JP4327791B2 - 気体分配器及び冷暖房システム - Google Patents

Description

本発明は気体分配器及び冷暖房システムに関し、特にバランスよく気体を分配することができる気体分配器及び冷暖房システムに関するものである。

温度や湿度が調節された空気をダクトで複数の場所に分配供給して供給先の冷暖房を行う冷暖房システムがある。このような冷暖房システムでは、空気を複数の場所に分配するために、メインダクトから適宜サブダクトを分岐させ、あるいは亜鉛鉄板で直方体に形成されたチャンバーに、調節した空気を導入する１本の導入ダクトと、空気を導出する複数の導出ダクトとを接続することが多い。この場合、分配する風量バランスを調節するために、各サブダクトあるいは各導出ダクトに風量調整ダンパが設けられる。

しかしながら、メインダクトから適宜サブダクトを分岐させ、あるいは単に直方体に形成されたチャンバーで空気を分配することとすると、風量バランスを保つのが難しい。

本発明は上述の課題に鑑み、バランスよく気体を分配することができる気体分配器及び冷暖房システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る気体分配器は、例えば図６に示すように、筒状部材５１の一端５１ａが閉塞され、閉塞された端部５１ａから離れた位置に気体ｇを導入する導入口５１ｂが形成され、閉塞された端部５１ａと導入口５１ｂとの間の筒状部材５１の側面に形成された側面開口５１ｈであって筒状部材５１の軸直角方向断面の中心５１ｃと該断面上の側面開口５１ｈとを結ぶ線の方向に対して所定の角度γをもって気体ｇを導出する複数の側面開口５１ｈが形成された導入筒５１と；導入筒５１が少なくとも１つの面５３Ｓを貫通して側面開口５１ｈが形成された部分の導入筒５１を内部に収容し、導入筒５１が貫通した面である貫通面５３Ｓに対して垂直な第１の面５３Ａ及び第１の面５３Ａとは異なる貫通面５３Ｓに対して垂直な第２の面５３Ｂ（５３Ｃ、５３Ｄ）に気体ｇを導出する導出口５３ｈがそれぞれ形成されたチャンバー５３とを備え；導出口５３ｈは、該導出口５３ｈが形成された面５３Ａ、５３Ｂに隣接してかつ貫通面５３Ｓに対して垂直でもある隣接面５３Ｂ、５３Ｃに寄って、第１の面５３Ａの端部及び第２の面５３Ｂの端部にそれぞれ形成されており；側面開口５１ｈから導出された気体ｇが、チャンバー５３の隣接面５３Ｂ、５３Ｃの内側に沿って流れて導出口５３ｈから導出されるように構成されている。

このように構成すると、筒状部材の軸直角方向断面の中心と該断面上の側面開口とを結ぶ線の方向に対して所定の角度をもって気体を導出する複数の側面開口が形成されているので、導入筒の外周に気体の旋回流が発生し、側面開口が形成された部分の導入筒を内部に収容して導入筒が貫通した面に対して垂直な第１の面及び該第１の面とは異なる導入筒が貫通した面に対して垂直な第２の面に気体を導出する導出口が形成されたチャンバーを備えるので、旋回流となった気体が第１の面に形成された導出口及び第２の面に形成された導出口からバランスよく導出される。また、チャンバーの高さを抑制した場合は、高さの狭い空間で気体を分配することができる。

また、請求項２に記載の発明に係る気体分配器は、例えば図６に示すように、請求項１に記載の気体分配器において、チャンバー５３が直方体に形成されると共に、導出口５３ｈが矩形の面５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄの端部に形成されている。

このように構成すると、チャンバーが直方体に形成されるので製造が容易となり、導出口が矩形の面の端部に形成されているので導入筒が貫通した面に対して垂直な面に沿って流れる気体をスムーズに導出することが可能となる。

また、請求項３に記載の発明に係る気体分配器は、例えば図６に示すように、請求項１又は請求項２に記載の気体分配器において、導出口５３ｈの開口面積又は導出口５３に至る流路の断面積を可変とする可動遮蔽板５５を備える。

このように構成すると、導出する気体の流量を適切な流量に調節することができる。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明に係る冷暖房システムは、例えば図１に示すように、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の気体分配器５０と；気体ｇを吹き出す吹出器１０、２０、３０と；気体ｇを気体分配器５０から吹出器１０、２０、３０へと導くダクト８１〜８５と；気体ｇを吹出器１０、２０、３０に向けて送る送風機６６とを備える。

このように構成すると、気体分配器で分配した気体をバランスよく吹出器から吹き出すことが可能となる。

本発明によれば、筒状部材の軸直角方向断面の中心と該断面上の側面開口とを結ぶ線の方向に対して所定の角度をもって気体を導出する複数の側面開口が形成されているので、導入筒の外周に気体の旋回流が発生し、側面開口が形成された部分の導入筒を内部に収容して導入筒が貫通した面に対して垂直な第１の面及び該第１の面とは異なる導入筒が貫通した面に対して垂直な第２の面に気体を導出する導出口が形成されたチャンバーを備えるので、旋回流となった気体が第１の面に形成された導出口及び第２の面に形成された導出口からバランスよく導出される。また、チャンバーの高さを抑制した場合は、高さの狭い空間で気体を分配することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一又は相当する部材には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。
図１は、本発明の実施の形態に係る冷暖房システム１００を説明する図であり、（ａ）は冷暖房室の床下部分を示す部分斜視図、（ｂ）は（ａ）に対する部分平面図、（ｃ）は熱媒体変換部材と冷暖房室の区画面との位置関係を説明する部分立面図である。冷暖房システム１００は、冷房又は暖房を行う対象となる冷暖房室Ｒを区画する床ＦＢの下に、熱媒体拡散部材１０、２０、３０と、複数の熱媒体拡散部材１０、２０、３０に供給する空気を分配するコアンダ空気分配器４０、４０Ａ及び遠心空気分配器５０と、熱媒体拡散部材１０、２０、３０に供給する空気ｇの温度を調節する温調機器６５とを備えている。

ここで図２を参照して、熱媒体拡散部材としての放射状噴流ノズル１０について説明する。図２は放射状噴流ノズル１０を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はスリット１０ｓを説明する部分詳細図、（ｄ）は変換部材１２との接続部分の風導部１１を説明する部分詳細図である。放射状噴流ノズル１０は、風導部１１と変換部材１２とを有している。

風導部１１は筒状に形成されており、典型的には円筒状に形成されているが、円筒状以外に、筒の軸に対して直角方向の断面が三角形あるいは四角形等の多角形の筒状に形成されていてもよい。風導部１１は、筒の両端面が開口しており、一方の開口が熱媒体である空気ｇを導入する導入口１１ａとして形成されており、他方の開口が熱媒体の空気ｇを導出する導出口１１ｂとして形成されている。導出口１１ｂ側の風導部１１の端部には、周方向に間隔をあけて複数の凹部１１ｅが形成されている。凹部１１ｅは、典型的には半円形に形成されるが、四角形等であってもよい。形成される凹部１１ｅの数及び大きさは、風導部１１の直径や導出される空気ｇの流量によって適宜決定されるが、概ね凹部１１ｅが半円形の場合は凹部１１ｅの直径が風導部１１の直径の１／１０以下、隣り合う凹部１１ｅ同士の間隔（半円形の中心間の距離）Ｌｅが凹部１１ｅの直径の２〜３倍程度とするとよい。また、風導部１１の側面には、固定ピース１５が設けられている。

変換部材１２は、錐体状に形成されており、典型的には円錐状に形成されているが、円錐状以外の三角錐あるいは四角錐等の底面部が多角形の錐体状に形成されていてもよい。錐体の底面は開口となっていてもよい。錐体の底面が開口となっていると、変換部材１２の製造が容易になる。他方、錐体の底面を有することとすると、空気ｇから伝わった熱を底面に接触する部材に伝達することができる。変換部材１２の大きさは、変換部材１２がないと仮定した場合に導出口１１ｂから空気ｇが導出される方向である「風導導出方向」の投影面上で、錐体の底面部が少なくとも風導部１１の導出口１１ｂを包含する大きさに形成されている。風導導出方向は、典型的には、風導部１１を形成する筒の軸方向であるが、筒の軸方向以外の成分を含む場合はすべての成分を考慮に入れることが好ましい。すべての成分を考慮に入れると、空気ｇが確実に変換部材１２を形成する錐体の辺に接触することとなり好ましい。しかしながら、簡易的に、主な成分（典型的には筒の軸方向成分）だけを考慮して風導導出方向を決定してもよい。逆に、変換部材１２を形成する錐体の底面部の最大は、風導部１１の軸直角方向の長さの平均の１．６倍以下とするのが好ましい。例えば、風導部１１が円筒状で変換部材１２が円錐状に形成された場合、変換部材１２の底面部の直径が導出口１１ｂの直径より２０ｍｍ程度大きくなるように形成されるのが好ましい。

変換部材１２は、風導部１１に対して、変換部材１２を形成する錐体の頂部が導出口１１ｂから風導部１１の中に入り、錐体の底面部が風導部１１の外側に位置するように取り付けられている。この際、変換部材１２の錐体の頂部が風導部１１を形成する筒の軸上に位置するのが好適である。図２（ｃ）に示すように、風導部１１と変換部材１２とは、その相対位置が、風導部１１の導出口１１ｂ側の端部を延長したと仮定した場合に変換部材１２に接触する位置と導出口１１ｂ側の端部との距離Ｌｓが、ほぼ凹部１１ｅの直径程度になるように配設されているが、距離Ｌｓは適宜決定してもよい。これにより、風導部１１と変換部材１２との間に、導出口１１ｂ側の端部の全周に渡って幅Ｌｓのスリット１０ｓが形成される。導出口１１ｂ側の風導部１１の端部に凹部１１ｅが形成されていることにより、スリット１０ｓは切り欠きを含んで形成されている。なお、凹部１１ｅは、風導部１１ではなく、導出口１１ｂの外周に対向する変換部材１２の錐体の辺に形成されていてもよい。

変換部材１２の風導部１１への取り付けは、図２（ｄ）に示すような突起１３を、その先端をより幅の狭い爪１３ａとして導出口１１ｂ側の端部に３箇所程度設けると共に、突起１３に対向する位置の取付部材１２に爪１３ａを通すが突起１３を通さない大きさの取付孔１２ｈを形成し、爪１３ａを取付孔１２ｈに通した後に折り曲げることにより行われる。なお、爪１３ａや取付孔１２ｈを形成せずに、突起１３を取付部材１２に溶接することにより取り付けてもよい。

上記のように構成された放射状噴流ノズル１０では、導入口１１ａから導入され風導部１１内を流れる空気ｇが、導出口１１ｂ付近から略変換部材１２の錐体の辺に沿った流れとなる。言い換えれば、風導部１１内を流れる空気ｇは、変換部材１２によって流れ方向が変換させられる。放射状噴流ノズル１０では、図２（ｃ）に示すように、方向が変換される前の空気ｇの流れ方向Ｖｓ（風導部１１内を流れる空気ｇの平均の流れ方向Ｖｓ）と変換された後の空気の流れ方向Ｖｃ（スリット１０ｓから流出する空気ｇの平均の流れ方向Ｖｃ）とのなす角θは鋭角となる。ここで、変換された後の空気の流れ方向Ｖｃを説明する際の「スリット１０ｓから流出する空気ｇ」は、典型的には、変換部材１２を形成する錐体の辺の法線が、風導部１１の導出口１１ｂ側の端部外周を通るときの、変換部材１２と風導部１１との間を流れる空気ｇをいう。変換部材１２が錐体状となっており、スリット１０ｓが全周に渡って形成されているので、放射状噴流ノズル１０から導出された空気ｇは、放射状に拡散される。空気ｇが放射状に拡散されるとき、切り欠きが形成された部分のスリット１０ｓから導出される空気ｇの流速が、切り欠きが形成されていない部分のスリット１０ｓから導出される空気ｇの流速よりも速くなっているので、流速の速い空気ｇが流速の遅い空気ｇを誘引し、空気ｇ全体の到達距離が長くなる。なお、切り欠きが形成された部分のスリット１０ｓとは、風導部１１の凹部１１ｅが形成されている部分の筒端面に平行な方向の距離（凹部１１ｅが半円形の場合はその半円の直径）と、風導部１１と変換部材１２との間の筒端面に垂直な方向の距離とで囲まれた部分をいう。また、切り欠きが形成された部分のスリット１０ｓとは、先に述べた凹部１１ｅが形成されている部分の筒端面に平行な方向の距離に相当する凹部１１ｅが形成されていない部分の筒端面に平行な方向の距離と、風導部１１と変換部材１２との間の筒端面に垂直な方向の距離とで囲まれた部分をいう。

次に図３を参照して、熱媒体拡散部材としての二方向噴流ノズル２０について説明する。図３は二方向噴流ノズル２０を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は風導部２１の斜視図である。二方向噴流ノズル２０は、風導部２１と変換部材２２とを有している。

風導部２１（図３（ｄ）参照）は、直方体２１Ｒとその一面に取り付けられた円筒２１Ｐとを含んで構成されている。円筒２１Ｐは、直方体２１Ｒの最も長い辺２１ｘが一辺となる面２１ｆａのほぼ中央に取り付けられ、円筒２１Ｐと直方体２１Ｒとが連通するようになっている。円筒２１Ｐの、直方体２１Ｒと連接する端面とは逆側の端面は開口となっており、この開口が熱媒体としての空気ｇを導入する導入口２１ａとなっている。直方体２１Ｒの、円筒接続面２１ｆａと対向する面２１ｆｂは開口となっており、この開口が空気ｇを導出する導出口２１ｂとして形成されている。すなわち、導出口２１ｂは、直方体２１Ｒの最も長い辺２１ｘが一辺となる開口で形成されている。また、直方体２１Ｒの内部には、円筒接続面２１ｆａとほぼ並行に、空気ｇの流れを妨げる遮蔽板２３が配設されている。遮蔽板２３は、直方体２１Ｒの辺２１ｘに平行な両辺全体が、円筒接続面２１ｆａから垂直に延びる面２１ｆｆに接触しているが、導出口２１ｂを形成する辺のうちの短い方の辺２１ｙに平行な両辺全体は、円筒接続面２１ｆａから垂直に延びる面２１ｆｓに接触していない。すなわち、遮蔽板２３は、直方体２１Ｒ内に、最も長い辺２１ｘが延びる方向の両端部で空気ｇが流通可能な開口が形成されるように取り付けられている。

風導部２１の円筒２１Ｐの径は、通過する空気ｇの流量に応じて決定される。直方体２１Ｒの大きさは、導出口２１ｂを形成する短辺２１ｙの長さが円筒２１Ｐの直径とほぼ同じか円筒２１Ｐの直径の２倍以下が好ましく、１．５倍以下がより好ましい。また、導出口２１ｂを形成する長辺２１ｘの長さは、短辺２１ｙの３〜１０倍程度が好ましく、４〜８倍程度がより好ましい。また、円筒接続面２１ｆａに対して垂直に延びる方向の辺２１ｚの長さは、短辺２１ｙの０．５〜１．５倍、好適には０．７倍程度とするとよい。なお、長辺２１ｘの長さを短辺２１ｙの１０倍以上としてもよく、その場合は２個あるいは３個以上の円筒２１Ｐを円筒接続面２１ｆａに取り付けるとよい。円筒２１Ｐを２個取り付けることとした場合、２個の円筒２１Ｐを円筒接続面２１ｆａのほぼ中央部に取り付けてもよく、円筒接続面２１ｆａを２つの領域に分けてそれぞれの領域のほぼ中央に１個ずつの円筒２１Ｐを取り付けるようにしてもよい。２個の円筒２１Ｐを２つに分けた領域のそれぞれの中央部に取り付ける場合は、各領域の境界付近の遮蔽板２３を除去して空気ｇが通る開口を形成するのが好ましい。

円筒接続面２１ｆａから垂直に延びる面のうち長辺２１ｘを含む面２１ｆｆの導出口２１ｂ側の端部には、間隔をあけて複数の凹部２１ｅが形成されている。凹部２１ｅは、典型的には半円形に形成されるが、四角形等であってもよい。形成される凹部２１ｅの数及び大きさは、風導部２１の大きさや導出される空気ｇの流量によって適宜決定されるが、概ね凹部２１ｅが半円形の場合は凹部２１ｅの直径が短辺２１ｙの長さの１／１０以下、隣り合う凹部２１ｅ同士の間隔（半円形の中心間の距離）Ｌｅが凹部２１ｅの直径の２〜６倍程度とするとよい。風導部２１の円筒２１Ｐの側面には、固定ピース２５が設けられている。

変換部材２２（図３（ａ）〜（ｃ）参照）は、一辺が風導部２１の直方体２１Ｒの長辺２１ｘと同じ長さで、これに直交する辺が直方体２１Ｒの短辺２１ｙを超え長辺２１ｘ未満である長さを有する矩形の平板を「くの字」に折り曲げて、くの字の頂部が長辺２１ｘの方向に連なるように形成されている。つまり、変換部材２２は、概ね、直方体２１Ｒの長辺２１ｘの方向に延びる板状の部材が、長手方向に垂直な断面がくの字状を有するように形成されている。変換部材２２は、断面くの字状の両端を直線的に結ぶ長さＬｔが、風導部２１の直方体２１Ｒの短辺２１ｙの長さの１．２〜２．０倍の長さに形成されている。変換部材２２は、矩形の平板がくの字に曲げられて形成された谷の部分を塞ぐように天板２２Ｂが設けられるのが好ましい。天板２２Ｂが設けられると、空気ｇから伝わった熱を天板２２Ｂに接触する部材に伝達することができると共に、「くの字」の角度が変わることを防ぐことができる。しかしながら、製造容易の観点から、天板２２Ｂを設けなくてもよい。

変換部材２２は、風導部２１に対して、変換部材２２の「くの字」の頂部が導出口２１ｂから風導部２１の中に入り、長手方向に延びる両辺が風導部２１の外側に位置するように取り付けられている。変換部材２２の風導部２１への取り付けは、円筒接続面２１ｆａから垂直に延びる短辺２１ｙを含む面２１ｆｓの内側に、変換部材２２のくの字状に曲がった辺を溶接することなどによって行われる。この際、変換部材２２の「くの字」の頂部が、風導部２１の直方体２１Ｒの短辺２１ｙの中点を通り、円筒接続面２１ｆａに垂直な仮想面上に位置するのが好適である。このように取り付けられることにより、変換部材２２がないと仮定した場合に導出口２１ｂから空気ｇが導出される方向である「風導導出方向」の投影面上で、導出口２１ｂが変換部材２２に包含されることとなる。「風導導出方向」については、放射状噴流ノズル１０（図２参照）の説明において述べたのと同様である。また、図３（ｃ）に示すように、風導部２１と変換部材２２とは、その相対位置が、風導部２１の導出口２１ｂ側の端部を延長したと仮定した場合に変換部材２２に接触する位置と導出口２１ｂ側の端部との距離Ｌｓが、ほぼ凹部２１ｅの直径程度になるように配設されている。これにより、風導部２１の正面２１ｆｆと変換部材２２との間に、導出口２１ｂ側の両長辺２１ｘの全長に渡って幅Ｌｓのスリット２０ｓが形成される。導出口２１ｂ側の風導部２１の端部に凹部２１ｅが形成されていることにより、スリット２０ｓは切り欠きを含んで形成されている。なお、凹部２１ｅは、風導部２１ではなく、長辺２１ｘに対向する部分の変換部材２２に形成されていてもよい。

上記のように構成された二方向噴流ノズル２０では、導入口２１ａから導入された空気ｇが円筒２１Ｐから直方体２１Ｒに流入し、遮蔽板２３に衝突して長手方向の両端部に形成された開口に向かって広がり、導出口２１ｂ側に至る。遮蔽板２３よりも導出口２１ｂ側に移動した風導部２１内の空気ｇは、導出口２１ｂ付近から略変換部材２２のくの字状の辺に沿った流れとなる。言い換えれば、風導部２１内を導出口２１ｂに向かって流れる空気ｇは、変換部材２２によって流れ方向が変換させられる。二方向噴流ノズル２０では、図３（ｃ）に示すように、方向が変換される前の空気ｇの流れ方向Ｖｓ（遮蔽板２３よりも導出口２１ｂ側の風導部２１内を流れる空気ｇの平均の流れ方向Ｖｓ）と変換された後の空気の流れ方向Ｖｃ（スリット２０ｓから流出する空気ｇの平均の流れ方向Ｖｃ）とのなす角θは鋭角となる。「スリット２０ｓから流出する空気ｇ」については、放射状噴流ノズル１０における場合と同様である。変換部材２２がくの字状となっているので、二方向噴流ノズル２０から導出された空気ｇは、長辺２１ｘに対して垂直方向に二方向に拡散される。空気ｇが二方向に拡散されるとき、切り欠きが形成された部分のスリット２０ｓから導出される空気ｇの流速が、切り欠きが形成されていない部分のスリット２０ｓから導出される空気ｇの流速よりも速くなっているので、流速が速い空気ｇが流速が遅い空気ｇを誘引し、空気ｇの到達距離が長くなる。切り欠きが形成された部分のスリット２０ｓ及び切り欠きが形成されていない部分のスリット２０ｓについては、放射状噴流ノズル１０における場合と同様である。なお、二方向噴流ノズルでは、遮蔽板２３を設けることによって、スリット２０ｓから導出される空気ｇの動圧の均一化を図っている。

次に図４を参照して、熱媒体拡散部材としての旋回噴流ノズル３０について説明する。図４は旋回噴流ノズル３０を説明する図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は風導部３１の軸直角方向断面図、（ｃ）は風導部３１の斜視図、（ｄ）はスリット３０ｓを説明する部分詳細図である。旋回噴流ノズル３０は、風導部３１と変換部材３２とを有している。風導部３１は、放射状噴流ノズル１０の風導部１１（図２参照）と比較して、凹部１１ｅ部分を除く風導部１１（図２参照）と同様に構成されている。このとき、風導部１１の導入口１１ａ、導出口１１ｂ及び固定ピース１５（図２参照）に相当する部分が、風導部３１の導入口３１ａ、導出口３１ｂ及び固定ピース３５となる。また、変換部材３２は、放射状噴流ノズル１０の変換部材１２（図２参照）と同様、錐体状に構成されている。

風導部３１では、導出口３１ｂ側の風導部３１の端部に、筒の一部が外側に折り曲げられて形成される襟部３１ｅが、周方向に間隔をあけて複数形成されている。別の観点から説明すれば、襟部３１ｅは、導出口３１ｂ側の端部から風導部３１を形成する筒状部材に筒の軸方向の切り込みを、周方向にほぼ等しい間隔で入れ、切り込みの奥端部（導出口３１ｂと離れる側の切り込みの端部）と、風導部３１の導出口３１ｂ側の端部の周上の切り込み位置から離れた点とを結ぶ線で風導を外側に折り曲げることにより形成されている。襟部３１ｅが形成されることにより、導出口３１ｂ側の風導部３１の端部に、開口３１ｈが形成される。

変換部材３２は、風導部３１に対して、変換部材３２の錐体の頂部が導出口３１ｂから風導部３１の中に入り、錐体の底面部が風導部３１の外側に位置するように取り付けられている。この際、変換部材３２の錐体の頂部が風導部３１を形成する筒の軸上に位置するのが好適である。変換部材３２は、風導部３１を形成する筒の導出口３１ｂ側の端部の周上（襟部３１ｅとして外側に折り曲げられずに残った部分）で風導部３１と接触し、接触部分が溶接等で固着されている。あるいは、図１（ｄ）のように爪を有する突起で固定してもよい。これにより、風導部３１と変換部材３２との間に、風導部３１を形成する筒の周方向に断続的に形成される複数の開口３１ｈからなる、スリット３０ｓが形成される。

上記のように構成された旋回噴流ノズル３０では、導入口３１ａから導入され風導部３１内を流れる空気ｇが、導出口３１ｂ付近から変換部材３２の錐体の辺に沿った流れとなる。言い換えれば、風導部３１内を流れる空気ｇは、変換部材３２によって流れ方向が変換させられる。旋回噴流ノズル３０では、図４（ｄ）に示すように、方向が変換される前の空気ｇの流れ方向Ｖｓ（風導部３１内を流れる空気ｇの平均の流れ方向Ｖｓ）と変換された後の空気の流れ方向Ｖｃ（風導部３１を形成する筒の軸方向断面の平面におけるスリット３０ｓから流出する空気ｇの平均の流れ方向Ｖｃ）とのなす角θは鋭角となる。変換部材３２の錐体の辺に沿って流れる空気ｇは、スリット３０ｓ付近で、外側に広がった襟部３１ｅによって方向付けられ、スリット３０ｓの各開口３１ｈから、風導部３１の筒の軸直角方向断面の中心３１ｃとその断面上のスリット３０ｓ（開口３１ｈ）とを結ぶ線の方向に対して所定の角度αをもって導出される。所定の角度αは、空気ｇが変換部材３２の錐体の周りを旋回するような角度であり、風導部３１の筒状部材が円筒の場合は接線方向成分を含んでいる。

次に図５を参照して、ダクト内を流れる空気ｇを分配するコアンダ空気分配器４０について説明する。図５はコアンダ空気分配器４０を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。コアンダ空気分配器４０は、チャンバー４１と湾曲部材４２とを有している。

チャンバー４１は、直方体に形成されている。チャンバー４１には、直方体の１つの面に、空気ｇを流すダクトを接続するメインソケット４４Ａが取り付けられており、メインソケット４４Ａが取り付けられた面４１ｆａに対向する面４１ｆｂに、空気ｇを流すダクトを接続するメインソケット４４Ｂが取り付けられている。メインソケット４４Ａ、４４Ｂは、典型的には、取り付けられる矩形の面４１ｆａ、４１ｆｂに対して、短辺４１ｚが延びる方向にはそのほぼ中央に、長辺４１ｘが延びる方向にはその中央ではなく偏心し、メインソケット４４Ａ及び４４Ｂの芯が１本の直線上に配置されるように取り付けられている。また、メインソケット４４Ａ、４４Ｂが取り付けられた面４１ｆａ、４１ｆｂと垂直な短辺４１ｚを含む面のうち、メインソケット４４Ａ、４４Ｂから遠い方の面４１ｆｃのほぼ中央に、空気ｇを流すダクトを接続するサブソケット４５が取り付けられている。また、チャンバー４１には、コアンダ空気分配器４０を固定するための固定ピース４６が取り付けられている。

湾曲部材４２は、チャンバー４１の内部に設けられている。湾曲部材４２は、矩形の平板を、この平板の１組の対向する辺４２ａ、４２ｂ同士を近づけるように湾曲させて湾曲面４２ｆを有するように作られる。辺４２ａ、４２ｂ自体は直線を維持している。湾曲面４２ｆが作る曲線は、典型的には、シャフト４３Ｃに対して垂直方向断面において、シャフト４３Ｃを中心とした円の円弧であるが、楕円の弧のように途中で曲率が変わるものであってもゆるやかに曲がっていればよく、このようなものも円弧の概念に含まれる。湾曲の程度は、円弧の中心角が３０°〜１５０°、好ましくは６０°〜１２０°、さらに好ましくは８０°〜１００°、典型的には９０°とするとよい。湾曲部材４２の湾曲した両辺を挟むように２枚の回動板４３Ａ、４３Ｂが取り付けられている。回動板４３Ａ、４３Ｂは、向かい合う面が平行になるように湾曲部材４２が取り付けられている。２枚の回動板４３Ａ、４３Ｂには、それぞれの中心を貫くシャフト４３Ｃが取り付けられている。湾曲部材４２及び回動板４３Ａ、４３Ｂが取り付けられたシャフト４３Ｃは、チャンバー４１のメインソケット４４Ａ、４４Ｂ及びサブソケット４５が取り付けられた面４１ｆａ、４１ｆｂ、４１ｆｃのいずれにも垂直な２つの面４１ｆｄ、４１ｆｅを貫くようにして、貫く面４１ｆｄ、４１ｆｅに対して垂直にチャンバー４１に取り付けられている。シャフト４３Ｃは、メインソケット４４Ａ、４４Ｂが取り付けられた面４１ｆａ、４１ｆｂのほぼ中間で、かつ、回動板４３Ａ、４３Ｂの径方向の面４１ｆｆ側の端部が、メインソケット４４Ａ、４４Ｂの径方向の面４１ｆｆ側の端部よりもサブソケット４５が取り付けられた面４１ｆｃ側に位置するように、チャンバー４１に取り付けられている。湾曲部材４２は、チャンバー４１内で、湾曲した方向に、シャフト４３Ｃを中心として回動することができるように構成されている。

上記のように構成されたコアンダ空気分配器４０では、メインソケット４４Ａからメインソケット４４Ｂに流れようとする空気ｇの一部が湾曲部材４２に捕捉される。湾曲部材４２に捕捉された空気ｇは、コアンダ効果（流れの中に物体を置いたときにその物体に沿って流れの向きが変わる流体の性質）により湾曲面４２ｆに沿って流れ、サブソケット４５に向かう流れへと方向を変える。このとき、空気ｇが湾曲面４２ｆに沿って流れるので、空気ｇが流れ方向を変える際の圧力損失が軽減され、メインソケット４４Ａ、４４Ｂ間を流れる空気ｇをサブソケット４５から導出される空気ｇに効率よく分配することができる。湾曲部材４２に捕捉されなかった空気ｇは、メインソケット４４Ｂから導出される。なお、湾曲部材４２を回動板４３Ａ、４３Ｂ及びシャフト４３Ｃを介して回動することにより、サブソケット４５側に分配する空気ｇの流量を調節することができる。

次に図６を参照して、気体分配器としての遠心空気分配器５０について説明する。図６は遠心空気分配器５０を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は分解斜視図、（ｃ）は導入筒の軸直角方向断面図である。遠心空気分配器５０は、導入筒５１と、チャンバー５３と、可動遮蔽部材５７とを有している。

導入筒５１は、筒状（典型的には円筒状）に形成され、その一端５１ａが閉塞されている。導入筒５１の閉塞された一端５１ａとは反対側の他端は開口となって、空気ｇを導入する導入口５１ｂが形成されている。導入口５１ｂは、閉塞端面５１ａから離れた位置に形成されている。導入筒５１の閉塞端面５１ａと導入口５１ｂとの間の側面には、空気ｇを導出する複数の側面開口５１ｈが形成されている。側面開口５１ｈは、閉塞端面５１ａに近い側面に、導入筒５１の軸方向に長い長方形を罫書き、長方形の長辺の一辺であるつなぎ辺５１ｖを残して切り込みを入れ、長方形をつなぎ辺５１ｖから外側に折り曲げることにより形成される。つなぎ辺５１ｖから外側に折り曲げた長方形は、側面開口５１ｈから導出する空気ｇの導出方向を定めるガイド５１ｅとなる。導入筒５１は、側面開口５１ｈ及びガイド５１ｅが形成されることにより、導入筒５１の軸直角方向断面の中心５１ｃとその断面上の側面開口５１ｈとを結ぶ線の方向に対して所定の角度γをもって空気ｇを導出することができるように構成されている。なお、導入口５１ｂは、側面開口５１ｈよりも閉塞端面５１ａから離れる側の側面に形成し、閉塞端面５１ａと対向する端面も閉塞してもよい。

チャンバー５３は、典型的には直方体に形成され、直方体の互いに向かい合う一対の面５３Ｒ、５３Ｓがほぼ正方形に形成されている。ほぼ正方形の面５３Ｒ、５３Ｓに対して垂直な４つの面５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄは、面５３Ｒ、５３Ｓに対して垂直な辺が、導入筒５１に形成された側面開口５１ｈのつなぎ辺５１ｖの長さよりも長く形成されている。ほぼ正方形の面の一方である面５３Ｓには、ほぼ中央に、導入筒５１を挿入可能であるが導入筒５１との隙間ができるだけ小さくなるような導入筒貫通孔５３Ｓｈが形成されており、面５３Ｓに対向する面５３Ｒには、正方形の一辺よりもやや小さい直径の可動遮蔽板貫通孔５３Ｒｈが形成されている。可動遮蔽板貫通孔５３Ｒｈは、導入筒貫通孔５３Ｓｈよりも大きく形成されている。チャンバー５３には、導入筒５１の側面開口５１ｈがチャンバー５３内に収容され、導入口５１ｂがチャンバー５３の外側に位置するように、導入筒５１が挿入されている。このとき、導入筒５１とチャンバー５３とは、導入筒５１の閉塞端面５１ａと、面５３Ｒとがほぼ揃うように配設されている。

チャンバー５３の面５３Ａ、５３Ｂ、５３Ｃ、５３Ｄには、面５３Ｒを上側に、面５３Ｓを下側に見た場合の左端部に、空気ｇを導出する導出口５３ｈがそれぞれ形成されている。また、チャンバー５３には、面５３Ａ〜５３Ｄの導出口５３ｈを形成する辺のうち内側の辺から、その面に対して垂直にチャンバー内に延びるガイド板５４が取り付けられている。ガイド板５４は、可動遮蔽板貫通孔５３Ｒｈの境界までチャンバー５３内に延びている。なお、面５３Ｒ及び面５３Ｓは、正方形ではなく六角形や八角形であってもよい。六角形や八角形とした場合は、これらに垂直な面が６面あるいは８面となり、導出口５３ｈを６つあるいは８つにすることができる。また、面５３Ｒ及び面５３Ｓは、いずれの形状であっても、各頂点の角度が等しくなるようにすると、各導出口５３ｈから導出される空気ｇの量がほぼ等しくなり好適である。

可動遮蔽部材５７は、可動遮蔽板５５及び円板５６を有している。円板５６は、チャンバー５３の可動遮蔽板貫通孔５３Ｒｈよりもやや大きい直径を有している。可動遮蔽板５５は、矩形の平板がチャンバー５３の可動遮蔽板貫通孔５３Ｒｈとほぼ同様の曲率に湾曲したものであり、円板５６の面に対して垂直に延びるように円板５６の外周からやや内側に入った円板５６の面に取り付けられている。可動遮蔽板５５は、面５３Ｒ、５３Ｓが正方形の場合は、円板５６に等間隔で４つ取り付けられている。可動遮蔽板５５の湾曲していない辺は、チャンバー５３の面５３Ａ〜５３Ｄ同士が接続している辺の長さと同様の長さになっている。円板５６には回動させるためのつまみ５６ａが取り付けられている。可動遮蔽部材５７は、チャンバー５３に対し、可動遮蔽板５５が内部に位置し、円板５６が外部に位置するように配設されている。

上記のように構成された遠心空気分配器５０では、導入筒５１の導入口５１ｂから空気ｇが流入し、流入した空気ｇは側面開口５１ｈから導入筒５１の外周を旋回するように流出する。導入筒５１から流出した空気ｇは、流出して衝突するチャンバー５３内の面５３Ａ〜５３Ｄに沿ってそれぞれ流れ、面５３Ａ〜５３Ｄとガイド板５４との間を通って導出口５３ｈから導出される。なお、円板５６を円周方向に回動させることにより、可動遮蔽板５５が面５３Ａ〜５３Ｄとガイド板５４とに挟まれて形成される流路の断面積を可変とすることができ、これにより導出口５３ｈから導出する空気ｇの流量を可変とすることができる。

再び図１に戻り、適宜図２〜６も参照して、冷暖房システム１００の説明を続ける。
温調機器６５は、パッケージ型空調機やエアハンドリングユニット等が好適に用いられる。温調機器６５は、空気ｇを各噴流ノズル１０、２０、３０に送気する送風機６６が内蔵されているが、送風機６６は外付けであってもよい。温調機器６５は、コイル（不図示）内を流れる流体と熱交換することにより、冷暖房室Ｒを冷房するときは空気ｇを冷却し、冷暖房室Ｒを暖房するときは空気ｇを温めるように構成されている。

温調機器６５は、遠心空気分配器５０の導入筒５１に形成された導入口５１ｂと、ダクト８１を介して接続されている。本実施の形態では、遠心空気分配器５０の底部から延びる導入筒５１にダクト８１を接続しているが、遠心空気分配器５０の天地を逆にして上方に導入筒５１が延びるように配設し、遠心空気分配器５０の上部からダクト８１を接続してもよい。このようにすると、遠心空気分配器５０の設置スペースをより小さくすることができる。このときは、つまみ５６ａが水平方向に延びるように円板５６に設けられる。遠心空気分配器５０のチャンバー５３に形成された各導出口５３ｈは、コアンダ空気分配器４０のメインソケット４４Ａと、ダクト８２を介して接続されている。コアンダ空気分配器４０のメインソケット４４Ｂと、隣接するコアンダ空気分配器４０のメインソケット４４Ａとは、ダクト８３を介して接続されている。冷暖房システム１００は、必要に応じてコアンダ空気分配器４０よりも一回り小さい大きさのコアンダ空気分配器４０Ａを備えており、コアンダ空気分配器４０Ａを備える本実施の形態では、コアンダ空気分配器４０のサブソケット４５とコアンダ空気分配器４０Ａのメインソケット４４Ａとがダクト８４を介して接続されている。コアンダ空気分配器４０Ａのメインソケット４４Ｂと、隣接するコアンダ空気分配器４０Ａのメインソケット４４Ａとも、ダクト８４を介して接続されている。コアンダ空気分配器４０Ａのサブソケット４５は、放射状噴流ノズル１０の導入口１１ａと、あるいは二方向噴流ノズル２０の導入口２１と、あるいは旋回噴流ノズル３０の導入口３１と、ダクト８５を介して接続されている。ダクト８１〜８５は、典型的にはフレキシブルダクトが用いられるが、亜鉛鉄板で成形されたダクトを用いてもよい。

各噴流ノズル１０、２０、３０は、変換部材１２、２２、３２が冷暖房室Ｒの区画面ＦＢに接触するように、冷暖房室Ｒの区画面ＦＢの裏側に、取付金具を用いて取り付けられている。
図７は、ノズル取付金具６１を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。ノズル取付金具６１は、補強部材６２が、湾曲した矩形の金属製の平板６３のほぼ中央に取り付けられて形成されている。補強部材６２及び平板６３には、各噴流ノズル１０、２０、３０の風導部１１、２１Ｐ、３１を挿通し、固定ピース１５、２５、３５が取り付けられた部分は通さないような挿通孔６１ｈが形成されている。二方向噴流ノズル２０を固定するのに用いるノズル取付金具６１の挿通孔６１ｈは、円筒２１Ｐを通すことができる開口となっている。

各噴流ノズル１０、２０、３０を設置するには、まずノズル取付金具６１を、冷暖房室Ｒの区画面ＦＢを固定するための根太や軽量鉄骨に、湾曲して凸になった側を冷暖房室Ｒの区画面ＦＢ側に向けて取り付ける。次に、根太や軽量鉄骨に取り付けられたノズル取付金具６１の挿通孔６１ｈに、冷暖房室Ｒの区画面ＦＢ側から各噴流ノズル１０、２０、３０の風導部１１、２１Ｐ、３１を挿通する。各噴流ノズル１０、２０、３０は、固定ピース１５、２５、３５が補強部材６２に接触して挿通が止まる。このとき、各噴流ノズル１０、２０、３０の変換部材１２、２２、３２の端部が仕上面（例えば図１（ｃ）におけるＦＬ面）よりも冷暖房室Ｒ側に入るように設置する。変換部材１２、２２、３２の端部が冷暖房室Ｒ側に入る程度は、変換部材１２、２２、３２の端部が仕上面に移動したときに、ノズル取付金具６１の平板６３が弾性変形の範囲内で変形する程度である。最後に冷暖房室Ｒの区画面ＦＢを形成する仕上材を根太や軽量鉄骨に取り付けると、ノズル取付金具６１が板バネのようにたわんで、各噴流ノズル１０、２０、３０の変換部材１２、２２、３２の端部が仕上面ＦＢに押しつけられるように接触する。

なお、本実施の形態では、３種類の噴流ノズル１０、２０、３０を配設することとしているが、いずれか１種類あるいは任意の２種類の噴流ノズルを配設することとしてもよい。放射状噴流ノズル１０は、その周囲の広範囲に空気ｇを拡散させるのに好適であり、二方向噴流ノズル２０は、例えば根太等が邪魔をして放射状に拡散させることができない場合に好適であり、旋回噴流ノズル３０は滞留時間が長くなるため、到達距離を多少犠牲にしても空気ｇからの放熱量（吸熱量）を大きくしたい場合に好適である。

続いて図１を主に参照し、図２〜図６を適宜参照して、冷暖房システム１００の作用を説明する。熱媒体としての空気ｇは、温調機器６５で温度が調節された後にダクト８１を通って導入口５１ｂから遠心空気分配器５０に流入する。遠心空気分配器５０では、空気ｇがバランスよく分配され、面５３Ａ〜５３Ｄに形成された各導出口５３ｈから流出する。このように、遠心空気分配器５０では、気体ｇをほぼ均等に４つのダクト８２に分配する。遠心空気分配器５０で分配された空気ｇは、ダクト８２を通ってメインソケット４４Ａからコアンダ空気分配器４０に流入する。コアンダ空気分配器４０では、流入した空気ｇの一部がサブソケット４５からダクト８４に流出し、残りがメインソケット４４Ｂからダクト８３に流出する。メインソケット４４Ｂから流出した空気ｇは、次のコアンダ空気分配器４０でさらに空気ｇを分配し、これを必要に応じて繰り返す。他方、サブソケット４５から流出した空気ｇは、必要に応じて一回り小さいコアンダ空気分配器４０Ａに流入してさらに空気ｇを分配する。なお、遠心空気分配器５０から流出する空気ｇの量、及びコアンダ空気分配器４０、４０Ａで分配する空気ｇの比率を変更するため、遠心空気分配器５０の可動遮蔽板５５が取り付けられた円板５６やコアンダ空気分配器４０、４０Ａの湾曲部材４２が取り付けられた回動板４３Ａ、４３Ｂを操作することができるように、冷暖房室Ｒの区画面ＦＢに点検口を設けておくことが好ましい。

コアンダ空気分配器４０、４０Ａで分配した空気ｇは、ダクト８５を介して放射状噴流ノズル１０、二方向噴流ノズル２０、旋回噴流ノズル３０に流入する。各噴流ノズル１０、２０、３０は、ダクト８３やダクト８４に接続されていてもよい。放射状噴流ノズル１０では、スリット１０ｓから流出した空気ｇが略変換部材１２の錐体の辺に沿って区画面ＦＢに向かって放射状に流れる。その後、空気ｇは、区画面ＦＢに衝突して区画面ＦＢに沿う方向に向きを変え、区画面ＦＢに沿って、放射状噴流ノズル１０を中心に放射状に拡散する。二方向噴流ノズル２０では、スリット２０ｓから、長辺２１ｘと垂直の方向に空気ｇが流出する。スリット２０ｓから流出した空気ｇは、まず略変換部材２２の表面に沿い、次いで区画面ＦＢに沿って流れ、長辺２１ｘと垂直の二方向に拡散する。旋回噴流ノズル３０では、スリット３０ｓから流出した空気ｇが略変換部材１２の錐体の辺に沿って区画面ＦＢに向かって螺旋状に流れる。その後、空気ｇは、区画面ＦＢに衝突し、旋回噴流ノズル３０を中心に旋回しながら拡散する。

区画面ＦＢに沿って拡散した空気ｇは、区画面ＦＢに放熱して区画面ＦＢを温め（暖房時）、あるいは区画面ＦＢから吸熱して区画面ＦＢを冷やす（冷房時）。そして、温められ、あるいは冷やされた区画面ＦＢからの輻射熱により冷暖房室Ｒの冷房あるいは暖房を行う。なお、この輻射冷暖房に加えて、各噴流ノズル１０、２０、３０から吹き出した空気ｇを冷暖房室Ｒに導入し、これを対流させて冷房又は暖房したのちに収集し、収集した空気ｇを温調機器６５に戻すようにしてもよい。

以上の説明では、冷暖房システム１００が温調機器６５を備えることとして説明したが、外気をそのまま冷熱の熱媒体として利用する外気冷房を行う場合や、各噴流ノズル１０、２０、３０に代えて冷暖房室Ｒ内に空気ｇを吹き出す吹出口を設けて冷暖房室Ｒの冷暖房を行わずに換気のみを行う場合等は、温調機器６５に代えて送風機を設けることとしてもよい。このように、冷暖房システム１００は、冷暖房室Ｒの温度調節を行わない換気設備として利用することもできる。

本発明の実施の形態に係る冷暖房システムを説明する図である。（ａ）は冷暖房室の床下部分を示す部分斜視図、（ｂ）は（ａ）に対する部分平面図、（ｃ）は熱媒体変換部材と冷暖房室の区画面との位置関係を説明する部分立面図である。 放射状噴流ノズルを説明する図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）はスリットを説明する部分詳細図、（ｄ）は変換部材との接続部分の風導部を説明する部分詳細図である。 二方向噴流ノズルを説明する図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は風導部の斜視図である。 旋回噴流ノズルを説明する図である。（ａ）は正面図、（ｂ）は風導部の軸直角方向断面図、（ｃ）は風導部の斜視図、（ｄ）はスリットを説明する部分詳細図である。 コアンダ空気分配器を説明する図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。 遠心空気分配器を説明する図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は分解斜視図、（ｃ）は導入筒の軸直角方向断面図である。 ノズル取付金具を説明する図である。（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。

符号の説明

１０、２０、３０ 吹出器
５０ 遠心空気分配器
５１ 筒状部材
５１ａ 閉塞端
５１ｂ 導入口
５１ｃ 導入筒の軸直角方向断面の中心
５１ｈ 側面開口
５３ チャンバー
５３Ａ〜５３Ｄ 導入筒貫通面に垂直な面（第１及び第２の面）
５３Ｓ 導入筒貫通面
５３ｈ 導出口
５５ 可動遮蔽板
６６ 送風機
８１〜８５ ダクト
１００ 冷暖房システム
ｇ 気体
γ 所定の角度

Claims (4)

1. 筒状部材の一端が閉塞され、該閉塞された端部から離れた位置に気体を導入する導入口が形成され、前記閉塞された端部と前記導入口との間の前記筒状部材の側面に形成された側面開口であって前記筒状部材の軸直角方向断面の中心と該断面上の前記側面開口とを結ぶ線の方向に対して所定の角度をもって前記気体を導出する複数の前記側面開口が形成された導入筒と；
   前記導入筒が少なくとも１つの面を貫通して前記側面開口が形成された部分の前記導入筒を内部に収容し、前記導入筒が貫通した面である貫通面に対して垂直な第１の面及び該第１の面とは異なる前記貫通面に対して垂直な第２の面に前記気体を導出する導出口がそれぞれ形成されたチャンバーとを備え；
   前記導出口は、該導出口が形成された面に隣接してかつ前記貫通面に対して垂直でもある隣接面に寄って、前記第１の面の端部及び前記第２の面の端部にそれぞれ形成されており；
   前記側面開口から導出された気体が、前記チャンバーの前記隣接面の内側に沿って流れて該導出口から導出されるように構成された；
   気体分配器。
2. 前記チャンバーが直方体に形成されると共に、前記導出口が矩形の面の端部に形成された；
   請求項１に記載の気体分配器。
3. 前記導出口の開口面積又は前記導出口に至る流路の断面積を可変とする可動遮蔽板を備える；
   請求項１又は請求項２に記載の気体分配器。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の気体分配器と；
   前記気体を吹き出す吹出器と；
   前記気体を前記気体分配器から前記吹出器へと導くダクトと；
   前記気体を前記吹出器に向けて送る送風機とを備える；
   冷暖房システム。
   

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