JP6898755B2 - 空調機室構造 - Google Patents

Description

本願は、建物空間の空調を行う空調機が設置される空調機室の構造に関する。

例えば、特許文献１に記載の発明は混気運転モードが実行可能である。混気運転モードは、室内空気と室外空気とを混合して空調機の消費動力の低減を図る運転モードである。当該文献の空調機室には、略Ｌ字状に構成された仕切部材が設けられている。

室内空気を導入する内気導入部は仕切部材より上方側に設けられている。室外空気を導入する外気導入部は仕切部材の下端より下方側に設けられている。つまり、特許文献１に記載の空調機室構造では、室内空気と室外空気とが仕切部材の下端より下方側の空間にて混合される。

特開平７−１６７４６０号公報

特許文献１に記載の空調機室構造では、外気導入部は仕切部材の下端より下方側に設けられているので、室内空気と室外空気とが十分に混合される前に空調機に吸引されてしまう可能性が高い。

なお、室内空気（以下、内気という。）は、室外空気（以下、外気という。）より温度が高い場合が多い。内気と外気との温度差が大きい場合において、内気と外気との混合が不十分であると、空調機に吸い込まれる空気の温度分布が不均一となる。このため、空調機から建物空間（以下、室内という。）に供給される空気の温度分布が不均一となる。

本願は、上記点に鑑み、内気と外気との混合を従来より促進可能な空調機室構造を提供する。

空調機室は、空調機（１）の吸気口（１Ｂ）より上方側に設けられ、空気が上下方向に流通することを阻害する仕切部材（１１）と、建物空間（１５Ａ）と連通した内気口（１３Ａ）を有する内気導入部（１３）であって、当該内気口（１３Ａ）が仕切部材（１１）より上方側で開口した内気導入部（１３）と、建物外と連通するとともに、空間（１５Ａ）を隔てて内気口（１３Ａ）と対向した外気口（１４Ａ）を有する外気導入部（１４）であって、当該外気口（１４Ａ）が仕切部材（１１）より上方側で開口した外気導入部（１４）とを備えた構造である。

これにより、内気と外気とは、内気口（１３Ａ）と外気口（１４Ａ）の間に存在する上記空間（１５Ａ）にて衝突するので、内気と外気と混合が促進され得る。
因みに、上記各括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的構成等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記括弧内の符号に示された具体的構成等に限定されるものではない。

本発明の第１実施形態に係る空調機室の構造を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る混気促進部材の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る空調機室の構造を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る空調機室の構造を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る空調機室の構造を示す図である。

以下に説明する「発明の実施形態」は、本願発明の技術的範囲に属する実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的構成や構造等に限定されるものではない。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。なお、各図に付された方向を示す矢印等は、各図相互の関係を理解し易くするために記載したものである。本発明は、各図に付された方向に限定されるものではない。

少なくとも符号を付して説明した部材又は部位は、「１つの」等の断りをした場合を除き、少なくとも１つ設けられている。つまり、当該部材が２以上設けられていてもよい。
（第１実施形態）
１．空調システムの概要
本実施形態は、図１に示すデータセンター用の機械室ＭＲの構造に本発明を適用したものである。データセンターには、複数の情報通信技術用機器（以下、ＩＣＴ機器と記す。）が設置されたサーバ室ＳＲが設けられている。

機械室ＭＲには空調機１が少なくとも１台以上設置されている。空調機１は、サーバ室ＳＲに冷風等の空調風を供給することにより、サーバ室ＳＲ内の空気（以下、内気ＲＡという。）の温度及び湿度等を予め決められた所定範囲に維持する。

すなわち、サーバ室ＳＲには、複数のＩＣＴ装置（図示せず。）が設置されている。複数のＩＣＴ装置は稼働時に発熱する。空調システムは、外気温度がサーバ室ＳＲの室内温度より高い場合には、全還気運転モードを実行する。全還気運転モードでは、内気ＲＡが空調機１にて冷却され、その冷却された空気が供給空気ＳＡとしてサーバ室ＳＲに供給される。

空調システムは、外気温度がサーバ室ＳＲの室内温度より低い場合においては、混気運転モードを実行する。混気運転モードでは、建物外から導入された空気（以下、外気ＯＡという。）と内気ＲＡとが混合されて供給空気ＳＡの温度が調整される。これにより、空調機１の冷却負荷、つまり消費動力が低減される。

空調機１の筐体内には、少なくとも冷却用熱交換器（図示せず。）及び送風機（図示せず。）等が収納されている。略六面体状の筐体のうちサーバ室ＳＲ側の面には吹出口１Ａが設けられている。

筐体のうち吹出口１Ａと異なる面には吸気口１Ｂが設けられている。吹出口１Ａは供給空気ＳＡが吹き出す開口である。吸気口１Ｂはサーバ室ＳＲに供給するための空気が吸引される開口である。

２．機械室（空調機室）の構造（図１参照）
２．１ 混気室
本実施形態に係る機械室ＭＲは、「内気ＲＡと外気ＯＡとを混合するための混気室」としても機能する。つまり、混気運転モード時には、機械室ＭＲ内に内気ＲＡ及び外気ＯＡが導入される。

空調機１は、機械室ＭＲ内の空気を吸引するため、機械室ＭＲ内に気流が発生する。このため、機械室ＭＲ内に導入された内気ＲＡ及び外気ＯＡは、空調機１に吸引される経路途中において混合される。

２．２ 混気促進構造
機械室ＭＲには、内気ＲＡと外気ＯＡとの混合を促進する混気促進部材１０が設けられている。混気促進部材１０は、第１仕切部材１１及び第２仕切部材１２等を少なくとも備える。

第１仕切部材１１は、空調機１の吸気口１Ｂより上方側に設けられた板状部材である。当該第１仕切部材１１は、吸気口１Ｂより上方側において、略水平方向に拡がることにより、機械室ＭＲに導入された内気ＲＡ及び外気ＯＡが上下方向に流通することを阻害する邪魔板として機能する。

内気導入部１３は、少なくとも内気口１３Ａを有する。内気口１３Ａは、サーバ室ＳＲと連通した導入口であって、第１仕切部材１１より上方側で開口して機械室ＭＲに内気ＲＡを導入するための導入口である。

本実施形態に係る内気導入部１３には、ダンパー（図示せず。）及びフィルタ１３Ｂが設けられている。ダンパーは、機械室ＭＲ内に導入する内気ＲＡの風量を調節するための可変絞りである。フィルタ１３Ｂは、導入される内気ＲＡ中の塵埃等を捕捉除去する。

外気導入部１４は、少なくとも外気口１４Ａを有する。外気口１４Ａは、建物外と連通するとともに、空間１５Ａ（以下、衝突空間１５Ａという。）を隔てて内気口１３Ａと対向した「外気ＯＡの導入口」である。

「内気口１３Ａと外気口１４Ａとが衝突空間１５Ａを隔てて対向している」とは、「内気口１３Ａ及び外気口１４Ａの配置関係が、内気口１３Ａから吹き出す内気ＲＡと外気口１４Ａから吹き出す外気ＯＡとが衝突空間１５Ａで衝突し得る配置関係」にあることをいう。

したがって、例えば、内気口１３Ａの中心軸線と外気口１４Ａの中心軸線とが、水平方向及び鉛直方向にずれた配置関係であっても、内気口１３Ａから吹き出す内気ＲＡと外気口１４Ａから吹き出す外気ＯＡとが衝突空間１５Ａで衝突し得る配置関係であれば、「内気口１３Ａと外気口１４Ａとが衝突空間１５Ａを隔てて対向している」となる。

なお、「内気口１３Ａの中心軸線」とは、内気口１３Ａから吹き出す内気ＲＡの主流方向である。具体的には、当該中心軸線は、内気口１３Ａの外縁が描く図形の図心を通り、かつ、当該図形と直交する仮想線と一致する。

「外気口１４Ａの中心軸線」とは、外気口１４Ａから吹き出す外気ＯＡの主流方向である。具体的には、当該中心軸線は、外気口１４Ａの外縁が描く図形の図心を通り、かつ、当該図形と直交する仮想線である。

外気導入部１４には、ダンパー（図示せず。）及びフィルタ１４Ｂが設けられている。ダンパーは、機械室ＭＲ内に導入する外気ＯＡの風量を調節するための可変絞りである。フィルタ１４Ｂは、導入される外気ＯＡ中の塵埃等を捕捉除去する。

外気口１４Ａは、外気側端部１１Ａに対して内気口１３Ａ側にずれた位置、又は外気側端部１１Ａの直上に位置している。外気側端部１１Ａは、第１仕切部材１１のうち外気口１４Ａ側の端部である。

なお、本実施形態に係る外気口１４Ａは、外気側端部１１Ａに対して内気口１３Ａ側にずれた位置にある。外気ダクト１４Ｃは、外気口１４Ａまで外気ＯＡを導くダクトである。そして、本実施形態に係る空調機１の吸気口１Ｂは、外気側端部１１Ａ側に開口した構成となる。

第２仕切部材１２は、第１仕切部材１１の外気側端部１１Ａ側から下方側に向けて延びる板状部材である。第２仕切部材１２は、外気側端部１１Ａ側から鉛直方向に拡がることにより、機械室ＭＲに導入された内気ＲＡ及び外気ＯＡが吸気口１Ｂに直線的に流入することを阻害する邪魔板として機能する。

本実施形態に係る混気促進部材１０は、図２に示すように、一対の第３仕切部材１６Ａ、１６Ｂを有する。一対の第３仕切部材１６Ａ、１６Ｂは、第１仕切部材１１の板面及び第２仕切部材１２の板面と略直交する板面を有する。

つまり、混気促進部材１０は、吸気口１Ｂ側及び下方側のみが開放された覆い部材を構成する。このため、混気促進部材１０の周囲に存在する空気が、第２仕切部材１２の下端より上方側から吸気口１Ｂに流れ込むことが規制される。

換言すれば、混気促進部材１０の周囲に存在する空気は、混気促進部材１０の下方側から当該混気促進部材１０に流入した後、空調機１に吸い込まれる。
本実施形態に係る混気促進部材１０は、空調機１の筐体に支持されている。具体的には、混気促進部材１０は、空調機１の筐体にボルト等の機械的締結具により着脱自在に装着されている。

３．機械室（空調機室）構造の特徴
内気口１３Ａと外気口１４Ａとが衝突空間１５Ａを隔てて対向している。これにより、内気ＲＡと外気ＯＡとは、内気口１３Ａと外気口１４Ａの間に存在する衝突空間１５Ａにて衝突するので、内気ＲＡと外気ＯＡと混合が促進され得る。

外気口１４Ａは、外気側端部１１Ａに対して内気口１３Ａ側にずれた位置している。これにより、衝突空間１５Ａにて衝突・混合した内気ＲＡと外気ＯＡとは、図１に示すように、その流通方向が外気側端部１１Ａで屈曲するように蛇行する。したがって、内気と外気とが衝突する箇所から空調機１の吸気口１Ｂに至る流路長を長くでき得る。

つまり、衝突空間１５Ａにて衝突・混合した空気（以下、混合気という。）は、外気側端部１１Ａ側に流通し、外気側端部１１Ａにて下向き流通方向が転向する。そして、混合気は、第２仕切部材１２と機械室ＭＲの内壁とで囲まれた空間１５Ｂ（以下、混気室１５Ｂという。）にて混合が進行しながら、混気室１５Ｂ内を第２仕切部材１２の下端側に向けて流通する。

その後、混合気は、第２仕切部材１２の下端から混気促進部材１０内に流入し、吸気口１Ｂから空調機１に吸引された後、当該空調機１からサーバ室ＳＲに向けて送風される。したがって、衝突空間１５Ａから混気室１５Ｂを経由して吸気口１Ｂに至る経路にておいて、内気ＲＡと外気ＯＡとの混合が促進される。

第１仕切部材１１の外気側端部１１Ａ側には、当該第１仕切部材１１から下方側に向けて延びる第２仕切部材１２が設けられている。これにより、内気ＲＡと外気ＯＡとが衝突空間１５Ａから混気室１５Ｂを経て空調機１の吸気口１Ｂに至る流路長を更に長くすることが可能となる。したがって、内気ＲＡと外気ＯＡとの混合を更に促進することが可能となる。

混気促進部材１０は、空調機１の筐体に支持されている。これにより、混気促進部材１０が建物に据え付けられた構造に比べて、容易に混気促進部材１０を据え付けることが可能となる。

すなわち、混気促進部材１０が建物に据え付けられた構造であると、施工時に建物構造の影響を受ける。これに対して、本実施形態では、混気促進部材１０が空調機１に支持されているので、施工時に建物構造の影響を殆ど受けず、容易に施工を行うことができ得る。

混気促進部材１０は、空調機１に着脱自在に装着されている。これにより、空調機１のメンテナンス時に混気促進部材１０等を取り外すことができるので、メンテナンス性が大きく低下することを抑制できる。

混気促進部材１０には、第２仕切部材１２の下端より上方側から空気が吸気口１Ｂに流れ込むことを規制する第３仕切部材１６Ａ、１６Ｂが設けられている。
これにより、内気ＲＡと外気ＯＡとが衝突する箇所から空調機１の吸気口１Ｂに至る流路長を更に長くすることが可能となるので、内気ＲＡと外気ＯＡとの混合を更に促進することが可能となる。

（第２実施形態）
本実施形態は、図３に示すように、内気口１３Ａが内気側端部１１Ｂに対して外気口１４Ａ側にずれた位置、又は内気側端部１１Ｂの直上に位置している。なお、図３は、内気口１３Ａが内気側端部１１Ｂに対して外気口１４Ａ側にずれた位置にある例を示している。

内気側端部１１Ｂとは、第１仕切部材１１のうち内気口１３Ａ側の端部をいう。内気ダクト１３Ｃは、内気ＲＡを内気口１３Ａに導くダクトである。なお、上述の実施形態と同一の構成要件等は、上述の実施形態と同一の符号を付したので、重複する説明は省略する。

これにより、内気ＲＡと外気ＯＡとを衝突空間１５Ａにて確実に衝突させることが可能となるので、内気ＲＡと外気ＯＡと混合が更に促進され得る。
（第３実施形態）
本実施形態は、図４に示すように、機械室ＭＲのうち空調機１より上方側に、仕切部材２０を設けたものである。仕切部材２０は、外気口１４Ａから内気口１３Ａ側に延びて天井と協働してダクトを構成する。

そして、仕切部材２０は、外気口１４Ａから導入された外気ＯＡが衝突空間１５Ａを経由することなく混気室１５Ｂ側に流通することを抑制する。
これにより、内気口１３Ａから導入された内気ＲＡと外気口１４Ａから導入された外気ＯＡとを確実に衝突空間１５Ａにて衝突・混合させた後、当該混合気を混気室１５Ｂに導くことができる。

なお、上述の実施形態と同一の構成要件等は、上述の実施形態と同一の符号を付したので、重複する説明は省略する。
（第４実施形態）
上述の実施形態に係る外気口１４Ａは、外気側端部１１Ａに対して内気口１３Ａ側にずれた位置に設けられていた。しかし、本実施形態では、図５に示すように、外気側端部１１Ａに対して内気口１３Ａと反対側に外気口１４Ａが位置した構成である。

なお、上述の実施形態と同一の構成要件等は、上述の実施形態と同一の符号を付したので、重複する説明は省略する。
（その他の実施形態）
上述の実施形態に係る混気促進部材１０は、第２仕切部材１２及び第３仕切部材１６Ａ、１６Ｂを有していた。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、第２仕切部材１２及び第３仕切部材１６Ａ、１６Ｂのうちいずれかを有していない混気促進部材１０であってもよい。

上述の実施形態に係る混気促進部材１０は、空調機１の筐体にネジ等の機械的締結具にて着脱自在に装着されていた。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。すなわち、例えば、混気促進部材１０が機械室ＭＲの壁又は天井に装着された構成、又は混気促進部材１０が筐体に着脱不可状態で装着された構成であってもよい。

上述の実施形態では、内気口１３Ａと外気口１４Ａとが衝突空間１５Ａを隔てて対向し、かつ、外気口１４Ａは、外気側端部１１Ａに対して内気口１３Ａ側にずれた位置に設けられていた。しかし、本願明細書に開示された発明はこれに限定されるものではない。

すなわち、例えば、外気口１４Ａが外気側端部１１Ａの直上に位置した構成、内気口１３Ａと外気口１４Ａとが対向していない構成、又は外気口１４Ａが外気側端部１１Ａに対して内気口１３Ａと反対側に位置した構成であってもよい。

さらに、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。したがって、上述した複数の実施形態のうち少なくとも２つの実施形態を組み合わせてもよい。

１… 空調機 １Ａ… 吹出口 １Ｂ… 吸気口
１０… 混気促進部材 １１… 第１仕切部材 １１Ａ… 外気側端部
１２… 第２仕切部材 １３… 内気導入部 １３Ａ… 内気口
１４… 外気導入部 １４Ａ… 外気口 １５Ａ… 衝突空間
１５Ｂ… 混気室 １６Ａ… 第３仕切部材

Claims (5)

1. 空調機が設置される空調機室の構造において、
   前記空調機の吸気口より上方側に設けられ、空気が上下方向に流通することを阻害するとともに、前記空調機に支持された第１仕切部材と、
   建物の室内と連通した内気口を有する内気導入部であって、当該内気口が前記第１仕切部材より上方側で開口した内気導入部と、
   建物外と連通するとともに、空間を隔てて前記内気口と対向した外気口を有する外気導入部であって、当該外気口が前記第１仕切部材より上方側で開口した外気導入部とを備え、
   前記吸気口は、前記第１仕切部材のうち前記外気口側の端部（以下、外気側端部という。）側に開口しており、
   さらに、前記第１仕切部材の前記外気側端部側には、当該第１仕切部材から下方側に向けて延びる第２仕切部材が設けられている空調機室構造。
2. 前記外気口は、前記外気側端部に対して前記内気口側にずれた位置、又は前記外気側端部の直上に位置している請求項１に記載の空調機室構造。
3. 前記第１仕切部材は、前記空調機に着脱自在に装着されている請求項１又は２に記載の空調機室構造。
4. 前記第１仕切部材の板面及び前記第２仕切部材の板面と略直交する板面を有する第３仕切部材であって、前記第２仕切部材の下端より上方側から空気が前記吸気口に流れ込むことを規制する第３仕切部材を備える請求項１ないし３のいずれか１項に記載の空調機室構造。
5. 前記第１仕切部材のうち前記内気口側の端部を内気側端部としたとき、
   前記内気口は、前記内気側端部に対して前記外気口側にずれた位置、又は前記内気側端部の直上に位置している請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空調機室構造。

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