(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井面又は壁面の開口部に対向してパンが配置されたパン型吹き出し口装置において，
円錐状の内周面を有する誘導部材が，円錐の頂点が前記パン側に向くように，前記パンにおける前記開口部に対向する面に設けられ，
さらに前記誘導部材の内周面の外縁は，前記開口部よりも外側に位置していることを特徴とする，吹出し口装置。
【請求項２】
パンの上面から天井面又は壁面までの最短距離をＨとすると，
誘導部材の外周縁と天井面又は壁面までの最短距離はＨ／２以下であることを特徴とする，請求項１に記載の吹出し口装置。
【請求項３】
開口部周縁から天井面又は壁面に続く化粧板を有し，
前記化粧板と天井面又は壁面との間には空隙が形成され，
前記空隙に連通し，化粧板表面に発生する渦の大きさを減ずるための貫通孔が，前記化粧板における開口部を中心とした同心円上に形成されていることを特徴とする，請求項１または２に記載の吹出し口装置。
【請求項４】
パンの上面から化粧板までの最短距離をＨとすると，
誘導部材の外周縁から化粧板までの最短距離はＨ／２以下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吹出し口装置。
【請求項５】
開口部内に挿入される筒状のネック部をさらに有し，
前記ネック部から化粧板に続くコーナー部断面が，半径２０ミリ以上の曲率を有する円弧状に成形されていることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の吹出し口装置。
【請求項６】
前記誘導部材の外形は，円錐形であり，当該円錐の頂点が前記パンに向けられていることを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載の吹出し口装置。
【請求項７】
前記パンの内部には，断熱材又は吸音材が設けられていることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載の吹出し口装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，主に天井部や壁面に設置される空調空気の吹出し口装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば室内に空調空気をより均等に分配して室内全体に清浄な空気を供給し，かつ室全体の温度をより均一化する目的で，天井部や壁面には，従来から，アネモ型やパン型をはじめとする各種の吹出口が設置されている。このように居室の空調を目的とする多くの設備では天井部に吹出口を設置しているが，エントランスのように外気が侵入する居室の吹出口の近傍では，結露が見られる。これは，夏季の外気の露点が吹出口から供給する空調空気の露点より高い場合に見られる現象である。また従来の吹出し口においては，年を経ると天井面に汚れ（スマッジ：ｓｍｕｄｇｅ）が現れる。
【０００３】
結露と汚れの原因は，吹出口から供給される空調空気の噴流に誘引されて，噴流の高速流動部（低静圧部）で渦が発生し，汚れ物質を有する外気または室内空気が滞留することにある。
【０００４】
このような結露や汚れを防止するものとして，例えば次のような技術が提案されている。
（１）スロット型の吹出口を対象とし，開口部に固定式ルーバと湾曲したコーナに平行に設置される可動式のルーバを備えたもの（特許文献１参照）。
（２）アネモ型の吹出口を対象としたものであり，アネモ型の吹出口の中パンの拡開角度を外コーン部の拡開角度より小さく形成し，外コーン部と中パンとの間の気流通路を下流側に向うほど大きくすることにより，外コーン部と中パンとの間の気流通路を経て吹出す気流の速度を低下させ，気流が外コーン部内面及び中パン外面に沿って開口領域下端から斜め方向に吹出すことと合わせて，気流に含まれる塵埃等を天井面に付着しにくくし，天井面の汚染を防止するもの（特許文献２参照）。
（３）アネモ型の吹出口を対象としたものであり，複数のコーン羽根を重ねるようにして同心円上に配置し，下方から誘引してくる汚れ成分を含む空気を合流させて天井面に沿って遠くに拡散させ，汚れを直接天井面に衝突させないようにしたもの（特許文献３参照）。
（４）パン型の吹出口を対象としたもので，中央部に通気孔をもつ円形の断熱材からなるパンを吹出口の開口部に設置し，大部分の空気を中央部から室内に供給して誘引を緩和し，結露を防止するもの（特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２０１５３９
【特許文献２】特開２００１−１３３０３０
【特許文献３】特開平０８−２４７５２７
【特許文献４】実公平０５−００５３８９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで，吹出口は，室内にいる人にとってドラフトによる不快感を与えないことが望ましい。この点，パン型吹出し口は，アネモスタット型や他の型に比べて誘引性能で劣るが，ドラフトによる不快感が少なく，消音対策を取りやすい特長がある。
【０００７】
この点に関し前記した従来技術の（１）〜（３）は，いずれもパン型吹出し口ではなく，ドラフト感を嫌う室には採用しづらかった。しかも従来技術の（１）で採用された機構は複雑で保守にも手間がかかる。また従来技術の（２）で開示された技術は，外コーン部と中パンとの間の気流通路を下流側に向うほど大きくすることにより，外コーン部と中パンとの間の気流通路を経て吹出す気流の速度を低下させるようにしているが，外コーン部と中パンとの間の調整が難しく，さらに吹出し口近傍では依然として滞留している領域が存在し，効果的に汚染防止を図るには至っていない。そして従来技術の（４）のタイプは，中心に大径の穴が位置しているため，下方の人間に対してドラフト感を与えるおそれがあり，また汚染防止の点でも改善すべき余地があった。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり，ドラフト不快感を与えないパン型吹出し口において，簡易な構造をもって天井面や壁面の汚染，結露の防止を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため，本発明の吹出し口装置は，天井面又は壁面の開口部に対向してパンが配置されたパン型吹き出し口装置において，円錐状の内周面を有する誘導部材が，円錐の頂点が前記パン側に向くように，前記パンにおける前記開口部に対向する面に設けられ，さらに前記誘導部材の内周面の外縁は，前記開口部よりも外側に位置していることを特徴としている。
【００１０】
本発明においては，円錐状の内周面を有する誘導部材が，円錐の頂点が前記パン側に向くように配置されているから，開口部から供給される空調空気の噴流は，誘導部材の円錐状の内周面に衝突し，その形状に沿って，開口部周囲の天井面や壁面に向けて，周囲拡散しながら方向転換する。それによって，天井面や壁面に這う気流が形成される。したがって，室内空気よりも清浄な空調空気が開口部周辺部では天井面や壁面に沿って流れているので，これら天井面や壁面は汚染されにくい。また吹出口の全面や天井面，壁面が空調空気で覆われるので結露も抑えられる。また誘導部材の下面側にはパンが位置しているので，アネモスタット型よりも誘引効果は小さく，またドラフト不快感も小さい。
【００１１】
またパンの上面から天井面又は壁面までの高さをＨとしたとき，誘導部材の外周縁と天井面又は壁面までの距離はＨ／２以下であることがよい。
【００１２】
開口部周縁から天井面又は壁面に続く化粧板をさらに有し，前記化粧板と天井面又は壁面との間には空隙が形成され，前記空隙に連通し，化粧板表面に発生する渦の大きさを減ずるための貫通孔が，前記化粧板における開口部を中心とした同心円上に形成されていてもよい。これによって，渦の発生を抑えたり，また発生したとしてもその大きさを小さくすることができる。
【００１３】
化粧板を設けた場合には，パンの上面から化粧板までの高さをＨとすると，誘導部材の外周縁と化粧板までの距離はＨ／２以下であることがよい。
【００１４】
開口部内に挿入される筒状のネック部をさらに有し，前記ネック部から化粧板に続くコーナー部断面が，半径２０ミリ以上の曲率を有する円弧状に成形されていてもよい。これによって，２０ｍｍ半径以上の曲がりに沿う気流よりも誘導部材に沿った気流の方が速くなるので，汚染や結露の原因である渦の発生をより抑えることが可能である。
【００１５】
誘導部材の外形は，任意の形状を選択できるが，内周面と相似形の円錐形として，当該円錐の頂点が前記パンに向けられているようにすれば成形が容易であり，しかもパンとの接触部分の面積が小さいので，両者の間の熱の移動が小さい。その結果，パン自体に結露が発生することをより抑えることができる。
【００１６】
直接的な噴流の衝突による気流の方向転換は，前記したように誘導部材がその役割を担っており，パンに沿った気流は形成されないため，直接にはパンの断熱は不要ではあるが，前記パンの内部には，断熱材や吸音材を設けることにより，噴流との対流熱伝達による影響を緩和でき，さらに結露の発生を防止したり，消音効果を高めることができる。例えばパン自体を二重構造として断熱・吸音材を挟むか発泡剤を充填してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば，簡易な構造を採用しつつドラフト不快感を与えることなく，開口部の結露や，吹出し口装置が設置されている天井面，壁面の汚れを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下，本発明の好ましい実施の形態について説明する。図１は，実施の形態にかかる吹出し口装置１の側面の断面の様子を示しており，天井面を形成する，例えば天井ボードやコンクリートなどの天井部材２には，開口部３が形成され，開口部３内には，円筒形のネック部１１が挿入されている。このネック部１１は，化粧板１２と一体化されたものであり，フランジ形状の化粧板１２は，天井部材２の下面を覆っている。また化粧板１２の外縁端部１２ａは，天井部材２側に湾曲して成形されており，天井部材２の下面と化粧板１２との間には空隙Ｓが形成されている。
【００１９】
ネック部１１は，天井部材２の上面（裏面側）にそのフランジ部１３ａが固定される挿入部１３と固定される。すなわち，挿入部１３の筒状の本体１３ｂの内周には，適宜のブラケット１４が複数設けられており，このブラケット１４と，ネック部１１内周に設けられたブラケット１１ａとが，ビス材１５によって，締め付け固定される。したがって，天井部材２の開口部３の周辺部を，化粧板１２とフランジ部１３ａとで挟持するようにして，ネック部１１は，開口部３に取り付けられる。
【００２０】
円盤状のパン２１は，化粧板１２とほぼ同じ外形を有し，化粧板１２と対向するように配置されている。円盤状のパン２１は任意の外形でも良い。パン２１の上面には，気流を整流して放射状に円滑に対流させるためのガイドベーン２２が複数取り付けられている。
【００２１】
パン２１は，図２に示したように，下面側の表面板２３と上面側の裏面板２４とからなり，両者間には，断熱材２５が設けられている。断熱材２５に代えて，発泡材，その他吸音材を充填してもよい。表面板２３の端部は，外縁端部から裏面側へと回り込んだ形状を有し，裏面側でさらに直角下方に折曲した折曲部２３ａと，この折曲部２３ａからさらに内側に水平に折曲した折曲部２３ｂを有している。裏面板２４の端部も直角下方に折曲した折曲部２４ａと，この折曲部２４ａからさらに外側に水平に折曲した折曲部２４ｂを有している。そして折曲部２３ｂと折曲部２４ｂとの間にパッキン材２６を挟んで，ビス２７によって，折曲部２３ｂと折曲部２４ｂが締め付け固定されて，表面板２３と裏面板２４とが一体化されている。なお折曲部２３ａ，２４ａと折曲部２４ｂとによって形成された環状の溝部には，コーキング材２８が充填されている。
【００２２】
パン２１の上面，すなわち開口部３に対向する面となる裏面板２４には，外形３１ａ，内周面３１ｂとも円錐形状を有する誘導部材３１が，開口部３１ｃを開口部３側に向けて，すなわち円錐の頂点をパン２１に向けて，例えばスポット溶接やネジ止めなどによって固定されている。
【００２３】
誘導部材３１の内周面３１ｂ側の中心には，シャフト３２が固定されている。このシャフト３２は，本実施の形態では溶接によって固定されているが，その他例えばシャフト３２の下端部に螺旋を切り，２１の下面側に当該下端部を貫通させて突出した部分をナットなどで締め付け固定してもよい。
【００２４】
そしてパン２１と一体になった誘導部材３１は，シャフト３２によって天井部に固定される。すなわちシャフト３２がネック部１１，挿入部１３内に挿入され，挿入部１３の上方内周に固定されている固定金具１６に，例えばナットなどの締め付け部材１７によって，シャフト３２上端部が固定されている。
【００２５】
次に本実施の形態にかかる吹出し口装置１のサイズについて説明する。図３に示したように，誘導部材３１の内周面３１ｂの外縁は，開口部３よりも外側に位置しており（より厳密に言えば，誘導部材３１の内周面３１ｂの外縁は，開口部３のコーナー部Ｒが水平となる地点よりも外側にある），開口部３の直径をＤ１とすると，誘導部材３１の内周面３１ｂの外縁の直径Ｄ２は，Ｄ１＋４０ｍｍ以上が好ましい。
【００２６】
またパン２１の上面（本実施の形態では裏面板２４の表面）から，天井面（本実施の形態では化粧板１２）までの高さをＨとすると，誘導部材３１の内周面３１ｂの外縁から天井面（本実施の形態では化粧板１２）までの距離ｈは，Ｈ／２以下が好ましい。
【００２７】
さらにネック部１１内周面から化粧板１２へと続く，開口部３のコーナー部Ｒは，半径２０ｍｍ以上の曲率を有する円弧状に成形されている。気流の数値解析では半径２０ｍｍあれば鞍点が固定化する。
【００２８】
本実施の形態にかかる吹出し口装置１は，以上の構成を有しており，吹出し口から空調空気を供給すると，図４に示したように，誘導部材３１の内周面３１ｂに衝突して，その円錐形状に沿って，当該空調空気の気流は方向転換され，化粧板１２の方に流れていき，開口部３のコーナー部Ｒに沿って流れる気流と相俟って，天井面（本実施の形態では化粧板１２）の表面を這うような気流が形成される。実際に発明者らがシミュレーションした結果を図５に示す。なお図５中，ドットが密なものほど気流の速度が高い。また図５において，ネック部１１内周（いわゆるノズル内径）の半径ｒは５０ｍｍ，パン２１から天井面（本実施の形態では化粧板１２）までの最短距離（高さ）Ｈは５０ｍｍ，誘導部材３１の内周面３１ｂの外縁から天井面（本実施の形態では化粧板１２）までの最短距離ｈ１は２０ｍｍ（したがって，パン２１から導部材３１の内周面３１ｂの外縁までの最短距離ｈ２は３０ｍｍ），パン２１の半径Ｍは１００ｍｍ，誘導部材３１の内周面の外縁の半径Ｎは，７０ｍｍである。
【００２９】
図５からもわかるように，天井面（本実施の形態では化粧板１２）の表面には，開口部３のコーナー部Ｒに沿って流れる気流と，誘導部材３１の内周面３１ｂに沿って天井面側に流れていく気流とが合流して，天井面（本実施の形態では化粧板１２）の表面を這うような気流が形成されることが窺い知れる。さらにまた発明者らが実際にモデル化した模型を用い，天井面とパン２１および誘導部材３１の近傍における吹出口からの噴流の流れの様子をタフト（極細糸）と煙を用いて実験したところ，天井表面に渦がないことを確認した。
【００３０】
したがって，天井面（本実施の形態では化粧板１２）の表面には，室内空気よりも清浄な空調空気の膜が形成されているので，天井面に汚れ物質が滞留する原因が排除でき，天井面が汚れるのを防止することができ，また結露の発生も抑えられる。さらにまた図５からもわかるように，開口部３周辺の天井面には，渦が殆ど発生せず，また発生したとしても小さいものであるから，かかる点からも汚れの防止が図られている。さらにまた騒音レベルの低減も図られている。
【００３１】
なおパン２１の上面から化粧板１２までの最短距離Ｈと誘導部材３１の外周縁と化粧板１２までの最短距離ｈ１との関係について考察すると，図５に示した本実施の形態においては，最短距離ｈ１はＨ／２以下であり，既述したように，そのときには，化粧板１２の表面を這うような気流が形成されることが確認された。これに関し発明者らが実際に行ったシミュレーション結果によれば，例えば同一サイズのネック部１１，パン２１，誘導部材３１を用いて，誘導部材３１の外周縁から化粧板１２までの最短距離ｈがＨ／２を超えた場合には，図６に示す結果が得られた。すなわち図６においては，誘導部材３１の外周縁から化粧板１２までの最短距離ｈが３０ｍｍの場合であるが，この図６からわかるように，誘導部材３１の外周縁から化粧板１２までの最短距離ｈ１が，Ｈ／２を超えた場合には，コーナー部Ｒから続く化粧板１２の開口部３周辺に，小さい渦Ｃが発生しているのが確認できる。
【００３２】
したがって，かかるシミュレーション結果からも確認できるように，パン２１の上面から化粧板１２までの最短距離をＨとした場合，誘導部材３１の外周縁から化粧板１２までの最短距離ｈ１は，Ｈ／２以下である方が，より渦の発生を抑えることができる。
【００３３】
さらに誘導部材３１の外形も円錐形であり，円錐の頂点をパン２１に向けるようにしてパン２１に取り付けられているので，パン２１との接触面積が小さいので，パン２１自体に結露が発生することが抑えられている。しかも本実施の形態では，パン２１自体は，断熱材２５を内蔵した二重構造であるから，殊にパン２１の下面，すなわち表面板２３に結露が発生することがさらに抑えられている。しかもパン２１を構成する表面板２３と裏面板２４との接続にあたっては，図２に示したように，パッキン材２６を挟んだり，コーキング材２８を介在させるなどしているので，表面板２３と裏面板２４との熱架橋の形成が防止されているので，表面板２３における結露の発生が確実に防止されている。
【００３４】
以上説明したように，本実施の形態にかかる吹出し口装置１によれば，天井面における開口部３の周辺に発生していた渦（周囲より低圧）に向かって汚れた室内空気や，空調空気より露点の高い外気が侵入して，汚れや結露を発生していた原因が取り除かれるので，開口部３の周辺に結露が発生せず，また汚れが付着しない。しかも開口部３からの気流の方向転換がスムーズに行われ，たとえ渦が発生しても小さくなることから，騒音レベルの低減が図れる。しかもパン２１は，二重構造であるから，表面板２３の塗装色や形状に関する顧客の要求に応える部分と，機構上必要な部材，部分に分けることができ，製造上の工数低減になる。
【００３５】
なお化粧板１２の表面の最低圧力が生ずる位置に，大気と均圧にするために，図７に示したように，空隙Ｓに通ずる直径１ｍｍ以上の貫通孔４１を形成することにより，万が一発生した渦Ｃの大きさを減ずることが可能である。貫通孔４１は，開口部３の中心軸を中心とした同心円上に複数配置するのがよい。貫通孔４１自体の形状は，円孔，円弧状孔など任意の形状のものが採用できる。そして貫通孔４１で逃がされた空気は，化粧板１２の外周から排出される。化粧板１２の外周端と天井部材２とは，通常気密に施工されていないために自然に内部空気は流出できるが，より効果を得るためには，前記外周端（図７において天井面に向けて反り上がっている部位）に切り欠きを設けるなど，室内に開放する構造とすることが好ましい。
【００３６】
孔４１の具体的な設定場所は，例えば発明者らがシミュレーションによって検証した結果，図８に示したような，発生する渦Ｃの最も外寄りの位置，すなわち開口部３のコーナー部Ｒに沿って流れる気流が，化粧板１２に突き当たる位置４１Ｐが適切である。
【００３７】
前記実施の形態は，天井面に設置したものであったが，本発明の吹出し口装置は，壁面に取り付けても相応の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は，室内空調全般に用いることができ，結露や汚れを嫌う環境にとって特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施の形態にかかる吹出し口装置のネック部平面と吹出し口装置全体の側面の説明図である。
【図２】実施の形態に係る吹出し口装置に使用したパンの端部付近の断面図である。
【図３】図１の実施の形態に係る吹出し口装置のサイズの説明図である。
【図４】実施の形態に係る吹出し口装置における気流の流れを示す説明図である。
【図５】実施の形態に係る吹出し口装置における速度分布のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図６】図５の吹出し口装置において，誘導部材の外周縁から化粧板までの最短距離を，パンの上面から化粧板までの最短距離の１／２を超える位置に設定した場合の速度分布のシミュレーション結果を示す説明図である。
【図７】化粧板に貫通孔を形成した構成を示す説明図である。
【図８】渦の発生位置と貫通孔の設定場所をシミュレーション結果に基づいて示した説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１    吹出し口装置
２    天井部材
３    開口部
１１    ネック部
１２    化粧板
２１    パン
２３    表面板
２４    裏面板
２５    断熱材
３１    誘導部材
３１ａ  外周面
３１ｂ  内周面
４１    貫通孔
Ｒ    コーナー部
【図１】
0004664138.tif 000002
【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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【図８】
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