JP3456448B2 - 竜巻気流発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、吹出空気による
エアカーテンの内部に強い吸引力をもつ竜巻気流を発生
させる竜巻気流発生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば、排気とか空調等のゾ
ーニングを局所的に行う場合に、強い吸引力をもつ竜巻
気流を利用することが知られている。この竜巻気流の発
生装置は、対象領域の全周をカバーするように空気を旋
回気流として吹き出して該対象領域の周囲にエアカーテ
ンを生成せしめるとともに、該エアカーテンの内部にお
いて空気を吸引して竜巻状に吸い込まれる竜巻気流を生
成せしめるものである。従って、竜巻気流の発生には、
対象領域に向けて空気を旋回流として吹き出す吹出部
と、該旋回流によるエアカーテンの内側の空気を吸引す
る吸込部とを備えることが必要である。この場合、従来
の竜巻気流発生装置は、上記吹出部と吸込部とを一体化
してこれをユニット化するのが通例であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
竜巻気流発生装置をユニット化したものにあっては、例
えばホテルのロビー等の大空間のゾーニングを行う場合
には、その対象領域が広いことから、竜巻気流発生装置
そのものが非常に大きなものとなり、装置そのものの大
幅なコストアップを招来するとともに、装置の設置工事
性の悪化による工事費が嵩む、等の問題があった。

【０００４】そこで本願発明は、低コストで且つ設置工
事性の良好な竜巻気流発生装置を提案することを目的と
してなされたもである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。

【０００６】本願の第１の発明では、図１に例示するよ
うに、吸込口４を取り囲むように配置された吹出口５か
ら吹き出される吹出空気流を旋回流として上記吸込口４
の周囲にエアカーテンを形成し、該エアカーテンの内部
において上記吹出口５に吸い込まれる吸込空気流を竜巻
気流となすように構成された竜巻気流発生装置におい
て、上記吸込口４が設けられた吸込ユニット１と上記吹
出口５が設けられた吹出ユニット２とを相互に独立した
構成とするとともに、上記吹出ユニット２はこれを相互
に独立した複数のユニット単体２０，２０，・・で構成
し、上記吸込ユニット１と上記各ユニット単体２０，２
０，・・とをそれぞれ独立した接続ダクト３，３，・・
により接続したことを特徴としている。

【０００７】本願の第２の発明では、図１に例示するよ
うに、上記第１の発明にかかる竜巻気流発生装置におい
て、上記吸込ユニット１に送風機１２を設けたことを特
徴としている。

【０００８】本願の第３の発明では、図５に例示するよ
うに、上記第１の発明にかかる竜巻気流発生装置におい
て、上記吹出ユニット２に送風機２２を設けたことを特
徴としている。

【０００９】本願の第４の発明では、図１、図５に例示
するように、上記第１又は第２又は第３の発明にかかる
竜巻気流発生装置において、上記吸込ユニット１内に、
又は上記吹出ユニット２内に、又は上記接続ダクト３内
に、熱交換器１３又は空気改質デバイス１４を備えたこ
とを特徴としている。

【００１０】本願の第５の発明では、図１１に例示する
ように、吸込口４を取り囲むように配置された吹出口５
から吹き出される吹出空気流を旋回流として上記吸込口
４の周囲にエアカーテンを形成し、該エアカーテンの内
部において上記吹出口５に吸い込まれる吸込空気流を竜
巻気流となすように構成された竜巻気流発生装置におい
て、上記吸込口４が設けられた吸込ユニット１と上記吹
出口５が設けられた複数の単体ユニット２０，２０，・
・でなる吹出ユニット２との間に空気調和機６を配置す
る一方、上記吹出ユニット２の各単体ユニット２０，２
０，・・をそれぞれ独立した分岐ダクト３ａ，３ａ，・
・を介して上記空気調和機６に接続し、上記吸込ユニッ
ト１を接続ダクト３を介して上記空気調和機６に接続す
るととも に、上記吸込ユニット１側には排気用送風機３
６を、上記吹出ユニット２側には給気用送風機３４をそ
れぞれ備えたことを特徴としている。

【００１１】本願の第６の発明では、図１１に例示する
ように、上記第５の発明にかかる竜巻気流発生装置にお
いて、上記吸込ユニット１と吹出ユニット２とをダクト
３７により接続したことを特徴としている。

【００１２】本願の第７の発明では、図１１に例示する
ように、上記第５又は第６の発明にかかる竜巻気流発生
装置において、上記吹出ユニット２側に熱交換器１３又
は空気改質デバイス１４を備えたことを特徴としてい
る。

【００１３】本願の第８の発明では、上記第４又は第７
の発明にかかる竜巻気流発生装置において、上記空気改
質デバイス１４が、除塵デバイス又は脱臭デバイス又は
加湿デバイス又は除湿デバイスであることを特徴として
いる。

【００１４】本願の第９の発明では、図１、図４、図５
に例示するように、上記第１，第２，第３，第４，第
５，第６，第７又は第８の発明にかかる竜巻気流発生装
置において、上記吸込ユニット１と吹出ユニット２とを
天井９側に設置したことを特徴としている。

【００１５】本願の第１０の発明では、図１２に例示す
るように、上記第１，第２，第３，第４，第５，第６，
第７又は第８の発明にかかる竜巻気流発生装置におい
て、上記吸込ユニット１と吹出ユニット２とを床面５０
側に設置したことを特徴としている。

【００１６】

【発明の効果】本願発明ではかかる構成とすることによ
り次のような効果が得られる。

【００１７】（イ） 本願の第１の発明にかかる竜巻気
流発生装置によれば、本願の第１の発明では、図１に例
示するように、吸込口４を取り囲むように配置された吹
出口５から吹き出される吹出空気流を旋回流として上記
吸込口４の周囲にエアカーテンを形成し、該エアカーテ
ンの内部において上記吹出口５に吸い込まれる吸込空気
流を竜巻気流となすように構成された竜巻気流発生装置
において、上記吸込口４が設けられた吸込ユニット１と
上記吹出口５が設けられた吹出ユニット２とを相互に独
立した構成とするとともに、上記吹出ユニット２はこれ
を相互に独立した複数のユニット単体２０，２０，・・
で構成し、上記吸込ユニット１と上記各ユニット単体２
０，２０，・・とをそれぞれ独立した接続ダクト３，
３，・・により接続する構成としているので、上記各接
続ダクト３，３，・・の長さを選択することで上記吸込
ユニット１と上記吹出ユニット２の各ユニット単体２
０，２０，・・との間隔を任意に設定することができ、
該接続ダクト３の長さを適宜調節するという簡単且つ安
価な手段によって上記吸込ユニット１と吹出ユニット２
とを大きく離間させて配置することができ、この結果、
例えば従来のユニット化された竜巻気流発生装置の如く
装置そのものを大型化することなく、広い範囲での局所
空調とか局所清浄を、低コストで且つ簡単な設置工事に
よって実現することができる。

【００１８】（ロ） 本願の第２の発明にかかる竜巻気
流発生装置によれば、上記（イ）に記載の効果に加えて
次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明で
は、上記吸込ユニット１、即ち、竜巻気流発生装置の中
心に位置する部位に送風機１２を設けているので、例え
ば該送風機１２を竜巻気流発生装置の外周寄り部位であ
る吹出ユニット２側に設ける場合に比して、より簡単な
構造によって上記竜巻気流発生装置を構成することがで
き、延いてはその低コスト化の促進が期待できるもので
ある。

【００１９】（ハ） 本願の第３の発明にかかる竜巻気
流発生装置によれば、上記（イ）に記載の効果に加えて
次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明で
は、上記吹出ユニット２に送風機２２を設けているの
で、上記送風機２２の制御によって吹出口５から吹き出
される吹出空気流をその吹出位置により近い位置におい
て調整することができることから、該吹出空気流に対す
る制御性が良好となり、延いては高い吸引力をもつ竜巻
気流をより確実に実現することが可能となる。

【００２０】（ニ） 本願の第４の発明にかかる竜巻気
流発生装置によれば、上記（イ），（ロ）又は（ハ）に
記載の効果に加えて次のような特有の効果が奏せられ
る。即ち、この発明では、上記吸込ユニット１内に、又
は上記吹出ユニット２内に、又は上記接続ダクト３内
に、熱交換器１３又は空気改質デバイス１４を備えてい
るので、簡単な構成によりゾーニング対象領域の空調又
は空気改質を、しかも竜巻気流を利用して効率良く行う
ことができるとともに、特に、上記熱交換器１３又は空
気改質デバイス１４を上記吸込ユニット１内に配置した
ものにおいては構造の簡略化が期待でき、また上記熱交
換器１３又は空気改質デバイス１４を上記吹出ユニット
２内に配置したものにおいては空調特性又は空気改質特
性の調整が容易となり、さらに該熱交換器１３又は空気
改質デバイス１４を上記接続ダクト３内に配置したもの
においても空調特性又は空気改質特性の調整が容易とな
るものである。

【００２１】（ホ） 本願の第５の発明にかかる竜巻気
流発生装置によれば、吸込口４を取り囲むように配置さ
れた吹出口５から吹き出される吹出空気流を旋回流とし
て上記吸込口４の周囲にエアカーテンを形成し、該エア
カーテンの内部において上記吹出口５に吸い込まれる吸
込空気流を竜巻気流となすように構成された竜巻気流発
生装置において、上記吸込口４が設けられた吸込ユニッ
ト１と上記吹出口５が設けられた複数の単体ユニット２
０，２０，・・でなる吹出ユニット２との間に空気調和
機６を配置する一方、上記吹出ユニット２の各単体ユニ
ット２０，２０，・・をそれぞれ独立した分岐ダクト３
ａ，３ａ，・・を介して上記空気調和機６に接続し、上
記吸込ユニット１を接続ダクト３を介して上記空気調和
機６に接続するとともに、上記吸込ユニット１側には排
気用送風機３６を、上記吹出ユニット２側には給気用送
風機３４をそれぞれ備えているので、換気作用を伴う空
調等のゾーニングが可能となるとともに、上記空気調和
機６が上記吸込ユニット１あるいは吹出ユニット２には
設けられていないことから、例えば空調性能を落と すこ
となく、上記吸込ユニット１及び吹出ユニット２の小型
化を図りその設置自由度の向上を図ることが可能とな
る。さらに、上記空気調和機６の性能アップも、上記吸
込ユニット１あるいは吹出ユニット２の形状に影響され
ることなく比較的自由に行うことができる。

【００２２】（ヘ） 本願の第６の発明にかかる竜巻気
流発生装置によれば、上記（ホ）に記載の効果に加えて
次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明で
は、上記吸込ユニット１と吹出ユニット２とをダクト３
７により接続しているので、室内からの排気の一部が室
内へ還流され、特に暖房・冷房時における熱効率が改善
される。

【００２３】（ト） 本願の第７の発明にかかる竜巻気
流発生装置によれば、（ホ）又は（ヘ）に記載の効果に
加えて次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この
発明では、上記吹出ユニット２側に熱交換器１３又は空
気改質デバイス１４を備えているので、簡単な構成によ
りゾーニング対象領域の空調又は空気改質を、しかも竜
巻気流利用して効率良く行うことができる。

【００２４】（チ） 本願の第８の発明にかかる竜巻気
流発生装置によれば、上記（ニ）又は（ト）に記載の効
果に加えて次のような特有の効果が奏せられる。即ち、
この発明では、上記空気改質デバイス１４として、除塵
デバイス又は脱臭デバイス又は加湿デバイス又は除湿デ
バイスを採用することで、上記竜巻気流発生装置の多機
能化が促進され、延いてはその商品価値の向上が期待で
きる。

【００２５】（リ） 本願の第９の発明にかかる竜巻気
流発生装置によれば、上記（イ），（ロ），（ハ），
（ニ），（ホ），（ヘ），（ト）又は（チ）に記載の効
果に加えて次のような特有の効果が奏せられる。即ち、
この発明では、上記吸込ユニット１と吹出ユニット２と
を天井９側に設置しているので、上記竜巻気流発生装置
の設置後における空間利用の自由度が高く、それだけ該
竜巻気流発生装置の適用範囲の拡大が期待できる。

【００２６】（ヌ） 本願の第１０の発明では、上記
（イ），（ロ），（ハ），（ニ），（ホ），（ヘ），
（ト）又は（チ）に記載の効果に加えて次のような特有
の効果が奏せられる。即ち、この発明では、上記吸込ユ
ニット１と吹出ユニット２とを床面５０側に設置してい
るので、特に暖房時には床面側から温風が吹き出される
ことで室内の高さ方向における温度分布が改善され、よ
り快適に暖房が実現される。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本願発明を好適な実施形態
に基づいて具体的に説明する。

【００２８】第１の実施形態 図１には、本願発明の第１の実施形態にかかる竜巻気流
発生装置Ｚ₁を示している。この竜巻気流発生装置Ｚ
₁は、室内の天井９側に埋め込み状態で設置されるもの
であって、次述する吸込ユニット１と吹出ユニット２と
接続ダクト３，３，・・とを備えて構成される。

【００２９】上記吸込ユニット１は、上記天井９内に埋
め込み配置される下面が開口した矩形筐状のケーシング
１１と該ケーシング１１の下面開口にこれを閉塞する如
く装着された吸込パネル１５とで形成される機内空間１
０内に、遠心式送風機１２をその軸心を上下方向に向け
て配置するとともに、該送風機１２の外周側にはこれを
囲繞するようにして熱交換器１３を配置している。ま
た、上記吸込パネル１５の中心部には上記送風機１２の
ファン吸込口に臨む吸込口４が形成されており、この吸
込口４と上記送風機１２のファン吸込口との間には空気
改質デバイス１４が配置されている。尚、上記ケーシン
グ１１の四つの側壁のそれぞれにはユニット吹出口１
６，１６，・・が設けられている。また、上記空気改質
デバイス１４としては、例えば、除塵デバイスとか脱臭
デバイスとか除湿デバイスとか加湿デバイス等が必要に
応じて採用される。

【００３０】上記吹出ユニット２は、図１及び図２に示
すように、上記吸込ユニット１を中心としてこれをその
平面方向の四方向から囲繞する如く、四角形の各辺のそ
れぞれに対応する位置に配置された次述する４個のユニ
ット単体２０，２０，・・で構成される。

【００３１】上記ユニット単体２０は、図１に示すよう
に、横長矩形筐状の外観形態をもつケーシング２１を備
えて構成され、該ケーシング２１の下面に設けた吹出口
５を上記天井９から室内側へ臨ましめた状態で該天井９
側に埋め込み配置されている。そして、この実施形態に
おいては、このケーシング２１の内部空間２５を吹出空
気用チャンバーとして利用するものであって、上記各ユ
ニット単体２０，２０，・・の吹出口５，５，・・から
それぞれ吹き出される吹出空気流によってその下方の空
間領域を囲繞するエアカーテンを生成させるべく、上記
吹出口５には、吹出空気流を上記吸込ユニット１寄りに
偏向させることでその周辺への拡散を防止するための内
偏向用ステータ２６，２６，・・と、上記吹出空気流に
旋回成分を付与してこれを旋回流とするための旋回流用
ステータ２７，２７，・・とが備えられている。尚、こ
の旋回流用ステータ２７は、図３に示すように、板材で
構成され、上記吹出口５の長手方向（即ち、上記吸込ユ
ニット１を中心とする仮想円の接線方向）に所定の傾斜
角をもった状態で取り付けられている。

【００３２】上記接続ダクト３は、上記吸込ユニット１
と上記吹出ユニット２の各ユニット単体２０，２０，・
・とをそれぞれ接続するものであって、図１に示すよう
に、その一端は上記吸込ユニット１側の上記ユニット吹
出口１６に接続され、またその他端は上記ユニット単体
２０の側壁に設けたユニット吸込口２４に接続されてい
る。そして、この接続ダクト３は、上記竜巻気流発生装
置Ｚ₁が対象とする空間領域の大きさ、換言すれば、上
記吸込ユニット１とその側方に離間配置される上記ユニ
ット単体２０との距離に応じて、適宜その長さが増減調
整されるとともに、その施工時の都合によってはこの実
施形態のような直線状配置の外に、例えば曲線上あるい
は屈曲状等、種々の配置形態を選択できるものである。

【００３３】尚、図４には、この実施形態にかかる竜巻
気流発生装置Ｚ₁を室内の局所的な空調及び空気改質に
適用した場合の設置例を示している。即ち、この設置例
では、上記竜巻気流発生装置Ｚ₁を室内の天井９に、所
定間隔をもって一対配置し、室内を上記各竜巻気流発生
装置Ｚ₁，Ｚ₁のそれぞれの直下に位置する二つの空間領
域を該各竜巻気流発生装置Ｚ₁，Ｚ₁の選択的使用によっ
て局所的に空調及び空気改質を行うようになっている。

【００３４】ここで、この竜巻気流発生装置Ｚ₁の作動
を説明すると、この竜巻気流発生装置Ｚ₁においては、
上記送風機１２が回転することで、室内空気は上記吸込
口４から吸い込まれ、上記空気改質デバイス１４におい
て例えば除塵あるいは脱臭等の空気改質が行われた後、
上記送風機１２から吹き出され（流線Ａ₂参照）、上記
熱交換器１３においてその内部を循環する冷媒との間の
熱交換によって温度調整され、温風あるいは冷風とし
て、上記各接続ダクト３，３，・・を介して上記吹出ユ
ニット２の上記各ユニット単体２０，２０，・・に送ら
れ、該各ユニット単体２０，２０，・・の吹出口５，
５，・・から室内に向けて吹き出される（流線Ａ₃参
照）。

【００３５】この場合、上記各ユニット単体２０，２
０，・・の吹出口５，５，・・から吹き出される吹出空
気流は、該各吹出口５，５，・・に設けた上記内偏向用
ステータ２６，２６，・・によって周辺への拡散が抑制
されつつ、上記各旋回流用ステータ２７，２７，・・に
よって旋回成分が付与されて上記吸込ユニット１を中心
としてその周囲を旋回しながら流下する旋回流とされ、
この旋回する吹出空気流によって上記吸込ユニット１の
直下の空気領域を囲繞するエアカーテンが生成される。

【００３６】一方、上記送風機１２によって上記吸込口
４側に吸い込まれる室内空気は、吸込作用を受けて上昇
する間に、その外側を旋回しながら流下する吹出空気流
との接触によって旋回成分が付与され、竜巻状に旋回し
ながら上昇する竜巻気流（流線Ａ₁参照）とされる。こ
の竜巻気流は、非竜巻気流に比してその吸引力が強いこ
とから、上記吸込ユニット１直下の空間領域の空気は、
効率良く上記送風機１２側に吸い込まれ、結果的に上記
空間領域における局所的な空気の空調性能及び空気改質
性能が高水準に維持されることになる。

【００３７】ところで、この実施形態の竜巻気流発生装
置Ｚ₁においては、上述のように、上記上記吸込口４を
備えた上記吸込ユニット１と、上記吹出ユニット２の上
記吹出口５を備えた上記各ユニット単体２０，２０，・
・とをそれぞれ接続ダクト３，３，・・によって接続し
て構成されるものであって、且つ上記各接続ダクト３，
３，・・の長さを選択することで上記吸込ユニット１と
上記吹出ユニット２の各ユニット単体２０，２０，・・
との間隔を任意に設定することができるものである。

【００３８】従って、例えば上記竜巻気流発生装置Ｚ₁
のゾーニング対象となる空間領域の広さが種々異なる場
合であっても、上記接続ダクト３の長さを選択すること
のみによってこれに対処することができ、例えば、ユニ
ット化された従来の竜巻気流発生装置のように、対象空
間領域が広い場合には装置そのものが大きくなってコス
トアップを招来するとか、その設置工事が困難で設置工
事費が嵩むといった問題は生じず、装置の小型化・低コ
スト化と設置工事性の向上とが両立されるものである。

【００３９】また、この実施形態のように、上記吸込ユ
ニット１内に上記送風機１２を配置した構成にあって
は、該吸込ユニット１が竜巻気流発生装置Ｚ₁の中心位
置に配置され、対象空間領域の大きさに影響されないも
のであることから、例えばこの送風機１２を上記吹出ユ
ニット２側に配置する場合に比して、構造の簡略化及び
それに基づく低コスト化がさらに促進されるものであ
る。

【００４０】第２の実施形態 図５及び図６には、本願発明の第２の実施形態にかかる
竜巻気流発生装置Ｚ₂を示している。この竜巻気流発生
装置Ｚ₂は、上記第１の実施形態の竜巻気流発生装置Ｚ₁
と同様の天井埋め込み式の竜巻気流発生装置であって、
その全体構成は該第１の実施形態の竜巻気流発生装置Ｚ
₁と同様であって、これと異なる点は次の諸点である。
即ち、上記第１の実施形態の竜巻気流発生装置Ｚ₁にお
いては、上記吸込ユニット１内に送風機１２と熱交換器
１３及び空気改質デバイス１４を配置していたのに対し
て、この実施形態の竜巻気流発生装置Ｚ₂においては、
上記吹出ユニット２の上記各ユニット単体２０，２０，
・・内に多翼式の送風機２２と熱交換器２３とを配置
し、また上記接続ダクト３の途中に上記空気改質デバイ
ス１４を配置した点である。尚、上記ユニット単体２
０，２０，・・の吹出口５に設けられる旋回流用ステー
タ２７の傾斜方向は上記第１の実施形態の場合と同様で
ある。

【００４１】このように構成された竜巻気流発生装置Ｚ
₂においては、上記各ユニット単体２０，２０，・・の
それぞれに配置した上記送風機２２，２２，・・の回転
に伴って、室内空気は上記吸込口４から上記吸込ユニッ
ト１の機内空間１０内に吸い込まれ、さらに上記各接続
ダクト３，３，・・のそれぞれに分流して上記各ユニッ
ト単体２０，２０，・・側に導入される（流線Ａ₂参
照）。そして、このユニット単体２０への吸込空気は、
上記接続ダクト３を通過する途中において上記空気改質
デバイス１４による空気改質が行われるとともに、該ユ
ニット単体２０内で上記熱交換器２３により温度調整さ
れた後、上記吹出口５から室内へ吹き出される（流線Ａ
₃参照）。

【００４２】この場合、上記各ユニット単体２０，２
０，・・の吹出口５，５，・・から吹き出される吹出空
気流は、該各吹出口５，５，・・の通路壁によって上記
吸込ユニット１寄りに偏向されつつ、上記各旋回流用ス
テータ２７，２７，・・によって旋回成分が付与されて
上記吸込ユニット１を中心としてその周囲を旋回しなが
ら流下する旋回流とされ、この旋回する吹出空気流によ
って上記吸込ユニット１の直下の空気領域を囲繞するエ
アカーテンが生成される。一方、上記送風機２２の吸引
作用を受けて上記吸込口４側に吸い込まれる室内空気
は、該吸込口４に向けて上昇する間に、その外側を旋回
しながら流下する吹出空気流との接触によって旋回成分
が付与され、竜巻状に旋回しながら上昇する竜巻気流
（流線Ａ₁参照）とされる。この竜巻気流は、非竜巻気
流に比してその吸引力が強いことから、上記吸込ユニッ
ト１直下の空間領域の空気は、効率良く上記吸込ユニッ
ト１を介して上記吹出ユニット２の上記各ユニット単体
２０，２０，・・側に導入され、結果的に上記空間領域
における局所的な空気の空調性能及び空気改質性能が高
水準に維持されることになる。

【００４３】この実施形態の竜巻気流発生装置Ｚ₂にお
いても、上記吸込ユニット１と上記吹出ユニット２の上
記各ユニット単体２０，２０，・・とを接続ダクト３，
３，・・によって接続して構成されるものであることか
ら、上記第１の実施形態の竜巻気流発生装置Ｚ₁と同様
に、例えば、上記竜巻気流発生装置Ｚ₂のゾーニング対
象となる空間領域の広さが種々異なる場合であっても、
上記接続ダクト３の長さを選択することのみによってこ
れに対処することができるものであり、従来構造の竜巻
気流発生装置に比して、装置の小型化・低コスト化と設
置工事性の向上とが実現されるものである。

【００４４】さらに、この実施形態のように、上記ユニ
ット単体２０側に上記送風機２２を配置したものにおい
ては、竜巻気流の生成要因となる上記吹出口５からの吹
出空気流の風量とか風速を、その吹出位置、即ち、上記
吹出口５に近い位置に設けられた上記送風機２２の運転
制御によって容易に且つ的確に調整し得ることから、竜
巻気流に対する制御性が高められ、使用条件に応じた竜
巻気流を容易に作り出すことができ、延いては竜巻気流
発生装置Ｚ₂の適用範囲の拡大が期待できるものであ
る。

【００４５】また、この実施形態の竜巻気流発生装置Ｚ
₂のように、上記熱交換器２３を上記ユニット単体２０
内に配置した場合には、例えばこれを上記吸込ユニット
１側に配置した場合に比して、温度調整後の空気の流通
経路が短く、それだけ流通経路途中における温度変化が
少なくなり、結果的に暖冷房時における温度管理が容易
になるという利点もある。

【００４６】第３の実施形態 図７には、本願発明の第３の実施形態にかかる竜巻気流
発生装置Ｚ₃の要部を示している。この実施形態の竜巻
気流発生装置Ｚ₃は、上記第１及び第２の実施形態にか
かる竜巻気流発生装置Ｚ₁，Ｚ₂が共に上記接続ダクト３
を直筒状に形成していたのに対して、これを上記吸込ユ
ニット１から上記吹出ユニット２の上記各ユニット単体
２０，２０，・・に向かうに従ってその通路面積が次第
に拡大するような形態としたものである。かかる構成の
接続ダクト３を備えることで、上記吸込ユニット１側か
ら上記ユニット単体２０側へ導入され且つここから上記
吹出口５を通して室内へ吹き出される吹出空気流の上記
吹出口５における風速分布が可及的に均一化され、その
結果、上記吹出空気流によるエアカーテンの生成、延い
ては上記竜巻気流の生成がより一層確実ならしめられ
る。

【００４７】尚、これ以外の作用効果については上記第
１及び第２の実施形態の竜巻気流発生装置Ｚ₁，Ｚ₂の場
合と同様であるので、ここでの説明は省略する。

【００４８】第４の実施形態 図８には、本願発明の第４の実施形態にかかる竜巻気流
発生装置Ｚ₄の要部を示している。この実施形態の竜巻
気流発生装置Ｚ₄は、上記第１〜第３の実施形態にかか
る各竜巻気流発生装置Ｚ₁〜Ｚ₃の展開例として位置付け
られるものであって、上記各実施形態の竜巻気流発生装
置Ｚ₁〜Ｚ₃においては上記吸込ユニット１の周囲にこれ
を四角形状に囲繞するように上記吹出ユニット２の上記
各ユニット単体２０，２０，・・を配置していたのに対
して、上記ユニット単体２０，２０，・・を６個備え且
つこれを上記吸込ユニット１の周囲に六角形状に配置し
たものである。かかる構成とすることで、上記各ユニッ
ト単体２０，２０，・・がより円形に近いものとなるこ
とから、該各ユニット単体２０，２０，・・の吹出口
５，５，・・から吹き出される吹出空気流によるエアカ
ーテンの生成が促進され、延いては、より安定的に竜巻
気流を生成することができるものである。

【００４９】尚、ここでは、上記ユニット単体２０を６
個備えたものを例示しているが、このユニット単体２０
の設置数は必要に応じて適宜増減させることができるも
のであり、またその設置形態も正多角形状に限定される
ものでもない。

【００５０】第５の実施形態 図９には、本願発明の第５の実施形態にかかる竜巻気流
発生装置Ｚ₅を示している。この実施形態の竜巻気流発
生装置Ｚ₅は、上記吸込口４を備えた吸込ユニット１
と、上記吹出口５を備えた複数のユニット単体２０，２
０，・・でなる上記吹出ユニット２とを備え、且つ上記
吸込ユニット１と上記各ユニット単体２０，２０，・・
とを接続ダクト３を介して接続して構成されるものであ
り、この基本構成は上記各実施形態の竜巻気流発生装置
Ｚ₁〜Ｚ₄と同様であるが、送風機の配置構成等において
はこれと異なっている。即ち、この実施形態の竜巻気流
発生装置Ｚ₅においては、上記吸込ユニット１及び上記
ユニット単体２０，２０，・・のそれぞれには送風機等
を設けることなく、上記接続ダクト３の通路途中に、送
風機３４と熱交換器３５とを備えた空気調和機６を配置
するとともに、該空気調和機６の下流側において上記接
続ダクト３を上記各ユニット単体２０，２０，・・に対
応した数の分岐ダクト３ａ，３ａ，・・に分岐させ、該
各分岐ダクト３ａ，３ａ，・・を介して上記空気調和機
６を上記各ユニット単体２０，２０，・・に接続させて
いる。また、上記各分岐ダクト３ａ，３ａ，・・のそれ
ぞれに空気改質デバイス１４を備えている。

【００５１】かかる構成の竜巻気流発生装置Ｚ₅におい
ては、上記空気調和機６が上記吸込ユニット１あるいは
吹出ユニット２には設けられていないことから、例えば
空調性能を落とすことなく、上記吸込ユニット１及び吹
出ユニット２の小型化を図りその設置自由度の向上を図
ることが可能となる。また、上記空気調和機６の性能ア
ップも、上記吸込ユニット１あるいは吹出ユニット２の
形状（即ち、設置場所のスペース的な条件）に影響され
ることなく比較的自由に行うことができる。

【００５２】尚、竜巻気流の生成作用、及びこれに基づ
く空調性能の向上等の基本的な作用効果は、例えば上記
第１の実施形態の竜巻気流発生装置Ｚ₁の場合と同様で
あるので、ここでの説明は省略する。

【００５３】また、この実施形態においては上記各分岐
ダクト３ａ，３ａ，・・のそれぞれに空気改質デバイス
１４を備えているが、他の実施形態においては、この空
気改質デバイス１４に代えて、例えばここにダンパーを
設けることもできる。かかる構成とした場合には、上記
送風機３４に拠らずに上記各ダンパーの制御によって吹
出空気流の制御、延いては竜巻気流の制御を行うことも
可能となる。さらに、竜巻気流を必要としない場合に
は、上記各ユニット単体２０，２０，・・のうち、必要
に応じていずれかのユニット単体２０，２０，・・を無
効として、竜巻気流を利用しない通常の空調機等として
使用することも可能となる。

【００５４】第６の実施形態 図１０には、本願発明の第６の実施形態にかかる竜巻気
流発生装置Ｚ₆を示している。この実施形態の竜巻気流
発生装置Ｚ₆は、上記第５の実施形態にかかる竜巻気流
発生装置Ｚ₅を基本とし、これに換気機能と熱回収機能
とを付加して、より高い空調性能が得られるようにした
ものである。即ち、上記接続ダクト３の上記空気調和機
６よりも上流側に送風機３６を配置するとともに、該接
続ダクト３の上記送風機３６の下流側において排気通路
４２を分岐させ、さらに、上記空気調和機６には上記接
続ダクト３とは独立した給気通路４３を接続している。
そして、上記排気通路４２と給気通路４３の間に全熱交
換器４１を配置している。

【００５５】かかる構成とすることで、上記排気通路４
２からの室内空気の排出と給気通路４３からの給気とに
よって室内の換気が行われるとともに、該排気通路４２
と給気通路４３との間に全熱交換器４１を配置し、上記
全熱交換器４１において上記排気通路４２からの排気と
上記給気通路４３からの給気（室外空気）との間の熱交
換によって熱回収が行われるものである。

【００５６】尚、竜巻気流の生成作用、及びこれに基づ
く空調性能の向上等の基本的な作用効果は、例えば上記
第１の実施形態の竜巻気流発生装置Ｚ₁の場合と同様で
あるので、ここでの説明は省略する。

【００５７】第７の実施形態 図１１には、本願発明の第７の実施形態にかかる竜巻気
流発生装置Ｚ₇を示している。この実施形態の竜巻気流
発生装置Ｚ₇は、上記第４の実施形態にかかる竜巻気流
発生装置Ｚ₄においては上記空気調和機６を上記吸込ユ
ニット１と吹出ユニット２の各ユニット単体２０，２
０，・・とを接続する上記接続ダクト３の通路途中に設
けていたのに対して、上記各ユニット単体２０，２０，
・・に至るダクトと上記吸込ユニット１に接続されるダ
クトとを別個独立の構成として換気空調を可能としたも
のである。

【００５８】即ち、この実施形態の竜巻気流発生装置Ｚ
₇においては、上記吸込ユニット１に送風機３６を備え
た排気通路４５を接続して、上記吸込口４からの室内空
気を室外へ排出する一方、上記空気調和機６には室外に
開口する給気通路４４を接続し、上記送風機３４側に室
外空気を導入し、これを温度調節した後に上記各ユニッ
ト単体２０，２０，・・の吹出口５，５，・・から室内
へ吹き出すようにしている。かかる構成とすることで、
高い換気能力をもつ空気調和機を得ることができるもの
である。

【００５９】尚、他の実施形態においては、例えば図１
１に破線図示するように、上記排気通路４５と給気通路
４４とをダクト３７によって接続して排気の一部を室内
へ還流させることもできる。また、上記排気通路４５と
給気通路４４との間に全熱交換器を配置して熱回収を行
うようにすることもできる。

【００６０】また、竜巻気流の生成作用、及びこれに基
づく空調性能の向上等の基本的な作用効果は、例えば上
記第１の実施形態の竜巻気流発生装置Ｚ₁の場合と同様
であるので、ここでの説明は省略する。

【００６１】第８の実施形態 図１２には、本願発明の第８の実施形態にかかる竜巻気
流発生装置Ｚ₈を示している。この実施形態の竜巻気流
発生装置Ｚ₈は、例えばホテルのロビー等の広い空間に
おける局所的な空調等のゾーニングに好適なものであっ
て、その最大の特徴は、上記各実施形態とは異なって、
上記竜巻気流発生装置Ｚ₈を床面５０側に配置した点で
ある。

【００６２】即ち、この実施形態の竜巻気流発生装置Ｚ
₈は、例えば上記第５の実施形態にかかる竜巻気流発生
装置Ｚ₅を基本構成とし且つこれを床下配置としたもの
であって、上記床面５０上に配置された椅子ユニット５
５の中央部に吸込口４を備えた吸込ユニット１を設ける
とともに、該椅子ユニット５５の周囲の床面５０上に、
円弧状に延びる吹出口５を備えたユニット単体２０，２
０，・・を、全体として円形状を形成するように配置し
てこれを吹出ユニット２とする。尚、この場合、上記各
ユニット単体２０，２０，・・の各吹出口５，５，・・
は、上記床面５０の下側の床下空間５１にそれぞれ開口
させている。

【００６３】一方、上記吸込ユニット１及び吹出ユニッ
ト２とは別設置とされた空気調和機６を、床下空間５１
を通して配置される吸込側ダクト５２によって接続する
とともに、該空気調和機６の吹出側ダクト５３を上記床
下空間５１側に開口させている。

【００６４】かかる構成によれば、上記空気調和機６か
ら上記吹出側ダクト５３を通して上記床下空間５１内に
吹き出された空気（空調風）は、該床下空間５１を通っ
て上記床面５０上に開口する上記各ユニット単体２０，
２０，・・の吹出口５，５，・・からロビー空間に吹き
出される。この場合、上記各吹出口５，５，・・には、
それぞれ上記旋回流用ステータ２７が設けられており、
該各吹出口５，５，・・から吹き出される吸込空気流は
旋回流となり、該各ユニット単体２０，２０，・・の内
側の空間領域を覆うエアカーテンを生成する。一方、上
記空気調和機６の送風機３４によって上記吸込口４から
吸い込まれる上記空間領域内の空気は、吸込に伴う下降
時にその外側を囲繞する旋回流との接触に拠って次第に
竜巻気流となって吸い込まれる（流線Ａ₁参照）。

【００６５】この竜巻気流は、非竜巻気流に比してその
吸引力が強いことから、上記吸込ユニット１直上の空間
領域の空気は、効率良く上記吸込口４から上記送風機３
４側に吸い込まれ、結果的に上記空間領域における局所
的な空気の高水準の空調性能及び空気改質性能が確保さ
れることになる。

【００６６】このように、特に広い範囲の局所的な空調
等を行う場合には、この実施形態の竜巻気流発生装置Ｚ
₈の如く、上記床下空間５１をダクトとして活用する構
成とすれば装置の大型化を招くことなく容易にこれを実
現できることから、特に好適である。また、この実施形
態のように床面５０側から空気を吹き出す構成によれ
ば、特に暖房時には床面５０側から温風が吹き出される
ことで空調空間の高さ方向における温度分布が改善さ
れ、より快適な暖房特性が得られるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施形態にかかる竜巻気流発
生装置を示す断面図である。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視図である。

【図３】図１に示した旋回流用ステータの拡大斜視図で
ある。

【図４】図１に示した竜巻気流発生装置の設置例を示す
斜視図である。

【図５】本願発明の第２の実施形態にかかる竜巻気流発
生装置を示す断面図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。

【図７】本願発明の第３の実施形態にかかる竜巻気流発
生装置の要部構成説明図である。

【図８】本願発明の第４の実施形態にかかる竜巻気流発
生装置の要部構成説明図である。

【図９】本願発明の第５の実施形態にかかる竜巻気流発
生装置の全体システム図である。

【図１０】本願発明の第６の実施形態にかかる竜巻気流
発生装置の全体システム図である。

【図１１】本願発明の第７の実施形態にかかる竜巻気流
発生装置の全体システム図である。

【図１２】本願発明の第８の実施形態にかかる竜巻気流
発生装置のシステム構成及び設置例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１は吸込ユニット、２は吹出ユニット、３は接続ダク
ト、４は吸込口、５は吹出口、６は空気調和機、９は天
井、１０は機内空間、１１はケーシング、１２は送風
機、１３は熱交換器、１４は空気改質デバイス、１５は
吸込パネル、１６はユニット吹出口、２０はユニット単
体、２１はケーシング、２２は送風機、２３は熱交換
器、２４はユニット吸込口、２５は内部空間、２６は内
偏向用ステータ、２７は旋回流用ステータ、３４は送風
機、３５は熱交換器、３６は送風機、３７はダクト、４
１は全熱交換器、４２は排気通路、４３は給気通路、４
４は給気通路、４５は排気通路、５０は床面、５１は床
下空間、５２は吸込側ダクト、５３は吹出側ダクト、５
５は椅子ユニット、Ｚ₁〜Ｚ₈は竜巻気流発生装置であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−83097（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−249480（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−356644（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−63390（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 7/00 - 7/06

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸込口（４）を取り囲むように配置され
   た吹出口（５）から吹き出される吹出空気流を旋回流と
   して上記吸込口（４）の周囲にエアカーテンを形成し、
   該エアカーテンの内部において上記吹出口（５）に吸い
   込まれる吸込空気流を竜巻気流となすように構成された
   竜巻気流発生装置であって、 上記吸込口（４）が設けられた吸込ユニット（１）と上
   記吹出口（５）が設けられた吹出ユニット（２）とが相
   互に独立した構成とされるとともに、 上記吹出ユニット（２）はこれが相互に独立した複数の
   ユニット単体（２０），（２０），・・で構成され、 上記吸込ユニット（１）と上記各ユニット単体（２
   ０），（２０），・・とがそれぞれ独立した 接続ダクト
   （３），（３），・・により接続されていることを特徴
   とする竜巻気流発生装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記吸込ユニット（１）に送風機（１２）を設けたこと
   を特徴とする竜巻気流発生装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 上記吹出ユニット（２）に送風機（２２）を設けたこと
   を特徴とする竜巻気流発生装置。
4. 【請求項４】 請求項１，２又は３において、 上記吸込ユニット（１）内に、又は上記吹出ユニット
   （２）内に、又は上記接続ダクト（３）内に、熱交換器
   （１３）又は空気改質デバイス（１４）が備えられてい
   ることを特徴とする竜巻気流発生装置。
5. 【請求項５】 吸込口（４）を取り囲むように配置され
   た吹出口（５）から吹き出される吹出空気流を旋回流と
   して上記吸込口（４）の周囲にエアカーテンを形成し、
   該エアカーテンの内部において上記吹出口（５）に吸い
   込まれる吸込空気流を竜巻気流となすように構成された
   竜巻気流発生装置であって、 上記吸込口（４）が設けられた吸込ユニット（１）と上
   記吹出口（５）が設け られた複数の単体ユニット（２
   ０），（２０），・・でなる吹出ユニット（２）との間
   に空気調和機（６）が配置される一方、 上記吹出ユニット（２）の各単体ユニット（２０），
   （２０），・・はそれぞれ独立した分岐ダクト（３
   ａ），（３ａ），・・を介して上記空気調和機（６）に
   接続され、上記吸込ユニット（１）は接続ダクト（３）
   を介して上記空気調和機（６）に接続されるとともに、 上記 吸込ユニット（１）側には排気用送風機（３６）
   が、上記吹出ユニット（２）側には給気用送風機（３
   ４）がそれぞれ備えられていることを特徴とする竜巻気
   流発生装置。
6. 【請求項６】 請求項５において、 上記吸込ユニット（１）と吹出ユニット（２）とがダク
   ト（３７）により接続されていることを特徴とする竜巻
   気流発生装置。
7. 【請求項７】 請求項５又は６において、 上記吹出ユニット（２）側に熱交換器（１３）又は空気
   改質デバイス（１４）が備えられていることを特徴とす
   る竜巻気流発生装置。
8. 【請求項８】 請求項４又は７において、 上記空気改質デバイス（１４）が、除塵デバイス又は脱
   臭デバイス又は加湿デバイス又は除湿デバイスであるこ
   とを特徴とする竜巻気流発生装置。
9. 【請求項９】 請求項１，２，３，４，５，６，７又は
   ８において、 上記吸込ユニット（１）と吹出ユニット（２）とが天井
   （９）側に設置されていることを特徴とする竜巻気流発
   生装置。
10. 【請求項１０】 請求項１，２，３，４，５，６，７又
    は８において、 上記吸込ユニット（１）と吹出ユニット（２）とが床面
    （５０）側に設置されていることを特徴とする竜巻気流
    発生装置。