(57)【要約】【課題】ダクトを簡素化して部材の種類を少なくし、各吹出し口の風量を均等に近づける。【解決手段】主ダクト１から本管ダクト２を分岐し、その本管ダクト２から枝管ダクト３を分岐させて先端に吹出し口５を設けたダクト構造において、各本管ダクト２の先端部２ｂを連通させてループダクトを有するものとした。本管ダクト先端部２ｂに空気が溜まり、一種のチャンバーとして作用するので、並列する各本管ダクト２の風量が均等化し得る。また、本管ダクト２を同一径とすれば、枝管ダクト３への分岐部を通過後に静圧再取得により風量が少し多くなるので、全体の風量が均等化するとともに部材の種類を少なくし得る。また、枝管ダクト３端部において、分岐管１０への接続部に設けたフランジ１６への屈曲部の曲率を大きくし、その分岐管１０内に枝管ダクト３への空気案内板１５を設ければ、前記同一径本管ダクト２の採用による風速増大に対応して圧力損失を少なくし得る。【選択図】図１
2005207642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気搬送用主ダクト１から複数の本管ダクト２を分岐し、その本管ダクト２の長さ方向適宜位置から枝管ダクト３を分岐して、その枝管ダクト３の先端に吹き出し口５を設けたダクト構造において、
上記各本管ダクト２の先端部２ｂ、２ｂを連通させて、主ダクト１、一の本管ダクト２、他の本管ダクト２、前記主ダクト１のループダクトを有することを特徴とする空調ダクト構造。
【請求項２】
上記本管ダクト２をその根元部２ａから先端部２ｂまで同一径としたことを特徴とする請求項１に記載の空調ダクト構造。
【請求項３】
上記各本管ダクト２の先端部２ｂ、２ｂ同士の連通部分に枝管ダクト３を分岐させ、その枝管ダクト３の先端に吹き出し口４を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の空調ダクト構造。
【請求項４】
空気搬送用主ダクト１から分岐した本管ダクト２に分岐管１０を介設し、その分岐管１０の接続部から枝管ダクト３を分岐する空調ダクトの分岐構造において、
上記枝管ダクト３は、その接続部開口の全周囲に設けたフランジ１６を上記分岐管１０の接続部開口１２の周囲に固定して本管ダクト２に接続され、その枝管ダクト３の前記フランジ１６への屈曲部は、前記本管ダクト２が主ダクト１に接続された根元部２ａ側がその反対側より曲率が大きくなっていることを特徴とする空調ダクトの分岐構造。
【請求項５】
空気搬送用主ダクト１から分岐した本管ダクト２に分岐管１０を介設し、その分岐管１０の接続部から枝管ダクト３を分岐する空調ダクトの分岐構造において、
上記分岐管１０の接続部開口１２の、前記本管ダクト２が主ダクト１に接続された前記根元部２ａ側の反対側内側に、その内側に突出する前記枝管ダクト３への空気案内板１５を設けたことを特徴とする空調ダクトの分岐構造。
【請求項６】
請求項４に記載の空調ダクトの分岐構造において、上記本管ダクト２の接続部開口１２の、前記本管ダクト２が主ダクト１に接続された前記根元部２ａ側の反対側内側に、その内側に突出する前記枝管ダクト３への空気案内板１５を設けたことを特徴とする空調ダクトの分岐構造。
【請求項７】
空気搬送用主ダクト１から複数の本管ダクト２を分岐し、その本管ダクト２の長さ方向適宜位置から枝管ダクト３を分岐して、その枝管ダクト３の先端に吹き出し口５を設けたダクト構造において、上記本管ダクト２から枝管ダクト３の分岐部を請求項４乃至６のいずれかに記載の分岐構造としたことを特徴とする空調ダクト構造。
【請求項８】
請求項１乃至３に記載の空調ダクト構造において、上記本管ダクト２から枝管ダクト３の分岐部を請求項４乃至６のいずれかに記載の分岐構造としたことを特徴とする空調ダクト構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、建物内に設置される空調ダクト構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空調設備を設ける場合、各室内の使用環境に応じて、ダクトの各吹出し口から出される空気の速度を定めなければならない。その速度を算定するに際し、ダクトを流れる空気には、そのダクト内周面との摩擦により圧力損失が生ずるため、この圧力損失を考慮して、各吹出し口において所定の風速が得られるようにダクトルート、ダクト径、ダクト形状などを設計する。この設計手法として、一般的に定圧損法が用いられている。
【０００３】
この手法によれば、例えば、図１３に示すように、空調設備の空気の供給元となるファンに直結する空気搬送用主ダクト１から各階フロア毎、又は部屋毎、必要エリアに本管ダクト２が分岐し、その本管ダクト２から分岐管７を介して枝管ダクト３を順次分岐させて、その枝管ダクト３の先端に吹出し口５を配設した空調ダクトにおいて、その本管ダクト２の単位長さ当たりのダクト内摩擦抵抗が一定となるように、各区間のダクト径などを決定する。その結果、本管ダクト２は、その根元部２ａ側で径が太く、本管ダクト先端部２ｂ側へ向かうにつれてその本管ダクトから枝管ダクト３が順次分岐するとともに、その分岐により本管ダクト２内の風量が少なくなるのに合わせて、ダクト径が徐々に細くなっていくことになる。
【０００４】
この空調ダクトの配設において、前記ファンの搬送圧力は、最遠の吹出し口、又はそれに準じた場所の吹出し口において、所定の風速が得られるように決定されるので、供給元ファンに近いフロアの本管ダクト２の搬送圧力は過大となる傾向があるとともに、同一本管ダクト２内では、根元部２ａ側の吹出し口からの風量が先端部２ｂ側に比べて過大となる傾向がある。そこで、各本管ダクト２の風量及び各吹出し口５から出る風量を一定にするために、必要な箇所には、風量調整装置を使用するようになっている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平５−３３２６００号公報
【特許文献２】特開２００２−２６７２４４号公報
【特許文献３】特開平１０−１９３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記風量調節手段を設けることは、空調装置が複雑化、大型化するとともに、その装置を支える梁材等もそれに耐え得るよう強固にしなければならないため、コスト高になるという問題がある。さらに、本管ダクト２の径を徐々に縮径させるために、口径の異なる管や片落ち管等が必要であるので、部材の種類が多くなる問題もある。
【０００６】
また、窓際に位置する吹出し口４には大風量が求められる場合が多いが、この窓際吹出し口４は、多くの建物では、前記本管ダクト２の先端部２ｂ付近に位置するため、必要な風量を確保できない場合が多い。このため、窓際吹出し口４にのみ供給する別系統の本管ダクト２’を設けなければならず、ダクト延長が増大する問題もある。
【０００７】
そこで、この発明は、空調ダクトの構造を簡素化するとともに、使用する部材の種類を少なくし、各吹出し口から出る風量を、均等に近づけることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、この発明は、空気搬送用主ダクトから複数の本管ダクトを分岐し、その本管ダクトの長さ方向適宜位置から枝管ダクトを分岐して、その枝管ダクトの先端に吹き出し口を設けたダクト構造において、上記各本管ダクトの先端部を連通させて、主ダクト、一の本管ダクト、他の本管ダクト、前記主ダクトのループダクトを有するものとしたのである。
【０００９】
このようにすれば、ダクトがループ状ダクトを成すので、本管ダクト先端部に空気が溜まり、その本管ダクト内が一種のチャンバーとして作用し、各吹出し口の風量が均等化する。また、同じ理由から、並列する各本管ダクトの風量も均等化するので、各本管ダクト間の風量を調整するための風量調整装置が不要である。また、本管ダクト先端部の風量が低下せず所定以上確保され得るので、窓際の吹出し口を本管ダクト先端部付近に設けることもできる。
【００１０】
上記ダクト構造において、上記本管ダクトをその根元部から先端部まで同一径とすれば、本管ダクトから枝管ダクトが分岐する際に、その分岐部を挟んで本管ダクトの口径が同じであるので、その分岐点を通過後、ダクト内空気の動圧が減少する。その動圧の減少により静圧再取得が起こるので、本管ダクト根元部側の風量よりも、先端部側の風量が少し多くなる。このため、本管ダクト内において風量調整装置等を設けることなく、本管ダクト内全体の風量が均等化して、本管ダクト先端部側においても所定の風量を確保できるようになるので、空調設備やダクトの構成を簡素化し得る。
【００１１】
このとき、本管ダクトを構成する管がすべて同一径であるので、部材の種類を少なくし得るとともに、口径を一定としたことにより、根元部側では従来のように太い管を設けなくてもよいので、建物の梁等に設けるダクト用の貫通孔を小さくできる。
【００１２】
なお、上記本管ダクトの先端部同士を繋ぐ連通部分に枝管ダクトを分岐させ、その枝管ダクト先端に吹き出し口を設けても良い。上記各構成によれば、本管ダクト先端部側においても所定の風量を確保され得るので、その先端部同士の連通部分に吹き出し口を設ければ、特に窓際の吹き出し口など大風量を要する箇所に対応できる。
【００１３】
一方、本管ダクトから枝管ダクトを分岐させる際に本管ダクトに介設して使用する分岐管としては、圧力損失の小さいものが望まれるが、その分岐構造において、上記枝管ダクトは、その接続部開口の全周囲に設けたフランジを上記分岐管の接続部開口の周囲に固定して本管ダクトに接続され、その枝管ダクトの前記フランジへの屈曲部は、前記本管ダクトが主ダクトに接続された根元部側がその反対側より曲率が大きくなっているものを採用し得る。このようにすれば、弧状部の効果により、本管ダクトから枝管ダクトに向かって空気を円滑に誘導して、分岐部分の摩擦を低くし、本管ダクト全体の圧力損失上昇を抑えることができる。
【００１４】
この分岐管を、上記ダクト構造に採用すれば、本管ダクトの前記根元部から先端部までを同一径とすることにより、従来よりもその口径が小さくなった本管ダクトにおいて、その本管ダクト内風速が速くなった状況においても、その風速増大に伴う圧力損失上昇を抑えることができる。
【００１５】
また、上記分岐管の接続部開口の、前記本管ダクトが主ダクトに接続された前記根元部側の反対側内側に、その内側に突出する前記枝管ダクトへの空気案内板を設けてもよい。このようにすれば、本管ダクトから枝管ダクトに向かって空気を円滑に誘導して、上記と同様の効果を得ることができるとともに、上記フランジへの屈曲部の曲率増、及び上記空気案内板を併用すれば、圧力損失上昇を抑える効果がさらに高まるので好ましい。
【００１６】
なお、一般的な空調ダクト構造においても、上記分岐管を採用することにより、圧力損失を低減させることができ、空調設備やダクトの構成の簡素化に寄与し得る。
【発明の効果】
【００１７】
この発明は、以上のようにしたので、ダクトの構成を簡素化するとともに、使用する部材の種類を少なくし、各吹出し口から出る風量を均等に近づけることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
一実施形態を図１乃至図３に示し、この実施形態の空調ダクト構造は、図１に示すように、空調設備の空気の供給元となるファンに直結する空気搬送用主ダクト１から各階フロア毎、又は部屋毎、必要エリアに本管ダクト２が分岐する配置となっている。その本管ダクト２から枝管ダクト３を順次分岐させて、その枝管ダクト３の先端に吹出し口５を配設したものである。
【００１９】
本管ダクト２から枝管ダクト３への分岐部は、本管ダクト２に図３に示す分岐管１０を介在させて行う。分岐管１０は、分岐管本体１１の周面に対の接続部開口１２を設けており、その両接続部開口１２，１２は、図示するように、その本体１１周面に相対して反対方向に向かって開口するように設けられている。この分岐管１０の前記開口１２を介して２本の枝管ダクト３、３が分岐し、その本管ダクト２と各枝管ダクト３，３とがそれぞれ連通するようになっている。その分岐管１０は、本管ダクト２の長さ方向に適宜の間隔で設けられて、その枝管ダクト３先端には、それぞれ室内に向かって開放された吹出し口５を設けている。
【００２０】
つぎに、主ダクト１から分岐した各本管ダクト２，２の先端部２ｂ，２ｂ同士を連通ダクト６を介して連通させ、前記主ダクト１、一の本管ダクト２、連通ダクト６、他の本管ダクト２、前記主ダクト１のループダクトを形成する。
【００２１】
また、前記連通ダクト６には、必要に応じて窓際吹出し口用分岐管２０を介在させ、その分岐管２０を介して枝管ダクト３を分岐させてその先端に窓際吹出し口４を設けている。さらに、前記連通ダクト６は、前記両本管ダクト２，２の先端部２ｂ，２ｂのいずれか一方側において、その外側に向かって延長されて、延長連通ダクト６を構成し、別途前記主ダクト１から分岐した本管ダクト２の先端２ｂと連通させている。この別途設けた本管ダクト２には、吹出し口５を設けないようにしている。
【００２２】
上記本管ダクト２は、その本管ダクト２が前記主ダクト１に接続された根元部２ａから先端部２ｂまで同一径のスパイラルダクトを使用しており、連通ダクト６も同様である。また、枝管ダクト３には、それよりも細径の同じくスパイラルダクトを使用している。本管ダクト２に介在させる前記分岐管１０には、図２に示すように、内側にハゼ部１７を有する内ハゼスパイラルダクトを使用し、前記本管ダクト２との接続部分に使用する継手に対してスライドしやすいようにしている。
【００２３】
分岐管１０と枝管ダクト３との接続は、図２及び図３に示すように、前記枝管ダクト３の分岐管１０との接続部側に設けた管状の枝管部１３を、あらかじめ分岐管１０の前記接続部開口１２に接合して一体にしておき、その枝管部１３と枝管ダクト３とを、溶接、嵌め合わせ等により接続することにより行う。
【００２４】
具体的には、図２に示すように、枝管部１３の一端開口１３ａの全周囲に外側に向かって設けたフランジ１６を、前記分岐管１０の接続部開口１２の周囲に溶接等により固定し、その本管ダクト２と枝管部１３とが直交した状態で連通するように接続される。その枝管部１３の前記フランジ１６への屈曲部は、前記本管ダクト２が主ダクト１に接続された根元部２ａ側の屈曲部１４ａがその反対側の屈曲部１４ｂよりも曲率が大きくなっており、弧状部１４を形成している。
【００２５】
また、前記反対側の屈曲部１４ｂ、つまり、その分岐管１０の接続部開口１２の、前記本管ダクト２の先端部２ｂ側の前記フランジ１６への屈曲部１４ｂには、その屈曲部１４ｂの位置する部分の分岐管本体１１内側において、その内側に向かって突出する前記枝管ダクト３への空気案内板１５を設けている。空気案内板１５は、前記根元部２ａ側から先端部２ｂ側へと向かって流れる空気を、枝管部１３へ向かってスムースに誘導できるよう、その断面形状が、図２に示すように弧状を成している。
【００２６】
このダクト構造に空気を送りこんだ際の作用を説明すると、空調設備を作動させることによりファン（図１には図示せず）に直結する空気搬送用主ダクト１から各本管ダクト２に空気が搬送される。
【００２７】
このとき、主ダクト１、一の本管ダクト２、連通ダクト６、他の本管ダクト２、主ダクト１が、ループ状ダクトを成すので、本管ダクト２，２の各先端部２ｂ，２ｂ側に近い部分に空気が溜まるようになり、その空気溜まりから各吹出し口４，５に空気が吹出すので、本管ダクト２，２及び連通ダクト６，６内が一種のチャンバーとして作用し、各本管ダクト２，２及び連通ダクト６，６の風量が均等化する効果がある。
【００２８】
また、本管ダクト２から枝管ダクト３が分岐する際に、その分岐部を挟んで本管ダクト２，２の口径が同じであるので、その分岐部を通過後、ダクト内空気の動圧が減少する。その動圧の減少により静圧再取得が起こるので、本管ダクト根元部側の風量よりも、先端部側の風量が少し多くなり、本管ダクト内全体における各吹出し口の風量が均等化する効果がある。
【００２９】
なお、上記の効果により、本管ダクト先端部２ｂの風量は根元部２ａと比較して低下しないので、その先端部２ｂ側の連通ダクト６に設けた窓際の吹出し口４への風量を確保することのみを目的として、全体の風量を向上させるなどの措置は不要となり、効率的にバランスよく各吹き出し口４，５へ所定の風量を供給し得るようになる。このとき、ダクトの配置は、ループ状に設けた２本の本管ダクト２，２に加え、図１の下方に示すように、枝管ダクト３と吹き出し口５とを分岐させない本管ダクト２を別途併設して、前記２本の本管ダクト２，２とともに同じくループ状に配置している。この本管ダクト２を別途併設して設けることは、その先端部２ｂ側に位置する各吹き出し口４，５の風量をさらに向上させるために有効であるが、各位置で所定の風量が確保され得る限りにおいて、この別途設けた本管ダクト２は省略してもよい。もちろん、その別途設けた本管ダクト２にも吹出し口５を設けることは自由である。
【００３０】
また、前記分岐管１０は、その弧状部１４及び空気案内板１５の効果により、本管ダクト２から枝管ダクト３に向かって空気を円滑に誘導して、分岐部の摩擦を低くし、本管ダクト２全体の圧力損失上昇を抑えることができるが、その分岐管の効果を図７の実験例に示す。
【００３１】
この実施形態では、本管ダクト２を合わせて３本並列して設け、そのうち１本の本管ダクト２には、吹出し口５を設けないようにしたが、この実施形態には限定されない。例えば、前記ループ状ダクトを有するダクト構造として、本管ダクト２の数は任意であり、図５に示すように自由に設定できる。また、図６に示すように、窓際吹出し口４に至る本管ダクト２’を前記ループ状ダクト２とは別に設けるようにしてもよい。このとき、その窓際吹出し口４に至る本管ダクト２’は、図６に示すとおり、その本管ダクト２’から枝管ダクト３への分岐管７の部分において、前後でその管径を縮径させてもよいが、本実施形態の分岐管１０を介在させて、その分岐管１０の前後で同一径の本管ダクト２’としてもよい。
【００３２】
また、分岐管１０は、ダクト構造に求められる所定の圧力損失以下になる限りにおいて、例えば、図４に示すように、前記空気案内板１５を省略したものを使用してもよいし、建物内の吹出し口４，５の配置状況に合わせて、図５及び図６に示すように、枝管ダクト３が１本のみ分岐する分岐管１０を適宜使用してもよい。さらに、この分岐管１０は、この実施形態の空調ダクト構造のみならず、他の空調ダクト構造にも使用することができ、同様な圧力損失を抑える効果がある。
【００３３】
（実験例１）
図８に示す従来例によるダクト配置（本管ダクト２の途中縮径有り）において、各吹出し口５に相当する枝管ダクト３先端の風量、及び全圧を測定した。測定条件は、本管ダクト２は、その口径が３５０ｍｍ〜１５０ｍｍの縮径管、枝管ダクト３は、口径１５０ｍｍとし、その本管ダクト２同士のピッチを３２００ｍｍ、枝管ダクト３同士のピッチを２７００ｍｍとしている。その実験結果を図１１（ａ）に示す。
【００３４】
（実験例２）
図９に示す同一径の本管ダクト２によるダクト配置において、各吹出し口５に相当する枝管ダクト３先端の風量、及び全圧を測定した。測定条件は、本管ダクト２は、その口径が２５０ｍｍの同一径管、枝管ダクト３は、口径１５０ｍｍとし、その本管ダクト２同士のピッチを同じく３２００ｍｍ、枝管ダクト３同士のピッチも同じく２７００ｍｍとしている。また、本管ダクト２と枝管ダクト３との分岐部分には、分岐管１０を採用している。その実験結果を図１１（ｂ）に示す。
【００３５】
ダクトを同一径とすることにより、各吹出し口における風量が全体的に均等化されているとともに、本管ダクト２の根元部と先端部との風量の相対的な大小が、従来例（実験例１）と比較して逆転している。このため、先端部へ向かうほど風量が大きくなっている。
【００３６】
（実験例３）
図１０に示すループ状ダクトによるダクト配置において、各吹出し口５に相当する枝管ダクト３先端の風量、及び全圧を測定した。測定条件は、本管ダクト２は、その口径が２５０ｍｍの同一径管、枝管ダクト３は、口径１５０ｍｍとし、その本管ダクト２同士のピッチを同じく３２００ｍｍ、枝管ダクト３同士のピッチも同じく２７００ｍｍとしている。また、本管ダクト２と枝管ダクト３との分岐部分には、分岐管１０を採用している。その実験結果を図１１（ｃ）に示す。
【００３７】
実験例２の場合と同じく、本管ダクト２の根元部と先端部との風量の相対的な大小が、従来例（実験例１）と比較して逆転しており、また、ダクトをループ状にすることにより、同一の本管ダクト２内において、各吹出し口５における風量バランスが根元部と先端部とで均等化されている。
【００３８】
（実験例の考察）
本管ダクト２をループ状にした効果としては、各本管ダクト２の風量を比較する。図１１は、各測定点の風量、及びその風量比率データを表示したものであり、各データは、ダクト配置図の形状に合わせて各測定点データを模式的に表示したものである。
図１１（ａ）は、定圧法による従来型ダクト構造のデータである。図１１（ｂ）に示すように、本管ダクト２を同一径として、枝管ダクト３の分岐部分に本願分岐管１０を採用した場合は、各本管ダクト２内において、先端部２ｂ側の風量が相対的に大きくなって、従来風量の不足しがちであった先端部側で所定の風量を確保しやすくなる。図１１（ｃ）に示すように、各本管ダクト２をループ状ダクトとした場合では、各本管ダクト２内において、風量バランスが均等化されている。
なお、図１２は、各測定点における風量比率データの合計平均を表示したものであり、ループダクト無しの場合は、図１２上段の表に、ループダクト有りの場合は、図１２下段の表に対応する。この図１２では、元管である主ダクト１を、角ダクトと表示している。ループを設けることにより各本管ダクト２の風量比が等しくなる傾向がわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】一実施形態のダクト配置図
【図２】分岐管の要部断面図
【図３】分岐管の斜視図
【図４】他の実施形態の分岐管の要部断面図
【図５】他の実施形態のダクト配置図
【図６】他の実施形態のダクト配置図
【図７】分岐管の圧力損失状態を示すグラフ
【図８】従来例のダクト構造とした場合の実験例を示すダクト配置図
【図９】本管ダクトを同一径とした場合の実験例を示すダクト配置図
【図１０】ループダクトを有するものとした場合の実験例を示すダクト配置図
【図１１】図８乃至図１０の実験結果を示し、（ａ）は図８の従来例（定圧法）、（ｂ）は図９のダクトを同一径とした例（ループ無し）、（ｃ）は図１０のループダクトの結果を示す
【図１２】実験結果比較表
【図１３】従来例のダクト配置図
【符号の説明】
【００４０】
１  主ダクト
２，２’  本管ダクト
２ａ  根元部
２ｂ  先端部
３  枝管ダクト
４  窓際吹出し口
５  吹出し口
６，６’  連通ダクト
１０，２０  分岐管
１１  分岐管本体
１２  分岐管接続部開口
１３  枝管部
１３ａ  枝管部開口
１４  弧状部
１５  案内板
１６  フランジ
１７  ハゼ部
【図１】
2005207642.tif 000003
【図２】
2005207642.tif 000004
【図３】
2005207642.tif 000005
【図４】
2005207642.tif 000006
【図５】
2005207642.tif 000007
【図６】
2005207642.tif 000008
【図７】
2005207642.tif 000009
【図８】
2005207642.tif 000010
【図９】
2005207642.tif 000011
【図１０】
2005207642.tif 000012
【図１１】
2005207642.tif 000013
【図１２】
2005207642.tif 000014
【図１３】
2005207642.tif 000015