JPH0150817B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ 本発明は、主として一般家庭、各種事務所の空
調機として多用されている送風式冷暖房機（冷房
専用機、暖房専用機、冷暖房切替式の兼用機を含
む）に関する。 ＜従来の技術＞ 従来一般的な送風式冷暖房機は、容量としては
任意選択性があるものの床置型、天吊型の何れに
おいても、ある特定範囲の高さレベルから室内空
気を吸引し、これを熱交換器に通して冷却又は加
熱したのち、その冷気又は暖気を前記の吸引室内
空気と干渉しない特定範囲の高さレベルにおいて
室内に吹出す単循環経路方式のものであつた。 また、上述の単循環方式の冷暖房機に、室内空
気を概ね上下方向において強制循環させるサーキ
ユレータを併用するものも知られていた。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ 然して、前者の単循環方式冷暖房機の単独運転
による冷暖房による場合は、機器の設置型式、冷
気又は暖気（以下噴気と記載するものも同義語で
ある）の吹出し方向によつて多少の差異はあるも
のの後述するように、総じて室内の温度分布の面
で改善を要し、また後者のサーキユレータ併用の
場合は、サーキユレータが概ね天井付近に設置さ
れ、室内空気を下向きに吹出す型式のものである
から、室内空気がサーキユレータ付近で短絡的に
循環し、また噴気を攪拌する格好となるため、安
定した循環作用が得られず、室内温度分布の改善
には殆んど効果がないといつても過言でない。 而して、冷暖房機単独運転の場合について本発
明者らが行なつた実験結果をもとに各々の問題点
を述べる。 暖房の場合（暖房機：9900Kcal／ｈ、25
ｍ／分） (1) 床置型で噴気を水平方向に吹き出した場合 第２１図の温度分布図で明示のように、室
内上層部は30℃以上に達しているが床面近く
は20℃位で上下の温度差が大きい。 これは暖められた空気が上昇し、冷たい空
気が下降し、この状態で空気の循環が常に室
の中間層より上方で行なわれ、下層の冷たい
空気が流動しないで滞溜していることに原因
である。増して室内には机、椅子で代表され
る様々な障害物が存在するため、前述の傾向
は実際上もつと顕著である。 (2) 床置型で噴気を水平面に対し下向き30゜に
した場合 第２２図の温度分布図で明示のように、噴
気が床面に吹きつけられることから冷気の滞
溜がなくなり、下層部の温度が上昇し、上下
の温度差は少なくなるが、反面、この場合は
第２３図で示す床面から１メートルの所の温
度分布図で明らかなように、室内中央部に局
部的な高温域が生じ、しかもその箇所は人が
椅子に座した時の頭部付近であつて、高温噴
気が直かに吹き付けられて不快感を与え、か
つまた健康面でも好ましくないのである。 (3) 天吊型で噴気を水平方向に吹き出した場合 第２４図の温度分布図で明示のように、室
内上層部と下層部とで大きな温度差が生じ、
特に天井に熱気層が、床に冷気層ができて前
記１の(1)よりも一層温度差が大きい。 (4) 天吊型で噴気を水平面に対し下向き50゜に
した場合 第２５図の温度分布図で明らかなように、
床面から1.5メートルの所には約30℃の噴気
が到達しているが、室の隅部は20℃以下と低
温である。しかも、第２６図の気流分布図で
示されているように、居住ゾーンである床面
から1.5メートル付近の中央部に、不快を感
じる0.5m／ｓ以上の気流が発生している。 以上のように、暖房の場合は、床置型、天吊型
を問わず、室内の上下温度差が大きくて足元が冷
え、それを少しでも改善するように噴気を下向き
に吹き出すと、局部的に高温域が生じるととも
に、流速の大きい熱気が在室者にあたり、不快感
を与え、健康をも害するといつた問題を避けられ
ないのである。 冷房の場合 (1) 床置型の場合 第２７図イで示す上向き30゜の吹き出しの
場合の温度分布図と、第２７図ロで示す水平
吹き出しの場合の温度分布図との比較からみ
て、後者の水平吹出しの方が室内温度の均一
化に有効であるが、吹出し口の位置を余り下
げると、上層部に熱い空気が溜まり、また過
冷な噴気が人体に当たり、健康面において暖
房の場合よりも一段と悪影響を及ぼすことに
なる。 (2) 天吊型の場合 第２８図で示すような平面形態の対象室Ｒ
に天吊型冷房機Ｃを水平吹き出し状態に配置
してＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ，Ｃ−Ｃ各断面での室内
温度分布を測定した結果が第２９図イ，ロ，
ハの分布図であり、この場合は室内空気の吸
引口、噴気の吹出し口が共に天井近くにある
ため、上層部の高温空気が熱交換によつて冷
やされ、吹出し冷気がドラフト効果によつて
自然に降下することから、室内温度差は何処
であつても１℃程度で理想的である。然し、
居住ゾーンでの冷房効率を促進するために
は、噴気の吹出し方向が下向きであることが
望ましく、こうすると、噴気（冷気）の直撃
を受けることになり、温度差と居住ゾーンで
の冷房効率との面で二律背反の問題がある。 以上のように、冷房の場合は、噴気を水平又は
上向きにして上層部から冷やすことで室内温度分
布の改善が図れるものの、健康上の問題から居住
ゾーンでの急速冷房、冷房効率の増進が図りにく
いものであつた。 以上述べてきた従来の冷暖房機単独運転による
冷暖房時の問題点を要約すると、 (イ) 室内の上下温度差が、特に暖房の場合に大き
過ぎる。 (ロ) 過熱噴気、又は過冷噴気が人体に直撃して不
快感を与え易いとともに、健康を損なう恐れが
ある。 (ハ) 噴気が可成りの風速で人体に擦過し、不快
感、健康への悪影響度が一層増大する。 ＜問題点を解決するための手段＞ 上記の実情に鑑みて鋭意研究の結果、開発され
た本発明に係る送風式冷暖房機は、室内空気を吸
引する口１２、その吸引空気を冷却又は加熱する
熱交換器１４、熱交換された冷気又は暖気を室内
に吹出す口１３を備えた冷暖房機本体１１と、冷
房時は前記冷暖房機本体１１における口１３から
の冷気吹出し域よりも上層域の室内空気を、また
暖房時は前記冷暖房機本体１１における前記口１
２への室内空気吸引域よりも下層域の室内空気を
水平面又はほぼ水平面に沿わせて流動させる状態
で吸引する口１Ｂ及び１Ａ、フアン４、これら両
口１Ｂ，１Ａを選択的に開閉自在なシヤツター
６、前記口１Ｂ，１Ａから選択的に吸引した室内
空気を冷却、加熱することなく、前記冷暖房機本
体１１の前記口１３から吹出される冷気又は暖気
に混合させるように吹出す口５を備えた冷暖房用
補助送風ボツクス２とを、別体構成してあること
を特徴構成とするものである。 ＜作用＞ 上記のような特徴構成を有する本発明の冷暖房
機によれば、 冷房時は、冷暖房機本体１１を介して室内空
気を吸引し熱交換器１４により生成された冷気
又は暖気を室内に吹き出す一方、前記補助送風
ボツクス２を介して、前記の噴気吹き出し域よ
りも上層に滞溜気味に存在する熱い室内空気を
積極的に水平面又はほぼ水平面に沿わせて吸引
し、その吸引気流を前記噴気に混合させるよう
に吹出すことによつて、経時的に噴気が過冷却
さたることが避けられるとともに、室内上層の
熱い空気を滞溜させることなく、流動させて室
内上下の温度差が縮少されるに至る。 暖房時は、冷暖房機本体１１を介して前記噴
気を生成するために吸引される室内空気吸引域
よりも下層に滞溜気味に存在する冷たい空気を
前記補助送風ボツクス２の働きで積極的に水平
方向に吸引し、その吸引気流を前記噴気に混合
させることにより、噴気の経時的過加熱が避け
られるとともに、床面に近い室内下層の冷たい
空気が循環され噴気との混合により昇温され
て、室内上下の温度差が縮少されるに至る。 冷房、暖房何れの場合も、冷暖房機本体１１
からの噴気の吹き出し口は常に居住ゾーンより
も高い位置で、かつ吹き出し方向は水平方向又
は上向きに設定しながら、上述，で述べた
ような作用が得られるので、噴気の直撃を回避
することができる。 ＜発明の効果＞ 以上詳述したことからも明らかなように、本発
明による時は、従来の冷暖房機単独運転による冷
暖房に比べて、 (1) 室内空気を、滞溜させることなく、全体的
に、かつ上下で分割した形態で合理的に循環流
動させて室内上下温度差の極めて少ない、つま
り、室内全体温度が均一化された快適な冷暖房
を行なうことができ、殊に事務所のように室内
に多くの障害物が存在する場合に有効である。 (2) 暖房時、居住ゾーンに局部的な高温域が発生
しないとともに、過冷噴気又は過熱噴気が人体
に直撃されることに起因する不快感が全くな
く、健康管理面でも頗る有効である。 (3) 冷暖房機本体１１としては既設のものをその
まま利用し、前記補助送風ボツクス２のみを付
加することによつて上述したような快適な冷暖
房を実現できるので、需要者における経済的負
担は少なくて済み、普及効果大である。 (4) 上記(3)に関連して、既設の冷房専用機、暖房
専用機にも適宜必要に応じて併用使用すること
ができる。 といつた顕著な効果を奏するに至つたのである。 ＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳述す
る。 第１図において、１は床置式の冷暖房機本体で
あつて、その上下高さ中間位置前面には室内空気
の吸引口１２を有するとともに、上端部には冷気
又は暖気の吹出し口１３を有し、かつ前記口１２
から吸引した室内空気を冷却又は加熱する熱交換
器１４及びフアン（図外）を内蔵している。２は
冷暖房用補助送風ボツクスであつて、前記冷暖房
機本体１１よりも背丈が大でかつ該冷暖房機本体
１１とは別体の状態で床面上に自立設置可能な長
方形状の縦長中空ボツクス本体１の上端部上面及
び側面に、前記冷暖房機本体１１における噴気吹
出し口１３からの冷気吹出し域よりも上層域の室
内空気を水平面又はほぼ水平面に沿わせて流動さ
せる状態で吸引可能な大小二種の口１Ｂ，１
B′が設けられているとともに、前記中空ボツク
ス本体１の下端部前面及び側面には、前記冷暖房
機本体１１における室内空気吸引口１２への室内
空気吸引域よりも下層域の室内空気を水平面又は
ほぼ水平面に沿わせて流動させる状態で吸引可能
な大小二種の口１Ａ，１A′が設けられ、かつ前
記中空ボツクス本体１の上端寄り前面には、前記
吸引口１Ｂ，１B′又は１Ａ，１A′から吸引した
室内空気を冷却、加熱することなく、前記冷暖房
機本体１１の吹出し口１３の直上部位置から室内
に向けて吹出す口５が設けられ、また中空ボツク
ス本体１内には電動シロツコフアン４が内蔵され
てあり、更に前記上下の各吸引口１Ｂ，１B′，
１Ａ，１A′の各周縁には夫々第２図で示すよう
に一方が開放した大、小二種の差込枠７Ｂ，７
B′，７Ａ，７A′が固着され、これらに入替自在
な第３図で示すような大小二種のシヤツター６，
６′を設けて、これらシヤツター６，６′の入替操
作によつて前記口１Ｂ，１B′，１Ａ，１A′を選
択的に開閉自在に構成している。第１図中８はフ
アン４の起動スイツチであり、また前記補助送風
ボツクス２の吹出し口５ならびに冷暖房機本体１
１における吸引口１２及び吹出し口１３には夫々
風向変更羽根が装着されているが、これらは周知
であるため具体的説明は省略する。 而して、暖房時は、シヤツター６，６′を介し
て前記補助送風ボツクス２における中空ボツクス
本体１の上部吸引口１Ｂ，１B′を閉じ、下部吸
引口１Ａ，１A′を開いてフアン４を冷暖房機本
体１１の運転に同期させて作動させることによ
り、第４図イの実線で示すように前記冷暖房機１
１による室内空気の吸引域よりも下層域の室内空
気を水平面又はほぼ水平面に沿わせて吸引すると
ともに、それを加熱することなく前記吹き出し口
５から水平方向に向けて室内に吹出す。また、冷
房時は、前記シヤツター６，６′の入替に基づい
て中空ボツクス本体１の下部吸引口１Ａ，１
A′を閉じ、上部吸引口１Ｂ，１B′を開いてフア
ン４を冷暖房機１１の運転に同期作動させること
により、第４図ロの実線で示すように、前記冷暖
房機１１からの噴気吹出し域よりも上層域の室内
空気を水平面又はほぼ水平面に沿わせて吸引する
とともに、前記吹出し口５から水平方向に向けて
室内に吹出す。そして、暖房、冷房のいずれの場
合も、前記冷暖房機１１からの噴出吹出し方向を
第４図イ，ロで示す如く水平面に対してやや上向
きに設定しておくことにより、前記補助送風ボツ
クス２の吹出し口５から吹出される室内吸引空気
を冷暖房用噴気に混合させ、この混合気を第４図
イ，ロで示す如く室内に流動させるといつたよう
な室内空気全体の循環作用をもつて上下温度差の
少ない暖房又は冷房を行なわせるものである。 次に、上記実施例で示した補助送風ボツクスと
同等な機能を有するボツクス２を第５図乃至第７
図で示すように、冷暖房機本体１１に取付けた状
態で本発明者らが実際に行なつた実験結果（暖房
実験）について説明する。 (1) 実験方法 ａ 実験対象室 第８図で示すような平面形態で、縦×横×
高さが約10.5×10.5×2.9ｍ（床面積110.25
m²、容積319.7m³）であり、室内には事務机
ｄ、カウンターｃ、キヤビネツトｋ、応接セ
ツトｓ、椅子ch等が図の如く配置されてお
り、実際の執務状態でＡ〜Ｇ点の室温を測定
した。 ｂ 冷暖房機１１の位様 全入力：8.1／10KW 圧縮機：5.5KW 送風機：シロツコフアン２個 風 量：62／70m³／分 高さ：1885、奥行：505、開口：1300 吸引口１２の高さ：800 吹出し口幸さ：1800（mm） ｃ 温度記録要領 使用記録計：横河電機製作所製のデジタル
温度記録計3874型

【表】

【表】 ｄ 風速測定 上記表１中の00〜21点の風速と風向 (2) 実験結果 ａ 測定点Ａ〜Ｇにおける室温変化は第９図〜
第１５図で示す通りであり、また外気、冷暖
房機１１及び補助送風ボツクス２の吹出し
口、吸引口夫々の温度変化は第１６図で示す
通りであり、これら結果から ○イ 冷暖房機１１吸引口１２の温度が併用運
転になつた時点から約10℃低下し、吹出し
口１３の温度は併用運転以降上下変動し乍
ら全体的に若干上昇した。 ○ロ Ｆ，Ｇ点を除くＡ〜Ｅ点の上部、中部、
温度が併用運転になつてから、約２−４℃
低下する一方、下部温度が３〜９℃上昇
し、また、冷暖房機１１に近いＦ，Ｇ点で
は中部温度変化が緩やかで下部温度が４℃
程上昇し、冷暖房機１１に遠いＡ，Ｃ，Ｄ
の各点での上部温度の低下及び下部温度の
上昇が著しかつた。 ｂ 冷暖房機単独運転時、及び、補助送風ボツ
クス併用運転時各々における測定点Ｃ−Ｄの
断面温度分布は第１７図イ，ロで、また測定
点Ｂ−Ｆ−Ｇ−Ｅの断面温度分布は第１８図
イ，ロで示す通りであり、この結果から ○イ 併用運転時、床上近くの室温が間口のほ
ぼ全体に亘つて20℃以上で単独運転時と比
較しが約５〜10℃位上昇し、天井付近は約
５℃位低下している。 ｃ 冷暖房機単独運転時における床上1.5ｍ及
び床上2.5ｍの気流状態は第１９図イ及び第
２０図イで示す通りであり、これに対し補助
送風ボツクス２併用運転時の前記各床上高さ
位置の気流状態は第１９図ロ及び第２０図ロ
で示す通りであり、この結果から ○イ 併用運転時における風速が平均的に単独
運転時の場合の約２倍で、大量の室内空気
が循環している。 ○ロ 冷暖房機設置箇所より左側は反時計廻り
の気流が大きく動き、右側は天井に向かつ
て噴き出したものが床に沿つて高速に還流
していて、下層の冷たい空気が補助ボツク
ス２の下部吸引口１Ａに良く吸い込まれて
いる。 ○ハ 天井付近の風速は速いが、人体に当たる
高さ範囲では比較的遅く、噴気の直撃によ
る影響は殆んどなかつた。 以上ａ〜ｃで示す実験結果から、室内の上下温
度差が少なく、極めて快適な暖房空間を作り得る
といつた本発明冷暖房機独特の効果が十分に立証
された。 尚、冷房の場合は、天井近くの熱かい室内空気
を吸引して噴気に混合させる循環形態を採るもの
で、実験結果の詳細は省略するが、暖房の場合と
ほぼ同様に室内温度を効果的に平均化できるのは
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明一実施例を示し、第
１図は概略斜視図、第２図、第３図は夫々要部の
拡大斜視図、第４図イ及びロは暖房時及び冷房時
の空気流れを示す概略側面図、第５図乃至第７図
は実験に供した機器構成の正面図、左側面図及び
右側面図、第８図は実験対象室の平面図、第９図
乃至第１５図は室内各点の温度変化を示すグラ
フ、第１６図は外気及び冷暖房機各部の温度変化
を示すグラフ、第１７図イ，ロ及び第１８図イ，
ロは夫々断面温度分布図、第１９図イ，ロ及び第
２０図イ，ロは夫々気流状態図、第２１図乃至第
２３図は従来方法の床置型暖房機による温度分布
図、第２４図及び第２５図は天吊型暖房機による
温度分布図、第２６図は同上気流分布図、第２７
図イ，ロは従来方法の床置型冷房機による温度分
布図、第２８図は天吊型冷房機による冷房対象室
の平面図、第２９図イ，ロ，ハは同上各断面での
温度分布図である。 １Ａ，１Ｂ……室内空気吸引口、２……冷暖房
用送風補助ボツクス、４……フアン、５……吹出
し口、６……シヤツター、１１……冷暖房機本
体、１２……室内空気吸引口、１３……噴気吹出
し口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 室内空気を吸引する口１２、その吸引空気を
   冷却又は加熱する熱交換器１４、熱交換された冷
   気又は暖気を室内に吹出す口１３を備えた冷暖房
   機本体１１と、冷房時は前記冷暖房機本体１１に
   おける口１３からの冷気吹出し域よりも上層域の
   室内空気を、また暖房時は前記冷暖房機本体１１
   における前記口１２への室内空気吸引域よりも下
   層域の室内空気を水平面又はほぼ水平面に沿わせ
   て流動させる状態で吸引する口１Ｂ及び１Ａ、フ
   アン４、これら両口１Ｂ，１Ａを選択的に開閉自
   在なシヤツター６、前記口１Ｂ，１Ａから選択的
   に吸引した室内空気を冷却、加熱することなく、
   前記冷暖房機本体１１の前記口１３から吹出され
   る冷気又は暖気に混合させるように吹出す口５を
   備えた冷暖房用補助送風ボツクス２とを、別体構
   成してあることを特徴とする送風式冷暖房機。