(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調機と、該空調機で空調されて温度を下げた冷風を、前記空調対象空間に向けて一定の風向及び均一な風速分布の一様流として吹き出す送風機と、前記空調対象空間を介して前記送風気と対向するよう設置され、前記空調対象空間の空気を排気する排気装置とを備え、前記送風機の吹き出し面の下方に、前記送風機背後の空気が前記空調対象空間に流入するのを遮断する遮蔽壁を立設すると共に、該遮蔽壁の前記空調対象空間に臨む面にヒーターを設置し、前記送風機と前記空調対象空間内の作業員及び前記排気装置との距離を任意に調節可能とし、前記一様流によって前記空調対象空間の有害物を含有する空気を入れ替えることを特徴とする有害物含有空気入れ替え用空調装置。
【請求項２】
前記空調機、送風機及び遮蔽壁を可動の基台上に設置した請求項１に記載の有害物含有空気入れ替え用空調装置。
【請求項３】
前記送風機に、その吹き出し面の上下方向の角度を調節できる角度調節手段を設けた請求項１又は２に記載の有害物含有空気入れ替え用空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工場換気等で使用されているような、気流吹き出し装置及び排気装置を併用した所謂プッシュプル型換気装置は、屋外もしくは屋内の空気を吸引して作業空間等に供給している。このため、供給する空気の温度は、それを取り入れる場所の温度に依存しており、この結果、作業場等に常に快適な温度環境を提供できるとは限らなかった。
【０００３】
また、一般的に使用されている送風装置は、人や機器に対して局所的に空気を吹き出すので、空気の流れによって寒さを感じたり、肩こり、冷え性等を引き起こすこともある。
さらに、送風機と対向するよう設置された排気装置が空気を吸引するため、送風機の背後の空調されていない空気が作業域又は居住域に侵入してしまうため、十分な空調・換気を行うことが難しかった。
【０００４】
そして、一般的な送風機で送り出される空気は、吹き出し面から拡散しており、その風速分布も不均一であるため、有害物や熱が発散する環境下では、排気装置が設置してあっても、単に有害物や熱が拡散するだけであって十分に換気することができない。
また、送風が拡散するため、対象空間以外にも空調を行う結果となり、膨大なエネルギーを無駄に消費してしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記従来技術の問題を解決するべくなされたものであって、送風空気による温度管理と、機器や人のいる空間（作業域及び居住域）に面して設置されたヒーターによる加温とを組み合わせて、体感温度を常に快適に維持し、該空間と送風機背後とを遮蔽すると共に、送風空気を風向きが一定で風速分布が均一な一様流にして、効果的に、且つ、経済的に空調換気することができる空調装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の有害物含有空気入れ替え用空調装置は、空調機と、該空調機で空調されて温度を下げた冷風を、前記空調対象空間に向けて一定の風向及び均一な風速分布の一様流として吹き出す送風機と、前記空調対象空間を介して前記送風気と対向するよう設置され、前記空調対象空間の空気を排気する排気装置とを備え、前記送風機の吹き出し面の下方に、前記送風機背後の空気が前記空調対象空間に流入するのを遮断する遮蔽壁を立設すると共に、該遮蔽壁の前記空調対象空間に臨む面にヒーターを設置し、前記送風機と前記空調対象空間内の作業員及び前記排気装置との距離を任意に調節可能とし、前記一様流によって前記空調対象空間の有害物を含有する空気を入れ替える。
ここで一様流とは、「工場換気」（１９８２年  社団法人空気調和・衛生工学会発行、林  太郎著）で規定されているように、空気の流れに直角な断面において、速度分布のばらつきが平均値の±２０％以内にある気流を言う。
【０００７】
送風機から吹き出す空調された一様流が、空調対象空間から有害物を含有する空気を押し出して入れ替わり、排気装置でこの有害物を含む空気を吸引して排出する。
空調機背後から空調されていない空気が空調対象空間へ侵入するのを遮蔽壁で防ぐ。
気流が吹き付けることにより冷気を感ずる場合は、ヒーターで緩和して常に快適な体感温度を保つ。
【０００８】
空調機、送風機及び遮蔽壁を可動の基台上に設置しても良い。
この構成により、空調機、送風機及び遮蔽壁を必要な場所に移動することができ、また、作業員や排気装置との距離、及び、一様流の水平方向における吹き出し角度を調節して、必要な空間を直接的に空調換気することができるため、エネルギーを節約すると共に、空調機に加わる負担を軽減することが可能となる。
送風機に、その吹き出し面の上下方向の角度を調節できる角度調節手段を設けることもできる。
これにより、一様流の上下方向における吹き出し角度調節して、いっそうエネルギー効率を向上させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の有害物含有空気入れ替え用空調装置は、空調機１と、空調機１で空調されて温度を下げた冷風を、空調対象空間Ａに向けて一定の風向及び均一な風速分布の一様流として吹き出す送風機２と、空調対象空間Ａを介して送風気２と対向するよう設置され、空調対象空間Ａの空気を排気する排気装置３とを備える。
【００１０】
図２及び図３に示すように、空調機１及び送風機２は、下面にキャスタ５が装着された可動の基台４の上面に設置される。
空調機１は、空気の温度及び湿度を調整する機能と、除塵機能を有する従来公知のものであり、送風機２とダクト６により連結されている。
空調機１の前方において、基台４の両側にはそれぞれ支柱７が起立されると共に、左右の支柱７間に亘って遮蔽壁８が取り付けられる。また、遠赤外線等の輻射熱を利用できるように、遮蔽壁８の前面には電熱ヒーター９が設置されている。
【００１１】
遮蔽壁８の上方において、支柱７の上端部間に架設された回転軸１０に送風機２が、その吹き出し面１１を前方に向けて取り付けられる。従って、空間Ａと送風機２の背後との空気流通は、遮蔽壁８で遮断されることになる。
送風機２の吹き出し面１１には、気流吹き出し方向と直角に交差するよう整流板が配設され、空調機１で空調・除塵されてダクト６を介して供給された空気が、整流板で一様流に整えられて吹き出すようになっている。また、この送風機２から吹き出す一様流は、温度分布においても吹き出し面１１の全面に亘ってほぼ均一になる。
【００１２】
回転軸１０はモータ１３の出力軸に接続され、モータ１３を駆動或いは停止することにより回動・固定自在となっている。従って、回転軸１０は、これに取り付けられた送風機２の吹き出し面１１の上下方向における傾斜角度を調節する角度調節手段となる。
そして、図１に示すように、送風機２の吹き出し面１１が排気装置３の吸い込み面１２に対して適当な距離をあけて向かい合うよう基台４を動かし、さらに、送風機２と排気装置３との間にいる作業者や機器に向かって一様流が吹き出すように、回転軸１０を回動・固定して、送風機２の吹き出し面１１の上下方向における角度を調節する。
なお、リモートコントロール装置によってモータ１３の駆動操作を行うようにすれば、空調対象空間Ａにいる作業員が作業をしながら、吹き出し面１１の角度を最適に調整することができる。
【００１３】
この空調装置を作動させると、空調機１によって空調され、風向き、速度分布及び温度分布がほぼ均一に整えられた一様流が、作業員や機器の周囲に吹き出すと共に、有害な空気を排気装置３の吸い込み面１２に向かって押し出し、排気装置３がこの有害な空気を吸い込んで排出する。
また、この状態では電熱ヒーター９が空間Ａに向いて設置されるので、一様流が作業員に直接当たって寒さを感ずる場合には、電熱ヒーター９を作動させて加温することができる。
【００１４】
（実施例）
２７．２℃の環境に吹き出し面１１の寸法が１２００mm×６００mmの送風機２を設置して、吹き出し面１１における風速及び温度を、上下左右に２００mmづつ間隔をあけたグリッドの交点に相当する１８個所の測定点で計測し、この計測した速度分布を図４に、温度分布を図５にそれぞれ示す。
なお、以下の試験において、空調機１の設定温度は、冷房病を防ぐために空間Ａ外の温度から５℃低くしてある。
【００１５】
図４から、吹き出し面１１から吹き出す気流の速度は、平均値０．６８０ｍ／ｓに対し、最大値０．７４３ｍ／ｓで９．３％、最小値０．５８３ｍ／ｓで−１４．３％となり、良好な一様流を形成していることがわかった。
また、図５から、吹き出し面１１の温度分布もほぼ均一であり、平均値で空間Ａ外の温度に対して−５．１９℃と快適な温度になることがわかった。
【００１６】
３３℃の環境に本発明の空調装置を設置し、送風機２の吹き出し面１１と排気装置３の吸い込み面１２との中間において、高さ８９５mmの位置に発煙装置を設け、吹き出し面１１の平均風速を１．０ｍ／ｓ、吹き出し面１１から吹き出す流量と吸い込み面１２で吸い込む流量の比を１：２とし、吹き出し面１１から吸い込み面１２までの距離ｘを変化させながら、煙の流れを観察することにより、送風機２から単なる送風を行った場合と、空調機１によって温度を下げた冷風を吹き出した場合とで、良好な換気流が形成される吹き出し面１１の傾斜角度を調べた。
図６にその結果を示す。
【００１７】
図６から、送風機２の吹き出し面１１と排気装置３の吸い込み面１２とが３ｍ以上離れると、良好な換気が行われず、送風機２から吹き出す一様流の風速を強くしなければならないことがわかった。
また、空調機１で温度を下げた冷風を吹き出す場合は、単なる送風を行う場合に比較して気流が降下するので、吹き出し面１１の傾斜角度が小さくて済むことがわかった。
【００１８】
図６の試験と同じ送風機２及び排気装置３を用いて、送風機２の吹き出し面１１から冷風を吹き出し、吹き出し面１１と吸い込み面１２との距離ｘを、良好な換気流が見られた２ｍ及び２．５ｍとし、吹き出し面１１の傾斜角度を０度、１５度、３０度４５度と変えながら、５名の作業員に対して冷房効果の感覚試験を行った。ｘ＝２ｍの場合の試験結果を図７に、ｘ＝２．５ｍの場合の試験結果を図８にそれぞれ示す。
また、吹き出し面１１と吸い込み面１２との中間であって、吹き出し面１１の幅方向中間の位置において、吹き出し面１１の傾斜角度を０度、１５度、３０度４５度と変化させ、床から１０００mm、１２００mm、１４００mm、１６００mmの高さで温度を測定した。ｘ＝２ｍの場合の測定結果を図９に、ｘ＝２．５ｍの場合の測定結果を図１０にそれぞれ示す。
【００１９】
図７乃至図１０から、上記した一般的な設定条件では、吹き出し面１１と吸い込み面１２との距離ｘが２．０ｍ或いは２．５ｍで、吹き出し面１１の傾斜角度が０〜３０度の時に全員が涼しく感じ、各高さで測定した温度の内に、空調対象空間Ａ外の温度から約５℃低い温度がある場合には、その位置にいる全員が涼しく感ずることがわかった。
また、図６乃至図１０の試験結果から明らかになった、吹き出し面１１と吸い込み面１２との距離ｘに対して、換気効果及び冷房効果のある吹き出し面１１の傾斜角度を図１１に示す。図１１に示す条件に合わせて送風機２の位置及び吹き出し面１１の水平方向及び上下方向の角度を調節すれば、換気効果及び冷房効果を同時に満足することができる。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、送風機から吹き出す空調された一様流が、空調対象空間から有害物を含有する空気を押し出して入れ替わり、排気装置でこの有害物を含む空気を吸引して排出するので、清浄で快適な環境を維持できる。
空調機の背後から、空調されていない空気が空調・換気の対象空間へ侵入するのを遮蔽壁で防ぐため、空調・換気の効率が向上して、省エネルギーを実現することが可能である。
空調機とヒーターとを併用して温度調整を行うことにより、気流の吹きつけによる体感温度の低下を防ぎ、常に快適な体感温度を保つことができる。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、作業状況等に応じて空調機、送風機及び遮蔽壁を必要な場所に移動することができる。また、作業員や排気装置との距離、及び、一様流の水平方向における吹き出し角度を最適に調節して、必要な空間を直接的に空調換気することができるため、いっそうエネルギーを節約すると共に、空調機に加わる負担を軽減することが可能となる。
請求項３に係る発明によれば、一様流の上下方向における吹き出し角度を調節して、いっそう一様流の吹き出し方向を絞り込むことができ、この結果、エネルギー効率をさらに向上させることができる。また、一様流を、その温度に応じて、最も効果的な角度で吹き出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す空調装置の側面図
【図２】空調機及び送風機の正面図
【図３】空調機及び送風機の側面図
【図４】吹き出し面の速度分布を示す図
【図５】吹き出し面の温度分布を示す図
【図６】良好な換気流が形成される吹き出し面の角度を示す図
【図７】吹き出し面と吸い込み面との距離が２ｍの時の冷房効果を示す図
【図８】吹き出し面と吸い込み面との距離が２．５ｍの時の冷房効果を示す図
【図９】吹き出し面と吸い込み面との距離が２ｍの時の作業位置における温度を示す図
【図１０】吹き出し面と吸い込み面との距離が２．５ｍの時の作業位置における温度を示す図
【図１１】吹き出し面と吸い込み面との距離に対し、換気効果及び冷房効果のある吹き出し面の傾斜角度を示す図
【符号の説明】
１  空調機
２  送風機
３  排気装置
４  基台
５  キャスタ
６  ダクト
７  支柱
８  遮蔽壁
９  電熱ヒーター
１０  回転軸（角度調節手段）
１１  吹き出し面
１２  吸い込み面
１３  モータ
【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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【図８】
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【図９】
0004022665.tif 000010
【図１０】
0004022665.tif 000011
【図１１】
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