JP4769619B2 - 空気攪拌装置および空気攪拌方法 - Google Patents

Description

本発明は空気攪拌装置および空気攪拌方法に関する。

従来の室内空気攪拌装置として、シロッコファンをファンモーターにより回転させて、空気を攪拌するものがある（例えば、特許文献１参照）。しかし、この空気攪拌装置は、ファンモーターを使用するため、その材料コストとともに電気配線工事のコストを必要とし、設置コストが嵩むとともに、電気代による運転コストも嵩むという問題があった。この問題を解決するために、送風ダクトから室内に送風される空調空気により空調風車を回転させ、その空調風車の回転とともに室内ファンを回転させて、空調風車の下流側で空調空気と混合されるよう送風する空気攪拌装置がある（特願２００５−３６３１２７参照）。

特開２００３−３２８９８３号公報

一般的に、風車は、回転数が大きくなるに従って、送風量が次第に頭打ちになることが知られている。このため、従来の空気攪拌装置では、空調風車の回転数が大きくなるに従って、室内空気の送風量に対する空調空気の送風量の割合が大きく低下するという課題があった。これにより、回転数が大きいときには空調効率が悪くなるという課題もあった。

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、室内空気の送風量に対する空調空気の送風量の割合の低下を抑えることができ、空調効率を高めることができる空気攪拌装置および空気攪拌方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る空気攪拌装置は、送風ダクトからの空調空気と室内空気とを混合するための空気攪拌装置であって、上流側ガイド筒とチャンバと空調風車と室内ファンと整流部とを有し、前記上流側ガイド筒は前記送風ダクトから送風される空調空気の一部を一方の開口から取り入れて他方の開口から排出可能に設けられ、前記チャンバは前記送風ダクトから送風される空調空気の残部を取り入れる取入口と、前記取入口から取り入れられた空調空気の風力を低下させて排出する排出口とを有し、前記空調風車は前記上流側ガイド筒の下流に配置され、前記上流側ガイド筒の他方の開口から排出される空調空気により回転して送風可能に設けられ、前記室内ファンは前記排出口の下流に配置され、前記排出口から排出される空調空気と周囲の室内空気とを回転により吸引して前記空調風車の送風方向に送風するよう前記空調風車の周囲に一体的に設けられ、前記整流部は前記空調風車および前記室内ファンの下流に、前記空調風車および前記室内ファンによる送風を混合するよう設けられていることを、特徴とする。

本発明に係る空気攪拌方法は、本発明に係る空気攪拌装置を用いた空気攪拌方法であって、前記上流側ガイド筒により、送風ダクトから送風される空調空気の一部を前記空調風車に当てて前記空調風車とともに前記室内ファンを回転させ、前記送風ダクトから送風される空調空気の残部を前記チャンバの取入口から取り入れ、風力を低下させて前記チャンバの排出口から排出された空調空気と、前記室内ファンの周囲の室内空気とを前記室内ファンの回転により吸引して前記空調風車の送風方向に送風し、前記整流部により、前記空調風車および前記室内ファンの下流で、前記空調風車および前記室内ファンによる送風を混合することを、特徴とする。

本発明に係る空気攪拌装置および空気攪拌方法では、送風ダクトから送風される空調空気の一部を空調風車が送風し、空調空気の残部と室内空気とを室内ファンが送風し、空調風車および室内ファンによるそれらの送風を混合する。このため、空調空気のみまたは室内空気のみで攪拌する場合に比べ、短時間で室内の空気の温度・湿度むらを減少させ、均一化を図ることができる。

空調風車の回転数が大きくなって空調風車による空調空気の送風量が限界に近づいた場合、室内ファンが室内空気とともに空調空気も送風するため、室内ファンが室内空気のみを送風する場合に比べ、室内空気の送風量に対する空調空気の送風量の割合の低下を抑えることができる。このため、室内ファンが室内空気のみを送風する場合に比べ、空調効率を高めることができる。電気を使用することなく、室内ファンを回転して室内の空気を攪拌することができるため、ファンモーターの購入や電気配線工事が不要で、設置コストを低減することができる。また、電気代を節約することができ、運転コストを低減することもできる。

本発明に係る空気攪拌装置で、チャンバが、取り入れられた空調空気の風力を低下させて排出するため、室内ファンが空調空気の風力により室内空気を吸引できなくなるのを防止することができる。これにより、室内ファンで、風力の低下した空調空気とともに室内空気を送風することができる。また、室内ファンの回転数の変化に対応して、チャンバの排出口から空調空気を排出することができる。上流側ガイド筒およびチャンバにより、空調装置から送風される空調空気の一部および残部を、互いに流れが乱されることなく、スムーズに送風することができる。

本発明に係る空気攪拌装置は、送風ダクトからの空調空気と室内空気とを混合するための空気攪拌装置であって、上流側ガイド筒とチャンバとケーシングと空調風車と下流側ガイド筒と室内ファンと整流部とを有し、前記上流側ガイド筒は前記送風ダクトから送風される空調空気の一部を一方の開口から取り入れて他方の開口から排出可能に、前記送風ダクトの下流に設けられ、前記チャンバは前記上流側ガイド筒の外周を囲むよう前記送風ダクトの下流に設けられ、前記送風ダクトから送風される空調空気の残部を取り入れる取入口と、前記取入口から取り入れられた空調空気の送風の風力を低下させて排出する排出口とを有し、前記ケーシングは前記チャンバの下流に設けられ、前記上流側ガイド筒に接続された接続口と、前記チャンバの排出口に連通した連通口と、吹出口と、空気取入口とを有し、前記空調風車は前記ケーシングの内部で前記上流側ガイド筒の下流に配置され、前記上流側ガイド筒の他方の開口から排出される空調空気により回転して送風可能に設けられ、前記下流側ガイド筒は前記空調風車からの送風を前記吹出口に誘導するよう前記空調風車の下流に設けられ、前記室内ファンは前記ケーシングの内部で前記連通口の下流に配置され、前記排出口から排出されて前記連通口から前記ケーシングの内部に取り入れられる空調空気と、前記空気取入口から前記ケーシングの内部に取り入れられる室内空気とを回転により吸引して前記空調風車の送風方向に送風するよう前記空調風車の周囲に一体的に設けられ、前記整流部は前記空調風車および前記室内ファンの下流に、前記空調風車および前記室内ファンによる送風を混合するよう設けられていることが好ましい。この場合、下流側ガイド筒により、空調風車が送風する空調空気および、室内ファンが送風する空気を、互いに流れが乱されることなく、スムーズに送風することができる。

本発明に係る空気攪拌装置は、誘引ガイド筒を有し、前記誘引ガイド筒は前記連通口から前記ケーシングの内部に取り入れられる空調空気を前記室内ファンに誘導するよう一端開口が前記連通口に接続され、他端開口と前記室内ファンとの間隔を調整可能に前記室内ファンの上流に設けられていることが好ましい。この場合、誘引ガイド筒の他端開口と室内ファンとの間隔を調整することにより、室内ファンが吸引する空調空気の量と室内空気の量との比率を調整することができる。このため、室内の空調状態に応じてその間隔を調整することにより、空調効率をさらに高めることができる。

本発明に係る空気攪拌装置は、前記送風ダクトに、空調空気を通過させる開口面積を変化させて空調空気の送風量を調節可能なダンパーを有していてもよい。この場合、室内の空調状態に応じてダンパーで空調空気の送風量を調節することにより、空調効率をさらに高めることができる。

本発明によれば、室内空気の送風量に対する空調空気の送風量の割合の低下を抑えることができ、空調効率を高めることができる空気攪拌装置および空気攪拌方法を提供することができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図４は、本発明の実施の形態の空気攪拌装置を示している。なお、本発明の実施の形態の空気攪拌方法は、その空気攪拌装置により実施される方法である。
図１に示すように、空気攪拌装置１０は、ダンパー１１と上流側ガイド筒１２とチャンバ１３とケーシング１４と誘引ガイド筒１５と空調風車１６と室内ファン１７と隔壁１８と下流側ガイド筒１９と外形筒２０と整流部２１とを有している。

図２に示すように、空気攪拌装置１０は、空調装置とともに使用される。空調装置は、天井裏１に設けられ、空調機本体２と送風ダクト３とを有している。空調装置は、空調機本体２が室内４の空気を吸い込み、空調空気を送風ダクト３に送り、室内４に送風するようになっている。

図１に示すように、ダンパー１１は、送風ダクト３に取り付けられている。ダンパー１１は、空調空気Ａを通過させる開口面積を変化させて空調空気Ａの送風量を調節可能になっている。ダンパー１１は、開口面積を小さくして空調空気Ａの送風量を減らし、開口面積を大きくして空調空気Ａの送風量を増やすようになっている。ダンパー１１は、空調空気Ａの送風量をあらかじめ調節して取り付けられている。なお、図２に示すように、ダンパー１１は、送風ダクト３の途中に取り付けられていてもよい。

図１に示すように、上流側ガイド筒１２は、円筒形状を成し、送風ダクト３の下流で、天井板５を貫通して設けられている。上流側ガイド筒１２は、上端がダンパー１１に位置するよう、ケーシング１４に固定されている。上流側ガイド筒１２は、送風ダクト３から送風される空調空気Ａの一部の空調空気Ｂを、一方の開口１２ａから取り入れて他方の開口１２ｂから排出可能になっている。

図１に示すように、チャンバ１３は、天井裏１の天井板５に固定され、送風ダクト３の下流で、上流側ガイド筒１２の外周を囲むよう設けられている。チャンバ１３は、取入口３１と排出口３２とを有している。取入口３１は、チャンバ１３の上面に、上流側ガイド筒１２の外周に沿って設けられ、ダンパー１１に接続されている。排出口３２は、チャンバ１３の下面に、上流側ガイド筒１２の外周に沿って設けられている。チャンバ１３は、送風ダクト３から送風される空調空気Ａの残部の空調空気Ｃを取入口３１から取り入れ、取入口３１から取り入れられた空調空気Ｃの送風の風力を低下させて、排出口３２から排出するようになっている。

図１に示すように、ケーシング１４は、上板３３とカバー部材３４とを有し、上板３３でチャンバ１３の下流の室内４の天井板５に固定されている。図１および図３に示すように、ケーシング１４は、上板３３に、上流側ガイド筒１２が貫通された接続口３５と、チャンバ１３の排出口３２に連通し、接続口３５を取り囲むよう設けられた４つの連通口３６とを有している。ケーシング１４は、接続口３５に上流側ガイド筒１２の外周を固定している。また、図１に示すように、ケーシング１４は、カバー部材３４の下部に吹出口３７を有し、カバー部材３４の側部に４つの空気取入口３８を有している。ケーシング１４は、各空気取入口３８より下方の、カバー部材３４の内側面から中央部に向かってすり鉢状に傾斜した傾斜面３９と、傾斜面３９の中心に設けられた円形の風車取付孔４０とを有している。ケーシング１４は、風車取付孔４０の中央付近の上方に、上流側ガイド筒１２の他方の開口１２ｂが位置するよう取り付けられている。

図１に示すように、誘引ガイド筒１５は、円筒形状を成し、上流側ガイド筒１２より大きい径を有している。誘引ガイド筒１５は、ケーシング１４の内部で、上流側ガイド筒１２の外側に配置されている。誘引ガイド筒１５は、一端開口１５ａが連通口３６に接続され、他端開口１５ｂが風車取付孔４０の周縁に位置するよう、ケーシング１４の上板３３に取り付けられている。こうして、誘引ガイド筒１５は、連通口３６の下方空間を包囲している。誘引ガイド筒１５は、連通口３６からケーシング１４の内部に取り入れられる空調空気Ｃを、一端開口１５ａから取り入れて他端開口１５ｂから排出するようになっている。誘引ガイド筒１５は、他端開口１５ｂの位置を上下に調整可能になっている。

図４に示すように、空調風車１６は、複数枚の羽根、一例で４枚羽根の羽根車から成り、上流側ガイド筒１２の径とほぼ同じ外径を有している。図１に示すように、空調風車１６は、回転軸が上下方向になるよう、風車取付孔４０に取り付けられた支持部材（図示せず）に取り付けられている。支持部材は、風車取付孔４０の中央に設けられて上流側ガイド筒１２と同じ径を有する円環部材と、風車取付孔４０の中心に設けられた軸受けと、風車取付口４０と円環部材とを接続する複数の棒状の外側接続部材と、円環部材と軸受けとを接続する複数の棒状の内側接続部材とから成っている。空調風車１６は、回転軸が支持部材の軸受けに支持されて、スムーズに回転するよう取り付けられている。空調風車１６は、ケーシング１４の内部で上流側ガイド筒１２の下流に配置されている。空調風車１６は、上流側ガイド筒１２の他方の開口１２ｂから排出される空調空気Ａの一部の空調空気Ｂにより回転して送風可能になっている。

図４に示すように、室内ファン１７は、複数枚の羽根、一例で７枚羽根で、空調風車１６の周囲に、空調風車１６と一体的に設けられている。室内ファン１７は、空調風車１６の回転軸と同軸で、空調風車１６の回転とともに回転し、同じ方向に送風可能になっている。図１に示すように、室内ファン１７は、ケーシング１４の内部で誘引ガイド筒１５の下流に配置されている。室内ファン１７は、誘引ガイド筒１５の他端開口１５ｂから排出される空調空気Ｃと、空気取入口３８からケーシング１４の内部に取り入れられる室内空気Ｄとを回転により吸引して空調風車１６の送風方向に送風するようになっている。なお、これにより、誘引ガイド筒１５は、他端開口１５ｂの位置を上下に調整することにより、室内ファン１７との間隔を調整可能になっている。

図４に示すように、隔壁１８は、上流側ガイド筒１２と同じ径の円筒形状を成し、内側に空調風車１６、外側に室内ファン１７が位置するよう、空調風車１６と室内ファン１７との間に設けられ、空調風車１６および室内ファン１７と一体をなしている。図１に示すように、隔壁１８は、上流側ガイド筒１２の他方の開口１２ｂに近接して配置されている。

図１に示すように、下流側ガイド筒１９は、上流側ガイド筒１２と同じ径の円筒形状を成し、ケーシング１４の内部で、空調風車１６の下流に配置されている。下流側ガイド筒１９は、隔壁１８に近接して、支持部材の円環部材に取り付けられている。下流側ガイド筒１９は、空調風車１６からの空調空気Ｂの送風を吹出口３７に誘導するようになっている。

図１に示すように、外形筒２０は、室内ファン１７の外径よりやや大きい径の円筒形状を成し、ケーシング１４の内部で、室内ファン１７の下流に配置されている。外形筒２０は、下流側ガイド筒１９の外側で、室内ファン１７の下方空間を包囲するよう風車取付孔４０に取り付けられている。外形筒２０は、下流側ガイド筒１９より下方まで伸びて、吹出口３７に連通している。外形筒２０は、室内ファン１７から送風される空調空気Ｃおよび室内空気Ｄを吹出口３７に誘導するようになっている。

図１に示すように、整流部２１は、格子状で、空調風車１６および室内ファン１７の下流に配置されている。整流部２１は、ケーシング１４の内部の下流側ガイド筒１９の下方で、外形筒２０の下部に取り付けられている。整流部２１は、空調風車１６による下流側ガイド筒１９からの空調空気Ｂの送風、および室内ファン１７による外形筒２０からの空調空気Ｃおよび室内空気Ｄの送風を混合して、吹出口３７から下方に送風するようになっている。

次に、作用について説明する。
空気攪拌装置１０および空気攪拌方法では、送風ダクト３から送風される空調空気Ａの一部の空調空気Ｂを空調風車１６に当てて、空調風車１６とともに室内ファン１７を回転させる。チャンバ１３により、送風ダクト３から送風される空調空気Ａの残部の空調空気Ｃの風力を低下させる。その風力の低下した空調空気Ｃと室内ファン１７の周囲の室内空気Ｄとを、室内ファン１７の回転により吸引して空調風車１６の送風方向に送風する。空調風車１６および室内ファン１７の下流で、空調風車１６および室内ファン１７による送風を混合する。これにより、空調空気Ａのみまたは室内空気Ｄのみで攪拌する場合に比べ、短時間で室内の空気の温度・湿度むらを減少させ、均一化を図ることができる。また、これにより、空調装置の消費電力を減らすことができ、運転コストを低減することができる。

空調風車１６の回転数が大きくなって空調風車１６による空調空気Ｂの送風量が限界に近づいた場合、室内ファン１７が室内空気Ｄとともに空調空気Ｃも送風するため、室内ファン１７が室内空気Ｃのみを送風する場合に比べ、室内空気Ｄの送風量に対する空調空気の送風量の割合の低下を抑えることができる。このため、室内ファン１７が室内空気Ｄのみを送風する場合に比べ、空調効率を高めることができる。電気を使用することなく、室内ファン１７を回転して室内４の空気を攪拌することができるため、ファンモーターの購入や電気配線工事が不要で、設置コストを低減することができる。また、電気代を節約することができ、運転コストを低減することもできる。

チャンバ１３が、取り入れられた空調空気Ｃの風力を低下させて排出するため、室内ファン１７が空調空気Ｃの風力により室内空気Ｄを吸引できなくなるのを防止することができる。これにより、室内ファン１７で、風力の低下した空調空気Ｃとともに室内空気Ｄを送風することができる。また、室内ファン１７の回転数の変化に対応して、チャンバ１３の排出口３２から空調空気Ｃを排出することができる。

上流側ガイド筒１２、チャンバ１３、隔壁１８、下流側ガイド筒１９および外形筒２０により、空調風車１６を通る空調空気Ｂ、並びに室内ファン１７が送風する空調空気Ｃおよび室内空気Ｄを、互いに流れを乱されることなく、スムーズに送風することができる。誘引ガイド筒１５の他端開口１５ｂと室内ファン１７との間隔を調整することにより、室内ファン１７が吸引する空調空気Ｃの量と室内空気Ｄの量との比率を調整することができる。このため、室内４の空調状態に応じてその間隔を調整することにより、空調効率をさらに高めることができる。

空調空気Ａの送風量の増減に応じて空調風車１６の回転数が増減すると、室内ファン１７の回転数も増減するため、空調装置による空調空気Ａの送風量を調節することにより、室内４への混合された空気の送風量を調節することができる。また、室内４の空調状態に応じてダンパー１１で空調空気Ａの送風量を調節することにより、空調効率をさらに高めることもできる。

本発明の実施の形態の空気攪拌装置を示す縦断面図である。 図１に示す空気攪拌装置の使用状態を示す斜視図である。 図１に示す空気攪拌装置のケーシングを示す平面図である。 図１に示す空気攪拌装置の空調風車、室内ファンおよび隔壁を示す平面図である。

符号の説明

１ 天井裏
２ 空調機本体
３ 送風ダクト
４ 室内
５ 天井板
１０ 空気攪拌装置
１１ ダンパー
１２ 上流側ガイド筒
１３ チャンバ
１４ ケーシング
１５ 誘引ガイド筒
１６ 空調風車
１７ 室内ファン
１８ 隔壁
１９ 下流側ガイド筒
２０ 外形筒
２１ 整流部
３５ 接続口
３６ 連通口
３７ 吹出口
３８ 空気取入口

Claims (5)

1. 送風ダクトからの空調空気と室内空気とを混合するための空気攪拌装置であって、
   上流側ガイド筒とチャンバと空調風車と室内ファンと整流部とを有し、
   前記上流側ガイド筒は前記送風ダクトから送風される空調空気の一部を一方の開口から取り入れて他方の開口から排出可能に設けられ、
   前記チャンバは前記送風ダクトから送風される空調空気の残部を取り入れる取入口と、前記取入口から取り入れられた空調空気の風力を低下させて排出する排出口とを有し、
   前記空調風車は前記上流側ガイド筒の下流に配置され、前記上流側ガイド筒の他方の開口から排出される空調空気により回転して送風可能に設けられ、
   前記室内ファンは前記排出口の下流に配置され、前記排出口から排出される空調空気と周囲の室内空気とを回転により吸引して前記空調風車の送風方向に送風するよう前記空調風車の周囲に一体的に設けられ、
   前記整流部は前記空調風車および前記室内ファンの下流に、前記空調風車および前記室内ファンによる送風を混合するよう設けられていることを、
   特徴とする空気攪拌装置。
2. 送風ダクトからの空調空気と室内空気とを混合するための空気攪拌装置であって、
   上流側ガイド筒とチャンバとケーシングと空調風車と下流側ガイド筒と室内ファンと整流部とを有し、
   前記上流側ガイド筒は前記送風ダクトから送風される空調空気の一部を一方の開口から取り入れて他方の開口から排出可能に、前記送風ダクトの下流に設けられ、
   前記チャンバは前記上流側ガイド筒の外周を囲むよう前記送風ダクトの下流に設けられ、前記送風ダクトから送風される空調空気の残部を取り入れる取入口と、前記取入口から取り入れられた空調空気の送風の風力を低下させて排出する排出口とを有し、
   前記ケーシングは前記チャンバの下流に設けられ、前記上流側ガイド筒に接続された接続口と、前記チャンバの排出口に連通した連通口と、吹出口と、空気取入口とを有し、
   前記空調風車は前記ケーシングの内部で前記上流側ガイド筒の下流に配置され、前記上流側ガイド筒の他方の開口から排出される空調空気により回転して送風可能に設けられ、
   前記下流側ガイド筒は前記空調風車からの送風を前記吹出口に誘導するよう前記空調風車の下流に設けられ、
   前記室内ファンは前記ケーシングの内部で前記連通口の下流に配置され、前記排出口から排出されて前記連通口から前記ケーシングの内部に取り入れられる空調空気と、前記空気取入口から前記ケーシングの内部に取り入れられる室内空気とを回転により吸引して前記空調風車の送風方向に送風するよう前記空調風車の周囲に一体的に設けられ、
   前記整流部は前記空調風車および前記室内ファンの下流に、前記空調風車および前記室内ファンによる送風を混合するよう設けられていることを、
   特徴とする空気攪拌装置。
3. 誘引ガイド筒を有し、
   前記誘引ガイド筒は前記連通口から前記ケーシングの内部に取り入れられる空調空気を前記室内ファンに誘導するよう一端開口が前記連通口に接続され、他端開口と前記室内ファンとの間隔を調整可能に前記室内ファンの上流に設けられていることを、
   特徴とする請求項２記載の空気攪拌装置。
4. 前記送風ダクトに、空調空気を通過させる開口面積を変化させて空調空気の送風量を調節可能なダンパーを有することを、特徴とする請求項１、２または３記載の空気攪拌装置。
5. 請求項１または２記載の空気攪拌装置を用いた空気攪拌方法であって、
   前記上流側ガイド筒により、送風ダクトから送風される空調空気の一部を前記空調風車に当てて前記空調風車とともに前記室内ファンを回転させ、
   前記送風ダクトから送風される空調空気の残部を前記チャンバの取入口から取り入れ、風力を低下させて前記チャンバの排出口から排出された空調空気と、前記室内ファンの周囲の室内空気とを前記室内ファンの回転により吸引して前記空調風車の送風方向に送風し、
   前記整流部により、前記空調風車および前記室内ファンの下流で、前記空調風車および前記室内ファンによる送風を混合することを、
   特徴とする空気攪拌方法。
   

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