(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
窓際または壁際の床面または床面近傍に設置され、調和空気(30)を窓面または壁面と平行であって上方及び左右両方向にわたって広がる面状に供給する空気調和装置であって、
窓際または壁際の床面に窓面または壁面と平行に載置され、室内に臨む前面に空気吸込口(11)が形成され、左右の両側面及び上面に空気吹出口(12,13,14)が形成されたケーシング(3)と、
上記ケーシング(3)内の上記空気吸込口(11)の後方に設けられた熱交換器(4)と、
上記ケーシング(3)内の上記熱交換器(4)の後方に、回転軸が水平方向に延びるように設けられたターボファン(5,6)と、
上記ターボファン(5,6)のブレード(23,26)の湾曲方向と逆方向に湾曲した複数の案内羽根(31,32)を該ターボファン(5,6)の左右及び上方の周囲を覆うように該ターボファン(5,6)と同心円状に配列してなる風向ガイド(7,8)と
を備えている空気調和装置。
【請求項２】
ターボファンは、左右に配設された第１及び第２のターボファン(5,6)からなり、
風向ガイドは、該第１及び第２のターボファン(5,6)を覆うように配設された第１及び第２の風向ガイド(7,8)からなる請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
調和空気(30)を空気吹出口(12,13,14)から２ｍ／ｓ以下の風速で吹き出す請求項１〜２のいずれか一つに記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和装置に係り、特に、室内の窓や壁からの輻射やドラフト感の低減等による快適性向上技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
温風または冷風を室内に供給することによって室内温度を調節する空気調和装置は、いわゆる強制対流方式の空気調和装置として知られている。しかし、例えば寒冷地における暖房運転の場合のように、室内温度と室外温度との差が大きいときには、室内の窓や壁の温度が室内空気温度よりも相当低くなる場合がある。このような場合、窓や壁の近傍の空気は冷却され、部屋中央部の空気よりも低温となり、この低温の空気が居住者に直接接触することにより、いわゆるコールドドラフト感を招き、室内の快適性を損なうおそれがある。
【０００３】
そこで、従来より、例えば特開平５−３４０５５３号公報に開示されているように、窓や壁面近傍のペリメータゾーンに適温のエアバリアを形成することにより、窓や壁面近傍の空気が部屋中央部に進入することを阻止し、夏期のほてりや冬季のコールドドラフトを防止する空気調和装置が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の空気調和装置は、エアバリアを形成した空気が室内の居住域に進入してドラフト感を生じさせないように、窓または壁近傍に空気の吸込口を設けるようにしていた。つまり、従来の空気調和装置は、ペリメータゾーンの上部または下部の一方に空気吹出口を設け、他方に空気吸込口を設けることにより、一方から他方に適温の空気を流通させ、エアバリアを形成していた。従って、空気吹出口及び空気吸込口をペリメータゾーンの上下に設けなければならず、装置全体が大型化すると共に、製造及び設置コストが高かった。また、従来の空気調和装置は建築物との一体化を前提としているものが多く、既築建造物に対して容易に設置することができるものはなかった。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ペリメータゾーンの空調負荷を処理することによって快適性を向上させる空気調和装置であって、既築建造物への設置が容易であり、コンパクトな空気調和装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、調和空気を窓や壁に沿って、ペリメータゾーンの下方から上方及び左右両方向にわたって広がる面状に供給することとした。
【０００７】
具体的には、本発明に係る空気調和装置は、窓際または壁際の床面または床面近傍に設置され、調和空気(30)を窓面または壁面と平行であって上方及び左右両方向にわたって広がる面状に供給する空気調和装置を前提としており、窓際または壁際の床面に窓面または壁面と平行に載置され、室内に臨む前面に空気吸込口(11)が形成され、左右の両側面及び上面に空気吹出口(12,13,14)が形成されたケーシング(3)と、上記ケーシング(3)内の上記空気吸込口(11)の後方に設けられた熱交換器(4)と、上記ケーシング(3)内の上記熱交換器(4)の後方に、回転軸が水平方向に延びるように設けられたターボファン(5,6)と、上記ターボファン(5,6)のブレード(23,26)の湾曲方向と逆方向に湾曲した複数の案内羽根(31,32)を該ターボファン(5,6)の左右及び上方の周囲を覆うように該ターボファン(5,6)と同心円状に配列してなる風向ガイド(7,8)とを備えている。
【０００８】
上記事項により、面状の温風または冷風（調和空気）が窓面または壁面と平行に供給されるので、窓際または壁際に温熱または冷熱ゾーンが形成される。その結果、窓または壁によって冷却または加熱された空気が居住者に直接接触することが防止され、室内の快適性が向上する。また、調和空気を上方及び左右両方向にわたって広がるように供給するので、部屋の壁際の全体に吹出口を設ける必要がない等、装置をコンパクトに構成することが容易になり、また、既築建造物への設置が容易になる。
【０００９】
また、上記事項により、ターボファンは縦置きに設置されているので、ユニットの薄型化が容易になる。また、風向ガイドの案内羽根がターボファンのブレードの湾曲方向と逆方向に湾曲しているので、ターボファンから吹き出された空気の旋回方向成分が径方向成分に変換され、吹出空気は万遍なく広がって吹き出されることになる。
【００１０】
ターボファンは、左右に配設された第１及び第２のターボファン(5,6)からなり、風向ガイドは、該第１及び第２のターボファン(5,6)を覆うように配設された第１及び第２の風向ガイド(7,8)からなっていてもよい。
【００１１】
上記事項により、調和空気を窓面または壁面と平行であって上方及び左右両方向にわたって広がる面状に供給するための更に好適な具体的構成が得られる。
【００１２】
上記空気調和装置は、調和空気(30)を空気吹出口(12,13,14)から２ｍ／ｓ以下の風速で吹き出すことが好ましい。
【００１３】
上記事項により、調和空気は低速で吹き出されるので、室内のドラフト感は低減する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る空気調和装置は、いわゆる床置式の室内ユニット(1)と、室外ユニット（図示せず）とを備えたヒートポンプ式空気調和装置である。室内ユニット(1)は、室内の窓際や壁際等のいわゆるペリメータゾーン(2)の床面に設置されている。
【００１６】
室内ユニット(1)のケーシング(3)は、左右方向に長い薄型の略直方体形状に形成されている。ケーシング(3)の前面（部屋の中央側に臨む面）には空気吸込口(11)が形成され、その上面、左側面及び右側面には、それぞれ上側空気吹出口(12)、左側空気吹出口(13)及び右側空気吹出口(14)が形成されている。
【００１７】
図３及び図４に示すように、ケーシング(3)内には、空気吸込口(11)の後方に熱交換器(4)が設けられ、熱交換器(4)の後方に第１及び第２ターボファン(5),(6)が設けられている。第１及び第２ターボファン(5),(6)は、回転軸が水平方向に延びるように縦置きに設置され、互いに左右方向に並べられている。
【００１８】
第１及び第２ターボファン(5),(6)の周りには、羽根車(21),(24)から吹き出される空気流の旋回成分を解消し、吹き出し方向を放射状にするための第１及び第２風向ガイド(7),(8)が設けられている。具体的には、第１風向ガイド(7)は、第１羽根車(21)のブレード(23)と逆方向に湾曲した複数の案内羽根(31)が、第１羽根車(21)の左側から上側を覆うように当該第１羽根車(21)と同心円状に配列されて構成されている。同様に、第２風向ガイド(8)は、第２羽根車(24)のブレード(26)と逆方向に湾曲した複数の案内羽根(32)が、第２羽根車(24)の右側から上側を覆うように当該第２羽根車(24)と同心円状に配列されて構成されている。なお、(22),(25)は羽根車(21),(24)を回転させるためのファンモータであり、(22a),(25a)は回転軸である。
【００１９】
図３に示すように、左側空気吹出口(13)及び右側空気吹出口(14)には、調和空気を左右の床面に吹き出すために、下向きに傾斜した案内羽根(33),(34)が設けられていてもよい。
【００２０】
本室内ユニット(1)では、ターボファン(5),(6)の回転数は、空気吹出口(12),(13),(14)から空気を低速度（例えば、１〜２ｍ／ｓ）で吹き出すように設定されている。
【００２１】
次に、本空気調和装置の運転動作を説明する。暖房運転時には、室内空気は空気吸込口(11)を通じてケーシング(3)内に吸い込まれ、熱交換器(4)を通過する際に加熱される。熱交換器(4)によって加熱された高温空気は、ターボファン(5),(6)によって、羽根車(21),(24)の外側に吹き出される。この際、図５に示すように、羽根車(21),(24)から吹き出された空気の流速ｗの旋回方向成分ｕは、径方向成分ｖよりも相当大きな値となる。そのため、もし風向ガイド(7),(8)がなければ、吹出口(12),(13),(14)から空気を放射状に吹き出すことは困難となる。しかし、本室内ユニット(1)によれば、風向ガイド(7),(8)の案内羽根(31),(32)が羽根車(21),(24)のブレードと反対側に湾曲していることにより、羽根車(21),(24)からの空気流は、案内羽根(31),(32)によってその旋回方向成分が径方向成分に変換され、放射状に吹き出される。つまり、風向ガイド(7),(8)が設けられていることにより、羽根車(21),(24)からの旋回流は放射状に方向変換し、空気吹出口(12),(13),(14)を通じてケーシング(3)から左右両側及び上側にわたって広がった円弧状に流出する。なお、室内のドラフト感を低減するために、空気吹出口(12),(13),(14)から吹き出される空気の温度は、室内温度よりも１０〜１３℃程度高い温度とすることが好ましい。
【００２２】
図２に示すように、室内ユニット(1)から吹き出された温風(30)は、ペリメータゾーン(2)の冷気を暖めながら壁または窓に沿ってゆっくりと円弧状に広がり、ペリメータゾーン(2)に壁面とほぼ平行な温熱幕を形成する。そのため、窓面または壁面近傍の冷気が床面近傍から居住域（例えば、壁面から０．５ｍ以内かつ床面から１．８ｍ以内の領域）(15)に進入するダウンドラフトは防止される。また、上記温風(30)によって窓及び壁が加熱され、それらの温度が室温に近くなる。従って、窓や壁の冷輻射が低減する。
【００２３】
ペリメータゾーン(2)を暖めた空気は、その後、居住域(15)にゆるやかに流れ込む。高気密・高断熱の建造物では、暖房負荷が小さいため、ペリメータゾーン(2)の空調負荷を処理した後の空気の余熱によって、室内の暖房は十分に行われる。すなわち、本空気調和装置は、ペリメータゾーン(2)の空調を行った後の調和空気の余熱によって、居住域(15)の空気調和を実行するものである。
【００２４】
以上のように、本空気調和装置によれば、室内の床に設置した室内ユニット(1)のみによって、ペリメータゾーン(2)に窓または壁面と平行な温風を吹き出すことができるので、簡易かつ安価な構成により、ドラフト感のない快適な空気調和を実行することができる。また、装置全体を小型に構成することができると共に、既築建造物への設置が容易となる。また、製造コスト及び設置コストを低減することができる。窓や壁際に別個の空気吹出口や空気吸込口を形成する必要がないので、窓や壁際のインテリア性を向上させることができる。
【００２５】
温風(30)を低風速で吹き出すので、ドラフト感を低減することができる。また、室内の埃の散乱を抑制することができる。さらに、温風(30)を上方のみならず左右方向にも吹き出すので、室内の上下方向の温度差が少なくなり、快適性を向上させることができる。
【００２６】
ターボファン(5),(6)を縦置きに設置したので、室内ユニット(1)の薄型化を図ることができる。
、また、ターボファン(5),(6)を縦置きに設置するとともに、その周りにファンブレード(23),(26)の湾曲方向と逆方向に湾曲した複数の案内羽根(31),(32)を備えた風向ガイド(7),(8)を設けたので、ターボファン(5),(6)から吹き出された空気の流れを効率よく放射状に変換することができ、調和空気を窓面または壁面と平行な面状かつ円弧状に吹き出すことが容易になる。
【００２７】
従来、寒冷地においては、自然対流方式のいわゆるラジエタ式の室内ユニットがよく用いられていたが、本室内ユニット(1)によれば、ラジエタ式の室内ユニットと同等の小型化を達成することができる。加えて、本室内ユニット(1)は、強制対流方式の空気調和を実行するので、速暖性に優れている。本室内ユニット(1)は、ラジエタ式の室内ユニットと同様、床置き式のユニットであるので、ラジエタ式の室内ユニットとの置き換えが容易であり、この点においても、既築建造物への設置が容易となる。
【００２８】
−変形例−
図６に示すように、ターボファンの台数は２台に限定されるものではなく、１台であってもよい。この場合、風向ガイド(7)は、羽根車(21)の左右及び上方を覆うように配列された複数の案内羽根(31)によって構成される。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、調和空気を前方に吹き出すのではなく、窓面または壁面と平行であって上方及び左右両方向にわたって広がった面状に供給することとしたので、窓際または壁際に温熱または冷熱ゾーンを簡易に形成することができる。従って、窓面または壁面と平行に吹き出した調和空気によって、窓または壁近傍の冷気または暖気の居住域への進入を防止することができ、室内の快適性を向上させることができる。調和空気を上方のみならず左右方向にも吹き出すので、室内の上下方向の温度差が少なくなり、快適性を更に向上させることができる。また、窓や壁際に別個の空気吹出口や空気吸込口を形成する必要がないので、装置をコンパクトに構成することができ、既築建造物に容易に設置することができる。
【００３０】
ターボファンをケーシング内に縦置きに設置することにより、ユニットを薄型化することができる。
【００３１】
ターボファンの周りに、ファンブレードの湾曲方向と逆方向に湾曲した複数の案内羽根を配列してなる風向ガイドを設けることにより、ターボファンから吹き出された空気の流れを効率よく放射状に変換することができ、調和空気を窓面または壁面と平行に面状に供給することが容易になる。
【００３２】
左右に配設された第１及び第２のターボファンと、該第１及び第２のターボファンを覆うように配設された第１及び第２の風向ガイドを備えることにより、好適な具体的構成を得ることができる。
【００３３】
調和空気を空気吹出口から２ｍ／ｓ以下の風速で吹き出すことにより、居住者が気流に直接晒されることを防止することができ、ドラフト感を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  室内ユニットの斜視図である。
【図２】  空気の流れを示す図である。
【図３】  図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図４】  図１のＹ−Ｙ線断面図である。
【図５】  ターボファン及び風向ガイドにおける空気流れの説明図である。
【図６】  実施形態の変形例の図３相当図である。
【符号の説明】
(1)        室内ユニット
(2)        ペリメータゾーン
(3)        ケーシング
(4)        熱交換器
(5),(6)    ターボファン
(7),(8)    風向ガイド
(11)       空気吸込口
(12)       上側空気吹出口
(13)       左側空気吹出口
(14)       右側空気吹出口
(15)       居住域
(23),(26)  ブレード
(30)       温風
(31),(32)  案内羽根
【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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