(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高層建築物の各階に、熱交換器によって生成された温度調整用媒体を、前記熱交換器と各階とを直接結んで敷設された複数の独立した媒体供給管を介して送り込むことにより、前記各階内部の空気調和を行なうようにした高層建築物における空気調和設備であって、前記熱交換器を、前記高層建築物の中間階に設置するとともに、前記媒体供給管を、前記熱交換器から上下の各階に振り分けて敷設してなることを特徴とする高層建築物における空気調和設備。
【請求項２】
前記熱交換器が設置された中間階に、前記熱交換器の熱交換に用いられる外気の流入および排出を許容する通気部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の高層建築物における空気調和設備。
【請求項３】
前記熱交換器の排熱部に、前記熱交換器における熱交換によって加熱された空気を排出する排気ダクトが連設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高層建築物における空気調和設備。
【請求項４】
前記高層建築物に、その下部から屋上へ至る通気シャフトが形成され、この通気シャフトに前記排気ダクトが連通させられて、この排気ダクトから放出され加熱空気が、前記通気シャフトを経て前記高層建築物の上部から放出されるようになされていることを特徴とする請求項３に記載の高層建築物における空気調和設備。
【請求項５】
前記通気シャフト内の上部に、この通気シャフトに沿って多段タービンが設けられ、この多段タービンに、前記高層建築物の屋上に設けられた発電機が接続されていることを特徴とする請求項４に記載の高層建築物における空気調和設備。
【請求項６】
前記多段タービンと前記発電機との間に、両者間の接続および切り離しを行なうクラッチが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の高層建築物における空気調和設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和設備に係わり、特に、高層建築物に用いられる空気調和設備に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高層建築物における空気調和設備は、たとえば、特許文献１に示されるように、温度調整用媒体を生成する熱交換器を地下の機械室等に設置し、また、この熱交換器において発生する熱を外気へ放出するために、クーリングタワーを前記高層建築物の屋上に設置する
ようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２２４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、各階の空調を行なうためには、前記温度調整用媒体を高層建築物の各階へ個別に供給する必要がある。
【０００５】
このために、前記温度調整用媒体を供給する媒体供給管を、前記地下から前記高層建築物の各階毎に敷設しなければならない。
【０００６】
ここで、前記媒体供給管の総延長Ｌは、前記高層建築物の階数をＸとし、各階の階高をＨとした場合、１からＸまでの全ての自然数の総和Ａと前記階高Ｈとの積にほぼ等しい。
【０００７】
たとえば、前記階数Ｘを４１とした場合、Ａ＝８６１となることから、前記媒体供給管の総延長Ｌは、Ｌ≒８６１Ｈとなる。
そして、前記階高Ｈの一般的な値は３ｍであることから、前述した総延長Ｌは、Ｌ≒２５８３ｍとかなりの長さとなる。
【０００８】
また、４１階まで敷設される媒体供給管の長さは、１階まで敷設される媒体供給管の長さの４１倍となる。
このように、媒体供給管の長さに差があると、その管路損失等により、前記温度調整用媒体の各階への供給にばらつきが生じるとともに、各階間の空調にもばらつきが生じる。
【０００９】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、高層建築物に設置される空気調和設備において、各階に温度調整用媒体を供給する媒体供給管の必要長さを極力短くし、また、階間における空調のばらつきを極力少なくすることのできる高層建築物における空気調和設備を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の高層建築物における空気調和設備は、高層建築物の各階に、熱交換器によって生成された温度調整用媒体を、前記高層建築物の各階と前記熱交換器間に敷設された媒体供給管を介して送り込むことにより、前記各階内部の空気調和を行なうようにした高層建築物における空気調和設備であって、前記熱交換器を、前記高層建築物の中間階に設置するとともに、この熱交換器から上下の各階毎に前記媒体供給管を敷設してなることを特徴とする。
【００１１】
このような構成とすることにより、前記媒体供給管が、前記中間階から上下に振り分けられて敷設される。
【００１２】
ここで、前記中間階に設置された前記熱交換器と、前記中間階の上下に位置する各階との距離が狭められることにより、これらの間に敷設される前記各媒体供給管の長さが短くてすむ。
【００１３】
これによって、前記媒体供給管の必要総延長を短縮することができるとともに、各階に敷設される前記媒体供給管の長さの差を大幅に狭めることができる。
この結果、前記温度調整用媒体の供給効率を高め、かつ、前記階間における前記温度調整用媒体の供給のばらつきを抑制して、各階間の空調のばらつきを抑制することができる。
【００１４】
前記熱交換器が設置された中間階には、前記熱交換器における熱交換に用いられる外気の流入および排出を許容する通気部を設けておくことが好ましい。
【００１５】
このような構成とすることにより、前記熱交換器に熱交換用の空気を円滑に供給して、この熱交換器の機能を確保することができる。
【００１６】
前記熱交換器の排熱部に、前記熱交換器における熱交換によって加熱された空気を排出する排気ダクトを連設しておくことが好ましい。
【００１７】
このような構成とすることにより、熱交換を終えた前記空気を前記排気ダクト内に導くことにより、前記熱交換器に流入する空気と排出される空気を分離して、前記熱交換器における熱交換効率を高めることができる。
【００１８】
また、前記高層建築物に、その下部から屋上へ至る通気シャフトを形成しておくとともに、この通気シャフトに前記排気ダクトを連通させておき、この排気ダクトから放出された加熱空気を、前記通気シャフトを経て前記高層建築物の上部から放出するようにすることもできる。
【００１９】
このような構成とすることにより、前記加熱空気を、その熱による上昇作用と前記通気シャフトによる煙突効果によって、前記中間階から外部へ効率よく排出することができる。
【００２０】
前記通気シャフト内の上部に、この通気シャフトに沿って多段タービンを設けるとともに、この多段タービンに、前記高層建築物の屋上に設けられた発電機を接続しておくこともできる。
【００２１】
このような構成とすることにより、前記通気シャフト内の上昇気流によって前記多段タ
ービンを回転駆動するとともに、前記発電機を駆動して発電することができる。
【００２２】
そして、前記多段タービンと前記発電機との間に、両者間の接続および切り離しを行なうクラッチを設けておくことにより、前記発電機の保守点検時等において前記発電機を停止させる際に、前記多段タービンの回転を許容して前記通気シャフトからの排気を円滑に維持することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係わる高層建築物における空気調和設備によれば、熱交換器と各階との間に敷設される媒体供給管の必要長さを短縮して施工費の軽減を図ることができるとともに、最も長い前記媒体供給管の長さを大幅に短くして熱伝達効率を高め、また、最も短い前記媒体供給管との長さの差を小さくして、各階間の空気調和のばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態が適用された高層建築物の概略正面図である。
【図２】本発明の一実施形態が適用された高層建築物を概略側面図である。
【図３】本発明の一実施形態が適用された高層建築物の中間階の概略平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に用いられる発電装置を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
図において、符号1は、本実施形態が適用された１１階の高層建築物を示し、この高層建築物１の中間階である６階に本実施形態に係わる空気調和設備Ａが設置されている。
【００２６】
この空気調和設備Ａは、６階に設置される熱交換器２と、この熱交換器２と上方階および下方階との間に敷設されて、前記熱交換器２において生成される温度調整用媒体を前記高層建築物１の各階に送り込む複数の媒体供給管３とによって構成されている。
【００２７】
前記熱交換器２は、図３に示すように、複数設けられており、各熱交換器２は、これらの熱交換器２において熱交換を終えた空気を排気する排気部を備えており、これらの排気部が排気ダクト４を経て集合管５へ連通させられている。
【００２８】
一方、前記高層建築物１の側部には、前記高層建築物１の下部から屋上へ至る通気シャフト６が形成されており、この通気シャフト６の高さ方向の中間部に、前記集合管５が連通させられている。
【００２９】
したがって、前記熱交換器２の排気部が前記排気ダクト４を経て前記通気シャフト６に連通させられている。
【００３０】
また、前記高層建築物１の中間階、すなわち、６階の側壁には、ガラリ等が埋め込まれて開閉可能な開口部１ａが形成されており、この開口部１ａを開放することにより、６階の内外を連通させて、その内部に設置されている前記熱交換器２に、熱交換用の空気を供給するようになっている。
【００３１】
そして、前記開口部１ａは、図３に示すように、前記高層建築物１の各壁部に、合計４カ所に形成されている。
【００３２】
前記通気シャフト６の側面は、前記高層建築物１の側部へ露出させられており、その露出部分に、ガラス等の太陽光透過性を有する材料によって形成された透光壁７が設けられており、この透光壁７を透過する太陽光によって、前記通気シャフト６内の空気が暖められるようになっている。
さらに好ましくは、前記通気シャフト６の内壁に集熱塗料を塗布しておくことにより、前記内壁を太陽光によって暖めて、前述した上昇気流の発生を促進させることができる。
【００３３】
また、前記通気シャフト６の下部には、集塵機能や水の浸入防止機能を備えた吸気装置８が連設されている
【００３４】
さらに、本実施形態においては、前記通気シャフト６の上部内側に、この通気シャフト６の長さ方向に沿った回転軸を有する多段タービン９が配置されている。
【００３５】
一方、本実施形態においては、前記高層建築物１の屋上に、発電機１０が設置されており、この発電機１０が、前記多段タービン９に、傘歯車等の回転伝達機構１１を介して連結されている。
【００３６】
そして、前記回転伝達機構１１と前記発電機１０との間には、クラッチ機構１２が介装されており、このクラッチ機構１２が接続されることにより、前記多段タービン９の回転が前記発電機１０へ伝達されて発電が行なわれ、前記クラッチ機構１２が切り離されることにより、前記多段タービン９の回転を止めることなく前記発電機１０の作動が停止させられる。
【００３７】
このように構成された本実施形態の高層建築物における空気調和設備Ａは、６階に設置された前記熱交換器２において、その内部を循環させられる温度調整用媒体と、前記開口部１ａから前記６階の内部に導かれる空気との熱交換が行なわれ、所定温度の温度調整用媒体が生成される。
【００３８】
温度調整がなされた前記温度調整用媒体は、前記熱交換器２から前記媒体供給管３を経て、前記中間階の上下に位置させられている各階に供給されて、各階の空気調和に供される。
【００３９】
ここで、従来技術の説明に記載した例との比較のために、前記高層建築物１の階数Ｘを４１階とし、各階の階高Ｈを３ｍとして、前記媒体供給管３の総延長Ｌ’を求める。
【００４０】
前記熱交換器２が設置された６階のよりも上方および下方のそれぞれにおいて、Ｘ’＝２０となり、１からＸ’までの全ての自然数の総和Ａ’＝２１０となる。
したがって、上方側と下方側それぞれにおける媒体供給管３の総延長Ｌ’≒２１０Ｈ＝６２０ｍで、全体として２Ｌ’ ≒１２４０ｍとなり、従来のＬ≒２５８３ｍ比して約１／２の長さに短縮することができる。
【００４１】
このように、前記媒体供給管３の必要長さを短くすることにより、空気調和設備Ａの設置コストを低減することができる。
【００４２】
一方、敷設される前記媒体供給管３の最長長さも約半分となることから、温度調整用媒体の供給時における温度変化を抑制し、かつ、管路抵抗を減少させることができ、これによって、前記熱交換器２から離れた位置における階の空気調和の効率を高めることができる。
【００４３】
さらに、最も長い前記媒体供給管３の長さと最も短い前記媒体供給管３との差も狭められることにより、各媒体供給管３によって供給される温度調整用媒体の温度変化の差を少なくして、各階間の空気調和のばらつきを抑制することができる。
【００４４】
また、本実施形態においては、前記熱交換器２において熱交換を終えた空気は、前記排気ダクト４、および、前記集合管５を経て前記通気シャフト６へ送り込まれる。
【００４５】
この通気シャフト６内には、その煙突効果により、図１に矢印（イ）で示すように、下方の吸気装置８から吸い込まれた空気が、前記通気シャフト６を通ってその上端から外気へ放出される気流が生じている。
【００４６】
一方、前述したように、前記熱交換器２において熱交換を終えた空気が前記集合管５を経て前記通気シャフト６内に送り込まれると、その熱による浮力により前記空気が前記通気シャフト６内を上昇するとともに、前述した前記通気シャフト６内の気流によって加速されて、この通気シャフト６の上方へ押し上げられる。
【００４７】
さらに、前記通気シャフト６に太陽光が照射させられている場合、あるいは、外気温が高い場合には、これらの光や熱によって、前記通気シャフト６の外壁を形成する前記透光壁７を介して前記通気シャフト６内の空気が暖められることにより、前述した上昇気流がさらに加速される。
ここで、前記通気シャフト６の内壁に集熱塗料が塗布されている場合、前記太陽光から得られる熱が前記内壁に蓄熱されることから、前記通気シャフト６内の空気の加熱が安定し、その上昇気流も安定化する。
【００４８】
このような通気シャフト６内の空気の流れが、この通気シャフト６の上部に設けられている多段タービン９に至ると、この多段タービン９が前述した上昇気流によって回転させられる。
【００４９】
前記多段タービン９の回転は、前記回転伝達機構１１、および、前記クラッチ機構１２へと伝達される。
ここで、前記クラッチ機構１２が接続状態であると、前記多段タービン９の回転が前記発電機１０へ伝わり発電が行なわれる。
このようにして得られた電力は、たとえば、前記高層建築物１で使用される電力の補助電力として使用され、あるいは、二次電池に蓄えられる。
【００５０】
また、前記発電機１０の保守点検時や、補助電力を必要としない場合、あるいは、二次電池が満充電である場合等において、前記発電機１０を止める必要がある場合には、前記クラッチ機構１２を切った状態とすることにより実現することができる。
【００５１】
なお、前記実施形態において示した各構成部材の諸形状や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  高層建築物
１ａ  開口部
２  熱交換器
３  媒体供給管
４  排気ダクト
５  集合管
６  通気シャフト
７  透光壁
８  吸気装置
９  多段タービン
１０  発電機
１１  回転伝達機構
１２  クラッチ機構
Ａ  空気調和設備
【要約】
【課題】高層建築物に設置される空気調和設備において、各階に温度調整用媒体を供給する媒体供給菅の必要長さを極力短くし、また、階間における空調のばらつきを極力少なくする。
【解決手段】高層建築物１の各階に、熱交換器２によって生成された温度調整用媒体を、前記高層建築物の各階と前記熱交換器間に敷設された媒体供給菅３を介して送り込むことにより、前記各階内部の空気調和を行なうようにした高層建築物における空気調和設備Ａであって、前記熱交換器を、前記高層建築物の中間階に設置するとともに、この熱交換器から上下の各階毎に前記媒体供給菅を敷設してなることを特徴とする。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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