JP2004308937A

JP2004308937A - 外気取入れチャンバ

Info

Publication number: JP2004308937A
Application number: JP2003099234A
Authority: JP
Inventors: Tadahiko Kito; 忠彦木藤
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-02
Also published as: JP3978674B2

Abstract

【課題】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。
【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

【０００１】
【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

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。