JP6692851B2 - 空調設備を有する屋外施設 - Google Patents

Description

本願発明は例えば公園のような屋外施設に関し、より詳細には空調設備を有する屋外施設に関する。

植栽と緑地を備えた公園は都市のオアシスとして有用である。しかしながら、太陽が照りつける真夏には来園者を熱気に晒されることになる。

本願発明の発明者はイギリスの湖水地方をモデルとし、木々と芝生（人工芝) 、湖水地方にあるエスウェイト湖に似た形をした水遊びができる場所、花壇などを配置する公園を都心部に設けることを企画し、さらに、木々の根元や幹に、動物の模型や絵を飾ることも考えた。しかしながら、そうした場合、小さな子供がそれら見たさに1 時間以上公園内にいると、夏場などは熱中症になってしまう危険を懸念し、そのような問題を少しでも緩和できるような発明を着想した。

公園のような屋外施設において、来園者を熱気から守る発明としては人が位置することが予定される箇所の上方に屋根を架設して日差しを遮ることがよく知られている（例えば特許文献１）。

また、人が位置することが予定される箇所にミストを噴霧し、空気中で水が液体から気体に変わる時に周りから熱を奪う気化熱の現象を利用して周囲の気温を下げる発明も提案されている（例えば特許文献２）。

実用新案登録第２５７９５９４号 特開２０１５−１０２２２６０

しかしながら、前者の従来技術においては屋根によりその箇所が暗くなってしまい、また、上空に植栽による景観がある場合に折角の景観が損なわれてしまうという問題が生じた。この場合、屋根を透光性のあるものにすることは容易に想到できるが、遮熱効果が損なわれるおそれがある。

一方、後者の従来技術においては周囲の気温を下げることはできても、上空からの日差しを遮ることはできなかった。

本願発明は以上の従来技術の問題点に鑑みて創作されたものであり、公園のような屋外施設において、景観を損なわずに歩行者や作業者を効果的に熱気から守る空調設備を提供することを目的とする。

すなわち、本願発明の空調設備を有する屋外施設は、人が位置することが予定される箇所の上方に屋根を架設した屋外施設において、屋根を透光性を有する素材により構成するとともに、屋根の下方から地上に向けて冷気を送風し、その際に屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風することにより、屋根箇所の温度を下げることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は前記の空調設備を有する屋外施設において、下方に複数の送風孔を有する透光性を有する素材により構成される送風パイプを屋根の全長に沿って屋根の下方に這わせるとともに、上記送風パイプの一端を冷風源に接続することにより、屋根の下方から地上に向けて冷気を送風する手段としたことを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は前記の空調設備を有する屋外施設において、冷風源から遠ざかるにつれて送風孔の大きさを大きくすることを特徴とする。

また、請求項４記載の発明は前記の空調設備を有する屋外施設において、水が蒸発する際に気化熱を奪うことを利用した冷風扇をもって屋根の下方から地上に向けて冷気を送風することを特徴とする。

また、請求項５記載の発明は前記の空調設備を有する屋外施設において、水が蒸発する際に気化熱を奪うことを利用した冷風扇をもって屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風することを特徴とする。

また、請求項６記載の発明は前記の空調設備を有する屋外施設において、冷媒による蒸気圧縮冷凍サイクルによる冷房機械をもって屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風することを特徴とする。

また、請求項７記載の発明は前記の空調設備を有する屋外施設において、屋根を２層として、これらの屋根間に冷気を送風することにより、屋根そのものの温度を下げることを特徴とする。

また、請求項８記載の発明は前記の空調設備を有する屋外施設において、屋外施設は公園または歩道または公共施設の庭であることを特徴とする。

なお、人が位置することが予定される箇所の上方に屋根を架設した屋外施設において、屋根の下方から地上に向けて冷気を送風し、温度を下げることを特徴とする空調設備を利用して、冬季には冷気の代わりに暖気を送風してもよい。

以上の構成よりなる本願発明の空調設備を有する屋外施設によれば、人が位置することが予定される箇所の上方に屋根を架設した屋外施設において、屋根を透光性を有する素材により構成するとともに、屋根の下方から地上に向けて冷気を送風し、その際に屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風して屋根そのものの温度を下げるので、第一に屋根を設けても暗くなってしまったり、上空に植栽による景観がある場合に折角の景観が損なわれてしまうことがない。

第二に、屋根の下方から地上に向けて冷気を送風し、その際に屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風するので、屋根そのものの温度が下がり、屋根の下方から地上に向けて送風される冷気が損なわれることを防止できる。

従って、本願発明によれば明るさや景観を損なわないために屋根を透明にしても、十分な空調効果を得ることができる。

次に、請求項２記載の発明によれば、屋根の下方から地上に向けて冷気を送風する手段として、下方に複数の送風孔を有する透光性を有する素材により構成される送風パイプを屋根の全長に沿って屋根の下方に這わせるとともに、上記送風パイプの一端を冷風源に接続するので、効果的な送気ができるとともに、パイプが透明なので明るさや景観を損なわない。また、屋根も送風パイプも透光性を有する素材により構成することにより、設備・機器の持つ無機質な冷たさを和らげることもでき、人によっては全体的にクリスタル・ガラスのような輝きを持つ美しい場所であると感じる場合もある。

次に、請求項３記載の発明によれば、前記の送風パイプにおいて冷風源から遠ざかるにつれて送風孔の大きさを大きくするので、冷風源から遠ざかって送風が弱まっても効果的な送風を図ることができる。

次に、請求項４記載の発明によれば、水が蒸発する際に気化熱を奪うことを利用した冷風扇をもって屋根の下方から地上に向けて冷気を送風する手段とするので、電力および騒音の軽減を図ることができる。

次に、請求項５記載の発明によれば、水が蒸発する際に気化熱を奪うことを利用した冷風扇をもって屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風する手段とするので、電力および騒音の軽減を図ることができる。

次に、請求項６記載の発明によれば、冷媒による蒸気圧縮冷凍サイクルによる冷房機械をもって屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風する手段とするので、より強力な冷却効果を得ることができる。

次に、請求項７記載の発明によれば、前記送風手段において、屋根を２層として、これらの屋根間に冷気を送風するので、屋根間に冷気のカーテンが敷かれたような状態となり屋根そのものの温度を下げて効率的な冷却効果を得ることができる。

本願発明の空調設備を有する屋外施設の平面図。 同上、空調設備箇所の要部の一部切り欠き平面図。 同上、空調設備箇所の要部の一部切り欠き正面図。 同上、空調設備箇所の要部の一部切り欠き斜視図。 同上、空調設備箇所の要部の一部切り欠き側面図。 同上、空調設備箇所の要部の一部切り欠き正面図。 同上、空調設備箇所の要部の一部切り欠き側面図。 同上、空調設備箇所の要部の一部切り欠き側面図。 同上、空調設備箇所の要部の一部切り欠き側面図。 本願発明を実施する前の屋外施設の平面図。

以下、本願発明の空調設備を有する屋外施設の具体的実施例を添付図面に基づいて説明する。ここでは屋外施設として公園を例にとる。図１０は本願発明が実施される公園の例を示す図である。ここでは東京都港区の六本木西公園を作り直すことをイメージしており、全体的な設計コンセプトは、イギリスの湖水地方をモデルとし、木々と芝生（人工芝) 、湖水地方にあるエスウェイト湖に似た形をした水遊びができる場所、花壇などを配置している。

ここでは、人が位置することが予定される箇所として、通路からなる箇所Ａ、花壇とそれを囲む通路からな箇所Ｂ、トイレからなる箇所Ｃに本願発明の空調設備を実施した公園とする（図１）。

図２〜５は通路からなる箇所Ａにおける空調設備の詳細を示す図である。ここでは、通路の上方に架設した屋根を透光性を有する素材により構成するとともに、屋根の下方から地上に向けて冷気を送風し、その際に屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風することにより、屋根箇所の温度を下げるようにしている。

図中符号１３は屋根であり、ここでは透光性を有する素材として透明なポリメタクリル酸メチル樹脂を採用した屋根を箇所Ａの通路Ｈ１に沿って配している。上記の樹脂は(1) 透明度が高い、(2) 耐候性（耐紫外線性) に優れている、(3) 耐熱性が高い、(4) 衝撃に強い点を総合的に勘案して選んだものであり、上記樹脂は航空機の風防ガラス、車の テール・ランプ・サンバイザー、レンズ、特に今回の利用に用途が近いカーポート( ｃａｒｐｏｒｔ・屋根だけの簡易車庫) 、高速道路の防音シート、水族館の大型水槽にも使われている。図３において図中符号１１は屋根を支える柱、１２は梁である。

ここでは、水が蒸発する際に気化熱を奪うことを利用した冷風扇１をもって屋根の下方から地上に向けて冷気を送風する冷風源としている。上記冷風扇１は工場などで使用されている大型の水冷扇と呼ばれているものを使用するものであり、ここでは送風を一旦、横７５ｃｍ、縦２５ｃｍの送風口の付いた三角キャップ部分に集め、その送風口にダクト２を介して、横７５ｃｍ、縦２５ｃｍの送風パイプ３をつなげ、通路Ｈ１の屋根１３の最上部の下にはわせて、パイプの所々に送風孔４をあけそこから冷風を送り出すようにしている。

前記の送風パイプ３はここでは、屋根１３と同じ透明なポリメタクリル酸メチル樹脂を採用するが、あらかじめ、屋根部分と送風パイプ部分およびそのつなぎ目部分を一体化して製造（成形) した方が、現地でパイプなどの取り付け作業をするよりも時間・費用ともかからず、何より製品としての完成度が上がる。また、工事における運搬上に余裕があれば、屋根を支える柱なども併せて成形しておくのも良い。

また、ここでは前記の送風パイプ３において冷風源から遠ざかるにつれて送風孔４の大きさを大きくすることにより、冷風源から遠ざかって送風が弱まっても効果的な送風を図れるようにしている（図４参照）。

次に図中符号５は屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風するための冷風源であり、ここでも水が蒸発する際に気化熱を奪うことを利用した冷風扇をもって冷気を送風する手段としている。前記の冷風扇５は通路Ｈ１の上に設けて建てた屋根１３の最上部（２４０ｃｍ) より上にくるよう設置している（図５参照）。冷風扇５からは屋根の上に冷風が送られ、それにより周囲の温度がマイナス2 〜3 度下降する。これにより、前記した屋根の下方から地上に向けて送風される冷気が損なわれることを防止でき、通路部分の温度を周囲より少なくとも５〜６度は下げることが期待できる。

図８は前記の冷風扇の詳細を示す図であり、ここでは冷風扇１を例にとって説明するが、冷風扇５も同様の構成となる。図中符号４３は水を吸収するフィルターであり、含水したこのフィルターから水が蒸発する時に周りの熱を奪う気化熱現象が生じ、熱を奪われて冷温状態になった空気を、左側の大型の羽でできたファン４４を使って送り出して冷風とする。この場合、この冷風を直接外に排出せず、三角キャップを通して送風ダクト２から送風パイプに送り少しずつ送り出す。図中符号４０は公共上水道から水を取り込むパイプであり、取り込まれた水は送水ポンプ４１により送水パイプ４２に送られて、前記のフィルター４３に散水される。図中符号４５は使い終わった水を下水道に排水するための排水パイプである。

なお、通常の冷媒による蒸気圧縮冷凍サイクルによる冷房機械ででなく、水冷扇を利用す場合は電気使用量を１０分の１程度に軽減することが可能となる。

図６〜７は花壇とそれを囲む通路からな箇所Ｂにおける空調設備の詳細を示す図である。ここでは、通路の上方に架設した屋根を透光性を有する素材により構成するとともに、屋根の下方から地上に向けて冷気を送風し、その際に屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風することにより、屋根箇所の温度を下げるようにしている。

図中符号２３は屋根であり、前記の箇所Ａにおける屋根と同じ透明なポリメタクリル酸メチル樹脂を採用した屋根を箇所Ｂの花壇Ｋとその周囲の通路Ｈ２に沿って配している。図中符号２２は屋根を支える柱である。

この箇所においては屋根の幅が広いので、屋根の下方から地上に向けて冷気を送風する送風パイプは送風パイプ３１、３２、３３の３つを幅方向に並べて配される。これらの送風パイプの構成は前記の箇所Ａと同じである。図中符号２７、２８、２９はそれぞれの冷風源であり、前記の箇所Ａと同じ冷風扇を採用している。この内、冷風扇２９は設置スペースや外側からの見た目も考慮して地中に設置され、ダクト３０を介して送風パイプ３３と接続される。

一方、この箇所においては屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風するための冷風源として冷媒による蒸気圧縮冷凍サイクルによる冷房機械２５を使用し、ここでは通常の業務用中型エアー・コンディショナーを使用している。また、屋根２３は下屋根２３Ａ、上屋根２３Ｂの幅１０ｃｍほどの２層とし、前記冷房機械２５からの冷風は下屋根２３と上屋根との隙間に送風される。前記冷房機械２５は設置スペースや外側からの見た目も考慮して地中に設置され、先端が屋根２３の幅方向に並べて配される３つのダクト２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃが、冷房機械の横幅を目一杯使った１９５ｃｍ( 縦は今までと同様２５ｃｍ）の送風口に接続され、上記各ダクトを介して冷風を下屋根２３と上屋根との隙間に送る。

前記の構成は簡単に言うと冷房のカーテンを敷くようなイメージだが、屋根そのものを冷やして、上空からの太陽光線による屋根の熱を和らげている。仮に屋根そのものを不透明とした場合は花壇Ｔの花に太陽光が届かなくなり、花の生育に悪影響を与えてしまう。また、花壇に関して、夏場でも花壇を整えるための作業をするための作業者が必要だが、このような作業者を守るためにも冷温効果が必要になる。また、屋根の反対側、つまり公園平面図の左側に屋根内の冷風を外に逃がすための小さな口を２箇所ほど作り、平面図左側の出入口や、寝そべることができる斜面に少しでも冷風を送れることも考慮している。

なお、この実施例ではトイレからなる箇所Ｃにも空調設備を実施している。これに関し、トイレの屋根は透明ではないので、複数の送風孔を有する送風パイプ５３を屋根の全長に沿って屋根の下方に這わせるとともに、上記送風パイプの一端をダクト５２を介して冷風源となる冷風扇５１に接続することにより、屋根の下方から地上に向けて冷気を送風し、温度を下げる設備として、屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風することは行わない。一方、冬季のことも考慮し、前記冷風扇５１には冷気の代わりに暖気を送風する機能を設けている。

図９は前記の冷風扇５１の詳細を示す図である。図中符号６３は水を吸収するフィルターであり、含水したこのフィルターから水が蒸発する時に周りの熱を奪う気化熱現象が生じ、熱を奪われて冷温状態になった空気を、左側の大型の羽でできたファン６４を使って送り出して冷風とする。この場合、この冷風を直接外に排出せず、三角キャップを通して送風ダクト５２から送風パイプに送り少しずつ送り出す。図中符号６０は公共上水道から水を取り込むパイプであり、取り込まれた水は送水ポンプ６１により送水パイプ６２に送られて、前記のフィルター６３に散水される。図中符号６５は使い終わった水を下水道に排水するための排水パイプである。そして、この冷風扇５１においては前記の三角キャップの斜面に電気ヒータ６６を配することにより温風も送風可能としている。この場合、電気ヒータ６６を配した三角キャップと配さない三角キャップの２種を用意し、季節に応じて三角キャップを付け替えて使用することで本体はそのままで冷風扇、温風扇相互の使用を可能としている。

以上は本願発明の実施例であるが、本願発明は公園だけでなく広場や歩道や公共施設の庭ででも利用可能なことはもちろんである。例えば、駅から近いオフィスや、公共施設、特に小さな子供が利用する保育園や老人ホームへの道のりなど、あまり長い距離でなければ、利用可能であると考える。また、老人ホームや大きな病院の庭などで、車イスに乗った方々の散歩時にも役立てられると考える。さらに、スポーツ観戦のための野外観客席にも応用可能であると考える。昨今の夏の暑さのレベルは、すでに災害レベルに達していると言っても過言ではなく、人命にとって危険な段階に入っており本願発明の有用性は高い。

１ 冷風扇
３ 送風パイプ
４ 冷風孔
５ 冷風扇
１３ 屋根
２５ 冷房機械
２７ 冷風扇
２８ 冷風扇
２９ 冷風扇
３１ 送風パイプ
３２ 送風パイプ
３３ 送風パイプ

Claims (8)

1. 人が位置することが予定される箇所の上方に屋根を架設した屋外施設において、屋根を透光性を有する素材により構成するとともに、屋根の下方から地上に向けて冷気を送風し、その際に屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風することにより、屋根そのものの温度を下げることを特徴とする空調設備を有する屋外施設。
2. 下方に複数の送風孔を有する透光性を有する素材により構成される送風パイプを屋根の全長に沿って屋根の下方に這わせるとともに、上記送風パイプの一端を冷風源に接続することにより、屋根の下方から地上に向けて冷気を送風する手段とした請求項１記載の空調設備を有する屋外施設。
3. 冷風源から遠ざかるにつれて送風孔の大きさを大きくする請求項２記載の空調設備を有する屋外施設。
4. 水が蒸発する際に気化熱を奪うことを利用した冷風扇をもって屋根の下方から地上に向けて冷気を送風する請求項１から３のいずれかに記載の空調設備を有する屋外施設。
5. 水が蒸発する際に気化熱を奪うことを利用した冷風扇をもって屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風する請求項１から４のいずれかに記載の空調設備を有する屋外施設。
6. 冷媒による蒸気圧縮冷凍サイクルによる冷房機械をもって屋根の上方において屋根に沿って冷気を送風する請求項１から４のいずれかに記載の空調設備を有する屋外施設。
7. 屋根を２層として、これらの屋根間に冷気を送風することにより、屋根そのものの温度を下げる請求項６記載の空調設備を有する屋外施設。
8. 屋外施設は公園または歩道または公共施設の庭である請求項１から７のいずれかに記載の空調設備を有する屋外施設。