JP2004308937A - 外気取入れチャンバ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外気取入れ口14と、この外気取入れ口14から流入した外気を衝突させる鉛直な邪魔板28と、この邪魔板28を中間仕切材として外気を下降させた後に上向きに通過させるU字径路40と、このU字径路40の底部側に配置された外気加熱手段42とを具備する。邪魔板28は矢印Aで示した水平方向にスライド可能とされ、かつ、レバー36によって鉛直軸廻りに回動可能とされる。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は外気取入れチャンバに係り、特に寒冷地用に好適な外気取入れチャンバに関する。
【0002】
【従来の技術】
ビルディング、工場、地下街、発電所などでは空気調和や換気のために外部空気(以下、外気という)を建屋内に取り入れ、外気中の粉塵類をフィルタで除去した後に、空気調和や換気に利用している。ところが寒冷地では降雪時に取り入れた外気に粉雪が随伴することがしばしばあり、この粉雪がフィルタまで到達すると、捕捉された粉雪がフィルタを急速に目詰まりさせる。その結果、フィルタの通風抵抗が急激に増大して空調機や換気処理装置の運転不調を招く。
このような問題点を改善するために、特許文献1にはフィルタの前段に融雪のための加熱手段を配設した構成が記載されている。
【0003】
【特許文献1】
特開平7−310938号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載された融雪手段は静電荷電装置の陰極部に熱媒体を通過させる複雑な構成であり、実用性に欠けるという欠点がある。
本発明の目的は前記従来技術の欠点を改善し、簡単な構成にもかかわらず、外気に随伴する雪を確実に除去することができる外気取入れチャンバを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る外気取入れチャンバは、外気取入れ口と、この外気取入れ口から流入した外気を衝突させる鉛直又は斜め方向に垂下した邪魔板と、この邪魔板を中間仕切材として前記外気を下降させた後に上向きに通過させるU字径路と、このU字径路の底部側に配置された外気加熱手段と、前記U字径路の下流側に接続された外気流出口とを具備したことを特徴とする。
【0006】
また、本発明に係る外気取入れチャンバは、前記邪魔板が水平方向にスライド可能とされ、前記U字径路の下降側径路と上向側径路の断面積が可変とされたことを特徴とする。また、本発明に係る外気取入れチャンバは、前記外気加熱手段が熱媒体プールであることを特徴とする。また、本発明に係る外気取入れチャンバは、前記邪魔板が垂下方向の軸廻りに回動可能とされ、前記外気取入れ口と前記外気流出口とを短絡可能にしたことを特徴とする。
【0007】
【作用】
本発明によれば、雪を随伴した外気が外気取入れ口から流入すると、外気はまず邪魔板に衝突する。すると、邪魔板に衝突した外気中の雪の一部が慣性衝突の原理によって外気から分離され、自重により邪魔板の鉛直方向面に沿って落下する。落下した雪はU字径路の底部側に配置された外気加熱手段に至り、ここで融雪される。邪魔板によっては分離されなかった外気中の雪の残部は、外気に随伴してU字径路に沿って下降し、U字径路をUターンする位置で外気加熱手段と接触し、融雪される。この結果、外気がU字径路をUターンした段階で外気中の雪の大部分が外気から除去される。また、上記外気加熱手段と接触した外気は昇温するので、外気がU字径路を上昇し後段のダクト系を流れる過程でも残存した雪が融け、外気中に蒸発する。このため、取り入れた外気中の雪が空調機などの前段のフィルタを急速に目詰まりさせ、空調機や換気処理装置の運転不調を招くといったトラブルを解消することができる。また、本発明は邪魔板と、この邪魔板を中間仕切材としたU字径路と、このU字径路の底部側に配置された外気加熱手段とからなる簡単な構成であるから、安価でありメンテナンスも容易である。
【0008】
また、邪魔板を水平方向にスライドさせることによってU字径路の下降側径路と上向側径路の断面積を可変とし、外気の流速を変化させることによって外気加熱手段との接触効率を調節することが可能となる。このため、外気中の雪の除去性能を調整することができる。また、邪魔板を垂下方向の軸廻りに回動可能とし、降雪時以外は邪魔板を開いて外気取入れ口と外気流出口とを短絡させることによって、外気の通風抵抗が大幅に小さくなり、後段に設けられた吸引ファンの運転動力を節減することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1〜図3は本発明に係る外気取入れチャンバ(以下、チャンバという。)の第1実施形態を示す図であり、図1は側断面図、図2は図1のX−X矢視平断面図であり、邪魔板が閉じた状態を示す。また、図3は図2と同一面の平断面図であり、邪魔板が開いた状態を示す。
【0010】
チャンバ10は建屋の側壁12に近接した建屋内に設置される。チャンバ10は主に外気取入れ口14と融雪部16と外気流出口18とからなる。外気流出口18にはダクト系44が接続され、ダクト系44の後段には図示しない空調機や換気処理装置が接続している。これらの空調機や換気処理装置には吸引ファンが装備されており、この吸引ファンを稼動することによって外気取入れ口14から取り入れた外気が融雪部16,外気流出口18,ダクト系44を経て、図示しない空調機や換気処理装置に流入する。
【0011】
外気取入れ口14は側壁12を貫通して先端部20が屋外に開口しており、この先端部20に設けられたルーバ22を介して、外気をチャンバ10内に取り入れる。ルーバ22は外気中の粗大浮遊物や雨滴、雪が外気取入れ口14の内部に侵入しにくい構造に工夫されている。ただし、ルーバ22が精密すぎると降雪時の雪がルーバ22部に閉塞して逆効果となるので、ルーバ22の目開き寸法は適度な粗さに設定される。その結果、降雪時などに外気に随伴して粉雪が外気取入れ口14からチャンバ10内に流入することになる。
【0012】
融雪部16はケーシング24によって囲われた縦長の立方体空間であり、上部の一側が外気取入れ口14に連通し、その反対側が外気流出口18と連通している。融雪部16の天井部からは2枚の鉛直な邪魔板28が垂下している。邪魔板28は中央に鉛直軸30を備える。鉛直軸30の上部は天井板26を貫通して外部に突出し、台座32の上部に設けた軸受34によって支持されるとともに、上端にレバー36が取り付けられている。天井板26には長溝38を有する取付座39が固定されている。この取付座39に対して台座32を適宜な位置に合わせ、両者をボルト等で固定することによって、邪魔板28が融雪部16内の所望位置に垂下される。
【0013】
図1及び図2は2枚の邪魔板28が外気取入れ口14と外気流出口18とを遮断するように閉じている状態を示している。この状態は降雪時などにおける使用状態であり、チャンバ10は融雪機能を持つ。すなわち、融雪部16内には邪魔板28を中間仕切材として外気を下降させた後に上向きに通過させるU字径路40が形成される。このU字径路40の底部側には外気加熱手段42が配置されている。外気加熱手段42としては例えば面状電気ヒータ又は内部に温水や蒸気などの加熱流体が通る放熱管などが好ましく用いられる。また、U字径路40の最底部にはドレン管45が接続している。
【0014】
上記の構成において、外気取入れ口14から雪を随伴した外気が流入すると、外気はまず邪魔板28に衝突する。すると、邪魔板28に衝突した外気中の雪の一部が慣性衝突の原理によって外気から分離され、自重により邪魔板28の鉛直面に沿って滑りながら落下する。落下した雪は外気加熱手段42に至り、融雪される。この邪魔板28の外気衝突面や雪の滑り面には摩擦抵抗の小さいフッ素樹脂材などの材料を貼り付けるか、又はコーティングしておくことが好ましい。このようなフッ素樹脂材の表面は雪の固着による外気の通過径路の閉塞を防止する。邪魔板28によっては分離されなかった外気中の雪の残部は、外気に随伴してU字径路40の下降側径路40Aに沿って下降し、U字径路40をUターンする位置で外気加熱手段42と接触し、融雪される。この結果、外気がU字径路40をUターンした段階で外気中の雪の大部分が外気から除去される。なお、融雪によって生じた融水はドレン管45からチャンバ10外に排出され、適所に送られる。また、外気加熱手段42と接触した外気は昇温するので、外気がU字径路40の上向側径路40Bを上昇し、外気流出口18を経て、後段のダクト系44を流れる過程でも残存した雪が融け、外気中に蒸発する。
【0015】
このように外気に随伴して流入した雪のほとんどが、チャンバ10内で融けてドレン管45から排出されるか、又は外気中に蒸発する。このため、取り入れた外気中の雪が空調機などの前段に設けたフィルタを急速に目詰まりさせ、空調機や換気処理装置の運転不調を招くといったトラブルを解消することができる。また、本実施形態は邪魔板28と、この邪魔板28を中間仕切材としたU字径路40と、このU字径路40の底部側に配置された外気加熱手段42とからなる簡単な構成であるから、安価でありメンテナンスも容易である。
【0016】
この実施形態では邪魔板28が矢印Aで示したように水平方向にスライド可能とされている。邪魔板28のスライドを可能とするために、前記天井板26と取付座39には鉛直軸30が矢印Aの方向にスライドできるように長溝38が形成されている。邪魔板28を水平方向にスライドさせるとU字径路40の下降側径路40Aと上向側径路40Bの断面積が変化する。例えば、邪魔板28を左側にスライドさせると下降側径路40Aの径路幅aが小さくなって、下降側径路40Aの断面積が減少し、上向側径路40Bの断面積が増加する。逆に邪魔板28を右側にスライドさせると下降側径路40Aの径路幅aが大きくなって、下降側径路40Aの断面積が増加し、上向側径路40Bの断面積が減少する。
【0017】
この邪魔板28の水平方向のスライドは、外気中の雪の除去性能と通風抵抗に関連する。すなわち、邪魔板28を左側にスライドして下降側径路40Aの断面積を減少させると、下降側径路40Aでの外気の流速が大きくなり、その慣性力で外気が外気加熱手段42に激しく衝突し、接触し易くなる。その結果、外気加熱手段42部での融雪作用が促進する。しかしながら、外気流速の増大によって通風抵抗が大きくなるので、後段に設けられた吸引ファンの運転動力の増大を招く。この邪魔板28の水平方向のスライド位置は、外気の取り入れ風量や外気中に雪混入量などの状況に応じて、好適な位置を選択すればよい。
【0018】
図3は2枚の邪魔板28が、図2に示した場合に対して鉛直軸30廻りに90度回転して開いた状態を示している。この状態は降雪時以外における使用状態であり、チャンバ10は融雪機能を持たない。すなわち、外気取入れ口14から流入した外気は邪魔板28の配設領域を素通りして直接に外気流出口18に短絡する。このため、チャンバ10での通風抵抗が大幅に小さくなり、後段に設けられた吸引ファンの運転動力を節減することができる。換言すればチャンバ10では図3に示された状態が外気の通常径路であり、降雪時にのみ融雪のために邪魔板28を90度回転させて通常径路を遮断し、外気を外気加熱手段42が設けられたU字径路40に導く。なお、邪魔板28の回転は鉛直軸30上端のレバー36を手動操作することによって、チャンバ10の外部から簡単に行うことができる。
【0019】
図4は本発明の第2実施形態の要部を示す側断面図である。本実施形態ではU字径路40の下部が熱媒体プール50とされ、この熱媒体プール50には熱媒体として水や不凍液などの液体が張り込まれている。熱媒体プール50内には熱媒体を加熱するためのヒータ52が配設され、このヒータ52によって熱媒体の温度を例えば50〜80℃に保持する。熱媒体プール50の低部には可撓性のホース54を中間に備えたオーバーフロー管56が接続している。
【0020】
下降側径路40Aを下降してきた外気は、U字径路40をUターンする際に熱媒体プール50内の熱媒体と接触することによって、外気中の雪が融ける。融雪によって熱媒体の量が増加し、増量分がオーバーフロー管56のオーバーフロー部58から排出される。熱媒体の液面が高いほど、外気がU字径路40をUターンする際の外気と熱媒体との気液接触が盛んになり、融雪作用が向上するともに外気の通風抵抗が増大する。したがって、熱媒体の液面を外気の取り入れ風量や外気中に雪混入量などの状況に応じて、適宜に調節することが好ましい。熱媒体の液面はオーバーフロー部58の取付け高さを変更することにより、容易に調節することができる。熱媒体として不凍液を用いた場合には、ヒータ52の非使用時や故障時での熱媒体の凍結を防止できるので便利である。ただし、融雪によって不凍液の濃度が徐々に薄くなるので、適切なタイミングで濃度調整を行う。
【0021】
上記実施形態では2枚の邪魔板28を鉛直軸30廻りに90度に回動することによって外気をU字径路40に迂回させるか、又は外気流出口18に短絡させる切替え操作を行うようにした。しかしながら本発明はこれに限らず、1枚の邪魔板又は3枚以上の邪魔板を用いて外気の通過径路を切替えるようにしてもよい。また、上記実施形態では邪魔板28による通過径路の切替えをレバー36の手動操作によって行った。しかしながら本発明はこれに限らず、邪魔板の開閉を天候センサの検知信号に基づき自動的に行うようにしてもよい。
【0022】
【発明の効果】
本発明に係る外気取入れチャンバによれば、外気が邪魔板に衝突した後、U字径路をUターンして後段のダクト系を流れる過程で、外気中の雪を除去することができる。このため、取り入れた外気中の雪が空調機などの前段のフィルタを急速に目詰まりさせ、空調機や換気処理装置の運転不調を招くといったトラブルを解消することができる。また、本発明は邪魔板と、この邪魔板を中間仕切材としたU字径路と、このU字径路の底部側に配置された外気加熱手段とからなる簡単な構成であるから、安価でありメンテナンスも容易である。
【0023】
また、邪魔板を水平方向にスライドさせることによってU字径路の下降側径路と上向側径路の断面積を可変とし、外気中の雪の除去性能を調整することができる。また、邪魔板を垂下方向の軸廻りに回動可能とし、降雪時以外は邪魔板を開いて外気取入れ口と外気流出口とを短絡させるようにしたので、外気の通風抵抗が大幅に小さくなり、後段に設けられた吸引ファンの運転動力を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る外気取入れチャンバの第1実施形態を示す側断面図である。図1は側断面図である。
【図2】図1のX−X矢視平断面図であり、邪魔板が閉じた状態を示す。
【図3】図2と同一面の平断面図であり、邪魔板が開いた状態を示す。
【図4】本発明の第2実施形態の要部を示す側断面図である。
【符号の説明】
10………外気取入れチャンバ、14………外気取入れ口、16………融雪部、18………外気流出口、22………ルーバ、28………邪魔板、30………鉛直軸、36………レバー、40………U字径路、40A………下降側径路、40B………上向側径路、42………外気加熱手段、50………熱媒体プール、52………ヒータ、56………オーバーフロー管。
Claims (4)
- 外気取入れ口と、この外気取入れ口から流入した外気を衝突させる鉛直又は斜め方向に垂下した邪魔板と、この邪魔板を中間仕切材として前記外気を下降させた後に上向きに通過させるU字径路と、このU字径路の底部側に配置された外気加熱手段と、前記U字径路の下流側に接続された外気流出口とを具備したことを特徴とする外気取入れチャンバ。
- 前記邪魔板が水平方向にスライド可能とされ、前記U字径路の下降側径路と上向側径路の断面積が可変とされたことを特徴とする請求項1に記載の外気取入れチャンバ。
- 前記外気加熱手段が熱媒体プールであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の外気取入れチャンバ。
- 前記邪魔板が垂下方向の軸廻りに回動可能とされ、前記外気取入れ口と前記外気流出口とを短絡可能にしたことを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3に記載の外気取入れチャンバ。
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Cited By (3)
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2003
- 2003-04-02 JP JP2003099234A patent/JP3978674B2/ja not_active Expired - Lifetime
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