JP6198686B2

JP6198686B2 - 床下吹出型室内機の風向ガイドユニット

Info

Publication number: JP6198686B2
Application number: JP2014143212A
Authority: JP
Inventors: 慎太郎小林
Original assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Electric Building Techno-Service Co Ltd
Priority date: 2014-07-11
Filing date: 2014-07-11
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2034-07-11
Also published as: JP2016017728A

Description

本発明は床下吹出型室内機の風向ガイドユニットに関する。

従来から、電算機室などの二重床に設置され、この床下に向かって冷却した空気を給気として吹き出す床下吹出型室内機が知られている。

下記特許文献１には、電算機室に設けられた床下吹出型室内機が開示されている。以下、電算機室１１０の概略構成について図９を用いて説明する。図９において、電算機室１１０は、床１１２、壁及び天井（図示せず）により囲まれた空間である。床１１２から上方に離間して二重床１１４が設けられ、この二重床１１４にラック１１６が複数設置されている。これらラック１１６に挟まれて通路１１８が位置している。二重床１１４の下、すなわち床１１２と二重床１１４の間には空間が確保されている。以降、この空間を、二重床１１４の内部空間１２０と称する。この内部空間１２０には、各ラック１１６の電気及び通信ケーブル（図示せず）などが収容される。

また、電算機室１１０の壁側において、二重床１１４上に床下吹出型室内機１２２が設置されている。この室内機１２２は、電算機室１１０内の空気を吸込口１２４から吸い込んで冷却し、その冷却後の空気を給気として底面に設けられた吹出口１２６から内部空間１２０に向かって下向きに吹き出す。二重床１１４の一部には、床開口１２８が設けられており、床下吹出型室内機１２２から吹き出された給気が床開口１２８を通して二重床１１４上に送り出されるようになっている。各ラック１１６は、これの底面又は一方の側面から空気を取り込み、上面又は他方の側面に排気することで、内部発熱を処理している。

また、下記特許文献２には、排気ファンを有する室外機に取り付けられ、排気ファンから排出される排気の方向を任意の方向に調整する風向ガイドユニットが記載されている。

特開２００６−０６４３０３号公報特開２００９−６３１８６号公報

床下吹出型室内機は、通常、二重床の内部空間へ垂直方向下側に向けて給気を吹き出す構成となっている。しかしながら、このような構成では、床下吹出型室内機から吹き出される給気が、内部空間において床面に当たってから拡散するので、圧力損失が高くなるとともに、内部空間における適切な風向の変更ができないという問題がある。このような問題を解決するために、床下吹出型室内機の直下の内部空間の床面に、ダクト等からなる風向ガイド部材を設置し、垂直方向下側に向かう給気を、水平方向又は所望の方向へと風向をガイドする例がある。

しかしながら、従来の風向ガイド部材では、ダクトの加工又は床面への据付作業に手間がかかるという問題があった。特に、床下吹出型室内機の直下の内部空間の床面に、ラック用ケーブルが配置されている場合、これらのケーブルを避けるように風向ガイド部材を製作及び配置する、あるいはそれらのケーブルを移設しなければならないので、その作業に手間がかかってしまう。また、従来の風向ガイド部材においては、床面に据付けた後に、風向を変更することができない。そこで、風向を変更するため、風向ガイド部材より下流側に新規に風向板などを設置する場合がある。しかしながら、この場合、特に電算機室の運用開始後においては、内部空間には多くのラック用ケーブルが既に配置されているので、風向板の設置スペースの確保と取付作業に手間がかかるという問題があった。

本発明の目的は、床下吹出型室内機の直下の内部空間の床面に容易に設置することができ、給気の風向を調整することができる床下吹出型室内機の風向ガイドユニットを提供することにある。

本発明は、二重床に設置され、この二重床の内部空間に向かって給気を吹き出す床下吹出型室内機の風向ガイドユニットにおいて、床下吹出型室内機の直下の内部空間に設けられ、給気を所望の方向へガイドする風道が形成された風向ガイド部材と、床下吹出型室内機と風向ガイド部材の間に設けられ、当該室内機からの給気を風向ガイド部材に導くとともに、柔軟性を有し振動を吸収する継手部材と、風向ガイド部材と内部空間の床面との間に設けられ、垂直方向における風向ガイド部材及び継手部材の高さを調整する伸縮部材と、を有し、伸縮部材は、垂直方向における継手部材の上端の高さが、二重床下面より低くなる寸法から、継手部材の上端の高さが床下吹出型室内機の底面より高くなる寸法まで伸縮自在であり、継手部材は、中空のゴム板と中空の鋼板とを交互に積層した筒状の積層体を有することを特徴とする。

また、ゴム板は、低せん断弾性率かつ高耐久性を有するゴム材料であることが好適である。ゴム材料は、例えば天然ゴムである。

また、風向ガイド部材は、風道の枠を形成する枠部材と、枠部材の外周に着脱可能に複数取り付けられて風道を形成するパネルと、を有し、少なくとも１つのパネルには、給気が内部空間に吹き出す開口が形成されることができる。

また、パネルの開口は、格子状のガラリであることができる。

また、パネルの開口には、角度を変更して風向を調整可能なルーバーが設けられることができる。

また、ルーバーは、水平ルーバーと垂直ルーバーの２段積み構成であることができる。

さらに、ルーバーに接続され、ルーバーの角度を遠隔から調整する駆動部を有することができる。

本発明の床下吹出型室内機の風向ガイドユニットによれば、床下吹出型室内機下の内部空間の床面に容易に設置することができ、給気の風向を調整することができる。

本実施形態に係る電算機室の構成を示す図である。本実施形態に係る床下吹出型室内機の風向ガイドユニットの構成を示す図である。継手部材の構成を示す断面図である。継手部材の構成を示す断面図である。風向ガイドユニットの設置状態を示す図である。ルーバー付きパネルを示す図である。駆動部に接続されたルーバー付きパネルを示す図である。２段積みルーバー付きパネルを示す図である。従来の電算機室の構成を示す図である。

以下、本発明に係る床下吹出型室内機の風向ガイドユニットの実施形態について、図を用いて説明する。一例として、電算機室に設置される床下吹出型室内機を挙げ、この床下吹出型室内機に使用される風向ガイドユニットについて説明する。なお、本発明は、上記のような電算機室用室内機に限らず、二重床に設置される床下吹出型室内機であれば、例えばサーバールーム用、データセンタ用及びクリーンルーム用室内機にも適用できる。

図１は、本実施形態に係る電算機室１０の構成を示す図である。なお、図１の符号１０〜２８は、従来技術を示す図９の１１０〜１２８の百の桁を除いて対応する構成要素と同様であるため、詳細な説明は省略する。

床下吹出型室内機（以降、単に「室内機」と記す）２２は、電算機室１０の二重床１４に設置される。室内機２２と室外機（図示せず）とにより冷房専用の空調機が構成される。室内機２２は、電算機室１０内の空気を吸い込む吸込口２４と、吸い込んだ空気を濾過するフィルタ（図示せず）と、濾過された空気を冷却する熱交換器（図示せず）と冷却された空気を給気として送風するファン（図示せず）と、給気を内部空間２０に向かって吹き出す吹出口２６とを有する。吸込口２４は、図１に示されるように室内機２２の上面に設けられる。なお、本発明はこの構成に限定されず、吸込口２４が側面の上部に設けられても良い。一方、吹出口２６は、例えば２個であり、室内機２２の底面に形成される。吹出口２６から吹き出される給気は、内部空間２０へ下側に向けて吹き出される。

室内機２２の直下の内部空間２０には、風向ガイドユニット３０が設けられる。本実施形態の風向ガイドユニット３０は、図１に示されるように、２個設けられる。しかし、本発明はこの数２個に限定されず、吹出口２６の数に対応する個数を設けることができる。風向ガイドユニット３０は、吹出口２６を囲って風道を形成し、吹出口２６からの下側に向かう給気を、所望の方向へガイドする。以下、風向ガイドユニット３０の具体的構成について、図２から４を用いて説明する。

図２は、本実施形態に係る風向ガイドユニット３０の構成を示す図であり、図３，４は、継手部材３２の構成を示す図であり、図５は、風向ガイドユニット３０の設置状態を示す図である。なお、これらの図中の矢印Ｚは、垂直（鉛直）方向を示す。

風向ガイドユニット３０は、給気を所望の方向へガイドする風道が形成された風向ガイド部材３４と、風向ガイド部材３４の上部に設けられる継手部材３２と、風向ガイド部材３４の下部に設けられる伸縮部材３６とを有する。本実施形態の風向ガイドユニット３０において形成される風道は、垂直方向Ｚから見ると矩形である。

風向ガイド部材３４は、風道の枠を形成する枠部材（図示せず）と、枠部材の外周に着脱可能に複数取り付けられて風道を形成するパネル３８とを有する。

枠部材は、垂直方向Ｚに延びる柱状の柱部材と、水平方向に延びる梁状の梁部材とを有する。柱部材は４本あり、風向ガイド部材３４が形成する風道の四隅にそれぞれ配置される。梁部材は、風道の四隅に配置された柱部材の間をそれぞれ接続し、垂直方向Ｚから見ると矩形の一辺をそれぞれ形成する。

パネル３８は、枠部材の外周に着脱可能に複数取り付けられる。具体的には、パネル３８が、風向ガイド部材３４の各側面を形成するように、枠部材の外周に着脱可能に４枚取り付けられる。風向ガイド部材３４の側面とは、垂直方向Ｚを含む面のことである。これにより、風向ガイド部材３４において、垂直方向Ｚに延びる風道が形成される。そして、風向ガイド部材３４の底面には、この風道を塞ぐ底板（図示せず）が設けられる。なお、枠部材に対する各パネル３８の着脱方法は、周知の技術を用いることができ、例えばボルト・ナット、ビス、マグネットなどを利用することができる。

枠部材に取り付けられる４枚のパネル３８のうち少なくとも１枚には、図２に示されるような開口４０が形成される。この開口４０から、室内機２２から風向ガイド部材３４に供給された給気が内部空間２０に吹き出される。開口４０は、給気の風量に応じて任意の大きさに形成される。本実施形態の開口４０は、図２に示されるように格子状のガラリ４２である。パネル３８は枠部材に対して着脱可能であるので、風向ガイド部材３４の設置後、電算機室１０の運用状況に応じて、開口４０が形成されているパネル３８と、開口４０が形成されていないパネル３８とを適宜交換することができる。

継手部材３２は、図５に示されるように、室内機２２と風向ガイド部材３４の間に設けられ、室内機２２からの給気を風向ガイド部材３４に導くとともに、柔軟性を有し振動を吸収する。

次に、継手部材３２の構成について、図３，４を用いて説明する。図３は、継手部材３２の断面図であり、図４は、せん断変形している状態を示す図である。継手部材３２は、中空のゴム板４４と中空の鋼板４６とを交互に積層した筒状の積層体４８と、垂直方向Ｚにおける積層体４８の両端にそれぞれ設けられた中空のフランジ５０とを有する。本実施形態の積層体４８は、角筒状であるが、本発明はこの構成に限定されず円筒状であってもよい。

積層体４８を構成するゴム板４４と鋼板４６は、加硫接着されて一体になっており、ゴム板４４と鋼板４６の厚みは、一枚あたり例えば３０〜１０ｍｍである。そして、本実施形態の積層体４８の高さは例えば５００ｍｍである。ゴム板４４は、低せん断弾性率かつ高耐久性を有するゴム材料であることが好適である。このゴム材料は、例えば天然ゴムである。また、ゴム板４４と鋼板４６の外周及び中空の寸法は、室内機２２の吹出口２６及び風向ガイド部材３４の形状によって適宜設定される。また、積層体４８の劣化を抑制するために、積層体４８の外周面を被覆ゴムで覆うことができる。本実施形態においては、隣接するゴム板４４と鋼板４６が加硫接着される場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、ゴム板４４と鋼板４６が接着剤により接着されてもよい。

積層体４８上端のフランジ５０には、複数のボルト孔（図示せず）が形成され、これらのボルト孔にボルト（図示せず）が挿通されて、継手部材３２を、吹出口２６を囲うように室内機２２の底面へ固定することができる。フランジ５０は、積層体４８の外形より大きければ、円形であっても矩形であってもよい。なお、本実施形態では、フランジ５０がボルトを介して室内機２２の底面に取り付けられる場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されず、マグネットを介してフランジ５０と室内機２２の底面とが固定されてもよい。

このように構成される積層体４８においては、ゴム板４４と鋼板４６との接着により、圧縮変形に対するゴム板４４の周方向への動きが鋼板４６によって拘束されるため、ゴム板４４自体の膨らみ出しが非常に小さくなる。このように、鋼板４６によりゴム板４４の自由な圧縮変形が拘束されるので、垂直方向Ｚに対して高い剛性を得ることができる。一方、水平方向へのゴム板４４の変形は、図４に示されるように、ゴム板４４がせん断変形する。このとき、ゴム板４４と鋼板４６との接着によって、ゴム板４４のせん断変形が拘束されることはない。よって、積層体４８では、垂直方向Ｚに高い剛性、そして水平方向に柔らかい剛性が得られる。なお、各剛性の比率は、ゴム板４４のせん断弾性係数や体積弾性係数等と、ゴム板４４一層当たりの厚さとにより任意に設定することができる。

継手部材３２は、積層体４８が水平方向へと変形することができるので、室内機２２と風向ガイド部材３４とを接続するとき、水平方向における寸法の狂いを吸収することができる。例えば、室内機２２の吹出口２６の直下の内部空間２０の床１２に、ラック用ケーブルが配置されている場合、これらのケーブルを避けるように風向ガイド部材３４を配置し、継手部材３２を水平方向へと変形させることで、室内機２２と風向ガイド部材３４とを容易に接続することができる。また、継手部材３２においては、室内機２２の振動が、ゴム板４４により減衰されるので、風向ガイド部材３４に伝達することを防止することができる。さらに、本実施形態の継手部材３２によれば、垂直方向Ｚにおける積層体４８の剛性が高いので、後述する伸縮部材３６の作用により、風向ガイドユニット３０を、床１２と室内機２２の間で突っ張らせることができる。これにより、風向ガイドユニット３０の床１２への固定が容易になり、作業の手間を省くことができる。

伸縮部材３６は、風向ガイド部材３４と内部空間２０の床１２との間に設けられ、垂直方向Ｚにおける風向ガイド部材３４及び継手部材３２の高さを調整する。本実施形態における伸縮部材３６は、パンタグラフ機構を有するねじ式のジャッキであり、ボルトを回転させて、垂直方向Ｚにおける枠部材３２の長さを調整することができる。しかし、本実施形態の伸縮部材の構成は一例であり、垂直方向Ｚにおける風向ガイド部材３４及び継手部材３２の高さを調整することができるのであれば、他の構造であってもよい。例えば、伸縮部材３６が、垂直方向Ｚに延びる中空の柱部材と、柱部材の内側にスライド自在に収納されるスライド部材と、柱部材とスライド部材を固定するネジなどの固定部材とから構成されてもよい。この構成の伸縮部材によれば、柱部材の内側からスライド部材を突出する長さを調整することで、垂直方向Ｚにおける長さを調整することができる。

本実施形態の伸縮部材３６は、垂直方向Ｚにおける継手部材３２の上端の高さが、二重床１４の下面より低くなる寸法から、継手部材３２の上端の高さが室内機２２の底面より高くなる寸法まで伸縮自在に構成される。風向ガイドユニット３０の据付作業時に、継手部材３２の上端の高さを、二重床１４の下面より小さくすることで、内部空間２０内において風向ガイドユニット３０を設置場所まで容易に移動させることができる。そして、設置場所において、伸縮部材３６により、継手部材３２の上端の高さを、室内機２２の底面より高くすることで、継手部材３２と風向ガイド部材３４が圧縮されるので、風向ガイドユニット３０が床１２と室内機２２の間で突っ張る状態になり、風向ガイドユニット３０を容易に床１２に固定することができる。この構成により、風向ガイドユニット３０の移動と設置が容易になり、作業の手間を省くことができる。

また、風向ガイドユニット３０は、伸縮部材３６の下端にキャスタ５２を設けることができる。これにより、内部空間２０内において風向ガイドユニット３０を設置場所までスムーズに移動させることができる。

本実施形態においては、パネル３８の開口４０が格子状のガラリ４２である場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。以下、その他の開口４０の形態について、図６から８を用いて説明する。なお、図６から８においては、開口４０が閉じた状態である。室内機２２の停止時に、開口４０を閉じた状態にすることで、内部空間２０の空気が開口４０を通って室内機２２内へと逆流してしまうことを防ぐ。

図６は、ルーバー５４付きパネル３８を示す図である。図６に示されるように、開口４０には、角度を変更して風向を調整可能な複数のルーバー５４が設けられる。ルーバー５４は、水平方向に延びる軸（図示せず）に支持され、この軸を中心に回動可能である。ルーバー５４を回動させることで、縦方向に風向を調整することができる。なお、本発明はこの構成に限定されず、垂直方向Ｚに延びる軸に支持されたルーバー５４を設けることもできる。この構成により、横方向に風向を調整することができる。また、全てのルーバー５４をまとめて回動させる機構であってもよく、個別のルーバー５４をそれぞれ回動させる機構を採用しても良い。

図７は、駆動部５８に接続されたルーバー５４付きパネル３８を示す図である。図７に示されるように、開口４０には、角度を変更して風向を調整可能な複数のルーバー５４が設けられる。ルーバー５４は、水平方向に延びる軸５６を介して駆動部５８に接続される。駆動部５８の動作により、ルーバー５４は軸５６を中心に回動可能である。ルーバー５４の回動により、縦方向に風向を調整することができる。なお、本発明はこの構成に限定されず、垂直方向Ｚに延びる軸に支持されたルーバー５４を設けることもできる。この構成により、横方向に風向を調整することができる。本実施形態の駆動部５８は、個々のルーバー５４をそれぞれ回動させように、各ルーバー５４に対応させて設けられているが、本発明はこの構成に限定されず、１つの駆動部で全てのルーバー５４をまとめて回動させる構成であってもよい。また、本実施形態の駆動部５８は、遠隔からの制御信号により駆動可能である。しかし、本発明はこの構成に限定されず、風向ガイドユニット３０に設けられた操作部（図示せず）により駆動してもよい。

図８は、２段積みルーバー５４付きパネル３８を示す図である。図８に示されるように、開口４０には、水平方向の軸５６を中心に回動可能なルーバー５４と、垂直方向Ｚの軸５６を中心に回動可能なルーバー５４とからなる２段積み構成になっている。このような構成にすることにより、縦および横方向に風向を任意に調整することができる。また、この図８のルーバー５４においても、駆動部５８が接続されている。しかし、本発明はこの構成に限定されず、手動によりルーバー５４を回動させる構成としてもよい。

本実施形態においては、風向ガイドユニット３０が、伸縮部材３６による突っ張り作用により固定される場合について説明したが、さらに確実な固定を図るため、キャスタ５２にストッパ機能を設けてもよい。

１０電算機室、１２床、１４二重床、１６ラック、１８通路、２０内部空間、２２床下吹出型室内機、２４吸込口、２６吹出口、２８床開口、３０風向ガイドユニット、３２継手部材、３４風向ガイド部材、３６伸縮部材、３８パネル、４０開口、４２格子状のガラリ、４４ゴム板、４６鋼板、４８積層体、５０フランジ、５２キャスタ、５４ルーバー、５６軸、５８駆動部。

Claims

二重床に設置され、この二重床の内部空間に向かって給気を吹き出す床下吹出型室内機の風向ガイドユニットにおいて、
内部空間に設けられ、給気を所望の方向へガイドする風道が形成された風向ガイド部材と、
床下吹出型室内機と風向ガイド部材の間に設けられ、当該室内機からの給気を風向ガイド部材に導くとともに、柔軟性を有し振動を吸収する継手部材と、
風向ガイド部材と内部空間の床面との間に設けられ、垂直方向における風向ガイド部材及び継手部材の高さを調整する伸縮部材と、
を有し、
伸縮部材は、垂直方向における継手部材の上端の高さが、二重床下面より低くなる寸法から、継手部材の上端の高さが床下吹出型室内機の底面より高くなる寸法まで伸縮自在であり、
継手部材は、中空のゴム板と中空の鋼板とを交互に積層した筒状の積層体を有する、
ことを特徴とする床下吹出型室内機の風向ガイドユニット。
請求項１に記載の床下吹出型室内機の風向ガイドユニットにおいて、
ゴム板は、低せん断弾性率かつ高耐久性を有するゴム材料である、
ことを特徴とする床下吹出型室内機の風向ガイドユニット。
請求項１または２に記載の床下吹出型室内機の風向ガイドユニットにおいて、
風向ガイド部材は、
風道の枠を形成する枠部材と、
枠部材の外周に着脱可能に複数取り付けられて風道を形成するパネルと、
を有し、
少なくとも１つのパネルには、給気が内部空間に吹き出す開口が形成される、
ことを特徴とする床下吹出型室内機の風向ガイドユニット。
請求項１から３のいずれか１つに記載の床下吹出型室内機の風向ガイドユニットにおいて、
パネルの開口は、格子状のガラリである、
ことを特徴とする床下吹出型室内機の風向ガイドユニット。
請求項１から３のいずれか１つに記載の床下吹出型室内機の風向ガイドユニットにおいて、
パネルの開口には、角度を変更して風向を調整可能なルーバーが設けられる、
ことを特徴とする床下吹出型室内機の風向ガイドユニット。
請求項５に記載の床下吹出型室内機の風向ガイドユニットにおいて、
ルーバーは、水平ルーバーと垂直ルーバーの２段積み構成である、
ことを特徴とする床下吹出型室内機の風向ガイドユニット。
請求項５または６に記載の床下吹出型室内機の風向ガイドユニットにおいて、
ルーバーに接続され、ルーバーの角度を遠隔から調整する駆動部を有する、
ことを特徴とする床下吹出型室内機の風向ガイドユニット。