JP7456201B2 - 吹出ユニットおよび空調・換気システム - Google Patents

Description

本発明は、空調や換気の対象となる対象空間に対して空調・換気用空気を吹き出す吹出ユニット、および、該吹出ユニットを備えた空調・換気システムに関する。

従来から、例えば特許文献１のように、高い天井を有する施設において、人の活動領域の空調を効率的に行う手法として置換方式による空調法が知られている。置換方式による空調法は、空調機によって温調された空調用空気を活動領域に供給しながら天井付近から排気する。こうした置換方式による空調法は、各種生産装置が設置された生産施設や食品工場等の居住域空調にも適用される。

特開２０２０－１６４２６号公報

ところで、生産施設や食品工場等においては、生産装置を操作する操作盤や生産装置に供給される電力を分配する分電盤などで構成された制御盤が生産装置の近くに配設される。制御盤には冷却用ファンが内蔵されており、その冷却用ファンが稼動すると空調の対象空間の粉塵が制御盤に吸引されてしまう。こうした粉塵対策として、制御盤の吸気口にフィルターを配設したり、制御盤をブースで囲ったりしているが、根本的な解決策にはなっていなかった。

上記課題を解決する吹出ユニットは、空調・換気の対象空間に設置されて前記対象空間に空調・換気用空気を吹き出す吹出ユニットであって、前記空調・換気用空気が供給されるチャンバを形成するユニット本体を備え、前記対象空間に設置される装置の制御盤が前記チャンバに収納される。

上記構成の吹出ユニットにおいて、前記ユニット本体は、前記対象空間に臨む壁部として、対向配置された一対のユニット正面壁部を有し、前記一対のユニット正面壁部の各々から前記空調・換気用空気を吹出可能に構成されていることが好ましい。

上記構成の吹出ユニットにおいて、前記チャンバに前記空調・換気用空気を供給する供給口が前記制御盤よりも上方に設けられていることが好ましい。
上記構成の吹出ユニットにおいて、前記ユニット本体は、前記対象空間に臨む壁部に、前記制御盤の一部を前記対象空間に露出させる開口を有し、前記制御盤は、前記開口を覆うように配設されていることが好ましい。

上記構成の吹出ユニットにおいて、前記制御盤は、前記チャンバに供給された空調・換気用空気を吸引して前記制御盤を冷却する冷却用ファンを有し、前記対象空間に露出する部分に、前記冷却用ファンが吸引した空調・換気用空気を前記対象空間に向けて吹き出す吹出口を有していてもよい。

上記構成の吹出ユニットにおいて、前記ユニット本体は、前記開口を開閉する開閉扉を有し、前記開閉扉は、閉状態において前記吹出口に対向する位置に通気口を有していてもよい。

上記構成の吹出ユニットにおいて、前記ユニット本体は、前記対象空間に臨む壁部に、前記チャンバと前記対象空間とを連通させて、前記チャンバに供給された空調・換気用空気を前記対象空間に向けて吹き出す本体吹出口を有していてもよい。

上記課題を解決する空調・換気システムは、対象空間を空調・換気する空調・換気システムであって、空調機と、前記空調機からの空調・換気用空気が流れるダクトと、前記ダクトを通じて前記空調・換気用空気が供給される上述した吹出ユニットと、を備える。

上記構成によれば、チャンバが対象空間に対して陽圧となり、対象空間の粉塵が侵入しにくくなるため、対象空間における粉塵の影響を制御盤が受けにくくなる。

空調・換気システムの一実施形態と該空調・換気システムが空調・換気する対象空間についての概略構成を示す図。 吹出ユニットの正面側から見た空調システムの概略構成を示す図。 図２において二点鎖線３で囲まれた部分の拡大図。 図３の４－４線における吹出ユニット付近の断面構造を示す図。 吹出ユニットの概略構成を示す斜視図。 変形例において、吹出ユニットの概略構成の一例を示す斜視図。 変形例において、吹出ユニットの概略構成の一例を示す斜視図。

図１～図５を参照して、吹出ユニットおよび空調システムの一実施形態について説明する。
図１に示すように、空調・換気システム３０は、床面１１から天井１２までの高さが人１３の活動領域よりも高い対象空間１５を置換方式により空調・換気する。空調・換気システム３０は、空調機で温調された空調用空気や空調機が取り入れた外気などの換気用空気を吹出ユニット３２などを通じて対象空間１５に供給する。また、空調・換気システム３０は、天井１２に設けられた排気口３３や還気口３４を通じて対象空間１５内の空気を吸引する。排気口３３に吸引された空気は屋外へと排気され、還気口３４に吸引された空気は空調機によって温調されて再び対象空間１５に供給される。対象空間１５は、吹出ユニット３２の反対側にも設けられている。なお、「空調・換気」とは、空調用空気による対象空間１５の空調、および、換気用空気による対象空間１５の換気の少なくとも一方のことをいう。

対象空間１５には、床面１１上の基礎１６と天井１２とに架け渡されたカバー体１７が配列方向に並んで設置されている。カバー体１７は、天井１２を支持する支柱と吹出ユニット３２に空調・換気用空気を供給する供給ダクトとを内包している。吹出ユニット３２は、配列方向で隣接する一対のカバー体１７の間において各カバー体１７に隣接するように設置されている。

図２に示すように、カバー体１７は、上下方向に沿って床面１１上の基礎１６から天井１２まで延びる四角筒状のカバー本体部１８を有している。カバー本体部１８は、吹出ユニット３２側に位置する側壁部１９と、側壁部１９に連接する一対の正面壁部２０と、を有している。また、配列方向における両端に位置するカバー体１７は、一対の正面壁部２０に連接する端壁部２１を側壁部１９の反対側に有している。

カバー体１７は、カバー本体部１８の内部空間を、配列方向に並ぶ支柱空間２２とダクト空間２３とに区画する隔壁部２４を有している。ダクト空間２３は、支柱空間２２と吹出ユニット３２との間に形成される。支柱空間２２には支柱２５が配設され、ダクト空間２３には空調・換気用空気が流れる供給ダクト３５が配設される。カバー本体部１８の側壁部１９には、吹出ユニット３２の内部空間であるチャンバ３６の上部空間にダクト空間２３を連通させる連通口３７が形成されている。カバー体１７において、ダクト空間２３を形成する部分は、対象空間１５に配設されて供給ダクト３５を覆うダクトカバー３８として機能する。

供給ダクト３５は、ダクト空間２３を天井１２から床面１１に向かって上下方向に延びている。供給ダクト３５には、天井裏空間２６に配設された主ダクト３９を通じて空調機３１から空調・換気用空気が供給される。供給ダクト３５の下端には、ダクト空間２３に空調・換気用空気を供給するダクト側供給口４０が設けられている。また、供給ダクト３５の下端部には、ダクト空間２３に供給される空調・換気用空気量を調整するダクト側ダンパー４１が設けられている。

カバー体１７の各正面壁部２０において、ダクトカバー３８を形成する部分には、ダクト側供給口４０よりも下方にダクトカバー吹出口４２が形成されている。ダクトカバー吹出口４２には、ルーバー４３が取り付けられている。ダクト空間２３に供給された空調・換気用空気は、ルーバー４３を通じて対象空間１５に吹き出される。ダクトカバー３８からの空調・換気用空気の吹出速度は、１．０ｍ／ｓ以下となるようにダクト側ダンパー４１によって調整される。

ルーバー４３には、ダクト空間２３側からダクトカバー用フィルター４４が取り付けられている。このダクトカバー用フィルター４４は、ダクトカバー吹出口４２が対象空間１５に吹き出す空調・換気用空気から粉塵を取り除くとともに、対象空間１５の粉塵がダクト空間２３に侵入することを抑制する。

図３に示すように、供給ダクト３５には、吹出ユニット３２に向かって延びる分岐ダクト４５が接続されている。分岐ダクト４５は、連通口３７を通じて吹出ユニット３２のチャンバ３６内まで延びている。分岐ダクト４５の先端には、チャンバ３６に空調・換気用空気を供給するチャンバ側供給口４６が設けられている。チャンバ側供給口４６は、チャンバ３６の上部空間に位置している。また、分岐ダクト４５の先端部には、チャンバ３６に供給される空調・換気用空気量を調整するチャンバ側ダンパー４７が設けられている。チャンバ３６に供給された空調・換気用空気は、吹出ユニット３２から対象空間１５に供給される。

図３に示すように、吹出ユニット３２は、チャンバ３６を形成するユニット本体５０を有している。
ユニット本体５０は、床面１１上の基礎１６に設置されており、一対のユニット正面壁部５１、一対のユニット側壁部５２、および、ユニット上面部５３を有している。一対のユニット正面壁部５１は、対象空間１５の人１３の活動領域に臨むように対向配置されている。一対のユニット正面壁部５１は、カバー体１７の一対の正面壁部２０に連接されており、これら一対の正面壁部２０と面一となるように設置されている。一対のユニット側壁部５２のうち、カバー体１７側に位置するユニット側壁部５２は、本実施形態では、カバー体１７の側壁部１９の一部である。一対のユニット側壁部５２のうち、隣接する吹出ユニット３２側に位置するユニット側壁部５２は、本実施形態では、その隣接する吹出ユニット３２のユニット側壁部５２としても機能する。ユニット上面部５３は、一対のユニット正面壁部５１と一対のユニット側壁部５２とで形成される上部開口を塞いでいる。

図３および図４に示すように、吹出ユニット３２のチャンバ３６には、対象空間１５に設置される図示されない装置などの制御盤５５が配設されている。制御盤５５は、装置を操作する操作盤や装置に供給される電力を分配する分電盤などを備えている。分岐ダクト４５のチャンバ側供給口４６は、その制御盤５５よりも上方に配設されている。制御盤５５は、ユニット正面壁部５１に設けられた図示されないブラケットなどを介して、ユニット正面壁部５１に対してユニット本体５０の内側から当接するように配設されている。なお、本実施形態においては、一対のユニット正面壁部５１の各々に対して配列方向に並ぶように２台の制御盤５５が配設されている。

図４に示すように、制御盤５５は、冷却用ファン５６を内蔵している。冷却用ファン５６は、チャンバ３６に供給された空調・換気用空気を、制御盤５５の筐体に形成された開口部を通じて吸引する。吸引された空調・換気用空気は、制御盤５５の冷却を行ったのち、対象空間１５へ向かって吹出口５７から吹き出される。この吹出口５７は、チャンバ側供給口４６よりも下方に位置している。制御盤５５には、吹出口５７を覆うようにフィルター５８が取り付けられている。フィルター５８は、吹出口５７が吹き出す空調・換気用空気から粉塵を取り除くとともに、吹出口５７を通じて対象空間１５の粉塵が制御盤５５に侵入することを抑制する。冷却用ファン５６は、吹出口５７と一体化して配設しても良い。

図５に示すように、ユニット正面壁部５１は、操作盤の操作部５９を露出させる開口６０を有する壁部本体６１と、開口６０を開閉可能に壁部本体６１に取り付けられた開閉扉６２と、で構成されている。オペレーターは、開閉扉６２を開けることにより制御盤５５の操作が可能となる。制御盤５５は、開口６０をユニット本体５０の内側から塞ぐように配設されている。壁部本体６１と制御盤５５との間の隙間には、開口６０を取り囲むようにシール部材６３が配設されている。開閉扉６２には、閉状態において制御盤５５の吹出口５７に対向する位置に通気口６５が形成されている。吹出口５７から吹き出された空調・換気用空気は、通気口６５に配設された通気口ルーバー６６を通じて対象空間１５に供給される。吹出ユニット３２は、一対のユニット正面壁部５１の各々から空調・換気用空気を吹出可能に構成されている。

（空調・換気システム３０の作用）
空調・換気システム３０においては、空調機３１からの空調・換気用空気が主ダクト３９を通じて供給ダクト３５に供給される。供給ダクト３５に供給された空調・換気用空気は、供給ダクト３５のダクト側供給口４０を通じてダクト空間２３に供給される空調・換気用空気と、分岐ダクト４５のチャンバ側供給口４６を通じて吹出ユニット３２に供給される空調・換気用空気とに分流される。ダクト空間２３に供給された空調・換気用空気は、対象空間１５に対してダクト空間２３を陽圧にし、ダクトカバー吹出口４２を通じて対象空間１５へと供給される。吹出ユニット３２に供給された空調・換気用空気は、対象空間１５に対してチャンバ３６を陽圧にするとともに、チャンバ３６に配設された制御盤５５によって吸引されて制御盤５５の冷却を行ったのち、吹出口５７および通気口６５を通じて対象空間１５へと供給される。

本実施形態の効果について説明する。
（１）空調・換気システム３０においては、対象空間１５に対して陽圧となる吹出ユニット３２のチャンバ３６に制御盤５５が配設されている。すなわち、制御盤５５は、対象空間１５の粉塵が侵入しにくい空間に配設されている。その結果、対象空間１５の粉塵の影響を制御盤５５が受けにくくなる。

（２）吹出ユニット３２においては、対向配置された一対の正面壁部２０の各々から空調・換気用空気を吹出可能に構成されている。これにより、対象空間１５の空調・換気を効率よく行うことができる。

（３）吹出ユニット３２においては、チャンバ側供給口４６よりも下方に制御盤５５が配設されている。これにより、チャンバ３６に供給された空調・換気用空気による制御盤５５の冷却を効率的に行うことができる。

（４）ユニット本体５０は、制御盤５５の操作部５９を対象空間１５に露出させる開口６０を有している。これにより、対象空間１５において制御盤５５の操作を行うことができる。

（５）吹出ユニット３２においては、ユニット本体５０と制御盤５５との間の隙間に、シール部材６３が設けられている。これにより、開口６０を通じて対象空間１５の粉塵がチャンバ３６に侵入することが抑えられる。

（６）制御盤５５は、吹出口５７を覆うフィルター５８を備えている。これにより、吹出口５７から吹き出される空調・換気用空気から粉塵が取り除かれるとともに、対象空間１５の粉塵が吹出口５７を通じて制御盤５５に侵入することが抑えられる。

（７）ユニット本体５０は、開口６０を開閉する開閉扉６２を有している。この開閉扉６２が閉状態にあることにより、制御盤５５の露出部分に対象空間１５の粉塵が付着しにくくなる。

（８）開閉扉６２には、吹出口５７に対向するように通気口６５が形成されている。これにより、開閉扉６２が閉状態にあっても、吹出口５７から吹き出された空調・換気用空気が対象空間１５に供給されやすくなる。

（９）対象空間１５への空調・換気用空気の吹出速度を１．０ｍ／ｓ以下にすることにより、対象空間１５において粉塵が飛散しにくくなる。
（１０）空調・換気システム３０は、ダクトカバー３８に設けられたダクトカバー吹出口４２から対象空間１５に空調・換気用空気を吹出可能に構成されている。これにより、空調・換気システム３０は、対象空間１５に必要な空調・換気負荷を処理する十分な量の空調・換気用空気を、吹出ユニット３２を介さず、かつ、吹出速度を抑えて対象空間１５に供給することができる。

（１１）ダクトカバー吹出口４２にダクトカバー用フィルター４４が配設されている。これにより、ダクトカバー吹出口４２から対象空間１５に吹き出される空調・換気用空気を均一にするとともに、空調機３１の停止時にダクトカバー吹出口４２を通じて対象空間１５の粉塵がダクト空間２３に侵入することが抑えられる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・図６に示すように、吹出ユニット３２は、一対のユニット正面壁部５１に、チャンバ３６と対象空間１５とを連通させて、チャンバ３６に供給された空調・換気用空気を対象空間１５に吹き出す本体吹出口７０を有していてもよい。これにより、制御盤５５の冷却に用いられなかった空調・換気用空気を対象空間１５に供給することができる。この本体吹出口７０には、本体吹出口７０を内側から覆う本体用フィルター７１を有する本体用ルーバー７３が取り付けられると良い。これにより、本体吹出口７０から対象空間１５に吹き出される空調・換気用空気を均一にするとともに、空調機３１の停止時に本体吹出口７０を通じて対象空間１５の粉塵がダクト空間２３に侵入することが抑えられる。また、本体吹出口７０は、チャンバ側供給口４６よりも下方に位置していると良い。

・吹出ユニット３２は、開閉扉６２を有していない構成であってもよい。すなわち、吹出ユニット３２は、制御盤５５の一部が露出した状態で対象空間１５に設置されていてもよい。

・制御盤５５は、フィルター５８を有していなくともよい。
・制御盤５５は、チャンバ３６に供給された空調・換気用空気を吸引し、その吸引した空調・換気用空気をチャンバ３６に吹き出すことによって冷却が行われる構成であってもよい。こうした構成においては、吹出ユニット３２は、上述した本体吹出口７０を有する。

・制御盤５５は、その一部が対象空間１５に露出することなくチャンバ３６に収納されていてもよい。こうした構成においては、吹出ユニット３２にオペレーターがチャンバ３６に出入り可能な出入り口が設けられる。この出入り口には出入扉が設けられるとともに、出入り口を取り囲むようにシール部材が配設されると良い。

・チャンバ３６に空調・換気用空気を供給するチャンバ側供給口４６は、制御盤５５に水平方向で対向するように配置されていてもよい。また、チャンバ側供給口４６は、各種吹出口５７，７０と同じ高さの位置に配設されていてもよいし、各種吹出口５７，７０よりも下方に配設されていてもよい。

・図７に示すように、チャンバ３６に対する空調・換気用空気の供給は、ユニット上面部５３に接続された供給ダクト７５で行われてもよい。こうした構成においては、吹出ユニット３２をカバー体１７に隣接させずに設置することができる。

・ユニット本体５０は、対象空間１５に臨む壁部から空調・換気用空気を吹出可能に構成されていればよい。例えば、ユニット本体５０は、一対のユニット正面壁部５１の一方から空調・換気用空気を吹出可能に構成されていてもよいし、ユニット側壁部５２が対象空間１５に臨む壁部である場合には、そのユニット側壁部５２から空調・換気用空気を吹出可能に構成されていてもよい。

１１…床面、１２…天井、１３…人、１５…対象空間、１６…基礎、１７…カバー体、１８…カバー本体部、１９…側壁部、２０…正面壁部、２１…端壁部、２２…支柱空間、２３…ダクト空間、２４…隔壁部、２５…支柱、２６…天井裏空間、３０…空調・換気システム、３１…空調機、３２…吹出ユニット、３３…排気口、３４…還気口、３５…供給ダクト、３６…チャンバ、３７…連通口、３８…ダクトカバー、３９…主ダクト、４０…ダクト側供給口、４１…ダクト側ダンパー、４２…ダクトカバー吹出口、４３…ルーバー、４４…ダクトカバー用フィルター、４５…分岐ダクト、４６…チャンバ側供給口、４７…チャンバ側ダンパー、５０…ユニット本体、５１…ユニット正面壁部、５２…ユニット側壁部、５３…ユニット上面部、５５…制御盤、５６…冷却用ファン、５７…吹出口、５８…フィルター、５９…操作部、６０…開口、６１…壁部本体、６２…開閉扉、６３…シール部材、６５…通気口、６６…通気口ルーバー、７０…本体吹出口、７１…本体用フィルター、７３…本体用ルーバー、７５…供給ダクト。

Claims (7)

1. 空調・換気の対象空間に設置されて前記対象空間に空調・換気用空気を吹き出す吹出ユニットであって、
   前記空調・換気用空気が供給されるチャンバを形成するユニット本体を備え、
   前記対象空間に設置される装置の制御盤が前記チャンバに収納されているとともに、
   前記ユニット本体は、前記対象空間に臨む壁部に、前記制御盤の一部を前記対象空間に露出させる開口を有し、
   前記制御盤は、前記開口を覆うように配設され、
   前記ユニット本体と前記制御盤との間の隙間には、前記開口を取り囲むようにシール部材が配設されている
   吹出ユニット。
2. 前記ユニット本体は、前記対象空間に臨む壁部として、対向配置された一対のユニット正面壁部を有し、前記一対のユニット正面壁部の各々から前記空調・換気用空気を吹出可能に構成されている
   請求項１に記載の吹出ユニット。
3. 前記チャンバに前記空調・換気用空気を供給する供給口が前記制御盤よりも上方に設けられている
   請求項１または２に記載の吹出ユニット。
4. 前記制御盤は、前記チャンバに供給された空調・換気用空気を吸引して前記制御盤を冷却する冷却用ファンを有し、前記対象空間に露出する部分に、前記冷却用ファンが吸引した空調・換気用空気を前記対象空間に向けて吹き出す吹出口を有する
   請求項１～３のいずれか一項に記載の吹出ユニット。
5. 前記ユニット本体は、前記開口を開閉する開閉扉を有し、
   前記開閉扉は、閉状態において前記吹出口に対向する位置に通気口を有する
   請求項４に記載の吹出ユニット。
6. 前記ユニット本体は、前記対象空間に臨む壁部に、前記チャンバと前記対象空間とを連通させて、前記チャンバに供給された空調・換気用空気を前記対象空間に向けて吹き出す本体吹出口を有する
   請求項１～５のいずれか一項に記載の吹出ユニット。
7. 対象空間を空調・換気する空調・換気システムであって、
   空調機と、
   前記空調機からの空調・換気用空気が流れるダクトと、
   前記ダクトを通じて前記空調・換気用空気が供給される請求項１～６のいずれか一項に記載の吹出ユニットと、を備える
   空調・換気システム。