(57)【要約】【課題】可変風量空気調和装置において、冷房通路と暖房通路とを共通の単一の空気通路とし、風量調整のためのダンパ機構を冷房と暖房を兼用して単一のダンパ機構とし、可変風量ユニットを小型とし、保守や点検が容易となり、取り扱いが簡便な温度調整機能付可変風量ユニットを提供する。【解決手段】可変風量空気調和装置において、送風通路には開度調整ダンパを設け、該開度調整ダンパは室温にほぼ比例して伸張するワックスサーモにより揺動軸を中心として揺動する連結レバーにより制御され、該連結レバーの揺動軸の位置は送風路中に冷房時と暖房時とを感知する感知手段により移動する移動手段により制御する温度調整機能付可変風量ユニットである。【選択図】図３
2004347142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変風量空気調和装置において、送風通路には開度調整ダンパを設け、該開度調整ダンパは室温に対応して伸張するワックスサーモにより揺動軸を中心として揺動する連結レバーにより制御され、該連結レバーの揺動軸の位置は送風路中に冷房時と暖房時とを感知する感知手段により移動する移動手段により制御されることを特徴とする温度調整機能付可変風量ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変風量空気調和装置において、温度制御を機械的に行う温度調整機能付可変風量ユニットの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、室内の空気条件を快適に保持する空調装置は、ダクトからの風量を可変として給気の温度・湿度をほぼ一定にするタイプが知られており、ダクトからの風量を可変として給気の温度・湿度をほぼ一定にするために、可変風量ユニットを各ゾーン毎あるいは各室毎に配置しているが、個別に制御が可能であり、また、設備容量を小さくでき、さらに、負荷変動を的確にとらえて室温を維持するため熱源エネルギーの損失が小さい等の利点があることから現在多用されている。そして、この給気の温度・湿度をほぼ一定にしてダクトからの吐出風量および静圧を調整するタイプは、可変風量空気調和装置（ＶＡＶ）と呼ばれており、空気の吹出口あるいは吐出口にダンパ等を設けて風量を制御するが、このタイプとして、例えば、本出願人が提案したものであるが、図１に示すように吹出し口の近傍にダンパ（風量調整板）を設けて、開口の吹き出し面積を調整するものが知られており、その概略を説明すれば、可変風量ユニットｓの風量を調節するダンパｔは、ワックスサーモｕにより室内の室温を感知し、ワックスサーモｕの伸張状態を利用して、支点ｙを中心として回動するアームｚにワックスサーモｕを連繋して、アームｚによりダンパｔを室内温度に対応して回動し、開口の吹き出し面積を調整するが、室内が暑いときにはワックスサーモｕが伸びてアームｚが反時計方向に回動し、ダンパｔは実線の位置になって空気の流れと平行するように全開状態になる。逆に、室内の温度が下がるとワックスサーモｕが収縮してアームｚが時計方向に回動し、ダンパｔ’は２点鎖線の斜行する位置になって空気の流れを阻止するように開口も小さくなる構成である。
【０００３】
この可変風量空気調和装置の機械的に制御する可変風量ユニットは、冷房専用のタイプしかないが、通常、冷房だけあれば良いような場所に設置するのが普通である。
近時、上記冷房専用の可変風量空気調和装置に暖房も併設しようと要望が高まり、このため、本出願人らは、冷房通路および暖房通路を設けるとともに、該冷房通路と暖房通路とに空気の流れを切り替える切替ダンパを設け、この切替ダンパは空気入力口での温度を感知して変形する部材により機械的に作動すようにし、切替ダンパで空気通路を切り替え、各通路に風量調整用の開度調整ダンパを設けた温度調整機能付可変風量ユニットを提案した（例えば、特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２２２５２号公報
【特許文献２】
特開２００３−２８４８７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の特許文献１および特許文献２に開示した発明は、冷房通路と暖房通路との二つの空気通路を必要とするため、可変風量ユニットが大型となりスペース的に不利であり、かつ、空気通路内には風量調整のためのダンパ機構をもそれぞれ設けなければならないため、保守や点検がやっかいであるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、その課題は、可変風量空気調和装置において、冷房通路と暖房通路とを共通の単一の空気通路とし、風量調整のためのダンパ機構を冷房と暖房を兼用して単一のダンパ機構とし、可変風量ユニットを小型とし、保守や点検が容易となり、取り扱いが簡便な温度調整機能付可変風量ユニットを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明は、可変風量空気調和装置において、送風通路には開度調整ダンパを設け、該開度調整ダンパは室温に対応してして伸張するワックスサーモにより揺動軸を中心として揺動する連結レバーにより制御され、該連結レバーの揺動軸の位置は送風路中に冷房時と暖房時とを感知する感知手段により移動する移動手段により制御されることを特徴とする温度調整機能付可変風量ユニットである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な空気調和機の１実施例を図面に沿って説明する。
図２は本実施例の可変風量空気調和装置に適用した実施例の全体を説明する概略図であるが、可変風量ユニットのダンパの開口度合いによって送風機の風量を制御する。
中央空調機１の外壁パネル１１内には、フィルター１２、冷却コイル１３、加熱コイル１４、加湿器１５、および、給気ファン１６が配置されて、外気Ａおよび還気Ｂを取り入れ所定の温度と湿度にされた給気Ｃは、給気ファン１６によって給気ダクト１７を通じて各ａ，ｂ，ｃエリアに搬送される。
上記の給気Ｃは、ａエリア，ｂエリア，ｃエリアに配置された可変風量ユニット２に搬送され、可変風量ユニット２の吐出口２４より、新たな空気Ｄとして各室に給気される。
そして、還気ファン３によって、ａエリア，ｂエリア，ｃエリアに配置された吸込み口３１から各エリアの室内空気Ｅが吸込まれ、中央空調機１に還気Ｂとして戻され、一部は還気ダクト３２を通じて外部に排気Ｆとして排気され、外気Ａおよび還気Ｂを取り入れ所定の温度と湿度にされた給気Ｃは、給気ファン１６によって給気ダクト１７を通じて各ａ，ｂ，ｃエリアに搬送され、可変風量ユニット２の吐出し口２４より新たな空気Ｄとして各室に給気される。
【０００９】
次に、上記の温度調整機能付の可変風量ユニット２を図３〜図７に沿って説明する。
まず、図３に示すように、可変風量ユニット２のケーシング２１の内周は断熱材２１１で覆われており、ケーシング２１内部は上下の二層に区切られ、上層部２２ａは空気制御通路Ｇを下層部２２ｂは空気室内供給室Ｈを形成し、図２の冷却コイル１３或いは加熱コイル１４によって熱交換された空調空気Ｃは、ケーシング２１の上層部２２ａの側面の吸入口２３からダンパ開度調整機構４のある空気制御通路Ｇに導入され、空気室内供給室Ｈに送風され、室内天井に配置された吐出口２４から室内に給気される。
【００１０】
［室温感知機構］
ダンパ開度調整機構４は、図３及び図４（ａ）に示されるように、空気制御通路Ｇの上流にダンパ４１が揺動軸４１１を中心に揺動されるが、揺動軸４１１はケーシング２１に対して不動の位置に設けられる。ダンパ４１の揺動軸４１１から少しずれた箇所には軸部４１２が設けられ、軸部４１２は、図４（ｂ）に示されるように、リンク機構５の連結レバー５１の一端部５１１の若干左右動が許容され端末側が開放される半楕円孔５２に回動自在に係合されている。なお、半楕円孔５２を端末側（図右側）が開放されているのは、組み立てを容易にするためである。
また、軸部４１２と半楕円孔５２との嵌合の際の隙間によるダンパ４１のばたつき防止のために、軸部４１２と連結レバー５１の適宜の箇所に設けられた係止部材５３との間に縮む方向に作動するばたつき防止バネ５４が掛け渡されいる。
連結レバー５１の他端部５１２は、室温感知機構６のワックスサーモ６１に直結した上下動するシャフト６１１の上端部６１５に回動自在に軸支されている。
室温感知機構６は天井の吐出口２４の近傍に設けられ、感温部は温度にほぼ比例して上下方向に伸張するワックスサーモ６１が設けられ、このワックスサーモ６１はワックスサーモ本体部６１２、ワックスサーモ温度設定部６１３で構成され、更に、室温感知機構６はワックスサーモ本体部６１２に直結する上下動（図５矢印Ｓ）するシャフト６１１、復帰バネ６１４から構成される。
このワックスサーモ本体部６１２の下端部にはケーシング２１に対して不動であり、ワックスサーモ温度設定部６１３が設けられ、必要に応じて室温を所定の温度に設定できる。ワックスサーモ本体部６１２の上端部にはシャフト６１１が固着されており、シャフト６１１は温度に対応（ほぼ比例）して伸張変形するワックスサーモ本体部６１２と復帰バネ６１４と協動して上下する。前述したように、シャフト６１１の上端部６１５は前記連結レバー５１の他端部５１２を回動自在に軸支している。
【００１１】
［通風路温度感知機構］
連結レバー５１の揺動軸５５は、ダンパ軸受部４１２に軸支される一端部５１１と、ワックスサーモのシャフト６１１の上端部６１５との間に設けられ、揺動軸５５自体は後述する通風路温度感知機構７によって移動する。
通風路温度感知機構７は、空気制御通路Ｇに設けられ、感温部は温度に対応（ほぼ比例）して水平方向に伸張するワックスサーモ７１が設けられ、ワックスサーモ７１は主にワックスサーモ本体部７１１、ワックスサーモ温度設定部７１２、左右動するシャフト７１３、復帰バネ７１４から構成されるが、このワックスサーモ本体部７１１の右端部はケーシング２１に対して不動であり、ワックスサーモ温度設定部７１２設けられていて、必要に応じて冷暖の切替え温度を所定の温度に設定できる。この際、ワックスサーモ本体部７１１および、ワックスサーモ温度設定部７１２を水平（図３で左右）位置を調整することで、冷暖の切替え温度を設定できる。
ワックスサーモ本体部７１１の左端部７１５（図３）にはシャフト７１３が固着されており、シャフト７１３は温度に対応（ほぼ比例）して水平方向に伸張変形するワックスサーモ本体部７１１と復帰バネ７１４と協動して水平方向（左右方向）に移動し、シャフト７１３の左端部７１５には揺動軸５５を移動させるＬ字状アーム８が連結される。
Ｌ字状アーム８は回動軸８１を中心に回動するが、回動軸８１ははケーシング２１に対して不動の位置に設けられる。Ｌ字状アーム８のほぼ下方に延びるアーム片８２の先端部８２１はワックスサーモ７１の左端部７１５を回動自在に軸支し、Ｌ字状アーム８のダンパ４１側にはほぼ水平に延びアーム片８３の端部には軸受８３１を設け、前記連結レバー５１の揺動軸５５を軸支する。このとき揺動軸５５は水平方向に伸張変形するワックスサーモ本体部７１１のシャフト７１３によって上下に移動するように構成されている。
【００１２】
［暖房時］
以上の可変風量ユニットの構成において、空気制御通路Ｇに暖気が流れ込む暖房時の動作を図５及び図６を用いて説明する。
暖房時には空気制御通路Ｇに暖気Ｋが流れ込むので、図５に示すように、通風路温度感知機構７におけるワックスサーモ７１が伸張して、その先端部７１５は矢印Ｘ１方向に移動し、Ｌ字状アーム８は回動軸８１を中心にして時計方向Ｚ１に回動し、連結レバー５１の揺動軸５５を下方に移動する。揺動軸５５を下方Ｙ１に移動するので連結レバー５１の他端部５１２は相対的に上位になり、連結レバー５１の一端部５１１を下げて、結果として、ダンパ４１は図５の実線のように傾き閉状態となる。
このとき、室温が設定温度よりも寒ければ、図６に示すように、室温感知機構６のワックスサーモ６１が縮んで、シャフト６１１の上端部６１５も下方に移動（図６矢印Ｓ１）し、結果として、ダンパ４１は図６の実線（図５の破線）のように水平に近づき開状態となる。
すなわち、図５の矢印Ｒ１の範囲が暖房制御範囲となる。なお、当然のことながら、室内温度が更に下がり、ダンパ４１が水平状態を超えて回動すると、逆に暖気の風量が少なくなるので、ダンパ４１が水平状態を超えて回動しないようにワックスサーモ６１によるストロークは規制される機構（図示せず）が設けてある。
なお、実際には、ダンパ４１が閉状態であっても、完全な密閉状態にはならず、１０％程度の風量があるため、通風路温度感知機構７のワックスサーモ７１の感知には十分である。
【００１３】
［冷房時］
次に、可変風量ユニットの構成において、空気制御通路Ｇに冷気が流れ込む冷房時の動作を図７を用いて説明する。
冷房時には空気制御通路Ｇに冷気Ｊが流れ込むので、図７に示すように、通風路温度感知機構７のワックスサーモ７１が縮んで、その先端部７１５は矢印Ｘ２方向に移動し、Ｌ字状アーム８は回動軸８１を中心にして反時計方向Ｚ２に回動し、連結レバー５１の揺動軸５５を上方Ｙ２に移動する。揺動軸５５を上方に移動するので連結レバー５１の他端部５１２は相対的に下位になり、連結レバー５１の一端部５１１を上げて、結果として、ダンパ４１は図７の実線のように傾き閉状態となる。
このとき、室温が設定温度よりも暑ければ、室温感知機構６のワックスサーモ６１が伸びて、シャフト６１１の上端部６１５も上方に移動（図７矢印Ｓ２）し、結果として、ダンパ４１は図７の破線のように水平に近づき開状態となる。
すなわち、図７の矢印Ｒ２の範囲が冷房制御範囲となる。なお、暖房時と同様に、室内温度が更に上がり、ダンパ４１が水平状態を超えて回動すると、逆に冷気の風量が少なくなるので、ダンパ４１が水平状態を超えて回動しないようにワックスサーモ６１によるストロークは規制される機構（図示せず）が設けてある。
なお、実際には、暖房時と同様に、ダンパ４１が閉状態であっても、完全な密閉状態にはならず、１０％程度の風量があるため、通風路温度感知機構７のワックスサーモ７１は冷気を十分感知し得る。
【００１４】
［作動・利点］
本実施例は以上のような構成であるから、下記のような数々の作動・利点を有する。
（１）機械的な構成のみで冷房と暖房に対応し、かつ、冷房系と暖房系の空気通路を単一としたので小型の単体の可変風量（ＶＡＶ）ユニットとなり、スペース的に有利であり、据え付け設置が容易である。
（２）温度を感知して変形するワックスサーモを利用して純力学的に作動させているため、ソレノイドやアクチュエーター等の電源を一切使用しない構成が可能となる。したがって、情報通信系にノイズを発生することがない。また、電源が不必要で外部操作もなく半永久的に作動し保守も容易となる。
（３）暖房系と冷房系のダンパ制御機構を単一としたので、保守や点検が容易となり、取り扱いが簡便となる。
なお、本発明の特徴を損うものでなければ、上記の実施例に限定されるものでないことは勿論である。例えば、温度感知部材にワックスサーモを用いたが、温度を感知して変形するものであれば、サーモススタット等の他の温度変形素子を用いてもよい。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、温度調整機能付可変風量ユニットが、機械的な構成のみで冷房と暖房に対応し、かつ、冷房系と暖房系の空気通路を単一としたので小型の単体の可変風量ユニットとなり、スペース的に有利であり、据え付け設置が容易であるという効果が得られ、また、温度を感知して変形するワックスサーモを利用して純力学的に作動させているため、ソレノイドやアクチュエーター等の電源を一切使用しない構成が可能となり、情報通信系にノイズを発生することがない。また、電源が不必要で外部操作も必要のない半永久的に作動し保守も容易となる効果が得られ、更に、暖房系と冷房系のダンパ制御機構を単一としたので、保守や点検が容易となり、取り扱いが簡便となるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の機械的に温度調整する可変風量ユニットの断面図である。
【図２】本発明の好適な本実施例の空気調和機の全体の概略を示す説明図である。
【図３】本実施例の可変風量ユニットの側断面図である。
【図４】図４（ａ）は図３のダンパとリンク機構の上面図であり、図４（ｂ）はダンパの軸部の近傍の拡大側面図である。
【図５】本実施例の暖房状態に切り替わる状態を説明する断面図である。
【図６】本実施例の暖房時での作動を説明する断面図である。
【図７】本実施例の冷房状態に切り替わる状態、および、冷房時での作動を説明する断面図である。
【符号の説明】
Ａ…外気、Ｂ…還気、Ｃ…給気、Ｄ…新たな空気、Ｅ…室内空気、Ｆ…排気、
Ｇ…空気制御通路、Ｈ…空気室内供給室、Ｊ…冷気、Ｋ…暖気
ａ…ａエリア，ｂ…ｂエリア，ｃ…ｃエリア
１…中央空調機、１１…外壁パネル、１２…フィルター、１３…冷却コイル
１４…加熱コイル、１５…加湿器、１６…給気ファン、１７…給気ダクト、
２…可変風量ユニット、２１…ケーシング、２１１…断熱材、２２ａ…上層部、
２２ｂ…下層部、２３…吸入口、２４…吐出口、
３…還気ファン、３１…吸込み口、３２…還気ダクト、
４…ダンパ開度調整機構、４１…ダンパ、４１１…揺動軸、４１２…軸部、
５…リンク機構、５１…連結レバー、５１１…一端部、５１２…他端部、
５２…半楕円孔、５３…係止部材、５４…ばたつき防止バネ、５５…揺動軸、
６…室温感知機構、６１…ワックスサーモ、６１１…シャフト、
６１２…ワックスサーモ本体部、６１３…ワックスサーモ温度設定部、
６１４…復帰バネ、６１５…上端部、
７…通風路温度感知機構、７１…ワックスサーモ、
７１１…ワックスサーモ本体部、７１２…ワックスサーモ温度設定部、
７１３…シャフト、７１４…復帰バネ、７１５…左端部
８…Ｌ字状アーム、８１…回動軸、８２…アーム片、
８２１…先端部、８３…アーム片、８３１…軸受
【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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【図７】
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