JP5489794B2

JP5489794B2 - 送風装置

Info

Publication number: JP5489794B2
Application number: JP2010056619A
Authority: JP
Inventors: 正彦丹羽; 陽一杉山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-03-12
Also published as: JP2011190968A

Description

本発明は、空調気流の搬送と室内空間のサーキュレーションを同時に行うことが可能な
送風装置に関する。

従来、室内空間に向けた空調気流の放出は、空調機本体に内蔵された送風機により行われていた。空調機本体からの空調気流は、ダクトを介して空調機本体に接続された吹出口から自然放出され、室内空間に拡散していた（例えば、特許文献１参照）。

また、床下空調システムでは、空調機の吹出口から離れた位置に補助送風機と補助熱源装置を設置して、二重床下空間の温度分布を均一にして、各床吹出し口からの吹出し温度のばらつきを少なくし、室内空間に向けた空調気流の放出が行われる（例えば、特許文献２参照）。

また、ペリメータファンシステムのように、吹出口近傍に設けた送風機を窓際のペリカウンター内に設置して天井方向へ気流を吹き出させ、吹出された気流を天井内に設置された送風機によって吸込むものもある。これは、窓面に気流を流すことで、窓面から室内空間へ熱負荷の侵入防止や窓面の結露防止を図るものである（例えば、特許文献３参照）。

特開平７−９１６８０号公報特開平８−１２１８５１号公報特開平５−８７３６２号公報

しかしながら、空調気流の吹出口において吹出風量や吹出速度が小さいと空調機の気流を室内全体に撹拌させることができない。特に、暖房時において天井付近と人が居室する床面付近の温度差が顕著であり、居室エリアの温熱環境悪化や空調機の無駄な運転が問題となる。また、空調機の吹出風量を増やす場合には、能力の大きな空調機を選定する必要があり、必要以上の空調能力を備える機種が選択されてしまうという問題があった。

また、室内の温度差を解消するために、サイクル扇などの送風機を室内に追加で設置してサーキュレーションを行わせる場合がある。しかしながら、サーキュレーションを行うために室内の空調気流の吹出口付近にサイクル扇などの送風機を室内に追加設置した場合、吹出口から吹出された空調気流をすべて追加設置した送風機に送り込み撹拌させることはできず、室内気流のサーキュレーションを行う目的においては効率が悪かった。また、追加設置したサイクル扇が、室内空間の意匠面で問題となる場合も合った。

また、このとき、ダクト配管の中間にブースターファンを設けることで、空調気流の吹出速度を高めて、室内空間のサーキュレーションを行う場合がある。しかしながら、ブースターファンによって空調機に負圧をかけて運転すれば、空調機の送風機が故障するおそれが生じる。そのため、空調機の開放風量以上の風量を吹出口から吹き出させることはできない。また、吹出口の風速を上げるためにダクト内の流速を上げることは、ダクト系の器具から騒音が発生したり、継ぎ目などからの漏れ風量が大きくなったりする等の弊害が出るため制約があった。

また、ペリメータファンシステムでは、送風機の設置場所が居室者に近いため、吹出し気流による騒音を抑えるために、吹出口から吹き出される空調気流の平均風速は５ｍ／ｓ程度であり、あまり風速を大きくすることができない。そのため、高天井の大空間を持つ室内でサーキュレーションを行うには風速が足りず、また風の流れ方向も下から上であるため、特に暖房時において天井付近に溜まった暖気を吹き降ろすことは難しかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、空調気流の搬送と、室内空気のサーキュレーションを両立させることのできる送風装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、チャンバーボックスと、チャンバーボックスの内部に設けられた送風機と、を備え、チャンバーボックスには、空調気流を吐出する空調機の吐出口と連通される流入口と、室内空間と連通される第１室内連通口と第２室内連通口と、が形成され、送風機は、チャンバーボックス内の空気を第１室内連通口から室内空間に向けて吹き出させることを特徴とする。

本発明によれば、チャンバーボックスの内部に設けられた送風機で室内空間に向けて空気を吹き出させるので、気流の到達距離を大きくしやすいため、室内空間のサーキュレーションを行いやすい。また、第１室内連通口からの風量が、空調機からの空調気流の吐出量より大きくなっても、第２室内連通口から風量の不足分が補償されるので、空調機に負圧をかけずに済む。したがって、空調気流の搬送と、室内空気のサーキュレーションを両立させることができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１に係る送風装置の外観斜視図である。図２は、図１に示す送風装置の設置状態と構成を示す概要図である。図３は、図２に示す設置状態における室内側から見た状態を示す概要図である。図４は、図１に示す送風装置の設置状態における断面構成を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態にかかる送風装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る送風装置の外観斜視図である。図２は、図１に示す送風装置の設置状態と構成を示す概要図である。図３は、図２に示す設置状態における室内側から見た状態を示す概要図である。図４は、図１に示す送風装置の設置状態における断面構成を示す図である。

送風装置１は、チャンバーボックス５、送風機７、制御部（ダンパー制御部、送風機制御部）２１を備える。チャンバーボックス５は、箱状の筐体であり、内部がチャンバーとして機能する。チャンバーボックス５は、天井内に収容される。チャンバーボックスには、空調気流搬送ダクト接続口（流入口）１８、排気ダクト接続口（排出口）１９、室内空気吸込口（第２室内連通口）２０、吹出口（第１室内連通口）８が形成されている。

空調気流搬送ダクト接続口１８には、空調気流搬送ダクト２が接続される。空調気流搬送ダクト接続口１８は、天井埋込型マルチエアコンなどの空調機３の空調気流が吐出される吐出口と、空調気流搬送ダクト２を介して連通される。空調気流搬送ダクト接続口１８には、空調気流搬送ダクト接続口１８の開閉を切り換える空調気流吹出口開閉ダンパー（第１ダンパー）１１が設けられる。空調気流吹出口開閉ダンパー１１を閉とすることにより、チャンバーボックス５の内部と空調気流搬送ダクト２との接続を遮断することができる。

排気ダクト接続口１９には、排気ダクト１６が接続される。排気ダクト接続口１９は、排気ダクト１６を介して室外空間と連通される。排気ダクト接続口１９には、排気ダクト接続口１９の開閉を切り換える排気口開閉ダンパー（第２ダンパー）１２が設けられる。排気口開閉ダンパー１２を閉とすることにより、チャンバーボックス５の内部と排気ダクト１６との接続を遮断することができる。

室内空気吸込口２０は、室内の天井化粧ボード１０の表面に露出され、室内空間と連通される。室内空気吸込口２０は、チャンバーボックス５の内部に流入する空調気流の風量と、送風装置１が吹出す風量のバランスを調整するために吹出口８に並列して設置される。

吹出口８も天井化粧ボード１０の表面に露出され、室内空間と連通される。吹出口８は、スリット状の細長いものが２本並列に配置された形状をなす。吹出口８には、吹出口ルーバ９が設置されている。吹出口ルーバ９は、中心部分に設けられたピンを支点に左右へ回転することができ、長方形の筒状の吹出口を回転させることで、吹出し方向を変更することができる。本実施の形態では手動で吹出し方向を設定する構造となっているが、遠隔操作を可能にするため、電動モーターなどで吹出口ルーバ９を回転させて、吹出し方向を設定できるように構成してもよい。

送風機７は、軸流羽根車と付帯する風路と電動機を有して構成される。本実施の形態の送風装置１では、複数個の送風機７を連接して用いる。送風機７は、風路が吹出口８と連通するように設けられており、送風機７による送風方向を矢印Ｘに示す方向（一方側）とした場合には、チャンバーボックス５の内部の空気を吹出口８から吹き出させることができる。複数個の送風機７は、必要な風量や吹出し位置に応じて、個別に運転・停止の制御が可能である。

制御部２１は、送風機７の送風方向および運転・停止を制御する。制御部２１は、空調機３の運転時には、送風機７を運転させるとともに、その送風方向を矢印Ｘに示す方向とする。また、空調機の停止時であって、室内空間の空気を排出したい場合には、送風機７を運転させるとともに、その送風方向を矢印Ｙに示す方向（他方側）とする。

制御部２１は、各ダンパー１１，１２の開閉の切換えを制御する。より具体的には、送風機７の送風方向が矢印Ｘに示す方向である場合に、空調気流吹出口開閉ダンパー１１を開とするとともに排気口開閉ダンパー１２を閉とし、送風機７の送風方向が矢印Ｙに示す方向である場合に、空調気流吹出口開閉ダンパー１１を閉とするとともに排気口開閉ダンパー１２を開とする制御を行う。

送風装置１は、一般的には天井や壁の天井化粧ボード１０内側に設置して使用される。送風装置１を設置する場合は、吹出口８と室内空気吸込口２０の形状に天井化粧ボード１０を開口し、本送風装置の吹出口８と室内空気吸込口２０をその開口にはめ込む。そして、送風装置１は、建物より出した４本の吊りボルト１４に対して、ナットとワッシャを用いて取付足１５を固定する。

次に、送風装置１を使用した時の空気の流れを説明する。天井埋込型マルチエアコンなどの空調機３から吐出された空調気流は、空調気流搬送ダクト２を通してチャンバーボックス５の内部に流入する。チャンバーボックス５の内部に流入した空調気流は、吹出口８近傍に設置された送風機７によって吹出口８から室内空間に吹き出される。気流吹出し角度は吹出口ルーバ９によって調整可能である。

このとき、送風装置１の吹出し風量が空調機３からの空調気流の吐出風量より多い場合には、室内空気吸込口２０より室内空気が取込まれることで、風量の不足分が補償され、空調機に負圧をかけずに済む。室内空間でのサーキュレーション効果を考慮すると、吹出口８から吹き出される気流の風速は、６．５〜１３ｍ／ｓ程度の範囲で、必要な気流到達距離により選定する。たとえば必要な到達距離が２０ｍの場合は、気流の風速は８ｍ／ｓ程度に設定されるのがよい。

本発明で使用する送風機７は軸流羽根を使用している。羽根についてはラインフロー羽根、シロッコ羽根等でも室内空間でのサーキュレーション効果を得るという、上記の目的を達成できるが、軸流羽根を使用した場合、羽根を逆回転させることで送風方向を逆方向に切り換えることができる。なお、送風方向を矢印Ｙに示す方向にした場合には、送風効率が低下する。

吹出口８から空気を吹き出させて室内空間のサーキュレーション効果を得たい場合には、制御部２１が、空調気流吹出口開閉ダンパー１１を開に、排気口開閉ダンパー１２を閉にして空調機３を運転する。そして、送風方向が矢印Ｘに示す方向となるように送風機７を動作させる。また、制御部２１は、送風機７の運転個数や運転能力を調整することで、吹出口８からの気流の風速を、サーキュレーション効果を得るのに適したものとする制御を行う。

また、吹出口８から室内空間の空気を取り込んで室外（建物外）に排出させたい場合には、制御部２１が、空調気流吹出口開閉ダンパー１１を閉に、排気口開閉ダンパー１２を開にするとともに、空調機３の運転を停止させる。そして、送風方向が矢印Ｙに示す方向となるように送風機７を動作させる。これにより、吹出口８から室内空気がチャンバーボックス５の内部に取り込まれ、排気口１３から室外に排出される。例えば、夏場などに高天井の室内上部に熱気が滞留した場合には、その熱気を効率的に室外に排出することができる。もちろん、制御部２１は、熱気の排出に適した風量の排出ができるように、送風機７の運転個数や運転能力を調整する制御を行う。

以上説明したように、空調機３とは別個に設けられた送風機７を用いて吹出口８から気流を吹出させることにより、空調機３が備える送風機のみを用いた場合に比べて空調気流の到達距離を大きくすることができる。

また、特に高天井の大空間の場合は、暖房時に暖気が天井付近に溜まりやすくなってしまうが、空調気流の到達距離を大きくすることができるので、十分なサーキュレーションを行うことができるようになり、空調機の運転効率の改善と居室環境の改善を図ることができる。これにより、空調気流の搬送と、室内空気のサーキュレーションを両立させることができる。また、サーキュレーションのために能力の大きな空調機を選定する必要がなくなる。

また、吹出口８をスリット形状とすることで吹出し気流は帯状となり、より広範囲へのサーキュレーションが可能となる。また、送風装置１本体（チャンバーボックス５）を、天井ボードもしくは壁ボード内に設置し、吹出し部分はライン状の吹出し部分のみが露出するようにしているため、新たにサーキュレーション用のファンを天井や壁に設置する必要がなく内装の意匠上の自由度が向上する。

また、可動式ノズル（吹出口ルーバ９）を吹出口８に取り付けることにより、送風装置１の設置姿勢によらず任意の吹出し角度を設定できる。また、送風装置１の設置後の吹出し角度の調整も簡単である。

また、軸流羽根は回転方向を逆転させることで、気流の流れ方向を吹出しから吸込みに変更することができる。そのため、天井付近に設置された送風装置１は、各ダンパー１１，１２で空調機３からの空調気流の流入を遮断し、排気ダクト１６に接続するように切り換えることで、天井付近に熱気が溜まる夏場などは、熱気を排出させる排気装置として使用することができる。また、複数個連接された送風機７を個別に運転・停止制御することにより、吹出風量の調整や任意の吹出し位置での吹出しが可能となる。

なお、室内空気吸込口２０の開閉を切り換えるダンパー（第３ダンパー、図示せず）を設けてもよい。送風装置１で室内空気を排出させる場合に、室内空気吸込口２０を第３ダンパーで閉鎖することで、吹出口８から吸込んだ室内空気が室内空気吸込口２０から室内空間に還流してしまうのを防ぐことができ、室内空気の排出効率を向上させることができる。また、制御部２１は、空調機３に設けられていてもよいし、空調機３や送風装置１とは別個に設けられてもよい。また、送風装置２は、天井内や壁内だけでなく、床下などに配置されてもよい。

以上のように、本発明にかかる送風装置は、空調気流を利用した室内空間のサーキュレーションに有用である。

１送風装置
２空調気流搬送ダクト
３空調機
５チャンバーボックス
７送風機
８吹出口（第１室内連通口）
９吹出口ルーバ
１０天井化粧ボード
１１空調気流吹出口開閉ダンパー（第１ダンパー）
１２排気口開閉ダンパー（第２ダンパー）
１３排気口
１４ボルト
１５取付足
１６排気ダクト
１８空調気流搬送ダクト接続口（流入口）
１９排気ダクト接続口（排出口）
２０室内空気吸込口（第２室内連通口）
２１制御部
Ｘ，Ｙ矢印

Claims

チャンバーボックスと、
前記チャンバーボックスの内部に設けられて軸流羽根車を有する送風機と、を備え、
前記チャンバーボックスには、空調気流を吐出する空調機の吐出口と連通される流入口と、室内空間と連通される第１室内連通口と第２室内連通口と、室外空間に連通されて前記チャンバーボックスの内部の空気を前記室外空間に排出させる排出口と、が形成され、
前記送風機は、前記第１室内連通口の直上に設けられて、前記チャンバーボックス内の空気を前記第１室内連通口から前記室内空間に向けて吹き出させ、
前記第２室内連通口は、前記軸流羽根車の回転軸に沿った方向に前記送風機を投影した領域を避けた位置であって、前記送風機を挟んで前記流入口の反対側となる位置に形成され、
前記送風機は、空気の送風方向を切り換え可能であり、送風方向を一方側とすることで前記第１室内連通口から前記チャンバーボックス内の空気を前記室内空間に吹き出させ、送風方向を他方側とすることで前記第１室内連通口から室内空気を前記チャンバーボックスの内部に取り込ませることを特徴とする送風装置。
前記流入口の開閉を切り換える第１ダンパーと、
前記排出口の開閉を切り換える第２ダンパーと、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の送風装置。
前記送風機の送風方向に合わせて、前記第１ダンパーと前記第２ダンパーの開閉を制御するダンパー制御部をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の送風装置。
前記ダンパー制御部は、前記送風機の送風方向が一方側である場合に、前記第１ダンパーを開とするとともに前記第２ダンパーを閉とし、前記送風機の送風方向が他方側である場合に、前記第１ダンパーを閉とするとともに前記第２ダンパーを開とする制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の送風装置。
前記チャンバーボックスの内部には、複数の前記送風機が設けられ、
前記複数の送風機の運転・停止を個別に制御可能な送風機制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の送風装置。
前記チャンバーボックスは、天井内に収容されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の送風装置。
前記第１室内連通口に設けられて、前記第１室内連通口から吹き出す気流の角度を調整可能なルーバをさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の送風装置。