(57)【要約】【課題】簡易に空調設備として用いることができる空気砲装置及びこれを用いた局所空調システムを提供する。【解決手段】  熱交換器２と、熱交換器２により加熱又は冷却された空気を溜める第１のケーシング３と、この第１のケーシング３に溜められた空気を運搬する運搬手段４と、この運搬手段４により運ばれた空気を溜めると共に、この空気を放出する放出口５Ａが形成された第２のケーシング５と、この第２のケーシング５内に形成されると共に、第２のケーシング５内に溜められた空気に振動を与えて圧縮することにより、放出口５Ａに向って空気を放出する空気圧縮手段６とを備え、運搬手段４は、伸縮可能な蛇腹状で、かつ内部に加熱又は冷却された空気を流通可能とした筒体４Ａ，４Ｂと、この筒体４Ａ，４Ｂに取付けられ、筒体内部を流通する空気の内外の圧力差によって開閉する第１の開閉弁７及び第２の開閉弁８と、を備える構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換器と、熱交換器により加熱又は冷却された空気を溜める第１のケーシングと、この第１のケーシングに溜められた空気を運搬する運搬手段と、この運搬手段により運ばれた空気を溜めると共に、この空気を放出する放出口が形成された第２のケーシングと、この第２のケーシング内に形成されると共に、第２のケーシング内に溜められた空気に振動を与えて圧縮することにより、放出口に向って空気を放出する空気圧縮手段と、を備えた空気砲装置であって、
前記運搬手段は、伸縮可能な蛇腹状で、かつ内部に加熱又は冷却された空気を流通可能とした第１の筒体及び第２の筒体と、これらの筒体に取付けられ、筒体内部を流通する空気の内外の圧力差によって開閉する第１の開閉弁及び第２の開閉弁と、を備え、
第１の開閉弁は第１のケーシングと第１の筒体との間に取付けられ、第２の開閉弁は、第１の筒体と第２の筒体との間に取付けられることにより、第１の筒体は第１の可動チャンバーを形成すると共に、第２の筒体は第２の可動チャンバーを形成し、
第１の可動チャンバーが伸長し、第１の可動チャンバー内が第１のケーシング内に対して負圧となることにより第１の開閉弁が開き、第１のケーシング内に溜められた空気が第１の可動チャンバー内に移動し、
第１の可動チャンバーが収縮し、第２の可動チャンバー内が第１のチャンバー内に対して負圧となることにより第１の開閉弁が閉じた状態で第２の開閉弁が開き、第１の可動チャンバー内に溜められた空気が第２の可動チャンバー内に移動し、
第２の可動チャンバーが収縮し、第２の可動チャンバー内が第１のチャンバー内に対して正圧となることにより第２の開閉弁が閉じた状態で、この閉じた第２の開閉弁が第２の可動チャンバー内に溜められた空気を押し出して第２のケーシング内に移動させ、
この空気が第２のケーシング内に押し出されるのと同期して、空気圧縮手段がこの空気を放出口に向って放出する構成とされた、
ことを特徴とする空気砲装置。
【請求項２】
請求項１記載の空気砲装置と、放出対象の表面温度を感知するセンサーと、このセンサーからの信号を受けて予め設定された目標温度との差を演算し、前記空気砲装置の動作を制御する演算手段と、を備えた、
ことを特徴とする局所空調システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気砲装置及びこれを用いた局所空調システムに関し、空気溜りを形成するケーシング内の空気を圧縮し、放出口より空気塊として一定方向に放出させる空気砲装置及びこれを用いた局所空調システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より用いられている局所空調技術は、送風機によって床や天井等に固定された給気口から対象とする領域へ空気を吹き出すものが一般的である。この方式の場合、送風機の能力として吹き出した空気を対象領域へ到達させるために、十分な圧力が必要になると共に、吹き出しによる風切音が発生して騒音の一因ともなり得るといった問題があった。
一方、より小さな圧力で空気を対象領域へ到達させる方法としては、空気砲を利用することが考えられている。この空気砲から放出される空気塊は、渦状の形態を保持し、渦外に拡散しないと言う性質を持っており、例えば、匂い成分をこの渦内に閉じ込めた状態で対象の箇所に到達させる目的で用いられる。この空気塊の形態としては、例えば、渦輪状、球体状などの形状がある。
この空気塊を発生する装置（空気砲装置）としては、空気溜りを形成するケースと、このケースの空気溜り形成面に設けられた空気放出口と、前記ケース内の空気に振動を与えて前記空気を圧縮する空気圧縮手段とを備え、前記空気圧縮手段は、前記放出口が設けられていない空気溜り形成面に取り付けられた振動部材と、この振動部材を振動させる駆動手段とから構成され、前記駆動手段は、印加電圧により押引力を発生するソレノイドと、前記押引力により移動して前記振動部材を押引するロッドとから構成されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−２９８６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の空気砲装置は、ゲーム機などに搭載されて演出効果を高めるものであり、空調設備として用いるには十分でなかった。
そこで、本発明の主たる課題は、簡易に空調設備として用いることができる空気砲装置及びこれを用いた局所空調システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
請求項１記載の発明は、熱交換器と、熱交換器により加熱又は冷却された空気を溜める第１のケーシングと、この第１のケーシングに溜められた空気を運搬する運搬手段と、この運搬手段により運ばれた空気を溜めると共に、この空気を放出する放出口が形成された第２のケーシングと、この第２のケーシング内に形成されると共に、第２のケーシング内に溜められた空気に振動を与えて圧縮することにより、放出口に向って空気を放出する空気圧縮手段と、を備えた空気砲装置であって、前記運搬手段は、伸縮可能な蛇腹状で、かつ内部に加熱又は冷却された空気を流通可能とした第１の筒体及び第２の筒体と、これらの筒体に取付けられ、筒体内部を流通する空気の内外の圧力差によって開閉する第１の開閉弁及び第２の開閉弁と、を備え、第１の開閉弁は第１のケーシングと第１の筒体との間に取付けられ、第２の開閉弁は、第１の筒体と第２の筒体との間に取付けられることにより、第１の筒体は第１の可動チャンバーを形成すると共に、第２の筒体は第２の可動チャンバーを形成し、第１の可動チャンバーが伸長し、第１の可動チャンバー内が第１のケーシング内に対して負圧となることにより第１の開閉弁が開き、第１のケーシング内に溜められた空気が第１の可動チャンバー内に移動し、第１の可動チャンバーが収縮し、第２の可動チャンバー内が第１のチャンバー内に対して負圧となることにより第１の開閉弁が閉じた状態で第２の開閉弁が開き、第１の可動チャンバー内に溜められた空気が第２の可動チャンバー内に移動し、第２の可動チャンバーが収縮し、第２の可動チャンバー内が第１のチャンバー内に対して正圧となることにより第２の開閉弁が閉じた状態で、この閉じた第２の開閉弁が第２の可動チャンバー内に溜められた空気を押し出して第２のケーシング内に移動させ、この空気が第２のケーシング内に押し出されるのと同期して、空気圧縮手段がこの空気を放出口に向って放出する構成とされた、ことを特徴とする空気砲装置である。
【０００５】
＜請求項２記載の発明＞
請求項２記載の発明は、請求項１記載の空気砲装置と、放出対象の表面温度を感知するセンサーと、このセンサーからの信号を受けて予め設定された目標温度との差を演算し、前記空気砲装置の動作を制御する演算手段と、を備えた、ことを特徴とする局所空調システムである。
【０００６】
（作用効果）
上記空気砲装置により、簡便な方法で熱交換器により加熱又は冷却された空気を対象領域に到達させることができる。また、上記運搬手段は、送風機等を使用しないため、静粛な空調が可能となる。
また、請求項１記載の空気砲装置と、放出対象の表面温度を感知するセンサーと、このセンサーからの信号を受けて予め設定された目標温度との差を演算し、前記空気砲装置の動作を制御する演算手段と、を備えた、ことを特徴とする局所空調システムにより、自動で快適な環境を作り出すことが可能となる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡易に空調設備として用いることができる等の利点がもたらされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
＜本発明に係る空気砲装置の構成＞
本発明に係る空気砲装置１は、図１乃至図４に示すように、熱交換器２と、熱交換器２により加熱又は冷却された空気を溜める第１のケーシング３と、この第１のケーシング３に溜められた空気を運搬する運搬手段４と、この運搬手段４により運ばれた空気を溜めると共に、この空気を放出する放出口５Ａが形成された第２のケーシング５と、この第２のケーシング５内に形成されると共に、第２のケーシング５内に溜められた空気に振動を与えて圧縮することにより、放出口５Ａに向って空気を放出する空気圧縮手段６とを備えている。
【０００９】
熱交換器２には、冷暖房用熱媒を供給する供給管及び排出管２Ａ，２Ｂが接続されている。冷暖房用熱媒としては、蒸気、冷温水、フロン等の冷媒、などの各種流体を用いることができる。
【００１０】
運搬手段４は、伸縮可能な蛇腹状で、かつ内部に加熱又は冷却された空気を流通可能とした筒体４Ａ，４Ｂと、この筒体４Ａ，４Ｂに取付けられ、筒体内部を流通する空気の内外の圧力差によって開閉する第１の開閉弁７及び第２の開閉弁８と、を備えている。
【００１１】
筒体４Ａ，４Ｂは、伸縮可能な蛇腹状の自在フレキやベローズ等で構成されており、第１の筒体４Ａと第２の筒体４Ｂとが第２の開閉弁８を介して一体となっている。なお、運搬手段４の上下運動は、例えば、ソレノイド、空気圧シリンダー等の直線往復運動を行なう公知のアクチュエーターを用いて行なえばよい。また、筒体４Ａ，４Ｂの形状は、円筒状でも角筒状であってもよい。
【００１２】
第１の開閉弁７は第１のケーシング３と第１の筒体４Ａとの間に取付けられ、第１のケーシング３に溜められた加熱又は冷却された空気を第１の筒体４Ａ内に流通させる弁として機能している。第２の開閉弁８は、第１の筒体４Ａと第２の筒体４Ｂとの間に取付けられており、第１の筒体４Ａに溜められた加熱又は冷却された空気を第２の筒体４Ｂ内に流通させる弁として機能している。
【００１３】
これらの第１の筒体４Ａ及び第２の筒体４Ｂ並びに第１の開閉弁７及び第２の開閉弁８により、第１の筒体４Ａは第１の可動チャンバー１０を形成すると共に、第２の筒体４Ｂは第２の可動チャンバー１１を形成している。なお、第１の筒体４Ａ及び第２の筒体４Ｂは、本実施の形態では分割されているが、一体の筒体（図示せず）として形成し、この筒体の内部に第２の開閉弁８を取付けてもよい。
【００１４】
第１の開閉弁７及び第２の開閉弁８は、同一の構造をしているため、第１の開閉弁７について図５により説明し、第２の開閉弁８についての説明は省略する。第１の開閉弁７は、円環状の枠体７０と、この枠体７０にヒンジ７１，７１を介して開閉自在に取付けられた蓋体７２，７２と、これら蓋体７２，７２の開閉を規制する開閉規制手段７３と、をそれぞれ備えている。
蓋体７２は、図５に示す例では、２枚であるが、少なくとも１枚以上であればよい。
【００１５】
開閉規制手段７３は、ヒンジ７１に取付けられたバネ等からなり、加熱又は冷却された空気が流通する際に、上流側が正圧で、かつ下流側が負圧の場合に蓋体７２が開き、上流側が負圧で、かつ下流側が正圧の場合には蓋体７２が閉じるように構成されている。
【００１６】
なお、枠体７０の形状は円環状以外でも、例えば、角枠形状としてもよく、蓋体７２の形状は、枠体７０の形状に合わせて円形や角形等の様々な形にすることができる。
【００１７】
第２の筒体４Ｂの下端は、直接、第２のケーシング５に接続してもよいが、伸縮可能な蛇腹状の自在フレキやベローズ等の、例えば、金属フレキやガラスクロスなどで構成した調整筒体９を取り付けた状態で第２のケーシング５に接続することが好ましい。この調整筒体９により、第２の筒体４Ｂと第２のケーシング５との位置の微調整を行うことができると共に、運搬手段の上下振動等を吸収することができる。
【００１８】
第２のケーシング５は、第２の筒体４Ｂに溜められた空気が流入する流入口５Ｂと、空気が放出される放出口５Ａと、この放出口５Ａに向って空気を放出する空気圧縮手段６と、を備えている。
【００１９】
空気圧縮装置６は、公知のスピーカーを用いることができ、図６に示すように、例えば、空気振動を与える振動板６Ａと、この振動板６Ａの裏面に取付けられたロッド６Ｂと、このロッド６Ｂを電磁力による吸引力又は反発力により振動板６Ａに向って移動させる電磁コイル６Ｃと、ロッド６Ｂを元の位置に復帰させる復帰バネ（図示せず）と、を備えている。なお、電磁コイル６Ｃに代えて振動発生可能な電子素子、例えば、図示はしないが、ピエゾ、超音波素子、磁歪素子、圧電素子を用い、これらの電子素子より発生する振動を振動板６Ａに伝達するようにしてもよい。
【００２０】
なお、本実施の形態では、上から第１のケーシング３、運搬手段４、第２のケーシング５の順に配設されているが、図示はしないが、上から第２のケーシング、運搬手段４、第１のケーシング３としてもよい。この場合には、蓋体７０に開閉規制手段７３を設けなくても、自重で開閉を行うことができる。また、運搬手段４は、縦方向に伸縮するものだけではなく、横方向に伸縮する構成としてもよい。
【００２１】
＜本発明に係る空気砲装置の動作＞
以下に、空気砲装置１の動作を説明する。
（１）まず、図２に示すように、熱交換器２により加熱又は冷却された空気が、第１のチャンバー３内に溜められた状態で、第１の可動チャンバー１０が伸長し、第１の可動チャンバー１０内が第１のケーシング３内に対して負圧となることにより第１の開閉弁７が開き、第１のケーシング３内に溜められた空気が第１の可動チャンバー１０内に移動する。
（２）次に、図４に示すように、第１の可動チャンバー１０が収縮し、第２の可動チャンバー１１内が第１のチャンバー１０内に対して負圧となることにより第１の開閉弁７が閉じた状態で第２の開閉弁８が開き、第１の可動チャンバー１０内に溜められた空気が第２の可動チャンバー１１内に移動する。
（３）さらに、図２に示すように、（１）の工程において、第１の可動チャンバー１０が伸長することにより第２の可動チャンバー１１が収縮し、第２の可動チャンバー１１内が第１のチャンバー１０内に対して正圧となることにより第２の開閉弁７が閉じた状態で、この閉じた第２の開閉弁８が第２の可動チャンバー１１内に溜められた空気を押し出して第２のケーシング１１内に移動させる。
（４）最後に、図３に示すように、この加熱又は冷却された空気が第２のケーシング１１内に押し出されるのと同期して、空気圧縮手段６がこの空気を放出口５Ａに向って空気塊として放出するものである。
そして、上記（１）〜（４）の工程を繰り返し行うことで、加熱又は冷却された空気を空気塊として、連続的に放出対象に向けて放出することができる。
【００２２】
＜空気砲装置を用いた局所空調システム＞
本発明に係る局所空調システムは、本発明に係る空気砲装置１と、放出対象の表面温度を感知するセンサー（図示せず）と、このセンサーからの信号を受けて予め設定された目標温度との差を演算し、空気砲装置の動作を制御する演算手段（図示せず）と、を備えている。
この局所空調システムでは、加熱又は冷却された空気を空気塊として空気砲装置１から放出することにより、送風機等による空気の流れと異なり、空気の輪が回転しながら移動することから周りの空気との摩擦が少ないため、より遠くまで到達することが可能となる。そのため、従来の局所空調よりもさらに的を絞った領域に対する空調が可能となる。また、送風機等がないため、静粛な空調が可能である。
さらに、放出対象の表面温度を感知するセンサー（図示せず）と、このセンサーからの信号を受けて予め設定された目標温度との差を演算し、空気砲装置１の動作を制御する演算手段（図示せず）と、を備えていることにより、例えば、人間の表面温度を感知するセンサー（図示せず）からの信号により、自動で快適な環境を作り出すことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る空気砲装置の概要を示す縦断面図（１）である。
【図２】その動作の概要を説明するための縦断面図（２）である。
【図３】その動作の概要を説明するための縦断面図（３）である。
【図４】その動作の概要を説明するための縦断面図（４）である。
【図５】第１の開閉弁の概要を説明するための縦断面図である。
【図６】空気圧縮装置の概要を説明するための縦断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…空気砲装置、２…熱交換器、２Ａ…供給管、２Ｂ…排出管、３…第１のケーシング、４…運搬手段、４Ａ…第１の筒体、４Ｂ…第２の筒体、５…第２のケーシング、５Ａ…放出口、５Ｂ…流入口、６…空気圧縮手段、６Ａ…振動板、６Ｂ…ロッド、６Ｃ…電磁コイル、７…第１の開閉弁、８…第２の開閉弁、９…調整筒体、１０…第１の可動チャンバー、１１…第２の可動チャンバー、７０…枠体、７１…ヒンジ、７２…蓋体、７３…開閉規制手段。
【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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【図６】
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