JP4471458B2 - 空気流路切換え式の空調装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気流路切換え式の空調装置に関する。さらに詳細には、冷房時や暖房時などに応じて吹出口と吸込口とを切り換えることのできる空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般の空調装置（ファンコイルなど）では、装置の上部に上部制気口が設けられ、装置の底部の近傍に下部制気口が設けられている。そして、上部制気口が吹出口を構成する場合には下部制気口が吸込口を構成し、上部制気口が吸込口を構成する場合には下部制気口が吹出口を構成している。したがって、この種の空調装置では、冷房時においても暖房時においても、同じ高さ位置から空気が吸い込まれ、同じ高さ位置から冷気または暖気が吹き出されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
たとえば、上部制気口が吸込口を構成し且つ下部制気口が吹出口を構成する従来の空調装置では、暖房時において、居住域レベル（床上０．９〜１．８ｍ程度）の高い位置で空気を吸い込み、床面付近の低い位置から暖気を吹き出す。この場合、不快感の原因となる下半身の冷えを防ぐことができ、快適でエネルギー効率の高い暖房を実現することができる。しかしながら、冷房時には、床面付近の低い位置から冷気を吹き出すことになるため、下半身が冷やされて、不快になるだけでなく、冷房病の原因にもなる可能性がある。
【０００４】
一方、上部制気口が吹出口を構成し且つ下部制気口が吸込口を構成する従来の空調装置では、冷房時において、床面付近の低い位置から空気を吸い込み、居住域上部（頭部付近）まで冷気を吹き上げ、頭部が冷えて快適な温度分布になる。また、居住域高さ（床面から頭部まで）の範囲だけを空気が循環するため、天井が高い空間でも、上部天井の付近の熱を処理する必要がなく、居住域を効率良く冷房することができる。しかしながら、暖房時では、上部制気口から吹き出された暖気が上部天井の付近から順に暖めることになるため、頭部が暑くなるのに対し、下半身は相対的に冷えて、不快な温度分布になり易い。
【０００５】
ところで、空調装置と制気口との間をダクトで接続することにより、吹出口と吸込口とを冷房時や暖房時などに応じて切り換える構成も知られている。しかしながら、従来のこの種の構成では、２つ〜４つのダンパを各ダクトに設けて開閉させる複雑な機構が必要である。また、１つのダンパで吹出口の位置を上部制気口と下部制気口との間で切り換える構成も提案されている。しかしながら、従来のこの種の構成では、吸込口の位置が固定であるため、たとえば下部制気口が吹出口と吸込口とを兼用することになり、ショートサーキットが形成されて空調効率が低下する恐れが強い。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成にしたがう単一のダンパにより、冷房時や暖房時などに応じて吹出口と吸込口とを切り換えることのできる空調装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１発明では、吸い込んだ空気を加熱または冷却して吹き出す空調装置において、
送風機の吸込み口から吸い込んだ空気を加熱または冷却して吐出し口から吐き出すための冷温風発生部と、
前記空調装置の底部の近傍に配置された下部制気口と、
前記下部制気口から鉛直方向に沿って所定の間隔を隔てて配置された上部制気口と、
前記冷温風発生部の吐出し口と、前記上部制気口に一端が接続された第１空気流路の他端と、前記下部制気口に一端が接続された第２空気流路の他端と、前記送風機の吸込み口に一端が接続された第３空気流路の他端との間で、空気の流れを制御するための回転可動板状のダンパとを備え、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するための第１の回転位置と、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するための第２の回転位置との間で回転可能に構成され、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間を実質的に遮断した状態で、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端の一部との間、前記第１空気流路の他端の残部と前記第３空気流路の他端との間、および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるための第３の回転位置を、前記第１の回転位置と前記第２の回転位置との間に有することを特徴とする空調装置を提供する。
【０００８】
本発明の第２発明では、吸い込んだ空気を加熱または冷却して吹き出す空調装置において、
送風機の吸込み口から吸い込んだ空気を加熱または冷却して吐出し口から吐き出すための冷温風発生部と、
前記空調装置の底部の近傍に配置された下部制気口と、
前記下部制気口から鉛直方向に沿って所定の間隔を隔てて配置された上部制気口と、
前記冷温風発生部の吐出し口と、前記上部制気口に一端が接続された第１空気流路の他端と、前記下部制気口に一端が接続された第２空気流路の他端と、前記送風機の吸込み口に一端が接続された第３空気流路の他端との間で、空気の流れを制御するための回転可動板状のダンパとを備え、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するための第１の回転位置と、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するための第２の回転位置との間で回転可能に構成され、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間を実質的に遮断した状態で、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端の一部との間、前記第２空気流路の他端の残部と前記第３空気流路の他端との間、および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるための第４の回転位置を、前記第１の回転位置と前記第２の回転位置との間に有することを特徴とする空調装置を提供する。
【０００９】
第２発明の好ましい態様によれば、前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間を実質的に遮断した状態で、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端の一部との間、前記第１空気流路の他端の残部と前記第３空気流路の他端との間、および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるための第３の回転位置を、前記第１の回転位置と前記第２の回転位置との間に有する。
【００１０】
第１発明および第２発明の好ましい態様によれば、前記冷温風発生部は、前記ダンパが前記第１の回転位置にある状態において前記下部制気口から空気を吸い込んで前記上部制気口から冷気を吹き出し、前記ダンパが前記第２の回転位置にある状態において前記上部制気口から空気を吸い込んで前記下部制気口から暖気を吹き出す。
【００１１】
また、本発明の別の局面によれば、吸い込んだ空気を加熱または冷却して吹き出す空調装置において、
送風機の吸込み口から吸い込んだ空気を加熱または冷却して吐出し口から上向きに吐き出すための冷温風発生部と、
前記空調装置の底部の近傍に配置された下部制気口と、
前記冷温風発生部の前記吐出し口の上方に配置されて鉛直方向に開口した上部制気口と、
前記冷温風発生部の吐出し口と、前記上部制気口と、前記下部制気口に一端が接続された第２空気流路の他端と、前記送風機の吸込み口に一端が接続された第３空気流路の他端との間で、空気の流れを制御するための回転可動板を有するダンパとを備え、
前記第２空気流路の他端は、前記冷温風発生部の吐出し口に隣接して水平方向に開口するように位置決めされ、
前記第３空気流路の他端は、前記上部制気口に隣接して水平方向に開口するように位置決めされ、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記上部制気口との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記上部制気口と前記第３空気流路の他端との間を遮断するために前記回転可動板をほぼ鉛直方向に保持する第１の回転位置と、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記上部制気口と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記上部制気口との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するために前記回転可動板をほぼ水平方向に保持する第２の回転位置との間で回転可能に構成されていることを特徴とする空調装置を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明では、上述のように、単一の回転可動板状のダンパにより、冷温風発生部の吐出し口と、上部制気口に一端が接続された第１空気流路の他端と、下部制気口に一端が接続された第２空気流路の他端と、送風機の吸込み口に一端が接続された第３空気流路の他端との間で、空気の流れを制御する。なお、上部制気口に接続された第１空気流路が存在しない場合には、ダンパは、冷温風発生部の吐出し口と、上部制気口と、第２空気流路の他端と、第３空気流路の他端との間で、空気の流れを制御することになる。
【００１３】
具体的には、ダンパが冷房のための第１の回転位置にある場合、冷温風発生部の吐出し口と第１空気流路の他端との間および第２空気流路の他端と第３空気流路の他端との間が連通するとともに、冷温風発生部の吐出し口と第２空気流路の他端との間および第１空気流路の他端と第３空気流路の他端との間が遮断される。その結果、冷房時には、下部制気口から吸い込まれた空気が第２空気流路および第３空気流路を介して送風機の吸込み口に達する。そして、送風機の吸込み口に吸い込まれた空気は、冷温風発生部で冷却された後、その吐出し口から吐き出される。冷温風発生部の吐出し口から吐き出された冷気は、第１空気流路を介して、上部制気口から吹き出される。
【００１４】
一方、ダンパが暖房のための第２の回転位置にある場合、冷温風発生部の吐出し口と第２空気流路の他端との間および第１空気流路の他端と第３空気流路の他端との間が連通するとともに、冷温風発生部の吐出し口と第１空気流路の他端との間および第２空気流路の他端と第３空気流路の他端との間が遮断される。その結果、暖房時には、上部制気口から吸い込まれた空気が第１空気流路および第３空気流路を介して送風機の吸込み口に達する。そして、送風機の吸込み口に吸い込まれた空気は、冷温風発生部で加熱された後、その吐出し口から吐き出される。冷温風発生部の吐出し口から吐き出された暖気は、第２空気流路を介して、下部制気口から吹き出される。
【００１５】
こうして、本発明では、冷房時において、上部制気口が吹出口を構成し、且つ下部制気口が吸込口を構成する。この場合、床面付近の低い位置から空気が吸い込まれ、居住域上部まで冷気を吹き上げられるので、頭部が冷えて快適な温度分布になる。また、居住域高さの範囲だけを空気が循環するため、上部天井の付近の熱を処理する必要がなく、居住域を効率良く冷房することができる。一方、暖房時には、上部制気口が吸込口を構成し、且つ下部制気口が吹出口を構成する。この場合、居住域レベルの高い位置で空気が吸い込まれ、床面付近の低い位置から暖気が吹き出されるので、不快感の原因となる下半身の冷えを防ぐことができ、快適でエネルギー効率の高い暖房を実現することができる。
【００１６】
以上のように、本発明の空調装置では、冷房時において、冷温風発生部で発生した冷気が上部制気口から吹き出され、この冷気を含む空気が下部制気口から吸い込まれて冷温風発生部に循環する。一方、暖房時には、冷温風発生部で発生した暖気が下部制気口から吹き出され、この暖気を含む空気が上部制気口から吸い込まれて冷温風発生部に循環する。したがって、本発明では、簡素な構成にしたがう単一のダンパにより、冷房時や暖房時などに応じて吹出口と吸込口とを切り換えて、冷暖房とも上下温度差の小さい室内環境を実現することができる。
【００１７】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる空調装置の全体構成を概略的に示す図であって、冷房時において吸い込まれた空気の流れおよび冷温風発生部で発生した冷気の流れを示す図である。また、図２は、本発明の実施形態にかかる空調装置の全体構成を概略的に示す図であって、暖房時において吸い込まれた空気の流れおよび冷温風発生部で発生した暖気の流れを示す図である。なお、図１および図２において、図中右側面が空調装置の前面であるものとする。
【００１８】
図１および図２を参照すると、本実施形態の空調装置は、外部から吸い込んだ空気を冷却または加熱して冷気または暖気を発生させるための冷温風発生部１を備えている。冷温風発生部１は、送風機１ａと、送風機１ａの吐出し側に配置された冷却・加熱コイル１ｂと、送風機１ａの吸込み側に配置された空気浄化用フィルタ１ｃとを有する。冷温風発生部１では、送風機１ａから送給された空気が、冷却・加熱コイル１ｂを介して冷却または加熱され、鉛直方向に開口した吐出し口１ｄから吐き出される。
【００１９】
また、本実施形態の空調装置は、その底部の近傍に配置されて水平方向に開口した下部制気口２と、装置の上部において鉛直方向に開口した上部制気口３とを備えている。さらに具体的には、上部制気口３は、冷温風発生部１の吐出し口１ｄの直ぐ上方に配置されている。なお、下部制気口２には空気流路４の一端が接続され、空気流路４の他端は冷温風発生部１の吐出し口１ｄに隣接して水平方向に開口するように位置決めされている。また、送風機１ａの吸込み口（不図示）には空気流路５の一端が接続され、空気流路５の他端は上部制気口３に隣接して水平方向に開口するように位置決めされている。
【００２０】
さらに、本実施形態の空調装置は、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと、上部制気口３と、空気流路４の他端と、空気流路５の他端との間で、空気の流れを制御するためのダンパ６を備えている。図３は、図１および図２のダンパの構成および作用を説明する図である。図３を参照すると、ダンパ６は、図３の紙面に垂直に延びる回転軸６ａと、この回転軸６ａに取り付けられたプレート６ｂとを有する。回転軸６ａは、手動により、あるいは自動制御により、回転駆動されるように構成されている。したがって、回転軸６ａとプレート６ｂとは、回転可動板を構成している。
【００２１】
本実施形態の空調装置では、図３（ａ）に示すように、冷房時においてダンパ６のプレート６ｂがほぼ鉛直方向に保持される。この状態において、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと上部制気口３との間および空気流路４の他端と空気流路５の他端との間が連通し、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと空気流路４の他端との間および上部制気口３と空気流路５の他端との間が遮断される。その結果、冷房時には、図１において白抜き矢印Ｆ１および破線矢印Ｆ２で示すように、下部制気口２から吸い込まれた空気が、空気流路４および空気流路５を介して送風機１ａの吸込み口に達する。そして、送風機１ａの吸込み口に吸い込まれた空気は、冷温風発生部１で冷却された後、その吐出し口１ｄから吐き出される。図１および図３（ａ）において黒塗り矢印Ｆ３で示すように、冷温風発生部１の吐出し口１ｄから吐き出された冷気は、上部制気口３から吹き出される。
【００２２】
一方、図３（ｂ）に示すように、暖房時では、ダンパ６のプレート６ｂが冷房時から図中反時計廻りに９０度〜１００度程度回転されて、ほぼ水平方向に保持される。この状態において、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと空気流路４の他端との間および上部制気口３と空気流路５の他端との間が連通し、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと上部制気口３との間および空気流路４の他端と空気流路５の他端との間が遮断される。その結果、暖房時には、図１において白抜き矢印Ｆ４および破線矢印Ｆ５で示すように、上部制気口３から吸い込まれた空気が、空気流路５を介して送風機１ａの吸込み口に達する。そして、送風機１ａの吸込み口に吸い込まれた空気は、冷温風発生部１で加熱された後、その吐出し口１ｄから吐き出される。図１および図３（ｂ）において黒塗り矢印Ｆ６で示すように、冷温風発生部１の吐出し口１ｄから吐き出された暖気は、空気流路４を介して、下部制気口２から吹き出される。
【００２３】
こうして、本実施形態では、冷房時において、上部制気口３が吹出口を構成し、且つ下部制気口２が吸込口を構成するので、床面付近から空気が吸い込まれ、居住域上部まで冷気を吹き上げられ、頭部が冷えて快適な温度分布になる。また、居住域高さの範囲だけを空気が循環するため、上部天井の付近の熱を処理する必要がなく、居住域を効率良く冷房することができる。一方、暖房時には、上部制気口３が吸込口を構成し、且つ下部制気口２が吹出口を構成するので、居住域レベルの高い位置で空気が吸い込まれ、床面付近から暖気が吹き出され、不快感の原因となる下半身の冷えを防ぐことができ、快適でエネルギー効率の高い暖房を実現することができる。
【００２４】
図４は、図３に対応する図であって、中間モードに設定されたダンパの作用を説明する図である。図４（ａ）に示すように、ダンパ６の第１中間モードでは、図３（ａ）に示す通常の冷房時からプレート６ｂが図中反時計廻りに２０度〜３０度程度回転された状態に保持される。この第１中間モードでは、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと空気流路４の他端との間が実質的に遮断された状態で、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと上部制気口３の一部との間、上部制気口３の残部と空気流路５の他端との間、および空気流路４の他端と空気流路５の他端との間が連通する。なお、吐出し口１ｄと空気流路４の他端との間を実質的に遮断するために、空気流路４の他端に連結する壁面には、プレート６ｂの先端部の回転軌跡に対応する曲面を有する遮断補助部材４１が付設されている。
【００２５】
したがって、第１中間モードで冷房を行うと、図中黒塗り矢印Ｆ７で示すように、冷温風発生部１の吐出し口１ｄから吐き出された冷気が、上部制気口３の一部から吹き出される。一方、図中白抜き矢印Ｆ８で示すように、下部制気口２から吸い込まれた空気が、空気流路４および空気流路５を介して、送風機１ａの吸込み口へ向かう。第１中間モードの冷房時では、冷気の吹出し口（上部制気口３の一部）の面積が図３（ａ）に示す通常の冷房モードよりも小さくなるので、その吹出し速度は通常の冷房モードよりも増大する。
【００２６】
その結果、上部制気口３の一部から吹き出される冷気に誘引され、下部制気口２から吸い込まれた空気の一部が上部制気口３の残部を介して吹き出される。こうして、いわゆる一種のレタンバイパス効果により、図中矢印Ｆ９で示すように、冷気と室内空気との混合空気が吹き出されることになり、吹出し速度が増大するとともに、室内循環風量が増加する。したがって、たとえば最上階などで居住域上部の熱溜まりの影響が強い場合には、第１中間モードで冷房を行うことにより冷風を勢いよく上方へ吹き上げて、上部熱溜まりが居住域まで降りてくるのを防止することができる。
【００２７】
同様に、第１中間モードで暖房を行うと、図中黒塗り矢印Ｆ７で示すように、冷温風発生部１の吐出し口１ｄから吐き出された暖気が、上部制気口３の一部から吹き出される。一方、図中白抜き矢印Ｆ８で示すように、下部制気口２から吸い込まれた空気が、空気流路４および空気流路５を介して、送風機１ａの吸込み口へ向かう。その結果、上部制気口３の一部から吹き出される暖気に誘引され、下部制気口２から吸い込まれた空気の一部が上部制気口３の残部を介して吹き出される。こうして、図中矢印Ｆ９で示すように、暖気と室内空気との混合空気が吹き出されることになり、吹出し速度が増大するとともに、室内循環風量が増加する。したがって、第１中間モードで暖房を行うことにより、温風を勢いよく窓面などに吹き付けて結露を防止することができる。
【００２８】
一方、図４（ｂ）に示すように、ダンパ６の第２中間モードでは、図３（ｂ）に示す通常の暖房時からプレート６ｂが図中時計廻りに２０度〜３０度程度回転された状態に保持される。この第２中間モードでは、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと上部制気口３との間が実質的に遮断された状態で、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと空気流路４の他端の一部との間、空気流路４の他端の残部と空気流路５の他端との間、および上部制気口３と空気流路５の他端との間が連通する。なお、吐出し口１ｄと上部制気口３との間を実質的に遮断するために、上部制気口３に連結する壁面には、プレート６ｂの先端部の回転軌跡に対応する曲面を有する遮断補助部材４２が付設されている。
【００２９】
したがって、第２中間モードで冷房を行うと、図中黒塗り矢印Ｆ１０で示すように、冷温風発生部１の吐出し口１ｄから吐き出された冷気が、空気流路４を介して、下部制気口２から吹き出される。一方、図中白抜き矢印Ｆ１１で示すように、上部制気口３から吸い込まれた空気が、空気流路５を介して、送風機１ａの吸込み口へ向かう。このとき、吐出し口１ｄから空気流路４へ流入する冷気に誘引され、上部制気口３から吸い込まれた空気の一部が空気流路４へ流入する。こうして、図中矢印Ｆ１２で示すように、冷気と室内空気との混合空気が、空気流路４を介した後に、下部制気口２から吹き出されることになる。
【００３０】
同様に、第２中間モードで暖房を行うと、図中黒塗り矢印Ｆ１０で示すように、冷温風発生部１の吐出し口１ｄから吐き出された暖気が、空気流路４を介して、下部制気口２から吹き出される。一方、図中白抜き矢印Ｆ１１で示すように、上部制気口３から吸い込まれた空気が、空気流路５を介して、送風機１ａの吸込み口へ向かう。このとき、吐出し口１ｄから空気流路４へ流入する暖気に誘引され、上部制気口３から吸い込まれた空気の一部が空気流路４へ流入する。こうして、図中矢印Ｆ１２で示すように、暖気と室内空気との混合空気が、空気流路４を介した後に、下部制気口２から吹き出されることになる。
【００３１】
以上のように、第２中間モードでは、たとえば夏と冬との中間期などにおいて、室温と極端な温度差のない冷温風を下部制気口２から吹き出すことができる。特に、除湿のために低温（１６°Ｃ程度）まで冷却した空気に室内空気を混合させて、比較的高い温度（２０°Ｃ以上）で吹き出すことができる。このため、極端に低い温度の空気が床付近から吹き出して在室者に直接当たることによる床吹出冷房時の不快感を解消するとともに、湿度の低下による快適性の向上を少ないエネルギーで実現することができる。
【００３２】
ところで、本実施形態の空調装置の下部制気口２をフリーアクセスフロアの床下空間内に設置することにより、冬は床吹出暖房のシステムを、夏は上吹出冷房のシステムを簡単に実現することができる。これにより、冷暖房時ともに快適で効率の良い空調が可能になる。さらに、冷房時や中間期に床下に極端に低い空気を供給することがないため、床下の結露や、下半身の冷えによる不快感の発生も防ぐことができる。また、これまで不快感を解消するために、床吹出冷風の温度を高くしたり、上部吹出時の温風温度を下げたりすることが行われていたが、その必要がなくなるため、冷房も暖房も最小風量で空調することが可能になり、搬送動力を低減することができる。
【００３３】
また、本実施形態の空調装置を窓下などのペリメータ部に設置することにより、冷房時にペリメータ負荷（日射など）を処理することができるだけでなく、暖房時は窓に沿って下降してきたコールドドラフトを窓下の上部制気口３から吸い込むことによって、不快感の原因となる冷気を効率よく処理することができる。また、暖房時も上部制気口から吹き出していた従来の方式では、温風とコールドドラフトとがすれ違ってしまう現象が生じ、温風は天井ヘ達し、コールドドラフトは床面へ達してしまうことがあった。しかしながら、本実施形態の空調装置の場合は、下降してくるコールドドラフトと同じく下向きに空気を吸い込むため、上述のすれ違い現象は発生しなくなる。さらに、窓面からの放射冷却効果によって室温より寒く感じる可能性のあるペリメータ付近の居住者が、空調装置からの温風に最も近いため、平面的な快適性のばらつきが小さくなり、暖房時もペリメータからインテリアまで室全体を居住域として有効に利用することが可能になる。
【００３４】
さらに、上述の実施形態では、空調装置の本体に上部制気口および下部制気口を取り付けてその一方を吹出口とし他方を吸込口としている。しかしながら、上部制気口および下部制気口に対して給排気兼用ダクトを設け、壁面に設けられた制気口に接続したり、天井または床の制気口に接続したりすることによって、空調装置本体から遠く離れた位置まで空調効果を及ぼすように構成してもよい。また、メンテナンス用の扉を側面や前面に設ける必要がある場合などは、空気流路５を片側の側面のみに配置したり、前面の空気流路４を背面から冷温風発生部１の下部を通過して前面の下部制気口２に接続しても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、簡素な構成を有する１箇所のダンパを手動または自動制御によって操作するだけで、上下の吹出−吸込の切換えや風量比を変化させることができる。また、夏期・冬期・中間期などの季節や、空調装置の設置位置（ペリメータまたはインテリア）などの条件に応じて、最適な吹出・吸込位置等を切り換えることができる。これによって、季節や場所に関わらず、居住域の上下温度分布及び水平面温度分布の均一性を高め、温度分布の偏在や滞留による不快感などの不具合がなくなり、人体にとって最適な空調状態が得られる。また、ダンパを中間モードに設定するだけで、温度をあまり低下させることなく湿度の低い空気を供給することができる。その結果、吹出冷風によるドラフトを低減し、再熱のためのエネルギーを用いることなく湿度の低下した快適性の高い環境を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる空調装置の全体構成を概略的に示す図であって、冷房時において吸い込まれた空気の流れおよび冷温風発生部で発生した冷気の流れを示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる空調装置の全体構成を概略的に示す図であって、暖房時において吸い込まれた空気の流れおよび冷温風発生部で発生した暖気の流れを示す図である。
【図３】図１および図２のダンパの構成および作用を説明する図である。
【図４】図３に対応する図であって、中間モードに設定されたダンパの作用を説明する図である。
【符号の説明】
１ 冷温風発生部
１ａ 送風機
１ｂ 冷却・加熱コイル
１ｃ 空気浄化用フィルタ
１ｄ 冷温風発生部の吐出し口
２ 下部制気口
３ 上部制気口
４，５ 空気流路
６ ダンパ
６ａ 回転軸
６ｂ プレート
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気流路切換え式の空調装置に関する。さらに詳細には、冷房時や暖房時などに応じて吹出口と吸込口とを切り換えることのできる空調装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般の空調装置（ファンコイルなど）では、装置の上部に上部制気口が設けられ、装置の底部の近傍に下部制気口が設けられている。そして、上部制気口が吹出口を構成する場合には下部制気口が吸込口を構成し、上部制気口が吸込口を構成する場合には下部制気口が吹出口を構成している。したがって、この種の空調装置では、冷房時においても暖房時においても、同じ高さ位置から空気が吸い込まれ、同じ高さ位置から冷気または暖気が吹き出されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
たとえば、上部制気口が吸込口を構成し且つ下部制気口が吹出口を構成する従来の空調装置では、暖房時において、居住域レベル（床上０．９〜１．８ｍ程度）の高い位置で空気を吸い込み、床面付近の低い位置から暖気を吹き出す。この場合、不快感の原因となる下半身の冷えを防ぐことができ、快適でエネルギー効率の高い暖房を実現することができる。しかしながら、冷房時には、床面付近の低い位置から冷気を吹き出すことになるため、下半身が冷やされて、不快になるだけでなく、冷房病の原因にもなる可能性がある。
【０００４】
一方、上部制気口が吹出口を構成し且つ下部制気口が吸込口を構成する従来の空調装置では、冷房時において、床面付近の低い位置から空気を吸い込み、居住域上部（頭部付近）まで冷気を吹き上げ、頭部が冷えて快適な温度分布になる。また、居住域高さ（床面から頭部まで）の範囲だけを空気が循環するため、天井が高い空間でも、上部天井の付近の熱を処理する必要がなく、居住域を効率良く冷房することができる。しかしながら、暖房時では、上部制気口から吹き出された暖気が上部天井の付近から順に暖めることになるため、頭部が暑くなるのに対し、下半身は相対的に冷えて、不快な温度分布になり易い。
【０００５】
ところで、空調装置と制気口との間をダクトで接続することにより、吹出口と吸込口とを冷房時や暖房時などに応じて切り換える構成も知られている。しかしながら、従来のこの種の構成では、２つ〜４つのダンパを各ダクトに設けて開閉させる複雑な機構が必要である。また、１つのダンパで吹出口の位置を上部制気口と下部制気口との間で切り換える構成も提案されている。しかしながら、従来のこの種の構成では、吸込口の位置が固定であるため、たとえば下部制気口が吹出口と吸込口とを兼用することになり、ショートサーキットが形成されて空調効率が低下する恐れが強い。
【０００６】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成にしたがう単一のダンパにより、冷房時や暖房時などに応じて吹出口と吸込口とを切り換えることのできる空調装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第１発明では、吸い込んだ空気を加熱または冷却して吹き出す空調装置において、
送風機の吸込み口から吸い込んだ空気を加熱または冷却して吐出し口から吐き出すための冷温風発生部と、
前記空調装置の底部の近傍に配置された下部制気口と、
前記下部制気口から鉛直方向に沿って所定の間隔を隔てて配置された上部制気口と、
前記冷温風発生部の吐出し口と、前記上部制気口に一端が接続された第１空気流路の他端と、前記下部制気口に一端が接続された第２空気流路の他端と、前記送風機の吸込み口に一端が接続された第３空気流路の他端との間で、空気の流れを制御するための回転可動板状のダンパとを備え、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するための第１の回転位置と、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するための第２の回転位置との間で回転可能に構成され、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間を実質的に遮断した状態で、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端の一部との間、前記第１空気流路の他端の残部と前記第３空気流路の他端との間、および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるための第３の回転位置を、前記第１の回転位置と前記第２の回転位置との間に有することを特徴とする空調装置を提供する。
【０００８】
本発明の第２発明では、吸い込んだ空気を加熱または冷却して吹き出す空調装置において、
送風機の吸込み口から吸い込んだ空気を加熱または冷却して吐出し口から吐き出すための冷温風発生部と、
前記空調装置の底部の近傍に配置された下部制気口と、
前記下部制気口から鉛直方向に沿って所定の間隔を隔てて配置された上部制気口と、
前記冷温風発生部の吐出し口と、前記上部制気口に一端が接続された第１空気流路の他端と、前記下部制気口に一端が接続された第２空気流路の他端と、前記送風機の吸込み口に一端が接続された第３空気流路の他端との間で、空気の流れを制御するための回転可動板状のダンパとを備え、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するための第１の回転位置と、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するための第２の回転位置との間で回転可能に構成され、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間を実質的に遮断した状態で、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端の一部との間、前記第２空気流路の他端の残部と前記第３空気流路の他端との間、および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるための第４の回転位置を、前記第１の回転位置と前記第２の回転位置との間に有することを特徴とする空調装置を提供する。
【０００９】
第２発明の好ましい態様によれば、前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間を実質的に遮断した状態で、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端の一部との間、前記第１空気流路の他端の残部と前記第３空気流路の他端との間、および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるための第３の回転位置を、前記第１の回転位置と前記第２の回転位置との間に有する。
【００１０】
第１発明および第２発明の好ましい態様によれば、前記冷温風発生部は、前記ダンパが前記第１の回転位置にある状態において前記下部制気口から空気を吸い込んで前記上部制気口から冷気を吹き出し、前記ダンパが前記第２の回転位置にある状態において前記上部制気口から空気を吸い込んで前記下部制気口から暖気を吹き出す。
【００１１】
また、本発明の別の局面によれば、吸い込んだ空気を加熱または冷却して吹き出す空調装置において、
送風機の吸込み口から吸い込んだ空気を加熱または冷却して吐出し口から上向きに吐き出すための冷温風発生部と、
前記空調装置の底部の近傍に配置された下部制気口と、
前記冷温風発生部の前記吐出し口の上方に配置されて鉛直方向に開口した上部制気口と、
前記冷温風発生部の吐出し口と、前記上部制気口と、前記下部制気口に一端が接続された第２空気流路の他端と、前記送風機の吸込み口に一端が接続された第３空気流路の他端との間で、空気の流れを制御するための回転可動板を有するダンパとを備え、
前記第２空気流路の他端は、前記冷温風発生部の吐出し口に隣接して水平方向に開口するように位置決めされ、
前記第３空気流路の他端は、前記上部制気口に隣接して水平方向に開口するように位置決めされ、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記上部制気口との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記上部制気口と前記第３空気流路の他端との間を遮断するために前記回転可動板をほぼ鉛直方向に保持する第１の回転位置と、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記上部制気口と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記上部制気口との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するために前記回転可動板をほぼ水平方向に保持する第２の回転位置との間で回転可能に構成されていることを特徴とする空調装置を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明では、上述のように、単一の回転可動板状のダンパにより、冷温風発生部の吐出し口と、上部制気口に一端が接続された第１空気流路の他端と、下部制気口に一端が接続された第２空気流路の他端と、送風機の吸込み口に一端が接続された第３空気流路の他端との間で、空気の流れを制御する。なお、上部制気口に接続された第１空気流路が存在しない場合には、ダンパは、冷温風発生部の吐出し口と、上部制気口と、第２空気流路の他端と、第３空気流路の他端との間で、空気の流れを制御することになる。
【００１３】
具体的には、ダンパが冷房のための第１の回転位置にある場合、冷温風発生部の吐出し口と第１空気流路の他端との間および第２空気流路の他端と第３空気流路の他端との間が連通するとともに、冷温風発生部の吐出し口と第２空気流路の他端との間および第１空気流路の他端と第３空気流路の他端との間が遮断される。その結果、冷房時には、下部制気口から吸い込まれた空気が第２空気流路および第３空気流路を介して送風機の吸込み口に達する。そして、送風機の吸込み口に吸い込まれた空気は、冷温風発生部で冷却された後、その吐出し口から吐き出される。冷温風発生部の吐出し口から吐き出された冷気は、第１空気流路を介して、上部制気口から吹き出される。
【００１４】
一方、ダンパが暖房のための第２の回転位置にある場合、冷温風発生部の吐出し口と第２空気流路の他端との間および第１空気流路の他端と第３空気流路の他端との間が連通するとともに、冷温風発生部の吐出し口と第１空気流路の他端との間および第２空気流路の他端と第３空気流路の他端との間が遮断される。その結果、暖房時には、上部制気口から吸い込まれた空気が第１空気流路および第３空気流路を介して送風機の吸込み口に達する。そして、送風機の吸込み口に吸い込まれた空気は、冷温風発生部で加熱された後、その吐出し口から吐き出される。冷温風発生部の吐出し口から吐き出された暖気は、第２空気流路を介して、下部制気口から吹き出される。
【００１５】
こうして、本発明では、冷房時において、上部制気口が吹出口を構成し、且つ下部制気口が吸込口を構成する。この場合、床面付近の低い位置から空気が吸い込まれ、居住域上部まで冷気を吹き上げられるので、頭部が冷えて快適な温度分布になる。また、居住域高さの範囲だけを空気が循環するため、上部天井の付近の熱を処理する必要がなく、居住域を効率良く冷房することができる。一方、暖房時には、上部制気口が吸込口を構成し、且つ下部制気口が吹出口を構成する。この場合、居住域レベルの高い位置で空気が吸い込まれ、床面付近の低い位置から暖気が吹き出されるので、不快感の原因となる下半身の冷えを防ぐことができ、快適でエネルギー効率の高い暖房を実現することができる。
【００１６】
以上のように、本発明の空調装置では、冷房時において、冷温風発生部で発生した冷気が上部制気口から吹き出され、この冷気を含む空気が下部制気口から吸い込まれて冷温風発生部に循環する。一方、暖房時には、冷温風発生部で発生した暖気が下部制気口から吹き出され、この暖気を含む空気が上部制気口から吸い込まれて冷温風発生部に循環する。したがって、本発明では、簡素な構成にしたがう単一のダンパにより、冷房時や暖房時などに応じて吹出口と吸込口とを切り換えて、冷暖房とも上下温度差の小さい室内環境を実現することができる。
【００１７】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる空調装置の全体構成を概略的に示す図であって、冷房時において吸い込まれた空気の流れおよび冷温風発生部で発生した冷気の流れを示す図である。また、図２は、本発明の実施形態にかかる空調装置の全体構成を概略的に示す図であって、暖房時において吸い込まれた空気の流れおよび冷温風発生部で発生した暖気の流れを示す図である。なお、図１および図２において、図中右側面が空調装置の前面であるものとする。
【００１８】
図１および図２を参照すると、本実施形態の空調装置は、外部から吸い込んだ空気を冷却または加熱して冷気または暖気を発生させるための冷温風発生部１を備えている。冷温風発生部１は、送風機１ａと、送風機１ａの吐出し側に配置された冷却・加熱コイル１ｂと、送風機１ａの吸込み側に配置された空気浄化用フィルタ１ｃとを有する。冷温風発生部１では、送風機１ａから送給された空気が、冷却・加熱コイル１ｂを介して冷却または加熱され、鉛直方向に開口した吐出し口１ｄから吐き出される。
【００１９】
また、本実施形態の空調装置は、その底部の近傍に配置されて水平方向に開口した下部制気口２と、装置の上部において鉛直方向に開口した上部制気口３とを備えている。さらに具体的には、上部制気口３は、冷温風発生部１の吐出し口１ｄの直ぐ上方に配置されている。なお、下部制気口２には空気流路４の一端が接続され、空気流路４の他端は冷温風発生部１の吐出し口１ｄに隣接して水平方向に開口するように位置決めされている。また、送風機１ａの吸込み口（不図示）には空気流路５の一端が接続され、空気流路５の他端は上部制気口３に隣接して水平方向に開口するように位置決めされている。
【００２０】
さらに、本実施形態の空調装置は、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと、上部制気口３と、空気流路４の他端と、空気流路５の他端との間で、空気の流れを制御するためのダンパ６を備えている。図３は、図１および図２のダンパの構成および作用を説明する図である。図３を参照すると、ダンパ６は、図３の紙面に垂直に延びる回転軸６ａと、この回転軸６ａに取り付けられたプレート６ｂとを有する。回転軸６ａは、手動により、あるいは自動制御により、回転駆動されるように構成されている。したがって、回転軸６ａとプレート６ｂとは、回転可動板を構成している。
【００２１】
本実施形態の空調装置では、図３（ａ）に示すように、冷房時においてダンパ６のプレート６ｂがほぼ鉛直方向に保持される。この状態において、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと上部制気口３との間および空気流路４の他端と空気流路５の他端との間が連通し、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと空気流路４の他端との間および上部制気口３と空気流路５の他端との間が遮断される。その結果、冷房時には、図１において白抜き矢印Ｆ１および破線矢印Ｆ２で示すように、下部制気口２から吸い込まれた空気が、空気流路４および空気流路５を介して送風機１ａの吸込み口に達する。そして、送風機１ａの吸込み口に吸い込まれた空気は、冷温風発生部１で冷却された後、その吐出し口１ｄから吐き出される。図１および図３（ａ）において黒塗り矢印Ｆ３で示すように、冷温風発生部１の吐出し口１ｄから吐き出された冷気は、上部制気口３から吹き出される。
【００２２】
一方、図３（ｂ）に示すように、暖房時では、ダンパ６のプレート６ｂが冷房時から図中反時計廻りに９０度〜１００度程度回転されて、ほぼ水平方向に保持される。この状態において、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと空気流路４の他端との間および上部制気口３と空気流路５の他端との間が連通し、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと上部制気口３との間および空気流路４の他端と空気流路５の他端との間が遮断される。その結果、暖房時には、図１において白抜き矢印Ｆ４および破線矢印Ｆ５で示すように、上部制気口３から吸い込まれた空気が、空気流路５を介して送風機１ａの吸込み口に達する。そして、送風機１ａの吸込み口に吸い込まれた空気は、冷温風発生部１で加熱された後、その吐出し口１ｄから吐き出される。図１および図３（ｂ）において黒塗り矢印Ｆ６で示すように、冷温風発生部１の吐出し口１ｄから吐き出された暖気は、空気流路４を介して、下部制気口２から吹き出される。
【００２３】
こうして、本実施形態では、冷房時において、上部制気口３が吹出口を構成し、且つ下部制気口２が吸込口を構成するので、床面付近から空気が吸い込まれ、居住域上部まで冷気を吹き上げられ、頭部が冷えて快適な温度分布になる。また、居住域高さの範囲だけを空気が循環するため、上部天井の付近の熱を処理する必要がなく、居住域を効率良く冷房することができる。一方、暖房時には、上部制気口３が吸込口を構成し、且つ下部制気口２が吹出口を構成するので、居住域レベルの高い位置で空気が吸い込まれ、床面付近から暖気が吹き出され、不快感の原因となる下半身の冷えを防ぐことができ、快適でエネルギー効率の高い暖房を実現することができる。
【００２４】
図４は、図３に対応する図であって、中間モードに設定されたダンパの作用を説明する図である。図４（ａ）に示すように、ダンパ６の第１中間モードでは、図３（ａ）に示す通常の冷房時からプレート６ｂが図中反時計廻りに２０度〜３０度程度回転された状態に保持される。この第１中間モードでは、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと空気流路４の他端との間が実質的に遮断された状態で、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと上部制気口３の一部との間、上部制気口３の残部と空気流路５の他端との間、および空気流路４の他端と空気流路５の他端との間が連通する。なお、吐出し口１ｄと空気流路４の他端との間を実質的に遮断するために、空気流路４の他端に連結する壁面には、プレート６ｂの先端部の回転軌跡に対応する曲面を有する遮断補助部材４１が付設されている。
【００２５】
したがって、第１中間モードで冷房を行うと、図中黒塗り矢印Ｆ７で示すように、冷温風発生部１の吐出し口１ｄから吐き出された冷気が、上部制気口３の一部から吹き出される。一方、図中白抜き矢印Ｆ８で示すように、下部制気口２から吸い込まれた空気が、空気流路４および空気流路５を介して、送風機１ａの吸込み口へ向かう。第１中間モードの冷房時では、冷気の吹出し口（上部制気口３の一部）の面積が図３（ａ）に示す通常の冷房モードよりも小さくなるので、その吹出し速度は通常の冷房モードよりも増大する。
【００２６】
その結果、上部制気口３の一部から吹き出される冷気に誘引され、下部制気口２から吸い込まれた空気の一部が上部制気口３の残部を介して吹き出される。こうして、いわゆる一種のレタンバイパス効果により、図中矢印Ｆ９で示すように、冷気と室内空気との混合空気が吹き出されることになり、吹出し速度が増大するとともに、室内循環風量が増加する。したがって、たとえば最上階などで居住域上部の熱溜まりの影響が強い場合には、第１中間モードで冷房を行うことにより冷風を勢いよく上方へ吹き上げて、上部熱溜まりが居住域まで降りてくるのを防止することができる。
【００２７】
同様に、第１中間モードで暖房を行うと、図中黒塗り矢印Ｆ７で示すように、冷温風発生部１の吐出し口１ｄから吐き出された暖気が、上部制気口３の一部から吹き出される。一方、図中白抜き矢印Ｆ８で示すように、下部制気口２から吸い込まれた空気が、空気流路４および空気流路５を介して、送風機１ａの吸込み口へ向かう。その結果、上部制気口３の一部から吹き出される暖気に誘引され、下部制気口２から吸い込まれた空気の一部が上部制気口３の残部を介して吹き出される。こうして、図中矢印Ｆ９で示すように、暖気と室内空気との混合空気が吹き出されることになり、吹出し速度が増大するとともに、室内循環風量が増加する。したがって、第１中間モードで暖房を行うことにより、温風を勢いよく窓面などに吹き付けて結露を防止することができる。
【００２８】
一方、図４（ｂ）に示すように、ダンパ６の第２中間モードでは、図３（ｂ）に示す通常の暖房時からプレート６ｂが図中時計廻りに２０度〜３０度程度回転された状態に保持される。この第２中間モードでは、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと上部制気口３との間が実質的に遮断された状態で、冷温風発生部１の吐出し口１ｄと空気流路４の他端の一部との間、空気流路４の他端の残部と空気流路５の他端との間、および上部制気口３と空気流路５の他端との間が連通する。なお、吐出し口１ｄと上部制気口３との間を実質的に遮断するために、上部制気口３に連結する壁面には、プレート６ｂの先端部の回転軌跡に対応する曲面を有する遮断補助部材４２が付設されている。
【００２９】
したがって、第２中間モードで冷房を行うと、図中黒塗り矢印Ｆ１０で示すように、冷温風発生部１の吐出し口１ｄから吐き出された冷気が、空気流路４を介して、下部制気口２から吹き出される。一方、図中白抜き矢印Ｆ１１で示すように、上部制気口３から吸い込まれた空気が、空気流路５を介して、送風機１ａの吸込み口へ向かう。このとき、吐出し口１ｄから空気流路４へ流入する冷気に誘引され、上部制気口３から吸い込まれた空気の一部が空気流路４へ流入する。こうして、図中矢印Ｆ１２で示すように、冷気と室内空気との混合空気が、空気流路４を介した後に、下部制気口２から吹き出されることになる。
【００３０】
同様に、第２中間モードで暖房を行うと、図中黒塗り矢印Ｆ１０で示すように、冷温風発生部１の吐出し口１ｄから吐き出された暖気が、空気流路４を介して、下部制気口２から吹き出される。一方、図中白抜き矢印Ｆ１１で示すように、上部制気口３から吸い込まれた空気が、空気流路５を介して、送風機１ａの吸込み口へ向かう。このとき、吐出し口１ｄから空気流路４へ流入する暖気に誘引され、上部制気口３から吸い込まれた空気の一部が空気流路４へ流入する。こうして、図中矢印Ｆ１２で示すように、暖気と室内空気との混合空気が、空気流路４を介した後に、下部制気口２から吹き出されることになる。
【００３１】
以上のように、第２中間モードでは、たとえば夏と冬との中間期などにおいて、室温と極端な温度差のない冷温風を下部制気口２から吹き出すことができる。特に、除湿のために低温（１６°Ｃ程度）まで冷却した空気に室内空気を混合させて、比較的高い温度（２０°Ｃ以上）で吹き出すことができる。このため、極端に低い温度の空気が床付近から吹き出して在室者に直接当たることによる床吹出冷房時の不快感を解消するとともに、湿度の低下による快適性の向上を少ないエネルギーで実現することができる。
【００３２】
ところで、本実施形態の空調装置の下部制気口２をフリーアクセスフロアの床下空間内に設置することにより、冬は床吹出暖房のシステムを、夏は上吹出冷房のシステムを簡単に実現することができる。これにより、冷暖房時ともに快適で効率の良い空調が可能になる。さらに、冷房時や中間期に床下に極端に低い空気を供給することがないため、床下の結露や、下半身の冷えによる不快感の発生も防ぐことができる。また、これまで不快感を解消するために、床吹出冷風の温度を高くしたり、上部吹出時の温風温度を下げたりすることが行われていたが、その必要がなくなるため、冷房も暖房も最小風量で空調することが可能になり、搬送動力を低減することができる。
【００３３】
また、本実施形態の空調装置を窓下などのペリメータ部に設置することにより、冷房時にペリメータ負荷（日射など）を処理することができるだけでなく、暖房時は窓に沿って下降してきたコールドドラフトを窓下の上部制気口３から吸い込むことによって、不快感の原因となる冷気を効率よく処理することができる。また、暖房時も上部制気口から吹き出していた従来の方式では、温風とコールドドラフトとがすれ違ってしまう現象が生じ、温風は天井ヘ達し、コールドドラフトは床面へ達してしまうことがあった。しかしながら、本実施形態の空調装置の場合は、下降してくるコールドドラフトと同じく下向きに空気を吸い込むため、上述のすれ違い現象は発生しなくなる。さらに、窓面からの放射冷却効果によって室温より寒く感じる可能性のあるペリメータ付近の居住者が、空調装置からの温風に最も近いため、平面的な快適性のばらつきが小さくなり、暖房時もペリメータからインテリアまで室全体を居住域として有効に利用することが可能になる。
【００３４】
さらに、上述の実施形態では、空調装置の本体に上部制気口および下部制気口を取り付けてその一方を吹出口とし他方を吸込口としている。しかしながら、上部制気口および下部制気口に対して給排気兼用ダクトを設け、壁面に設けられた制気口に接続したり、天井または床の制気口に接続したりすることによって、空調装置本体から遠く離れた位置まで空調効果を及ぼすように構成してもよい。また、メンテナンス用の扉を側面や前面に設ける必要がある場合などは、空気流路５を片側の側面のみに配置したり、前面の空気流路４を背面から冷温風発生部１の下部を通過して前面の下部制気口２に接続しても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、簡素な構成を有する１箇所のダンパを手動または自動制御によって操作するだけで、上下の吹出−吸込の切換えや風量比を変化させることができる。また、夏期・冬期・中間期などの季節や、空調装置の設置位置（ペリメータまたはインテリア）などの条件に応じて、最適な吹出・吸込位置等を切り換えることができる。これによって、季節や場所に関わらず、居住域の上下温度分布及び水平面温度分布の均一性を高め、温度分布の偏在や滞留による不快感などの不具合がなくなり、人体にとって最適な空調状態が得られる。また、ダンパを中間モードに設定するだけで、温度をあまり低下させることなく湿度の低い空気を供給することができる。その結果、吹出冷風によるドラフトを低減し、再熱のためのエネルギーを用いることなく湿度の低下した快適性の高い環境を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる空調装置の全体構成を概略的に示す図であって、冷房時において吸い込まれた空気の流れおよび冷温風発生部で発生した冷気の流れを示す図である。
【図２】本発明の実施形態にかかる空調装置の全体構成を概略的に示す図であって、暖房時において吸い込まれた空気の流れおよび冷温風発生部で発生した暖気の流れを示す図である。
【図３】図１および図２のダンパの構成および作用を説明する図である。
【図４】図３に対応する図であって、中間モードに設定されたダンパの作用を説明する図である。
【符号の説明】
１ 冷温風発生部
１ａ 送風機
１ｂ 冷却・加熱コイル
１ｃ 空気浄化用フィルタ
１ｄ 冷温風発生部の吐出し口
２ 下部制気口
３ 上部制気口
４，５ 空気流路
６ ダンパ
６ａ 回転軸
６ｂ プレート
Claims (5)
- 吸い込んだ空気を加熱または冷却して吹き出す空調装置において、
送風機の吸込み口から吸い込んだ空気を加熱または冷却して吐出し口から吐き出すための冷温風発生部と、
前記空調装置の底部の近傍に配置された下部制気口と、
前記下部制気口から鉛直方向に沿って所定の間隔を隔てて配置された上部制気口と、
前記冷温風発生部の吐出し口と、前記上部制気口に一端が接続された第１空気流路の他端と、前記下部制気口に一端が接続された第２空気流路の他端と、前記送風機の吸込み口に一端が接続された第３空気流路の他端との間で、空気の流れを制御するための回転可動板状のダンパとを備え、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するための第１の回転位置と、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するための第２の回転位置との間で回転可能に構成され、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間を実質的に遮断した状態で、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端の一部との間、前記第１空気流路の他端の残部と前記第３空気流路の他端との間、および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるための第３の回転位置を、前記第１の回転位置と前記第２の回転位置との間に有することを特徴とする空調装置。 - 吸い込んだ空気を加熱または冷却して吹き出す空調装置において、
送風機の吸込み口から吸い込んだ空気を加熱または冷却して吐出し口から吐き出すための冷温風発生部と、
前記空調装置の底部の近傍に配置された下部制気口と、
前記下部制気口から鉛直方向に沿って所定の間隔を隔てて配置された上部制気口と、
前記冷温風発生部の吐出し口と、前記上部制気口に一端が接続された第１空気流路の他端と、前記下部制気口に一端が接続された第２空気流路の他端と、前記送風機の吸込み口に一端が接続された第３空気流路の他端との間で、空気の流れを制御するための回転可動板状のダンパとを備え、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するための第１の回転位置と、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するための第２の回転位置との間で回転可能に構成され、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端との間を実質的に遮断した状態で、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端の一部との間、前記第２空気流路の他端の残部と前記第３空気流路の他端との間、および前記第１空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるための第４の回転位置を、前記第１の回転位置と前記第２の回転位置との間に有することを特徴とする空調装置。 - 前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間を実質的に遮断した状態で、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第１空気流路の他端の一部との間、前記第１空気流路の他端の残部と前記第３空気流路の他端との間、および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるための第３の回転位置を、前記第１の回転位置と前記第２の回転位置との間に有することを特徴とする請求項２に記載の空調装置。
- 前記冷温風発生部は、前記ダンパが前記第１の回転位置にある状態において前記下部制気口から空気を吸い込んで前記上部制気口から冷気を吹き出し、前記ダンパが前記第２の回転位置にある状態において前記上部制気口から空気を吸い込んで前記下部制気口から暖気を吹き出すことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空調装置。
- 吸い込んだ空気を加熱または冷却して吹き出す空調装置において、
送風機の吸込み口から吸い込んだ空気を加熱または冷却して吐出し口から上向きに吐き出すための冷温風発生部と、
前記空調装置の底部の近傍に配置された下部制気口と、
前記冷温風発生部の前記吐出し口の上方に配置されて鉛直方向に開口した上部制気口と、
前記冷温風発生部の吐出し口と、前記上部制気口と、前記下部制気口に一端が接続された第２空気流路の他端と、前記送風機の吸込み口に一端が接続された第３空気流路の他端との間で、空気の流れを制御するための回転可動板を有するダンパとを備え、
前記第２空気流路の他端は、前記冷温風発生部の吐出し口に隣接して水平方向に開口するように位置決めされ、
前記第３空気流路の他端は、前記上部制気口に隣接して水平方向に開口するように位置決めされ、
前記ダンパは、前記冷温風発生部の吐出し口と前記上部制気口との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記上部制気口と前記第３空気流路の他端との間を遮断するために前記回転可動板をほぼ鉛直方向に保持する第１の回転位置と、前記冷温風発生部の吐出し口と前記第２空気流路の他端との間および前記上部制気口と前記第３空気流路の他端との間を連通させるとともに前記冷温風発生部の吐出し口と前記上部制気口との間および前記第２空気流路の他端と前記第３空気流路の他端との間を遮断するために前記回転可動板をほぼ水平方向に保持する第２の回転位置との間で回転可能に構成されていることを特徴とする空調装置。
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