JP2634296B2 - ゾーン空調装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は大気中に気流によって囲まれたゾーンを形成
すると共に同ゾーン内を空調する装置に関する。

〔従来の技術〕

第８図に示される放射性塵埃除去装置が実開昭62-111
700号公報によって知られている。

この放射性塵埃除去装置においては、処理装置01で浄
化された浄化空気が送風機02で付勢され、二重ダクト03
の外管04と内管05との間に限界された通路06を通って傘
型フード07の中央部に供給され、その内部流路013を通
る過程で放射状に拡散しその外周縁の空気吹出口08から
エアカーテン09となって下向きに吹き出される。

このエアカーテン09によって囲まれる局部的な作業空
間011即ちゾーンが室010内に形成され、作業空間011内
の汚染空気は傘型フード07の中央下面に下向に開口する
汚染空気受入口012から内管05内に吸入されて処理装置0
1内に移送され、ここで汚染固形物と浄化空気とに分離
される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の装置においては、傘形フード07の外周縁の
空気吹出口08から膜状の気流が下向き吹きに出され、か
つ、空気吹出口08から吹き出される空気量と空気受入口
012から吸い込まれる汚染空気量とが等しいので、吹出
空気流れと吸入空気流れとの間に短絡流れが生じ易く、
従って、局部的作業空間011を形成し難いのみならずこ
の局部的作業空間011を大きくするためには傘形フード0
7の径を大径とし、又は、空気吹出口08から吹き出され
る膜状の気流の流速を極端に増大しなければならない。
更に、傘形フード07の構造が複雑となり、また、二重ダ
クト03を用いなければならないので、コストが嵩むのみ
ならず取扱、据付作業が面倒である等の問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題の解決手段として、次の（１）、
（２）に記載のゾーン空調装置を提供しようとするもの
である。

（１）固定面に所定の間隔を隔てて正対すると共に中央
部より外周縁にむかうに従って上記固定面に近接する向
きに傾斜しかつ上記外周縁の一部が中央から遠く延出し
た傘状の案内面を有する案内部材と、同案内部材の外側
又は内側の流体を吸引して上記案内面の中央部にほぼ正
対して流体を噴出する噴流発生手段と、同噴流発生手段
によって生じ上記案内部材の外周縁から流出する膜状の
噴流と上記固定面とによって囲まれたゾーン内に設置さ
れた流体調整手段と、上記案内部材を上記固定面とほぼ
平行な面内で回転する回転手段と、太陽の位置を検出す
る検出手段と、同検出手段で検出された信号により上記
案内面の中央から遠く延出した外周縁側が太陽の方位に
追随して回転するよう上記回転手段を制御する制御手段
とを具備してなることを特徴とするゾーン空調装置。

（２）上記（１）に記載のゾーン空調装置において、外
周縁の一部が中央から遠く延出した傘状の案内面に代
え、ほぼ同心縁の傘状案内面となすと共に太陽の方位に
追随する側にシート部材を垂設してなることを特徴とす
るゾーン空調装置。

〔作用〕

本発明は上記のように構成されるので次の作用を有す
る。

（１）上記（１）の構成にあっては固定面に所定の間隔
を隔てて正対する案内部材に噴流発生手段によって案内
部材の外側又は内側の流体を吸引して傘状の案内面の中
央部にほぼ正対して噴出するため流体は傘状の案内面に
沿ってその中央部より外周縁に向かって流れ、外周縁か
ら膜状の噴流となって流出し、それによって囲まれるゾ
ーンを案内部材と固定壁との間に形成する。このゾーン
の中の流体はゾーン内に設置された流体調整手段によっ
て調整される。

噴流発生手段を空気送風機とし、流体調整手段を空気
調和機、空気清浄機、除塵機のいずれかとした場合には
膜状の気流によって囲まれたゾーン内の空気を調和又は
浄化することができる。

また案内部材は案内面の中央から遠く延出した側が検
出手段で検出された太陽の方位に追随して移動するよう
回転手段の駆動を介して制御手段により制御される結
果、ゾーン内への太陽光線の入射が阻止される。

（２）上記（２）の構成にあっては、上記（１）の構成
の、案内面の中央から遠く延出した傘状の案内面に代
え、ほぼ同心円の傘状の案内面となすと共にその側にシ
ート部材を垂設するため、ゾーン内に入る日光がシート
部材によって妨げられ、上記（１）の構成と同等の作用
を果たす。

なお、本構成の場合は案内面がほぼ同心円であるた
め、工作容易化の作用をも果たす。

〔実施例〕

請求項（１）の発明に係る第１実施例を第１、第２図
によって説明する。

第１図において１は案内部材、２は噴流を発生させる
ための軸流送風機、３は地面、床面等の固定壁、４は流
体調整手段をなす空気調和機である。案内部材１は第２
図にその側面を模式的に示すようにその中央部1dより外
周縁1cにかけ下降するように傾斜しながら放射状に伸び
かつ外周縁1cの一部がその他部よりも中央部1dから遠く
延出した長尺部11よりなる案内面1aを有している。上記
外周縁1cの一部は第１図又は第２図よりみて中央部1dか
ら水平ないし下方に向かって延出されていればよい。従
って、案内面1aは中央部1dより一方向において長く張出
した長尺部11を有する非対称な傘状を呈している。また
この案内面1aは布、合成樹脂、金属等の材料、或は宇宙
用セラミックス等の配合された遮光熱性材料等で形成さ
れている。軸流送風機２は円筒状のケーシング21と、こ
の内部に同軸に配置された羽根車22と、この羽根車22を
駆動するモータ23と、このモータ23をケーシング21に固
定するステイ24と、空気吸入口25に取り付けられたガー
ド26と、空気吹出口27に取り付けられたガイド28からな
り、ブラケット29によって案内部材１の上方中央部に連
結されている。

また、太陽の位置を検出する手段として日射センサ、
光センサ等よりなる太陽センサ15がケーシング21に装着
されている。

空気調和機４の筐体41の内部には空気吸込グリル42と
対向するように熱交換器43が配設され、この熱交換器43
の中央に配設された送風機44はモータ45によって駆動さ
れ、このモータ45は支持板46によって支持されている。
筐体41の頂部には複数の調整空気吹出口47が円周上に配
設され、これら調整空気吹出口47はその傾きを自由に変
更できるようになっている。

筐体41の上部にはテーブル48が防振材49を介して取り
付けられ、このテーブル48の下の筐体41の側面には操作
盤50が取り付けられている。

支柱５は筐体41の頂部中央のベロー51を封密的に貫通
しその下端は支持板46の嵌合穴46aに貫通しフランジ5a
を介して支持板46に回転自在に支持され、その上端には
案内部材１及び軸流送風機２が固定されている。また支
柱５にはこの支柱５を回転する手段としてモータ13がウ
ォームギア系の駆動伝達機構14を介して取付けられてお
り、案内部材１がモータ13の駆動によって中央部1dを中
心に回転される。

このモータ13は上記太陽センサ15による検出信号を受
信した制御装置16の出力により案内面の長尺部11が常
時、太陽の方位に追随するように駆動制御される。

なお、この支柱５を中空にして置けばこの内部に電線
等を配線することができる。

コンデンシングユニット６は冷媒配管７を介して空気
調和機４と接続されており、このコンデンシングユニッ
ト６の筐体61内には圧縮機62、熱交換器63、この熱交換
器63に送風するためのファン64、絞り65等が収納されて
いる。

かくして、案内部材１は固定壁３と所定の間隔を隔て
てこれと正対するように支柱５によって空間８内に支持
され、軸流送風機２は案内部材１の上部外側にこれと一
体化されて支柱５によって支持される。そして、空気調
和機４は後述するゾーン９の内部において案内部材１の
中央部下方において固定壁３上に配設され、コンデンシ
ングユニット６はゾーン９の外部に配設される。

しかして、操作盤50を操作して軸流送風機２を運転す
ると、モータ23によって羽根車22が回転駆動される。

すると、案内部材１の外側の空気がガード26を経て空
気吸入口24からケーシング21内に入り、羽根車22によっ
て付勢され、案内部材１の傘状の案内面1aの中央部に向
かって噴流Ａとなって噴出される。そして、傘状の案内
面1aの中央部に衝突し、ガイド28に案内されて案内面1a
に沿う流れＢとなって外周縁1cに向かって拡散する。次
いで、外周縁1cの全周から膜状の環状噴流Ｃとなって斜
め下向に流出する。この噴流Ｃは進むに従って次第に向
きを代えて下向きとなり、固定壁３に衝突して固定壁３
に沿ってゾーン９の外側に向かう。

この結果、この環状の噴流Ｃによって案内部材１の外
周縁1cから固定壁３に至るエアカーテンが生成され、こ
のエアカーテンによって囲まれる局部的閉空間、即ち、
ゾーン９が空間８内において案内部材１と固定壁３との
間に限界される。

環状の噴流Ｃはその周囲の空気を誘引して引きずって
行く性質があるので、ゾーン９内には再循環流れＤが発
生するとともにゾーン９内の圧力は空間８の圧力より小
さくなり、かくして、環状の噴流Ｃが互いに引き合うこ
とによって噴流Ｃの流線が曲げられ、この負圧と噴流Ｃ
に作用する遠心力とが釣り合うように噴流Ｃの流線が決
まる。

一方、操作盤50を操作して空気調和機４及びコンデン
シングユニット６を冷房運転すると、コンデンシングユ
ニット６の圧縮機62から吐出された冷媒が熱交換器63に
入り、ここでファン64によって送られる空気と熱交換す
ることによって凝縮し、絞り65で断熱膨張した後、冷媒
配管７を通って空気調和機４の熱交換器43に入り、ここ
で蒸発した後、再び冷媒配管７を通ってコンデンシング
ユニット６に戻り、その圧縮機62に吸入される。これと
同時に空気調和機４の送風機44がモータ45によって回転
駆動されるので、ゾーン９内の空気が空気吸込グリル42
を通って筐体41内に入り、熱交換器43を流過する過程で
冷却された後、送風機44によって付勢され、複数の調整
空気吹出口47からゾーン９内に吹き出される。そして、
ゾーン９内を再循環し、この過程でその一部は噴流Ｃに
混入してこれを付勢するとともに噴流Ｃが空間８に拡散
するのを防止する。冷房運転時に熱交換器43の表面に凝
縮したドレンはドレンホース52を経て排出される。空気
調和機４の冷房運転時にはゾーン９内の空気の比体積が
小さくなるので、ゾーン９内の圧力が低くなり、従っ
て、噴流Ｃによって容易にゾーン９が形成され、また、
ゾーン９内を冷房できる。

空気調和機４を暖房運転すると、冷媒は冷房時と逆方
向に循環し、また、空気調和機４の送風機44が冷房時と
逆方向に回転するので、ゾーン９内の空気は調整空気吹
出口47から筐体41内に吸入され、送風機44によって付勢
された後熱交換器43を流過する過程で加熱され、しかる
後、空気吸込グリル42からゾーン９内に吹き出される。
かくして、ゾーン９内の人Ｍを頭寒足熱の状態で暖房す
る。なお、暖房運転時においても送風機44を冷房時と同
方向に回転させても良い。また、空気調和機４の筐体41
内の空気流路に除塵フィルタ又は及び脱臭フィルタを配
設して置けば、ゾーン９内の空気を除塵し、又は及び脱
臭できる。

ゾーン９内は空間８とエアカーテンＣによって仕切ら
れているので、空間８の騒音がゾーン９内に浸入するの
を防止できるとともにゾーン９内を効率的に空調又は及
び浄化することができ、従って、空気調和機４の設備費
及び運転費も少なくて足りる。

また、ゾーン９内は空間８とエアカーテンＣによって
仕切られているに止まるので、その中の人Ｍはエアカー
テンＣを透して四方を視野に収めることができるととも
にこのエアカーテンを経て自由に出入できる。

また案内部材１は上述の通り制御装置16によって案内
面1aの長尺部11が太陽センサ15で検出された太陽の方位
に常時追随して移動するようにモータ13を介して回転制
御されることにより太陽光線のゾーン９内への入射が阻
止されるため、ゾーン９内を効率的に空調できる他、人
Ｍへの太陽の直射が防止される。従って太陽光線を遮蔽
する上で案内面1aの全体を大径に形成する必要がなく、
材料費も少なくてすむ。

上記第１実施例においては、軸流送風機２は案内部材
１の上部外側に配置されているが、第２実施例として第
３図に示すように、案内部材１の下部内側、即ち、ゾー
ン９内に配設してもよい。即ち、第２実施例では軸流送
風機２は支柱５を頂部に支持具31を介して固定され、案
内部材１はステイ32によって支持具31に固定されてい
る。

モータ23を駆動すると、羽根車22が回転して案内部材
１の内側、即ち、ゾーン９内の空気を吸引してこれを付
勢し、案内部材１の内側の傘状の案内面1bの中央部に向
かって噴射する。噴射された気流Ａは案内面1bに衝突し
て拡散し、金網33を経て案内面1bに沿う流れＢとなる。
その他の構成は第１実施例と同様である。

第４図は案内部材１をパラソルのように折り畳み自在
構造とした第３実施例の図で、複数の主骨60が基端で支
柱５の上部に固定された駒61にピン63を介して回動自在
に枢支されている。支柱５に嵌合されて上下動するスラ
イダー64に複数の副骨65の一端がピン66を介して枢着さ
れ、これら副骨65の他端は各主骨60にピン67を介して枢
着されている。そして、複数の主骨60には布、合成樹脂
等からなる可撓性膜68が張設されている。スライダー64
は係止片69によって支柱５の所定高さに係止しうるよう
になっている。

しかして、強風時等には係止片69による係止を解除し
てスライダー64を下方に移動させることにより主骨60は
ピン63のまわりに回動して可撓性膜68は折り畳まれる。
その他の構成は第１実施例と同様である。

次に請求項（２）の発明に係る第４実施例について第
５図により説明する。

第１実施例においては案内部材１は外周縁1cの一部が
中央部1dから遠く延出された非対称な傘状の案内面を有
しているが本第４実施例では第５図に示すようにほぼ対
称な傘状の案内面1aを有しかつ外周縁1c上の一部にシー
ト部材12を垂設してある。

而して案内部材１は第１実施例と同様に太陽センサ15
の検出信号を受けた制御装置16によってシート部材12が
常時太陽の方位に追随するようにモータ13に駆動されて
回転制御され、シート部材12により太陽光線のゾーン９
内への入射が遮られる。その他の構成については第１実
施例と同様である。本実施例によれば、案内面1aをほぼ
同心円の傘状に形成できるので工作容易という利点があ
る。

第６図は案内部材１と軸流送風機２とを一体化して空
間８に吊下げた第５実施例の斜視図で、案内部材１の中
央部1d上面に設けられたホース70に軸流送風機２のブラ
ケット29を連結することによって軸流送風機２は案内部
材１の上部外側に固定されこれと一体化されている。軸
流送風機２の上部にステイ71を取り付け、このステイ71
をセンターポール72の上端から分岐するロッド73の下端
に懸架して回転自在に取り付ける。なお、ステイ71を建
屋の天井74から垂下されたロッド75の下端に取り付ける
こともできる。また、図示のように複数個の案内部材１
及び軸流送風機２を案内部材１のセンターポール72を利
用して吊り下げることができる。この場合、各案内部材
１の下方に限界されたゾーン９内に設置される複数の空
気調和機４を一台のコンデンシングユニット６に冷媒配
管７を介して接続することができる。

また、第７図に第６実施例として示すように、軸流送
風機２を案内部材１の下部内側に配設し、複数の案内部
材１を同１のセンターポール72を利用して吊り下げるこ
ともできる。

なお、第６図（Ｂ）、第７図（Ｂ）において太陽セン
サ15が軸流送風機２もしくは案内面に装着されており、
図示しない制御装置によって太陽センサ15の検出信号に
基づき、モータ13が駆動されシート部材12が太陽の方位
に追随するように案内部材１が回転制御されるようにな
っている。その他の特に説明しない構成は第１実施例と
同様である。

以上、大気中に気流によって囲まれたゾーンを形成す
る場合について説明したが、空気に限らず任意の気体、
液体等の流体中にこの流体の噴流によって囲まれるゾー
ンを形成することができるのは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明は上記のように構成されるため次の効果を有す
る。即ち、傘状の案内面の中央部にほぼ正対して噴流発
生手段により気体噴流を噴出させるので、噴流は傘状の
案内面に沿って流れ、案内部材の外周縁から固定面に膜
状流体の立体区画即ち、エアカーテンのゾーンを容易に
形成することができる。

また、ゾーン内には空調機等の流体調整手段を設ける
ので、ゾーン内を自由に空調、浄化することができる。

また、案内部材の傘状の案内面の一部を、外周縁が中
央から遠く延出した形状とし、或はシート部材を垂設し
て、太陽位置の検出手段と、案内部材の回転手段と、回
転の制御手段とにより、案内部材を太陽の移動に追随し
て回転させ、ゾーン内を常に日陰とすることができるの
でゾーン内の冷房効果が一層高まる。

以上の通り、大気中にエアカーテンによって囲まれた
ゾーンを形成し、かつ、このゾーン内の空気を調和し、
浄化し又は除塵することができ、さらに太陽光線のゾー
ン内への入射を遮ることができるので、ゾーン内に出入
自在で、視野が全方位に及び、静かで意外性のある快適
な居住空間を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の側面図、第２図は第１図
の案内面1aを説明するための模式図で、（Ａ）は側断面
斜視図、（Ｂ）は側面図、第３図は本発明の第２実施例
の要部側断面図、第４図は本発明の第３実施例の要部側
断面図、第５図は本発明の第４実施例の要部側面図、第
６図は本発明の第５実施例の要部を示す図で、（Ａ）は
斜視図、（Ｂ）は（Ａ）の軸流送風機２の側面図、第７
図は本発明の第６実施例の要部を示す図で、（Ａ）は斜
視図、（Ｂ）は（Ａ）の案内部材等の側面図、第８図は
従来例の側面図である。 １……案内部材、1a,1b……案内面、1c……外周縁、1d
……中央部、２……軸流送風機、３……固定壁、４……
空気調和機、５……支柱、６……コンデンシングユニッ
ト、７……冷媒配管、８……空間、９……ゾーン、11…
…長尺部、12……シート部材、13……モータ、14……駆
動伝達機構、15……太陽センサ、16……制御装置。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定面に所定の間隔を隔てて正対すると共
   に中央部より外周縁にむかうに従って上記固定面に近接
   する向きに傾斜しかつ上記外周縁の一部が中央から遠く
   延出した傘状の案内面を有する案内部材と、同案内部材
   の外側又は内側の流体を吸引して上記案内面の中央部に
   ほぼ正対して流体を噴出する噴流発生手段と、同噴流発
   生手段によって生じ上記案内部材の外周縁から流出する
   膜状の噴流と上記固定面とによって囲まれたゾーン内に
   設置された流体調整手段と、上記案内部材を上記固定面
   とほぼ平行な面内で回転する回転手段と、太陽の位置を
   検出する検出手段と、同検出手段で検出された信号によ
   り上記案内面の中央から遠く延出した外周縁側が太陽の
   方位に追随して回転するよう上記回転手段を制御する制
   御手段とを具備してなることを特徴とするゾーン空調装
   置。
2. 【請求項２】請求項（１）に記載のゾーン空調装置にお
   いて、外周縁の一部が中央から遠く延出した傘状の案内
   面に代え、ほぼ同心円の傘状案内面となすと共に太陽の
   方位に追随する側にシート部材を垂設してなることを特
   徴とするゾーン空調装置。