JP2024029426A - 空調装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スケルトン天井の場合であっても空調空気の搬送距離を延伸する。【解決手段】空調装置１００は、空気を吹き出すノズル１０と、ノズルから吹き出された空気を案内する開放ダクト１３であって、水平方向に延び、下部がダクト長手方向に沿って開放された開放ダクトと、開放ダクト内においてダクト長手方向に延び、開放ダクト内を仕切る仕切板１４とを備える。【選択図】図２

Description

本開示は空調装置に関する。

一般に、空調空気をノズルから吹き出して室内を空調する空調装置が知られている。ノズルは天井付近の高さ位置に位置され、空調空気を水平方向に吹き出す。吹き出された空調空気を、コアンダ効果を利用して天井面に付着させながら搬送することにより、搬送距離を延伸することができる。

特開２０１８－８７６７１号公報

しかし近年では、階高を抑えつつ天井高を確保するためにスケルトン天井を採用する建築設計が増えてきている。スケルトン天井は平坦な天井面を有しないため、コアンダ効果による気流搬送効果を期待できない。

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、スケルトン天井の場合であっても空調空気の搬送距離を延伸することができる空調装置を提供することにある。

本開示の一の態様によれば、
空気を吹き出すノズルと、
前記ノズルから吹き出された空気を案内する開放ダクトであって、水平方向に延び、下部がダクト長手方向に沿って開放された開放ダクトと、
前記開放ダクト内においてダクト長手方向に延び、前記開放ダクト内を仕切る仕切板と、
を備えることを特徴とする空調装置が提供される。

好ましくは、前記仕切板は、前記開放ダクト内の流路を、ダクト長手方向に垂直な水平方向に分割する。

好ましくは、前記開放ダクトは、半円形の断面形状を有し、前記開放ダクトの頂部から、正面視において単一の前記仕切板が吊り下げられる。

好ましくは、前記空調装置は、前記開放ダクトに取り付けられ、前記開放ダクト内の流路を閉止する閉止部材を備える。

好ましくは、前記閉止部材は、前記開放ダクトに着脱可能に取り付けられる。

本開示によれば、スケルトン天井の場合であっても空調空気の搬送距離を延伸することができる。

空調装置を示す概略側面図である。 ノズルと開放ダクトの接続部を示す斜視図である。 開放ダクトと仕切板を示す縦断側面図である。 図３のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 図３のＶ－Ｖ線断面図である。 図３のＶＩ－ＶＩ線断面図である。 比較例の作動を示す概略側面図である。 本実施形態の作動を示す概略側面図である。 開放ダクト内の空調空気の流れを示す縦断正面図である。 閉止部材を取り付けたときの作動を示す概略側面図である。 閉止部材を示す縦断側面図である。 図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図である。 閉止部材を単独で示す正面図である。 第１変形例の閉止部材を示す縦断側面図である。 図１４のＸＶ－ＸＶ線断面図である。 第１変形例の閉止部材を単独で示す正面図である。 第２変形例の閉止部材を示す縦断側面図である。 図１７のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線断面図である。

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。

図１は、本実施形態に係る空調装置を概略的に示す。空調装置１００は、空調対象である室Ｒの中を空調するように構成されている。本実施形態の室Ｒはオフィスとして使用されるが、その用途は任意である。便宜上、前後左右上下の各方向を図示の通り定める。

室Ｒは、床１、壁２および天井３を有する。このうち天井３はスケルトン天井であり、建物の躯体からなる天井壁４と、天井壁４に取り付けられた様々な付属物品（図示せず）とにより構成される。付属物品は例えば照明器具、配線、配管等であり、室Ｒ内に露出されている。通常の天井のような、付属物品を覆い隠す内装材としての天井壁はない。よって本実施形態の天井３は平坦ではなく、凹凸があり、通常の天井のように室Ｒ全体に延びる平坦な天井面を有していない。それ故、コアンダ効果による気流搬送効果を期待できない。

空調装置１００は、温度が調節された空気すなわち空調空気（矢印Ａで示す）を室Ｒ内に吹き出すノズル１０と、ノズル１０に空調空気を供給する給気装置１１とを有する。給気装置１１は室Ｒ外に設置され、給気管１２を通じてノズル１０に空調空気を供給する。

ノズル１０は、後側の壁２に設けられる。ノズル１０は、後側の壁２を貫通して室Ｒ内に突出され、天井３の高さ位置、具体的には天井壁４より所定距離下方の高さ位置に水平に配置されている。ノズル１０は壁２付近の位置において後方から前方に向かって空調空気を吹き出す。なおノズル１０は室Ｒ内に突出されていなくてもよく、壁２と面一状に設けられてもよい。

図２にも示すように、空調装置１００は、ノズル１０から吹き出された空気すなわち空調空気を案内する開放ダクト（またはオープンエアダクト）１３を備える。開放ダクト１３は、後方から前方に向かって水平方向に延び、下部がダクト長手方向（前後方向）に沿って開放されている。開放ダクト１３の下部はダクト長手方向の全長に亘って開放されている。開放ダクト１３は、天井３の高さ位置に配置され、ノズル１０と同じ高さ位置に水平に配置されている。開放ダクト１３の基端すなわち後端は、ノズル１０の先端すなわち前端に同軸かつ突き合わせ状に接続されている。図２における仮想線ｂは開放ダクト１３とノズル１０の境界を示す。開放ダクト１３とノズル１０は、後方から前方に向かって直線的に延びる。

また空調装置１００は、開放ダクト１３内においてダクト長手方向に延び、開放ダクト１３内を仕切る仕切板１４も備える。

図３は、開放ダクト１３と仕切板１４を示す縦断側面図である。図４は図３のＩＶ－ＩＶ線断面図、図５は図３のＶ－Ｖ線断面図、図６は図３のＶＩ－ＶＩ線断面図である。

図３および図４に示すように、開放ダクト１３は、下部が開放された筒状に形成され、具体的には、下半部が開放された半円筒状に形成され、半円形の断面形状を有する。本実施形態の開放ダクト１３は、ノズル１０と同一の素材から作られ、具体的には、円筒状のノズル１０の素材を縦に割って上下に２等分し、そのうちの上側半分から開放ダクト１３が形成されている。

開放ダクト１３は、固形の断熱材、具体的にはグラスウールからなる断面半円形のダクト本体１５と、ダクト本体１５の外周面および下端面に接着された表皮材１６とを備える。表皮材１６は、遮熱材により形成され、具体的にはガラス繊維強化アルミ箔により形成されている。なおノズル１０は断面円形のノズル本体とその外周面に接着された表皮材とを備える。ノズル本体と表皮材の材質はダクト本体１５と表皮材１６の材質と同様である。

仕切板１４は概して、開放ダクト１３の全長に及ぶ比較的長い長方形状に形成される。本実施形態の場合、正面視（図４）において単一の仕切板１４が開放ダクト１３の頂部から吊り下げられる。すなわち、仕切板１４は前後かつ上下方向に延びるよう配置され、仕切板１４の上端が開放ダクト１３の頂部に支持され、これにより仕切板１４は開放ダクト１３により吊り下げ支持される。仕切板１４の上端は、できるだけ空気漏れなきよう、開放ダクト１３のダクト本体１５の内周面１７に接触もしくは密接される。仕切板１４は、金属または樹脂の板材により形成され、本実施形態では鋼板により形成される。

図３および図５を参照して、開放ダクト１３に対する仕切板１４の取付部の構成を説明する。仕切板１４の上端には、上方に突出する取付タブ１８が、長手方向に複数（１つのみ図示）、所定間隔で一体に形成されている。取付タブ１８は、開放ダクト１３（ダクト本体１５および表皮材１６）の上端に形成されたスリット１９に下方から挿通される。開放ダクト１３から上方に突出した取付タブ１８の上端部（仮想線ｃで示す）は、切り込み２０によって予め２分割されている。その上端部の一方（前側）の分割片２１Ａは、ダクト長手方向（前後方向）に垂直な水平方向の一方側（右側）に直角に折り曲げられる。またその上端部の他方（後側）の分割片２１Ｂは、ダクト長手方向（前後方向）に垂直な水平方向の他方側（左側）に直角に折り曲げられる。これら分割片２１Ａ，２１Ｂにより取付タブ１８の抜けが阻止され、仕切板１４が吊り下げ支持される。折り曲げられた分割片２１Ａ，２１Ｂとその周囲には、前記表皮材１６と同様のテープ２２が接着され、このテープ２２により分割片２１Ａ，２１Ｂが覆い隠される。

なお、仕切板１４の取付方法については他の方法も可能である。例えば、仕切板１４を開放ダクト１３にネジ止めしてもよいし、仕切板１４を開放ダクト１３に一体に形成してもよい。

こうして仕切板１４が取り付けられ、開放ダクト１３内が左右に仕切られると、開放ダクト１３内の流路９は、右側流路９Ｒと左側流路９Ｌに分割される。

このように仕切板１４は、開放ダクト１３内の流路９を、ダクト長手方向（前後方向）に垂直な水平方向（左右方向）に分割する。本実施形態の場合、仕切板１４は、開放ダクト１３内の流路９を、右側流路９Ｒと左側流路９Ｌに２等分する。

次に、図３および図６を参照して、天井壁４に対する開放ダクト１３の取付部の構成を説明する。

開放ダクト１３の外周部には、開放ダクト１３を把持するクランプ材２５が取り付けられる。クランプ材２５は、金属または樹脂の板材により形成され、本実施形態では鋼板により形成される。クランプ材２５は、開放ダクト１３の外周面２９に沿う断面半円形の外周把持部２６と、外周把持部２６の両端、すなわち左右の下端に折曲形成され、開放ダクト１３の下端面２７を下方から支持する下端支持部２８とを一体的に有する。

クランプ材２５の前端および後端は、前記同様のテープ２２により、開放ダクト１３の外周面２９および下端面２７に接着される。これによりクランプ材２５が開放ダクト１３に固定される。

クランプ材２５の前後方向中間部かつ上端には、断面Ｌ字状のブラケット３０が、複数のネジ３１（本実施形態ではタッピングスクリュー）により固定される。ブラケット３０は、クランプ材２５上に着座する座部３２と、座部３２から上方に向かって直角に折れ曲がる突片部３３とを有する。座部３２の穴３４にネジ３１が上方から挿通され、クランプ材２５に固定されることで、ブラケット３０がクランプ材２５に固定される。

突片部３３には、天井壁４から吊り下げられた連結材３６（図１参照）の下端がボルト接続される。突片部３３には横長の長孔３５が設けられ、この長孔３５に、連結材３６をボルト接続するためのボルト（図示せず）が挿通される。こうして開放ダクト１３は、ダクト長手方向の複数箇所において、天井壁４から吊り下げ支持される。

図２に示すように、開放ダクト１３の後端はノズル１０の前端に同軸に突き合わせ接続される。この接続は、一体接続であるのが好ましい。この場合、円筒状の素材を途中から縦割りして半分切除し、切除してない一方の部分をノズル１０とし、切除した他方の部分を開放ダクト１３とする。こうすることで、開放ダクト１３とノズル１０の接続部の剛性を向上できると共に、段差のない好ましい外観を得られる。

もっとも、開放ダクト１３とノズル１０を別体で接続してもよい。この場合、例えば接着材と前記テープ２２の少なくとも一方を用いて、両者を直接的に接続してもよいし、中間の継手部材を介して間接的に接続してもよい。

図１に示すように、室Ｒは前後方向の所定の長さを有し、開放ダクト１３は室Ｒの略全長に亘って延びている。仕切板１４も開放ダクト１３と等しい長さ延びている。開放ダクト１３は下部だけでなく、その前端も開放されている。

室Ｒ内は、後方から前方に向かって順に複数のスペースに区画され、本実施形態では概ね３箇所のスペースＳ１，Ｓ２，Ｓ３に区画されている。図示例では各スペースＳ１～Ｓ３に人Ｍが存在し、作業もしくは業務を行っている。

次に、本実施形態の作用効果を説明する。ここでは前提として、空調装置１００が冷房装置として使用され、空調空気は室Ｒ内の空気よりも低温の冷気であるものとする。但し、空調装置１００は冷房装置に限らず、暖房装置または単なる送風装置としても使用可能である。

まず、図７を参照して、本実施形態と異なる比較例を説明する。この比較例では、開放ダクト１３が設けられておらず、ノズル１０のみが設けられている。

この場合、空調空気（矢印Ａで示す）は、ノズル１０から吹き出された直後、室Ｒ内空気との温度差に基づく密度差により比較的急速に下降する傾向にある。また天井３がスケルトン天井であるため、コアンダ効果により空調空気を後方まで搬送することも困難である。

その結果、空調空気の搬送距離は比較的短く、室Ｒ内では後方のスペースと前方のスペースとで温度差が生じ易く、後方のスペース（例えばＳ１）は涼しいが、前方のスペース（例えばＳ３）は暑いといった事態が生じ得る。

また、前方のスペースの冷却不足を補うため、ノズル１０から吹き出される風量を増加する方法もあるが、これだと空調エネルギを増加させてしまうし、後方のスペースが過冷却になる虞もある。

一方、図８に示すように、本実施形態の場合だと、ノズル１０から吹き出された空調空気は、吹出し直後から開放ダクト１３によって案内され、開放ダクト１３の前端まで搬送される。すなわち、図９に示すように、空調空気Ａはコアンダ効果により、開放ダクト１３の内周面１７と、仕切板１４の表面とに付着しながら右側流路９Ｒと左側流路９Ｌ内を流れる。よって、空調空気を効率よく搬送できると共に、搬送中における空調空気の下降を抑制でき、空調空気をより後方の遠方まで搬送することができる。すなわち、比較例よりも空調空気の搬送距離を延伸することができる。

開放ダクト１３による搬送中、空調空気の一部は、室Ｒ内空気との温度差に基づく密度差により下降し、拡散する。こうした空調空気の流れは、開放ダクト１３の前端まで続く傾向にある。従って、空調空気を室Ｒ内全体にできるだけ均等に分配し、室Ｒ内の後方のスペースと前方のスペースとで温度差が生じるのを抑制し、温熱環境を改善することができる。

特に本実施形態では、仕切板１４を設けたため、空調空気の付着面積を増加し、搬送量を増大することができる。よって、仕切板１４が無い場合よりも、空調空気をより遠くまで搬送することができ、搬送エネルギを低減できる。すなわち、空調空気をより遠くまで搬送するために強力なファンを設ける必要がなくなる。

このように本実施形態によれば、スケルトン天井の場合であっても空調空気の搬送距離を延伸することができる。

ところで、本実施形態では空調空気をより後方の遠方まで搬送できるものの、図１０に示すように、後方のスペース（例えばＳ３）に人Ｍがいない場合には、空調空気を後方まで搬送しても搬送エネルギが無駄になってしまう。

そこで本実施形態の空調装置１００は、空調空気の搬送を途中で停止させるべく、開放ダクト１３内の流路９を閉止する閉止部材４０を備える。以下、これについて説明する。

図１１は、開放ダクト１３に取り付けられた閉止部材４０を示す縦断側面図である。図１２は図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図、図１３は閉止部材４０を単独で示す正面図である。

閉止部材４０は、正面視においてダクト本体１５内の断面形状と符合した略半円形の板状の部材である。閉止部材４０は、前記ダクト本体１５と同様、固形の断熱材、具体的にはグラスウールからなる略半円板状の部材本体４１と、部材本体４１の表面（前面）および裏面（後面）の全体に接着された部材表皮材４２とを備える。部材表皮材４２は、前記表皮材１６と同様、遮熱材により形成され、具体的にはガラス繊維強化アルミ箔により形成されている。

また閉止部材４０は、部材本体４１の下面に接着剤等により取り付けられた取付板４３を備える。取付板４３は、金属または樹脂の板材により形成され、本実施形態では鋼板により形成されている。本実施形態の取付板４３は、前後幅が部材本体４１と等しくされ、左右方向に延びる帯状に形成されている。

取付板４３の左右両端部は、部材本体４１から突出され、上向きに折り曲げられている。すなわち取付板４３の左右両端部には突出部４５と折曲部４４が形成され、この折曲部４４と部材本体４１によりダクト本体１５の下端部を弾性的に把持することにより、閉止部材４０をダクト本体１５に着脱可能に取り付けるようになっている。

左右の折曲部４４はダクト本体１５の外周面の形状に沿って湾曲されている。これにより左右の折曲部４４は上窄まる形状となり、ダクト本体１５の把持をしっかりと行えると共に、閉止部材４０の脱落を確実に防止できる。

部材本体４１の左右中心部には仕切板１４を挿入するためのスリット４６が全高に亘って設けられている。これにより仕切板１４に邪魔されることなく、閉止部材４０をダクト本体１５内に下方から挿入して取り付けることができる。

こうした閉止部材４０の取り付けは、開放ダクト１３の長手方向の任意の位置で行うことができる。閉止部材４０は、ダクト本体１５内に下方から挿入するだけでワンタッチで容易に取り付けることができる。取付後、部材本体４１の外周面４７がダクト本体１５の内周面１７に接触もしくは密接すると共に、スリット４６の内面が仕切板１４の表面に接触もしくは密接する。これにより、開放ダクト１３と閉止部材４０の間の隙間を無くし、その隙間から空調空気が漏れるのを抑制できる。

図１０に示すように、スペースＳ１，Ｓ２に人ＭがいてスペースＳ３に人Ｍがいない場合、閉止部材４０が、スペースＳ２とスペースＳ３の間の位置において開放ダクト１３に取り付けられる。すると開放ダクト１３の流路Ｒ内を搬送されてきた空調空気は、その全量が閉止部材４０に衝突した後、下方に折れ曲がり、下方に向かう。この下方に向かう気流がエアカーテンの如く機能し、その上流側から流れてくる斜め下後方に向かう気流を遮断する。これにより、スペースＳ３に空調空気が無駄に搬送もしくは供給されるのを防止でき、搬送エネルギを効率よく使用できる。

次に、変形例を説明する。

［第１変形例］
図１４～図１６は第１変形例を示す。図１４は、開放ダクト１３に取り付けられた閉止部材４０を示す縦断側面図である。図１５は図１４のＸＶ－ＸＶ線断面図、図１６は閉止部材４０を単独で示す正面図である。

本変形例の閉止部材４０は、空調空気の通過を許容する通気穴４８を有する。本変形例では左右対称に複数（計４つ）の通気穴４８が設けられているが、通気穴４８の数は任意であり、一つであってもよい。

本変形例の場合、ダクト本体１５の内周面１７に沿った第１通気穴４８Ａと、仕切板１４に沿った第２通気穴４８Ｂとが設けられる。これら通気穴４８Ａ，４８Ｂにより、空調空気の一部を通過させることができるので、閉止部材４０の位置で空調空気を実質的に分岐させることができる。すなわち、閉止部材４０により遮断され下方に折れ曲がる空気流と、通気穴４８Ａ，４８Ｂを通過し後方下流側に搬送される空気流とに分岐させることができる。

第１通気穴４８Ａは、部材本体４１の外周面４７を切り欠いて形成され、第２通気穴４８Ｂは、スリット４６の内面を切り欠いて形成される。前述したように、空調空気は部材本体４１の内周面１７と仕切板１４の表面とに付着しながら流れるので、これらに沿った位置に通気穴４８Ａ，４８Ｂを設けることにより、空調空気の一部を効率よく通過させることができる。

本変形例の構成は、例えば、少量の空調空気だけを閉止部材４０より後方のスペースに送りたい場合に有利である。

［第２変形例］
図１７～図１８は第２変形例を示す。図１７は、開放ダクト１３に取り付けられた閉止部材４０を示す縦断側面図である。図１８は図１７のＸＶＩＩＩ－ＸＶＩＩＩ線断面図である。

本変形例は、通気穴４８を選択的に閉じる蓋４９を有する。蓋４９は各通気穴４８に、圧入によって後方（上流側）から着脱可能に取り付けられる。但し蓋４９の取付方法は任意である。二種類の通気穴４８Ａ，４８Ｂに対応して二種類の蓋４９Ａ，４９Ｂが設けられる。

このように蓋４９を設けると、空調空気を閉止部材４０により全量遮断するか、それとも一部だけ後方に通過させるかを、必要に応じて選択することができる。よって状況に応じて好ましい空調空気の流れを選択でき、実用性を高めることができる。

なお、複数の蓋４９のうち一部の蓋４９だけを取り外してもよい。また左右の流路Ｒ１，Ｒ２における蓋４９の取付状態を異ならせることで、左右の空調空気の流れ方や供給の仕方を異ならせることもできる。

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態および変形例は他にも様々考えられる。

（１）例えば、開放ダクト１３の断面形状は必ずしも半円形でなくてもよく、任意であり、例えば半楕円形、半四角形（コ字状）、Ｕ字状等とすることもできる。

（２）仕切板１４は複数設けてもよい。また正面視における仕切板１４の向きは、必ずしも上下方向に沿った向きでなくてもよい。例えば、ダクト本体１５の内周面１７から半径方向内側に向けて一ないし複数の仕切板を突出させてもよい。

（３）本開示に係る空調装置は、スケルトン天井以外にも適用可能であり、平坦な天井面を有する通常の天井にも当然に適用可能である。

本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１００ 空調装置
１０ ノズル
１３ 開放ダクト
１４ 仕切板
４０ 閉止部材
Ｒ，Ｒ１，Ｒ２ 流路

Claims (5)

1. 空気を吹き出すノズルと、
   前記ノズルから吹き出された空気を案内する開放ダクトであって、水平方向に延び、下部がダクト長手方向に沿って開放された開放ダクトと、
   前記開放ダクト内においてダクト長手方向に延び、前記開放ダクト内を仕切る仕切板と、
   を備えることを特徴とする空調装置。
2. 前記仕切板は、前記開放ダクト内の流路を、ダクト長手方向に垂直な水平方向に分割する
   請求項１に記載の空調装置。
3. 前記開放ダクトは、半円形の断面形状を有し、前記開放ダクトの頂部から、正面視において単一の前記仕切板が吊り下げられる
   請求項１に記載の空調装置。
4. 前記開放ダクトに取り付けられ、前記開放ダクト内の流路を閉止する閉止部材を備える
   請求項１に記載の空調装置。
5. 前記閉止部材は、前記開放ダクトに着脱可能に取り付けられる
   請求項４に記載の空調装置。

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