JP6465769B2 - 分岐チャンバ - Google Patents

Description

この発明は、空調システムにおいて上流側のダクトから送り込まれた空気を複数の下流側のダクトに分岐する分岐チャンバに関するものである。

全館空調システムでは、空調機が作り送出する空気（温風または冷風）を、ダクトを通じて各部屋に供給することで、全館空調を行う。空調機が送出する空気は、まずサプライチャンバから主ダクトに入り、その後、分岐チャンバにて分岐ダクトへと分岐される。
一方、送り込まれた空気を各分岐ダクトに分岐する風量を均等化するように構成された分岐チャンバが知られている。例えば、特許文献１に開示された分岐チャンバは、内部に分岐チャンバの中心から放射状に広がって流路に沿って延伸する板で構成された分流板を備える。

特開２０１４−７７６０８号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された技術では、分流板によって空気が流れる空間が完全に分断されているため、分岐チャンバに接続される主ダクトが分岐チャンバとの接続部の直前で左右方向に曲がって施工されている場合、主ダクトに対して左右方向に配置された各分岐ダクトへの分配性が低下するという課題があった。また、主ダクトに対して上下方向に配置された分岐ダクトへの分配性については考慮されていないという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、分岐チャンバに接続される主ダクトの曲げ方向に影響を受けることなく、主ダクトから送り込まれる空気の所定方向への分配性を高めることを目的とする。

この発明に係る分岐チャンバは、筐体の一側壁に設けられ、接続される第１の搬送部材により空気が送り込まれる入口側開口部と、筐体の一側壁以外の少なくとも２つの側壁に設けられ、入口側開口部から送り込まれた空気を接続される第２の搬送部材に送り出す出口側開口部と、空気の送り込み方向に向かって傾斜する２つの傾斜面が角度をなして接続され、２つの傾斜面の接続部を空気の送り込み方向に対向させて配置したガイドベーンとを備え、出口側開口部は、筐体の側壁に、空気の送り込み方向に対して直交する方向に少なくとも二段に設けられ、ガイドベーンは、入口側開口部から送り込まれた空気を２つの傾斜面に沿って第１の方向と第２の方向に分配する第１のガイドベーンと、空気を２つの傾斜面に沿って第３の方向と第４の方向に分配する第２のガイドベーンとを備えるものである。

この発明によれば、分岐チャンバに接続される主ダクトの曲げ方向に影響を受けることなく、主ダクトから送り込まれる空気の各分岐ダクトへの分配性を高めることができる。

実施の形態１に係る分岐チャンバを備えた全館空調システムの概略構成を示す図である。 実施の形態１に係る分岐チャンバの構成を示す図である。 実施の形態１に係る分岐チャンバを主ダクト取付部側から見た図である。 実施の形態１に係る分岐チャンバのガイドベーンの構成を示す図である。 実施の形態１に係る分岐チャンバのその他の構成を示す図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る分岐チャンバを備えた全館空調システムの概略構成を示す図である。
図１に示した全館空調システムは、複数の部屋を対象に空調を行うものであり、ここでは、建物内の１階の部屋１００ａ，１００ｂと２階の部屋２００ｃ，２００ｄの計４つの部屋を対象とした場合を例に示す。

全館空調システムは、空気（冷風又は温風）を作り送出する空調機１と、空調機１が作った空気が導入されるサプライチャンバ２と、サプライチャンバ２に一端部が接続する複数の主ダクト３（３ａ，３ｂ、第１の搬送部材）と、各主ダクト３の他端部がそれぞれ接続する複数の分岐チャンバ４（４ａ，４ｂ）と、各分岐チャンバ４と各部屋の吹出口７（７ａ〜７ｄ）とをつなぐ複数の分岐ダクト５（５ａ〜５ｄ、第２の搬送部材）と、外気の取り入れと室内空気の排出を担う換気装置６等とで構成される。

空調機１は、建物内の機械室２００ｅに設置される室内機１１と建物外に設置される室外機１２とで構成され、冷媒、圧縮機、熱交換器、ファン等の働きにより室内機１１で冷風又は温風を作り送出する。室外機１２との協働により室内機１１が作り送出した空気は、室内機１１の上部に設置されたサプライチャンバ２内へ導入される。

サプライチャンバ２には複数の主ダクト３の一端部が接続しており、室内機１１からサプライチャンバ２内へ導入された空気は、各主ダクト３へと分岐する。各主ダクト３の他端部は、各分岐チャンバ４にそれぞれ接続している。分岐チャンバ４は、例えば天井裏の空間に設置されている。各分岐チャンバ４には複数の分岐ダクト５の一端部が接続しており、主ダクト３から分岐チャンバ４内へ導入された空気は、各分岐ダクト５へと分岐する。この分岐チャンバ４の構成については後述する。

各分岐ダクト５の他端部は、各部屋１００ａ，１００ｂ，２００ｃ，２００ｄの例えば天井に設けられた吹出口７にそれぞれ接続しており、室内機１１が送出した空気は、最終的に吹出口７から各部屋内へ吹き出される。

また、室内空気は、各部屋から廊下等を通って機械室２００ｅへと入り、ファン等を有する換気装置６によって排気ダクト８を介して建物外へ排気される。例えば、部屋１００ａ，１００ｂ内の空気であれば、部屋１００ａ，１００ｂの下部に設けられた通風孔を通って１階の廊下１００ｆに入り、階段１００ｇを伝って２階の廊下２００ｈへ抜け、廊下２００ｈと機械室２００ｅとの間の通風孔を通って機械室２００ｅへと入る。さらに換気装置６は、吸気ダクト９を介して外気を取り入れる働きも有し、取り入れた外気は、室内機１１へと送られる。
全館空調システムの上記動作は、全館空調システムを総括的に制御する制御部（不図示）により制御される。

次に、分岐チャンバ４の構成について、図２を参照しながら説明する。
図２は、この発明に係る実施の形態１に係る分岐チャンバの構成を示す斜視図である。なお図２は、分岐チャンバ４を構成する筐体４１を直方体とし、当該直方体の上面部分を取除いた状態を示している。
この筐体４１の一側壁４１ａには、主ダクト３により空気が送り込まれる入口側開口部４２が形成され、当該入口側開口部４２に円筒形状の主ダクト取付部（第１の搬送部材取付部）４３が立設される。

また、一側壁４１ａの平面に対して直交方向に平面を有する側壁４１ｂ，４１ｃには、入口側開口部４２を介して主ダクト３から送り込まれた空気を分岐ダクト５に送り出す出口側開口部４４，４５が形成される。また、当該出口側開口部４４，４５には円筒形状の分岐ダクト取付部４６，４７が立設される。図２の例では、側壁４１ｂに４つの分岐ダクト取付部４６を設け、側壁４１ｃに４つの分岐ダクト取付部４７を設けている。

また、主ダクト取付部４３の内部には、主ダクト３から送り込まれる空気を、側壁４１ｂ，４１ｃに形成した出口側開口部４４，４５に分配し、且つ分配する風量を均一化するための第１のガイドベーン４８および第２のガイドベーン４９が設けられている。筐体４１の内部には、同様に空気を出口側開口部４４，４５に分配し、且つ分配する風量を均一化するための第３のガイドベーン５０が設けられている。

主ダクト３から送り込まれた空気は、まず主ダクト取付部４３内の第１のガイドベーン４８によって筐体４１の上下方向（第１の方向および第２の方向）に分配される。言い換えると、筐体４１の上段に位置する出口側開口部４４，４５と、下段に位置する出口側開口部４４，４５とに分配される。次に、主ダクト取付部４３内の第２のガイドベーン４９によって筐体４１の左右方向（第３の方向および第４の方向）に分配される。言い換えると、側壁４１ｂ側の出口側開口部４４と、側壁４１ｃ側の出口側開口部４５とに分配される。さらに、筐体４１内に送り込まれた空気は第３のガイドベーン５０によって再度筐体４１の上下方向（第１の方向および第２の方向に分配される。これにより、側壁４１ｂの４つの出口側開口部４４および側壁４１ｂの４つの出口側開口部４５に、風量が均一化された空気が分岐される。

次に、ガイドベーンの詳細について説明する。
図３は、この発明に係る実施の形態１に係る分岐チャンバ４を主ダクト取付部４３側から見た正面図である。
図３に示すように、第１のガイドベーン４８および第２のガイドベーン４９は、主ダクト取付部４３の入口側開口部４２の中心位置Ｏを通り、両端部が入口側開口部４２の内周面に固定される。第１のガイドベーン４８は、空気を側壁に設けた上段側の出口側開口部（不図示）と下段側の出口側開口部（不図示）に分配し、上段側の分岐ダクト取付部４６ａ，４７ａ方向と下段側の分岐ダクト取付部４６ｂ，４７ｂ方向に分配する。第２のガイドベーン４９は、空気を当該空気の送り込み方向に対して右側の側壁の出口側開口部（不図示）と左側の側壁の出口側開口部（不図示）に分配し、右側の側壁の分岐ダクト取付部４６ａ，４６ｂと左側の側壁の分岐ダクト取付部４７ａ，４７ｂ方向に分配する。

第１のガイドベーン４８および第２のガイドベーン４９の配置位置は、出口側開口部４４，４５が設けられる位置に基づいて決定される。図３の例では、第１のガイドベーン４８は、入口側開口部４２の中心位置Ｏを通り、入口側開口部４２を紙面上下方向に２分割する位置に配置されている。また、第２のガイドベーン４９は、入口側開口部４２の中心位置Ｏを通り、入口側開口部４２を出口側開口部４４，４５が設けられた紙面左右方向に２分割する位置に配置されている。第１のガイドベーン４８および第２のガイドベーン４９で分割される領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞれ均等の面積を有するように構成される。

一方、第３のガイドベーン５０は、入口側開口部４２の中心位置Ｏを通り、長手方向が第１のガイドベーン４８の長手方向と平行になるように、筐体４１内に配置される。図３に示すように、空気の送り込み方向から見た場合に、第３のガイドベーン５０は第２のガイドベーン４９の後方に位置する。図２に示すように、第３のガイドベーン５０の両端部は、側壁４１ｂ，４１ｃの中心位置であって、空気の送り込み方向に対して前段に位置する出口側開口部４４，４５と後段に位置する出口側開口部４４，４５との間の側壁４１ｂ，４１ｃに固定される。

なお、図２および図３で示した第１のガイドベーン４８から第３のガイドベーン５０の配置は一例であり、上述したように、出口側開口部４４，４５が設けられる位置によって適宜調整される。また、図３の例では、第１のガイドベーン４８および第２のガイドベーン４９で分割される領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄがそれぞれ均等の面積を有する場合を示したが、各領域の面積は出口側開口部４４，４５が設けられる位置に基づいて決定され、均等である必要はない。

図４は、この発明の実施の形態１に係る分岐チャンバ４を構成するガイドベーンを示す図である。
図４（ａ）はガイドベーンの斜視図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）をＸ方向から見た図である。図４では、第１のガイドベーン４８を例に説明する。
第１のガイドベーン４８は、矩形の板状部材を中心線Ｐで角度Ｑに折り曲げて形成される。中心線Ｐで示される折り曲げ位置に先端部（接続部）４８ａを有し、先端部４８ａから角度Ｑで広がる傾斜面４８ｂ，４８ｃを有する山型形状である。

第１のガイドベーン４８の先端部４８ａは、主ダクト３から送り込まれる空気に対向して配置され、傾斜面４８ｂ，４８ｃは空気の送り込み方向に向かって傾斜を有する。送り込まれる空気は、先端部４８ａから傾斜面４８ｂ，４８ｃに沿って移動する。傾斜面４８ｂ，４８ｃに沿った移動により、空気が第１のガイドベーン４８の上側と下側と通過して分配される。このように、ガイドベーンを山型形状とし、先端部４８ａを送り込まれる空気に対向して配置したので、空気がガイドベーンを通過する際の圧力損失を抑制する。また、ガイドベーンの先端部から設定された角度の広がりを形成する傾斜面を設けているので、空気の分配性能が高まる。

板状部材を中心線Ｐで折り曲げる角度Ｑは、ガイドベーンの配置位置や、主ダクト３から送り込まれた空気をいずれの分岐ダクトに分岐するかなどに基づいて設定される。例えば、図２で示した第１のガイドベーン４８、第２のガイドベーン４９および第３のガイドベーン５０は、それぞれ折り曲げる角度を異なる値に設定することも可能である。

図２で示した第１のガイドベーン４８から第３のガイドベーン５０の配置位置および配置方向に換えて、図５のように配置することも可能である。
図５は、この発明の実施の形態１に係る分岐チャンバ４のガイドベーンのその他の構成例を示す図である。図５（ａ）は分岐チャンバ４のその他の構成を示す斜視図であり、図５（ｂ）はガイドベーンの構成を示す斜視図である。
なお図５（ａ）は、分岐チャンバ４を構成する筐体４１を直方体とし、当該直方体の上面部分を取除いた状態を示している。また、ガイドベーンの配置位置および配置形状以外は、図２で示した構成と同一であるため、同一の符号を付して説明を省略する。

図５で示した分岐チャンバ４は、主ダクト取付部４３内に第１のガイドベーン４８を設け、筐体４１の中央部に第４のガイドベーン５１を設けている。第１のガイドベーン４８は図２と同一の構成を有し、主ダクト３から送り込まれた空気を筐体４１の上側方向と下側方向に分配する。第４のガイドベーン５１は、山型形状を有する板状部材である第１の部材５２および第２の部材５３を十字形状に組み合わせている。第１の部材５２と第２の部材５３は、互いに長手方向の中心位置で直交させて組み合わせている。第１の部材５２および第２の部材５３は、図４で示した構成と同様に、板状部材を長手方向の中心線で設定された角度に折り曲げ、折り曲げ位置に先端部５２ａ，５３ａを有し、先端部５２ａ，５３ａから設定された角度で広がる傾斜面５２ｂ，５２ｃ，５３ｂ，５３ｃを有する山型形状である。

第４のガイドベーン５１は、第１の部材５２の先端部５２ａおよび第２の部材５３の先端部５３ａは、主ダクト３から送り込まれる空気に対向して配置される。また、第１の部材５２の両端部は筐体４１の側壁４１ｂ，４１ｃの中央に固定され、第２の部材５３の両端部は筐体４１の上壁および下壁の中央に固定される。第４のガイドベーン５１は、十字形状を有することから、主ダクト３から送り込まれた空気が先端部５２ａから傾斜面５２ｂ，５２ｃに沿って移動すると共に、先端部ａから傾斜面５３ｂ，５３ｃに沿って移動し、空気が筐体４１内を上下左右方向に分配される。
第１のガイドベーン４８、第４のガイドベーン５１を構成する第１の部材５２および第２の部材５３の折り曲げ角度は、ガイドベーンの配置位置や主ダクトから送り込まれた空気をいずれの分岐ダクトに分岐させるかなどに基づいて適宜設定される。

以上のように、この実施の形態１によれば、主ダクト取付部４３の内側に空気を筐体４１の上下方向に分配する第１のガイドベーン４８および空気を筐体４１の左右方向に分配する第２のガイドベーン４９を備えるように構成したので、主ダクト３から送り込まれた空気を筐体４１内で上下方向および左右方向に分配し、各分岐ダクト５に均一の風量で分岐することができる。また、主ダクト３の曲げ方向に影響を受けることなく、各分岐ダクト５に分岐する空気の風量を均一化することができる。

また、この実施の形態１によれば、主ダクト取付部４３の内側に加えて、筐体４１内中央部に空気を分配する第３のガイドベーン５０または第４のガイドベーン５１を設けるように構成したので、空気の送り込み方向に分岐ダクトを二段設けている場合にも、空気の送り込み方向に対して後段に位置する分岐ダクトへの整流性を高めることができる。

また、この実施の形態１によれば、第１から第４のガイドベーン４８，４９，５０，５１は、先端部４８ａ，４９ａ，５０ａ，５１ａと、当該先端部から設定された角度で広がる傾斜面を有する山型形状を有することから、先端部から傾斜面に沿って空気が移動して分配され、整流性を高めることができる。

なお、上述した実施形態１では、板状部材を折り曲げて先端部および傾斜面を有する山型形状のガイドベーンを設ける構成を示したが、この形状に限定されるものではない。空気の圧力損失を抑制する先端部と、空気の移動をガイドする傾斜面を有していればよく、例えば三角柱状に構成した部材でガイドベーンを構成してもよい。

また、上述した実施の形態１では、板状部材を折り曲げたガイドベーンを設ける構成を示したが、２つの板状部材を蝶番などを用いて接続し、２つの傾斜面が設定された角度に広がるように可変可能な構造としてもよい。

また、上述した実施の形態１では、分岐チャンバ４の筐体４１の形状を直方体として示したが、この形状に限定されるものではない。筐体形状に応じて、主ダクト取付部、分岐ダクト取付部およびガイドベーンの配置位置を適宜調整すればよい。

また、上述した実施の形態１では、入口側開口部４２を配置した一側壁４１ａと直交する２つの側壁４１ｂ，４１ｃに出口側開口部４４，４５を配置する構成を示したが、出口側開口部を設ける側壁は２面に限定されるものではなく、その他の側壁に出口側開口部を設けて構成してもよい。

なお、上述した実施の形態１では、側壁４１ｂ，４１ｃに２行２列の出口側開口部４４，４５を形成する構成を示したが、当該形成位置に限定されるものではない。少なくとも、空気の送り込み方向に対して直交する方向に１つの側壁に二段以上の出口側開口部を有している分岐チャンバであれば本願発明の効果を得ることができる。三段以上の出口側開口部を有している場合には、出口側開口部の段数に応じてガイドベーンの配置数を調整する。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ 空調機
２ サプライチャンバ
３，３ａ，３ｂ 主ダクト
４，４ａ，４ｂ 分岐チャンバ
５，５ａ〜５ｄ 分岐ダクト
６ 換気装置
７，７ａ〜７ｄ 吹出口
８ 排気ダクト
９ 吸気ダクト
１１ 室内機
１２ 室外機
４１ 筐体
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ 側壁
４２ 入口側開口部
４３ 主ダクト取付部
４４，４５ 出口側開口部
４６，４７ 分岐ダクト取付部
４８ 第１のガイドベーン
４８ａ，５２ａ，５３ａ 先端部
４８ｂ，４８ｃ，５２ｂ，５２ｃ，５３ｂ，５３ｃ 傾斜面
４９ 第２のガイドベーン
５０ 第３のガイドベーン
５１ 第４のガイドベーン
５２ 第１の部材
５３ 第２の部材

Claims (4)

1. 筐体の一側壁に設けられ、接続される第１の搬送部材により空気が送り込まれる入口側開口部と、
   前記筐体の前記一側壁以外の少なくとも２つの側壁に設けられ、前記入口側開口部から送り込まれた空気を接続される第２の搬送部材に送り出す出口側開口部と、
   前記空気の送り込み方向に向かって傾斜する２つの傾斜面が角度をなして接続され、前記２つの傾斜面の接続部を前記空気の送り込み方向に対向させて配置したガイドベーンとを備え、
   前記出口側開口部は、前記筐体の側壁に、前記空気の送り込み方向に対して直交する方向に少なくとも二段に設けられ、
   前記ガイドベーンは、前記入口側開口部から送り込まれた空気を前記２つの傾斜面に沿って第１の方向と第２の方向に分配する第１のガイドベーンと、前記空気を前記２つの傾斜面に沿って第３の方向と第４の方向に分配する第２のガイドベーンとを備えた分岐チャンバ。
2. 前記第１のガイドベーンは、前記入口側開口部と前記第１の搬送部材とを接続する第１の搬送部材取付部の内周面に固定したことを特徴とする請求項１記載の分岐チャンバ。
3. 前記第２のガイドベーンは、前記入口側開口部と前記第１の搬送部材とを接続する第１の搬送部材取付部の内周面、または前記筐体の側壁の内面に固定したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の分岐チャンバ。
4. 前記出口側開口部は、前記筐体の側壁に、前記空気の送り込み方向に二段に設けられ、
   前記ガイドベーンは、前記空気の送り込み方向に対して前段に位置する前記出口側開口部と、後段に位置する前記出口側開口部との間の前記筐体の側壁の内面に固定され、前記空気を前記２つの傾斜面に沿って、前記第１の方向と前記第２の方向に分配する第３のガイドベーンを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の分岐チャンバ。

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