JPH03502130A - 個人用環境モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

個人用環境モジュール 発明の背景 発明の分野 本発明は、個々の作業空間の環境を個人用に制御する個人用環境モジュールに関 する。 災来肢徘夏且班 商用ビルの暖房、空調設備（ＨＶＡＣ）の制御は、通常セントラルシステムによ り行なわれる。ビル又は床を均等に暖房又は冷却できないにも拘らず、全体のビ ル又は全体の床には、暖気にしろ冷気にしろ同じ空気流が与えられる点で、これ らのシステムの非効率性は周知である。ビル内の異なる場所、あるいは−室内で さえも均一に冷却又は暖房されないと、不平を招く困難が起こり、それがしばし ば生産性の損失をもたらすことがあり得る。ビルの床は、その空間の大部分を占 めないとしても、その全体がしばしば暖房又は冷却される。 中央に配された空調暖房設備又は冷却ダクトにより複数の作業空間を帯域暖房又 は冷却する多くのシステムがある。この型式の典型的システムは、“サービス接 続用の空調コア“という名称の１９８６年１２月２日交付の米国特許第４，６２ ５，６３３号と、°配線と空気ダクトを備えるデータステーション”という名称 の１９８３年４月５日交付の米国特許第４．３７８，７２７号及び“建築上の支 持体とサービスアセンブリ”という名称の１９８２年１０月１２日交付の米国特 許第４，３５３，４１１号に示されている。これらのシステムのいずれも作業空 間を個別に制御するものではない、“個人用空調”という名称の１９８７年３月 ３日交付の米国特許第４，６４６，９６６号において、個別制御は、中央集中空 気システムに接続された縦型コラム（ｃｏｌｕｍｎ）内に配された排気口又は通 気口を調整するためだけに配されている。 光ｊしと

【粉 本発明は、各作業者が作業場（ｗｏｒｋ　５ｔａｔｉｏｎ）にて空気温度、空気 流、騒音レベル、照明レベル及び放射ヒータを制御することだができる個人用環 境モジュール（ＰＥＭ）に関する。ＰＥＭは、各個人が自分の作業場環境を制御 することのできるシステムである。使用者は作業場における空間温度、空気速度 、騒音、照明レベル及び空気特性を制御できる０作業域内のふべてのＰＥＭ装置 は、中央制御コンピュータにネットワークされている。このコンピュータは、各 ＰＥＭが作業場の使用を決定するのを監視し、各作業場における温度データを記 録し、空気処理装置の予調空気温度を変えることが必要となればその空気処理ｇ ｉ！コントローラに送信する。 個人用環境モジュールは、典型的な事務机の下に適合するように設計されている 。それは中央集中予調空調システムからの空気と室内空気とを混合するように接 続しである。ＰＥＭは予調空気と室内空気とを混合し、混合空気を小さなダクト を通じて作業面に送り、そこでは、その混合空気が、可調整ディフューザ（ｄ　 ｉ　ｆ　ｆ　ｕｓｅｒｓ＞を介して作業場に排出される。ディフューザは、使用 者が自動車のディフューザと同様に、空気流を昇降させ、左右に向けることがで きるように設計されている。温度制御は、予調空気と室内空気とを別々に調節し て所望の温度を得るようにすることにより行なわれる。 ＰＥＭは、作業場内の適切な場所の机上に配される個人用制御盤にネットワーク される制御器により制御される。制御盤は、使用者により、温度、光、騒音、放 射熱及び空気流の設定値を与えＰＥＭにより室温、放熱温度及び空気流を感知し 、ＰＥＭを温度と空気流の使用者設定値に調節する。 本発明の主特徴の一つは、作業者の机下に便利に収納できる個人用環境モジュー ルすなわちＰＥＭを提供することである。 ＰＥＭの他の特徴は、作業場に人が居ない時に制御器に信号を送ってファン、放 射ヒータ、フィルダ、照明、及び騒音発生器を停止させる専用感知器を包含する ことによりシステムの効率を向上させることである。作業場に人が居る時は、感 知器から制御器に信号を送り、作業者が制御盤上に予め設定した値の設定値迄、 自動的に作業場の室温等の条件を上げる。 ＰＥＭの別の特徴は、予調空気と室内空気を混合して作業場内の室温を制９ｉす ることである。これにより生す１１装置上の負荷が減少してシステムの効率が向 上する。 更に別の特徴は、予調空気用及び室内空気用に別のダンパを使用し、そのうちの １つのダンパか両ダンパが同時に開成、閉成するように機械的に連結した時に生 じる、ダンパに付随の摩擦損失を減じるように、常に完全に開成されていること である。 本発明の他の主要特徴と利点は、下記の発明の詳細な説明、請求の範囲及び図面 を検討すれば当業者にとって明らかとなろう。 二皿勿皿皇１主所 第１図は机下のＰＥＭを示す作業場の前立面図である。 第２図はＰＥＭの前面断面図である。 第３図はＰＥＭ内の空気流路を示す第２図の３−３線に沿って取った図である。 第４図はＰＥＭ内部を示す第２図と同様な図である。 第５図はファンの配置を示す第４図の５−５線に沿って取った第６図はＰＥＭの 底面図である。 第７図は制御システムの概略図である。 第８図はダンパコントロールのグラフである。 Ｉの　　しい　　　の−゛ 本発明による個人用環境モジュール（ＰＥＭ）１０は作業場内の机】２の下に配 設されるようにしである０作業場１４は背壁１８上に平行に配設された側壁１６ により略閉じである。モジュールＩＯは管２４により床２２内の中央空気ダクト 又はプレナムに接続して図示しである。モジュール１０は床接続されるばかりで なく壁１８内の空気タリトにも接続できることに注目すべきである。 ＰＥＭＩＯ内の処理された空気は、机１２の頂部の各横倒に配された通気孔２６ により作業空間に俳人される。モジュール１０は作業者にとって便利な場所内の 机１２の頂部に配された制御盤２日により制御される。この設計により作業者は 制御盤を備えれば、作業場温度、空気流速、照度、騒音レベル、及び放射ヒータ 温度を制御できる。 モジュール１０は、背壁３２、側壁３３．３５、頂板３４、底板３６及び前面板 ３７を有するハウジング３０を含む、プレナムチャンバ３８は背壁４１、側壁４ ３、頂ｔＩｉ４４とプレナムチャンバ３８の前面とハウジング３０の前面の両方 を収納する板４９内に形成しである。ハウジング３０の底壁３６内に配設された 一対のダンパ４０．４２によりプレナムチャンバ３８内に空気を注気する。空気 はプレナムチャンバ３８から各々ダクト５３．５５により通気孔２６に接続され た排気コーン５２．５４を介して排気される。 ダンパ４０．４２の各々は米国特許ウィスコンシン州、ミルウォーキのジジンソ ン・コントロールズ社（Ｊｏｈｎｓｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌｓ＋Ｉｎｃ、）で製造 された従来型のＤ１５１０円型ダンパである。そのダンパは８０°回転するよう に設計しである。ダンパの一つ４０は上述の如く中央空気ダクト又はプレナム２ ０に接続しである。他のダンパ４２は室内空気に接続しである。ダンパ４０．４ ２は夫々ダンパ４０．４２を制御するために作動手段を備えており、その作動手 段は、電動＠４０ａ、４２ａの形態でも良い０作動手段は通常完全開成位置内に ダンパにより設定されているので、等量の新鮮な空気と室内空気をモジュールに 導入することができる。操作効率を向上させるために、一方のダンパは常に完全 開成であり他方のダンパは後述の如く気温を制御するために調節される。 これに関して、両ダンパが同時に開成、閉成状態に機械的に連結されている場合 には、一つのダンパを完全開成させるとダンパに付随して発生する摩擦損失が減 少する。概して空調装置からの予調空気は夏には室内空気より冷たく、従ってよ り冷たい空気を要する場合に空調装置からの供給空気ダンパ４０は概して完全開 成状態にある。供給空気ダンパ４０が完全開成であれば、室内空気ダンパ４２は 気温を調節するために使用される。空気が暖か過ぎる場合には、室内空気ダンパ ４２は徐々に閉成されて室内空気への予調空気の割合を増大させて室温を下げる 。各に良く起るように、温度が室内空気温度より高いと、予調空気ダンパ４０は 完全開成され室内空気ダンパ４２は室温を下げるために使用される。 いつでも空気温度要求がＰＥＭの温度制御限度を越える場合には、中央プロセッ サが不一致に注目しＰＥＭの要求に合致するように予調空気温度を上げたり下げ たりして調節する。予調空気の最低行される。 空気は、夫々のダンパ４０．４２に対し軸方向に整列してそれらの上部に装着さ れた二個のファン４５．４６により二個のダンパ４０．４２内に導入される。フ ァン４５．４６の各々は、米国、ニューヨーク州すウジャータイスのコメア・ロ トロン（ＣｏｍａｉｒＲｏｔｒｏｎ）社で製造されたコメア／ロトロン・バトリ オント（Ｃｏｍａｉｒ／Ｒｏｔｒｏｎ　Ｐａｔｒｉｏｔ）ファンＲＴ２Ｂ３であ る。ファンは振動隔離のためにゴムガスケット上に装着しである０本書では、二 個のファンについて詳述しているが、単一のファンも使用できた。 静電フィルタ４８はプレナムチャンバ３８の内部の周囲に配され、ファン４５． ４６下に約２インチの所に配された枠５０上に装着しである。フィルタはカナダ 国オンタリオ州のシメティック・エンジニアリング社（Ｃ４ｓｅｔｉｃ　Ｅｎｇ ｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｉｎｃ、）で製造されたものである。フィルタは煙草の煙、 チリ植物種子、菌、バクテリア及び幾つかのビールスと共に、汚染物と微細チリ を除去して室内汚染を減じるように設計しである。 ファン４５．４６上には、プレナムチャンバ３７内の室内空気と予調空気を混合 するよう手段を配しである。前記手段はファン４５．４６上に縦方向に支持され たＳ字型のバフフル（ｂａＨＩｅ）５１の形状にしである。第４図と第５図を参 照すると、排気コーン５２．５４はファン４５．４６の軸線の両側に外れて配置 しである。パンフル５１上の湾曲面５６．５８は、−個のファンから流れる空気 の一部を偏向させて他方のファンの空気流内に流れ込むような位置内に配しであ る。 第５図を参照すると、両ファン４５．４６は、反時計方向に回転していることに 注目されたい、Ｓ字型のバフフル５１は、湾曲面５８がファン４５からの空気の 一部をファン４６から排出される空気の流路内に流れ込む方向に向けるように、 配置される。逆に、ファン４６からの空気は、湾曲面５６によりファン４５がら 排出された空気の流路内に向けられる。空気はこうして混合されるので、同温の 空気が排気コーン５２．５４により排気される。 パンフル５１の表面は、空気流内に何らの損失無しに一方のファンから他方のフ ァンに空気流を与えるように設計しである。 ＰＥＭには作業空間内の騒音レベルを制御するための手段を配しである。前記手 段はプレナムチャンバ３８内に配しである米国、インジアナ州、サウスベンドの ニスバック（Ｅｓｐａｃ）社で製造された従来型のホワイトノイズ発生機（Ｗｈ ｉｔｅ　ｎｏｉｓｅ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　）１００の形状で良い、ノイズ発生 機は、ダクト５３．５５により作業空間に伝達されるキシミ音を発生する。作業 空間に、隣接する作業空間内の騒音が入り込まないように、その騒音を調整する ことができる。 放射ヒータ板５７は、机の下の空間を暖房するためにＰＥＭＯ下に配される。ヒ ータ板５７は、時間の５０％のみだけ熱を発生するために周期的に巡環する型式 のものである。照明７５は、机の頂部を照らすために机１２上に配される。放射 ヒータ板５７と照明７５は制御器６０に接続される。 ＰＥＭは、中央処理装置８２に接続される米国ウィスコンシン州、ミルウオーキ ーのジヲンソンコントロール社で製造されたＤＲ−９１００−８１４３制御器６ ０により制御される０本書では、この型式の制御器について詳述しているが、パ ソコンにネットワークされ得るいかなる制御器も使用できる。制御器は、作業空 間内の机１２上に配した制御盤２８により制御される、制御盤は、ＰＥＭの動作 パラメータ係数を設定するための選択手段を含む、前記手段は、ノイズ発生機、 照明、放射ヒータ板、温度、及び空気流をそれぞれ制御するために多くのポテン ションメータ７２．７４．７６．７８．８０の形状にできる。ヒータ７６、温度 ７８及び空気流８０用のポテンションメータはそれらの間にバッファと制御器を 存するので、制御器はポテンションメータの精密な値を読む、ポテンションメー タは、作業者により、制御器用の操作設定値を創成する所望の係数に、当初設定 される。 第４図に見る如（、制御器６０は、作業空間内に配された赤外線占有感知器６２ と照明感知器６６に接続しである。制御器は、又、作業空間内への空気流の排出 と温度を監視する空気流感知器６８と温度感知器７０とに接続しである。温度感 知器７０は所望ならば作業空間内の室温を監視するために配設することができた 。 制御器は、又、ファン４５．４６の回転速度、ダンパ４０．４２の動作を制御し 、照明７５を点灯し、フィルタ４８、放射板５７及びノイズ発生器５５をオン、 オフする。 赤外線占有感知器６２は作業空間内の作業者の体温に応答し、制御器に信号を送 信してファン４５．４６、放射ヒータ５７、フィルタ４８、照明７５及びホワイ トノイズ発生器５５をスイッチオンして制御盤２８上に設定値を設定する０作業 者が作業空間を離れる場合には、感知器６２は制御器６０に信号を送信して、照 明７５を点灯し、ノイズ発生器と放射ヒータ板をオフにし、ファン４５．４６と フィルタ４８を下げてプリセット最低値にする。 上述の如く、制御Ｂ器は電動機４０ａ、４２ａに操作可能に接続されて二個のダ ンパ４０．４２を介して放出空気流量を調整するので、片方のダンパは常に完全 に開成状態となりうる。第８図に示す如く、均衡グラフはダンパ４０．４２用に 図示しである。システムは両ダンパが完全に開成されて設定値と室温が同等にな るように要求される放出温度を発生する。空調設備からの予調空気は概して室内 空気より冷いので、制御器６０は予調空気ダンパ４０を開成し、室温がポテンシ ョメータ７８の設定値温度よりも高い場合にはダンパ４２も徐々に閉成して室内 空気ダンパ４２を調節する。室温が設定値より低い場合には、制御器６ｏは室内 空気ダンパ４２を開成し、予調空気ダンパ４０を調節して室温を設定値へ復帰さ せる。 気温差異を１０　＠Ｆ　、予調空気を６５°Ｆ、室内空気を７５°Ｆ、及び設定 値を７０°Ｆと仮定すると、両ダンパは完全に開成される。しかしながら設定値 温度が７３°Ｆ迄上昇すると、予調空気ダンパ４０は徐々に閉成されて、室温が 設定値温度に合致する迄予調空気量を減じる。 制御器６０は、ポテンショメータ８０上に作業者が設定した設定値空気流により 感知器６８が怒知した放出空気流を合致させてファン４５．４６の回転速度を制 御する。 本発明の特異な特徴の一つは、制御盤上の数値的表示がないことである。制御盤 内のポテンショメータは、作業者がそのポテンショメータを調節していかなる数 値的表示を参照しないで快適な環境を享受することができるように設計しである 。温度、空気流、騒音又は照明が不満足な場合には、作業者は単に適切なポテン ショメータを調節するだけでよい。制御器は自動的に設定値変化を怒知し、変化 に合致する対応システムを調節する。 こうして、本発明によれば、上記設定した目的と利点を完全に満足させる個人用 環境モジュールを提供していることは明らかである０本発明を、その特定の実施 例とともに詳述してきたが、多くの代替、修正及び変形は当業者にとって明らか であることは明白である。従って、添付の請求の範囲の精神と広い範囲内に入る ような全ての代替、修正及び変形を包含することが意図されている。 国際調査報告

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．下記構成要素から成ることを特徴とする作業空間用の個人用環境モジュール （ア）作業空間内に空気を放出するために配置された空気入口と空気出口とを有 するハウジング、 （イ）上記空気入口内に装着された一対のダンパであって、片方は予調空気源に 接続され、他方は室内空気に接続された前記ダンパ、 （ウ）上記ダンパを介して空気を吸引し、上記空気出口を介して放出するよう上 記ハウジング内に装着した手段、（エ）上記空気出口内に放出する前に予調空気 と室内空気を混合するための上記ハウジング内に配設したバッフル手段。
2. ２．上記第１項記載のモジュールにおいて、上記ハウジングはプレナムチャンバ を含み、上記空気出口は前記プレナムチャンバの両側に設けたディフューザから 成ることを特徴とするモジュール。
3. ３．上記第２項記載のモジェールにおいて、上記吸引手段は一対のファンから成 ることを特徴とするモジュール。
4. ４．上記第３項記載のモジュールにおいて、上記バッフル手段は、上記プレナム チャンバ内において、片方のファンからの空気を他方のファンから放出された空 気内に送り込み、かつ他方のファンからの空気を前記片方のファンから放出され た空気内に送り込む位置に装着されたことを特徴とするモジュール。
5. ５．上記第４項記載のモジュールにおいて、上記バッフル手段は、上記ファンに 近接して装着されたＳ−字型湾曲形状であることを特徴とするモジュール。
6. ６．上記第５項のモジユールにおいて、上記ファンの回転速度を制御するように 接続した制御器と、その制御器に動作可能に接続された作業空間内の制御盤を含 みこの制御盤は上記ファンの回転速度を設定するための手段を含むことを特徴と するモジュール。
7. ７．上記第６項記載のモジュールにおいて、上記ダンパの各々は作動器を含み、 上記制御器は作業空間の温度要求に応答して上記作動器の片方又は他方を制御す るために接続されており、上記制御盤は上記作業空間の温度を設定するための手 段を含むことを特徴とするモジュール。
8. ８．上記第７項記載のモジュールにおいて、上記空間室内にホワイトノイズ発生 器を含み、該発生器は、上記制御器に接続され、上記制御盤は上記発生器を調節 するための、上記制御器に接続された手段を含むことを特徴とするモジュール。
9. ９．上記第８項記載のモジュールにおいて、上記作業空間内に静電フィルタを含 み、前記フィルタは上記制御器に接続され、上記制御盤は上記ヒータ板を調節す るための前記制御器に接続された手段を含むことを特徴とするモジュール。
10. １０．上記第９項記載のモジュールにおいて、上記制御器は作業室間内の占住者 の存在を感知するための手段を含み、上記制御器は操作可能に上記感知手段に接 続されて、作業空間に人が居るときに、上記ファン、フィルタ及びノイズ発生器 をスイッチオンし、作業空間に人が居ないときにスイッチオフすることを特徴と するモジュール。
11. １１．内部に机を有する独立した作業空間のための、下記構成要素から成ること を特徴とする個人用環境モジュール。 （ア）机の下の作業空間内に装着されるハウジング、（イ）上記ハウジングは空 気入口と一対の空気出口を有するプレナムチャンバを含むこと、 （ウ）上記空気出口を作業空間に接続するための手段、（エ）上記入口内に装着 した一対のダンパ、（オ）上記ダンパの各々は前記ダンパを開成、閉成する作動 手段を含むこと、 （カ）上記ダンパの一つは予調空気源に接続されていること、（キ）上記ダンパ の他方は室内空気に接続されていること、（ク）上記空間室内に放出するために 上記ダンパ内に空気を吸引するためのハウジング内の手段、 （ケ）上記ダンパの一つを選択的に開成するためであって上記他方のダンパの開 成及び閉成を制御するために上記作動手段に動作可能に接続された制御器であっ て、前記制御器を介して吸引された空気は上記開成ダンパからの空気と混合され て作業空間内の気温を調節すること。
12. １２．上記第１１項記載のモジュールにおいて、上記吸引手段は上記ダンパの各 々と整列しているファンから成ることを特徴とするモジュール。
13. １３．上記第１２項記載のモジュールにおいて、上記制御器に動作可能に接続さ れた制御盤を含み、上記制御盤は所望の気温を選択する手段を含み、上記制御器 は放出空気の温度を監視する感知手段を含み、それにより、上記制御器が、放出 空気温度が所望の気温と合致するように上記ダンパを調節することを特徴とする モジュール。
14. １４．上記第１３項記載のモジュールにおいて、片方のダンパからの室内空気の 一部と他方のダンパからの予調空気とを混合させ、かつ他方のダンパからの予調 空気の一部を上記出口を介して放出する前に上記片方のダンパからの室内空気と 混合させるための、上記プレナムチャンバに装着したことを特徴とするモジュー ル。
15. １５．上記第１４項記載のモジェールにおいて、上記バッフルは上記ファンに近 接させて装着され、かつ各ファンからの空気を他方のファンに向けるためのＳ字 型形状を有することを特徴とするモジュール。
16. １６．上記第１５項記載のモジュールにおいて、上記制御器は上記ファンの回転 速度を制御するために操作可能に接続され、かつ、上記放出空気出口内の空気流 を監視するための感知手段を含み、かつ、上記制御盤は所望の空気流を選択する 手段を含み、上記制御器は、放出空気流が上記制御盤上に設定した空気流と合致 するように、上記ファンの回転速度を調整することを特徴とするモジュール。
17. １７．上記第１６項記載のモジュールにおいて、上記プレナムチャンバ内に、上 記作業空間内に騒音を遮へいするための手段を含むことを特徴とするモジュール 。
18. １８．下記構成要素から成る、作業空間内の環境を制御するための個人用環境モ ジュール。 （ア）空気入口と空気出口とを有するハウジング、（イ）上記入口内の一対のダ ンパ、 （ウ）各ダンパは前記ダンパ内の空気流を制御するための作動手段を含むこと、 （エ）上記ダンパの片方は予調空気源に接続され、他方のダンパは室内から空気 を吸引するために接続されていること、（オ）上記ダンパ内に空気を吸引するた めに上記ダンパと隔てて上記ハウジング内に装着した一対のファン、（カ）上記 ダンパ内に吸引された空気をろ過するために、上記ファンと上記ダンパとの間の 上記ハウジング内に装着した静電フィルタ、 （キ）作業空間内の騒音を遮へいするために上記プレナムチャンバ内に装着した ホワイトノイズ発生器、（ク）上記ダンパ作動手段、上記ファン、上記ノイズ発 生器及び上記フィルタを制御するために動作可能に接続された制御器手段、 （ケ）上記制御器手段に動作可能に接続した制御盤であって、上記ダンパ作動手 段、ファン、ノイズ発生器及びフィルタ用の動作パラメータを設定するための選 択手段を含む制御盤。
19. １９．上記第１８項記載のモジュールにおいて、片方のファンから放出された空 気の一部を他方のファンの空気流路内に送り込み、かつ他方のファンからの空気 の一部を上記片方のファンの空気流内に送り込むように上記ハウジング内に装着 され、それにより、予調空気と室内空気を、作業空間内に放出する前に、混合す るようにしたバッフルを含むことを特徴とするモジュール。
20. ２０．上記第１８項記載のモジュールにおいて、作業空間内の占住者の存在を感 知するために作業空間内に配した占有感知器を含み、前記感知器は上記制御器手 段に動作可能に接続され、それにより、前記制街器手段は上記ファン、ノイズ発 生器及びフィルタを作動させることを特徴とするモジュール。