JP6700582B2 - 空調システム - Google Patents

Description

本発明は、吹出口から気流を吹き出すことで、所定の空間に対して空気調和を施す空調システムに関する。

従来から、吹出口から気流を吹き出すことで、所定の空間（以下、「空調対象空間」という）に対して空気調和を施す空調システムが開発されている。例えば、粘性流体の噴流（ここでは気流）が近くの壁面に引き寄せられる「コアンダ効果」を利用し、空調対象空間内の温度調節機能を効果的に発揮させる空調技術が種々提案されている。

特許文献１では、天井面に配設された複数個の拡散ガイド部材を介して気流を放射状に拡散することで、天井面に沿って送風する空調システムが提案されている。

特開２００４−３６９７０号公報（図１、図５等）

ところが、特許文献１で提案された吹出構造では、拡散ガイド部材は点状の気流源であるため部屋の隅角部まで気流が十分に到達せず、天井全域にわたり一様な放射面を形成するのが難しいという問題があった。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、きわめて簡易な構成でありながら、天井全域にわたり略一様な放射面を形成可能な空調システムを提供することを目的とする。

本発明に係る「空調システム」は、空調対象空間の上側境界面をなす天井板まで気流を案内する気流案内手段と、前記天井板に設けられると共に、前記気流案内手段により案内された前記気流を前記空調対象空間に向けて吹き出す吹出ユニットを備え、前記吹出ユニットは、前記天井板の天井面に沿って前記気流を吹き出し可能な線状吹出口を少なくとも１つ有する。

このように、天井面に沿って気流を吹き出し可能な線状吹出口を少なくとも１つ設けたので、吹出口の延在方向における気流の分布を一様に近づけるのが容易となる。これにより、きわめて簡易な構成でありながら、天井全域にわたり略一様な放射面を形成できる。

また、前記吹出ユニットは、平行に配列された第１線状吹出口及び第２線状吹出口を有し、前記第１線状吹出口は、配列方向における一方の外側に位置すると共に、前記一方の外側に向けて前記気流を吹き出し、前記第２線状吹出口は、配列方向における他方の外側に位置すると共に、前記他方の外側に向けて前記気流を吹き出してもよい。これにより、気流の対向衝突を発生させずに、配列方向の両外側にわたって気流が満遍なく吹き出される。

また、前記吹出ユニットは、前記線状吹出口の配列方向に関して、前記空調対象空間の中央位置又は該中央位置の周辺に設けられてもよい。これにより、線状吹出口の配列方向における気流の分布が線対称に近づき、天井全域にわたる放射面が更に均一化される。

また、前記吹出ユニットは、前記線状吹出口の外側に配置され、かつ配列方向に沿ってスライド可能に構成されたスライドベーンを更に有し、前記スライドベーンは、少なくとも、前記第１線状吹出口のみを閉鎖する位置及び前記第２線状吹出口のみを閉鎖する位置に移動可能であってもよい。２つの線状吹出口を選択的に開放することで、空調対象空間の使用環境に応じた天井放射空調を行うことができる。

本発明に係る空調システムによれば、きわめて簡易な構成でありながら、天井全域にわたり略一様な放射面を形成できる。

この実施形態に係る空調システムの全体構成図である。 図１に示す吹出ユニットの正面図である。 図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図３のスライドベーンの現在位置と気流の関係を示す模式図である。

以下、本発明に係る空調システムについて好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

［空調システム１０の全体構成］
図１は、この実施形態に係る空調システム１０の全体構成図である。空調システム１０は、部屋１２の天井板１４の上方に設置されており、部屋１２内の空調対象空間１６に対して空気調和を施す。ここで、天井板１４は、空調対象空間１６の上側境界面（以下、天井面１８）をなしている。

この空調システム１０は、空調対象空間１６の近傍に設置された室内機２０と、室内機２０を通じて導入された気流ＡＣ１、ＡＣ２を天井板１４まで案内する気流案内手段２２と、天井板１４に設けられた２つの吹出ユニット２４と、を基本的に備える。

室内機２０は、例えば、ビルディング用のマルチエアコン（多機能空気調和機）からなり、図示しない室外機に接続されている。室内機２０は、フィルタ、冷却コイル、加熱コイル及び加湿器を含んで構成され、給気の温度及び湿度を調整する温調・湿調機能を有する。

気流案内手段２２は、１本の上流側ダクト２６、１つのダクト分岐部２８、及び２本の下流側ダクト３０を含んで構成される。ここで、上流側ダクト２６及び下流側ダクト３０は、蛇腹状の構造を有し、屈折施工が容易なフレキシブルダクトである。

上流側ダクト２６の一端部は室内機２０に接続され、他端部はダクト分岐部２８に接続されている。各下流側ダクト３０の一端側はダクト分岐部２８に接続され、他端側は１つの吹出ユニット２４に接続されている。これにより、上流側ダクト２６、ダクト分岐部２８、下流側ダクト３０及び吹出ユニット２４を通じて２つに分岐する、気流ＡＣ１、ＡＣ２の流路が形成される。

各吹出ユニット２４は、気流案内手段２２により案内された気流ＡＣ１、ＡＣ２を空調対象空間１６に向けて吹き出す。本図例では、２つの吹出ユニット２４が、所定間隔だけ離れて同一直線上に配置されている。

［吹出ユニット２４の構造的特徴］
続いて、図１に示す吹出ユニット２４の構造的特徴について、図２及び図３を参照しながら詳細に説明する。図２は、図１に示す吹出ユニット２４の正面図である。図３は、図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。

図２及び図３に示すＸ方向は吹出ユニット２４の延在方向（長手方向）であり、Ｙ方向は吹出ユニット２４の幅方向であり、Ｚ方向は天井面１８の法線方向である。また、矢印Ｙ１側が吹出ユニット２４の幅方向における一方の外側であり、矢印Ｙ２側が幅方向における他方の外側である。また、矢印Ｚ１側が地面に対して高い側であり、矢印Ｚ２側が地面に対して低い側である。

図２及び図３に示すように、吹出ユニット２４は、概略直方体状の外箱部３８を含んで構成されると共に、天井板１４に形成された矩形状の開口部４０に取り付けられている。具体的には、吹出ユニット２４は、外箱部３８の縁部４２を介して天井面１８に固定配置されている。

外箱部３８には、Ｘ方向に延びる２つの線状吹出口４４が形成されている。２つの線状吹出口４４は、いずれも同じ長さ及び幅を有すると共に、Ｙ方向（配列方向）に沿って平行に配列されている。以下、個々の線状吹出口４４を区別する場合には、矢印Ｙ１側から順に、第１線状吹出口４４ａ、第２線状吹出口４４ｂと称する。

図３に示すように、外箱部３８の内部中央には、銀杏葉状の断面形状を有する中空の隔壁部４８が配置されている。隔壁部４８の矢印Ｙ１側には、矢印Ｚ方向に沿って延びると共に、矢印Ｚ２側に向かうにつれて矢印Ｙ１側に湾曲したガイドベーン５０ａが配置されている。隔壁部４８の矢印Ｙ２側には、矢印Ｚ方向に沿って延びると共に、矢印Ｚ２側に向かうにつれて矢印Ｙ２側に湾曲したガイドベーン５０ｂが配置されている。

つまり、各線状吹出口４４に対応するガイドベーン５０ａ、５０ｂの向きがそれぞれ異なっている。本図例では、２つのガイドベーン５０ａ、５０ｂは、隔壁部４８の中心面に対して対称に配置されている。これにより、各線状吹出口４４を通じて、吹出ユニット２４の外部（すなわち、空調対象空間１６）に連通する２つの流路が形成される。

隔壁部４８の矢印Ｚ２側の面付近には、線状吹出口４４の外側に配置され、かつＹ方向に沿って移動可能なスライドベーン５２が設けられている。スライドベーン５２の端部には、矢印Ｚ２側に向けて突出する突起部５４が設けられている。図３の例では、スライドベーン５２は可動範囲の略中間位置に配されており、第１線状吹出口４４ａ及び第２線状吹出口４４ｂは、同時に開放されている。

［空調システム１０の動作］
この実施形態に係る空調システム１０は、以上のように構成される。続いて、空調システム１０の動作について、図１〜図４を参照しながら説明する。

図１に示すように、室内機２０から導入された気流ＡＣ１、ＡＣ２は、上流側ダクト２６、ダクト分岐部２８及び下流側ダクト３０により形成される流路を通じて、天井板１４の位置まで案内される。その後、吹出ユニット２４は、この流路を２つの流路に更に分岐した後、空調対象空間１６に向けて且つ天井面１８に沿って気流ＡＣ１、ＡＣ２を吹き出す。

例えば、気流ＡＣ１は、外箱部３８、隔壁部４８及びガイドベーン５０ａで囲まれた空間内を、矢印Ｚ１側から矢印Ｚ２側に向かって案内される。その結果、外壁形状に沿った気流、すなわち、第１線状吹出口４４ａから矢印Ｙ１側に向かう気流ＡＣ１が発生する。

ここで、気流ＡＣ１の吹出方向と、天井面１８の法線方向（Ｚ方向）のなす角度を吹出角度θ（単位：度）と定義する。例えば、６０≦θ≦９０の関係を満たす場合、気流ＡＣ１は、天井面１８に沿って吹き出される。コアンダ効果によって気流ＡＣ１が天井面１８（放射面）に引き寄せられながら進行することで、矢印Ｙ１側の天井板１４を冷却或いは加熱し、その結果として空調対象空間１６に対して天井放射空調が施される。

或いは、気流ＡＣ２は、外箱部３８、隔壁部４８及びガイドベーン５０ｂで囲まれた空間内を、矢印Ｚ１側から矢印Ｚ２側に向かって案内される。その結果、外壁形状に沿った気流、すなわち、第２線状吹出口４４ｂから矢印Ｙ２側に向かう気流ＡＣ２が発生する。

ところで、天井全域にわたり一様な放射面を形成するために、吹出ユニット２４の構造及び配置を種々工夫することができる。例えば、吹出ユニット２４は、線状吹出口４４の配列方向（Ｙ方向）に関して、空調対象空間１６の中央位置又は該中央位置の周辺（例えば、空調対象空間１６におけるＹ方向全長の±１５％以内の範囲）に設けられている。これにより、Ｙ方向における気流ＡＣ１、ＡＣ２の分布が線対称に近づき、天井全域にわたる放射面が更に均一化される。

また、吹出ユニット２４は、空調対象空間１６の使用環境に応じて、２つの線状吹出口４４を選択的又は同時に開放可能に構成されている。具体的には、作業者は、突起部５４を把持した後、スライドベーン５２をＹ方向に沿って手動でスライドさせる。

図４は、図３のスライドベーン５２の現在位置と気流ＡＣ１、ＡＣ２の関係を示す模式図である。図４（ａ）に示すように、スライドベーン５２が矢印Ｙ２側の位置にある場合、第２線状吹出口４４ｂがすべて閉鎖されるので、第１線状吹出口４４ａは、気流案内手段２２から案内された全流量を気流ＡＣ１として吹き出す。つまり、図３の場合と比べて、矢印Ｙ１側に向けて実質的に２倍の流量が吹き出される。

図４（ｂ）に示すように、スライドベーン５２が矢印Ｙ１側の位置にある場合、第１線状吹出口４４ａがすべて閉鎖されるので、第２線状吹出口４４ｂは、気流案内手段２２から案内された全流量を気流ＡＣ２として吹き出す。つまり、図３の場合と比べて、矢印Ｙ２側に向けて実質的に２倍の流量が吹き出される。

このように、吹出ユニット２４は、線状吹出口４４の外側に配置され、かつＹ方向に沿ってスライド可能に構成されたスライドベーン５２を有し、スライドベーン５２は、少なくとも、第１線状吹出口４４ａのみを閉鎖する位置及び第２線状吹出口４４ｂのみを閉鎖する位置に移動可能であってもよい。２つの線状吹出口４４を選択的に開放することで、空調対象空間１６の使用環境に応じた天井放射空調を行うことができる。

［空調システム１０による効果］
この空調システム１０は、［１］空調対象空間１６の上側境界面をなす天井板１４まで気流ＡＣ１、ＡＣ２を案内する気流案内手段２２と、［２］天井板１４に設けられると共に、気流案内手段２２により案内された気流ＡＣ１、ＡＣ２を空調対象空間１６に向けて吹き出す吹出ユニット２４と、を備える。そして、吹出ユニット２４は、天井板１４の天井面１８に沿って気流ＡＣ１、ＡＣ２を吹き出し可能な線状吹出口４４（４４ａ、４４ｂ）を少なくとも１つ有する。これにより、きわめて簡易な構成でありながら、天井全域にわたり略一様な放射面を形成できる。

［備考］
なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。

この空調システム１０では、室内機２０を通じて気流ＡＣ１、ＡＣ２を導入すると共に、図示しない排気口から空調対象空間１６内の空気をそのまま排出する構成を採用しているが、この設備構成に限られない。例えば、室内機２０を介して空調対象空間１６内の空気を循環させる構成を採用してもよい。また、気流案内手段２２の設備構成についても、図１の構成例に対して任意に変更できる。また、吹出ユニット２４についても、天井面１８に沿って気流ＡＣ１、ＡＣ２を吹き出し可能であれば、図３の内部構造例に対して任意に変更できる。

また、線状吹出口４４は、任意の個数、任意の形状（長さ又は幅）、或いは任意の位置関係であってもよい。同様に、吹出ユニット２４は、任意の個数、任意の形状（長さ又は幅）、或いは任意の位置関係であってもよい。２つ以上の吹出ユニット２４を備える空調システム１０の場合、気流ＡＣ１、ＡＣ２の対向衝突による影響が無いか軽微となる位置関係下に、各吹出ユニット２４が配置されていればよい。

１０‥空調システム １２‥部屋
１４‥天井板 １６‥空調対象空間
１８‥天井面 ２０‥室内機
２２‥気流案内手段 ２４‥吹出ユニット
２４‥上流側ダクト ２６‥ダクト分岐部
２８‥下流側ダクト ３８‥外箱部
４０‥開口部 ４２‥縁部
４４‥線状吹出口 ４４ａ‥第１線状吹出口
４４ｂ‥第２線状吹出口 ４８‥隔壁部
５０ａ、５０ｂ‥ガイドベーン ５２‥スライドベーン
５４‥突起部 ＡＣ１、ＡＣ２‥気流

Claims (2)

1. 空調対象空間の上側境界面をなす天井板まで気流を案内する気流案内手段と、
   前記天井板に設けられると共に、前記気流案内手段により案内された前記気流を前記空調対象空間に向けて吹き出す吹出ユニットと
   を備え、
   前記吹出ユニットは、
   前記天井板に対して前記空調対象空間側から当接する縁部を介して前記天井板に固定配置される外箱部と、
   前記外箱部に形成され、前記天井板の天井面に沿って前記気流を吹き出し可能に構成されて互いに平行に配列された一対の線状吹出口の一方であって、前記一対の線状吹出口の配列方向における一方の外側に位置して前記一方の外側に向けて前記気流を吹き出す第１線状吹出口と、
   前記外箱部に形成され、前記一対の線状吹出口の他方であって、前記配列方向における他方の外側に位置して前記他方の外側に向けて前記気流を吹き出す第２線状吹出口と、
   前記外箱部の内部に形成され、前記第１線状吹出口に前記気流を導く流路であって、前記天井面の法線方向に延びたのちに前記一方の外側に向けて湾曲する形状を有して前記第１線状吹出口を通じて前記空調対象空間に連通する第１流路と、
   前記外箱部の内部に形成され、前記第２線状吹出口に前記気流を導く流路であって、前記天井面の法線方向に延びたのちに前記他方の外側に向けて湾曲する形状を有して前記第２線状吹出口を通じて前記空調対象空間に連通する第２流路と、
   前記外箱部の内部に配置され、前記第１流路と前記第２流路とが互いに独立した流路となるように隔離させるとともに、前記第１線状吹出口および前記第２線状吹出口に近づくにつれて幅が大きくなり前記第１流路と前記第２流路とを反対向きに湾曲させる隔壁部と、
   前記隔壁部において前記空調対象空間に臨む面に、前記配列方向にスライド可能に設けられたスライドベーンと、を有し、
   前記面は、前記空調対象空間に向けて突出するように湾曲して前記配列方向において連続する連続面であり、
   前記一対の線状吹出口は、前記縁部と前記面における前記配列方向の両端部とによって形成される開口を含んで構成され、
   前記スライドベーンは、
   前記空調対象空間に向けて突出する突起部を有するとともに、
   前記第１線状吹出口のみを閉鎖する位置と、前記第２線状吹出口のみを閉鎖する位置と、前記面を覆うように配置されて前記第１線状吹出口および前記第２線状吹出口を全開放する中間位置との間でスライド可能に構成されていることを特徴とする空調システム。
2. 前記吹出ユニットは、前記線状吹出口の配列方向に関して、前記空調対象空間の中央位置又は該中央位置の周辺に設けられることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。

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