JP4999941B2 - 空気式誘引放射ユニット - Google Patents

Description

本発明は空気式誘引放射ユニットに関するものである。

冷温水などの熱媒が流れる多数のパイプをパネルに埋め込み、熱放射により室内などを空調する輻射パネルがある。

特開平７−１９５３３号公報

この輻射パネルは熱放射による熱移動のみのため空調効率が低く、断熱が悪い所や熱負荷が大きな所、空気の出入りが大きな所など空調に不向きな空間が多く利用範囲が限定され、結露対策なども必要でコスト高となる問題がある。また、マルチエアコンやファンコイルユニットなどの室内空調機は、冷風又は暖風の風速が速くてドラフト感を与え、温度ムラを生じる問題があった。

本発明は上記課題を解決するため、室内の隅部又は／及び凹部に沿って設置され空調機から給気される調和空気で室内の空気を誘引混合して室内へ整流状に放出しかつ誘引混合空気の熱を室内へ放射する誘引放射ユニットであって、前記隅部又は／及び前記凹部に沿って伸びる細長い全体形状を有し、この全体形状のうちで前記隅部又は／及び前記凹部に臨む面を凸状にしたことを最も主要な特徴とする。

請求項１の発明によれば、
（１）凸状の部位を室内の隅部又は／及び凹部の空スペースを利用して納めることができるので、室内に設置しても邪魔にならず、余分で無駄な設置スペースが不要となる。
（２）凸状の部位が、室内の隅部又は／及び凹部に嵌合するので施工が容易で、ガタツキなく取付できる。
（３）全体形状が細長で室内を少ない数のユニットで広範囲に空調できる。
（４）従来の輻射パネルではパネル面からの熱放射のみであるが、本発明では誘引混合放射ケースからの熱放射に加えて、開孔部を介して放射整流器からも室内へ熱放射するので、放射エネルギーを高比率で遠距離まで到達させることができる。この遠距離放射作用と、誘引混合空気が天井近くに滞留しないように室内との温度差を少なくして整流状に放出することで生じる遠距離かつ広範囲な熱伝達作用と、室内空気の誘引により生じるサーキュレーター作用と、による相乗効果で、室内空気温度分布が均一化され、高効率、高能力でドラフトや温度ムラのない快適空調が行える。そのため、熱放射のみの空調と比べて空調に不向きな空間が少なく利用範囲が広い。
（５）誘引混合空気は、放射整流器及び誘引混合放射ケースの部材抵抗により分流拡散しながら風速を落として伝熱板の隙間を通過しながら整流状となり、誘引混合空気の熱を放射整流器全域に均一に熱伝達する。すなわち、伝熱板にて誘引混合空気の熱を効率良く確実に放射整流器全域に熱伝達させて蓄熱し、誘引混合放射ケースに均一に熱伝導させることができ、常時安定した熱放射が行える。しかも、伝熱板にて誘引混合空気を整流状に放出でき、空調空気温度分布の均等化を図れる。さらに、誘引混合空気を、誘引混合放射ケースの中央線沿いに室内方向へ送り、放射整流器を通して室内へ出すので、放射整流器全域に誘引混合空気を、偏在やバイパスなしに確実に分流して整流状に流しかつ誘引混合放射ケース全域に均一に熱伝導させることができ、エレメント当りの有効空調範囲が広く空調効率の向上を図れる。
（６）送気部の吹出口が一つで済み、構造を簡素化でき製作が容易である。
（７）従来の輻射パネルは熱放射のために熱源水を用いているが、本発明では調和空気を放射熱源としているので水漏れ事故の心配がなくて設備が簡略化でき、送風動力無しでサーキュレーター効果を得られ、運転コストを低減できる。
（８）調和空気と室内の空気を混合させるので露点制御が可能で、結露対策のためのドレン処理設備が不要となってコストダウンを図れ、調和空気の風量当たりの冷房能力又は暖房能力を大きく（給気温度を通常より低温化又は高温化）して給気風量を少なくすることで、送風動力削減とダクト等の設備の小型化によりコストダウンを図れる。

請求項２の発明によれば、
（１）送気部の内部空間を吹出口の長辺方向の風上側から風下側へ向かって縮径させてあるので、吹出口の長辺方向全域で風量、風速を均一化できてバラツキを生じない。そのため、誘引ムラが無くてサーキュレーター効果が高く、均等に誘引空気を混合できて、誘引混合放射ケースから放出される空気の温度ムラがなく、安定した快適空調が行える。
（２）風向調整機構がない場合、調和空気が斜めに流れるが、風向調整機構の抵抗により送気部の長手方向と直交方向に風向きを調整することができ、これにより誘引混合空気の風向きを調整して、気流の方向と分布を均一化し、空調効率の向上を図れる。

請求項３の発明によれば、
（１）楕円状直管にて放射整流器の反りや撓みなどの変形を防止し補強できて安全性が高く、低圧損で誘引混合空気をスムーズに放出させることができ、空調機の送風動力削減を図れる。

請求項４の発明によれば、
（１）吹出風速及び／又は誘引風速を任意に変更でき、空調に最適な誘引空気混合比を選択でき、空調効率の向上をさらに図れる。

請求項５の発明によれば、
（１）蓄熱体によって放射整流器全域の熱分布をより確実に均一化できるので、室内の温度分布が良好となり、一層安定した快適空調が行える。

請求項６の発明によれば、
（１）（１）誘引混合放射ケースの開孔部に、開孔部を遮るように伝熱板の突起部がつらなって位置するので、伝熱板の長手方向への誘引混合空気の分流が促進されて、開孔部へのバイパス（素通り）を確実に防止でき、誘引混合空気の熱を放射整流器全域に均一に熱伝達することができる。
（２）突起部によって伝熱板から室内への熱放射が、誘引混合放射ケースの開孔部を通って放射状に行われるので、広範囲に放射エネルギーを到達させることができ、室内空気温度分布が一層均一化され、温度ムラのない快適空調が行える。

図１〜図９は、本発明の空気式誘引放射ユニットの一実施例を示しており、この空気式誘引放射ユニットは、室内の隅部Ｍに沿って設置され空調機から給気される調和空気で室内の空気を誘引混合して室内へ整流状に放出しかつ誘引混合空気の熱を室内へ放射するものであって、隅部Ｍに沿って伸びる細長い全体形状を有し、この全体形状のうちで隅部Ｍに臨む面１を凸状にしている。調和空気は、図示省略の空調機にて温湿度調整されてダクト等の送風路１７を介して給気される。本発明において、隅部Ｍは、天井、壁、柱その他室内に存在する物により構成される部分を全て含むものとする。図例は、天井と壁の隅部Ｍに空気式誘引放射ユニットを設置した場合を示している。

空気式誘引放射ユニットは、調和空気を送り出す送気部１１と、誘引口１０を有しこれに送気部１１の調和空気が吹き込まれることで室内Ｓの空気を誘引混合して多数の開孔部９から室内Ｓへ向かって放出する誘引混合放射ケース１６と、フード１３と、を備えている。送気部１１、誘引混合放射ケース１６及びフード１３は隅部Ｍに沿って伸びるように構成する。この誘引混合放射ケース１６の内部に、誘引混合空気を分流させて整流状にして開孔部９を介して室内Ｓへ案内すると共に誘引混合空気の熱を誘引混合放射ケース１６に熱伝導させて室内Ｓへ熱放射させかつ開孔部９を通して室内Ｓへ熱放射させる放射整流器２を、設ける。放射整流器２は、全体が扁平な矩形状で誘引混合放射ケース１６の少なくとも一面（図例では室内Ｓに臨む側）と熱伝導自在に接触させる。

放射整流器２は、熱伝導及び熱放射率の高いアルミ等の材質であって帯状の多数の伝熱板８…を所定ピッチで面対向させて設けると共に誘引混合空気が分流して伝熱板８、８の隙間を熱伝達しながら整流状に通過するように構成する。各伝熱板８…には、法線方向から複数の楕円状直管９９を間隔をあけて挿着し、この楕円状直管９９の楕円長軸を隅部Ｍから室内Ｓに向くようにする。

誘引混合空気は、放射整流器２及び誘引混合放射ケース１６の部材抵抗により分流拡散しながら風速を落として伝熱板８、８の隙間を通過しながら整流状となり、誘引混合空気の熱を放射整流器２全域に均一に熱伝達する。開孔部９は、誘引混合放射ケース１６の室内Ｓに臨む側の面３０の略全域に互いに間隔をあけて形成する。図例では開孔部９は長孔状となっているが、丸や他の形状とするも自由で、位置の変更も自由である。室内Ｓへの放射整流器２及び誘引混合放射ケース１６の熱放射作用及び誘引混合空気放出による熱伝達作用を最大限に引き出すために、誘引混合放射ケース１６の面３０全体に対する開孔部９全体の総面積比は２〜３割以上に設定するのが好ましいが変更は自由である。誘引混合空気の分流拡散作用と整流通過作用と熱伝達作用を最適に機能させるために放射整流器２の空気入口側に対して空気出口側の風速が半分以下、好ましくは２０％〜３０％以下にダウンするように伝熱板８や開孔部９の形状や数、ピッチ等を設定構成する。

フード１３は、隅部Ｍに臨む凸状面１を有すると共にこの凸状面１と対向し室内Ｓに露出する開口部１４を有している。凸状面１は、図例では二等辺三角形を成すような山形となっているが、その形状や構造の変更は自由である。フード１３の内部には扁平な矩形状の誘引混合放射ケース１６を、これの周側面のうちのすくなくとも対向する二側面から誘引口１０までの範囲とフード１３及び送気部１１との間に誘引空気路用の間隔部１５を設けて、設置する。誘引混合放射ケース１６はフード１３に対して開閉又は着脱自在に構成する。図例では、誘引混合放射ケース１６の長辺（長手）方向の両横から誘引口１０に回り込むように間隔部１５を設けているが、短辺方向の両横からも回り込むようにし、四側面（全周）全部に間隔部を設けるなど変更は自由である。また、送気部１１への空気入口１８はフード１３の凸状面１に設けているが位置や数の変更は自由である。

誘引混合放射ケース１６には、送気部１１の調和空気が吹き込まれるライン状の誘引口１０を、間隔部１５を形成する対向二側面の中間の中央線Ｌ沿いに形成し、送気部１１に、誘引口１０に沿って調和空気を吹出すライン状の吹出口１２を、形成する。送気部１１は、風上から風下に向かって狭くなる漏斗状の仕切材１９、１９とフード１３で囲まれた部位にて構成される。送気部１１の内部空間は、吹出口１２の長辺方向の風上側から風下側へ向かって縮径させ、送気部１１に風向を調整する風向調整機構Ｇを設ける。図例では、送気部１１の内部を傾斜板１１ａで仕切って内部空間を縮径させているが、送気部１１自体を縮径させたり、その他の方法で縮径させてもよい。また、送気部１１の形状、構造等の変更は自由で、例えばフード１３とは別個の部材と仕切材１９、１９で送気部１１を構成してもよい。

風向調整機構Ｇは、調和空気の気流方向と交わる方向に伸びる複数の小壁条部７を間隔をあけて設けて成る。風向調整機構Ｇがない場合、図６の点線の太矢印のように調和空気が斜めに流れるが、風向調整機構Ｇの抵抗により図６の実線の太矢印のように送気部１１の長手方向と直交方向に風向きを調整することができる。この小壁条部７の幅と高さは変更自由である。

図９に示すように、ライン状の吹出口１２の短辺側の間隙幅ＨＡを調整して吹出風速を変更自在な吹出幅調整機構Ａ、及び、ライン状の誘引口１０の短辺側の間隙幅ＨＢを調整して誘引風速を調整自在な誘引幅調整機構Ｂを、設ける。吹出幅調整機構Ａは、吹出口１２の短辺側の間隙幅ＨＡを増減させる吹出口幅調整部材３と、吹出口幅調整部材３を着脱又はスライド自在に取付ける固定手段４と、を備え、誘引幅調整機構Ｂは、誘引口１０の短辺側の間隙幅ＨＢを増減させる誘引口幅調整部材５と、誘引口幅調整部材５を着脱又はスライド自在に取付ける固定手段６と、を備える。固定手段４、６は、一点鎖線で略して示すネジ等の公知の螺着部材等にて成る。図例では吹出口幅調整部材３と誘引口幅調整部材５は一対の折曲片を用いて構成しているが、形状、構造等の変更は自由である。空調に最適な誘引空気混合比の例をあげると、調和空気吹出風量：誘引風量が約６：４であるが、設定変更は自由である。なお、吹出幅調整機構Ａと誘引幅調整機構Ｂの一方又は両方を省略するも自由である。

図７に示すように、調和空気は、実線の太矢印のように送気部１１から吹出されて誘引混合放射ケース１６内に入ると吹出口１２と誘引口１０の間隙部が負圧となって、短い点線の太矢印のように室内Ｓの空気を間隔部１５を介して誘引し、長い点線の太矢印のように誘引混合放射ケース１６内で混合しながら分流拡散して室内Ｓへ整流状に放出される。これらを繰り返して室内Ｓと誘引放射ユニットとの間で空気が対流循環し撹拌される。冷房時は室内Ｓよりも温度が低い誘引混合空気と冷熱放射により空調し、暖房時は室内Ｓよりも温度が高い誘引混合空気と温熱放射により空調する。調和空気は、例えば結露防止や空調効率化のために、誘引混合された時点で室内Ｓの露点温度より高温で絶対湿度が低くなるように設定するが、変更は自由である。

なお、図１０のように、各伝熱板８…に、その両端部まで複数の直管９９…を所定ピッチで挿着し、各直管９９の内部に、誘引混合空気の熱を直管９９を介して蓄熱する蓄熱体Ｔを設けてもよい。蓄熱体Ｔは、蓄熱自在かつ熱伝導自在な材質であれば良く、固体、流体いずれを用いるも自由で、流体の場合は直管９９の内部に蓄熱体Ｔを封入する。なお、図例では直管９９は楕円状となっているが真円状としたり、図７の実施例において伝熱板８の直管９９を挿着していない部分の穴を省略してもよく、放射整流器２の形状、構造等の変更は自由である。

図１１と図１２は、前記各実施例において、放射整流器２の各伝熱板８に、法線方向（伝熱板８の平面に垂直な方向）に突出すると共に隣合う伝熱板８に接触乃至近接する短筒状の突起部９８を、長手方向へ所定ピッチで形成し、誘引混合放射ケース１６の所定又は全ての開孔部９と突起部９８とを対向させる。伝熱板８…を所定ピッチで面対向させて設けたとき、図例のように突起部９８の中心軸が、隣りの伝熱板８の突起部９８の中心軸と重なって、突起部９８…が直線状につらなるように配置する。なお、図例では突起部９８は楕円形としているが丸形や多角形など変更は自由である。この場合、熱放射は開孔部９から室内Ｓに向かって放射状に進行する。同時に、突起部９８は誘引混合空気の分流促進効果も発揮する。

図１３と図１４は、誘引放射ユニットを室内の凹部Ｎに沿って設置した場合の実施例で、凹部Ｎに沿って伸びる細長い全体形状を有し、この全体形状のうちで凹部Ｎに臨む面１を凸状にしている。送気部１１の空気入口１８はフード１３の長手方向の一端面に設けている。フード１３は、凹部Ｎに臨む凸状面１を有すると共にこの凸状面１と対向し室内Ｓに露出する開口部１４を有している。図７のように、各伝熱板８…には、法線方向から複数の楕円状直管９９を間隔をあけて挿着し、この楕円状直管９９の楕円長軸を凹部Ｎから室内Ｓに向くようにする。その他の構成は前記各実施例と同様であるので説明は省略する。本発明において、凹部Ｎは、壁、柱、天井その他室内に存在する物により構成される部分を全て含むものとする。図例は、壁と柱の凹部Ｎと、柱と壁の隅部Ｍと、に各々空気式誘引放射ユニットを設置した場合を示している。

空気式誘引放射ユニットの隅部への設置例を示す斜視図である。 図１の側面断面図である。 ユニット全体の斜視図である。 ユニット全体の平面図である。 誘引混合放射ケースの上面の一部を破断させた平面図である。 送気部と誘引混合放射ケースの平面中央横断面図である。 図４のＥ方向から見た断面図である。 フードの一部を破断させた全体の斜視図である。 図６のＦ方向から見た送気部と誘引混合放射ケースの要部断面図である。 放射整流器の変形例を示す要部断面図である。 放射整流器の他の変形例を示す要部平面断面図である。 図１１のＪ方向から見た他の変形例の要部断面図である。 空気式誘引放射ユニットの隅部と凹部への設置例を示す側面図である。 図１３の平面断面図である。

２ 放射整流器
８ 伝熱板
９ 開孔部
１０ 誘引口
１１ 送気部
１２ 吹出口
１３ フード
１４ 開口部
１５ 間隔部
１６ 誘引混合放射ケース
９８ 突起部
９９ 直管
Ａ 吹出幅調整機構
Ｂ 誘引幅調整機構
Ｇ 風向調整機構
ＨＡ 間隙幅
ＨＢ 間隙幅
Ｌ 中央線
Ｍ 隅部
Ｎ 凹部
Ｓ 室内
Ｔ 蓄熱体

Claims (6)

1. 室内（Ｓ）の隅部（Ｍ）又は／及び凹部（Ｎ）に沿って設置され空調機から給気される調和空気で室内の空気を誘引混合して室内へ整流状に放出しかつ誘引混合空気の熱を室内へ放射する細長い全体形状の誘引放射ユニットであって、
   前記隅部（Ｍ）又は／及び前記凹部（Ｎ）に臨む凸状面（１）を有すると共にこの凸状面（１）と対向し前記室内（Ｓ）に露出する開口部（１４）を有するフード（１３）と、前記調和空気を送り出す送気部（１１）と、誘引口（１０）を有すると共に多数の開孔部（９）が形成され前記誘引混合空気を前記開孔部（９）から前記室内（Ｓ）へ向かって放出する誘引混合放射ケース（１６）と、を備え、
   前記誘引混合放射ケース（１６）の内部に、所定ピッチで面対向する帯状の多数の伝熱板（８）を設けて前記誘引混合空気を分流させて前記伝熱板（８）、（８）の隙間を熱伝達させながら整流状に通過させ前記開孔部（９）を介して前記室内（Ｓ）へ案内すると共に前記誘引混合空気の熱を前記誘引混合放射ケース（１６）に熱伝導させて前記室内（Ｓ）へ熱放射させかつ前記開孔部（９）を通して前記室内（Ｓ）へ熱放射させる放射整流器（２）を、設け、
   前記フード（１３）の内部に前記誘引混合放射ケース（１６）を、これの周側面のうちの対向する二側面から前記誘引口（１０）までの範囲と前記フード（１３）及び前記送気部（１１）との間に誘引空気路用の間隔部（１５）を設けて、設置し、
   前記誘引混合放射ケース（１６）に、前記送気部（１１）の前記調和空気が吹き込まれて前記間隔部（１５）を介して前記室内（Ｓ）の空気を誘引するライン状の前記誘引口（１０）を、前記間隔部（１５）を形成する前記対向二側面の中間の中央線（Ｌ）沿いに形成し、前記送気部（１１）に、前記誘引口（１０）に沿って前記調和空気を吹出すライン状の吹出口（１２）を、形成したことを特徴とする空気式誘引放射ユニット。
2. 送気部（１１）の内部空間を、吹出口（１２）の長辺方向の風上側から風下側へ向かって縮径させると共に、前記送気部（１１）に、前記調和空気の気流方向と交わる方向に伸びる複数の小壁条部（７）を間隔をあけて設けて成り前記調和空気の風向を調整する風向調整機構（Ｇ）を、設けた請求項１記載の空気式誘引放射ユニット。
3. 放射整流器（２）の伝熱板（８）…に、複数の楕円状直管（９９）を挿着し、この楕円状直管（９９）の楕円長軸を隅部（Ｍ）又は／及び凹部（Ｎ）から室内（Ｓ）に向くようにした請求項１又は２記載の空気式誘引放射ユニット。
4. ライン状の吹出口（１２）の短辺側の間隙幅（ＨＡ）を調整して吹出風速を変更自在な吹出幅調整機構（Ａ）、及び／又は、ライン状の誘引口（１０）の短辺側の間隙幅（ＨＢ）を調整して誘引風速を調整自在な誘引幅調整機構（Ｂ）を、設けた請求項１、２又は３記載の空気式誘引放射ユニット。
5. 楕円状直管（９９）の内部に、誘引混合空気の熱を蓄熱する蓄熱体（Ｔ）を設けた請求項３記載の空気式誘引放射ユニット。
6. 放射整流器（２）の各伝熱板（８）に、法線方向に突出すると共に隣合う前記伝熱板（８）に接触乃至近接する短筒状の突起部（９８）を、長手方向へ所定ピッチで形成し、誘引混合放射ケース（１６）の開孔部（９）と前記突起部（９８）を対向させた請求項１、２、３、４又は５記載の空気式誘引放射ユニット。

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