(57)【要約】【課題】  通風ダクトの各吹出口からの空気の吹出し風速・風量のばらつきを小さくした構造が簡単な空調装置と、空調などの気体給送に適した通風ダクトの提供。【解決手段】  本発明に係る空調装置１０は、送風機１１と通風ダクト１２の間に、送風気流に渦巻き状の旋回力を付与する渦巻き状の整流手段２０を内面に有する整流筒１３を備えている。これにより送風機１１からの送風気流が整流筒１３を通過する際に、整流筒１３内面の整流手段２０により、送風気流が渦巻き状に旋回しながら通風ダクト１２に流れる結果、通風ダクト１２内を上流側と下流側とで流速の差が小さくなり、通風ダクト１２の各吹出口１４からの空調空気の吹出し風速・風量の差が小さくなる。これにより、設備コスト、調整コストの低減が図れ、また送風機１１のエネルギー消費量を抑制してランニングコストを低減させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風機と、この送風機からの送風気流をダクト軸方向に流す通風ダクトを有し、前記通風ダクトに軸方向に点在させた複数の吹出口から前記送風気流を空調対象に吹き出す空調装置において、
前記通風ダクトは入口側に、前記送風気流に渦巻き状の旋回力を付与して整流する整流手段を内面に有する整流筒を具備することを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記整流手段は、前記整流筒の内面に形成した突起物であることを特徴とする請求項１に記載の空調装置。
【請求項３】
前記突起物は、前記整流筒内面の片開口端から他開口端に螺旋状に延在することを特徴とする請求項２に記載の空調装置。
【請求項４】
前記整流筒が、軸方向の全長が内径の１．５倍〜２．０倍であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空調装置。
【請求項５】
前記送風機に連結された、それぞれが前記整流筒を有する複数の前記通風ダクトの末端側を互いに連通させたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空調装置。
【請求項６】
ダクト軸方向に気体を流す通風ダクトであって、当該通風ダクトの入口側に、流入する前記気体に渦巻き状の旋回力を付与して整流する整流手段を内面に有する整流筒を一体に具備することを特徴とする通風ダクト。
【請求項７】
前記整流手段は螺旋状の突起物であることを特徴とする請求項６に記載の通風ダクト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷暖房空気を通風ダクトに送風して通風ダクトに形成した複数の吹出口からダクト外に吹出す空調装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
工場や体育館、作物栽培用温室のような広い空調対象の空間に、温度や湿度調整された冷暖房空気を送風して空調する場合、空調対象の広い空間に配置された長尺な通風ダクトに冷暖房空気を送風している。通風ダクトは、壁面上部（軒部）や天井部に略水平に取り付けられたものが多く、ダクト軸方向に間隔を開けて複数の吹出口を設けている。この通風ダクトは、片端部に送風機を連結し、送風機から冷暖房空気を通風ダクト内に送風することにより、各吹出口から空気を吹出している。
【０００３】
通風ダクトの片端部に送風機を連接し、送風機から冷暖房空気を通風ダクトに送風すると、ダクト内の送風動圧が送風機のある上流ほど高く、下流になるほど低くなる。そのため、上流の吹出口からの吹出し風速・風量が下流の吹出口からの吹出し風速・風量より大きくなる。このような通風ダクトのダクト軸方向に並ぶ複数の吹出口からの風速・風量のばらつきは、通風ダクトの全長が長くなるほど顕著に現れる。
【０００４】
上記複数の吹出口からの個々の吹出し風速・風量のばらつきは、体育館のような室内全体を空調する場合には、あまり問題視されない。しかし、育苗ハウスのような温室で同一種類の複数の栽培作物に個々に空調された微風を吹き付けて生長促進を図るような場合、上記吹出し風速・風量のばらつきが作物の生長ばらつき、品質ばらつきとなって現れる。例えば、温室栽培においては、個々の栽培作物の受粉や生長に差がでないようにするには、概ね０．５ｍ／ｓ以下の微風を吹き付ける空調が効果的とされている。しかし、通風ダクトの下流側で０．５ｍ／ｓの微風を発生させる場合、通風ダクトの上流側では０．５ｍ／ｓを大きく超過して、上流側で栽培作物の生長を阻害することになりかねない。逆に上流側で０．５ｍ／ｓの微風を発生させる場合、通風ダクトの下流側では０．５ｍ／ｓを大きく下回る微風となり、ハウス内で、栽培作物の生長に大きなばらつきが生じることがある。
【０００５】
また、温度や湿度に影響を受けやすい複数の工業製品の個々に空調された冷暖房空気を吹き付けて製品管理するような場合も、上記ばらつきが製品の品質ばらつきとなって現れる。
【０００６】
そこで、通風ダクトのダクト軸方向に点在させた複数の吹出口から吹き出される冷暖房空気の吹出し風速・風量を均一化するため、一般的には個々の吹出口にバルブやオリフィス（例えば、特許文献１参照）、ダンパー（例えば、特許文献２参照）などの風速・風量調整手段を取り付けて、個々に調整するようにしている。
【特許文献１】特開２００１−０２７４４４号公報
【特許文献２】特開平０７−２６９９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記風速・風量調整手段は、吹出口の構造が複雑となり、しかも、複数の吹出口を個々に調整する必要がある。また、個々の吹出口の調整が他の吹出口の調整に影響するため、空調設備全体の設備コスト、調整コストが高くなり、調整に長時間を要するなどの不具合がある。また、複数の各吹出口に設けた風速・風量調整手段による調整が容易にできるように、送風機から通風ダクトに送る送風量を増大させる場合、容量の大きな大型で高価な送風機が必要となり、設備コストが高くなると共に、容量の大きな送風機はエネルギー消費量が多くなって、空調装置のランニングコストが高くなる不具合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る空調装置は、送風機と、この送風機からの送風気流をダクト軸方向に流す通風ダクトを有し、通風ダクトに軸方向に点在させた複数の吹出口から送風気流を空調対象に吹き出す空調装置において、通風ダクトは入口側に、送風気流に渦巻き状の旋回力を付与して整流する整流手段を内面に有する整流筒を具備する。
【０００９】
整流筒は、通風ダクトと一体物でもよく、通風ダクトと別体物でもよい。整流筒内面の整流手段は、例えば、整流筒の片端から他端へと螺旋状に延在する突起物であればよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、送風機からの送風気流が通風ダクトの入口に流入して通過する際に、入口側の整流筒により送風気流が渦巻き状に旋回力を受けて渦巻き状に通風ダクト内に流れる結果、通風ダクト内を上流側と下流側とで流速の差を小さくでき、通風ダクトの各吹出口からの空調空気の吹出し風速・風量の差を小さくすることができる。従って、通風ダクトの複数の吹出口の個々に特別な風速・風量調整手段を設ける必要がなく、各吹出口毎に風速・風量を調整する手間が省けて、設備コスト、調整コストの低減が図れる。また、上流での送風量を少なく抑えても、下流の吹出口からの空調空気の吹出し風速・風量がそれほど落ちず、上流の吹出口との差を小さくすることができるから、送風機の送風量を少なく抑えることができる。このため、送風機のエネルギー消費量を抑制してランニングコストを低減させることができる。
【００１１】
また、入口側に整流筒を備えた通風ダクトは、空調以外の用途転用が容易である。例えば、エンジンの吸気管に通風ダクトを使用すれば、管内を流れる気体の動圧損失が小さくなり、効率よく空気を吸気できて燃費が低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係る空調装置を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、育苗ハウスのような土耕栽培の温室１で、同一種類の複数の栽培作物４に冷暖房空気の微風を吹き付ける空調装置を示す。温室１は、数ｈａの広い室内に複数の栽培作物４を植栽した畝３を有する。複数条の畝３は、等間隔で平行に並び、複数の畝３のそれぞれに栽培作物４を植栽している。
【００１４】
この空調装置に示す通風系統１０は、送風機１１と、通風ダクト１２と、通風ダクト１２の入口部を構成する整流筒１３と、送風ダクト１２の底部に軸方向に点在させた吹出口１４を備えている。通風ダクト１２は、送風機１１からの送風気流を必要な長さの流路で流すものであり、送風気流が流入する入口側に所定長さの整流筒１３が連接される。この実施形態では、通風ダクト１２は、図２に示すように、グラスウール保温材１６とアルミ箔の表面材１７を有する円筒である。
【００１５】
図１に示すように、複数条の畝３のそれぞれの真上に通風ダクト１２が畝３と略水平にして設置される。通風ダクト１２は、温室１の天井から吊り具２１で吊り下げられる。各通風ダクト１２は、複数の吹出口１４をダクトの軸方向に間隔を開けて設けている。図３に示すように、複数の通風ダクト１２はそれぞれ整流筒１３を介して共通の送風機１１に連結される。各通風ダクト１２の送風機１１と反対側の末端側（出口側）端部は開口され、この隣接する通風ダクト１２の末端側にはフレキシブルダクト１２’が連結されており、隣接するダクトを連通してループ化したり、共通の通風ダクトを連結してループダクトを構成している。
【００１６】
整流筒１３は、図４に示すように、送風機１１からの送風気流Ａに渦巻き状の旋回力を付与するように整流させる整流手段２０を内面に有する。この実施形態では、整流筒１３は、図６に示すように、通風ダクト１２と同一サイズの円形のグラスウールダクトである。整流筒１３の内面の整流手段２０は、螺旋状の突起物２０ａで構成している。突起物２０ａは、整流筒１３の片開口端から他開口端まで螺旋状に延在する螺旋板で、整流筒１３の内周面に固定される。
【００１７】
通風ダクト１２と整流筒１３は、別々に製造することもできるが、１本の長尺なグラスウールダクトを製造して、その入口側端部を整流筒構造に製作し、残りをそのまま通風ダクト１２として使用してもよい。このように製作すれば、別々に製作した整流筒１３と通風ダクト１２を連結する手間が省け、連結するための特別な部材が省略できて、ダクトの製作コストと施工コストが低減できる。
【００１８】
次に、上記整流筒１３の空調動作要領を説明する。送風機１１は、整流筒１３に空調された冷暖房空気を送風する。送風機１１からの送風気流Ａは、図４及び図５に示すように、円形の整流筒１３に流入する。整流筒１３の内面近くをダクト軸方向に流れる送風気流Ａの外側領域気流が、螺旋状の突起物２０ａに沿って流れる際に渦巻く方向に整流されて進行し、そのまま通風ダクト１２内に給送される。
【００１９】
このように、送風気流Ａは、整流筒１３内で渦巻き状に整流され、通風ダクト１２内をダクトの軸方向に進行する。通風ダクト１２を進行する渦巻き状の送風気流Ｂは、その外側領域気流が渦巻くことで、外側領域気流の動圧が中心部より高く、かつ、安定した動圧で流れるため、通風ダクト１２内を低空気抵抗で円滑性よく進行する。その結果、通風ダクト１２の上流から下流へとほぼ同程度の平均した動圧で流れ、複数の各吹出口１４から均一的な風速・風量で吹き出される。このことは通風ダクト１２の中心部の風速がゼロ近くなっても安定した吹出し風速が得られることでも明らかである。また、隣接する通風ダクト１２の末端側をフレキシブルダクト１２’で連通してループダクト構成にしていることで、末端付近での吹出し風速の低下が回避され、下流側でも吹出口１４からの均一的な風速・風量が確保できる。
【００２０】
また、従来に比べて、上流での送風量を少なく抑えても、下流の吹出口からの空調空気の吹出し風速・風量がそれほど落ちず、上流の吹出口との差を小さくすることができるから、送風機の送風量を少なく抑えることができる。このため、送風機のエネルギー消費量を抑制してランニングコストを低減させることができる。
【００２１】
以上のように通風ダクト１２に渦巻き状の送風気流Ｂを給送するための整流筒１３の全長は、整流筒１３の内径の１．５倍から２倍程度が実質的に有効である。即ち、整流筒１３の全長を内径の１．５倍より小さく設定すると、十分な旋回力を与えることができない。また、整流筒１３の全長を内径の２倍以上と大きくするほど、螺旋状突起物による接触抵抗が増加し、旋回力が減少する。
【００２２】
図７は、通風ダクト１２に、上記整流筒１３を取り付けた効果を試験した試験の内容を示している。整流筒１３には通風ダクト１２の内周面に送風気流に渦巻き状の旋回力を与えるため、内周面に螺旋状の突起物２０ａを固定したものを用いた。通風ダクト１２は、保温材としてグラスウールを用いた内径１００ｍｍの円形直管の全長約２０ｍダクトである。通風ダクト１２には、軸方向に等間隔（３５ｃｍ）に直径３０ｍｍの円形の吹出口を５２箇所×２穴で設けて実施した。
【００２３】
試験では、整流筒１３を取り付けた通風ダクト１２Ａと、整流筒１３を取り付けないで直接送風機１１に取り付けた通風ダクト１２Ｂにおいて、同じ位置の吹出口１４からの吹出し風速を比較した。また、一定風量の送風機を使用し、風量調整は行っていない。
【００２４】
その結果、送風ダクト１２の上流側のNo,２〜５２までの吹出し風速の振れ幅は整流筒１３が無い場合の０．７〜０．１ｍ／ｓに対して、整流筒１３を設置した場合は０．２〜０．１ｍ／ｓと吹出し風速を安定させることができた。
【００２５】
また、整流筒１３を設置した場合は、各吹出口１４に特別な風速・風量調整手段を配備する必要がなく、各吹出口１４の構造も簡単になり、設備コストや調整コストの低減ができると共に、送風に伴う圧力損失が少ないので、送風動力を低減することができる。
【００２６】
このように、整流筒１３を取り付けることにより、少ない送風量で、各吹出口１４から略均一に送風することができる。温室栽培においては、個々の栽培作物４に対して概ね０．５ｍ／ｓ以下の微風で、かつ、ばらつきの少ない空調が効果的とされていることから、図１に示すように、植物を栽培する温室１に使用するのに好適である。
【００２７】
以上、本発明の一実施形態に係る空調装置を説明したが、本発明に係る空調装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができるのは勿論である。
【００２８】
空調装置に使用した通風ダクトは、内面に整流手段を備えた整流筒を連接した状態で他の用途に転用できる。例えば、エンジンの吸気管や排気管に使用すれば、吸気管や排気管の管内を流れる気体の動圧損失が少なくなり、効率よく空気を吸排気することができて燃費が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る空調装置を示す側面図である。
【図２】図１装置における通風ダクトの断面図である。
【図３】図１装置における通風系統の平面図である。
【図４】図１装置における通風ダクトの入口側整流筒の斜視図である。
【図５】図１装置における通風ダクトの斜視図である。
【図６】図４の整流筒の断面を示す鳥瞰図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る空調装置の効果確認試験の内容を説明するための実験データ図である。
【符号の説明】
【００３０】
１     温室
１０   通風系統
１１   送風機
１２   通風ダクト
１３   整流筒
１４   吹出口
２０   整流手段
２０ａ 突起物
【図１】
2008032261.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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