JP5271620B2 - 加湿ユニット設置ダクト - Google Patents

Description

本発明は、加湿ユニット設置ダクトに関し、さらに詳細には、給気対象室に加湿された空気を送給する際に使用される加湿ユニット設置ダクトに関する。

例えば、クリーンルームを備える建屋や工場、或いは病院等では、それらのクリーンルームや部屋（給気対象室）に所定湿度に管理された空気の送給を要求されることがある。このような場合、一般的には、給気対象室に空調空気を送給する空気調和装置（空調装置）又はダクト装置内に加湿ユニットを設置し、空調装置によってこのダクト装置を介して空調空気を給気対象室に送るとき、ダクト装置を通過する空気を加湿ユニットにより所定湿度に調湿することにより給気対象室内の空気を常に所定湿度に保っている。

すなわち、ダクト装置内に加湿ユニットが設置された加湿ユニット設置ダクトは、このダクトの上流側及び下流側それぞれに通常の送気ダクト部が接続されて構成されている。上流側の送気ダクト部には、空調装置が設置され、該空調装置の運転により上流側の送気ダクト部に吸気された外気若しくは給気対象室内の空気が、加湿ユニット設置ダクトに送られ、ここで加湿された空気は、下流側の送気ダクト部を通って給気対象室に送られる。加湿ユニット設置ダクトは、大別して、加湿ユニットが設置された拡大ダクト部と、この拡大ダクト部と上流側の送気ダクト部とを接続する接続ダクト部とから構成されている。拡大ダクト部の断面積は、送気ダクト部の断面積より大きく、従って、この拡大ダクト部と送気ダクト部とを接続する接続ダクト部は、上流側から下流側に向かって断面積が漸次増加するラッパ状をしている。拡大ダクト部の内部に設置される加湿ユニットは、種々のものがあるが、一般的にはミスト（霧状の水滴）を噴霧する多数のノズル装置と、これらノズル装置に水を供給する配管系（同時に加圧空気を送る場合には加圧空気供給配管も含む）とで構成されている。このノズル装置から噴霧されたミストは、拡大ダクト部を流れる空気中で蒸発し、これにより空気が加湿される。

拡大ダクト部の断面積が送気ダクト部のそれより大きい理由は、拡大ダクト部では、空気の風速が遅くなることから噴霧されたミストが下流に向かって流れる空気中に短距離で蒸発できるからである。すなわち、ダクト内を流れる空気の平均風速をＶ、風量をＦ、ダクト断面積をＳとしたとき、ダクト内の平均風速Ｖは、Ｖ＝Ｆ／Ｓの式で計算される。そのため、接続ダクト部では、その内部を流れる空気の風量Ｆが一定で、かつ、ダクト断面積が上流側から下流側に向かって増加するので、平均風速Ｖは、上流側から下流側に向かって漸次低下する。このように、送気ダクト部内を所定風速で送気された空気は、接続ダクト部内でその風速が次第に低下し、拡大ダクト部内では所定風速に低下した空気中にノズル装置からミストが噴霧される。これにより、ミストは、下流方向に流れる空気中に短距離で蒸発する。このようにして所定湿度に調湿された空気は、下流側の送気ダクト部を通って給気対象室に送気される。このようにミストを噴射するノズル装置からなる加湿ユニットをダクト内に設置し、通過する気体中に蒸発させて加湿する方法及び装置は、特許文献１又は特許文献２に開示されているように既に公知の技術である。
特開平７−３１８１２０号公報 特開２００７−０７８２９４号公報

上述したように、加湿ユニットを拡大ダクト部内に設置すると、加湿ユニットから噴霧されたミストは、下流方向に流れる空気中に短距離で蒸発するので、ダクト装置の長さを短くできる利点がある。しかしながら、ダクト装置は、それを設置する場合、当然のことながら種々の制約を受け、従って、拡大ダクト部の断面積を無制限に大きくすることはできない。また、加湿ユニットを設置する拡大ダクト部の断面積を小さくした場合には下流側に蒸発させるに十分な距離の空間を取らなければならないが、それも設置上の問題から難しい場合がある。そのため、加湿ユニットを設置する拡大ダクト部の断面積は、ダクト装置を設置する際の種々の制約下で選択されている。また、送気ダクト部は、必ずしも直線的に設置（施工）されるとは限らず、曲がりがあったり、風量調整用のダンパなどの構造物がダクト内部に設置されていたりすることから、これらの影響を受けてダクト内の風速分布は必ずしも均一な状態になっていない。

このような条件で設計される拡大ダクト部には、要求される最大加湿量に対応した数のノズル装置からなる加湿ユニットが設置されるが、各ノズル装置は、所定の間隔を開ける必要があり、その結果、拡大ダクト部の断面積によっては最も外側に配置されるノズル装置と拡大ダクト部を形成する外壁内面とが非常に接近することがあった。そのような場合、拡大ダクト部内で加湿ユニットから噴霧されたミストは、その一部が拡大ダクト部の壁部内面に水滴となって付着（結露）しやすくなる、という問題があった。

また、空気が送気ダクト部から接続ダクト部を通って拡大ダクト部に流れる際、接続ダクト部の断面積が拡大ダクト部に向かって漸次増加しているので、この接続ダクト部を通過する空気が拡大ダクト部に流れ込むときには、中央部を流れる空気と外壁に沿って流れる空気との風速に差が生じ、外壁に沿って流れる空気流が中央部を流れる空気流より遅くなる。すると、拡大ダクト部内においても、その内部中央を流れる空気流より外壁に沿って流れる空気流が遅くなることから、拡大ダクト部内の外壁に沿って流れる空気に乱流や逆流が発生し、これが外壁の内面に結露を生じさせる原因ともなる。このように拡大ダクト部の外壁内面に結露が生じると、加湿ユニットにより噴霧されたミストが、拡大ダクト部内を流れる空気中に設計通りに蒸発せず、よって拡大ダクト部を通過した空気は所定湿度にならない。また、中央部を流れる空気流速が設計値よりも速くなることもあり、拡大ダクト内の距離では完全に蒸発しないこともある。

この発明の目的は、かかる従来の問題点を解決するためになされたもので、給気対象室に調湿された空気を送気するダクト装置において、拡大ダクト部内に設置した加湿ユニットから噴霧されるミストが、拡大ダクト部を形成する壁部の内面に結露となって付着することなく、かつ比較的に短距離で効率的に蒸発するようにした加湿ユニット設置ダクトを提供することにある。

本発明は、送気ダクト部に接続され、内部に加湿ユニットが設置された加湿ユニット設置ダクトであり、その特徴とするところは、送気ダクト部に接続され、内部に加湿ユニットが設置された加湿ユニット設置ダクトにおいて、前記加湿ユニット設置ダクトが、加湿ユニットを内部に設置した拡大ダクト部と、前記送気ダクト部を流れる空気流を前記拡大ダクト部に流入させる接続ダクト部とから構成され、前記接続ダクト部は、その一端開口部が前記送気ダクト部の出口端に連結され、かつ他端開口部が前記拡大ダクト部の入口端に連結されていると共に、前記送気ダクト部から前記拡大ダクト部に向かって漸次断面積を増加すべく外壁板により画成された全通路を備え、前記接続ダクト部内の前記全通路が、前記外壁板に沿って前記送気ダクト部から前記拡大ダクト部に向かって空気を流す外側通路部と、この外側通路部を除いた内側通路部とから構成され、これら外側通路部と内側通路部が、前記全通路内に設置された整流手段により形成され、前記接続ダクトの前記一端開口部側および前記他端開口部側のいずれか一方又は両方に、前記送気ダクト部から前記外側通路部及び前記内側通路部に流れ込む気流の風量比を調整し、又は前記外側通路部から前記拡大ダクト部に流れ出る気流の流速分布を変更可能にする開口面積調整手段が設けられていることにある。

第２の発明に係る加湿ユニット設置ダクトの特徴は、送気ダクト部に接続され、内部に加湿ユニットが設置された加湿ユニット設置ダクトにおいて、前記加湿ユニット設置ダクトが、加湿ユニットを内部に設置した拡大ダクト部と、前記送気ダクト部を流れる空気流を前記拡大ダクト部に流入させる接続ダクト部とから構成され、前記接続ダクト部は、その一端開口部が前記送気ダクト部の出口端に連結され、かつ他端開口部が前記拡大ダクト部の入口端に連結されていると共に、前記送気ダクト部から前記拡大ダクト部に向かって漸次断面積を増加すべく外壁板により画成された全通路を備え、前記接続ダクト部内の前記全通路が、前記外壁板に沿って前記送気ダクト部から前記拡大ダクト部に向かって空気を流す外側通路部と、この外側通路部を除いた内側通路部とから構成され、これら外側通路部と内側通路部が、前記全通路内に設置された整流手段により形成され、前記接続ダクト部の前記他端開口部に風向き調整手段が設置され、前記外側通路部及び前記内側通路部から前記拡大ダクト部に流れ出る気流の流速分布を変更可能にされていることにある。

また、第３の発明に係る加湿ユニット設置ダクトの特徴は、送気ダクト部に接続され、内部に加湿ユニットが設置された加湿ユニット設置ダクトにおいて、前記加湿ユニット設置ダクトが、加湿ユニットを内部に設置した拡大ダクト部と、前記送気ダクト部を流れる空気流を前記拡大ダクト部に流入させる接続ダクト部とから構成され、前記接続ダクト部は、その一端開口部が前記送気ダクト部の出口端に連結され、かつ他端開口部が前記拡大ダクト部の入口端に連結されていると共に、前記送気ダクト部から前記拡大ダクト部に向かって漸次断面積を増加すべく外壁板により画成された全通路を備え、前記接続ダクト部内の前記全通路が、前記外壁板に沿って前記送気ダクト部から前記拡大ダクト部に向かって空気を流す外側通路部と、この外側通路部を除いた内側通路部とから構成され、これら外側通路部と内側通路部が、前記全通路内に設置された整流手段により形成され、前記接続ダクト部内の前記内側通路部には、該内側通路部を流れる空気流に抵抗を与える抵抗付与手段が設置され、該抵抗付与手段により前記内側通路部を流れる前記空気の流量を調整して前記外側通路部を流れる気流との流量比を調整すると共に前記内側通路部から前記拡大ダクト部に流れ出る気流の流速分布が調整されることにある。

第１〜第３の発明に係る加湿ユニット設置ダクトにおける実施形態のそれぞれ一例としては、前記整流手段が、前記全通路に設置された筒状体で構成され、該筒状体の一端開放部が前記送気ダクト部の前記出口端付近に位置し、他端開放部が前記拡大ダクト部の入口端付近に位置し、前記筒状体の周囲壁外表面が前記接続ダクト部の前記外壁板内面と所定の間隔を開けて前記外側通路部を形成するように前記全通路内に支持されている。

第３の発明に係る加湿ユニット設置ダクトにおける他の実施形態としては、前記接続ダクトの前記一端開口部側および前記他端開口部側のいずれか一方又は両方に、前記送気ダクト部から前記外側通路部及び前記内側通路部に流れ込む気流の風量比を調整し、又は前記外側通路部から前記拡大ダクト部に流れ出る気流の流速分布を変更可能にする開口面積調整手段が設けられている。

第３の発明に係る加湿ユニット設置ダクトにおける他の実施形態としては、前記接続ダクト部の前記他端開口部に風向き調整手段が設置され、前記外側通路部及び前記内側通路部から前記拡大ダクト部に流れ出る気流の流速分布を変更可能にする。

本発明の加湿ユニット設置ダクトにおける基本的な構造によると、外壁板により画成された接続ダクト部内の全通路が、整流手段により独立して形成された、外壁板内面に沿う外側通路部と、この外側通路部以外の内側通路部とから構成されているので、送気ダクト部から送気された空気は、接続ダクト部の外側通路部と内側通路部とを流れて拡大ダクト部に吹き出る。外側通路部と内側通路部とが独立していることから外側通路部を流れる気流の風速は、内側通路部を流れる空気の風速と同じか、又はそれより速くできるので、外壁板内面に沿って流れる空気の低速化を防止できる。従って、接続ダクト部から拡大ダクト部に流れ込んでその外壁内面に沿って流れる空気も、外壁板に沿って流れる空気の風速が、中央部を流れる空気の風速と同じ程度になるか、若しくはそれより速くなる。

このような加湿ユニット設置ダクトに係る第１の発明では、接続ダクト部の一端開口部及び他端開口部のいずれか一方又は両方に外側通路部の開口面積を調整する開口面積調整手段が設置されているので、外側通路部の入り口面積を調整して送気ダクト部から接続ダクト部の外側通路部と内側通路部に流れ込む空気の流量比を変えることができ、或いは外側通路部の出口面積を調整して外側通路部の出口から出る気流の風速を調整できることから、結果として、拡大ダクト部の外壁に沿って流れる空気の風量及び風速をダクト装置設置条件に対応して最適に調整することができる。これにより、拡大ダクト部における外壁内面への結露の発生を防止することができる。

また、第２の発明に係る加湿ユニット設置ダクトでは、接続ダクト部の他端開口部に該接続ダクト部から拡大ダクト部に吹き出る気流の向きを調整する風向き調整手段が設置されているので、外側通路部及び内側通路部の出口から出る気流の向きを調整できることから、結果として、拡大ダクト部の外壁に沿って流れる空気の風量及び風速を最適に調整できると共に、特に内側通路部から出る気流の流速分布を均一にできる。これにより、拡大ダクト部における外壁内面への結露の発生をより一層防止することができる。

更に、第３の発明に係る加湿ユニット設置ダクトでは、接続ダクト部の内側通路部内を流れる空気流に抵抗を与える抵抗付与手段を設置して内側通路部を流れる空気の風量を変えると同時に、拡大ダクト部に流れ出る空気の流速分布を均一にできることから、相対的に外側通路部を流れる空気の風速をより最適な状態に調整でき、その結果、拡大ダクト部における外壁内面への結露の発生をより一層防止することができる。

また、前述した第１及び第３の発明に係る加湿ユニット設置ダクトにおいて、外側通路部及び内側通路部を整流手段によって接続ダクト部内に形成する際、この整流手段を接続ダクト部の全通路に設置された筒状体で構成しているので、外側通路部と内側通路部との形成が非常に容易であり、また、接続ダクト部の構造が複雑化せず、その製造も容易である。

また、第３の発明に係る加湿ユニット設置ダクトに関し、接続ダクト部の一端開口部及び他端開口部のいずれか一方又は両方に外側通路部の開口面積を調整する開口面積調整手段を設置することにより、外側通路部の入り口面積を調整して送気ダクト部から接続ダクト部の外側通路部と内側通路部に流れ込む空気の流量比を変えることができ、或いは外側通路部の出口面積を調整して外側通路部の出口から出る気流の風速を調整できることから、結果として、拡大ダクト部の外壁に沿って流れる空気の風量及び風速をダクト装置設置条件に対応して最適に調整することができる。これにより、拡大ダクト部における外壁内面への結露の発生を防止することができる。

第３の発明に係る加湿ユニット設置ダクトに関し、接続ダクト部の他端開口部に該接続ダクト部から拡大ダクト部に吹き出る気流の向きを調整する風向き調整手段を設置することにより、外側通路部及び内側通路部の出口から出る気流の向きを調整できることから、結果として、拡大ダクト部の外壁に沿って流れる空気の風量及び風速を最適に調整できると共に、特に内側通路部から出る気流の流速分布を均一にできる。これにより、拡大ダクト部における外壁内面への結露の発生をより一層防止することができる。

以下、本発明の加湿ユニット設置ダクトを添付の図に示された好適な実施形態についてさらに詳細に説明する。図１は、本発明の加湿ユニット設置ダクト１０Ａの基本的な構成を示す斜視図、図２は、図１に示される加湿ユニット設置ダクト１０Ａを２−２線で切断して概略的に示す断面図、図３は、図１に示される加湿ユニット設置ダクト１０Ａを３−３線で切断して概略的に示す断面図である。これらの図から明らかなように、この加湿ユニット設置ダクト１０Ａには、その上流側及び下流側にそれぞれ通常の送気ダクト部１００（上流側に接続された送気ダクト部のみが図示されている）が接続されている。この加湿ユニット設置ダクト１０Ａは、拡大ダクト部１１と、接続ダクト部１４とから構成されている。拡大ダクト部１１は、空気の流れ方向に直交する断面が矩形状に形成された外壁板１３で構成され、その断面積は、送気ダクト部１００の断面積よりも大きく、かつ内部には加湿ユニット１２が設置されている。加湿ユニット１２は、水を霧状（ミスト状）に噴霧する従来のノズル装置が使用され、従ってその詳細な構造の説明及び図示については省略する。

接続ダクト部１４は、送気ダクト部１００を流れる空気を拡大ダクト部１１に流入させるもので、空気の流れ方向に直交する断面が矩形の筒状に形成された外壁板１５によって構成されている。これにより、接続ダクト部１４の内部には全通路１６が画成されている。全通路１６は、接続ダクト部１４の断面（空気の流れ方向に直交する断面）が四角形状であるため４つの壁面、即ち対向する一対の壁面１５ａ，１５ｂと、対向する一対の壁面１５ｃ，１５ｄとで囲まれている。接続ダクト部１４の両端、即ち全通路１６の両端側は、開放されており、その一端側の開口部１４ａは、送気ダクト部１００の出口端１００ａに連結され、また他端側の開口部１４ｂは、拡大ダクト部１１の入口端１１ａに連結されている。このように接続ダクト部１４は、送気ダクト部１００と、それより断面積の大きい拡大ダクト部１１とを接続する部品であり、送気ダクト部１００から拡大ダクト部１１に向かって漸次断面積が増加するラッパ状を呈している。この接続ダクト部１４の全通路１６は、外壁板１５の各壁面１５ａ〜１５ｄに沿った外側通路部１７と、この外側通路部１７を除く内側通路部１８とにより構成されている。

全通路１６を構成する外側通路部１７と内側通路部１８とは、整流手段によって形成され、この整流手段は、両端が開放し、かつ接続ダクト部１４の全長と同じ全長の筒状体１９により構成されている。この筒状体１９の開放した一端１９ａは、接続ダクト部１４の一端開口部１４ａに整合し、他端１９ｂは、接続ダクト部１４の他端開口部１４ｂに整合している。この筒状体１９の両端面の形状及び長さ方向に直交する任意の断面形状は、接続ダクト部１４における同じ位置での形状より小さく、かつ相似形を呈している。従って、この筒状体１９も接続ダクト部１４と同様に上流側から下流側に向かってその断面積が漸次大きくなるラッパ状を呈している。具体的には、筒状体１９は、断面が四角形に形成された壁板２０により構成され、この壁板２０は、接続ダクト部１４を形成している外壁板１５の各壁面１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにそれぞれ対面する平行な壁面２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄにより構成されている。筒状体１９は、図３に示されるように接続ダクト部１４における外壁板１５の内面に沿って空気の流れ方向に延びる複数の取付けブラッケット２１（図１，２では省略）により接続ダクト部１４の内部に支持されている。

その際、筒状体１９は、各壁面２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの外面と、それらに対面する接続ダクト部１４における各壁面１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの内面との間隔Ｓがそれぞれほぼ同じになる位置に配置される。言い換えれば、接続ダクト部１４の長手方向中心軸線（図示せず）と筒状体１９の長手方向中心軸線（図示せず）とが一致するように接続ダクト部１４内に取り付けられる。これにより、接続ダクト部１４内では、筒状体１９における各壁面２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの外面と接続ダクト部１４における各壁面１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄの内面との間が外側通路部１７となり、筒状体１９の内部が内側通路部１８となることから、接続ダクト部１４内の全通路１６は、これら２つの独立した通路１７，１８により構成されていることになる。外側通路部１７を形成している接続ダクト部１４の外壁板１５における各壁面１５ａ〜１５ｄと筒状体１９の各壁面２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄとの間隔Ｓは、図２から明らかなように、それぞれ対面する壁面が平行であるため、上流側から下流側までその間隔は同じである。しかし、接続ダクト部１４と筒状体１９それぞれの断面積が、上流側から下流側に向かって漸次増加しているので、外側通路部１７の断面積も、上流側から下流側に向かって漸次増加しているものの、その増加割合は、筒状体１９の内側通路部１８における上流側から下流側に向かって漸次増加する断面積の増加割合に比較して小さい。

次に、前述した加湿ユニット設置ダクト１０Ａにおける基本的な構造についての動作について説明する。送気ダクト部１００から送られる空気は、送気ダクト部１００の出口端１００ａで接続ダクト部１４の２つの通路、即ち、整流手段である筒状体１９を配置することにより形成された外側通路部１７と内側通路部１８とに分かれて入り、これら独立した通路部１７，１８を通って出口側である他端開口部１４ｂから拡大ダクト部１１内に吹き出す。ところで、送気ダクト部１００の出口端１００ａから接続ダクト部１４の一端開口部１４ａに入る時点での空気の平均風速は、送気ダクト部１００内の気流に偏流が生じていない限り、その断面部分のどの位置でも同じである。すなわち、理論上、外側通路部１８に入る空気の風速も内側通路部１８に入る空気の風速もその一端開口部１４ａの位置ではほぼ同じである。しかし、内側通路部１７に入った空気は、接続ダクト部１４と相似形の筒状体１９の内部を通るので、その平均風速は上流側から下流側に流れるに従って低下する。その理由は、前述した平均風速を算出する計算式から明らかなように、筒状部１９の断面積が上流側から下流側に向かって漸次増加しているからである。

他方、外側通路部１７の断面積も同様に、前述したように接続ダクト部１４の一端開口部１４ａ側から他端開口部１４ｂ側まで漸次増加しているが、その増加率は内側通路部１８の増加率に比べて非常に小さい。そのため、外側通路部１７を流れる空気の平均風速は、上流側に流れるに従って低下するが、内側通路部１８を流れる空気の平均風速の低下と比べるとかなり低い。ということは、外側通路部１７を流れる空気の風速は、内側通路部１８を流れる空気の風速に比べてその低下の程度が小さく、その結果、外側通路部１７から拡大ダクト部１１内に吹き出す空気の風速は、その外側通路部１７の間隔Ｓを適宜選択すれば、内側通路部１８から拡大ダクト部１１に吹き出す空気の流速と同じか、又はそれより速くできる。その結果、拡大ダクト部１１内を流れる空気の風速は、その外壁板１３に沿った流れの方が、中央部の空気の流れと同じか、又はそれより速くすることができ、これにより加湿ユニット１２により噴霧されたミストが外壁板１３の内面に結露し難くなり、その大部分が拡大ダクト部１１内を流れる空気中に蒸発する。
（参考例１）

図１に示されるように送気ダクト部１００は、幅寸法Ｗ１が５００ｍｍ、高さ寸法Ｈ１が５００ｍｍの壁面で形成された矩形断面を呈し、他方、拡大ダクト部１１は、幅寸法Ｗ２が９００ｍｍ、高さ寸法Ｈ２が６００ｍｍの壁面で形成された矩形断面を呈し、接続ダクト部１４は、送気ダクト部１００と拡大ダクト部１１との間に配置されてこれら両ダクトを接続している。

接続ダクト部１４の内部には、該接続ダクト部１４と相似形状の筒状体１９が設置され、接続ダクト部１４における外壁板１５の各壁面１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄと、これら各壁面に対面する筒状体１９における壁板２０の各壁面２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄとの間隔Ｓ（図２及び図３参照）を１００ｍｍとした。

送気ダクト部１００から接続ダクト部１４に、風速１０ｍ／ｓ，風量９，０００ｍ３／ｈの空気が送気されると、接続ダクト部１４内の外側通路部１７を流れる空気の風量は、５，７６０ｍ３／ｈ，内側通路部１８を流れる空気の風量は、３，２４０ｍ３／ｈであった。

外側通路部１７から拡大ダクト部１１に吹き出す空気の風速Ｖ１は、６．１ｍ／ｓであり、また内側通路部１８から拡大ダクト部１１内に吹き出す空気の風速Ｖ２は、その中央部で４．６ｍ／ｓであった。

次に、本発明の第１実施形態に係る加湿ユニット設置ダクト１０Ｂについて図４〜図７を参照しながら説明する。図４は、加湿ユニット設置ダクト１０Ｂを概略的に示す部分的な斜視図である。この実施形態の加湿ユニット設置ダクト１０Ｂの構成を説明するに際して、この加湿ユニット設置ダクト１０Ｂを示す図４〜図７において図１〜図３に示される基本的な構造の加湿ユニット設置ダクト１０Ａと同一又は相当する構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。加湿ユニット設置ダクト１０Ｂを示す図４において、横方向、即ち左右方向を矢印Ｘで示し、また縦方向、即ち上下方向を矢印Ｙで示す。また、図４では、加湿ユニット１２が設置されている拡大ダクト部１１が、仮想線（二点鎖線）で示されている。この拡大ダクト部１１と送気ダクト部１００とを接続すべくそれらの間に配置された接続ダクト部１４の内部には、図１に示される加湿ユニット設置ダクト１０Ａの構成部分と同様な筒状体１９からなる整流手段が配置されている。この実施形態の加湿ユニット設置ダクト１０Ｂでは、外側通路部１７の出入り口に、外側通路部１７と内側通路部１８とを流れる気流の風量比を調整し、また、拡大ダクト部１１に流れ出る気流の流速分布を調整する開口面積調整手段３０が設けられている。

接続ダクト１４の一端開口部１４ａ側に取り付けられる開口面積調整手段３０も他端開口部１４ｂ側に取り付けられる開口面積調整手段３０もその構成は同じであるので、一方（他端開口部１４ｂ側）に取り付けた開口面積調整手段３０についてその構成を詳細に説明する。この実施形態の加湿ユニット設置ダクト１０Ｂでは、筒状体１９の一端１９ａ及び他端１９ｂが接続ダクト１４の一端開口部１４ａ及び他端開口部１４ｂよりも内側に位置している。すなわち、筒状体１９は、その長さが接続ダクト１４よりも短く作られ、その両端部が、接続ダクト１４内に入り込んで接続ダクト１４の一端開口部１４ａと他端開口部１４ｂとの間に開口面積調整手段３０を設置するためのスペース２２が形成されている。

開口面積調整手段３０は、４枚の羽根（弁）３１と、これらの各羽根を旋回させる４つの回転軸３２から構成されている。開口面積調整手段３０を構成する４枚の羽根３１と回転軸３２は、前述したスペース２２内に配置されている。これら４つの回転軸３２のうち、２本の回転軸３２は、筒状体１９を構成している壁板２０ａ、及びこれに対面する壁板２０ｂにおける他端側の端面に沿うＸ方向に延び、かつこれに近接して配置され、その両端は接続ダクト１４の壁面１５ｃ，１５ｄを貫通して外部に延び、壁面１５ｃの外面に設置された軸受兼回転操作摘み３３、及び壁面１５ｄの外面に設置された軸受３４により支持されている。また、残りの２本の回転軸３２は、筒状体１９を構成している壁板２０ｃ、及びこれに対面する壁板２０ｄにおける他端側の端面に沿うＹ方向に延び、かつこれに近接して配置され、その両端は接続ダクト１４の壁面１５ａ，１５ｂを貫通して外部に延び、壁面１５ａの外面に設置された軸受兼回転操作摘み３３、及び壁面１５ｂの外面に設置された軸受３４により支持されている。

壁板２０ａと壁板２０ｂとの各端面に沿ってＸ方向に延びる２つの回転軸３２と、壁板２０ｃと壁板２０ｄとの各端面に沿ってＹ方向に延びる２つの回転軸３２とは、図４から明らかなようにそれらの延長方向を９０度異にするので、お互いにぶつからないように壁板２０ａ，２０ｂの各端面に沿って配置された回転軸３２が僅かに接続ダクト１４の他端開口部１４ｂ側に寄った位置に配置され、これにより相互の衝突を避けるように他の２つの回転軸３２と立体的に交差している。４枚の羽根（弁）３１は、これらが取り付けられる各回転軸３２に沿う方向に細長い等脚台形状を呈している。かかる等脚台形状の羽根は、一方の縁部に対向する他方の縁部が平行であり、台形について幾何学上では「下底」と呼ばれている長さの長い方の縁部が回転軸３２に固着されている。回転軸３２に固着される羽根３１の下底は、その羽根３１が取り付けられている回転軸３２とこれに交差する他の回転軸３２との交差位置の間であり、その交差位置付近から、下底である縁部に対して鈍角をなしている羽根３１の両側縁部が、上底である短い縁部の両端につながっている。

これにより、回転軸３２が回転して、各羽根３１が旋回しても、各羽根３１が隣接する他の回転軸３２に当接することはなく、接続ダクト部１４とその内部に配置された筒状体１９とで形成される外側通路部１７における環状の出口部開口を覆ったり、開いたりすることができる。ただし、前述したように、羽根３１は、それが取り付けられている回転軸３２と他の回転軸３２との交差位置間に取り付けられているので、図５に示されるように外側通路部１７における環状の出入り口開口面すべてを開閉し得るものではない。しかし、外側通路部１７における環状の入り口から外側通路部１７に流れ込む気流の風量を調整し、また、外側通路部１７における環状の出口から拡大ダクト部１１に吹き出す気流の風速を調整する目的から考えた場合、外側通路部１７の環状出口大部分を開閉し得る上述の構成で充分である。なお、各羽根３１は、図６に示されるようにその羽根３１を取り付けている回転軸３２の中心を通り、かつこの回転軸３２が沿う筒状体１９の壁板の延長方向を仮想の基準線２３とすると、その基準線２３を中心に両側にそれぞれ約４５度の範囲で旋回する。

接続ダクト部１４の上流側、即ち一端開口部１４ａ側に設置される開口面積調整手段３０は、送気ダクト部１００から外側通路部１７に流れ込む空気の風量を主に調整し、接続ダクト部１４の下流側、即ち他端開口部１４ｂ側に設置される開口面積調整手段３０は、外側通路部１７から拡大ダクト部１１に吹き出す空気の風速を主に調整する。このような風量調整手段３０によって外側通路部１７に流れ込む風量の調整や外側通路部１７から出る風速の調整は、ダクト装置を建物に設置するときや、設置後に何らかの理由によってダクト装置を流れる気流に偏流が生じていることが判明した時に行われる。すなわち、調湿された空気を給気対象室に送給するために設計されたダクト装置は、建物に設置するとき、或いは設置後に、予期しない原因により偏流などが生じて、ダクト内の気流分布が設計通りにならないことがある。

送気ダクト部１００から接続ダクト部１４に向かう気流に偏流を生じていると、設計通りの風量が外側通路部１７に流れ込まなくなり、その結果、外側通路部１７から吹き出す風速も設計通りではなくなる。このようなことが発生すると、拡大ダクト部１１内において加湿ユニット１２で噴霧されたミストが外壁板１３の内面に結露しやすくなり、所定通りの蒸発量を得ることができず、精度の高い湿度調整が困難になる。このような理由から、前述したように接続ダクト部１４の一端開口部１４ａ側及び他端開口部１４ｂ側に上述した開口面積調整手段３０を設けておけば、ダクト装置を建物に設置するとき、或いは設置後に、偏流などの発生によってダクト内の気流分布が設計通りにならない場合でも、拡大ダクト部１１内を流れる気流の状態をセンサなどで調べながら、いずれかの軸受兼回転操作摘み３３を回して羽根３１を旋回させ、外側通路部１７の入口開口面積を調整し、又は外側通路部１７の出口面積を調整することにより外側通路部１７に流れ込む風量と流れ出る気流の風速を精細に調整することができ、これにより拡大ダクト１内の気流の流速分布を設計通りの最適値に近づけることができる。なお、第２実施形態の加湿ユニット設置ダクト１０Ｂでは、開口面積調整手段３０が接続ダクト部１４の一端開口部１４ａ側及び他端開口部１４ｂ側に設置された例についてのものであったが、本発明では、この実施形態に限定されるものではなく、開口面積調整手段３０を接続ダクト部１４の一端開口部１４ａ側、若しくは他端開口部１４ｂ側のいずれか一方だけに取り付けて加湿ユニット設置ダクトを構成してもよい。

図８には、本発明の第２実施形態に係る加湿ユニット設置ダクト１０Ｃが示されている。この実施形態の加湿ユニット設置ダクト１０Ｃを示す図８においても、図１〜図３に示される基本的な構造の加湿ユニット設置ダクト１０Ａと同一又は相当する構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。この第２実施形態の加湿ユニット設置ダクト１０Ｃでは、接続ダクト部１４の他端開口部１４ｂに風向き調整手段４０が取り付けられている。この風向き調整手段４０は、接続ダクト部１４内の外側通路部１７及び内側通路部１８から拡大ダクト部１１に吹き出される空気の向きを上下方向Ｙ及び左右方向Ｘに制御するものである。

この風向き調整手段４０は、接続ダクト部１４から拡大ダクト部１１内に吹き出される空気の向きを左右方向Ｘに制御する第１ルーバー４１と、接続ダクト部１４から拡大ダクト部１１内に吹き出される空気の向きを上下方向Ｙに制御する第２ルーバー４２とから構成されている。第１ルーバー４１は、接続ダクト部１４の他端開口部１４ｂを画成している壁面１５ａ〜１５ｄの端面と拡大ダクト部１１の入口端１１ａとの間に挟まれるように取り付けられた枠部材４１ａに、上下方向Ｙに延びる旋回軸を中心に左右方向に旋回能に枢着された多数のフィン４１ｂで構成されている。また、第２ルーバー４２は、第１ルーバー４１の枠部材４１ａに重なるように取り付けられた枠部材４２ａに、左右方向Ｘに延びる旋回軸を中心に上下方向Ｙに旋回可能に枢着された多数のフィン４２ｂで構成されている。

第１ルーバー４１では、最も左側と右側とにある各フィン４１ｂが通過空気を拡大ダクト部１１の左右の壁部内面に向かって吹き出すような角度に傾斜されており、これら最も左側と右側の各フィン４１ｂから中央部のフィン４１ｂに移るに従ってその傾きは次第に小さくなり、第１ルーバー４１の中央部付近では、通過空気がほぼ真っ直ぐ、即ち拡大ダクト部１１の長手方向に吹き出すように向けられている。他方、第２ルーバー４２では、最も上側と下側とにある各フィン４２ｂが通過空気を拡大ダクト部１１の上下の壁部内面に向かって吹き出すような角度に傾斜されており、これら最も上側と下側の各フィン４２ｂから中央部のフィン４２ｂへ移るに従ってその傾きが次第に小さくなり、第２ルーバー４２の中央部付近では、通過空気がほぼ真っ直ぐ、即ち拡大ダクト部１１の長手方向に吹き出すように向けられている。

これら２つのルーバー４１，４２により、接続ダクト部１４内の外側通路部１７から拡大ダクト部１１に吹き出す空気の風向きは、強制的に左右方向と上下方向とに制御され、さらに筒状体１９内の内側通路部１８から拡大ダクト部１１に吹き出す空気のうち、壁面２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄに沿った外側寄りを流れる空気も強制的に左右方向と上下方向とに向けられる。また、第１実施形態の加湿ユニット設置ダクト１０Ｂにおける開口面積調整手段３０と同様に、ダクト装置の設置時、又は設置後に、送気ダクト部内の気流に偏流が生じている場合には、第１ルーバー４１と第２ルーバー４２における各フィン４１ｂ，４２ｂの向きを適時調整して、外側通路部１７から吹き出る空気の流速を速め、或いは内側通路部１８から吹き出る空気の流速分布を均一にする。その結果、接続ダクト部１４から拡大ダクト部１１に吹き出す空気について、拡大ダクト部１１の外壁板内面に沿う気流の風量を十分に確保して風速を安定化することができ、また、内側通路部１８から吹き出る気流の流速分布を均一化することができる。その結果、拡大ダクト部１１の外壁板内面に沿う気流の風速が一層安定し、拡大ダクト部の外壁板内面への結露の発生が防止される。

ところで、第２実施形態に係る加湿ユニット設置ダクト１０Ｃを構成する風向き調整手段４０は、第１実施形態に係る加湿ユニット設置ダクト１０Ｂを構成する開口面積調整手段３０を兼ねている、ともいえる。すなわち、風向き調整手段４０を構成している第１ルーバー４１のＸ方向に整列した多数のフィン４１ｂのうち最外側のフィン４１ｂや、第２ルーバー４２のＹ方向に整列した多数のフィン４２ｂのうち最外側のフィン４２ｂが、開口面積調整手段３０の各羽根３１に相当することになるので、これらのフィン４１ｂ，４２ｂにより外側通路部１７の出口開口面積を調整して外側通路部１７から拡大ダクト部１１に吹き出す気流の風速を調整すると同時に、その向きも調整できる。そして、第２実施形態に係る加湿ユニット設置ダクト１０Ｃでは、前述したように風向き調整手段４０によって内側通路部１８から拡大ダクト部１１に吹き出る気流の方向も精細に調整できるので、内側通路部１８から吹き出る気流の流速分布を均一にすることができる。そのため、開口面積調整手段３０と風向き調整手段４０とを組み合わせて加湿ユニット設置ダクトを構成することもできる。すなわち、接続ダクト１４の一端開口部１４ａ側に開口面積調整手段３０を設置し、接続ダクト部１４の他端開口部１４ｂ側に風向き調整手段４０を設置して加湿ユニット設置ダクトを構成することも好ましい。

外側通路部１７から拡大ダクト部１１に吹き出る気流の風量及び風速を調整し、内側通路部１８から拡大ダクト部１１に吹き出る気流の分布を均一にする他の手段としては、筒状体１９の他端１９ｂである内側通路部１８の出口に抵抗付与手段５０を設置して内側通路部１８を流れる気流に抵抗を与えるようにしてもよい。図９は、このような抵抗付与手段５０を備える本発明の第３実施形態に係る加湿ユニット設置ダクト１０Ｄを示している。この実施形態の加湿ユニット設置ダクト１０Ｄでは、抵抗付与手段５０の具体的な構成として、金網のようなメッシュ板、或いは多数の穴を開けたポーラス板を使用することができる。この実施形態では、図９に示されるように抵抗付与手段５０であるメッシュ板を筒状体１９の他端１９ｂに取り付けたものであるが、この発明では、内側通路部１８の入口である筒状体１９の一端１９ａに抵抗付与手段５０であるメッシュ板やポーラス板を取り付けてもよく、また、内側通路部１８の内部に取り付けてもよい。なお、このような抵抗付与手段５０は、筒状体１９の入口に取り付けてもよく、また、第１実施形態及び第２実施形態に係る加湿ユニット設置ダクト１０Ｂ，１０Ｃに取り付けてもよい。

前述した各実施形態に係る加湿ユニット設置ダクト１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄは、接続ダクト部１４の内部に設置される整流手段として、接続ダクト部１４に相似する形状の筒状体１９を使用したが、本発明では、かならずしも筒状体１９が接続ダクト部１４に相似する形状である必要はなく、例えば、外側通路部１７の断面積が上流側から下流側に向かって一定、又は漸次減少するような形状の筒状体を用いることもできる。その一例としては、筒状体１９の形状を、該筒状体１９における壁板２０の各壁面２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが、それぞれ対面する接続ダクト部１４における外壁板１５の各壁面１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに対して上流側から下流側に向かって漸次接近するように形成すれば、それぞれ対面する壁面の間隔が上流側から下流側に向かって漸次小さくなることから、そのような外側通路部を形成することができる。

このように外側通路部１７の断面積が、接続ダクト部１４の一端開口部１４ａ側から他端開口部１４ｂ側へ向かって同じか、或いは次第に減少することにより外側通路部１７から拡大ダクト部１１に吹き出される空気の風速が内側通路部１８を流れる空気の風速に比べて速くなり、その結果、拡大ダクト部１１の外壁板内面に沿って流れる空気流に乱流や逆流の発生を防止でき、これを原因とする外壁板内面への結露の発生を防止することができる。ただし、外側通路部１７の断面積をどの程度にするか、或いは外側通路部１７の断面積を上流側から下流側に向かって同じか、又は次第に減少させる場合、対面する壁面間の間隔をどのくらいとするかは、拡大ダクト部１１に吹き出される空気の風速と拡大ダクト部１１の中央部を流れる空気の風速を測定することにより所望の状態とすることにより決めることができる。

前述したように、各実施形態に係る加湿ユニット設置ダクトでは、送気ダクト部で送気された空気が拡大ダクト部に流れるとき、接続ダクト部内に形成した独立する外側通路部と内側通路部とにより拡大ダクト部の外壁板内面に沿う気流の風速を速めるようにしたことで、拡大ダクト部に設置された加湿ユニットから噴霧されるミストが外壁板内面に結露することを防止できるので、給気対象室に送気する空気を所定湿度に調整することができる。

本発明に係る基本的な構造の加湿ユニット設置ダクトを概略的に示す斜視図。 図１に示される加湿ユニット設置ダクトを２−２線で切断して示す断面図。 図１に示される加湿ユニット設置ダクトを３−３線で切断して示す断面図。 本発明の第１実施形態に係る加湿ユニット設置ダクトの構成を部分的に分解して示す斜視図。 図４に示される加湿ユニット設置ダクトの一部を拡大して示す部分的な正面図。 図４に示される加湿ユニット設置ダクトを６−６線で切断して示す断面図。 図６に示される加湿ユニット設置ダクトを７−７線で切断して示す断面図。 本発明の第２実施形態に係る加湿ユニット設置ダクトの構成を部分的に分解して示す斜視図。 本発明の第３実施形態に係る加湿ユニット設置ダクトの構成を部分的に分解して示す斜視図。

１０Ａ 基本的な構造の加湿ユニット設置ダクト
１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ 第１〜３実施形態に係る加湿ユニット設置ダクト
１１ 拡大ダクト部
１２ 加湿ユニット
１３ 外壁板
１４ 接続ダクト部
１４ａ 一端開口部
１４ｂ 他端開口部
１５ 外壁板
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ 壁面
１６ 全通路
１７ 外側通路部
１８ 内側通路部
１９ 筒状体（整流手段）
１９ａ 一端
１９ｂ 他端
２０ 壁板
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 壁面
２１ 取付けブラケット
３０ 開口面積調整手段
３１ 羽根（弁）
３２ 回転軸
４０ 風向き調整手段
５０ 抵抗付与手段（金網）

Claims (6)

1. 送気ダクト部に接続され、内部に加湿ユニットが設置された加湿ユニット設置ダクトにおいて、
   前記加湿ユニット設置ダクトが、加湿ユニットを内部に設置した拡大ダクト部と、前記送気ダクト部を流れる空気流を前記拡大ダクト部に流入させる接続ダクト部とから構成され、
   前記接続ダクト部は、その一端開口部が前記送気ダクト部の出口端に連結され、かつ他端開口部が前記拡大ダクト部の入口端に連結されていると共に、前記送気ダクト部から前記拡大ダクト部に向かって漸次断面積を増加すべく外壁板により画成された全通路を備え、
   前記接続ダクト部内の前記全通路が、前記外壁板に沿って前記送気ダクト部から前記拡大ダクト部に向かって空気を流す外側通路部と、この外側通路部を除いた内側通路部とから構成され、これら外側通路部と内側通路部が、前記全通路内に設置された整流手段により形成され、
   前記接続ダクトの前記一端開口部側および前記他端開口部側のいずれか一方又は両方に、前記送気ダクト部から前記外側通路部及び前記内側通路部に流れ込む気流の風量比を調整し、又は前記外側通路部から前記拡大ダクト部に流れ出る気流の流速分布を変更可能にする開口面積調整手段が設けられていることを特徴とする加湿ユニット設置ダクト。
2. 送気ダクト部に接続され、内部に加湿ユニットが設置された加湿ユニット設置ダクトにおいて、
   前記加湿ユニット設置ダクトが、加湿ユニットを内部に設置した拡大ダクト部と、前記送気ダクト部を流れる空気流を前記拡大ダクト部に流入させる接続ダクト部とから構成され、
   前記接続ダクト部は、その一端開口部が前記送気ダクト部の出口端に連結され、かつ他端開口部が前記拡大ダクト部の入口端に連結されていると共に、前記送気ダクト部から前記拡大ダクト部に向かって漸次断面積を増加すべく外壁板により画成された全通路を備え、
   前記接続ダクト部内の前記全通路が、前記外壁板に沿って前記送気ダクト部から前記拡大ダクト部に向かって空気を流す外側通路部と、この外側通路部を除いた内側通路部とから構成され、これら外側通路部と内側通路部が、前記全通路内に設置された整流手段により形成され、
   前記接続ダクト部の前記他端開口部に風向き調整手段が設置され、前記外側通路部及び前記内側通路部から前記拡大ダクト部に流れ出る気流の流速分布を変更可能にすることを特徴とする加湿ユニット設置ダクト。
3. 送気ダクト部に接続され、内部に加湿ユニットが設置された加湿ユニット設置ダクトにおいて、
   前記加湿ユニット設置ダクトが、加湿ユニットを内部に設置した拡大ダクト部と、前記送気ダクト部を流れる空気流を前記拡大ダクト部に流入させる接続ダクト部とから構成され、
   前記接続ダクト部は、その一端開口部が前記送気ダクト部の出口端に連結され、かつ他端開口部が前記拡大ダクト部の入口端に連結されていると共に、前記送気ダクト部から前記拡大ダクト部に向かって漸次断面積を増加すべく外壁板により画成された全通路を備え、
   前記接続ダクト部内の前記全通路が、前記外壁板に沿って前記送気ダクト部から前記拡大ダクト部に向かって空気を流す外側通路部と、この外側通路部を除いた内側通路部とから構成され、これら外側通路部と内側通路部が、前記全通路内に設置された整流手段により形成され、
   前記接続ダクト部内の前記内側通路部には、該内側通路部を流れる空気流に抵抗を与える抵抗付与手段が設置され、該抵抗付与手段により前記内側通路部を流れる前記空気の流量を調整して前記外側通路部を流れる気流との流量比を調整すると共に前記内側通路部から前記拡大ダクト部に流れ出る気流の流速分布が調整されることを特徴とする加湿ユニット設置ダクト。
4. 前記整流手段が、前記全通路に設置された筒状体で構成され、該筒状体の一端開放部が前記送気ダクト部の前記出口端付近に位置し、他端開放部が前記拡大ダクト部の入口端付近に位置し、前記筒状体の周囲壁外表面が前記接続ダクト部の前記外壁板内面と所定の間隔を開けて前記外側通路部を形成するように前記全通路内に支持されている請求項１〜３のいずれかに記載の加湿ユニット設置ダクト。
5. 前記接続ダクトの前記一端開口部側および前記他端開口部側のいずれか一方又は両方に、前記送気ダクト部から前記外側通路部及び前記内側通路部に流れ込む気流の風量比を調整し、又は前記外側通路部から前記拡大ダクト部に流れ出る気流の流速分布を変更可能にする開口面積調整手段が設けられている請求項３に記載の加湿ユニット設置ダクト。
6. 前記接続ダクト部の前記他端開口部に風向き調整手段が設置され、前記外側通路部及び前記内側通路部から前記拡大ダクト部に流れ出る気流の流速分布を変更可能にする請求項３に記載の加湿ユニット設置ダクト。

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