図。 放射パネルの平面図。 (a)は放射パネルユニットを幅方向に断面にして示す模式図、(b)は放射空調装置を空調空気の流れ方向に断面にして示す模式図。 (a)は放射パネルの枠体に取り付けられているスライダ及び吸着板を拡大して示す斜視図、(b)は第2枠体に取り付けられている連結ピンを拡大して示す斜視図。 スライダをさらに拡大して示す斜視図。 空調機の設置場所に空調機を設置した状態を下方から見た斜視図。 空調機とパネル基体とを設置した状態を下方から見た斜視図。 空調機に放射パネルを仮止めした状態を下方から見た斜視図。 空調機に放射パネルを仮止めした状態を側面から見た模式図。 レールとスライダとの位置関係を拡大して示す模式図。 第2パネルを水平になるように回転させた状態を側面から見た模式図。 レールとスライダとの位置関係を拡大して示す模式図。 第2パネルを水平に移動させて本固定した状態を側面から見た模式図。 レールとスライダとの位置関係を拡大して示す模式図。 第1パネルを回転させてパネル保持部に保持させた状態を側面から見た模式図。 レールとスライダとの位置関係を拡大して示す模式図。 パネル基体に放射パネルを固定した状態を下方から見た斜視図。 第1パネルをセットして放射空調装置の設置が完了した状態を下方から見た斜視図。 パネル基体の変形例を示す(a)は正面図、(b)は底面図、(c)は異なる平面形状を採用した場合の底面図。 パネル基体の別の変形例を示す正面図。 (a)〜(d)は、布カバーにおけるチャック位置のバリエーションを例示する模式図。 放射空調装置の別の構成例を示す正面図。
実施の一形態を図面に基づいて説明する。
つぎの項目にしたがって説明する。
1.放射空調装置
(1)空調機
(a)外観
(b)内部構造
(クロスフローファンの回転方向)
(機内流路の形状とクロスフローファンの配置)
(2)放射パネルユニット
(a)パネル基体
(b)放射パネル
(c)パネル基体に対する放射パネルの着脱構造
(放射パネルの仮止め構造)
(放射パネルの本固定構造)
(第1パネルの保持構造)
(布カバーの工夫)
2.設置手順
(1)空調機の設置
(2)パネル基体の取り付け
(3)放射パネルの取り付け
(a)仮止め
(b)第2パネルの回転
(c)本固定
(d)第1パネルの保持
(4)放射パネルの取り外し
(a)第1パネルの保持解除
(b)連結部の連結解除
(c)第2パネルの回転
(d)脱落
3.作用効果
(1)結露の防止
(a)結露の原因
(b)本実施の形態の放射空調装置
(c)結露防止の原理
(2)空調機の薄型化
(a)クロスフローファン
(b)熱交換器
(3)熱交換器
(4)熱放射面積の拡大
(a)幅方向への拡大
(b)空調機と重なる領域への拡大
(5)ショートカット現象の防止
(6)シートの形状及び構造からもたらされる作用効果
(a)熱放射面積の拡大
(b)製造の容易化
(c)不利益の解消
(7)放射パネルの着脱作業の容易化
(8)シートの材料選定の自由度
(9)シートの変形の抑制
(10)熱効率
(11)外観上の特長
(a)美観
(b)用と美
4.変形例
(1)放射空調装置の設置場所
(2)放射空調装置の設置状態
(3)空調機と背面パネルとの配置
(4)放射パネルの構造
(5)放射パネルの固定構造
(a)スライダの取り付け位置
(b)別の固定構造
(c)第1パネル
(6)放射パネルの形態
(7)側壁
(8)排出口
(9)シートのチャック位置のバリエーション
(10)放射空調装置の別の構成例
(11)その他
1.放射空調装置
図1に示すように、本実施の形態の放射空調装置11は、ともに天井面Cに設置された空調機51と放射パネルユニット101とからなる。放射空調装置11は、室内Rの一面に設けている壁面Wに寄せて配置されている。
本実施の形態では、空調機51及び放射パネルユニット101の方向を次のように定義する。まず水平面を想定する。この水平面は、有体物として存在し得る水平面ではなく、抽象的で観念的な仮想上の水平面である。
このような水平面に交わる一面と反対側の一面とを空調機51の背面及び正面とする。背面は、後述する空気取込口52が配置される面である(図1、図3参照)。正面は、後述する吹出口55が配置される面である(図1、図4参照)。
空調機51を正面側から見たとき、水平面と交わる面は側面である。右側の側面は右側面、左側の側面は左側面になる。
空調機51の上下の面については、鉛直方向上側の面は上面、鉛直方向下側の面は下面である。
空調機51を正面側から見たとき、両側面を結ぶ方向を横幅方向(幅方向)、正面と背面とを結ぶ方向を奥行き方向、上面と下面とを結ぶ方向を高さ方向と規定する。また正面側を手前側、背面側を奥側ともいう。
図1に示すように、放射パネルユニット101は、空調機51の正面に隣り合う位置に配置されている。このような配置関係を保つとき、放射パネルユニット101のそれぞれの面(端部)及び方向も、空調機51について説明した上記面及び方向と同様に定義される。こうして定義される放射パネルユニット101の面(端部)及び方向は一意に定められ、放射パネルユニット101が空調機51と隣り合う図1に示す配置関係が崩れたとしても、変わることはない。
空調機51に準ずるという点については、後述する空調機51のハウジング51a、放射パネルユニット101を構成するパネル基体111(背面パネル112、側壁113)及び放射パネル131(枠体132、布カバー141)も放射パネルユニット101と同様である。つまり放射パネルユニット101が空調機51の正面に隣り合う図1の状態のとき、上記各部のそれぞれの面(端部)及び方向も、空調機51について説明した上記面及び方向と同様に定義される。こうして定義される上記各部のそれぞれの面(端部)及び方向は一意に定められ、放射パネルユニット101が空調機51と隣り合う図1に示す配置関係が崩れたとしても、変わることはない。
(1)空調機
天井面Cは折り上げ天井となっており、窪みC1を有している(図18、図19も参照)。この窪みC1に嵌り込むように、例えば吊りボルトによって空調機51は取り付けられている(図18参照)。
図1に示すように、空調機51は、背面に設けられた空気取込口52から室内Rの空気を取り込み、熱交換器53に接触させた後、クロスフローファン54によって吹出口55から空調空気として吹出す。空気取込口52には、フィルタ56が着脱自在に取り付けられている。
(a)外観
図2〜図6に示すように、空調機51のハウジング51aは、横幅、奥行き、高さの順に寸法が小さくなる薄型形状を有している。
図3に示すように、ハウジング51aの背面に配置された空気取込口52は、横長の矩形形状をした三箇所の領域を水平方向に並列させている。個々の空気取込口52はそれぞれの領域で開口し、室内R側の空間をハウジング51aの内部空間に連絡させている。
空気取込口52の三箇所の領域にはそれぞれ、フィルタ56が取り付けられている。これらのフィルタ56は、下面側からの作業で抜き差し自在にハウジング51aに取り付けられている。ハウジング51aは背面側の領域に、下方から上方に向けて押し込むようなフィルタ56の装着と、上方から下方に引き抜くようなフィルタ56の脱落とを可能にする構造を備えている。この構造は、フィルタ56を上下方向に案内する構造と、空気取込口52を塞ぐ位置でフィルタ56を保持する構造とを含んでいる。
空気取込口52をなす三箇所の領域は、ハウジング51aの右側面に寄せて配置されている(図2、図5参照)。このため背面側から見ると、これらの三カ所の領域は左側に寄せられている。
図4に示すように、ハウジング51aの正面に配置された吹出口55は、横長の矩形形状をした三箇所の領域を水平方向に並列させている。これらの三箇所の領域は、空気取込口52をなす三箇所の領域と位置を合わされ、ハウジング51aの横幅方向における右側に寄せて配置されている(図2、図5参照)。
吹出口55となる三箇所という個数、及び吹出口55の右寄せ配置は実施の一形態にすぎない。実施に際してはこれに限定されず、吹出口55は複数の領域に区画されていなくても、あるいは二箇所の領域又は四箇所以上の領域に区画されていてもよい。吹出口55はハウジング51aの左側面に寄せて配置されていても、中央に配置されていてもよい。空気取込口52と吹出口55とをハウジング51aの同一の側面に寄せて配置することも必須ではなく、例えば空気取込口52は左寄せ配置、吹出口55は右寄せ又は中央配置のような各種の変更が可能である。
図2、図4〜図6に示すように、吹出口55は、ハウジング51aの正面から突出した形状を有するフード61の先端部に設けられている。吹出口55の三箇所の領域は、フード61内に垂直に設けられた仕切板62によって区画されている。吹出口55を複数の領域に区画しない場合には、仕切板62は不要である。
ハウジング51aの正面に連絡するフード61の上面の根元側は、傾斜面63とされている。このような傾斜形状は、フード61の外面のみならず内面においても同様で(図9参照)、傾斜面63に対応するフード61内の上面には、傾斜した傾斜内面64が設けられている。
天井面Cの窪みC1に嵌り込むように取り付けられた空調機51は、天井面Cと窪みC1との間の境界をなすエッジEよりも、パネル基体111側にフード61を突出させている。このときフード61の傾斜面63の傾斜形状は、後述するパネル基体111との円滑な連結に貢献する。
フード61の傾斜内面64の傾斜形状は、後述するクロスフローファン54の正常な動作の確保に貢献する。
これらの傾斜面63及び傾斜内面64の貢献については後述する。
図2〜図6、図8に示すように、空調機51のハウジング51aの両側面には、レール57が取り付けられている。これらの一対のレール57の取り付け位置は、ハウジング51aの後方側で、比較的下方の位置である。
図7に示すように、レール57は、空調機51とパネル基体111との配列方向(奥行き方向)に沿って延び、段部57aを有している。段部57aは、パネル基体111側の高さを低く、空調機51側の高さを高くしている。
左右一対のレール57は、放射空調装置11に対する放射パネルユニット101の取り付けのために利用される。詳しくは後述する。
図3、図5〜図6、図8に示すように、空調機51のハウジング51aの背面の両端部側には、一対の磁石MGが設けられている。
図8に示すように、ハウジング51aは、背面から磁石ホルダ71を突出させている。磁石MGは、磁石ホルダ71の下面に取り付けられている。
左右一対の磁石MGは、放射空調装置11に対する放射パネルユニット101の取り付けのために利用される。詳しくは後述する。
(b)内部構造
図9を参照すると、ハウジング51aが背面側に備える空気取込口52と正面側に備える吹出口55とは、水平面が交わる一面と反対側の一面とにそれぞれ配置されていることがわかる。
ハウジング51aは、空気取込口52と吹出口55との間に熱交換器53を配置し、熱交換器53よりも吹出口55側にクロスフローファン54を配置している。空気取込口52と熱交換器53とクロスフローファン54と吹出口55とは、奥行き方向に一直線上に設けられている。
クロスフローファン54は、回転軸Aを中心に回転する。このようなハウジング51aの内部には、クロスフローファン54の回転によって空気取込口52より室内Rの空気を取り込み、取り込んだ空気を熱交換器53に接触させて吹出口55から吹出す空気の流路(以下「機内流路81」とも呼ぶ)が設けられている。
クロスフローファン54は、漫然と機内流路81に置かれただけでは所望の動作、つまり空気取込口52から空気を吸引して吹出口55に吐出するという動作をしない。このような方向の気流(図9中の矢印参照)を生じさせるためには、
・機内流路81が屈曲していること
・機内流路81内の決められた位置にクロスフローファン54が配置されていること
・機内流路81の形状に合わせた方向にクロスフローファン54が回転すること
という条件が揃わなければならない。
そこで本実施の形態では、クロスフローファン54を所定の方向に回転させる構造と、このようなクロスフローファン54の回転によって空気取込口52から吹出口55に向かう気流を生じさせる気流調整部82とを設けている。
詳しく説明する。
(クロスフローファンの回転方向)
図2〜図5に示すように、空調機51のハウジング51aは、空気取込口52及び吹出口55を右側に寄せて配置している。これによってハウジング51aの左側には、空気取込口52と吹出口55とを結ぶ空気の流れに関わらない空間が生まれる。空調機51は、この空間内に電気的な構造物を配置している。
図9に示すように、電気的な構造物は、クロスフローファン54の駆動源であるモータMを駆動する駆動部DR及び制御部CRである。制御部CRは、駆動部DRの動作を初めとして、空調機51のあらゆる動作を制御する。
制御部CRに制御される駆動部DRは、図9中、時計回り方向に回転するようにクロスフローファン54を駆動する。図9の時計回り方向は、クロスフローファン54の上半分側、つまり回転軸Aよりも上方の領域の回転方向を熱交換器53から吹出口55に向けさせる方向である。
(機内流路の形状とクロスフローファンの配置)
図10に示すように、熱交換器53は、鉛直方向に配置された複数枚のアルミ板53aに冷媒管53bを貫通させている。冷媒管53bの内部に冷媒を通すことでアルミ板53aに冷媒の温度を熱伝導し、個々のアルミ板53aの間の形成されたスリット53cを通過する空気を調温する仕組みである。
本実施の形態の熱交換器53は、三層である。つまり一単位をなす一層の熱交換器53を三個直接に配置している。
しかも三層の熱交換器53は、傾斜した状態でハウジング51a内に固定されている。傾斜方向は、クロスフローファン54の側の面を下方に向けた方向である。
図9に示すように、熱交換器53のスリット53cを通過する空気は、熱交換器53の面と直交する方向に進行する。これによって熱交換器53から斜め下方に向かう気流が発生する。
気流調整部82は、熱交換器53の面に直交して下方に向かう空気をハウジング51a内の底面に沿わせ、底面に沿って流れた空気をクロスフローファン54によって吸い上げさせる。吸い上げられた空気は、斜め下方からクロスフローファン54に向かう。
このような空気の流れを生じさせるために空調機51は、クロスフローファン54の周辺に二枚の気流調整板83を設け、熱交換器53から斜め下方に向かう空気の進行方向を斜め上方に変え、クロスフローファン54に斜め下方から向かう気流に変換している。二枚の気流調整板83は、クロスフローファン54を上下方向から微小な隙間を開けて挟み込むように配置されており、斜め下方からの気流がクロスフローファン54の内部に導入されるようにしている。
上下二枚の気流調整板83はさらに、クロスフローファン54よりも吹出口55側の機内流路81を斜め下方に傾斜した形状にしている。これによって機内流路81は、クロスフローファン54から斜め下方に向かう気流を吹出口55に発生させる。
より詳しくは、機内流路81は、クロスフローファン54に熱交換器53側から導入した空気を90°屈曲させて吹出口55側に導いている。これによって空気取込口52から空気を吸引し、吹出口55に吐出するというクロスフローファン54の動作が正常に実行される。
前述したフード61の傾斜内面64は、斜め下方に傾斜した形状を有している。このような形状の傾斜内面64は、クロスフローファン54よりも吹出口55側の機内流路81の一部をなし、クロスフローファン54の正常な動作の確保に貢献している。
(2)放射パネルユニット
放射パネルユニット101は、パネル基体111と放射パネル131とによって構成されている。
(a)パネル基体
図11に示すように、パネル基体111は、矩形形状をした平板状の背面パネル112の両側部分から、一対の側壁113を立ち上げた形状の断熱部材である。例えば発泡スチロール(EPS)、樹脂、石膏、ウレタン、グラスウール、ロックウールなどをパネル基体111の材料として用いることができる。
一対の側壁113は、背面パネル112の長辺方向(幅方向)の両端部分、つまり両側端から立ち上げられており、長辺に沿う幅方向に僅かに回り込んでいる。このような形状上、一対の側壁113の一端側の領域と他端側の領域、それに背面パネル112に対面する領域との三面が開放されている。
説明の便宜上、一対の側壁113の一端側の領域を導入口114、他端側の領域を排出口115、そして背面パネル112に対面する領域を対面領域116と呼ぶ。対面領域116は、一対の側壁113の上端面を含む平面内の領域である。
そこでパネル基体111は、背面パネル112を基体とし、この背面パネル112から囲い状に立ち上がる壁部としての側壁113を備えている。一対の側壁の間には、導入口114と排出口115とが設けられる。
パネル基体111の導入口114は、空調機51の吹出口55に連絡する端縁に向けて傾斜した形状を有している。この形状は、吹出口55を先端部に設けるフード61の傾斜面63と適合している。
このよう構造のパネル基体111は、天井面Cと窪みC1との間の境界をなすエッジEの位置に、導入口114をなす端縁の位置を合せて天井面Cに取り付けられている。これによってパネル基体111の導入口114に、空調機51が有するフード61の傾斜面63が位置合わせされ、吹出口55と導入口114とが連結される(図19参照)。
天井面Cに対するパネル基体111の取り付け手段は、その種類を問わない。例えばネジ止め、面ファスナ、接着テープ、接着などの手段を採用することができ、天井面Cの構造によっては吊りボルトなどの取り付け手段の採用も可能である。
パネル基体111には、排出口115に位置させて、一対のストッパ117が設けられている。これによって排出口115は、幅の広い中央側の一箇所と幅の狭い両側の二箇所との三箇所に分散されている。これらのストッパ117は、背面パネル112に固定されたストッパ金具119によって構成されている。
ストッパ金具119は連結具として機能するもので、連結溝119aを設けている。
このようなパネル基体111は、例えばEPSによって一体に成形されている。したがって全体が断熱材として機能する。
(b)放射パネル
図12〜図14に示すように、放射パネル131は、矩形形状をした枠体132に袋形状の布である布カバー141を被せることによって形成されている。
枠体132は、複数本の棒状部材133を連結し、補強及び回転防止のためのリブを有する矩形形状に形成したものである。棒状部材133は、枠体132の外形を決定づける矩形形状に組まれる外枠部材133aとして一部が用いられ、他の一部は外枠を補強する補強部材133bとして用いられる。一例として、棒状部材133には中空構造を有する角柱形状のアルミパイプが用いられ、これらが樹脂製のコネクタで連結されたり、ビス止めされたりすることによって枠体132が構成される。
別の一例として、棒状部材133は樹脂によって成形されていたり、カーボンによって形成されていたりしてもよい。
このような枠体132は、第1枠体134と第2枠体135とを備えている。
第1枠体134は、空調機51に対面する領域に配置される。第1枠体134の幅は、空調機51よりも広く設定されている。
第2枠体135は、その幅方向及び奥行き方向ともに、パネル基体111の幅方向及び奥行き方向よりも大きく、奥行き方向の後端側は、空調機51の下面の奥行き方向後方部分にまで達する長さとなっている。
第1枠体134は、第2枠体135の後端部にヒンジ136で連結され、第2枠体135に対して回転自在である(図12〜図13、図16参照)。第1枠体134は、第2枠体135の奥行き方向の後端部とともに、空調機51を完全に覆う大きさを有している。
図13〜図14に示すように、布カバー141は、布団カバーのような袋形状を有している。四辺が閉じられ、三辺に開放可能な開放縁142を有する形状である。開放縁142にはチャック143が取り付けられ、チャック143によって開閉自在となっている。開放縁142を開放することで、枠体132の収納が可能である。開放縁142は、布カバー141の端部よりもやや内側に入った位置に位置づけられている。
このような布カバー141は、布、つまり繊維を素材として形成され、通気性と伸縮性とを有している。
布カバー141は、その幅方向及び奥行き方向を枠体132よりも僅かに小さく形成されており、枠体132を収納した際、張られた状態を維持する。
袋形状という布カバー141の形状については、枠体132の幅方向を包み込む形状としてみたとき、エンドレス形状とみることもできる。両端が開放されたエンドレス形状の両端を閉じた形状が袋形状になるからである。
袋形状を有する布カバー141は、室内R側に露出する表面側の繊維素材と、流路151に面する裏面側の繊維素材との縫い合わせ構造を有している。説明の便宜上、表面側の繊維素材を表面繊維141A(図29、図30も参照)、裏面側の繊維素材を裏面繊維141Bと呼ぶ。
表面繊維141Aは、放射パネル131が設置された際に室内R側に露出し、放射空調装置11の外観態様を決定づける。そこで表面繊維141Aの材料を選定するに際しては、美的観点が重要視される。
裏面繊維141Bの方は、空調機51の吹出口55から吹出した気流が表面繊維141Aの裏側に導かれるに際して、気流に極力抵抗を与えないようにするという観点からその材料が選定される。この観点から、本実施の形態ではメッシュの布、つまりメッシュ素材の繊維が裏面繊維141Bとして使用されている。
図13、図14に示されているように、表面繊維141Aは背面パネル112に対面する裏面側にまで回り込んでおり、裏面側で裏面繊維141Bと縫い合わされている。布カバー141は、放射パネル131をパネル基体111に装着した際、一対の側壁113と位置合わせされるように縫い合わせ部分SPを位置付けている。
枠体132に布カバー141をカバーリングした放射パネル131は、第1枠体134と第2枠体135とがヒンジ136を通る軸を中心に回転自在であることから、布カバー141が被された状態でも回転自在である。そこで説明の便宜上、放射パネル131のうち、布カバー141が第1枠体134を覆っている部分を第1パネル131A、布カバー141が第2枠体135を覆っている部分を第2パネル131Bと呼ぶ。
第1パネル131Aは、空調機51の一部に対面する領域を担っている。
第2パネル131Bは、空調機51の残りの一部とパネル基体111の全面に対面する領域を担っている。
図1に示すように、放射パネル131は、パネル基体111の対面領域116に位置付けられ、固定される。これによって導入口114から排出口115に至る空間が画され、これが空調空気の流路151となる。
図15(a)に模式的に示すように、枠体132に布カバー141がカバーリングされた状態になっている放射パネル131は、表面繊維141Aによる一面と、裏面繊維141Bによる反対側の面とを有する中空の形状を形成している。このとき放射パネル131は、布カバー141の裏面繊維141Bがメッシュの布なので、裏面側に開口部Oを有しているのと等しい状態を作り出している。このため流路151を流れる空調空気は裏面繊維141Bから自由に放射パネル131の内部に入り込み、表面繊維141Aの内部に接する。このためもとより通気性を有している表面繊維141Aは、放射面RSとして機能する。
前述したとおり、放射パネル131の枠体132は、空調機51及びパネル基体111よりも投影面積が大きい。より詳しくは、第1枠体134の幅は、空調機51よりも広く設定されており、第2枠体135の幅及び奥行きは、パネル基体111の幅方向及び奥行き方向よりも大きく設定されている。したがって放射パネル131は、空調機51及びパネル基体111を併せた面積よりも大きな水平投影面積を有している。
このとき図15(a)に模式的に示すように、放射パネル131は枠体132をカバーリングする布カバー141によって中空になっているため、上記寸法関係から、表面繊維141A側の放射面RSは背面パネル112の幅よりも広い。
これに対して開口部Oは、一対の側壁113の対向間隔に一致している背面パネル112の幅よりも狭い。換言すると一対の側壁113は、空調機51の吹出口55から空調空気が吹出される方向に沿って背面パネル112と放射パネル131との間に介在し、開口部Oをはみ出すことなく間に入れて対向している。これによって空調空気の流路151はその幅を一対の側壁113によって規定され、開口部Oから空調空気を外部に漏らすことなく、放射パネル131の内部空間に連絡している。
図15(b)に模式的に示すように、放射パネル131の内部空間には、枠体132の棒状部材133が位置づけられる。これらの棒状部材133のうち、空調機51が内蔵する熱交換器53の鉛直方向直下には、第1枠体134の外枠部材133aと第2枠体135の外枠部材133aとが位置づけられる。空調機51のハウジング51aは、下面をフラットな面としており、布カバー141を介して枠体132を密接させている。
ハウジング51aの下面に密接する第1枠体134及び第2枠体135のうち、第1枠体134に連結される第2枠体135の外枠部材133aは、棒状の密接部材RMとして機能する。棒状の密接部材RMは、外枠部材133aの一部であり、布カバー141を介して空調機51のハウジング51aに密接する。密接するのは、ハウジング51aの下面である。密接部材RMとなる外枠部材133aの一部をハウジング51aに密接させるための構造については、後述する。
このような密接部材RMは、放射パネル131の内部空間を区切り、熱交換器53よりも空調機51の後方側(空気取込口52の側)に空調空気が回り込むことを防止する。
(c)パネル基体に対する放射パネルの着脱構造
図12〜図14及び図16(a)(b)に示すように、枠体132には、放射パネル131を仮止めし、固定するための構造物として、一対のスライダ137、被連結具としての一対の連結ピン138、及び被吸着部材としての一対の吸着板139が設けられている。
一対のスライダ137は、前述した一対のレール57と協働し、放射パネル131を仮止めするための部品である。
一対の連結ピン138は、前述したストッパ117と協働し、放射パネル131を本固定するための部品である。
一対の吸着板139は、後述する磁石MGと協働し、放射パネル131のうち第1パネル131Aを保持するための部品である。
(放射パネルの仮止め構造)
図2〜図5、図7〜図8、図12〜図14、図16(a)及び図17に示すように、放射パネル131の仮止め構造は、一対のレール57と一対のスライダ137とによって構成されている。
一対のスライダ137は、第2枠体135の密接部材RMをなす外枠部材133aにそれぞれ固定されている。固定位置は、外枠部材133aの両端近傍位置である。
スライダ137は、外枠部材133aにねじ固定するための板金137aに丸棒状のピン137bを固定している。板金137aは、外枠部材133aよりも高い位置にピン137bを位置づけている。ピン137bは放射パネル131の幅方向、つまり第1枠体134と第2枠体135との回転軸の方向に沿って配置されている。
一対のスライダ137が有するピン137bの対向間隔は、空調機51のハウジング51aの横幅寸法よりも僅かに広く設定されている。そこで一対のレール57の上方から一対のスライダ137を導き、それらのピン137bをレール57に載置することが可能になる(図20、図21参照)。
レール57に載置されたピン137bは、レール57上をスライド移動自在である。このときピン137bは段部57aを乗り越え、スライダ137の高さ、換言すると放射パネル131の高さを変動させる。パネル基体111側から空調機51側にスライダ137が移動すれば、放射パネル131は高い位置に位置づけられる。空調機51側からパネル基体111側にスライダ137が移動すれば、放射パネル131は低い位置に位置づけられる。高い位置に位置づけられた放射パネル131は、布カバー141を介して、密接部材RMとなる第2枠体135の外枠部材133aを空調機51のハウジング51aに密接させる。
図2〜図5、図7〜図8に示すように、レール57の両端部にはそれぞれ、規制片57bが設けられている。これらの規制片57bは、レール57上をスライド移動するピン137bの脱落を防止する。
(放射パネルの本固定構造)
図11〜図14及び図16(b)に示すように、放射パネル131の本固定構造は、一対のストッパ117と一対の連結ピン138とによって構成されている。
一対の連結ピン138は、第2枠体135に固定されている。固定位置は、第1枠体134に連結される側と反対側の外枠部材133aに連結された一対の補強部材133bである。これらの補強部材133b中、連結ピン138は、外枠部材133aの比較的近い位置に取り付けられている。
一対の連結ピン138は、パネル基体111に設けられた左右一対のストッパ117の連結溝119aに嵌合するスタッドの形態を有している。連結溝119aは、放射パネルユニット101の排出口115に位置し、室内R側に開口している。このため連結ピン138は、パネル基体111から空調機51の方向に向けた放射パネル131の水平移動によって、ストッパ117の連結溝119aに嵌合する。
そこでストッパ117及び連結ピン138は、空調機51とパネル基体111との配列方向(奥行き方向)への移動動作に応じて着脱自在に連結する連結部CNを構成する。
(第1パネルの保持構造)
図1、図3、図5、図8、図12〜図14及び図16(a)に示すように、第1パネル131Aの保持構造は、一対の磁石MG(パネル保持部)と一対の吸着板139(被吸着部材)とによって構成されている。
一対の吸着板139は、第1枠体134に設けられた二本の補強部材133bにそれぞれ固定されている。固定位置は、第1枠体134と第2枠体135とが同一面内に配置された状態で、スライダ137のピン137bよりも僅かに低くなる位置である。これらの吸着板139は、第1枠体134が水平に起立した状態で、平板状の吸着面139aを水平に位置づける。
一対の磁石MGは、前述したとおり、空調機51の背面の両端部側に設けられ、下方に向けて取り付けられている。
これらの磁石MGと吸着板139とは、放射パネル131が本固定された状態で第1パネル131Aを水平に起こしたとき、吸着板139の吸着面139aが磁石MGに対面し、磁力で吸着されるように位置づけられている。
(布カバーの工夫)
パネル基体111に対する放射パネル131の着脱構造を設けることによって、放射パネル131の枠体132には凹凸が発生する。スライダ137、連結ピン138、及び吸着板139の箇所である。
もしも布カバー141がこれらの各部も一緒に枠体132をカバーリングする構造だとすると、枠体132に対する布カバー141の着脱作業が煩雑になるばかりか、それらの各部の機能を正常に発揮させることができなくなってしまう。
そこで布カバー141は、スライダ137、連結ピン138、及び吸着板139の箇所に露出用の開口を開け、これらの各部を露出させることができるようにしている。露出用の開口については、図示を省略する。
2.設置手順
放射空調装置11の設置手順について説明する。
(1)空調機の設置
まず図18に示すように、空調機51は、折り上げ天井となった天井面Cに設けられた窪みC1に設置する。
予め窪みC1が設けられていればこれを利用し、窪みC1が設けられていなければ天井面Cを工事して窪みC1を作成する。
(2)パネル基体の取り付け
図19に示すように、天井面Cに、パネル基体111を取り付ける。
パネル基体111は、天井面Cと窪みC1との間の境界をなすエッジEに導入口114が位置付けられるように位置合わせされ、天井面Cに固定される。
このときパネル基体111の導入口114は、天井面Cと窪みC1との間の境界をなすエッジEに沿って位置付けられる。その結果空調機51の吹出口55とパネル基体111の導入口114とは位置合わせされ、互いに連絡する状態となる(図1も参照のこと)。
(3)放射パネル取り付け
(a)仮止め
まず放射パネル131を仮止めする。
図20〜図22に示すように、空調機51の両側部に設けたレール57に放射パネル131に設けた一対のスライダ137を近づけ、スライダ137をレール57に載せることで、放射パネル131は仮止めされる。スライダ137は、レール57の手前側に位置する高さが低い場所に載せる。
仮止めされた状態の放射パネル131は、第2枠体135も第1枠体134も位置が拘束されず、回転自在な状態となっている。
(b)第2パネルの回転
図23〜図24に示すように、放射パネル131を仮止めしたら、第2パネル131Bを回転させて水平にする。
このとき一対のスライダ137は、一対のレール57の高さが低い場所に載置されている。第2パネル131Bの連結ピン138は、パネル基体111のストッパ金具119に間隔を開けて対面する状態になっている。
(c)本固定
図25〜図26に示すように、第2パネル131Bを水平にしたら、そのままの姿勢を維持しながら第2パネル131Bを押し込む。つまり放射パネル131を空調機51の方向に向けて移動させる。
これによってストッパ金具119の連結溝119aに連結ピン138が嵌り込み、放射パネル131が本固定される。
このときレール57上でスライダ137がスライド移動し、段部57aを乗り越えて高さが高い位置に位置づけられる。これによって放射パネル131の先端側、つまり第1パネル131Aに連結する第2パネル131Bの端部側が持ち上げられ、空調機51のハウジング51aの下面に押し付けられる。その結果第2枠体135の密接部材RMとなる外枠部材133aが布カバー141を介してハウジング51aの下面に密接する。
第1パネル131Aは、放射パネル131が本固定されたとき、ヒンジ136によって自由回転し、鉛直方向に垂れ下がる。
(d)第1パネルの保持
図27〜図30に示すように、第1パネル131Aを回転させて水平にする。
すると空調機51の背面に設けられている磁石MGに第1パネル131Aに設けられている吸着板139の吸着面139aが磁力で吸引され、布カバー141を介して磁石MGに吸着される。これによって第1パネル131Aが保持され、水平状態を保つ。
第1パネル131Aが水平状態を保つことで、布カバー141は第1枠体134に引っ張られ、張った状態に保たれる。
こうして放射パネル131の取り付け作業が完了する。
(4)放射パネルの取り外し
(a)第1パネルの保持解除
図29に示すように、磁石MGの磁力による吸着板139の吸引力に抗して、第1パネル131Aを回転させる。
すると図25〜図26に示すように、手を離すと、第1パネル131Aは自由回転し、鉛直方向に垂れ下がった状態になる。
(b)連結部の連結解除
図25に示す状態から図23に示す状態になるように、第2パネル131Bを把持して引っ張る。つまり放射パネル131を空調機51からパネル基体111の方向に向けて移動させる。
これによってストッパ金具119の連結溝119aから連結ピン138が脱落し、放射パネル131の本固定が解除される。
このときレール57上でスライダ137がスライド移動し、段部57aを乗り越えて高さが低い位置に位置づけられる。これによって放射パネル131の先端側、つまり第1パネル131Aに連結する第2パネル131Bの端部側の位置も下がり、空調機51のハウジング51aの下面から離れる。その結果第2枠体135の密接部材RMとなる外枠部材133aが布カバー141を介してハウジング51aの下面に密接する状態も解除され、放射パネル131は仮止め状態になる。
(c)第2パネルの回転
図21〜図22に示すように、レール57に載置されているスライダ137のピン137bを始点に第2パネル131Bを回転させ、傾斜した状態にする。
(d)脱落
第2パネル131Bの両端を把持し、レール57からスライダ137を持ち上げるようにして脱落させる。
これによって放射パネル131の取り外し作業が完了する。
3.作用効果
空調機51を作動させると、吹出口55から空調空気が吹出し、流路151を通って導入口114から排出口115に流れる。すると空調空気によって放射パネル131の温度が調整される。暖房時には暖められ、冷房時には冷やされる。これによって室内Rが放射空調される。
(1)結露の防止
冷房時、本実施の形態の放射空調装置11は、放射パネル131に結露を生じさせることを抑制する。
その理由を詳しく説明する。
(a)結露の原因
空気中には水分が気体(水蒸気)として含まれている。
空気が限界まで水蒸気を含んだ状態は飽和状態と呼ばれ、このときの水蒸気量を飽和水蒸気量という。飽和水蒸気量は気温に依存して変動し、気温が高いほど多く、低いほど少なくなる。
そこで空気を冷やしていくと、気温が高いうちは水蒸気の形態だった水分はいずれ飽和し、液体に変化する。つまり気温の低下とともに飽和水蒸気量も少なくなるため、空気を冷やし続ければある時点で水蒸気が飽和し、液体に変わるわけである。
このときの温度を露点温度という。
露点温度は空気中に含まれる水蒸気量に応じて変動し、水蒸気量が多いほど高く、少ないほど低くなる。
より具体的な現象でいうと、露点温度を下回ることによって飽和した水蒸気は凝結し、物の表面に水滴となって付着する。これが結露と呼ばれる現象である。
このとき同じ温度を出発点として気温が下がっていったとしても、含んでいる水蒸気量が多いときよりも少ないときの方が、結露を生ずる温度が低くなる。例えば25℃の環境下で気温が下がりはじめたとき、飽和水蒸気量の50%の水蒸気を含む場合には約14℃で結露を生ずるのに対し、30%の水蒸気しか含まない場合に結露を生ずるのは、約6.5℃である。
(b)本実施の形態の放射空調装置
本実施の形態の放射空調装置11においては、放射パネル131によって区画される裏面側、つまり空調機51が配置される流路151の側では、空調機51の冷房運転によって空気の乾燥が促され、乾いた空気が流通する。空気取込口52から空調機51に取り込まれた室内Rの空気は熱交換器53を通過する際に急速に冷やされ、空気中に含まれる水蒸気の一部が液化して除去されるからである。
したがって空調空気の流路151を通り抜ける空気は、冷房運転によって冷やされることで飽和水蒸気量が減少したとしても、乾燥によってその露点温度が低くなるために、放射パネル131の裏面に結露を生じさせない。より詳細には、布カバー141中の裏面繊維141Bにも、裏面側に回り込んでいる表面繊維141Aにも、結露は生じない。
その一方で放射パネル131の表面側は、冷房運転によって冷やされ、室内Rの空気を放射冷却する。このため放射パネル131の表面に位置する布カバー141、つまり表面繊維141Aは低温状態を維持するので、表面繊維141Aに接する空気は露点温度に近づいていくことになる。
このとき表面繊維141Aに接している空気が露点温度に達すると、その空気中に含まれている水蒸気が液体に変わろうとする。
(c)結露防止の原理
これに対して本実施の形態では、布カバー141は通気性を有している。
このため空調空気の流路151を通り抜ける空気は布カバー141を通り抜け、室内R側に露出している表面繊維141Aの表側に漏れ出す。その結果、表面繊維141Aの表側では、乾燥した空気が層をなす状態になっている。
したがって乾燥した空気が層をなす表面繊維141Aの表側では、低下した表面繊維141Aの温度よりも空気の露点温度の方が低くなるため、結露が生じない。
以上の原理により、本実施の形態によれば、冷房時に、様々な環境において放射パネル131の表面に結露を生じさせないようにすることができる。
(2)空調機の薄型化
(a)クロスフローファン
空調機51は、送風源としてクロスフローファン54を用いている。クロスフローファン54を用いると、機内流路81を屈曲させる必要から、どうしてもハウジング51aの高さが高くなりがちである。
これに対して本実施の形態の空調機51は、三層の熱交換器53の傾斜配置と一対の気流調整板83とを含む気流調整部82を設け、ハウジング51a内の限られた高さ寸法の中で、機内流路81を屈曲させている。これによって空気取込口52と熱交換器53とクロスフローファン54と吹出口55とを、一直線上に配置することができる。
したがって送風源としてクロスフローファン54を用いたとしても、空調機51の高さ寸法を低くすることができる。その結果天井面Cに沿わせた放射パネル131で空調機51を覆い隠す放射空調装置11を実現することができる。
(b)熱交換器
熱交換器53は、クロスフローファン54側の面を斜め下方に傾斜させ、熱交換器53を通過する気流を斜め下方に進行させている。その後気流は、上下一対の気流調整板83に案内され、斜め下方からクロスフローファン54に向かうように進行方向を変える。このようないわばV字形状の空気の流れは、熱交換器53とクロスフローファン54との間の僅かな離間距離の中で、クロスフローファン54を正常に機能させる気流の生成に貢献する。
(3)熱交換器
熱交換器53は、三層である。これによって熱交換に貢献するアルミ板53aの面積を増やすことができ、高い熱交換効率を得ることができる。
その一方で、クロスフローファン54によって吸引された空気は、熱交換器53のアルミ板53aの間に形成されたスリット53cを通過する。このため熱交換器53の層が増えればそれだけ空気抵抗が増大し、吹出口55からの空調空気の吹出し量を減少させてしまう。
これに対して本実施の形態では、ハウジング51a内で熱交換器53を傾斜させることでこの課題の解決を図っている。前述したとおり、空気は熱交換器53の面と直交する方向に通過する。このため冷媒管53bの本数が同じであれば、気流に対して直交する向きに熱交換器53を配置する場合よりも、気流に対して傾斜させた方がスリット53cの面積を大きくとることができるため、その分空気抵抗を減らすことができるわけである。
このような熱交換器53の傾斜配置は、熱交換効率の向上というもう一つの利点をもたらす。気流に対して傾斜させることにより、空気が接触するアルミ板53aの面積を増やすことができるからである。
以上説明したように、傾斜配置した三層の熱交換器53は、三つの効果を同時に生じさせる。
一つ目は、熱交換器53の下流側でV字形状の気流を生成するのに一役買うことから、クロスフローファン54を正常に機能させる気流の生成に貢献するという効果である。
二つ目は、スリット53cを通過する空気に与える抵抗を減らし、吹出口55からの空調空気の吹出し量の減少に歯止めをかけるという効果である。
三つ目は、空気が接触するアルミ板53aの面積を増やし、熱交換の効率を高めるという効果である。
(4)熱放射面積の拡大
(a)幅方向への拡大
図15(a)に示すように、空調空気の流路151は、パネル基体111が有する背面パネル112と放射パネル131との間の空間に形成される。このとき流路151の幅は、パネル基体111に設けられた一対の側壁113の対向間隔によって規定される。
このとき一対の側壁113の対向間隔は、背面パネル112の幅によって決定される。一対の側壁113の対向間隔は、背面パネル112の幅以上には広がらない。このため空調空気の流路151の幅も、背面パネル112の幅以上には広がらない。
これに対して本実施の形態では、中空の放射パネル131を用いている。この放射パネル131は、空調機の流路151に接する開口部Oから内部空間を拡げ、開口部Oと反対側の一面に放射面RSを形成している。放射面RSは、背面パネル112の幅よりも広い水平投影面を有している。
したがって本実施の形態によれば、一対の側壁113によって規定される空調空気の流路幅を超えて、放射パネル131の熱放射領域を拡大することができる。その結果実際のサイズ以上の熱放射効率を得ることが可能である。
(b)空調機と重なる領域への拡大
図15(b)に示すように、中空の放射パネル131は、空調機51の吹出口55の位置を越えて、空調機51と重なり合う位置にまで中空領域を有し、この領域にも放射面RSを配置している。
このためより一層放射パネル131の熱放射領域を拡大することができる。
しかも熱放射領域の拡大範囲は、第2枠体135の外枠部材133aによる密接部材RMが布カバー141を介して空調機51のハウジング51aに密接する領域に限られる。密接部材RMは、空調機51が内蔵する熱交換器53の鉛直方向直下に配置されるため、密接部材RMに至るまでの領域が全面的に熱放射領域として用いられ、熱放射効率の向上が図られる。
(5)ショートカット現象の防止
前述したように、空調機51と重なり合う位置にまで放射パネル131の中空領域を拡げているという構造上、空調機51の吹出口55から吹出された空調空気は空調機51の背面側、つまり空気取込口52が設けられている側に回り込んでいく。このとき空調機51の背面にまで空調空気が回り込んでしまうと、空調空気が空気取込口52から取り込まれ、いわゆるショートカット現象を引き起こしてしまう。これによって空調機51の運転効率が低下するので、何らかの対処が必要である。
この点本実施の形態では、第2枠体135の外枠部材133aによる密接部材RMが空調空気の流れを阻止し、ショートカット現象の発生を防止する。密接部材RMは、放射パネル131が本固定されたとき(図27〜図30参照)、布カバー141を介して空調機51のハウジング51aに密接し、放射パネル131の内部を通って空調機51の背面側に向かう空調空気の流れを妨げる。
しかも本実施の形態では、第1パネル131Aが水平状態にされると(図27、図30参照)、布カバー141は第1枠体134に引っ張られ、張った状態に保たれる。これによって放射面RSをなす布カバー141の表面繊維141Aが密接部材RMに密接し、密接部材RMと表面繊維141Aとの間からの空調空気の漏れ出しも防止される。
よって本実施の形態によれば、ショートカット現象による空調機51の運転効率の低下を防止することができる。
(6)シートの形状及び構造からもたらされる作用効果
布カバー141は、枠体132を収納する袋形状を有している。
これによってつぎの作用効果がもたらされる。
(a)熱放射面積の拡大
一つは放射パネル131を中空にすることが容易になるという作用効果である。
その結果、放射面RSの熱放射面積を幅方向に拡大することも、空調機51と重なる領域にまで拡大することも容易になる。
(b)製造の容易化
もう一つは、枠体132への取り付けが容易で、放射パネル131の製造の容易化を図ることができるという作用効果である。
(c)不利益の解消
その一方で、空調空気がその流路151から室内Rに至る間に二枚の布カバー141を通ることになるため、室内R側の布カバー141に向かう空調空気に対して流路151側の布カバー141が抵抗となる。このとき抵抗が大きすぎると、布カバー141の室内Rに面する領域に乾いた空調空気の層を生成する動作に支障が生ずる。
そこで本実施の形態では、布カバー141の空調空気の流路151に面する面に開口部Oを設け、この開口部Oにメッシュの布を設けている。
より詳しくは、室内R側に露出する表面側の繊維素材(表面繊維141A)と背面パネル112に対面する裏面側の繊維素材(裏面繊維141B)との縫い合わせ構造を採用し、布カバー141を袋形状に形成するようにしている。こうすることで、裏面繊維141Bは布カバー141としての体をなすようなものである必要がなくなり、様々な素材や形態のものを自由に採用することが可能となる。本実施の形態では、裏面繊維141Bにメッシュ状の素材を用いることで、流路151から室内R側の布カバー141に向かう空調空気に対して裏面繊維141Bが与える抵抗の低減を図っている。
しかも表面繊維141Aと裏面繊維141Bとの縫い合わせ部分SPは、側壁113と位置合わせされている。これによって放射パネル131を下から見たとき、表面繊維141Aを透けて縫い合わせ部分SPが見えてしまうようなことを防止することができる。
(7)放射パネルの着脱作業の容易化
本実施の形態によれば、放射パネル131の着脱に際して、斜めにした状態で放射パネル131を仮止めすることができる。その後放射パネル131を水平にし、そのまま移動することで放射パネル131を本固定することができる。
このため放射パネル131の着脱作業の容易化を図ることができる。
このとき本実施の形態では、放射パネル131が第1パネル131Aと第2パネル131Bとに分けられており、放射パネル131の仮止め及び本固定に際しては、放射パネル131よりもコンパクトな第1パネル131Aだけに意識を集中させればよい。よって放射パネル131の着脱作業をより一層容易にすることができる。
(8)シートの材料選定の自由度
本実施の形態によれば、空調機51の吹出口55から吹出された空調空気は排出口115から室内Rに導き出される。つまり布カバー141を通過して室内Rに意図的に空調空気を導き出す必要がない。
このため布カバー141には、空調空気を通過させるための特性が求められない。
布カバー141に求められるのは、基本的には、空調空気の流路151を通り抜ける空気を室内R側に漏れ出させ、表面繊維141Aの表側で乾燥した空気の層を生成させる程度の通気性だけである。
したがって本実施の形態によれば、シートの材料選択の幅を広げることができる。
(9)シートの変形の抑制
本実施の形態によれば、吹出口55から吹出された空調空気が流路151を流れる方向に沿って放射パネル131の布カバー141が配置されている。そして流路151を流れる空気は排出口115から排出されるため、流路151内の内圧が高まることもない。
このため放射空調装置11の作動時、放射パネル131の布カバー141を撓ませるような空気の流れや圧力の上昇が生じず、布カバー141に生ずる変形を極力抑制することができる。
(10)熱効率
パネル基体111は、断熱性材料によって形成されており、背面パネル112及び側壁113に断熱部を設けたのと等価な状態になっている。
これによって流路151を流れる空調空気の熱がパネル基体111に奪われず、効率よく布カバー141を加熱又は冷却することが可能になる。その結果、熱効率に優れた放射空調装置11を得ることができる。
しかもパネル基体111そのものが断熱材料によって成形されているので、断熱材を別途用意し、これをパネル基体111に取り付けるような煩雑さがなく、パネル基体111の部品コスト及び製造コストの低減と、製造の容易化とを図ることができる。
(11)外観上の特長
(a)美観
空調機51は室内Rの一面(天井面C)に設けられた窪みC1に収納され、パネル基体111は室内Rの一面に接合されている。これによって室内Rの中で、放射空調装置11を薄く小形に見せることができる。
しかも放射パネル131は空調機51をも覆っており、袋形状の布カバー141の開口する一辺はチャック143によって閉じられるので、外観上、放射空調装置11は、天井面C近くに配置された一枚の放射パネル131だけの形態に見える。このとき放射パネル131は、繊維素材の布カバー141のみが露出した状態になっているため、人の感覚や感性に馴染む優しい表情を見せる。
したがって室内Rに設置したときに邪魔になったり煩わしくなったりしない洗練された外観態様の放射空調装置11を得ることができる。
(b)用と美
放射空調装置11がその外観上、天井面C近くに配置された一枚の放射パネル131だけの形態に見える理由をもう一歩踏み込んで考えると、つぎの三つの要因によることに気がつく。
・枠体132を布カバー141が覆う構造上、放射パネル131は中空である
・放射パネル131の水平投影面積は、背面パネル112の幅よりも大きい
・放射パネル131の水平投影面積は、空調機51と背面パネル112とを併せた面積よりも大きい
このような放射パネル131の構造及び各部の水平投影面積の大小関係は、前述した熱放射面積の拡大という「用」と密接にかかわっている。つまり放射パネル131は背面パネル112よりも幅が広いという水平投影面積の大小関係は、放射面RSの熱放射面積を幅方向に拡大することに貢献している。放射パネル131は空調機51を覆っているという水平投影面積の大小関係は、放射面RSの熱放射面積を空調機51と重なる領域にまで拡大することに貢献している。そしてこのような放射面RSの熱放射面積の拡大は、そもそも中空であるという放射パネル131の構造に依存している。
以上の観察から放射空調装置11の外観上の美観は、「用」と結びついた「美」であることがわかる。
4.変形例
実施に際しては、各種の変形や変更が可能である。
(1)放射空調装置の設置場所
例えば本実施の形態では、天井面Cに設置する放射空調装置11を示したが、実施に際しては、室内Rの異なる一面、例えば壁面W(図1参照)に設置するように構成してもよい。この場合、壁面Wに窪みを設けておき、この窪みに空調機51を収納するようにすれば、本実施の形態と同様に、壁面Wに放射パネル131が設置されているだけのように見えるフラットな形態の放射空調装置11を実現することができる。
(2)放射空調装置の設置状態
また天井面Cを折り上げ天井とし、窪みC1に空調機51を収納する一例を示したが、これは必ずしも必須ではなく、平坦な天井面C又は壁面Wに空調機51を設置するようにしてもよい。このとき天井面C又は壁面Wから空調機51の吹出口55が離反しやすくなるが、天井面C又は壁面Wから浮かせて放射パネルユニット101を設置することで、その流路151の入口となる導入口114を吹出口55に対面させることができる。
空調機51を天井面Cに取り付ける手段としては、上記例示した吊りボルトに限らず、各種の手段を採用することが可能である。例えばネジなどによる締結構造、面テープを用いた締結構造、圧入嵌合構造など、各種の変形が許される。
(3)空調機と背面パネルとの配置
本実施の形態では、空調機51の吹出口55とパネル基体111の背面パネル112とを間を開けて隣り合わせで配置している。実施に際して背面パネル112は、空調機51の吹出口55に対して隣り合わせで天井面Cに取り付けられていればよい。
このとき重要なことは、吹出口55に対してパネル基体111の導入口114が連絡していることである。
ここでいう「連絡」は、吹出口55から吹出される空調空気が導入口114に案内されることであり、その限りにおいて、吹出口55と導入口114とは離間して配置されていても、接して配置されていても、あるいは重なり合って配置されていてもよい。つまり空調機51と背面パネル112とは離間して配置されていても、接して配置されていても、あるいは重なり合って配置されていてもよい。
(4)放射パネルの構造
放射パネル131は、必ずしも枠体132を布カバー141で覆った構造のものに限らず、例えば枠体132に和紙を貼ったものや、通気性を有するボードによって組み立てられたようなものであってもよい。一面に通気性を有する放射面RS、その反対側の面に開口部Oが設けられた中空のものであれば、各種の材質や構造の放射パネル131が許容される。
本実施の形態の放射パネル131のように枠体132を布カバー141で覆う構造を採用する場合、枠体132及び布カバー141のそれぞれの構造、形状、材質などについて各種の変形や変更が許容される。例えば枠体132を構成する棒状部材133の本数や配置位置は、本実施の形態で紹介したものに限らず、様々な本数や配置とすることができる。
(5)放射パネルの固定構造
(a)スライダの取り付け位置
本実施の形態では、第2枠体135にスライダ137を取り付けた構成例を例示した。実施に際してはこのような構成に限らず、スライダ137は、第1枠体134と第2枠体135との連結領域に設けられていればよい。例えば第1枠体134にスライダ137を取り付けることも可能である。あるいは第1枠体134と第2枠体135とを連結する部材としてヒンジ136を用いたが、このような連結部材としてより大型のものを用い、このような大型の連結部材にスライダ137を取り付けるようにしてもよい。
(b)別の固定構造
また本実施の形態では、一対のスライダ137、一対の連結ピン138、及び一対の吸着板139を利用し、空調機51とパネル基体111とに放射パネル131を固定するようにしているが、放射パネル131の固定については、様々な構造を採用することが可能である。
例えば、放射パネル131の重量にもよるが、磁石のみによる固定構造を採用してもよい。
(c)第1パネル
第1パネル131Aを固定する構造も磁石MGに限らず、例えばネジやボルトによる締結構造、面テープを用いた締結構造、圧入嵌合構造など、各種の変形が許される。
(6)放射パネルの形態
上記実施の形態では、放射パネル131として平板形状のものを例示したが、実施に際しては各種の形態のものが許容される。
例えば図31(a)に示すように、放射パネル131は、正面から見て両側方が垂れ下がったようなアーチ形の形状であってもよい。このとき放射パネル131の平面形状は、図31(b)に示すような矩形形状でも、図31(c)に示すような楕円形状でも、各種の形状が許容される。
また放射パネル131は、天井面Cに密接している必要はなく、図32に示すように、天井面Cから吊り下げられていてもよい。
(7)側壁
上記実施の形態では、一対の側壁113は、背面パネル112の両側縁から立ち上がる形態を例示した。これに対して実施に際しては、側壁113は、必ずしも側縁から立ち上がるのではなく、中心側に寄った位置から立ち上がるような形態であってもよい。
また本実施の形態において一対の側壁113として実現されている壁部は、背面パネル112から導入口114と排出口115とを残して囲い状に立ち上がっていれば、あらゆる形態のものが許容される。
さらに一対の側壁113は、背面パネル112と放射パネル131との間に介在しさえすれば、背面パネル112と一体になっていなくてもよい。
(8)排出口
上記実施の形態では、導入口114に対面する領域に排出口115を設けた一例を示したが、実施に際しては、各種の変形や変更が許容される。例えば側壁113の一部に排出口115を設けてもよいし、この場合、排出口115は複数箇所に分散されていてもよい。
(9)シートのチャック位置のバリエーション
布カバー141のチャック143の位置は、上記実施の形態のような例えば図33(a)に示すような位置のみならず、図33(b)のような一辺に寄った位置、図33(c)に示すような三辺を取り囲む位置、あるいは図33(d)に示すようなV字形状等、各種の実施の形態が許容される。
(10)放射空調装置の別の構成例
図34は、放射空調装置11の別の構成例を示す正面図である。
図1ないし図33に示す実施の形態及びその変形例では、パネル基体111に側壁113を設け、これによって背面パネル112と放射パネル131との間に流路151のための空間を確保していた。これに対して図34に示す放射空調装置11の放射パネルユニット101は、放射パネル131によって流路151のための空間を確保する。
そこで放射パネル131は、平面状ではなく、立体形状の枠体132を設けることで、背面パネル112との間の流路151のための空間を生じさせるようにしている。より詳細には、枠体132は正面及び背面側から見て曲面形状に湾曲しており、両端部分を背面パネル112に連結固定する。このような枠体132に対して、布カバー141は、室内Rの側から覆うように取り付けられている。枠体132に対する布カバー141の固定は、例えば布カバー141の両側部分を枠体132の両側部分に引っ掛けて止めるなどの手法が採用される。布カバー141は、張った状態で枠体132に固定されている。
このような構造上、パネル基体111は側壁113を有さず、背面パネル112を主体に構成されている。
こうして構成された放射パネルユニット101は、背面側に導入口114を形成し、正面側に排出口115を形成し、パネル基体111の背面パネル112と放射パネル131との間に、導入口114から排出口115に至る空調空気の流路151を形成する。
したがって図1ないし図33に示す実施の形態と共通の作用効果を奏する。
(11)その他
その他、あらゆる変形や変更が可能である。
11 放射空調装置
51 空調機
51a ハウジング
52 空気取込口
53 熱交換器
53a アルミ板
53b 冷媒管
53c スリット
54 クロスフローファン
55 吹出口
56 フィルタ
57 レール
57a 段部
57b 規制片
61 フード
62 仕切板
63 傾斜面
64 傾斜内面
71 磁石ホルダ
81 機内流路
82 気流調整部
83 気流調整板
101 放射パネルユニット
111 パネル基体
112 背面パネル
113 側壁(壁部)
114 導入口
115 排出口
116 対面領域
117 ストッパ
119 ストッパ金具(連結具)
119a 連結溝
131 放射パネル
131A 第1パネル
131B 第2パネル
132 枠体
133 棒状部材
133a 外枠部材(密接部材)
133b 補強部材
134 第1枠体
135 第2枠体
136 ヒンジ
137 スライダ
137a 板金
137b ピン
138 連結ピン(被連結具)
139 吸着板(被吸着部材)
139a 吸着面
141 布カバー(布)
141A 表面繊維
141B 裏面繊維(メッシュの布)
142 開放縁
143 チャック
151 流路
A 回転軸
C 天井面
C1 窪み(天井)
CN 連結部
CR 制御部
DR 駆動部
E エッジ
M モータ
MG 磁石(パネル保持部)
O 開口部
R 室内
RM 密接部材
RS 放射面
SP 縫い合わせ部分
W 壁面

Claims (17)

  1. 水平面が交わる一面と反対側の一面とにそれぞれ空気取込口と吹出口とを配置するハウジングと、
    前記空気取込口と前記吹出口との間に配置された熱交換器と、
    前記熱交換器よりも前記吹出口側に配置されたクロスフローファンと、
    回転軸よりも上方の領域の回転方向が前記熱交換器から前記吹出口に向けた方向になるように前記クロスフローファンの駆動源を駆動する駆動部と、
    を備える空調機。
  2. 天井面に設置される請求項1に記載の空調機と、
    前記空調機の吹出口に対し、隣り合わせで天井面に取り付けられる背面パネルと、
    前記空調機と前記背面パネルとを併せた面積よりも大きな水平投影面積を有する通気性のある放射パネルと、
    前記吹出口から空調空気が吹出される方向に沿って前記背面パネルと前記放射パネルとの間に介在する一対の側壁と、
    を備える放射空調装置。
  3. 水平面が交わる一面と反対側の一面とにそれぞれ空気取込口と吹出口とを配置するハウジングと、
    前記空気取込口と前記吹出口との間に配置された熱交換器と、
    前記熱交換器よりも前記吹出口側に配置されたクロスフローファンと、
    回転軸よりも上方の領域の回転方向が前記熱交換器から前記吹出口に向けた方向になるように前記クロスフローファンの駆動源を駆動する駆動部と、
    斜め下方から前記クロスフローファンに向かう気流を前記空気取込口側に生じさせ、前記クロスフローファンから斜め下方に向かう気流を前記吹出口側に生じさせる気流調整部と、
    を備える空調機。
  4. 前記空気取込口と前記熱交換器と前記クロスフローファンと前記吹出口とは、一直線上に設けられている、
    請求項3に記載の空調機。
  5. 前記熱交換器は三層である
    ことを特徴とする請求項3又は4に記載の空調機。
  6. 前記熱交換器は、前記クロスフローファンの側の面を下方に向けて傾斜させている、
    ことを特徴とする請求項3ないし5のいずれか一に記載の空調機。
  7. 前記気流調整部は、前記熱交換器の面に直交して下方に向かう気流を前記ハウジング内の底面に沿わせ、斜め下方から前記クロスフローファンに向かわせている、
    請求項3ないし6のいずれか一に記載の空調機。
  8. 前記気流調整部は、前記クロスフローファンと前記吹出口との間を、前記クロスフローファンから前記吹出口に向けて下方に傾斜する空間を形成する空洞部材で連結している、
    請求項3ないし7のいずれか一に記載の空調機。
  9. 天井面に設置される請求項3ないし8のいずれか一に記載の空調機と、
    前記空調機の吹出口に対し、隣り合わせで天井面に取り付けられる背面パネルと、
    前記空調機と前記背面パネルとを併せた面積よりも大きな水平投影面積を有する通気性のある放射パネルと、
    前記吹出口から空調空気が吹出される方向に沿って前記背面パネルと前記放射パネルとの間に介在する一対の側壁と、
    を備える放射空調装置。
  10. 前記放射パネルは、通気性のある放射面を一面に有し、前記背面パネル側に配置される開口部を前記放射面と反対側の面に有する中空構造を有し、
    前記一対の側壁は、前記開口部をはみ出すことなく間に入れて対向している、
    請求項9に記載の放射空調装置。
  11. 前記放射パネルは、枠体に袋形状の布を張った状態で設けている、
    請求項10に記載の放射空調装置。
  12. 前記布は、前記開口部にメッシュの布を有している、
    請求項11に記載の放射空調装置。
  13. 前記枠体は、前記空調機側に配置される第1枠体と前記背面パネル側に配置される第2枠体とを回転自在に連結している、
    請求項11又は12に記載の放射空調装置。
  14. 前記第2枠体は、前記第1枠体に連結される外枠部材を、前記布を介して前記空調機のハウジングに密接する密接部材としている、
    請求項13に記載の放射空調装置。
  15. 前記枠体は、前記布を介して前記空調機のハウジングに密接する棒状の密接部材を備える、
    請求項11又は12に記載の放射空調装置。
  16. 前記枠体は、前記密接部材よりも前記背面パネルと反対側の位置で回転自在である、
    請求項15に記載の放射空調装置。
  17. 前記密接部材は、前記空調機が内蔵する熱交換器の鉛直方向真下に配置される、
    請求項14ないし16のいずれか一に記載の放射空調装置。
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