JP4485911B2

JP4485911B2 - 空気吹出装置

Info

Publication number: JP4485911B2
Application number: JP2004321014A
Authority: JP
Inventors: 啓人福井; 康二古和田
Original assignee: Sanki Engineering Co Ltd; Panasonic Environmental Systems and Engineering Co Ltd
Current assignee: Sanki Engineering Co Ltd; Panasonic Environmental Systems and Engineering Co Ltd
Priority date: 2004-11-04
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2024-11-04
Also published as: JP2006132825A

Description

本発明は、ダクト内に送風される温湿度調節された空気や清浄化された空気など空気調和（以下、空調）された空気をクリーンルーム等の室内の所要場所に吹き出す空気吹出装置に関するものである。

空調された空気を所要場所に分配供給するために空調ダクトの所要位置に空気吹出口が設けられる。一般的には、図６に示すように、空調ダクト１００の壁面に空気吹出口１０１ａ，１０１ｂを設けて空調ダクト１００内を送風されてきた空気を空気吹出口１０１ａ，１０１ｂから室内に吹き出すように構成される。このような吹出口構造では、空調ダクト１００内の流速が大きく静圧が低い場合、空調ダクト１００の壁面に開口する空気吹出口１０１ａ，１０１ｂから空気が吹き出し難く、下流側端で閉じられている空調ダクト１００の上流側の空気吹出口１０１ａから吹き出す風量が少なく、下流端側にある空気吹出口１０１ｂからの風量が大きくなる。このような複数の吹出口からの吹出風量の偏りを解消するために、各空気吹出口１０１ａ，１０１ｂにシャッタを設け、下流側の空気吹出口１０１ｂのシャッタ開度を小さく、上流側の空気吹出口１０１ａのシャッタ開度を大きく設定することにより、吹出風量の均等化が図られている。しかし、シャッタ開度の調節だけでは吹出風量の均等化を図ることが不充分であるため、様々な態様の空気吹出口構造が提案されている。

例えば、図７に示すように、下流側端が閉じられた空調ダクト１００の複数位置に設けられた空気吹出口１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃの間に流路内に突き出すように形成された抵抗体１０５の突き出し高さを上流側ほど高くなるように形成し、空調ダクト１００内を流れる空気を抵抗体１０５で遮ることにより、上流側の空気吹出口１０１ａでも充分な吹出風量が得られるようにしたダクト装置が知られている（特許文献１参照）。

また、図８に示すように、空調ダクト１００の壁面に開口する複数の空気吹出口１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃに対して仕切り体１０８によりそれぞれの空気流路１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃを形成した気体分配器１０９を空調ダクト１００内に設けたダクト装置が知られている（特許文献２参照）。この構成では、仕切り体１０８によって仕切られる空気流路の断面積に応じて各空気吹出口１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃに流れる風量を分配することができる。

また、図９に示すように、吹出ダクト１１０内を内側ダクト板１１１によって内側空気通路１１２と外側空気通路１１３とに区画した二重ダクトに構成すると共に、内側ダクト板１１１により外側空気通路１１３を長手方向に複数に区画し、区画された各部と内側空気通路１１２との間を連通させ、連通口部分に内側空気通路１１２に突出する風量調整ガイド１１５と外側空気通路１１３に突出する流路方向調整ガイド１１６とを設けた空気吹出ダクトが知られている（特許文献３参照）。前記風量調整ガイド１１５及び流路方向調整ガイド１１６の角度を調整することにより、吹出ダクト１１０を長手方向に区画した外側空気通路１１３に内側空気通路１１２から流入する空気量が調整でき、区画された各外側空気通路１１３から多孔板で形成された外側ダクト板１１７を通して室内に吹き出す風量の均等化を図ることができる。
特開平０５−００５５５４号公報特開２０００−２５７４０２号公報特開平０９−０６０９５９号公報

上記従来技術において、抵抗体１０５をダクト内に突出させて形成した構成では、抵抗体１０５がダクト内を流れる空気の流れを遮り、渦流等が発生するため、流速が速い上流側での抵抗が大きくなり、圧力損失に伴って送風エネルギーの損失が大きくなる課題がある。また、流速が変動すると、各空気吹出口１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃから吹き出す送風量の分配が大きく変動する問題点があった。また、特定場所に対する送風量を調整することができない課題があった。さらに各空気吹出口１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃから吹き出す送風の方向が、上流側から下流側に向けて流れるダクト内のメインの空気流の影響等を受けて、真下に流れず、斜流となるという課題もあった。

また、ダクト内に気体分配器１０９を配した構成では、各空気吹出口１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ毎に空気流路を形成する仕切り体１０８をダクト内に設ける必要があり、ダクトが長く、空気吹出口の数が多くなると、仕切り体１０８を空気吹出口に応じた数だけダクト断面方向に設けるため、仕切り体１０８を配設することが困難になり、ダクト内の構成が複雑になる課題がある。従って、ダクト製作が困難になったり、コスト高になる問題点があり、多数の仕切り体１０８が配設されることによる圧力損失が生じることも無視できない課題であった。また、特定場所に対する送風量を調整することができない課題があった。さらにダクト内の空気流の影響を受けて、空気吹出口１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃから吹き出す空気の方向が斜行し、斜流となるという課題もあった。

また、ダクト内を内側空気通路１１２と外側空気通路１１３とに分割した構成は、吹出ダクト１１０の全体が空気の吹出口であり、吹出風量の均等化を図ることはできるが、構造が複雑化することは否めず、特定場所、それも複数の特定場所に対する送風量を調整することができない課題があった。また吹出ダクト１１０から吹き出す空気が流路方向調整ガイド１１６の影響等を受けて、斜流となるという課題があった。

本発明が目的とするところは、斜流が抑制された均一な吹出し空気が得られる空気吹出し装置を提供するところにある。また本発明の他の目的とするところは、空気吹出装置間の吹出風量の均等化や所要場所に対する吹出風量の増減などの調節を簡易な構造で容易に実施できるようにした空気吹出装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明は、空調ダクト間に配設されて送風流路を形成すると共に送風空気の一部を外部に吹き出す空気吹出装置において、周壁の一部に多数の孔からなる外部吹出口が形成されて両端が空調ダクトに連結されるダクト体と、送風方向と略平行に配置されて前記ダクト体の内部を前記外部吹出口の形成部分で囲まれる空気吹出室と送風流路を形成する空気流路室とに区画する仕切板と、前記空気吹出室の上流側端を多数の孔からなる空気流入孔が形成された板材によって空気導入可能な状態で閉じる上流側塞板と、空気吹出室の下流側端を閉じる下流側塞板と、前記仕切板に開口する空気導入口と、送風方向上流側に対して仰角を形成して前記空気導入口に送風空気を導入する空気導入板と、空気導入口の空気吹出室側を多数の孔からなる空気流入孔を備えて囲むチャンバとを有することを特徴とする。

上記構成によれば、空調ダクトに送風がなされると、送風空気は上流側の空調ダクトから空気流路室を通過して下流側の空調ダクトに流れる送風流路が形成され、送風空気の一部は上流側塞板に形成された空気流入孔から空気吹出室に流入し、更には空気導入板に導入されて仕切板に設けられた空気導入口からチャンバを経て空気吹出室に流入し、外部吹出口から外部に吹き出される。上流側塞板に形成された空気流入孔から空気吹出室内に流入する空気は、多数の孔からなる空気流入孔を通過する際のオリフィス抵抗により水平方向の動圧が抑えられ、空気導入口から空気吹出室内に流入する空気は、チャンバに形成された多数の孔からなる空気流入孔を通過する際のオリフィス抵抗により垂直方向の動圧が抑えられるので、空気吹出室の内圧の均整化がなされ、多数の孔からなる外部吹出口から穏やかな空気吹き出し状態が得られ、クリーンルーム等の室内に斜流が抑制された均一な吹出し空気を送給することができる。

上記構成において、空気導入板は、その送風方向に対する仰角角度を調整可能に取り付けることにより、空気導入口に導入する導入空気量を調節することができ、外部吹出口から室内に吹き出す空気の吹出量を調整することができる。

また、空気導入板は、空気導入口を閉じる角度位置まで回動可能に構成することにより、空気導入口からの空気導入を停止して外部吹出口からの空気の吹き出しを制限することができる。

また、空気導入板の仰角角度を表示する角度表示部を設けると好適で、空気導入板の角度によって推定できる吹出量の設定が容易となる。

また、空気導入板を外部から視認する透明窓を設けることによっても空気導入板の仰角角度を知ることができる。

また、上流側塞板の空気流入孔を閉じるシャッタを設け、このシャッタを空気導入板による空気導入口の閉止に合わせて閉じることにより、外部吹出口からの空気吹き出しを停止することができる。また、上流側塞板の空気流入孔からの空気流入を停止して外部吹出口からの空気の吹き出しを制限することができる。

本発明によれば、空気吹出室の内圧の均整化がなされ、外部吹出口から穏やかな空気吹き出し状態が得られ、クリーンルーム等の室内に、強い空気流を形成することなく斜流が抑制された状態の空気を、均一な状態で送給することができる。また、空気導入板の仰角の角度調整によって吹出風量の調整が可能となり、空気導入板による空気導入口の閉止及び上流側塞板の空気流入孔をシャッタによって閉じることにより空気の吹き出しを停止することができる。

図１は、実施形態に係る空気吹出装置１の基本的構成を示すもので、図２に模式的に示すように、円筒形に形成されたダクト体２の両端に設けられた連結フランジ１１により送風流路を形成する空調ダクト１０、１０の間に連結し、空調ダクト１０による空気の送風流路を形成すると共に、空調ダクト１０内を矢印方向に送風されてきた空気の一部をダクト体２に形成された多数の孔からなる外部吹出口３から室内に吹き出すことができるように構成されている。

図４に示すように、前記ダクト体２の内部にはダクト体２の円筒軸方向と略平行に仕切板４が取り付けられ、ダクト体２の内部を外部吹出口３の形成部位で囲まれる空気吹出室２１と、空調ダクト１０の送風流路を形成する空気流路室２２とに区画している。空気吹出室２１の断面積と空気流路室２２の断面積の比率は、１：２〜１２程度、好ましくは１：４〜８程度が好適である。前記空気吹出室２１の送風方向上流側は多数の孔からなる空気流入孔５aを形成した上流側塞板５により空気導入可能な状態で閉じられ、送風方向下流側は下流側塞板６により閉じられる。

前記上流側塞板５は図１の（ａ）に示すように、下辺外周部に多数の孔からなる空気流入孔５ａを有し、上辺中央部は無孔部となっているが、上流側塞板５の全面に多数の孔を形成して前記空気流入孔５ａを構成してもよい。また前記空気流入孔５ａを形成した部分を含む上流側塞板５の全体の開口率を１０〜４０％、好ましくは２０〜３０％とすると好適である。また、前記仕切板４には、図３及び図４に示すように、空気導入板８によって空気流路室２２を流れる空気を空気吹出室２１内に取り込む空気導入口７が形成され、空気吹出室２１内側には空気導入口７を囲むようにチャンバ９が取り付けられている。図示する例では、空気導入口７およびチャンバ９が２組設けられているが、１組でもよく、また３組以上であってもよい。前記チャンバ９はパンチングメタルや多孔布などによって箱状又は袋状に形成され、その開口率はダクト体２に形成された外部吹出口３の開口率より大きく形成されている。例えば、外部吹出口３を３ｍｍφの孔を５．０ｍｍピッチで列設したパンチングメタルで形成した場合の開口率は２８％であり、これに対応してチャンバ９を４ｍｍφの孔を６．０ｍｍピッチで列設したパンチングメタルで形成すると、その開口率は３５％となる。前記チャンバ９の開口率は２０〜５０％、好ましくは３０〜４０％とすると好適であり、前記外部吹出口３の開口率は１５〜４５％、好ましくは２５〜３５％とすると好適である。開口率の大きさは、チャンバ９＞外部吹出口３＞上流側塞板５とするのが好適であることが、実験により判明した。なお、仕切板４の位置や各開口率の範囲は空気流路室２２と外部吹出口３の風速比が約１０：１の場合を想定しており、前記風速比が変わる場合、前記仕切板４の位置や各開口率の範囲も変わる。

上記構成になる空気吹出装置１を図２に示すように空調ダクト１０，１０の間に配設し、空調ダクト１０に送風がなされると、送風空気は上流側の空調ダクト１０から空気吹出装置１の空気流路室２２を通過して下流側の空調ダクト１０に流れる送風流路が形成され、送風空気の一部は上流側塞板５に形成された空気流入孔５aから空気吹出室２１に流入し、更には仕切板４に設けられた空気導入板８に誘導されて空気導入口７からチャンバ９を経て空気吹出室２１に流入し、外部吹出口３から外部に吹き出される。上流側塞板５に形成された空気流入孔５aから空気吹出室２１内に流入する空気は、多数の孔からなる空気流入孔５aを通過する際のオリフィス抵抗により水平方向の動圧が抑えられ、空気導入口７から空気吹出室２１内に流入する空気は、チャンバ９に形成された多数の孔を通過する際のオリフィス抵抗により垂直方向の動圧が抑えられるので、空気吹出室２１の内圧の均整化がなされ、外部吹出口３から穏やかな空気吹き出し状態が得られ、クリーンルーム等の室内に強い空気流を形成することなく、斜流が抑制され、かつ均一な状態で空気を送給することができる。特に、前記のように開口率の大きさが、チャンバ９＞上流側塞板５となっているため、チャンバ９の抵抗の方が小さく、吹出しに対し垂直方向の動圧が残り、斜流が抑制されるのである。

空気吹出装置１から室内に送給される空気の吹き出しは、外部吹出口３の形成部位全体から均等な吹出量でダクト体２の円筒軸方向と直交する方向に吹き出されるようにすることが望ましく、吹出量の分布に偏りがあったり、直交する方向から斜め方向に吹き出す斜流があったりすると、外部吹出口３の一部から外部の空気を空気吹出室２１内に吸い込む誘引が発生する。上記空気吹出装置１の構成では、空調ダクト１０内に送風されている空気の一部は、上流側塞板５の空気流入孔５a及びチャンバ９の多数の孔を通じて空気吹出室２１内に流入し、空気吹出室２１で均整化がなされた後、外部吹出口３から外部に吹き出すので、前記斜流や誘引の発生を抑制することができる。

また、外部吹出口３から吹き出される空気の吹出量を調整する吹出量調整手段を備えていると、空気を送給する室内又は場所に最適な空気吹出状態が得られる。また、空気を送給する室内のレイアウト変更などに応じて外部吹出口３からの空気吹き出しを停止又は再開できる吹出開閉手段を備えていることが望ましい構成となる。これら吹出量調整手段、吹出開閉手段を備えた構成について以下に説明する。

図５の（ａ）、（ｂ）は、前記吹出量調整手段及び吹出開閉手段を設けた空気吹出装置１の構成例を示すもので、ダクト体２の外側から空気導入板８の仰角角度を０〜９０度（好適には０〜７５度）の範囲内で操作する角度調整ノブ１４と、上流側塞板５に形成された空気流入孔５aを開閉操作するシャッタ１５とが設けられている。

前記角度調整ノブ１４は、送風状態の抵抗が大きい状態でも容易に空気導入板８の角度を調整できるようにすること、更には空気導入板８が受ける風圧により設定した角度に変化が生じないようにするために、図示するように小径歯車１６を角度調整ノブ１４によって回転させ、小径歯車１６に噛合する大径歯車１７によって回動軸８aの延長軸８bを回動させるように構成している。この歯車の構成はもっとも簡易な構成例であって、必要に応じて歯車の種類や噛合数などを構成できることは言うまでもない。角度調整ノブ１４の回転操作による空気導入板８の角度変化の状態は、図示するようにダクト体２の一部を透明体で形成した透視窓１３から観察することができる。また、角度調整ノブ１４を周知のバーニヤ構造、即ち角度調整ノブ１４の回転量の数分の１で回転する角度表示部１８を備えた構造に構成することにより、ギア比を大きく設定して回転抵抗を小さくした場合でも角度変化を目盛表示することができる。また、空気導入板８の回動軸に直結した大径歯車１７の回動角度は空気導入板８の角度に一致するので、大径歯車１７に取り付けた目盛り表示板を外部から見る覗き穴１９を設けても空気導入板８の角度を知ることができる。

尚、上記構成においては、複数に設けられた空気導入板８それぞれに角度調整ノブ１４を個別に対応させているが、１つの角度調整ノブ１４により複数の空気導入板８を連動させるように構成することもできる。但し、吹出状態を詳細に調整することを可能とするためには、複数の空気導入板８の角度を個別に調整できるように構成することが望ましいものとなる。

また、前記シャッタ１５は、上流側塞板５に密着して摺動する板材をダクト体２に形成したスリットから出し入れできるように構成したもので、シャッタ１５をダクト体２内に進出させると、上流側塞板５に形成された空気流入孔５ａはシャッタ１５によって塞がれるので、空気流入孔５ａから空気吹出室２１への空気の流入は停止される。また、シャッタ１５の進出量の調整によってシャッタ１５が塞ぐ空気流入孔５ａの孔数が変化するので、空気流入孔５ａから空気吹出室２１に取り入れる空気量を調整することができる。

前記シャッタ１５を進出限度位置まで進出させて空気流入孔５aを閉じ、角度調整ノブ１４によって空気導入板８が空気導入口７を閉じる角度（０度）位置まで回動させることにより、空気吹出室２１への空気流入はなくなるので、外部吹出口３からの空気吹き出しを停止することができる。また、空気導入板８の角度調整により空気導入板８に誘導されて空気導入口７からチャンバ９を経て空気吹出室２１に流入する空気量を変化させることができるので、空気導入板８の角度調整とシャッタ１５に進退移動量の調整とを行うことにより、外部吹出口３からの空気の吹出量の制御及び吹出状態の制御とを実施することができる。

以上説明した実施形態においては、円筒形の空調ダクト１０に対応する空気吹出装置１について示したが、断面形状が矩形の空調ダクトにおいては、それに対応させて断面形状を矩形に形成して同様に構成することができる。

以上説明した通り本発明によれば、空調ダクトを送風される空気の一部を空気吹出装置から斜流を抑制し、かつ均一な吹き出し状態にして室内に送給することができるので、クリーンルームなどに対する空気の送給に好適な空調システムを構成することができる。また、吹出空気量の調整や吹出停止などの操作を容易に行うことができるので、状況変化に対応させた空気の送給を実施することができ、冷暖房は勿論のこと、クリーンルームに清浄化された空気を送給する空調設備に有効に利用できる。

実施形態に係る空気吹出装置の基本構成を示す(a)は上流側側面図、(b)は正面図、(c)は下流側側面図。空気吹出装置を空調ダクトに配設した構成を示す模式図。図１におけるA−A線矢視断面図。図１におけるB−B線矢視断面図。空気吹出口の別態様を示す(a)は正面図、(b)は空気導入板の角度調整構造を示す断面図。従来技術に係る空気吹出口の構成を示す斜視図。従来技術に係る空気吹出口の構成を示す断面図。従来技術に係る空気吹出口の構成を示す斜視図。従来技術に係る空気吹出口の構成を示す模式図。

符号の説明

１空気吹出装置
２ダクト体
３外部吹出口
４仕切板
５上流側塞板
５ａ空気流入孔
６下流側塞板
７空気導入口
８空気導入板
９チャンバ
１０空調ダクト
１３透明窓
１４角度調整ノブ
１５シャッタ

Claims

空調ダクト間に配設されて送風流路を形成すると共に送風空気の一部を外部に吹き出す空気吹出装置において、周壁の一部に多数の孔からなる外部吹出口が形成されて両端が空調ダクトに連結されるダクト体と、送風方向と略平行に配置されて前記ダクト体の内部を前記外部吹出口の形成部分で囲まれる空気吹出室と送風流路を形成する空気流路室とに区画する仕切板と、前記空気吹出室の上流側端を多数の孔からなる空気流入孔が形成された板材によって空気導入可能な状態で閉じる上流側塞板と、空気吹出室の下流側端を閉じる下流側塞板と、前記仕切板に開口する空気導入口と、送風方向上流側に対して仰角を形成して前記空気導入口に送風空気を導入する空気導入板と、空気導入口の空気吹出室側を多数の孔からなる空気流入孔を備えて囲むチャンバとを有することを特徴とする空気吹出装置。
空気導入板は、その仰角角度が調整可能に構成されている請求項１に記載の空気吹出装置。
空気導入板は、空気導入口を閉じる角度位置まで回動可能に構成されている請求項２に記載の空気吹出装置。
空気導入板の仰角角度を表示する角度表示部が設けられてなる請求項２又は３に記載の空気吹出装置。
空気導入板を外部から視認する透明窓がダクト体に設けられてなる請求項１〜４いずれか一項に記載の空気吹出装置。
上流側塞板の空気流入孔を閉じるシャッタが設けられてなる請求項１〜５いずれか一項に記載の空気吹出装置。