JP5318518B2 - 吹出口装置 - Google Patents

Description

この発明は、屋内競技場や劇場、工場や倉庫などの大空間または高天井の屋内広域空間に、新鮮な外気や温度調整された空調空気を供給するダクトの吹出口装置に関する。

建物内を空調換気する場合、屋外から外気を取り込み、必要に応じて空調機で温度調整し、ダクトを介して屋内に空調空気を吹出している。屋内広域空間に新鮮な外気や温度調整された空気を供給する技術として、図１２ないし図１４の吹出口装置が知られている。図１２に示すエルボノズル方式の吹出口装置１００は、上方に延びるダクト１０１の先端部に空調空気Ａ１の流れ方向を変えるエルボ１０２が取付けられている。エルボ１０２の軸心Ｃ２は、ダクト１０１の軸心Ｃ１に対して角度θ３（θ３＝４５°）だけ傾いており、空調空気Ａ１はエルボ１０２によって斜め上方に吹き出すようになっている。図１３および図１４に示すスプリットタワーノズル方式の吹出口装置１１０は、上方に延びるダクト１１１の上端部に空調空気Ａ２の流れ方向を変えるスプリットタワー１１２が取付けられている。スプリットタワー１１２は、上端部１１２ａが閉塞されており、側面部に空調空気Ａ２の吹出口１１３が形成されている。吹出口装置１１０は、吹出口１１３から水平方向に角度θ４（θ４＝１００°）をもって空調空気Ａ２を吹き出すようになっている。

空調空気を吹き出す装置の一例として、ダクトからの空調空気をグルリから間欠的に水平方向に吹き出すようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、空気吹出口の内部に可撓性薄板からなるガイドベーンを配置した技術が知られている（例えば特許文献２参照。）。
特開２００５−１２７５３２号公報 特開平６−２１３５０４号公報

しかし、図１２のエルボノズル方式の吹出口装置１００は、ダクト１０１の先端部に取付けられたエルボ１０２が完全に露出しているので、とくに屋内競技場や劇場などにおいては美観を損なうという問題がある。また、特許文献１の装置では、空調空気を吹き出すグリルが完全に露出するので、建築物の種類によっては美観を損なうという問題がある。このように、屋内競技場や劇場などにおいては、空調設備は周囲に配慮した美観を有するデザインが求められる。

図１３および図１４に示すスプリットタワーノズル方式の吹出口装置１１０は、上端部が閉塞されているので、ダクト１１２から供給される空調空気の動圧を有効に利用することができない。そのため、吹出口１１３から吹き出される空調空気Ａ２が所定の距離まで届かなくなり、到達距離の面で劣るという問題がある。特許文献２の装置においては、一枚の可撓性薄板からなるガイドベーンが空気吹出口の内部に設けられているが、一枚のみガイドベーンでは風向、風量、空気の拡散範囲を精度よく制御することが難しく、空調空気の吹き出しが不安定になり易いという問題がある。

そこでこの発明は、空調空気の到達距離を大に維持しつつ空調空気の安定した吹き出しを可能にし、しかも美観を高めることが可能な吹出口装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、上方に延びる筒状のダクトの上端部から空調対象空間に空調空気を吹き出す吹出口装置であって、前記ダクト上端部に斜め輪切り状の吹出口を形成し、該吹出口の内側に、上方へ向かう前記空調空気の流れを水平方向の流れに変える複数のガイドベーンを設け、前記吹出口における最も低位置側に、前記空調空気の流速を高める気流絞りを形成したことを特徴とする吹出口装置である。

この発明によれば、上方に向かうダクト内の空調空気は、吹出口の内側に設けられた複数のガイドベーンによって水平方向の流れに変えられ、吹出口から空調対象空間に吹き出される。ガイドベーンは、吹出口の内側に設けられているので、外部からガイドベーンが見えにくくなり、吹出口装置の美観を高めることが可能となる。また、吹出口における最も低位置側に、空調空気の流速を高める気流絞りを形成される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の吹出口装置において、前記複数のガイドベーンは、前記吹出口に対して上下方向に回動可能に設けられていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の吹出口装置において、前記複数のガイドベーンは、前記吹出口の内側に取外し可能に設けられたベーンリングに支持されており、該ベーンリングは前記ダクト上端部の軸心周りに回動可能に設けられていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の吹出口装置において、前記複数のガイドベーンの直下には、前記ダクト上端部の軸方向に沿って下方に延びるガイド部がそれぞれ設けられていることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の吹出口装置において、前記ガイド部は、前記複数のガイドベーンのうち一つおきに設けられていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ダクト上端部に斜め輪切り状の吹出口を形成することにより、吹出口の開口面積を十分に確保できるので、空調空気の動圧を十分に有効に利用することが可能となり、吹出口から吹き出される空調空気の到達距離を大に維持することができる。また、空調空気の流れを水平方向の流れに変えるガイドベーンは、吹出口の内側に複数設けられているので、吹出口の全域にわたって空調空気の流れを制御することができ、空調空気の安定した吹き出しが可能となる。さらに、ガイドベーンは、吹き出し口の内側に設けられるので、外部からガイドベーンが見えにくくなり、屋内競技場や劇場などにおける空調設備の美観を高めることができる。

また、吹出口における最も低位置側に気流絞りを形成したので、吹出口の最も低位置側の空調空気の流れを高速にすることができ、吹出口の上位置側の空調空気を水平方向に誘引することができる。これにより、各ガイドベーンから空調対象空間に向かう空調空気の干渉を回避することができ、吹き出し位置に関わらず空調空気をほぼ水平方向に吹き出すことが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、複数のガイドベーンは吹出口に対して上下方向に回動可能に設けられているので、吹出口からの空調空気の吹き出し角度を冷房または暖房に適した角度に調整することができる。

請求項３に記載の発明によれば、複数のガイドベーンは吹出口の内側に取り外し可能に設けられたベーンリングに支持されているので、ベーンリングを取外すことにより、ガイドベーンの角度を容易に調整することができる。また、ベーンリングはダクトの軸心周りに回動可能に設けられているので、空調空気の吹き出しを左右方向にも調整することができる。

請求項４に記載の発明によれば、複数のガイドベーンの直下にはダクト上端部の軸方向に沿って下方に延びるガイド部を設けているので、上方に向かうダクト内の空調空気をガイドベーンに円滑に導くことができる。

請求項５に記載の発明によれば、ガイド部は複数のガイドベーンのうち一つおきに設けられているので、ダクト内の流路抵抗を減少させることができ、空調空気の吹き出し能力を高めることができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。

図１ないし図１０は、この実施の形態に係る吹出口装置１を示している。吹出口装置１は、ダクト２０側からの新鮮な外気や温度調整された空調空気Ａを屋内広域空間（空調対象空間）Ｈに吹出す装置であり、この実施の形態では吹出口装置１は屋内競技場３０に複数設置されている。すなわち、屋内競技場３０には、図９および図１０に示すように観客席が設けられており、例えば二階の床面Ｆから上方に延びるダクト２０の頂部に取付けられた吹出口装置１によって、観客席を含む空調対象空間Ｈに向けて空調空気Ａが吹き出されるようになっている。

吹出口装置１は、主としてダクト上端部２、ベーンリング３、ガイドベーン４、ガイド部８を有している。ダクト上端部２は、例えば円筒状の金属部材から構成されている。ダクト上端部２は、上端面２ａが斜め輪切り状にカットされており、これによりダクト上端部２の上端面２ａは傾斜面に形成されている。ダクト上端部２の下端面は、水平方向に輪切り状に形成されている。ダクト上端部２の上端面２ａは、ダクト上端部２およびダクト２０の軸心Ｃに対して角度θ１（θ１＝４５°）に設定されている。このように、ダクト上端部２には、上端面２ａを斜めにカットすることにより、斜め輪切り状の吹出口２ｄが形成されている。吹出口２ｄの内側には、複数のガイドベーン４が設けられている。複数のガイドベーン４は、吹出口２ｄの内側に取付けられたベーンリング３に支持されている。

ベーンリング３は、例えば円筒状の金属部材から構成されており、ダクト上端部２内に収納可能となるように、外径はダクト上端部２の内径よりも若干小に形成されている。ベーンリング３は、上端面３ｂおよび下端面３ｃが斜め輪切り状にカット成されている。ベーンリング３の上端面３ｂおよび下端面３ｃの傾斜角度は、ダクト上端部２の上端面２ａの傾斜角度θ１と同一となっている。ベーンリング３の上端面３ｂにおける頂部３ｄは、ダクト上端部２の上端面２ａにおける頂部２ｂと対向している。同様に、ベーンリング３の上端面３ｂにおける最も低い部位３ｄは、ダクト上端部２の上端面２ａにおける最も低い部位２ｃと対向している。ベーンリング３の下端面３ｃにおける最も低い部位は、ダクト上端部２の内周面に固定された円弧状のリング受け部７によって受け止められている。これにより、ベーンリング３は、ダクト上端部２に対して取外し可能となっており、ダクト上端部２の軸心Ｃ周りに回動可能となっている。この実施の形態においては、ベーンリング３が軸心Ｃ周りに回動可能となっていることから、正面に対して左右方向にそれぞれ約１５度の範囲で空調空気Ａの吹き出し方向を設定することができる。

吹出口２ｄの内側には、複数のガイドベーン４が斜め方向に所定の間隔をもって配置されている。ガイドベーン４は、上方へ向かう空調空気Ａの流れを水平方向の流れに変える機能を有している。図６に示すように、各ガイドベーン４は、金属製のシャフト４ｃに対して矢印Ｂ方向に回動可能に支持されている。ガイドベーン４は、図５に示すように、例えば略Ｌ字状に折り曲げられた薄板の金属部材から構成されている。ガイドベーン４は、下部４ｄが垂直方向に延びており、上部４ｅが水平方向に延びている。ガイドベーン４の下部４ｄと上部４ｅの間に位置する中間部４ｆは、垂直方向から水平方向に緩やかに湾曲している。各ガイドベーン４は、配置位置によって軸方向（シャフト４ｃの軸方向と同一方向）の長さが異なっている。各ガイドベーン４の上部４ｅは、軸方向の長さがダクト上端部２の内径よりも若干短くなっている。各ガイドベーン４の下部４ｄの軸方向（シャフト４ｃの軸方向と同一方向）の長さは、上部４ｅの軸方向の長さよりも若干短くなっている。

各ガイドベーン４を支持するシャフト４ｃは、両端がベーンリング３の側面部３ａに固定されている。ガイドベーン４の上下方向のほぼ中間部には、保持部材４ａが固定されている。保持部材４ａは、例えば合成樹脂部材から構成されており、上下方向に弾性変形可能な一対の保持片４ａ１を有している。保持部材４ａには、一対の保持片４ａ１の内側にシャフト４ｃを保持するための保持空間部４ｂが形成されている。保持部材４ａは、図５に示すように、シャフト４ｃに向けて押圧されることにより、保持空間部４ｂの内面がシャフト４ｃと嵌合し、ガイドベーン４はシャフト４ｃに対して支持されるようになっている。保持部材４ａは、金属製のシャフト４ｃに対する摩擦係数が高いので、シャフト４ｃと嵌合した状態では空調空気Ａの流れによってシャフト４ｃに対して容易に回動することはなく、ガイドベーン４は吹出口２ｄに対して所定の角度を保つことが可能となっている。そして、冷房や暖房のために空調空気Ａの吹き出し角度を変える際には、ガイドベーン４を手動で上下方向に回動させることが可能となっている。

複数のガイドベーン４の直下には、ダクト上端部２の軸方向に沿って下方に延びるガイド部８が設けられている。各ガイド部８は、上端が各ガイドベーン４の下部４ｄと所定の間隔をもって対向するように配置されている。各ガイド部８は、平板状の金属部材から構成されており、上方に向かうダクト上端部２内の空調空気Ａを各ガイドベーン４に円滑に導く機能を有している。各ガイド部８は、下端を水平方向に一直線状に揃えるために上下方向の長さが異なっている。各ガイド部８の下端は、ダクト上端部２の内面下部に設けられたガイド受け部材９によって保持されている。

ダクト上端部２の吹出口２ｄの最上部には、固定ガイドベーン５が設けられている。固定ガイドベーン５は、ベーンリング３の側面部３ａの内面に固定されている。固定ガイドベーン５は、収納スペースの関係で上下方向に回動不可となっているが、ベーンリング３と同様に上方へ向かう空調空気Ａの流れを水平方向の流れに変える機能を有している。ダクト上端部２の吹出口２ｄにおける最も低位置側には、調和空気Ａの流速を高める気流絞りＫが形成されている。気流絞りＫは、ベーンリング３の内面からダクト上端部２の軸心Ｃに向かって突出する突起部材６とこれに対向するガイドベーン４によって構成されている。突起部材６は、下流側にいくにつれてダクト上端部２の軸心Ｃ側に徐々に突出する形状に形成されており、気流絞りＫにおける流路幅Ｗは上流側の流路幅に比べて著しく小に設定されている。気流絞りＫの下流側に位置する突起部材６の上面は、水平に形成されている。

ダクト上端部２の内側における各ガイド部８の上流側には、空調空気Ａの流れを整流するための金網１０が設けられている。金網１０の外周部は、ダクト上端部２の内面に固定された複数の保持具１１によって保持されている。ダクト上端部２の下部の内面には、鋼管からなるダクト２０と連結するための連結リング１２が取付けられている。連結リング１２の下端部は、ダクト上端部２の下端面よりも下方に突出している。連結リング１２のダクト上端部２の下端面よりも下方に突出している部位は、ダクト２０の上端部の内側に嵌合可能となっている。ダクト２０と嵌合した連結リング１２は、ダクト２０側に設けられた複数のボルト（図示略）により外周面が押圧され、これによりダクト２０側に固定されている。

つぎに、吹出口装置１における空調空気Ａの吹き出し角度の調整について説明する。

ガイドベーン４の角度を調整する際には、ダクト上端部２内に収納されているベーンリング３を上方に引抜き、ベーンリング３をダクト上端部２から取外す。ここで、ベーンリング３は、ダクト上端部２の内面に固定されたリング受け部７によって受け止められているだけなので、ベーンリング３を引上げるだけの動作でベーンリング３を容易にダクト上端部２から取外すことができる。図３は、ダクト上端部２から取外されたベーンリング３を示している。各ガイドベーン４は、ベーンリング３の側面部３ａに固定されたシャフト４ｃに回動可能に支持されているので、ガイドベーン４を強制的に手動でシャフト４ｃの軸心周りに回動させることにより、ガイドベーン４の上下方向の角度を変えることができる。

空調対象空間を暖房する場合は、ガイドベーン４は図６の実線で示す位置にあり、冷房にする際にはガイドベーン４を角度θ２だけ下方に傾けることにより、空調空気Ａの吹き出し角度を調整することができる。そして、ガイドベーン４の角度を調整した後、ベーンリング３を再びダクト上端部２内に収納することにより、吹出口２ｄからの空調空気Ａの吹き出し角度を変えることができる。また、ベーンリング３はダクト上端部２の軸心Ｃ周りに回動可能であるので、ベーンリング３を軸心Ｃ周りに回動させることにより、空調空気Ａの吹き出しを左右方向にも調整することができる。

つぎに、吹出口装置１の作用について説明する。

ここで、吹出口装置１は、図９および図１０に示すように、屋内競技場３０の二階に設置されるものとする。また、建屋内のバックスペースに設けられた機械室に空調機が設置され、この空調機からの空調空気Ａが床下ピット（給気ダクト）を経由してダクト２０に送気されるものとする。ダクト２０により送られてきた空調空気Ａは、ダクト上端部２の吹出口２ｄから屋内競技場３０の屋内広域空間（空調対象空間）Ｈに向けて吹き出される。ここで、ダクト上端部２は斜め輪切り状の吹出口２ｄを形成しており、吹出口２ｄの開口面積を十分に確保できるので、空調空気Ａの動圧を有効に利用することができ、吹出口２ｄから吹き出される空調空気Ａの到達距離を大に維持することができる。したがって、吹出口２ｄから吹き出される空調空気Ａの到達距離は、図１２のエルボノズル方式の吹出口装置に比べて遜色がなく、空調空気Ａは所望の位置まで確実に到達する。この実施の形態では、吹出口装置１から吹き出される空調空気Ａは、吹出口２ｄからの距離が０．５ｍないし３８ｍ離れた範囲内において、いずれの場所でも温度の均一性が確認できた。図９は、冷房時（吹き出し温度差マイナス７℃）における空調空気Ａの流れを示しており、軌跡Ｓ１は流速０．５ｍ／Ｓの場合であり、軌跡Ｓ２は流速０．２５ｍ／Ｓの場合である。図１０は、暖房時（吹き出し温度差プラス１０℃）における空調空気Ａの流れを示しており、軌跡Ｓ３は流速０．５ｍ／Ｓの場合であり、軌跡Ｓ４は流速０．２５ｍ／Ｓの場合である。このように、ダクト上端部２の上端面２ａを斜め輪切り状にカットすることにより、空調空気Ａを確実に所望の位置まで到達させることが可能となり、屋内広域空間（空調対象空間）Ｈは最適な温度および湿度に維持される。

空調空気Ａの流れを水平方向の流れに変えるガイドベーン４は、吹出口２ｄの内側に複数設けられているので、空調空気Ａを空調対象空間Ｈに向けて安定して吹き出すことが可能となる。すなわち、吹出口装置１においては、吹出口２ｄの全域にわたって複数のガイドベーン４が配置されているので、従来技術のように単一のガイドベーンにより空調空気の流れを制御する場合に比べて、格段に空調空気Ａの安定した吹き出しが可能になる。また、複数のガイドベーン４の直下にはダクト上端部２の軸方向に沿って下方に延びるガイド部８を設けているので、上方に向かうダクト内の空調空気Ａを各ガイドベーン４に円滑に導くことができる。

ダクト上端部２の吹出口２ｄにおける最も低位置側には、気流絞りＫが形成されているので、吹出口２ｄの最も低位置側を流れる空調空気Ａを上方の位置側を流れる空調空気Ａよりも高速にすることができ、吹出口２ｄの上方の位置側を流れる空調空気Ａを水平方向に誘引することができる。これにより、各ガイドベーン４から空調対象空間Ｈに向かう空調空気Ａの干渉を回避することができ、吹出口２ｄから吹き出される空調空気Ａは吹き出し位置に関わらず、ほぼ水平方向に吹き出すことが可能となる。

吹出口装置１のガイドベーン４は、図７および図８に示すように、ダクト上端部２の内側に配置されているので、側面および背面からは全く見えないことになる。そのため、吹出口装置１の美的外観を高めることができ、吹出口装置１を屋内競技場３０にマッチしたポール型のデザインとすることができる。屋内競技場３０や劇場などにおいては、室内に配置される空調設備には室内のデザインと調和した機能美が求められており、ガイドベーン４がほとんど見えなくなる構造とした吹出口装置１は、美的外観を十分に考慮した空調設備といえる。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、ダクト先端部２は、ダクト２０に対して分離可能な構造としているが、ダクト先端部２はダクト２０と一体構造であってもよい。また、ガイドベーン４による吹き出し角度の調整およびベーンリング３の軸心Ｃ周りの回動は、この実施の形態では手動により行うように構成されているが、サーボモータなどを用いた遠隔操作により行うことも可能である。

また、上記の実施の形態では、全てのガイドベーン４に対応してガイド部８が設けられているが、図１１に示すように、ガイド部８は複数のガイドベーン４のうち一つおきに設ける構成としてもよい。このように、ガイド部８を一つおきに配置することにより、ダクト先端部２内の流路抵抗を減少させることができ、調和空気Ａの吹き出し能力を高めることができる。

以上のように、この発明に係る吹出口装置は、空調空気の到達距離を大に維持しつつ空調空気の安定した吹き出しを可能にし、しかも美的外観を高めることができるので、産業上極めて有用である。

この発明の実施の形態に係る吹出口装置の断面図である。 図１の吹出口装置の正面図である。 図１の吹出口装置におけるベーンリングの側面図である。 図３のベーンリングの正面図である。 図１の吹出口装置におけるガイドベーンの断面図である。 図５のガイドベーンの動きを示す断面図である。 図１の吹出口装置の側面図である。 図１の吹出口装置の背面図である。 図１の吹出口装置が配置される屋内競技場内の冷房時における空調空気の流れを示す断面図である。 図１の吹出口装置が配置される屋内競技場内の暖房時における空調空気の流れを示す断面図である。 図１の吹出口装置の変形例を示す断面図である。 従来の吹出口装置の一例を示す側面図である。 従来の吹出口装置の別の例を示す正面図である。 図１３の吹出口装置のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

符号の説明

１ 吹出口装置
２ ダクト上端部
２ａ 上端面
２ｄ 吹出口
３ ベーンリング
４ ガイドベーン
４ａ 保持部材
４ｃ シャフト
５ 固定ガイドベーン
６ 突起部材
７ リング受け部
８ ガイド部
９ ガイド受け部材
１０ 金網
１１ 連結リング
２０ ダクト
３０ 屋内競技場
Ａ 空調空気
Ｋ 気流絞り
Ｈ 空調対象空間

Claims (5)

1. 上方に延びる筒状のダクトの上端部から空調対象空間に空調空気を吹き出す吹出口装置であって、前記ダクト上端部に斜め輪切り状の吹出口を形成し、該吹出口の内側に、上方へ向かう前記空調空気の流れを水平方向の流れに変える複数のガイドベーンを設け、前記吹出口における最も低位置側に、前記空調空気の流速を高める気流絞りを形成したことを特徴とする吹出口装置。
2. 前記複数のガイドベーンは、前記吹出口に対して上下方向に回動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の吹出口装置。
3. 前記複数のガイドベーンは、前記吹出口の内側に取外し可能に設けられたベーンリングに支持されており、該ベーンリングは前記ダクト上端部の軸心周りに回動可能に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の吹出口装置。
4. 前記複数のガイドベーンの直下には、前記ダクト上端部の軸方向に沿って下方に延びるガイド部がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の吹出口装置。
5. 前記ガイド部は、前記複数のガイドベーンのうち一つおきに設けられていることを特徴とする請求項４に記載の吹出口装置。

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