JP3793854B2 - 多層コーン形結露防止吹出口装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の空気吹き出し用のコーンを同心多層状に配置させて空気調和すべき空間に対して空気を吹き出す吹出口装置に係り、特に、吹出口への結露を防止する角形の多層コーン形結露防止吹出口装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
天井裏部分等に配設された空気ダクトに接続されて建物室内への冷、暖房空調時に空気を天井面や天井部分の側壁から吹き出す吹出口が知られており、天井面や天井部分に配置されてその吹き出し面を室内側に向けて開口させ、空調機から空気ダクトを介して送られる調和空気を室内側へ吹き出すようになっている。これらの吹出口は、天井面に設けるアネモスタット形（アネモ形）、天井側壁部分等に設けるユニバーサル形等があるが、近時は、室内美観等を重視したシステム天井に適用されるライン形の吹出口等も多く採用されている。ところで、これらの吹出口のうち、大きさが異なる複数の中空コーンを同心状に配置させて空気を室内側に吹き出す多層コーン形の吹出口がアネモ形吹出口等で適用されており、吹き出し開口の周囲に拡散状に吹き出して送気と室内空気とを全体にわたって混合させる。これらのアネモ形吹出口は、一般に吹出口面に対して垂直方向に吹き出す軸流吹出口と違って、面に沿って水平方向に全方向拡散状に吹き出す輻流吹出口であり、したがって、室内における吹出口の配置状態により室内空気との混合時に誘引空気を受けて結露を生じやすい。
【０００３】
すなわち、例えば冷房時、吹出口からは冷風が吹き出されるが冷風によって吹出口自体が冷却される。室内空気は吹き出し気流によって誘引され、吹出口の付近まで到達する。吹出口の表面温度が、室内空気の露点温度より低くなれば、吹出口表面に結露する。この現象は、ビル等の建物で露点温度の高い外気が侵入しやすい１階ロビー等で顕著である。特に、近年、省エネルギー、省コストの観点から低温送風システムが実施されつつあり、システム天井方式に用いられる幅の狭い多層コーン形吹出口等において低温の空気が吹き出すため、吹出口の温度が従来システムに比べ一段と低くなり、一般事務所用途に用いられる中間階を含め、全館的に吹出口結露の問題が発生するようになり、その対策が待たれている。そして、近時のビル室内の美観保持の点で良く対応し得る角形の多層コーン形吹出口についてその結露防止機能を十分に保持し得る製品の提供が喫緊の課題となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、吹出口の結露防止を目的とするものとして、例えば、実公平４−２９３２５号や特公平５−４４５７８号が提案されており、例えば、多層コーンの外コーン裏面に発熱物質を貼付させたり、室内露点温度とダクト内の調和空気温度を測定してヒータをＯＮ、ＯＦＦさせる等の外部の発熱手段で強制的に結露防止するものがある。また、実開平７−１２８４６号や、特開２０００−２４９３９３号のように、角形アネモ吹出口で吹き出し四隅部分に気流を誘導するために気流案内板を設けたものや、中コーンのコーナ部を面取り状に変形させてコーナ傾斜面を形成させた構成のものがある。
【０００５】
しかしながら、実公平４−２９３２５号や特公平５−４４５７８号のように、外部の発熱手段により強制的に結露防止を図る吹出口では、施工時の電気配線工事によりイニシャルコストが高くなり、また、電気代としてのランニングコストがかさむとともに、天井裏内に入って保守点検を行なわねばならず、さらに故障時の修理作業が簡単でないという難点があった。また、実開平７−１２８４６号では、コーンの室内側に面する部分に気流案内板を設けるので室内意匠上違和感があり特にスッキリしたスマートな室内天井部分であることが要求される近時のシステム天井には採用し難いものがあった。また、特開２０００−２４９３９３号の吹出口のように中コーンのコーナ部を面取り状に切り落としたようにコーナ傾斜面を形成させる構成では、中コーンやその上端側基部の部分並びにそれらの接合部分の製造が簡単でなく、コスト高となる欠点があった。さらに、上記したいずれの吹出口についても、吹出口の上端開口、すなわち、コーン間開口部分から吹出口内に導入される前の吹出口の基部に接続される空気チャンバ部やネック部との連通形態や空気チャンバ部等での空気の受容量等を加味した下流の吹出側での空気の流れの変化に着目した基本的かつ根本的な吹出口の構成により結露防止を行なうものではなく、したがって、上述したような、メンテナンス性、製造容易性、コスト、意匠上等の観点での欠点がそれぞれあった。
【０００６】
角形の多層コーン吹出口については、コーン上端側の構成を含めた個別の欠点がある。例えば図２２は、従来の標準的な角形のアネモ吹出口を示しており、上壁開口に中空円筒形のネック部３００を連通接続し下面を開口した中空角錐台形状の外コーン枠体３０２と、外コーン枠体３０２の斜壁からなる外コーン３０４の内部にそれぞれ大きさを違えて同心状に配置された複数の中コーン３０６と、を備えている。ネック部３００は図示しない円形空気ダクトとの接続を行なう部分であり、外コーン枠体３０２の四角形の上壁に形成した円形の開口の残余部分が盲板部３０８として円形ネック部と四角形上壁との接続が行なわれている。そして、ネック部３００から流入した空気は中空角錐台形状により画成される空間内をそれぞれ中コーン３０６により分割されながら下面の吹出開口から拡散状に吹き出される。外コーン３０４の下端周縁には天井面に設けた吹出口の吹出面部分が配置される開口縁にあてがわれる矩形形状の額縁部３１０が形成されている。また、図２３に示すように、中コーンの上端部分は支持ステー等の中コーン取付部材との固定を行なうためにコーンの内部方向に横方向に曲げた横突設片３１２が形成されている。また、これらの中コーン３０６の最も内側に位置する最内コーン３０６ａからその外側のコーンについて順次その上端部分の高さ位置が高くなるように支持高さ位置を異ならせて設けられている。
【０００７】
（１）このような角形の多層コーン吹出口の構成においては、図２４に示すように四角形の吹出面の対向辺から外側への空気吹出しＦｂと、四角形のコーナ部分から対角線方向への空気吹出しＤｂでは、コーン間の空気流路の長さが異なり（対角線方向吹出しのほうが流路長さが長い）、流路抵抗は対角線方向への空気吹出しＤｂのほうが大きい。その結果、角形多層コーン吹出口では対向辺から外側への空気吹出し量が多く、コーナ部分からの吹出量はわずかであるために、室内空気をこのコーナ部に誘引してコーナ部分が結露しやすい。（２）また、図２３のように、中コーンの下端の吹出し開口位置は吹出し面に一様に一致させているのに対し、その上端の高さ位置はそれぞれのコーンにより異なるように設定されており、それぞれのコーン間流路の行程長さが異なるので、それぞれに流路抵抗差があり、その結果各コーン間流路ごとに空気の流速差が生じ、空気の流れが剥離して図２５のように渦流Ｒを発生させて結露の原因となっていた。この点は、例えば、図２６のように、コーンの上端部分の高さが不規則に設定されていたり、あるいは図２７のように、コーン間の間隙がバラバラで不規則であったり、さらには、図２８のようにコーンの上端側から下端側への拡開率、すなわち、対称中心線に対する斜壁の角度がランダムであるような場合にも生じる。（３）さらに、図２２、２３のように、ネック部３００が外コーン枠体３０２の上壁の開口に直結し、狭い流路からいきなり中空角錐台の空間内に流入するので空気の密度を均一にして流れを安定させるバッファ空間がなく、よって、（１）のように対向辺から外側への空気吹出しＦｂ量が極端に多く、コーナ部分からの吹出Ｄｂ量がわずかでコーナ部において結露する傾向を助長させる。（４）また、コーン間流路に案内される際の空気の流れの大きさと方向成分は
流れの連続性によりその流れ上流側に強く影響し、例えば図２９に示すシステム天井用の角形多層コーン吹出口のように外コーン枠３０２の上端側にある程度のバッファ空間を有していてもバッファ空間での空気の十分な均一化が行なわれないままで吹出し面から室内側に吹き出される（図２９の空気流れ線Ｆｎ参照）。したがって、この場合にもコーナ部分からの吹出Ｄｂ量がわずかでコーナ部分において結露させる問題があった。（５）また、ネック部がコーン内の空気の流れに対して９０度、すなわち、外コーン枠体３０２の基部側に接続される円筒形のネック部がコーンの軸線と直角方向となるように接続されている場合も流れのエルボ部分を形成し、その内流れと外流れの部分で大きな速度差を生じ、流れの均一化を実現し得ず、結局流れの剥離、渦流発生、結露発生の過程を避けることができなかった。さらに、（６）図２３、２５のように、中コーン３０６の内部方向に横方向に曲げた横突設片３１２が突設されているので、外コーン枠体３０２のコーン間流路内に流入する以前にそれらが邪魔板となって流路の中で渦流ができ、吹出し気流の速度分布にムラができて吹出し面近傍に渦流を生じさせ、結露を生じさせる原因となっていた。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その１つの目的は、極めて簡単な構成でメンテナンス性に優れ、低コストでありながら有効に結露防止を行なうことのできる多層コーン形結露防止吹出口装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、簡単な構成で結露防止機能を行ないつつ意匠上優れた多層コーン形結露防止吹出口装置を提供することである。
【０００９】
【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は、各コーンの横断面形状が矩形状であり、バッファ空間Ｂｓを有するチャンバ部１２の下部に取り付けられ最外コーン１６と最内コーン１８と中間コーン２０とを同心状に設けてそれらのコーン間の流路から空気を吹き出すコーン枠部１４を含む多層コーン形の吹出口装置であって、少なくとも、最内コーン１８と中間コーン２０とについて、それぞれの縦断面形状が同じ形状のコーンが同心状に配置されており、コーン間の空気流路１７０がそれぞれ同じ縦断面形状であり、さらに、各コーン間流路１７０は同じ行程長さで形成され、それぞれのコーン間流路の空気流れ上端側における開口面積Ｓ１に対するそれぞれのコーン間流路の空気流れ下端側における開口面積Ｓ２の比が１５０％以下に設定されていることを特徴とする多層コーン形結露防止吹出口装置から構成される。
【００１０】
その際、チャンバ部１２に円筒形のネック部１０が連通接続され、コーン枠部１４のそれぞれのコーン間流路１７０に対して気流を一様に真っ直ぐに流れ込ませる直進流導入構造を含むとよい。
【００１１】
また、直進流導入構造は、最外コーン１６の上端部における横断面積と少なくとも略同一以上の横断面積でかつ各コーンの上部の空間高さが最外コーンを除く各コーン１８，２０の高さの２倍以上の高さをもつ上下面開口のチャンバ部１２と、チャンバ部に連通し、コーン枠部に対して同心線方向に空気を通流させるように接続されたネック部１０と、を有する構造であるとよい。
【００１２】
さらに、最内コーン１８と中間コーン２０は、空気の流れ方向と平行に設けられた縦方向部分２０１と、該縦方向部分の下部側に接続され空気を輻流方向に拡散させるように斜めに設けられた斜め方向部分２０２と、該斜め方向部分の先端側に接続されて空気の輻流方向に突設された横方向部分２０３と、を含むとよい。
【００１３】
また、それぞれのコーン間流路１７０の空気流れ上端側における開口面積Ｓ１ａと、それぞれのコーン間流路の空気流れ下端側における開口面積Ｓ２ａと、の比がバラツキ±２０％以内であるとよい。
【００１４】
その際、各コーンの上端がほぼ同一高さＨ位置に設定され、かつそれぞれのコーン間隔Ｗがほぼ等間隔であることとしてもよい。
【００１５】
好ましくは、空気通流方向のチャンバ部の横断面積１２０Ｓがネック部の横断面積１００Ｓより３倍以上で設定するとよい。
【００１６】
さらに、最内コーン１８は上端開口１８１から中空内部を経由して下向き拡大状に下端開口１８３から空気を吹き出す空気流路を形成する横断面矩形状のコーンで構成され、最内コーンの下端開口１８３の平面略中央位置であって最内コーンの上端開口１８１の平面視位置とほぼ同じ位置に空気吹き出し空間に面して配置され、下面が他のコーンの下端とほぼ同じ高さ位置に設定され、さらに、最内コーン１８の上端開口１８１とほぼ等しい平面的な大きさをもつ断熱材からなる拡散板２２を支持させるとよい。
【００１７】
その際、最内コーン１８の内壁面と拡散板２２との間で構成される吹き出し開口面積が、最内コーン１８の上端開口面積に対し、１５０％以内となるように拡散板２２の大きさを設定させるとよい。
【００１８】
また、一端側が最内コーン１８の内壁またはその近傍に支持される支持部材２２０と、支持部材に連結されて拡散板２２の少なくとも下面を覆う各コーンと同一な質感を有する素材の支持体２２２と、を含む支持手段により拡散板２２が所要の位置に配置支持された構成とするとよい。
【００１９】
また、支持体２２２は拡散板２２を内部に収納状に配置させ拡散板の側面に沿う部分が少なくとも拡散板の上端までは延びていない上面開口の箱形状で構成させるとよい。
【００２０】
さらに、支持部材２２０と支持体２２２とは一枚の金属板を加工成形させ、その所要部分を曲げ形成して構成し、支持部材２２０は、その上端側において最内コーン１８の上端縁を内包するように巻き込んで挟みつけ状に曲げて固定させる固定用曲げ部２２１を有する構成としてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面により、本発明の好適な実施の形態について説明する。図１ないし図７は、本発明の多層コーン形結露防止吹出口装置の第１の実施形態を示している。本発明の多層コーン形結露防止吹出口装置は、天井面に設置され吹出し面から拡散状に吹き出す多層コーンのアネモ形吹出口あるいはシステム天井等に設置されるシステムアネモ吹出口として適用される角形の多層コーン形結露防止吹出口装置であり、室内天井の照明や煙感知器等の直線状の設備ラインに共に設置されて良好な意匠感を保持する。
【００２２】
本実施形態の多層コーン形結露防止吹出口装置は、図５に示すように、図示しないフレキシブルダクト等の円形空気ダクトを一端開口に接続し、空調機から送給される調和空気を内部に通流させる中空円筒形のネック部１０と、ネック部１０の他端開口に連通接続された中空立体四角形状のチャンバ部１２と、チャンバ部１２の下部に連通接続されたコーン枠部１４と、を備え、さらに、コーン枠部１４は、角錐台形状の中空内部と外部空間とを仕切る外形枠としての最外コーン１６と、最内コーン１８と、中間コーン２０と、を有している。
【００２３】
図２ないし図５において、チャンバ部１２は、ネック部１０から供給される空気を一旦受容保持して空気の密度を均等化し安定した流れの基礎を形成させる空気のバッファリング手段であり、本実施形態では、ネック部との連通部分としての開口を設けた上壁１２０と、これの四周辺から垂下して接続され互いに対向する４個の側壁１２１ａ、１２１ｂ．．．と、を備え、下面側は開口されて内部にバッファ空間Ｂｓを形成している。４個の側壁１２１ａ、１２１ｂ．．．は、天井Ｔに略直角となるように配置され、同天井Ｔに設けられた吹出口設置用の開口に対して略同じ横断面積となる形状で延びるように設置されている。
【００２４】
チャンバ部１２の下端部にチャンバ部からの空気の流れを直線状に、かつ、略同じ横断面積の導入口から導入するようにコーン枠部１４が接続され、該コーン枠部１４の吹出面１４０が天井下面に略面一状となるように設置されている。コーン枠部１４は、上下面を開口し下面をチャンバ部から送られる空気の吹出面１４０とするとともに、上面を開口しチャンバ部１２の下端側と接続されて内部を連通させ空調すべき空間に対して空気を拡散状に吹き出させる部位であり、チャンバ部１２からの空気の流入側となる上端長方形の開口部分は下端の長方形吹出面開口よりその面積はやや小さく設定されている。コーン枠部１４の最外コーン１６の上端四角形平面外形大きさはチャンバ部１２の内部に略密着状に嵌合し得る程度の大きさであり、チャンバ部１２内の空気が直進状にかつ流速を変化させないようにチャンバ部に対して直筒状に接続されている。このコーン枠部１４は、内部にそれぞれ平面視の大きさが異なる略相似形の最内コーンと２個の第１、第２中間コーン２０ａ、２０ｂを同心状に配置させて有している。
【００２５】
詳細には、図４に示すように、最外コーン１６以外の各コーンの吹出面１４０からの上端高さＨはほぼ同一高さ位置に設定され、かつそれぞれのコーン間隔Ｗはほぼ等間隔で設定されている。また、最外コーン１６以外のコーンは同一断面形状の枠材を同心矩形状に配置されて支持されている。より詳細には、図７に示すように、中間コーン２０は、コーンの軸線に沿う空気の流れ方向Ｆｃと平行に設けられた縦方向部分２０１と、該縦方向部分の下部側に接続され空気を輻流方向に拡散させるように斜めに設けられた斜め方向部分２０２と、該斜め方向部分の先端側に接続されて空気の輻流方向（天井面に沿う方向）すなわち外側に突設された横方向部分２０３と、を含む。最外コーンを除く各コーンの下端において、外側に曲げた横方向部分２０３を形成することにより、吹出気流は水平方向に強く方向付けられて当該コーンのすぐ外側のコーンの下端部、特に横方向部分を覆い、冷却されたコーン下端部を湿度の高い室内空気から遮断するとともに、コーンの下端部のコーン間流路の開口を小さくして、空気流れの減速をさせないようにし、結露発生を抑制する。
【００２６】
さらに、本実施形態において、最外コーン１６と、最内コーン１８も中間コーン２０と同様に、それぞれ縦方向部分２０１と、斜め方向部分２０２と、横方向部分２０３を有し、それぞれの部分は天井面に対してなす角がどのコーンをとっても同一であるように設定され、かつ、コーン間隔はほぼ等間隔となるように配置されている。最外コーン１６の縦方向部分２０１の四周外面はチャンバ部１２の下端内面に密着状に接続されており、さらに斜め方向部分２０２から横方向に突設した横方向部分２０３は、他のコーンの横方向部分よりも大きく外側に張り出して額縁部１６０を形成している。そして、それぞれのコーンの下端の下面部分はそれぞれ天井面に沿うような平面に接地するように面一となるように設定されている。また、最内コーン１８は、中間コーン２０と同様に内部が中空となっており縦方向部分２０１に流入した空気は直線状に案内され、斜め方向部分２０２により拡開方向に導かれてさらに横方向部分２０３により拡散状に吹き出される。
【００２７】
最内コーン１８とその外側の第１の中間コーンとの間隙、第１、第２の中間コーン２０どうしの間隙、並びに第２の中間コーンと最外コーン１６とにより形成される間隙にはそれぞれコーン間を流れる空気の流路であるコーン間流路１７０が形成され、それぞれ各コーンの上端側から下端側に向けてほぼ等間隔のコーン間流路を経由して空気が流れる。本実施形態において、最内コーン１８の下端開口の平面略中央位置であって上端開口の平面視位置とほぼ同じ位置であり、空気吹き出し空間に面しており、さらに、下面が各コーンの下端面すなわち、横方向部分２０３の下面とほぼ同じ高さ位置に設定され、さらに、最内コーン１８の上端開口とほぼ等しい平面的な大きさをもつ断熱材からなる拡散板２２が図示しない支持部材により配置支持されている。各コーンの下端を天井面と略面一となるように揃った位置に設定し、また、最内コーン１８の中央に断熱材で形成した拡散板２２を配置させることにより、最内コーン１８の内側の空気は同最内コーンの内壁に沿って流れ、また、外側の中間コーン間の流路から吹き出す空気が水平方向に拡散しようとする流れとなるから、それらに引っ張られる作用に補助されて極めて安定的に最内コーン１８の内壁面を覆い、室内の湿った空気が最内コーンに接触することを防ぎ、結露を防止する。また、拡散板２２を断熱材により構成することにより拡散板自体に結露することを防止する。
【００２８】
本発明の１つの特徴的なことは、それぞれのコーン間流路の空気流れ下端側と上端側とで開口面積比が所定の割合となる大きさで設定されている点である。図１（ａ）は、実施形態の吹出口装置の空調対象空間である室内側からの見上げ図であり、この図において、それぞれ縦横の中心線の右上部分の斜線部分はそれぞれのコーン間流路１７０の空気流れ上端側における開口面積Ｓ１を示し、右下部分の網状斜線部分は、コーン間流路の空気流れ下端側における開口面積Ｓ２を示している。（Ｓ２／Ｓ１）×１００をコーン間流路拡大率Ｒとすると、図（ｂ）に示すように、最内コーン１８と第１中間コーンとの間のコーン間流路拡大率Ｒ；（Ｓ２ａ／Ｓ１ａ）は１１４％、第１、第２中間コーン間のコーン間流路拡大率（Ｓ２ｂ／Ｓ１ｂ）は１０４％、第２中間コーンと最外コーン１６間でのコーン間流路拡大率（Ｓ２ｃ／Ｓ１ｃ）は１０６％で設定されている。一般に、角形の多層コーン吹出口の場合、コーン間流路が空気吹き出し下流側に行くほど拡大している場合には、空気は流路壁から剥離しやすい。また各コーン間流路どうしでの空気の吹き出し風速に著しい速度差がある場合には吹き出し気流間に渦流を生じ、結露原因を作る。特に、アネモ形吹出口のように短流路のコーン部分から吹出面に対して吹き出す場合において、コーン間流路拡大率が１５０％を越える場合には流路内平均風速が２／３以下に低下し、気流が流路壁から剥離して、渦流が発生する。それぞれのコーン間流路１７０の空気流れ上端側における全開口面積Ｓ１と、それぞれのコーン間流路の空気流れ下端側における全開口面積Ｓ２と、の比Ｓ２／Ｓ１（百分率）が１５０％以下に設定されていると、コーン間流路どうしでの速度差や流路内での空気の剥離自体を抑制し得ることが実験的に証明されている。好ましくは、それぞれのコーン間流路１７０の空気流れ上端側における開口面積Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃと、それぞれのコーン間流路の空気流れ下端側における開口面積Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ２ｃと、の比（Ｓ２ａ／Ｓ１ａ），（Ｓ２ｂ／Ｓ１ｂ），（Ｓ２ｃ／Ｓ１ｃ）がバラツキ±２０％以内で略一定であるとよい。
【００２９】
図１１、図１２は比較例としての標準タイプの角形アネモ吹出口におけるコーン間流路拡大率を示しており、最内コーン１８と第１中間コーン間、第１、第２中間コーン間、第２中間コーンと最外コーン１６間でのそれぞれのコーン間流路拡大率Ｒ；（Ｓ２ａ／Ｓ１ａ），（Ｓ２ｂ／Ｓ１ｂ），（Ｓ２ｃ／Ｓ１ｃ）は、１１００％、４０５％、１７３％となっている。さらに、図１３、図１４の第２の比較例としての標準タイプのシステム天井用のアネモタイプ吹出口（コーン間流路が２個のもの）では、それぞれ（Ｓ２ａ／Ｓ１ａ），（Ｓ２ｂ／Ｓ１ｂ）が３２０％、１６１％で設定されている。これらの比較例では、最外コーンとその内側のコーン間の流路を流れる空気が主流となっており、かつ、各コーン間流路からの吹出し風速に大きな差があり、渦流を生じて剥離しやすいのに比較して本実施形態では、上記のようにほぼ同様のコーン間流路拡大率であるため、各コーン間流路から吹き出す気流が一体となって安定し、図９のように、全体がほぼ均等に拡散状に吹き出されて渦流発生を防止し、さらに結露を防止する。
【００３０】
コーン間流路拡大率は、各コーン間の間隔が等間隔かどうか、コーンの上端高さ位置がほぼ同一かどうか（コーン間流路長さがほぼ同一かどうか）等の要因で決定されるとともに、コーン間流路内に導入される前段階での空気の状態（均等安定化状態）によっても大きく左右され、これらの相乗的な作用により、流路壁からの空気の剥離防止、渦流発生防止、ひいては結露防止が実現される。
【００３１】
図２ないし図４において、コーン枠部１４の上端に直筒状に連通されるチャンバ部１２は、最外コーン１６の上端部における横断面積と略同一あるいはそれ以上の横断面積を有する立体方形形状の構成であり、かつ、その側壁１２１は、各コーンの上部の空間高さが最外コーンを除く各コーン１８、２０の高さＨの３．２倍程度の高さ１２０Ｈを有している。これによって、ネック部１０から流入する空気をこのチャンバ部で受け入れてその密度分布を十分に均一化し、安定した状態としてコーン間流路へ導入させる。特に、本実施形態ではチャンバ部１２とコーン枠部１４とは直筒状に連通接続され、さらに、ネック部１０も、コーン部に対して同心線方向に空気を通流させるようにチャンバ部１２に連通接続されているので、吹出面１４０に直交する方向の流れとしてネック部１０から空気を受け入れたチャンバ部では、いったん空気の密度分布を十分に均一化し、さらに、チャンバ部から真っ直ぐな気流としてコーン間流路内に導入させるから（図１０のチャンバ部内での空気流れ線Ｆａ参照）、空気は各コーン間流路入口開口から均等に分配されて流入し、各コーン間流路の差異に上流側が大きく影響されることがないので、対向辺から外側方向（Ｆｂ）ばかりでなく対角線方向（Ｄｂ）に対してもほぼ均等に空気が流れ、発熱手段や、特段の気流案内板などを設けることなく、有効に結露防止を行なえる。実験では、チャンバ部１２は、最外コーンの上端部における横断面積と少なくとも略同一以上の横断面積でかつ最外コーンの高さの２倍以上の高さをもつ構造であれば、十分な空気のバッファ空間を形成し得ることが確認されている。直進流導入構造は、このような、最外コーンの上端部における横断面積と少なくとも略同一以上の横断面積でかつ最外コーンの高さの２倍以上の高さをもつ上下面開口のチャンバ部と、チャンバ部に連通し、コーン部に対して同心線方向に空気を通流させるように接続されたネック部と、を含む構造であり、これによって、コーン枠部１４に対して気流を一様に真っ直ぐに流れ込ませ、上述のチャンバ部１２とネック部１０の構成とあいまって、最終的な結露防止機能を行なう。
【００３２】
好ましくは、図５に示すように、空気通流方向に対するチャンバ部１２の断面積１２０Ｓがネック部１０の断面積１００Ｓより３倍以上で設定されているとよく、これによって、ネック部から空気を受け入れたチャンバ部１２において十分な空気の均一化容量を確保し得る。
【００３３】
以上のように、上記の実施形態では、直進流導入構造によりチャンバ部内に流入した空気はチャンバ部内において、十分に均一化され安定した状態となったうえでさらに各コーン間流路を均等に分配されて流路内に導入され、さらに、略等しいコーン間流路幅間隔で、略等しい流路長さの大きさの異なる同心配置された角形のコーン間を安定した流れで案内されて吹出面から拡散状に吹き出され、対向辺から外側方向ばかりでなく対角線方向に対しても常時安定した空気の流れが発生して、効果的に結露防止を行なえる。
【００３４】
なお、図８のように、各コーンの上端高さＨは一定でなくとも各コーン間隔がほぼ一定で、かつ各コーン間流路の工程長さが同等であり、コーン間流路の上方部分に十分なバッファ空間が確保されておれば良く、これによっても上記したと同様の結露防止作用を行なわせることができる。
【００３５】
次に、第２実施形態の多層コーン結露防止吹出口装置について、図１５ないし図１８に基づいて説明するが、第１実施形態と同一の構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態に係る図では、第１実施形態の多層コーン形結露防止吹出口装置をより詳細に示しており、第１実施形態に係る装置と主要の構成部分は同一であるが図１６、図１７に示すように、チャンバ部２５０が最外コーン１６に直筒状に連通接続される直筒接続部２５２と、直筒接続部の上端から平面四角形の短辺側を拡大させて直筒接続部２５２よりも大きな横断面（形状・面積）を上下に連続して形成する拡大筒部２５４と、から構成されて１つの対向側面がＴ形状となる側面を有している点と、最内コーン１８の中央下方位置に支持される拡散板２２がコーン枠部１４に対して着脱可能に取り付けられている点が第１実施形態と異なる。チャンバ部２５０の拡大筒部２５４は、直筒接続部２５２よりも大きな横断面（形状・面積）を上下に連続して有する中空角筒部分であり、直筒接続部２５２とともにコーン間流路の上端より上方部分で外部空間から画成して内部にバッファ空間Ｂｓを形成し、ネック部１０から流入する空気を十分に均一化して安定した状態として均等に各コーン間流路内に導入させる。
【００３６】
この実施形態においては、最内コーン１８は上端開口１８１から中空内部を経由して下向き拡大状に下端開口１８３から空気を吹き出す空気流路を形成する角形コーンで構成され、最内コーン１８の下端開口１８３の平面略中央位置であって上端開口１８１の平面視位置とほぼ同じ位置に空気吹き出し空間に面して拡散板２２が配置されている。拡散板２２は、最内コーン内部の空気流路から吹き出される空気を直接に受けて進入方向から放射状に空気を拡散させる拡散手段であり、特に、チャンバ部による十分なバッファ空間での空気の均一化と直進流導入構造と、等間隔、等行程の各コーン間流路構成との相乗により各コーン間流路の下端側から吹出面に対して略均一な風速の空気が輻流方向に流れる作用に引っ張られて、極めて安定的に拡散状に空気を案内し、最内コーンへの結露防止とともに、各コーンの下端側における結露を同時に防止する。実施形態において、この拡散板２２は、下面が他のコーンの下端と水平方向についてほぼ同じ高さ位置に設定され、さらに、最内コーンの上端開口１８１とほぼ等しい平面的な大きさをもつ断熱材から構成されている。拡散板２２の平面大きさは最内コーンの上端開口とほぼ同等の大きさである必要がある（図２０参照）。例えば図２１に示すように、小さすぎると気流が真っ直ぐに下方に流れて、最内コーンの内壁面から剥離し、その結果、誘引された室内空気がこの最内コーンの内壁面に接触して結露する。
【００３７】
さらに、この実施形態において、図１５、１６に示すように、最内コーン１８の内壁面と拡散板２２との間で構成される吹き出し開口面積が、最内コーンの上端開口面積１８１に対し、１５０％以内となるように拡散板の大きさが設定されている。最内コーン内部の空気流路の吹出面積が大き過ぎると、上述のように、気流が真っ直ぐに下方に流れて、最内コーンの内壁面から剥離し、結局、最内コーンの内壁面が結露する。吹出面積が小さ過ぎるとこの部分からの吹出量が少なく、最内コーン内面部分や各コーン下端部分への空気の拡散吹出がなくなって、やはり結露する。好ましくは、最内コーン１８の内壁面と拡散板２２との間で構成される吹き出し開口面積は、最内コーンの上端開口面積１８１に対し、１００％以内で１０％以上となるように拡散板の大きさを設定するとよいことが実験的に確認されている。
【００３８】
図１７（ａ）、（ｂ）において、最外コーン１６と、額縁部１６０とを含む最外コーン枠体の内側に、支持ピン２１０を介して第２中間コーン２０ｂの短辺側の縦方向部分２０１が連結固定されて最外コーンと第２中間コーン２０ｂが同心状に配置されている。該第２中間コーン２０ｂの対向する長辺側には、その縦方向部分にそれぞれ形成された２個の凹形切欠２１２と、対応する最外コーン１６の縦方向部分から突設されて凹形切欠２１２の凹形を直線状に位置合わせして固定された凹形受座２１４と、を有する着脱受部が設けられている。一方、図１７（ｂ）に示すように、第１中間コーン２０ａと、最内コーンとを同心位置に位置合わせした状態でそれぞれの縦方向部分２０１を横方向に貫通して固定し、それぞれ両端を外方に突設させた係止ロッド２１６が取り付けられ、第１中間コーン２０ａと、最内コーンとを一体的に連結固定している。そして、これらの第１中間コーン２０ａと、最内コーンとの連結体を図１７（ａ）の第２中間コーン２０ｂの下面側から差し入れてその内部中空部分に挿入し、係止ロッド２１６を着脱受部に受けさせて係止させることにより図１５、図１６のように各コーン間隔が等間隔で、流路行程長さをほぼ同一にして同心位置で配置させている。
【００３９】
図１８に示すように、本実施形態において、拡散板２２は、最内コーン１８の上端開口１８１とほぼ等しい平面大きさのある程度の厚みを有する扁平な直方体形状であり、例えば、発泡合成樹脂、セラミック、木材、コルク材等の熱遮断性を有する断熱材で構成されている。したがって、例えば最内コーン内部の空気流路から直接に冷気が吹き付けられてもこれ自体に結露を生じることはない。実施形態において、拡散板２２は、支持手段により上述した位置に配置支持されている。支持手段は、一端側が最内コーン１８の内壁またはその近傍に支持される支持部材２２０と、支持部材に連結されて拡散板２２の少なくとも下面を覆う各コーンと同一な質感を有する素材の支持体２２２と、を含む。支持体２２２は、各コーンと同じ質感の素材を用いることにより、拡散板の下面部分が各コーンと色彩あるいは質感の上で同化し吹出口装置全体のデザインの統一性を確保して美感を保持し得る。実施形態では、支持部材２２０と支持体２２２は１枚の金属板を加工成型し、その所要部分を曲げ形成して一体として構成されている。
【００４０】
図１８（ｂ）において、支持体２２２は拡散板２２を内部に収納状に配置させ拡散板の側面に沿う縦壁部分２２３は、拡散板の上端までは延びておらずに中途までの高さに設定された上面開口の箱形状で構成されている。また、最内コーン内部の空気流路から吹き出される例えば冷気が直接に支持体２２２の縦壁部分の上端に接触して該支持体２２２を冷却し、これを結露させないようにし得る。支持体２２２を上面開口の箱形形状とすることにより拡散板２２の取り付けが容易である。
【００４１】
さらに、支持部材２２０は、支持体２２２の縦壁部分２２３に一体接続された複数の細い縦杆２２４と、縦杆２２４に一体接続され最内コーンの内壁に密着状にあてがわれる基片２２５と、基片２２５に一体接続され最内コーンの上端縁を内包するように巻き込んで挟みつけ状に曲げて固定させる固定用曲げ部２２１と、を備えている。これによって、支持部材２２０を最内コーンの内壁に沿って当てがい、固定用曲げ部２２１で最内コーンの上端縁を挟み付け状に曲げて着脱可能に固定するので拡散板２２の支持部分について、コーン間流路内に流れ込む際の抵抗となる部分がほとんどないとともに、拡散板２２の最内コーン中央の最内コーンからの離隔位置に配置させる際の固定作業を簡単に行なえる。図１５、１６に示すように、拡散板２２は最内コーンの吹出面にその底面が面一状となるように配置され、さらに、最内コーンのすべての内壁から離隔して孤立した島状の空間位置に設置され、最内コーンの空気流路を上流側から流れる空気は該拡散板２２の上面側に当って最内コーン１８の内壁面と拡散板２２との間で構成される吹き出し開口面積部分から全方向に拡散される。このとき、それらの吹出開口部分には細い縦杆２２４のみが存在し、空気の流れの抵抗となる部分を最小限に維持し得る。
【００４２】
なお、支持体２２２は、上記の実施形態のように箱形形状としなくとも、例えば図１９に示すように、拡散板２２の下面の大きさにほぼ一致したような平板のみで構成したり、あるいは、吹き出される冷気等に直接接触しないような態様での任意の構成としても良い。
【００４３】
以上、本発明の多層コーン形結露防止吹出口装置の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態構成に限定されるものではない。各コーンの素材はアルミニウム形材やその他の金属、合成樹脂その他角形多層コーン吹出口として形態を保持し得る素材であれば、適宜任意の素材を用いてよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る多層コーン形結露防止吹出口装置によれば、各コーンの断面形状が角形であり、最外コーンと最内コーンと中間コーンとを同心状に設けてそれらのコーン間の流路から空気を吹き出す多層コーン形の吹出口装置であって、それぞれのコーン間流路の空気流れ上端側における全開口面積と、それぞれのコーン間流路の空気流れ下端側における全開口面積と、の比が１５０％以下に設定されることにより、特段の強制結露防止手段を用いたり、複雑な吹出口構造とすることなく、極めて簡単な構造で良好なメンテナンス性を保持し、かつ、コーン間流路内を流れる気流が流路壁から剥離して渦流を生じさせることなく、各コーン下端側での結露を有効に防止させることが可能である。また、調和空気の吹出空間側での意匠感を良好に保持し、一般の角形のアネモタイプ吹出口や、システム天井用吹出口、あるいは、システムラインに適用される狭い幅のシンメトリタイプの吹出口についても違和感なく適用し得る。
【００４５】
また、それぞれのコーン間流路の空気流れ上端側における開口面積と、それぞれのコーン間流路の空気流れ下端側における開口面積と、の比がバラツキ±２０％以内で略一定であることにより、簡単な構造でコーン間流路内を流れる気流が流路壁から剥離して渦流を生じさせることなく、各コーン下端側での結露を有効に防止させることができる。
【００４６】
また、各コーンの上端がほぼ同一高さ位置に設定され、かつそれぞれのコーン間隔がほぼ等間隔であることにより、各コーン間流路での吹出し気流の速度分布が均一で、吹出面近傍に渦流を生じさせず、結露を効果的に防止し得る。
【００４７】
また、最外コーン以外のコーンが同一断面形状の枠材で同心矩形状に組み付けることにより、例えば同一形状の形材を用いて製造でき、設計作業を容易化するとともに、製造上もコスト低減を実現し得る。
【００４８】
また、最内コーンと中間コーンは、空気の流れ方向と平行に設けられた縦方向部分と、該縦方向部分の下部側に接続され空気を輻流方向に拡散させるように斜めに設けられた斜め方向部分と、該斜め方向部分の先端側に接続されて空気の輻流方向に突設された横方向部分と、を含むことにより、コーンの下端側から吹き出される吹出し気流は水平方向に強く方向付けられて、当該コーンより１つ外側のコーンの下端部を空気流で覆い、室内の誘引空気を遮断させて各コーン間隔及び流路行程長の均一性とあいまって、結露防止作用を促進させ得る。
【００４９】
また、最外コーンと最内コーンと中間コーンとを含むコーン部の上部に接続されそれぞれのコーン間流路に共通に連通するバッファ空間を備えた角筒形のチャンバ部と、チャンバ部に連通接続された円筒形のネック部と、を有し、コーン部のそれぞれのコーン間流路に対して気流を一様に真っ直ぐに流れ込ませる直進流導入構造を含むことにより、各コーン間隔及び流路行程長の均一性と相乗して安定した均一な密度分布の空気をチャンバ部で生成させてそれぞれのコーン間流路へ均等分割して導入させ、流路内壁からの空気の剥離防止、渦流発生防止を行なって有効に結露防止作用を行なわせ得る。
【００５０】
また、直進流導入構造は、最外コーンの上端部における横断面積と少なくとも略同一以上の横断面積でかつ各コーンの上部の空間高さが最外コーンを除く各コーンの高さの２倍以上の高さをもつ上下面開口のチャンバ部と、チャンバ部に連通し、コーン部に対して同心線方向に空気を通流させるように接続されたネック部と、を有するから、ネック部から一様の直線流としてチャンバ部内に導入させ、さらにチャンバ部内で十分に空気を均一安定化させてコーン間流路に導入させることが可能である。
【００５１】
また、空気通流方向のチャンバ部の横断面積がネック部の横断面積より３倍以上で設定されることにより、チャンバ部でのバッファ空間容量を十分に確保し得て安定した流れで剥離を生じさせにくい状態でコーン間流路内に空気を導入させることができる。
【００５２】
また、最内コーンは上端開口から中空内部を経由して下向き拡大状に下端開口から空気を吹き出す空気流路を形成する角形コーンで構成され、最内コーンの下端開口の平面略中央位置であって上端開口の平面視位置とほぼ同じ位置に空気吹き出し空間に面して配置され、下面が他のコーンの下端とほぼ同じ高さ位置に設定され、さらに、最内コーンの上端開口とほぼ等しい平面的な大きさをもつ断熱材からなる拡散板を支持させることにより、最内コーンの内部空気流路から吹き出される空気を当てて拡散状に水平方向に変向させ、かつ、外側の中間コーンから水平方向に拡散しようとする流れに引っ張られる作用により最内コーンの内面側から下端側を覆って室内誘引空気から遮断させ、結露防止を行なわせることができる。また、拡散板自体への結露を有効に防止し得る。
【００５３】
また、最内コーンの内壁面と拡散板との間で構成される吹き出し開口面積が、最内コーンの上端開口面積に対し、１５０％以内となるように拡散板の大きさを設定させることにより、最内コーンの内壁からの空気流の剥離を防止し、かつ室内空気の誘引を遮断して結露防止を実効的に行なえる。
【００５４】
さらに、一端側が最内コーンの内壁またはその近傍に支持される支持部材と、支持部材に連結されて拡散板の少なくとも下面を覆う各コーンと同一な質感を有する素材の支持体と、を含む支持手段により拡散板が所要の位置に配置支持されることにより、吹出口装置全体の意匠的調和を確保し、室内美観保持に資する。
【００５５】
また、支持体は拡散板を内部に収納状に配置させ拡散板の側面に沿う部分が少なくとも拡散板の上端までは延びていない上面開口の箱形状で構成させることにより、拡散板部分に結露させることなく、角形の多層コーン形吹出口に適用して拡散板本来の機能を行なわせ得る。
【００５６】
また、支持部材と支持体とは一枚の金属板を加工成形させ、その所要部分を曲げ形成して構成し、支持部材は、その上端側において最内コーンの上端縁を内包するように巻き込んで挟みつけ状に曲げて固定させる固定用曲げ部を有することにより、最内コーンの吹出面部分において最内コーンの内壁から離隔した位置に拡散板を支持させ、かつ最内コーンに簡単に拡散板を支持させることができ、また、取り付け位置設定が容易でしかも支持部材による空気の流れを疎外させることなく拡散板を支持させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は、本発明の第１実施形態に係る多層コーン形結露防止吹出口装置の下面見上げ図、（ｂ）は、コーン間流路拡大率を示すダイアグラム図である。
【図２】 図１（ａ）の多層コーン形結露防止吹出口装置の一部を破断して示した一部破断正面図である。
【図３】 図１の多層コーン形結露防止吹出口装置を側面側から見て内部構成を示した縦断面図である。
【図４】 図１の多層コーン形結露防止吹出口装置を長方形の長辺側に沿って断面視した他の縦断面説明図である。
【図５】 図１の多層コーン形結露防止吹出口装置の概略斜視図である。
【図６】 図１の多層コーン形結露防止吹出口装置の内部構成を示す説明図である。
【図７】 コーン部分のみを示すコーン部分構成説明図である。
【図８】 コーン部分の他の構成を有する多層コーン形結露防止吹出口装置の内部構成説明図である。
【図９】 図１の多層コーン形結露防止吹出口装置の使用時の空気の流れを説明する説明図である。
【図１０】 図１の多層コーン形結露防止吹出口装置の使用時の空気の流れを説明する説明図である。
【図１１】 （ａ）は、図１の多層コーン形結露防止吹出口装置の第１比較例についての吹出口装置の下面見上げ図、（ｂ）は、そのコーン間流路拡大率を示すダイアグラム図である。
【図１２】 図１１（ａ）の吹出口装置の一部を破断して示した一部破断正面図である。
【図１３】 （ａ）は、図１の多層コーン形結露防止吹出口装置の第２比較例についての吹出口装置の下面見上げ図、（ｂ）は、そのコーン間流路拡大率を示すダイアグラム図である。
【図１４】 図１３（ａ）の吹出口装置の一部を破断して示した一部破断正面図である。
【図１５】 本発明の第２実施形態に係る多層コーン形結露防止吹出口装置の縦断面説明図である。
【図１６】 図１５の多層コーン形結露防止吹出口装置の他の方向を縦断して示した縦断面説明図である。
【図１７】 （ａ）は、図１５の多層コーン形結露防止吹出口装置の最内コーンと第１中間コーンの結合体を最外コーンと第２中間コーンの結合枠体を取り外した状態の斜視説明図である。（ｂ）は、最内コーンと第１中間コーンの結合体の斜視説明図である。
【図１８】 （ａ）は、図１５の多層コーン形結露防止吹出口装置の最内コーンと第１中間コーンの結合体の拡大斜視説明図である。（ｂ）は、拡散板とその支持手段構成を示す斜視説明図である。
【図１９】 拡散板と他の支持手段構成を示す斜視説明図である。
【図２０】 図１５の多層コーン形結露防止吹出口装置の最内コーンと拡散板との間隙の空気流れを説明する説明図である。
【図２１】 図２０の多層コーン形結露防止吹出口装置の最内コーンと拡散板との間隙の空気流れの比較例を示す説明図である。
【図２２】 従来のアネモ形の吹出口の概略全体斜視図である。
【図２３】 図２２の従来のアネモ形の吹出口の内部構成を示す断面説明図である。
【図２４】 図２２の従来のアネモ形の吹出口の気流吹出し状態を示す説明図である。
【図２５】 図２２の従来のアネモ形の吹出口の気流吹出し状態を示す説明図である。
【図２６】 従来のアネモ形の吹出口の他のコーン態様を示す説明図である。
【図２７】 従来のアネモ形の吹出口の他のコーン態様を示す説明図である。
【図２８】 従来のアネモ形の吹出口の他のコーン態様並びに気流流れを示す説明図である。
【図２９】 従来のアネモ形の吹出口の気流流れを示す説明図である
【符号の説明】
１０ ネック部
１２ チャンバ部
１４ コーン枠部
１６ 最外コーン
１８ 最内コーン
２０ 中間コーン
２２ 拡散板
１００Ｓ ネック部の横断面積
１２０Ｓ チャンバ部の横断面積
１４０ 吹出面
Ｈ コーン高さ
Ｈo 最外コーンの高さ
１８１ 最内コーンの上端開口
１８３ 最内コーンの下端開口
２０１ 縦方向部分
２０２ 斜め方向部分
２０３ 横方向部分
１７０ コーン間流路
Ｓ１ コーン上端側の全開口面積
Ｓ２ コーン下端側の全開口面積
Ｂｓ チャンバ部内のバッファ空間
２００ チャンバ部
２２０ 支持部材
２２２ 支持体
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の空気吹き出し用のコーンを同心多層状に配置させて空気調和すべき空間に対して空気を吹き出す吹出口装置に係り、特に、吹出口への結露を防止する角形の多層コーン形結露防止吹出口装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
天井裏部分等に配設された空気ダクトに接続されて建物室内への冷、暖房空調時に空気を天井面や天井部分の側壁から吹き出す吹出口が知られており、天井面や天井部分に配置されてその吹き出し面を室内側に向けて開口させ、空調機から空気ダクトを介して送られる調和空気を室内側へ吹き出すようになっている。これらの吹出口は、天井面に設けるアネモスタット形（アネモ形）、天井側壁部分等に設けるユニバーサル形等があるが、近時は、室内美観等を重視したシステム天井に適用されるライン形の吹出口等も多く採用されている。ところで、これらの吹出口のうち、大きさが異なる複数の中空コーンを同心状に配置させて空気を室内側に吹き出す多層コーン形の吹出口がアネモ形吹出口等で適用されており、吹き出し開口の周囲に拡散状に吹き出して送気と室内空気とを全体にわたって混合させる。これらのアネモ形吹出口は、一般に吹出口面に対して垂直方向に吹き出す軸流吹出口と違って、面に沿って水平方向に全方向拡散状に吹き出す輻流吹出口であり、したがって、室内における吹出口の配置状態により室内空気との混合時に誘引空気を受けて結露を生じやすい。
【０００３】
すなわち、例えば冷房時、吹出口からは冷風が吹き出されるが冷風によって吹出口自体が冷却される。室内空気は吹き出し気流によって誘引され、吹出口の付近まで到達する。吹出口の表面温度が、室内空気の露点温度より低くなれば、吹出口表面に結露する。この現象は、ビル等の建物で露点温度の高い外気が侵入しやすい１階ロビー等で顕著である。特に、近年、省エネルギー、省コストの観点から低温送風システムが実施されつつあり、システム天井方式に用いられる幅の狭い多層コーン形吹出口等において低温の空気が吹き出すため、吹出口の温度が従来システムに比べ一段と低くなり、一般事務所用途に用いられる中間階を含め、全館的に吹出口結露の問題が発生するようになり、その対策が待たれている。そして、近時のビル室内の美観保持の点で良く対応し得る角形の多層コーン形吹出口についてその結露防止機能を十分に保持し得る製品の提供が喫緊の課題となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、吹出口の結露防止を目的とするものとして、例えば、実公平４−２９３２５号や特公平５−４４５７８号が提案されており、例えば、多層コーンの外コーン裏面に発熱物質を貼付させたり、室内露点温度とダクト内の調和空気温度を測定してヒータをＯＮ、ＯＦＦさせる等の外部の発熱手段で強制的に結露防止するものがある。また、実開平７−１２８４６号や、特開２０００−２４９３９３号のように、角形アネモ吹出口で吹き出し四隅部分に気流を誘導するために気流案内板を設けたものや、中コーンのコーナ部を面取り状に変形させてコーナ傾斜面を形成させた構成のものがある。
【０００５】
しかしながら、実公平４−２９３２５号や特公平５−４４５７８号のように、外部の発熱手段により強制的に結露防止を図る吹出口では、施工時の電気配線工事によりイニシャルコストが高くなり、また、電気代としてのランニングコストがかさむとともに、天井裏内に入って保守点検を行なわねばならず、さらに故障時の修理作業が簡単でないという難点があった。また、実開平７−１２８４６号では、コーンの室内側に面する部分に気流案内板を設けるので室内意匠上違和感があり特にスッキリしたスマートな室内天井部分であることが要求される近時のシステム天井には採用し難いものがあった。また、特開２０００−２４９３９３号の吹出口のように中コーンのコーナ部を面取り状に切り落としたようにコーナ傾斜面を形成させる構成では、中コーンやその上端側基部の部分並びにそれらの接合部分の製造が簡単でなく、コスト高となる欠点があった。さらに、上記したいずれの吹出口についても、吹出口の上端開口、すなわち、コーン間開口部分から吹出口内に導入される前の吹出口の基部に接続される空気チャンバ部やネック部との連通形態や空気チャンバ部等での空気の受容量等を加味した下流の吹出側での空気の流れの変化に着目した基本的かつ根本的な吹出口の構成により結露防止を行なうものではなく、したがって、上述したような、メンテナンス性、製造容易性、コスト、意匠上等の観点での欠点がそれぞれあった。
【０００６】
角形の多層コーン吹出口については、コーン上端側の構成を含めた個別の欠点がある。例えば図２２は、従来の標準的な角形のアネモ吹出口を示しており、上壁開口に中空円筒形のネック部３００を連通接続し下面を開口した中空角錐台形状の外コーン枠体３０２と、外コーン枠体３０２の斜壁からなる外コーン３０４の内部にそれぞれ大きさを違えて同心状に配置された複数の中コーン３０６と、を備えている。ネック部３００は図示しない円形空気ダクトとの接続を行なう部分であり、外コーン枠体３０２の四角形の上壁に形成した円形の開口の残余部分が盲板部３０８として円形ネック部と四角形上壁との接続が行なわれている。そして、ネック部３００から流入した空気は中空角錐台形状により画成される空間内をそれぞれ中コーン３０６により分割されながら下面の吹出開口から拡散状に吹き出される。外コーン３０４の下端周縁には天井面に設けた吹出口の吹出面部分が配置される開口縁にあてがわれる矩形形状の額縁部３１０が形成されている。また、図２３に示すように、中コーンの上端部分は支持ステー等の中コーン取付部材との固定を行なうためにコーンの内部方向に横方向に曲げた横突設片３１２が形成されている。また、これらの中コーン３０６の最も内側に位置する最内コーン３０６ａからその外側のコーンについて順次その上端部分の高さ位置が高くなるように支持高さ位置を異ならせて設けられている。
【０００７】
（１）このような角形の多層コーン吹出口の構成においては、図２４に示すように四角形の吹出面の対向辺から外側への空気吹出しＦｂと、四角形のコーナ部分から対角線方向への空気吹出しＤｂでは、コーン間の空気流路の長さが異なり（対角線方向吹出しのほうが流路長さが長い）、流路抵抗は対角線方向への空気吹出しＤｂのほうが大きい。その結果、角形多層コーン吹出口では対向辺から外側への空気吹出し量が多く、コーナ部分からの吹出量はわずかであるために、室内空気をこのコーナ部に誘引してコーナ部分が結露しやすい。（２）また、図２３のように、中コーンの下端の吹出し開口位置は吹出し面に一様に一致させているのに対し、その上端の高さ位置はそれぞれのコーンにより異なるように設定されており、それぞれのコーン間流路の行程長さが異なるので、それぞれに流路抵抗差があり、その結果各コーン間流路ごとに空気の流速差が生じ、空気の流れが剥離して図２５のように渦流Ｒを発生させて結露の原因となっていた。この点は、例えば、図２６のように、コーンの上端部分の高さが不規則に設定されていたり、あるいは図２７のように、コーン間の間隙がバラバラで不規則であったり、さらには、図２８のようにコーンの上端側から下端側への拡開率、すなわち、対称中心線に対する斜壁の角度がランダムであるような場合にも生じる。（３）さらに、図２２、２３のように、ネック部３００が外コーン枠体３０２の上壁の開口に直結し、狭い流路からいきなり中空角錐台の空間内に流入するので空気の密度を均一にして流れを安定させるバッファ空間がなく、よって、（１）のように対向辺から外側への空気吹出しＦｂ量が極端に多く、コーナ部分からの吹出Ｄｂ量がわずかでコーナ部において結露する傾向を助長させる。（４）また、コーン間流路に案内される際の空気の流れの大きさと方向成分は
流れの連続性によりその流れ上流側に強く影響し、例えば図２９に示すシステム天井用の角形多層コーン吹出口のように外コーン枠３０２の上端側にある程度のバッファ空間を有していてもバッファ空間での空気の十分な均一化が行なわれないままで吹出し面から室内側に吹き出される（図２９の空気流れ線Ｆｎ参照）。したがって、この場合にもコーナ部分からの吹出Ｄｂ量がわずかでコーナ部分において結露させる問題があった。（５）また、ネック部がコーン内の空気の流れに対して９０度、すなわち、外コーン枠体３０２の基部側に接続される円筒形のネック部がコーンの軸線と直角方向となるように接続されている場合も流れのエルボ部分を形成し、その内流れと外流れの部分で大きな速度差を生じ、流れの均一化を実現し得ず、結局流れの剥離、渦流発生、結露発生の過程を避けることができなかった。さらに、（６）図２３、２５のように、中コーン３０６の内部方向に横方向に曲げた横突設片３１２が突設されているので、外コーン枠体３０２のコーン間流路内に流入する以前にそれらが邪魔板となって流路の中で渦流ができ、吹出し気流の速度分布にムラができて吹出し面近傍に渦流を生じさせ、結露を生じさせる原因となっていた。
【０００８】
本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その１つの目的は、極めて簡単な構成でメンテナンス性に優れ、低コストでありながら有効に結露防止を行なうことのできる多層コーン形結露防止吹出口装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、簡単な構成で結露防止機能を行ないつつ意匠上優れた多層コーン形結露防止吹出口装置を提供することである。
【０００９】
【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は、各コーンの横断面形状が矩形状であり、バッファ空間Ｂｓを有するチャンバ部１２の下部に取り付けられ最外コーン１６と最内コーン１８と中間コーン２０とを同心状に設けてそれらのコーン間の流路から空気を吹き出すコーン枠部１４を含む多層コーン形の吹出口装置であって、少なくとも、最内コーン１８と中間コーン２０とについて、それぞれの縦断面形状が同じ形状のコーンが同心状に配置されており、コーン間の空気流路１７０がそれぞれ同じ縦断面形状であり、さらに、各コーン間流路１７０は同じ行程長さで形成され、それぞれのコーン間流路の空気流れ上端側における開口面積Ｓ１に対するそれぞれのコーン間流路の空気流れ下端側における開口面積Ｓ２の比が１５０％以下に設定されていることを特徴とする多層コーン形結露防止吹出口装置から構成される。
【００１０】
その際、チャンバ部１２に円筒形のネック部１０が連通接続され、コーン枠部１４のそれぞれのコーン間流路１７０に対して気流を一様に真っ直ぐに流れ込ませる直進流導入構造を含むとよい。
【００１１】
また、直進流導入構造は、最外コーン１６の上端部における横断面積と少なくとも略同一以上の横断面積でかつ各コーンの上部の空間高さが最外コーンを除く各コーン１８，２０の高さの２倍以上の高さをもつ上下面開口のチャンバ部１２と、チャンバ部に連通し、コーン枠部に対して同心線方向に空気を通流させるように接続されたネック部１０と、を有する構造であるとよい。
【００１２】
さらに、最内コーン１８と中間コーン２０は、空気の流れ方向と平行に設けられた縦方向部分２０１と、該縦方向部分の下部側に接続され空気を輻流方向に拡散させるように斜めに設けられた斜め方向部分２０２と、該斜め方向部分の先端側に接続されて空気の輻流方向に突設された横方向部分２０３と、を含むとよい。
【００１３】
また、それぞれのコーン間流路１７０の空気流れ上端側における開口面積Ｓ１ａと、それぞれのコーン間流路の空気流れ下端側における開口面積Ｓ２ａと、の比がバラツキ±２０％以内であるとよい。
【００１４】
その際、各コーンの上端がほぼ同一高さＨ位置に設定され、かつそれぞれのコーン間隔Ｗがほぼ等間隔であることとしてもよい。
【００１５】
好ましくは、空気通流方向のチャンバ部の横断面積１２０Ｓがネック部の横断面積１００Ｓより３倍以上で設定するとよい。
【００１６】
さらに、最内コーン１８は上端開口１８１から中空内部を経由して下向き拡大状に下端開口１８３から空気を吹き出す空気流路を形成する横断面矩形状のコーンで構成され、最内コーンの下端開口１８３の平面略中央位置であって最内コーンの上端開口１８１の平面視位置とほぼ同じ位置に空気吹き出し空間に面して配置され、下面が他のコーンの下端とほぼ同じ高さ位置に設定され、さらに、最内コーン１８の上端開口１８１とほぼ等しい平面的な大きさをもつ断熱材からなる拡散板２２を支持させるとよい。
【００１７】
その際、最内コーン１８の内壁面と拡散板２２との間で構成される吹き出し開口面積が、最内コーン１８の上端開口面積に対し、１５０％以内となるように拡散板２２の大きさを設定させるとよい。
【００１８】
また、一端側が最内コーン１８の内壁またはその近傍に支持される支持部材２２０と、支持部材に連結されて拡散板２２の少なくとも下面を覆う各コーンと同一な質感を有する素材の支持体２２２と、を含む支持手段により拡散板２２が所要の位置に配置支持された構成とするとよい。
【００１９】
また、支持体２２２は拡散板２２を内部に収納状に配置させ拡散板の側面に沿う部分が少なくとも拡散板の上端までは延びていない上面開口の箱形状で構成させるとよい。
【００２０】
さらに、支持部材２２０と支持体２２２とは一枚の金属板を加工成形させ、その所要部分を曲げ形成して構成し、支持部材２２０は、その上端側において最内コーン１８の上端縁を内包するように巻き込んで挟みつけ状に曲げて固定させる固定用曲げ部２２１を有する構成としてもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面により、本発明の好適な実施の形態について説明する。図１ないし図７は、本発明の多層コーン形結露防止吹出口装置の第１の実施形態を示している。本発明の多層コーン形結露防止吹出口装置は、天井面に設置され吹出し面から拡散状に吹き出す多層コーンのアネモ形吹出口あるいはシステム天井等に設置されるシステムアネモ吹出口として適用される角形の多層コーン形結露防止吹出口装置であり、室内天井の照明や煙感知器等の直線状の設備ラインに共に設置されて良好な意匠感を保持する。
【００２２】
本実施形態の多層コーン形結露防止吹出口装置は、図５に示すように、図示しないフレキシブルダクト等の円形空気ダクトを一端開口に接続し、空調機から送給される調和空気を内部に通流させる中空円筒形のネック部１０と、ネック部１０の他端開口に連通接続された中空立体四角形状のチャンバ部１２と、チャンバ部１２の下部に連通接続されたコーン枠部１４と、を備え、さらに、コーン枠部１４は、角錐台形状の中空内部と外部空間とを仕切る外形枠としての最外コーン１６と、最内コーン１８と、中間コーン２０と、を有している。
【００２３】
図２ないし図５において、チャンバ部１２は、ネック部１０から供給される空気を一旦受容保持して空気の密度を均等化し安定した流れの基礎を形成させる空気のバッファリング手段であり、本実施形態では、ネック部との連通部分としての開口を設けた上壁１２０と、これの四周辺から垂下して接続され互いに対向する４個の側壁１２１ａ、１２１ｂ．．．と、を備え、下面側は開口されて内部にバッファ空間Ｂｓを形成している。４個の側壁１２１ａ、１２１ｂ．．．は、天井Ｔに略直角となるように配置され、同天井Ｔに設けられた吹出口設置用の開口に対して略同じ横断面積となる形状で延びるように設置されている。
【００２４】
チャンバ部１２の下端部にチャンバ部からの空気の流れを直線状に、かつ、略同じ横断面積の導入口から導入するようにコーン枠部１４が接続され、該コーン枠部１４の吹出面１４０が天井下面に略面一状となるように設置されている。コーン枠部１４は、上下面を開口し下面をチャンバ部から送られる空気の吹出面１４０とするとともに、上面を開口しチャンバ部１２の下端側と接続されて内部を連通させ空調すべき空間に対して空気を拡散状に吹き出させる部位であり、チャンバ部１２からの空気の流入側となる上端長方形の開口部分は下端の長方形吹出面開口よりその面積はやや小さく設定されている。コーン枠部１４の最外コーン１６の上端四角形平面外形大きさはチャンバ部１２の内部に略密着状に嵌合し得る程度の大きさであり、チャンバ部１２内の空気が直進状にかつ流速を変化させないようにチャンバ部に対して直筒状に接続されている。このコーン枠部１４は、内部にそれぞれ平面視の大きさが異なる略相似形の最内コーンと２個の第１、第２中間コーン２０ａ、２０ｂを同心状に配置させて有している。
【００２５】
詳細には、図４に示すように、最外コーン１６以外の各コーンの吹出面１４０からの上端高さＨはほぼ同一高さ位置に設定され、かつそれぞれのコーン間隔Ｗはほぼ等間隔で設定されている。また、最外コーン１６以外のコーンは同一断面形状の枠材を同心矩形状に配置されて支持されている。より詳細には、図７に示すように、中間コーン２０は、コーンの軸線に沿う空気の流れ方向Ｆｃと平行に設けられた縦方向部分２０１と、該縦方向部分の下部側に接続され空気を輻流方向に拡散させるように斜めに設けられた斜め方向部分２０２と、該斜め方向部分の先端側に接続されて空気の輻流方向（天井面に沿う方向）すなわち外側に突設された横方向部分２０３と、を含む。最外コーンを除く各コーンの下端において、外側に曲げた横方向部分２０３を形成することにより、吹出気流は水平方向に強く方向付けられて当該コーンのすぐ外側のコーンの下端部、特に横方向部分を覆い、冷却されたコーン下端部を湿度の高い室内空気から遮断するとともに、コーンの下端部のコーン間流路の開口を小さくして、空気流れの減速をさせないようにし、結露発生を抑制する。
【００２６】
さらに、本実施形態において、最外コーン１６と、最内コーン１８も中間コーン２０と同様に、それぞれ縦方向部分２０１と、斜め方向部分２０２と、横方向部分２０３を有し、それぞれの部分は天井面に対してなす角がどのコーンをとっても同一であるように設定され、かつ、コーン間隔はほぼ等間隔となるように配置されている。最外コーン１６の縦方向部分２０１の四周外面はチャンバ部１２の下端内面に密着状に接続されており、さらに斜め方向部分２０２から横方向に突設した横方向部分２０３は、他のコーンの横方向部分よりも大きく外側に張り出して額縁部１６０を形成している。そして、それぞれのコーンの下端の下面部分はそれぞれ天井面に沿うような平面に接地するように面一となるように設定されている。また、最内コーン１８は、中間コーン２０と同様に内部が中空となっており縦方向部分２０１に流入した空気は直線状に案内され、斜め方向部分２０２により拡開方向に導かれてさらに横方向部分２０３により拡散状に吹き出される。
【００２７】
最内コーン１８とその外側の第１の中間コーンとの間隙、第１、第２の中間コーン２０どうしの間隙、並びに第２の中間コーンと最外コーン１６とにより形成される間隙にはそれぞれコーン間を流れる空気の流路であるコーン間流路１７０が形成され、それぞれ各コーンの上端側から下端側に向けてほぼ等間隔のコーン間流路を経由して空気が流れる。本実施形態において、最内コーン１８の下端開口の平面略中央位置であって上端開口の平面視位置とほぼ同じ位置であり、空気吹き出し空間に面しており、さらに、下面が各コーンの下端面すなわち、横方向部分２０３の下面とほぼ同じ高さ位置に設定され、さらに、最内コーン１８の上端開口とほぼ等しい平面的な大きさをもつ断熱材からなる拡散板２２が図示しない支持部材により配置支持されている。各コーンの下端を天井面と略面一となるように揃った位置に設定し、また、最内コーン１８の中央に断熱材で形成した拡散板２２を配置させることにより、最内コーン１８の内側の空気は同最内コーンの内壁に沿って流れ、また、外側の中間コーン間の流路から吹き出す空気が水平方向に拡散しようとする流れとなるから、それらに引っ張られる作用に補助されて極めて安定的に最内コーン１８の内壁面を覆い、室内の湿った空気が最内コーンに接触することを防ぎ、結露を防止する。また、拡散板２２を断熱材により構成することにより拡散板自体に結露することを防止する。
【００２８】
本発明の１つの特徴的なことは、それぞれのコーン間流路の空気流れ下端側と上端側とで開口面積比が所定の割合となる大きさで設定されている点である。図１（ａ）は、実施形態の吹出口装置の空調対象空間である室内側からの見上げ図であり、この図において、それぞれ縦横の中心線の右上部分の斜線部分はそれぞれのコーン間流路１７０の空気流れ上端側における開口面積Ｓ１を示し、右下部分の網状斜線部分は、コーン間流路の空気流れ下端側における開口面積Ｓ２を示している。（Ｓ２／Ｓ１）×１００をコーン間流路拡大率Ｒとすると、図（ｂ）に示すように、最内コーン１８と第１中間コーンとの間のコーン間流路拡大率Ｒ；（Ｓ２ａ／Ｓ１ａ）は１１４％、第１、第２中間コーン間のコーン間流路拡大率（Ｓ２ｂ／Ｓ１ｂ）は１０４％、第２中間コーンと最外コーン１６間でのコーン間流路拡大率（Ｓ２ｃ／Ｓ１ｃ）は１０６％で設定されている。一般に、角形の多層コーン吹出口の場合、コーン間流路が空気吹き出し下流側に行くほど拡大している場合には、空気は流路壁から剥離しやすい。また各コーン間流路どうしでの空気の吹き出し風速に著しい速度差がある場合には吹き出し気流間に渦流を生じ、結露原因を作る。特に、アネモ形吹出口のように短流路のコーン部分から吹出面に対して吹き出す場合において、コーン間流路拡大率が１５０％を越える場合には流路内平均風速が２／３以下に低下し、気流が流路壁から剥離して、渦流が発生する。それぞれのコーン間流路１７０の空気流れ上端側における全開口面積Ｓ１と、それぞれのコーン間流路の空気流れ下端側における全開口面積Ｓ２と、の比Ｓ２／Ｓ１（百分率）が１５０％以下に設定されていると、コーン間流路どうしでの速度差や流路内での空気の剥離自体を抑制し得ることが実験的に証明されている。好ましくは、それぞれのコーン間流路１７０の空気流れ上端側における開口面積Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃと、それぞれのコーン間流路の空気流れ下端側における開口面積Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ２ｃと、の比（Ｓ２ａ／Ｓ１ａ），（Ｓ２ｂ／Ｓ１ｂ），（Ｓ２ｃ／Ｓ１ｃ）がバラツキ±２０％以内で略一定であるとよい。
【００２９】
図１１、図１２は比較例としての標準タイプの角形アネモ吹出口におけるコーン間流路拡大率を示しており、最内コーン１８と第１中間コーン間、第１、第２中間コーン間、第２中間コーンと最外コーン１６間でのそれぞれのコーン間流路拡大率Ｒ；（Ｓ２ａ／Ｓ１ａ），（Ｓ２ｂ／Ｓ１ｂ），（Ｓ２ｃ／Ｓ１ｃ）は、１１００％、４０５％、１７３％となっている。さらに、図１３、図１４の第２の比較例としての標準タイプのシステム天井用のアネモタイプ吹出口（コーン間流路が２個のもの）では、それぞれ（Ｓ２ａ／Ｓ１ａ），（Ｓ２ｂ／Ｓ１ｂ）が３２０％、１６１％で設定されている。これらの比較例では、最外コーンとその内側のコーン間の流路を流れる空気が主流となっており、かつ、各コーン間流路からの吹出し風速に大きな差があり、渦流を生じて剥離しやすいのに比較して本実施形態では、上記のようにほぼ同様のコーン間流路拡大率であるため、各コーン間流路から吹き出す気流が一体となって安定し、図９のように、全体がほぼ均等に拡散状に吹き出されて渦流発生を防止し、さらに結露を防止する。
【００３０】
コーン間流路拡大率は、各コーン間の間隔が等間隔かどうか、コーンの上端高さ位置がほぼ同一かどうか（コーン間流路長さがほぼ同一かどうか）等の要因で決定されるとともに、コーン間流路内に導入される前段階での空気の状態（均等安定化状態）によっても大きく左右され、これらの相乗的な作用により、流路壁からの空気の剥離防止、渦流発生防止、ひいては結露防止が実現される。
【００３１】
図２ないし図４において、コーン枠部１４の上端に直筒状に連通されるチャンバ部１２は、最外コーン１６の上端部における横断面積と略同一あるいはそれ以上の横断面積を有する立体方形形状の構成であり、かつ、その側壁１２１は、各コーンの上部の空間高さが最外コーンを除く各コーン１８、２０の高さＨの３．２倍程度の高さ１２０Ｈを有している。これによって、ネック部１０から流入する空気をこのチャンバ部で受け入れてその密度分布を十分に均一化し、安定した状態としてコーン間流路へ導入させる。特に、本実施形態ではチャンバ部１２とコーン枠部１４とは直筒状に連通接続され、さらに、ネック部１０も、コーン部に対して同心線方向に空気を通流させるようにチャンバ部１２に連通接続されているので、吹出面１４０に直交する方向の流れとしてネック部１０から空気を受け入れたチャンバ部では、いったん空気の密度分布を十分に均一化し、さらに、チャンバ部から真っ直ぐな気流としてコーン間流路内に導入させるから（図１０のチャンバ部内での空気流れ線Ｆａ参照）、空気は各コーン間流路入口開口から均等に分配されて流入し、各コーン間流路の差異に上流側が大きく影響されることがないので、対向辺から外側方向（Ｆｂ）ばかりでなく対角線方向（Ｄｂ）に対してもほぼ均等に空気が流れ、発熱手段や、特段の気流案内板などを設けることなく、有効に結露防止を行なえる。実験では、チャンバ部１２は、最外コーンの上端部における横断面積と少なくとも略同一以上の横断面積でかつ最外コーンの高さの２倍以上の高さをもつ構造であれば、十分な空気のバッファ空間を形成し得ることが確認されている。直進流導入構造は、このような、最外コーンの上端部における横断面積と少なくとも略同一以上の横断面積でかつ最外コーンの高さの２倍以上の高さをもつ上下面開口のチャンバ部と、チャンバ部に連通し、コーン部に対して同心線方向に空気を通流させるように接続されたネック部と、を含む構造であり、これによって、コーン枠部１４に対して気流を一様に真っ直ぐに流れ込ませ、上述のチャンバ部１２とネック部１０の構成とあいまって、最終的な結露防止機能を行なう。
【００３２】
好ましくは、図５に示すように、空気通流方向に対するチャンバ部１２の断面積１２０Ｓがネック部１０の断面積１００Ｓより３倍以上で設定されているとよく、これによって、ネック部から空気を受け入れたチャンバ部１２において十分な空気の均一化容量を確保し得る。
【００３３】
以上のように、上記の実施形態では、直進流導入構造によりチャンバ部内に流入した空気はチャンバ部内において、十分に均一化され安定した状態となったうえでさらに各コーン間流路を均等に分配されて流路内に導入され、さらに、略等しいコーン間流路幅間隔で、略等しい流路長さの大きさの異なる同心配置された角形のコーン間を安定した流れで案内されて吹出面から拡散状に吹き出され、対向辺から外側方向ばかりでなく対角線方向に対しても常時安定した空気の流れが発生して、効果的に結露防止を行なえる。
【００３４】
なお、図８のように、各コーンの上端高さＨは一定でなくとも各コーン間隔がほぼ一定で、かつ各コーン間流路の工程長さが同等であり、コーン間流路の上方部分に十分なバッファ空間が確保されておれば良く、これによっても上記したと同様の結露防止作用を行なわせることができる。
【００３５】
次に、第２実施形態の多層コーン結露防止吹出口装置について、図１５ないし図１８に基づいて説明するが、第１実施形態と同一の構成部材には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実施形態に係る図では、第１実施形態の多層コーン形結露防止吹出口装置をより詳細に示しており、第１実施形態に係る装置と主要の構成部分は同一であるが図１６、図１７に示すように、チャンバ部２５０が最外コーン１６に直筒状に連通接続される直筒接続部２５２と、直筒接続部の上端から平面四角形の短辺側を拡大させて直筒接続部２５２よりも大きな横断面（形状・面積）を上下に連続して形成する拡大筒部２５４と、から構成されて１つの対向側面がＴ形状となる側面を有している点と、最内コーン１８の中央下方位置に支持される拡散板２２がコーン枠部１４に対して着脱可能に取り付けられている点が第１実施形態と異なる。チャンバ部２５０の拡大筒部２５４は、直筒接続部２５２よりも大きな横断面（形状・面積）を上下に連続して有する中空角筒部分であり、直筒接続部２５２とともにコーン間流路の上端より上方部分で外部空間から画成して内部にバッファ空間Ｂｓを形成し、ネック部１０から流入する空気を十分に均一化して安定した状態として均等に各コーン間流路内に導入させる。
【００３６】
この実施形態においては、最内コーン１８は上端開口１８１から中空内部を経由して下向き拡大状に下端開口１８３から空気を吹き出す空気流路を形成する角形コーンで構成され、最内コーン１８の下端開口１８３の平面略中央位置であって上端開口１８１の平面視位置とほぼ同じ位置に空気吹き出し空間に面して拡散板２２が配置されている。拡散板２２は、最内コーン内部の空気流路から吹き出される空気を直接に受けて進入方向から放射状に空気を拡散させる拡散手段であり、特に、チャンバ部による十分なバッファ空間での空気の均一化と直進流導入構造と、等間隔、等行程の各コーン間流路構成との相乗により各コーン間流路の下端側から吹出面に対して略均一な風速の空気が輻流方向に流れる作用に引っ張られて、極めて安定的に拡散状に空気を案内し、最内コーンへの結露防止とともに、各コーンの下端側における結露を同時に防止する。実施形態において、この拡散板２２は、下面が他のコーンの下端と水平方向についてほぼ同じ高さ位置に設定され、さらに、最内コーンの上端開口１８１とほぼ等しい平面的な大きさをもつ断熱材から構成されている。拡散板２２の平面大きさは最内コーンの上端開口とほぼ同等の大きさである必要がある（図２０参照）。例えば図２１に示すように、小さすぎると気流が真っ直ぐに下方に流れて、最内コーンの内壁面から剥離し、その結果、誘引された室内空気がこの最内コーンの内壁面に接触して結露する。
【００３７】
さらに、この実施形態において、図１５、１６に示すように、最内コーン１８の内壁面と拡散板２２との間で構成される吹き出し開口面積が、最内コーンの上端開口面積１８１に対し、１５０％以内となるように拡散板の大きさが設定されている。最内コーン内部の空気流路の吹出面積が大き過ぎると、上述のように、気流が真っ直ぐに下方に流れて、最内コーンの内壁面から剥離し、結局、最内コーンの内壁面が結露する。吹出面積が小さ過ぎるとこの部分からの吹出量が少なく、最内コーン内面部分や各コーン下端部分への空気の拡散吹出がなくなって、やはり結露する。好ましくは、最内コーン１８の内壁面と拡散板２２との間で構成される吹き出し開口面積は、最内コーンの上端開口面積１８１に対し、１００％以内で１０％以上となるように拡散板の大きさを設定するとよいことが実験的に確認されている。
【００３８】
図１７（ａ）、（ｂ）において、最外コーン１６と、額縁部１６０とを含む最外コーン枠体の内側に、支持ピン２１０を介して第２中間コーン２０ｂの短辺側の縦方向部分２０１が連結固定されて最外コーンと第２中間コーン２０ｂが同心状に配置されている。該第２中間コーン２０ｂの対向する長辺側には、その縦方向部分にそれぞれ形成された２個の凹形切欠２１２と、対応する最外コーン１６の縦方向部分から突設されて凹形切欠２１２の凹形を直線状に位置合わせして固定された凹形受座２１４と、を有する着脱受部が設けられている。一方、図１７（ｂ）に示すように、第１中間コーン２０ａと、最内コーンとを同心位置に位置合わせした状態でそれぞれの縦方向部分２０１を横方向に貫通して固定し、それぞれ両端を外方に突設させた係止ロッド２１６が取り付けられ、第１中間コーン２０ａと、最内コーンとを一体的に連結固定している。そして、これらの第１中間コーン２０ａと、最内コーンとの連結体を図１７（ａ）の第２中間コーン２０ｂの下面側から差し入れてその内部中空部分に挿入し、係止ロッド２１６を着脱受部に受けさせて係止させることにより図１５、図１６のように各コーン間隔が等間隔で、流路行程長さをほぼ同一にして同心位置で配置させている。
【００３９】
図１８に示すように、本実施形態において、拡散板２２は、最内コーン１８の上端開口１８１とほぼ等しい平面大きさのある程度の厚みを有する扁平な直方体形状であり、例えば、発泡合成樹脂、セラミック、木材、コルク材等の熱遮断性を有する断熱材で構成されている。したがって、例えば最内コーン内部の空気流路から直接に冷気が吹き付けられてもこれ自体に結露を生じることはない。実施形態において、拡散板２２は、支持手段により上述した位置に配置支持されている。支持手段は、一端側が最内コーン１８の内壁またはその近傍に支持される支持部材２２０と、支持部材に連結されて拡散板２２の少なくとも下面を覆う各コーンと同一な質感を有する素材の支持体２２２と、を含む。支持体２２２は、各コーンと同じ質感の素材を用いることにより、拡散板の下面部分が各コーンと色彩あるいは質感の上で同化し吹出口装置全体のデザインの統一性を確保して美感を保持し得る。実施形態では、支持部材２２０と支持体２２２は１枚の金属板を加工成型し、その所要部分を曲げ形成して一体として構成されている。
【００４０】
図１８（ｂ）において、支持体２２２は拡散板２２を内部に収納状に配置させ拡散板の側面に沿う縦壁部分２２３は、拡散板の上端までは延びておらずに中途までの高さに設定された上面開口の箱形状で構成されている。また、最内コーン内部の空気流路から吹き出される例えば冷気が直接に支持体２２２の縦壁部分の上端に接触して該支持体２２２を冷却し、これを結露させないようにし得る。支持体２２２を上面開口の箱形形状とすることにより拡散板２２の取り付けが容易である。
【００４１】
さらに、支持部材２２０は、支持体２２２の縦壁部分２２３に一体接続された複数の細い縦杆２２４と、縦杆２２４に一体接続され最内コーンの内壁に密着状にあてがわれる基片２２５と、基片２２５に一体接続され最内コーンの上端縁を内包するように巻き込んで挟みつけ状に曲げて固定させる固定用曲げ部２２１と、を備えている。これによって、支持部材２２０を最内コーンの内壁に沿って当てがい、固定用曲げ部２２１で最内コーンの上端縁を挟み付け状に曲げて着脱可能に固定するので拡散板２２の支持部分について、コーン間流路内に流れ込む際の抵抗となる部分がほとんどないとともに、拡散板２２の最内コーン中央の最内コーンからの離隔位置に配置させる際の固定作業を簡単に行なえる。図１５、１６に示すように、拡散板２２は最内コーンの吹出面にその底面が面一状となるように配置され、さらに、最内コーンのすべての内壁から離隔して孤立した島状の空間位置に設置され、最内コーンの空気流路を上流側から流れる空気は該拡散板２２の上面側に当って最内コーン１８の内壁面と拡散板２２との間で構成される吹き出し開口面積部分から全方向に拡散される。このとき、それらの吹出開口部分には細い縦杆２２４のみが存在し、空気の流れの抵抗となる部分を最小限に維持し得る。
【００４２】
なお、支持体２２２は、上記の実施形態のように箱形形状としなくとも、例えば図１９に示すように、拡散板２２の下面の大きさにほぼ一致したような平板のみで構成したり、あるいは、吹き出される冷気等に直接接触しないような態様での任意の構成としても良い。
【００４３】
以上、本発明の多層コーン形結露防止吹出口装置の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態構成に限定されるものではない。各コーンの素材はアルミニウム形材やその他の金属、合成樹脂その他角形多層コーン吹出口として形態を保持し得る素材であれば、適宜任意の素材を用いてよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る多層コーン形結露防止吹出口装置によれば、各コーンの断面形状が角形であり、最外コーンと最内コーンと中間コーンとを同心状に設けてそれらのコーン間の流路から空気を吹き出す多層コーン形の吹出口装置であって、それぞれのコーン間流路の空気流れ上端側における全開口面積と、それぞれのコーン間流路の空気流れ下端側における全開口面積と、の比が１５０％以下に設定されることにより、特段の強制結露防止手段を用いたり、複雑な吹出口構造とすることなく、極めて簡単な構造で良好なメンテナンス性を保持し、かつ、コーン間流路内を流れる気流が流路壁から剥離して渦流を生じさせることなく、各コーン下端側での結露を有効に防止させることが可能である。また、調和空気の吹出空間側での意匠感を良好に保持し、一般の角形のアネモタイプ吹出口や、システム天井用吹出口、あるいは、システムラインに適用される狭い幅のシンメトリタイプの吹出口についても違和感なく適用し得る。
【００４５】
また、それぞれのコーン間流路の空気流れ上端側における開口面積と、それぞれのコーン間流路の空気流れ下端側における開口面積と、の比がバラツキ±２０％以内で略一定であることにより、簡単な構造でコーン間流路内を流れる気流が流路壁から剥離して渦流を生じさせることなく、各コーン下端側での結露を有効に防止させることができる。
【００４６】
また、各コーンの上端がほぼ同一高さ位置に設定され、かつそれぞれのコーン間隔がほぼ等間隔であることにより、各コーン間流路での吹出し気流の速度分布が均一で、吹出面近傍に渦流を生じさせず、結露を効果的に防止し得る。
【００４７】
また、最外コーン以外のコーンが同一断面形状の枠材で同心矩形状に組み付けることにより、例えば同一形状の形材を用いて製造でき、設計作業を容易化するとともに、製造上もコスト低減を実現し得る。
【００４８】
また、最内コーンと中間コーンは、空気の流れ方向と平行に設けられた縦方向部分と、該縦方向部分の下部側に接続され空気を輻流方向に拡散させるように斜めに設けられた斜め方向部分と、該斜め方向部分の先端側に接続されて空気の輻流方向に突設された横方向部分と、を含むことにより、コーンの下端側から吹き出される吹出し気流は水平方向に強く方向付けられて、当該コーンより１つ外側のコーンの下端部を空気流で覆い、室内の誘引空気を遮断させて各コーン間隔及び流路行程長の均一性とあいまって、結露防止作用を促進させ得る。
【００４９】
また、最外コーンと最内コーンと中間コーンとを含むコーン部の上部に接続されそれぞれのコーン間流路に共通に連通するバッファ空間を備えた角筒形のチャンバ部と、チャンバ部に連通接続された円筒形のネック部と、を有し、コーン部のそれぞれのコーン間流路に対して気流を一様に真っ直ぐに流れ込ませる直進流導入構造を含むことにより、各コーン間隔及び流路行程長の均一性と相乗して安定した均一な密度分布の空気をチャンバ部で生成させてそれぞれのコーン間流路へ均等分割して導入させ、流路内壁からの空気の剥離防止、渦流発生防止を行なって有効に結露防止作用を行なわせ得る。
【００５０】
また、直進流導入構造は、最外コーンの上端部における横断面積と少なくとも略同一以上の横断面積でかつ各コーンの上部の空間高さが最外コーンを除く各コーンの高さの２倍以上の高さをもつ上下面開口のチャンバ部と、チャンバ部に連通し、コーン部に対して同心線方向に空気を通流させるように接続されたネック部と、を有するから、ネック部から一様の直線流としてチャンバ部内に導入させ、さらにチャンバ部内で十分に空気を均一安定化させてコーン間流路に導入させることが可能である。
【００５１】
また、空気通流方向のチャンバ部の横断面積がネック部の横断面積より３倍以上で設定されることにより、チャンバ部でのバッファ空間容量を十分に確保し得て安定した流れで剥離を生じさせにくい状態でコーン間流路内に空気を導入させることができる。
【００５２】
また、最内コーンは上端開口から中空内部を経由して下向き拡大状に下端開口から空気を吹き出す空気流路を形成する角形コーンで構成され、最内コーンの下端開口の平面略中央位置であって上端開口の平面視位置とほぼ同じ位置に空気吹き出し空間に面して配置され、下面が他のコーンの下端とほぼ同じ高さ位置に設定され、さらに、最内コーンの上端開口とほぼ等しい平面的な大きさをもつ断熱材からなる拡散板を支持させることにより、最内コーンの内部空気流路から吹き出される空気を当てて拡散状に水平方向に変向させ、かつ、外側の中間コーンから水平方向に拡散しようとする流れに引っ張られる作用により最内コーンの内面側から下端側を覆って室内誘引空気から遮断させ、結露防止を行なわせることができる。また、拡散板自体への結露を有効に防止し得る。
【００５３】
また、最内コーンの内壁面と拡散板との間で構成される吹き出し開口面積が、最内コーンの上端開口面積に対し、１５０％以内となるように拡散板の大きさを設定させることにより、最内コーンの内壁からの空気流の剥離を防止し、かつ室内空気の誘引を遮断して結露防止を実効的に行なえる。
【００５４】
さらに、一端側が最内コーンの内壁またはその近傍に支持される支持部材と、支持部材に連結されて拡散板の少なくとも下面を覆う各コーンと同一な質感を有する素材の支持体と、を含む支持手段により拡散板が所要の位置に配置支持されることにより、吹出口装置全体の意匠的調和を確保し、室内美観保持に資する。
【００５５】
また、支持体は拡散板を内部に収納状に配置させ拡散板の側面に沿う部分が少なくとも拡散板の上端までは延びていない上面開口の箱形状で構成させることにより、拡散板部分に結露させることなく、角形の多層コーン形吹出口に適用して拡散板本来の機能を行なわせ得る。
【００５６】
また、支持部材と支持体とは一枚の金属板を加工成形させ、その所要部分を曲げ形成して構成し、支持部材は、その上端側において最内コーンの上端縁を内包するように巻き込んで挟みつけ状に曲げて固定させる固定用曲げ部を有することにより、最内コーンの吹出面部分において最内コーンの内壁から離隔した位置に拡散板を支持させ、かつ最内コーンに簡単に拡散板を支持させることができ、また、取り付け位置設定が容易でしかも支持部材による空気の流れを疎外させることなく拡散板を支持させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）は、本発明の第１実施形態に係る多層コーン形結露防止吹出口装置の下面見上げ図、（ｂ）は、コーン間流路拡大率を示すダイアグラム図である。
【図２】 図１（ａ）の多層コーン形結露防止吹出口装置の一部を破断して示した一部破断正面図である。
【図３】 図１の多層コーン形結露防止吹出口装置を側面側から見て内部構成を示した縦断面図である。
【図４】 図１の多層コーン形結露防止吹出口装置を長方形の長辺側に沿って断面視した他の縦断面説明図である。
【図５】 図１の多層コーン形結露防止吹出口装置の概略斜視図である。
【図６】 図１の多層コーン形結露防止吹出口装置の内部構成を示す説明図である。
【図７】 コーン部分のみを示すコーン部分構成説明図である。
【図８】 コーン部分の他の構成を有する多層コーン形結露防止吹出口装置の内部構成説明図である。
【図９】 図１の多層コーン形結露防止吹出口装置の使用時の空気の流れを説明する説明図である。
【図１０】 図１の多層コーン形結露防止吹出口装置の使用時の空気の流れを説明する説明図である。
【図１１】 （ａ）は、図１の多層コーン形結露防止吹出口装置の第１比較例についての吹出口装置の下面見上げ図、（ｂ）は、そのコーン間流路拡大率を示すダイアグラム図である。
【図１２】 図１１（ａ）の吹出口装置の一部を破断して示した一部破断正面図である。
【図１３】 （ａ）は、図１の多層コーン形結露防止吹出口装置の第２比較例についての吹出口装置の下面見上げ図、（ｂ）は、そのコーン間流路拡大率を示すダイアグラム図である。
【図１４】 図１３（ａ）の吹出口装置の一部を破断して示した一部破断正面図である。
【図１５】 本発明の第２実施形態に係る多層コーン形結露防止吹出口装置の縦断面説明図である。
【図１６】 図１５の多層コーン形結露防止吹出口装置の他の方向を縦断して示した縦断面説明図である。
【図１７】 （ａ）は、図１５の多層コーン形結露防止吹出口装置の最内コーンと第１中間コーンの結合体を最外コーンと第２中間コーンの結合枠体を取り外した状態の斜視説明図である。（ｂ）は、最内コーンと第１中間コーンの結合体の斜視説明図である。
【図１８】 （ａ）は、図１５の多層コーン形結露防止吹出口装置の最内コーンと第１中間コーンの結合体の拡大斜視説明図である。（ｂ）は、拡散板とその支持手段構成を示す斜視説明図である。
【図１９】 拡散板と他の支持手段構成を示す斜視説明図である。
【図２０】 図１５の多層コーン形結露防止吹出口装置の最内コーンと拡散板との間隙の空気流れを説明する説明図である。
【図２１】 図２０の多層コーン形結露防止吹出口装置の最内コーンと拡散板との間隙の空気流れの比較例を示す説明図である。
【図２２】 従来のアネモ形の吹出口の概略全体斜視図である。
【図２３】 図２２の従来のアネモ形の吹出口の内部構成を示す断面説明図である。
【図２４】 図２２の従来のアネモ形の吹出口の気流吹出し状態を示す説明図である。
【図２５】 図２２の従来のアネモ形の吹出口の気流吹出し状態を示す説明図である。
【図２６】 従来のアネモ形の吹出口の他のコーン態様を示す説明図である。
【図２７】 従来のアネモ形の吹出口の他のコーン態様を示す説明図である。
【図２８】 従来のアネモ形の吹出口の他のコーン態様並びに気流流れを示す説明図である。
【図２９】 従来のアネモ形の吹出口の気流流れを示す説明図である
【符号の説明】
１０ ネック部
１２ チャンバ部
１４ コーン枠部
１６ 最外コーン
１８ 最内コーン
２０ 中間コーン
２２ 拡散板
１００Ｓ ネック部の横断面積
１２０Ｓ チャンバ部の横断面積
１４０ 吹出面
Ｈ コーン高さ
Ｈo 最外コーンの高さ
１８１ 最内コーンの上端開口
１８３ 最内コーンの下端開口
２０１ 縦方向部分
２０２ 斜め方向部分
２０３ 横方向部分
１７０ コーン間流路
Ｓ１ コーン上端側の全開口面積
Ｓ２ コーン下端側の全開口面積
Ｂｓ チャンバ部内のバッファ空間
２００ チャンバ部
２２０ 支持部材
２２２ 支持体
Claims (12)
- 各コーンの横断面形状が矩形状であり、バッファ空間を有するチャンバ部の下部に取り付けられ最外コーンと最内コーンと中間コーンとを同心状に設けてそれらのコーン間の流路から空気を吹き出すコーン枠部を含む多層コーン形の吹出口装置であって、
少なくとも、最内コーンと中間コーンとについて、それぞれの縦断面形状が同じ形状のコーンが同心状に配置されており、
コーン間の空気流路がそれぞれ同じ縦断面形状であり、
さらに、各コーン間流路は同じ行程長さで形成され、
それぞれのコーン間流路の空気流れ上端側における開口面積に対するそれぞれのコーン間流路の空気流れ下端側における開口面積の比が１５０％以下に設定されていることを特徴とする多層コーン形結露防止吹出口装置。 - チャンバ部に円筒形のネック部が連通接続され、
コーン枠部のそれぞれのコーン間流路に対して気流を一様に真っ直ぐに流れ込ませる直進流導入構造を含む請求項１記載の多層コーン形結露防止吹出口装置。 - 直進流導入構造は、最外コーンの上端部における横断面積と少なくとも略同一以上の横断面積でかつ各コーンの上部の空間高さが最外コーンを除く各コーンの高さの２倍以上の高さをもつ上下面開口のチャンバ部と、
チャンバ部に連通し、コーン枠部に対して同心線方向に空気を通流させるように接続されたネック部と、を有する構造である請求項２記載の多層コーン形結露防止吹出口装置。 - 最内コーンと中間コーンは、空気の流れ方向と平行に設けられた縦方向部分と、
該縦方向部分の下部側に接続され空気を輻流方向に拡散させるように斜めに設けられた斜め方向部分と、
該斜め方向部分の先端側に接続されて空気の輻流方向に突設された横方向部分と、を含む請求項１ないし３のいずれかに記載の多層コーン形結露防止吹出口装置。 - それぞれのコーン間流路の空気流れ上端側における開口面積と、それぞれのコーン間流路の空気流れ下端側における開口面積と、の比がバラツキ±２０％以内である請求項１ないし４のいずれかに記載の多層コーン形結露防止吹出口装置。
- 各コーンの上端がほぼ同一高さ位置に設定され、かつそれぞれのコーン間隔がほぼ等間隔である請求項１ないし５のいずれかに記載の多層コーン形結露防止吹出口装置。
- 空気通流方向のチャンバ部の横断面積がネック部の横断面積より３倍以上で設定された請求項１ないし６のいずれかに記載の多層コーン形結露防止吹出口装置。
- 最内コーンは上端開口から中空内部を経由して下向き拡大状に下端開口から空気を吹き出す空気流路を形成する横断面矩形状のコーンで構成され、
最内コーンの下端開口の平面略中央位置であって最内コーンの上端開口の平面視位置とほぼ同じ位置に空気吹き出し空間に面して配置され、下面が他のコーンの下端とほぼ同じ高さ位置に設定され、さらに、最内コーンの上端開口とほぼ等しい平面的な大きさをもつ断熱材からなる拡散板を支持させた請求項１ないし７のいずれかに記載の多層コーン形結露防止吹出口装置。 - 最内コーンの内壁面と拡散板との間で構成される吹き出し開口面積が、最内コーンの上端開口面積に対し、１５０％以内となるように拡散板の大きさを設定させた請求項８記載の多層コーン形結露防止吹出口装置。
- 一端側が最内コーンの内壁またはその近傍に支持される支持部材と、支持部材に連結されて拡散板の少なくとも下面を覆う各コーンと同一な質感を有する素材の支持体と、を含む支持手段により拡散板が所要の位置に配置支持された請求項８または９記載の多層コーン形結露防止吹出口装置。
- 支持体は拡散板を内部に収納状に配置させ拡散板の側面に沿う部分が少なくとも拡散板の上端までは延びていない上面開口の箱形状で構成された請求項１０記載の多層コーン形結露防止吹出口装置。
- 支持部材と支持体とは一枚の金属板を加工成形させ、その所要部分を曲げ形成して構成し、
支持部材は、その上端側において最内コーンの上端縁を内包するように巻き込んで挟みつけ状に曲げて固定させる固定用曲げ部を有する請求項１０または１１に記載の多層コーン形結露防止吹出口装置。
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