(57)【要約】【課題】空調は不要であっても換気が必要なゾーンの換気を可能にし、当該ゾーンに接続する開口部における圧力損失の設計が容易なサプライチャンバを得る。【解決手段】チャンバ本体２１に設けられて１階の部屋１００ａ，１００ｂへのサプライダクト３ａ，３ｂ側に接続する開口部２３に、その内部流路を開閉する羽根２５を設ける。同様に、チャンバ本体２１に設けられて２階の部屋２００ｃ，２００ｄへのサプライダクト３ｃ，３ｄ側に接続する開口部２４に、その内部流路を開閉する羽根２６を設ける。羽根２５，２６の直径の呼び径は開口部２３，２４の内径の呼び径よりも小さく、全閉時であっても、隙間２８を通って冷風又は温風がサプライダクト３ａ〜３ｄ側に抜けることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調機から送出される風を、複数の吹出口にそれぞれ通じる複数のサプライダクト側へ空調ゾーンごとに分岐させるサプライチャンバであって、
中空状に形成されるチャンバ本体と、
前記チャンバ本体に形成されて、前記空調機側に接続する導入開口部と、
前記チャンバ本体に空調ゾーンごとに形成されて、前記サプライダクト側に接続する分岐開口部と、
前記分岐開口部の内部に回動自在に設けられて、前記分岐開口部の内部流路を開閉する羽根とを備え、
前記羽根は、前記分岐開口部の内径の呼び径よりも小さい呼び径の直径を有することを特徴とするサプライチャンバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷風又は温風を作り送出する空調機と各部屋に設けられた吹出口とをつなぐ流路の途中に設けられるサプライチャンバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
全館空調システムは、空調機で作られた冷風又は温風を、サプライダクトを通じて各部屋に供給することで、全館空調を行う。また、リターンダクトを通り回収される屋内空気の一部と、屋外から取り入れた新鮮な外気とを、全熱交換気扇で熱及び湿度交換させて、交換後の屋内空気を屋外に排出し、交換後の外気を空調ユニットの吸込側に導入して各部屋に供給する冷風又は温風とすることで、同時に各部屋の換気を行っている（例えば特許文献１）。
【０００３】
通常、空調機とサプライダクトとの間には、サプライチャンバが設置される。サプライチャンバは、空調機と接続して冷風又は温風が導入されるとともに、１階の各部屋の吹出口に通じるサプライダクトＡ及び２階の各部屋の吹出口に通じるサプライダクトＢといった複数のサプライダクトと接続しており、空調機から導入した冷風又は温風を当該複数のサプライダクトへ分岐する。
空調するゾーンを切替える（例えば、１階の各部屋のみを空調し、２階の各部屋は空調しない）場合には、サプライチャンバにおいて、サプライダクトＡへの流路を開閉するダンパＡを全開状態として１階の各部屋へ冷風又は温風を流すとともに、サプライダクトＢへの流路を開閉するダンパＢを、低い開度で開状態とする。これは、空調が不要な２階の各部屋へもある程度の冷風又は温風を流すことで、２階の各部屋の換気を行い、全館空調システムによる全部屋の２４時間換気を可能とするためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２９５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
サプライダクトＢへの流路を開閉するダンパＢの羽根角度を適切な値に設定することで、ダンパＢは低い開度での開状態となり、２階の各部屋の換気が行える。
しかしながら、この場合、ダンパＢにおいて冷風又は温風の通り道となる断面積が不明瞭となるため、圧力損失の設計が煩雑となる。このため、換気が必要なゾーン（２階の各部屋）へ供給される冷風又は温風の量を設計することが煩雑になり、ひいては、空調すべきゾーン（１階の各部屋）へ供給される冷風又は温風の量を設計することも煩雑になるという課題があった。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、空調は不要であっても換気が必要なゾーンの換気を可能にするとともに、圧力損失の設計が容易なサプライチャンバを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るサプライチャンバは、空調機から送出される風を、複数の吹出口にそれぞれ通じる複数のサプライダクト側へ空調ゾーンごとに分岐させるものであって、中空状に形成されるチャンバ本体と、チャンバ本体に形成されて、空調機側に接続する導入開口部と、チャンバ本体に空調ゾーンごとに形成されて、サプライダクト側に接続する分岐開口部と、分岐開口部の内部に回動自在に設けられて、分岐開口部の内部流路を開閉する羽根とを備え、羽根は、分岐開口部の内径の呼び径よりも小さい呼び径の直径を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、空調ゾーンごとに形成されてサプライダクト側に接続する分岐開口部の内部に、分岐開口部の内径の呼び径よりも小さい呼び径の直径を有する羽根を設け、当該羽根により分岐開口部の内部流路を開閉するようにしたので、換気が必要なゾーンの換気を可能にするとともに、圧力損失の設計を容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るサプライチャンバを備えた空調システムの概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るサプライチャンバの斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るサプライチャンバの要部平面図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るサプライチャンバにおいて分岐して通過する流量の実験結果である。
【図５】参考例のサプライチャンバの要部平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るサプライチャンバを備えた空調システムの概略構成図である。この空調システムは、複数の部屋を対象に空調を行うものであり、ここでは、建物内の１階の部屋１００ａ，１００ｂと２階の部屋２００ｃ，２００ｄの４つの部屋を対象とした場合を例に示す。
【００１１】
空調システムは、冷風又は温風を作り送出する空調機１と、空調機１が作った冷風又は温風が導入されるサプライチャンバ２と、サプライチャンバ２に接続して部屋１００ａ，１００ｂ，２００ｃ，２００ｄの吹出口５ａ〜５ｄに通じるサプライダクト３ａ〜３ｄと、外気の吸入と室内空気の排出を担う換気装置４等とで構成される。
空調機１は、廊下等の室内に設置される室内機１１と室外に設置される室外機１２とで構成され、冷媒、圧縮機、熱交換器、ファン等の働きにより冷風又は温風を作り送出する。
室内機１１は、例えば天井裏に設置されたサプライチャンバ２にダクト３ｅを介して接続しており、空調機１が作り送出した冷風又は温風は、サプライチャンバ２内へ導入される。
室内機１１側からサプライチャンバ２内へ導入された冷風又は温風は、サプライダクト３ａ，３ｂ側とサプライダクト３ｃ，３ｄ側とに２分岐して、その後更にサプライダクト３ａとサプライダクト３ｂとに２分岐、及び、サプライダクト３ｃとサプライダクト３ｄとに２分岐して、部屋１００ａ，１００ｂ，２００ｃ，２００ｄの吹出口５ａ〜５ｄから各部屋内へ吹き出される。
【００１２】
また、室内空気は、部屋１００ａ，１００ｂ，２００ｃ，２００ｄに設けられた吸込口（不図示）からリターンダクト（不図示）を通り、その一部が室内機１１へ取り込まれ、残りは換気装置４へ取り込まれる。
換気装置４は廊下等に設置され、その内部にファンを有して、外壁等に設けられた換気用外気取入口（不図示）から外気を取り入れる。この取り入れた外気と、部屋１００ａ，１００ｂ，２００ｃ，２００ｄの吸込口からリターンダクトを通り換気装置４へ取り込まれた室内空気とを、換気装置４の有する全熱交換器（不図示）にて熱及び湿度交換させる。
熱及び湿度の交換後、室内空気は外壁等に設けられた排気口（不図示）から屋外へ排出され、外気は室内機１１へ取り込まれて部屋１００ａ，１００ｂ，２００ｃ，２００ｄに供給する冷風又は温風とされることで、部屋１００ａ，１００ｂ，２００ｃ，２００ｄの換気が行われる。
【００１３】
空調システムの上記動作は、空調システムを総括的に制御する制御部（不図示）により制御される。
なお、図１に示す空調システムはゾーンごとの空調も可能であり、具体的には、階に基づくゾーンを設定して、１階の部屋１００ａ，１００ｂを空調し２階の部屋２００ｃ，２００ｄは空調しない、または、２階の部屋２００ｃ，２００ｄを空調し１階の部屋１００ａ，１００ｂは空調しないという運転が行われる。空調するゾーンの切替は、不図示のリモコン等を介して空調システムの制御部がユーザ操作を受付けることで行われる。
【００１４】
ここで、サプライチャンバ２の斜視図を図２に示す。サプライチャンバ２では、略直方体で中空のチャンバ本体２１に、ダクト３ｅを介して室内機１１側に接続する開口部（導入開口部）２２と、サプライダクト３ａ，３ｂ側に接続する開口部（分岐開口部）２３と、サプライダクト３ｃ，３ｄ側に接続する開口部（分岐開口部）２４とが形成されている。
開口部２２はチャンバ本体２１の底面２１ａから円筒状に突出し、開口部２３，２４はチャンバ本体２１の底面２１ａとの対向面２１ｂから円筒状に突出している。
【００１５】
開口部２３，２４の内部には、円板状の羽根２５，２６が羽根軸２７に固定されて、開口部２３，２４の内部を回動自在に設けられている。羽根軸２７は、空調システムの制御部により駆動制御される不図示の電気モータ等に接続しており、この電気モータ等の働きで羽根軸２７が回動されることで共に羽根２５，２６が開口部２３，２４の内部を回動する。または、羽根軸２７を手動で回動可能なハンドルを設けてもよい。
羽根２５，２６が、開口部２３，２４を通る流体の流れ方向に対して平行に向けられた場合、開口部２３，２４の内部流路は最も開かれて全開状態となり、また、開口部２３，２４を通る流体の流れ方向に対して垂直に向けられた場合、開口部２３，２４の内部流路は最も閉じられて全閉状態となる。
【００１６】
このように、開口部２３，２４と羽根２５，２６と羽根軸２７とは、いわゆるダンパを構成している。開口部２３と羽根２５と羽根軸２７とで構成されて、チャンバ本体２１からサプライダクト３ａ，３ｂへの流路を開閉するダンパを、以下、ダンパ１Ｆと称す。同様に、開口部２４と羽根２６と羽根軸２７とで構成されて、チャンバ本体２１からサプライダクト３ｃ，３ｄへの流路を開閉するダンパを、以下、ダンパ２Ｆと称す。
【００１７】
図２に示すように、羽根２５と羽根２６は、互いに直交するような向きで羽根軸２７に固定されている。従って、図２（ａ）に示すように、流体の流れ方向に対して羽根２５が４５度傾くと、羽根２６は流体の流れ方向に対して−４５度傾く。また、図２（ｂ）に示すように、流体の流れ方向に対して羽根２５が９０度つまり垂直に向き全閉状態となると、羽根２６は流体の流れ方向に対して０度つまり平行に向き全開状態となる。
図２（ａ）に示すような、羽根２５と羽根２６の傾き（傾きの絶対値）が例えば４５度で同じときの状態は、中立状態と呼ばれる。
【００１８】
図３は、サプライチャンバ２の平面図である。図３では、全閉状態のときの開口部２３，２４と羽根２５，２６と羽根軸２７の部分のみを抽出して示している。
図３に示すように、羽根２５，２６の直径の呼び径は、開口部２３，２４の内径の呼び径よりも小さくなっている。
このように、開口部２３，２４の内径の呼び径よりも小さい呼び径の直径を有する羽根２５，２６を用いることで、羽根２５，２６が、開口部２３，２４を通る流体の流れ方向に対して垂直に向けられて全閉状態となっても、開口部２３，２４の内周面と羽根２５，２６の間には隙間２８が形成される。
【００１９】
次に、このように構成されたサプライチャンバ２を有する空調システムで空調をする際の、ダンパ１Ｆ，２Ｆの具体的な状態について説明する。
全ての部屋１００ａ，１００ｂ，２００ｃ，２００ｄを空調する場合は、ダンパ１Ｆ，２Ｆを図２（ａ）に示す中立状態とする。つまり、サプライダクト３ａ，３ｂ側に接続する開口部２３において羽根２５を流体の流れ方向に対して４５度傾け、サプライダクト３ｃ，３ｄ側に接続する開口部２４において羽根２６を流体の流れ方向に対して−４５度傾ける。
このとき、室内機１１側からチャンバ本体２１に導入した冷風又は温風は、開状態であるダンパ１Ｆ，２Ｆを通りサプライダクト３ａ〜３ｄ側へ抜ける。
【００２０】
ゾーンごとの空調として、１階の部屋１００ａ，１００ｂを空調し２階の部屋２００ｃ，２００ｄは空調しない場合は、サプライダクト３ａ，３ｂ側に接続する開口部２３において羽根２５を流体の流れ方向に対して平行にして全開状態とし、サプライダクト３ｃ，３ｄ側に接続する開口部２４において羽根２６を流体の流れ方向に対して垂直にして全閉状態とする。
このとき、室内機１１側からチャンバ本体２１に導入した冷風又は温風は、全開状態のダンパ１Ｆを通りサプライダクト３ａ，３ｂ側へ抜けるとともに、全閉状態のダンパ２Ｆでは隙間２８を通りサプライダクト３ｃ，３ｄ側へ換気のために抜けることができる。このように、ダンパ１Ｆ，２Ｆでは、全閉状態であっても完全に流路が閉じるのではなく、隙間２８により流路が形成される。
【００２１】
逆に、２階の部屋２００ｃ，２００ｄを空調し１階の部屋１００ａ，１００ｂは空調しない場合は、サプライダクト３ａ，３ｂ側に接続する開口部２３において羽根２５を流体の流れ方向に対して垂直にして全閉状態とし、サプライダクト３ｃ，３ｄ側に接続する開口部２４において羽根２６を流体の流れ方向に対して平行にして全開状態とすればよい（図２（ｂ）の状態）。
このとき、室内機１１側からチャンバ本体２１に導入した冷風又は温風は、全開状態のダンパ２Ｆを通りサプライダクト３ｃ，３ｄ側へ抜けるとともに、全閉状態のダンパ１Ｆでは隙間２８を通りサプライダクト３ａ，３ｂ側へ換気のために抜けることができる。
【００２２】
このようにして、ゾーンごとの空調をする際、空調する必要がないゾーンへも換気のために冷風又は温風を供給できる。
また、ゾーンごとの空調をする際、換気のために全閉状態となったダンパ１Ｆ，２Ｆでの、冷風又は温風の通り道となる断面積は、開口部２３，２４の断面積から羽根２５，２６の面積を引いた隙間２８の面積であることが明瞭である。従って、換気のために全閉状態となる際のダンパ１Ｆ，２Ｆでの圧力損失は容易に設計でき、その全閉状態のダンパ１Ｆ，２Ｆを通過する冷風又は温風の量も容易に設計できる。このため、ゾーンごとの空調をする際、空調すべきゾーンへ供給される冷風又は温風の量についても容易に設計できる。
【００２３】
ここで、この発明の理解を助けるための参考例として、開口部２３，２４の内径の呼び径と同じ呼び径の直径を有する羽根１２５，１２６を用いて羽根軸２７と共にダンパを構成した場合の平面図を、図５に示す。
既に示した図３とは異なり、羽根１２５，１２６が、開口部２３，２４を通る流体の流れ方向に対して垂直に向けられて全閉状態となると、開口部２３，２４の内周面と羽根１２５，１２６の間には図３の隙間２８に相当する隙間は形成されない。
【００２４】
つまり参考例として図５に示す構成では、ゾーンごとの空調を行う場合、空調は不要で換気のみを必要とするゾーンへの流路を開閉する方のダンパを全閉状態としてしまうと、室内機１１で作られた冷風又は温風が当該ゾーンへ供給されなくなってしまい、当該ゾーンを換気することができない。
空調は不要で換気のみを必要とするゾーンを換気するためには、当該ゾーンへの流路を開閉する方のダンパを開状態とする必要がある。この場合当然、当該ダンパの羽根１２５（又は羽根１２６）を、流体の流れ方向に対して傾けて、低い開度での開状態にする必要がある。しかしながら、羽根１２５（又は羽根１２６）を傾けた場合、開口部２３（又は開口部２４）での冷風又は温風の通り道となる断面積は、図２及び図３を用いて上記したダンパ１Ｆ，２Ｆの全閉状態での冷風又は温風の通り道となる断面積のように容易かつ明瞭に求めることができない。つまり、羽根１２５（又は羽根１２６）が構成するダンパでの圧力損失の設計が煩雑となってしまう。
【００２５】
図４は、内径の呼び径が２５０ｍｍである開口部２３，２４に対して羽根２５，２６を種々設計した場合のサプライダクト３ａ，３ｂ側及びサプライダクト３ｃ，３ｄ側への通過流量に関する実験結果である。
直径の呼び径が２００ｍｍである羽根２５，２６を設けた場合（パターンＡ）、１階の部屋１００ａ，１００ｂのみを空調しようとダンパ１Ｆを全開状態、ダンパ２Ｆを全閉状態とすると、サプライダクト３ａ，３ｂ側への通過流量とサプライダクト３ｃ，３ｄ側への通過流量の比はおよそ、０．６４：０．３６となる。また、２階の部屋２００ｃ，２００ｄのみを空調しようとダンパ１Ｆを全閉状態、ダンパ２Ｆを全開状態とすると、サプライダクト３ａ，３ｂ側への通過流量とサプライダクト３ｃ，３ｄ側への通過流量の比はおよそ、０．３８：０．６２となる。
つまりパターンＡでは、ゾーンごとの空調を行う場合、室内機１１で作られた冷風又は温風の約６割が空調すべきゾーンへ供給されて、残りの約４割が空調は不要で換気のみを必要とするゾーンへ供給されることとなる。
【００２６】
直径の呼び径が２３０ｍｍである羽根２５，２６を設けた場合（パターンＢ）、１階の部屋１００ａ，１００ｂのみを空調しようとダンパ１Ｆを全開状態、ダンパ２Ｆを全閉状態とすると、サプライダクト３ａ，３ｂ側への通過流量とサプライダクト３ｃ，３ｄ側への通過流量の比はおよそ、０．８０：０．２０となる。また、２階の部屋２００ｃ，２００ｄのみを空調しようとダンパ１Ｆを全閉状態、ダンパ２Ｆを全開状態とすると、サプライダクト３ａ，３ｂ側への通過流量とサプライダクト３ｃ，３ｄ側への通過流量の比はおよそ、０．２１：０．７９となる。
つまりパターンＢでは、ゾーンごとの空調を行う場合、室内機１１で作られた冷風又は温風の約８割が空調すべきゾーンへ供給されて、残りの約２割が空調は不要で換気のみを必要とするゾーンへ供給されることとなる。
【００２７】
直径の呼び径が２４０ｍｍである羽根２５，２６を設けた場合（パターンＣ）、１階の部屋１００ａ，１００ｂのみを空調しようとダンパ１Ｆを全開状態、ダンパ２Ｆを全閉状態とすると、サプライダクト３ａ，３ｂ側への通過流量とサプライダクト３ｃ，３ｄ側への通過流量の比はおよそ、０．９２：０．０８となる。また、２階の部屋２００ｃ，２００ｄのみを空調しようとダンパ１Ｆを全閉状態、ダンパ２Ｆを全開状態とすると、サプライダクト３ａ，３ｂ側への通過流量とサプライダクト３ｃ，３ｄ側への通過流量の比はおよそ、０．０９：０．９１となる。
つまりパターンＣでは、ゾーンごとの空調を行う場合、室内機１１で作られた冷風又は温風の約９割が空調すべきゾーンへ供給されて、残りの約１割が空調は不要で換気のみを必要とするゾーンへ供給されることとなる。
【００２８】
パターンＡ〜Ｃを用いて明らかにしたように、内径の呼び径が２５０ｍｍである開口部２３，２４に対して、直径の呼び径が２５０ｍｍよりも小さい羽根２５，２６を設けることで、ゾーンごとの空調を行う場合にダンパ１Ｆ，２Ｆのうち空調すべきゾーンへの流路を開閉するダンパを全開状態とし、他方のダンパを全閉状態とした状態下で、空調は不要で換気のみを必要とするゾーンへ室内機１１で作られた冷風又は温風を供給することができる。
特に、開口部２３，２４の内径の呼び径２５０ｍｍに対しては、パターンＡ〜Ｃのうち、羽根２５，２６の直径の呼び径が２３０ｍｍであると（パターンＢ）、空調すべきゾーンへの冷風又は温風の供給量と、空調は不要で換気のみを必要とするゾーンへの供給量の両方が十分確保できており、羽根２５，２６の直径の呼び径が２３０ｍｍ前後であると好ましいことが分かる。つまり、ゾーンごとの空調を行う際、空調すべきゾーンへ冷風又は温風が十分行き渡り、空調は不要で換気のみを必要とするゾーンへ十分な換気量を確保できる目安として例えば、開口部２３，２４の内径の呼び径の約８８％〜９２％の値が直径の呼び径、面積にして開口部２３，２４の断面積の約７７％〜８５％の面積を有する羽根２５，２６を設けるとよい。
【００２９】
以上のようにこの実施の形態１によれば、サプライダクト３ａ，３ｂ側又はサプライダクト３ｃ，３ｄ側に接続するサプライチャンバ２の開口部２３，２４に、開口部２３，２４の内径の呼び径よりも小さい呼び径の直径を有する羽根２５，２６を設けて、ダンパ１Ｆ，２Ｆとした。このダンパ１Ｆ，２Ｆは、ゾーンごとの空調をする際に全閉状態とされても流体の通り道を確保できるので、空調は不要で換気のみを必要とするゾーンへ冷風又は温風を供給して換気することができる。
また、全閉状態となったダンパ１Ｆ，２Ｆでの冷風又は温風の通り道となる断面積は明瞭であるので、換気のために全閉状態となる際のダンパ１Ｆ，２Ｆでの圧力損失は容易に設計できる。このため、ゾーンごとの空調をする際、換気のみ必要なゾーンへ供給される冷風又は温風の量、ひいては、空調すべきゾーンへ供給される冷風又は温風の量についても容易に設計できる。
【００３０】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
また、上記では、１つの羽根軸２７に羽根２５，２６が固定されており、羽根２５の傾き角度と２６の傾き角度とに相関関係がある構成を示した。このようにすれば、空調ゾーンの切替え時等に制御の対象となるのは１つの羽根軸２７で済み、制御に必要な構成が簡素になる。ただし、もちろん羽根２５，２６をそれぞれ別の羽根軸に固定し、羽根２５，２６を独立して制御するようにしてもよい。
【００３１】
また、開口部２３，２４は、断面が円形となる円筒状の形状として説明したが、四角形等の円形以外の断面を有する形状のものであってもよい。当然この場合、羽根２５，２６は、開口部２３，２４の断面形状に合わせた形状であって、全閉状態において開口部２３，２４の内周面との間に隙間２８が形成されるような形状とする。
また、チャンバ本体２１において、開口部２２が設けられる面（底面２１ａ）と開口部２３，２４が設けられる面（対向面２１ｂ）とが対向している場合の構成を図示したが、開口部２２から導入された冷風又は温風が、適切に開口部２３，２４へ分岐されれば、どのような相対位置に開口部２２〜２４のそれぞれが設けられていても構わない。
また、チャンバ本体２１には、サプライダクト３ａ〜３ｄ側に接続する２つの開口部２３，２４を設けて、２つのゾーンについて空調の切替えが可能な構成を示したが、設定するゾーンの数に応じて、サプライダクト側に接続する開口部の数を増やしてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１  空調機
２  サプライチャンバ
３ａ〜３ｄ  サプライダクト
３ｅ  ダクト
４  換気装置
５ａ〜５ｄ  吹出口
１１  室内機
１２  室外機
２１  チャンバ本体
２１ａ  底面
２１ｂ  対向面
２２  開口部（導入開口部）
２３，２４  開口部（分岐開口部）
２５，２６  羽根
２７  羽根軸
２８  隙間
１００ａ，１００ｂ  部屋
１２５，１２６  羽根
２００ｃ，２００ｄ  部屋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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