JPH0735382A - 冷暖房空気調和用室内対流機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冷暖房時における室内の上下方向に生じる温度
分布を解消し、ひいては空調運転に要する電力費の節減
に寄与することのできる冷暖房空気調和用室内対流機
を、極めて簡単な構造によって実現するものである。 【構成】中空柱状体内部に送風手段を設けた冷暖房空気
調和用室内対流機であって、中空柱状体の上下適所に吸
排気口を設け、送風手段によって発生させた風流を一方
の吸排気口から吸入し、他方の吸排気口から排気するも
のである。この吸排気口の位置関係は夏期と冬期で反転
させるものであり、反転手段としては１つの送風ファン
に対する機構的手段や、２つの送風ファンの一方を運転
する選択的手段が採用されるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷暖房時において生じる
室内の天井付近と床付近の温度差を解消し、均一な室内
温度分布を得ることができる冷暖房空気調和用室内対流
機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】室内の空調システムは、天井や壁面の所
定位置に設けた空調ユニットより冷温風を吹き出すもの
が一般的なものである。これは空調ユニットに吸気口と
吹き出し口を有し、室内の空気を取り込んで吹き出すも
のと、ビル用のパッケージのように、外気を取り込んで
室内に吹き出すものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な空調システムでは、天井付近と床付近において温度差
が生じてしまうという問題点がある。即ち、温度の低い
空気は密度が大きく、温度の高い空気は逆に密度が小さ
いため、天井付近は温度が高く、床付近は温度が低くな
ってしまうのである。従って、夏期においては上半身が
暑く感じ、冬期においては足元が寒く感じたりすること
になる。そしてこれを解消するため、必要以上の温度設
定を行いがちであり、空調に要する電力費も嵩んでしま
うという問題点となるのである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解決するために成されたものであり、冷暖房時における
室内の上下方向に生じる温度分布を解消し、ひいては空
調運転に要する電力費の節減に寄与することのできる冷
暖房空気調和用室内対流機を、極めて簡単な構造によっ
て実現するものである。このような本発明の要旨は、第
１発明としては、中空柱状体内部に送風手段を設けた冷
暖房空気調和用室内対流機であって、前記中空柱状体の
上部及び下部適所に設けられた吸排気口と、中空柱状体
内部における空気流通過断面の両側対向位置に設けられ
た狭窄部材と、中空柱状体内部に設けられた筒体であっ
て、一方向の風流路を形成するとともに、中空柱状体に
回動可能でかつ上流側開口部が、上下流側の両開口縁部
と狭窄部材とが当接することによって区画される中空柱
状体内の上下空間の一方に、下流側開口部が前記上下空
間の他方に位置付けられる位置関係で支持された風流路
形成部材と、中空柱状体内壁と前記風流路形成部材とを
連結し、風流路形成部材の上流側開口上縁と下流側開口
下縁が、および上流側開口下縁と下流側開口上縁がそれ
ぞれ両側の狭窄部材と当接された状態のうちの一方を二
者択一的に付勢維持する付勢手段と、前記風流路形成部
材の内部において一方向の風流を発生させる送風手段と
を備えてなる冷暖房空気調和用室内対流機である。

【０００５】次に第２発明としては、中空柱状体内部に
送風手段を設けた冷暖房空気調和用室内対流機であっ
て、前記中空柱状体の上部及び下部適所に設けられた吸
排気口と、中空柱状体内に設けられ、中空柱状体の内部
空間をほぼ水平方向の風流路と主空間とに区分する遮蔽
部材と、前記風流路内に一方向の風流を発生させる送風
手段と、遮蔽部材の両端位置であってその上部及び下部
適所に設けられた前記主空間に連通する開口部と、前記
上部及び下部適所に設けられた開口部の一方を選択的に
閉塞する移動式の開口部閉塞手段とを備えてなる冷暖房
空気調和用室内対流機である。

【０００６】そして第３発明としては、中空柱状体内部
に送風手段を設けた冷暖房空気調和用室内対流機であっ
て、前記中空柱状体の上部及び下部適所に設けられた吸
排気口と、中空柱状体内部に設けられ、一方向の風流を
発生させるとともに中空柱状体に対して回転可能に関係
付けられた送風手段とを備えてなる冷暖房空気調和用室
内対流機である。

【０００７】さらに第４の発明としては、中空柱状体内
部に送風手段を設けた冷暖房空気調和用室内対流機であ
って、前記中空柱状体の上部及び下部適所に設けられた
吸排気口と、中空柱状体内部に設けられ、上方向に向か
う風流を発生させる第１の送風手段と下方向に向かう風
流を発生させる第２の送風手段とを備えてなる冷暖房空
気調和用室内対流機である。

【０００８】

【作用】本発明は、以下の作用によって上記課題を解決
するのである。本発明の冷暖房空気調和用室内対流機
は、中空柱状体内部に送風手段を設けたものであって、
中空柱状体の上部及び下部適所に吸排気口を設けている
ので、上部から吸気して下部から排気させたり、これと
は逆に下部から吸気して上部から排気したりすることが
できる。そしてこの吸排気口の変更は、以下に説明する
第１〜第４発明のそれぞれ固有の作用によって実現でき
るのてある。

【０００９】先ず第１発明としては、中空柱状体内部に
おける空気流通過断面の両側対向位置に設けられた狭窄
部材と、中空柱状体内部に設けられた筒体であって、一
方向の風流路を形成するとともに、中空柱状体に回動可
能でかつ上流側開口部が、上下流側の両開口縁部と狭窄
部材とが当接することによって区画される中空柱状体内
の上下空間の一方に、下流側開口部が前記上下空間の他
方に位置付けられる位置関係で支持された風流路形成部
材により、以下のように中空柱状体内部における風流方
向を反転する作用が得られる。即ち、狭窄部材と筒体の
開口縁部が当接することによって区画される中空柱状体
内の上下空間に対して、上流側開口部が上方に、一方下
流側開口部が下方に位置すると、中空柱状体の上方から
下方に向かった風流となる。従って中空柱状体の上部が
吸気口に、下部が排気口となる。これとは逆に上流側開
口部が下方に、下流側開口部が上方に位置すると、中空
柱状体の下方から上方に向かった風流となり、上部が排
気口に、下部が吸気口となる。そして中空柱状体内壁と
前記風流路形成部材とを連結し、風流路形成部材の上流
側開口上縁と下流側開口下縁が、および上流側開口下縁
と下流側開口上縁がそれぞれ両側の狭窄部材と当接され
た状態のうちの一方を二者択一的に付勢維持する付勢手
段によって、上記２種類の風流方向に応じた風流路形成
部材の位置が確実に維持できるのである。

【００１０】次いで第２発明としては、先ず、中空柱状
体内に設けられた中空柱状体の内部空間をほぼ水平方向
の風流路と主空間とに区分する遮蔽部材によって、中空
柱状体内において水平方向の風流が得られる。次に遮蔽
部材の両端位置であってその上部及び下部適所に設けら
れた前記主空間に連通する開口部と、前記上部及び下部
適所に設けられた開口部の一方を選択的に閉塞する移動
式の開口部閉塞手段によって、以下のようにして上向き
の風流と下向きの風流が得られるのである。即ち、風流
路の上流側においては下部の開口部を閉塞し、下流側に
おいては上部の開口部を閉塞することによって、中空柱
状体の上方から下方に向かった風流となる。従って中空
柱状体の上部が吸気口に、下部が排気口となる。これと
は逆に風流路の上流側においては上部の開口部を閉塞
し、下流側においては下部の開口部を閉塞することによ
って、中空柱状体の下方から上方に向かった風流とな
る。従って中空柱状体の上部が排気口に、下部が吸気口
となる。

【００１１】そして第３発明としては、一方向の風流を
発生させるとともに中空柱状体に対して回転可能に支持
された送風手段によって、送風手段自体を回転させるこ
とによって吸排気口を反転させることができる。

【００１２】さらに第４の発明としては、中空柱状体内
部に設けられた上方向に向かう風流を発生させる第１の
送風手段と、下方向に向かう風流を発生させる第２の送
風手段によって、いずれか一方の送風手段を選択するこ
とによって吸排気口を反転させることができる。

【００１３】

【実施例】続いて上記第１〜第４発明の詳細を、図面に
基づいて説明する。図１は、第１発明による冷暖房空気
調和用室内対流機の全体構造を、正面図（イ）および側
面図（ロ）を用いて表したものである。図例のものは中
空柱状体１の上部に上部吸排気口２を、下部には下部吸
排気口３を設けたものである。中空柱状体１の内部で、
上下方向に流れる空気流の通過断面の両側対向位置に
は、空気流路の一部を遮るように２つの狭窄部材４、４
が設けられている。そして中空柱状体１にシャフト５に
よって回動可能な状態で、筒状の風流路形成部材６が支
持されている。この風流路形成部材６の内部には、矢印
で示す一方向の風流を発生させる送風手段として、送風
ファン７が設けられている。そしてこの風流路形成部材
６は、例えば実線で示すようにその上流側開口部の下縁
と狭窄部材４が、下流側開口部の上縁と狭窄部材４がそ
れぞれ当接する状態Ａと、これとは逆に一転鎖線で示す
ように上流側開口部の上縁と狭窄部材４が、下流側開口
部の下縁と狭窄部材４がそれぞれ当接する状態Ｂ、の２
つの状態を二者択一的に選択して位置するものである。
言い換えればこの風流路形成部材６は、その上流側開口
部が、上下流側の両開口縁部と狭窄部材４とが当接する
ことによって区画される中空柱状体１内の上下空間の一
方に、そして下流側開口部が前記上下空間の他方に位置
付けられる位置関係となるのである。そして上記状態Ａ
と状態Ｂを二者択一的に付勢維持するため、付勢手段と
してのバネ８によって中空柱状体１の内壁と風流路形成
部材６とが連結されている。

【００１４】このような構造においては、先ず状態Ａに
おいては図から明らかなように、中空柱状体１内の風流
は上から下へ流れる。従って下部吸排気口３が排気口と
なり、上部吸排気口２が吸気口となる。このような使用
方法は、特に冬期において寒い足元を温める場合に有効
である。一方状態Ｂについては言うまでもないが、中空
柱状体１内の風流は下から上へ流れる。従って下部吸排
気口３が吸気口となり、上部吸排気口２が排気口とな
る。このような使用方法は、特に夏期において暑い上半
身を冷やす場合に有効である。

【００１５】そして夏期と冬期の切り換え、即ち風流路
形成部材６の回動については、例えば中空柱状体１に開
閉扉を設けておき、直接風流路形成部材６を動かすこと
により行うことができる。また例えば図１において、バ
ネ８の支持軸を中空柱状体１を貫通して回動用レバーと
することも可能であり、使用状況に応じて適宜設計すれ
ば良い。

【００１６】次に図２は、第２発明による冷暖房空気調
和用室内対流機の全体構造を、正面図（イ）および側面
図（ロ）を用いて表したものである。図例のものも中空
柱状体１の上部に上部吸排気口２を、下部には下部吸排
気口３を設けた点で、第１発明のものと同様である。し
かしながら中空柱状体１の内部空間を、ほぼ水平方向の
風流路と主空間とに区分する遮蔽部材９を固定的に設け
た点が大きく異なるものである。この遮蔽部材９の内部
には、送風手段として矢印で示す一方向の風流を発生さ
せる送風ファン７を設け、一方遮蔽部材９の上下流両端
位置における上部及び下部適所には、主空間に連通する
開口部１０、１１、１２、１３が設けられている。そし
て上部及び下部の開口部１０、１１又は１２、１３のう
ちの一方を選択的に閉塞するための移動式の開口部閉塞
手段として、図示するようなダンパー１４、１５が設け
られている。このダンパー１４、１５は図から明らかな
ように、シャフト１６、１６を中心に、約９０°回動し
うるよう取り付けられている。

【００１７】このダンパー１４、１５の回動には、中空
柱状体１に開閉扉を設けて直接手で動かしたり、適当な
レバーを中空柱状体１を貫通させておいても良い。

【００１８】このような構造においては、下流側の上部
開口部１０と上流側の下部開口部１３をそれぞれダンパ
ー１４、１５で閉塞した場合、中空柱状体１内部の風流
は上から下へ流れることになる。従って下部吸排気口３
が排気口となり、上部吸排気口２が吸気口となる。この
ような使用方法は、特に冬期において寒い足元を温める
場合に有効である。一方下流側の下部開口部１１と上流
側の上部開口部１２をそれぞれ閉塞した場合は、言うま
でもないが中空柱状体１内の風流は下から上へ流れる。
従って下部吸排気口３が吸気口となり、上部吸排気口２
が排気口となる。このような使用方法は、特に夏期にお
いて暑い上半身を冷やす場合に有効である。

【００１９】また図３は、第３発明による冷暖房空気調
和用室内対流機の全体構造を、正面図を用いて表したも
のである。図例のものは中空柱状体１の上部に上部吸排
気口２を、下部には下部吸排気口３を設け、中空柱状体
１の内部に一方向の風流を発生させる送風手段としての
送風ファン７を設けたものである。この送風ファン７
は、シャフト１７によって中空柱状体１に対して回転可
能に取り付けられているものである。このような構造に
よれば、必要に応じて送風ファン７の上下方向を反転さ
せることによって、夏期における下部吸気上部排気と、
冬期における上部吸気下部排気とを随時選択使用するこ
とができる。

【００２０】さらに図４は、第４発明による冷暖房空気
調和用室内対流機の全体構造を、正面図を用いて表した
ものである。図例のものは中空柱状体１の上部に上部吸
排気口２を、下部には下部吸排気口３を設け、中空柱状
体１の内部に上方向に向かう風流を発生させる第１の送
風手段としての送風ファン７ａと、下方向に向かう風流
を発生させる第２の送風手段としての送風ファン７ｂと
を並列的に設けたものである。このような構造によれ
ば、必要に応じて２つの送風ファン７ａ、７ｂのうちの
一方を運転することにより、夏期における下部吸気上部
排気と、冬期における上部吸気下部排気とを随時選択使
用することができるのである。

【００２１】ここでは送風ファンにプロペラファンを用
いた例として説明したが、他にもシロッコファンや軸流
ファン等も勿論使用可能であり、送風ファンの種類とし
て本例に何ら限定されるものではない。

【００２２】さらに上記４例は、常に一方向の風流を発
生させる送風ファンを用いた例であったが、これとは別
に例えば図３と同一構造で送風ファン７を中空柱状体に
対して固定しておき、送風ファン７のモーターの回転方
向を反転させることも可能である。この送風ファン７の
反転は、交流モーターにあっては工業用の三相交流の場
合は３線のうちの２線の結線を入れ換えることで、また
家庭用等の単相２線式の場合には、コンデンサーの結線
を入れ換えることで容易に実現できる。また整流器と組
み合わして直流モーターによる送風ファンとし、モータ
ーへの供給電源の極性を反転させることによっても風流
方向を反転させることができる。このような送風ファン
の反転手段は適当なスイッチで構成し、中空柱状体１の
適所にコントロールパネルを設けて電源スイッチ等とと
もに配置しておけば良い。

【００２３】また、中空柱状体の上部適所と下部適所に
温度測定手段を設け、上部温度と下部温度の温度差を検
出する温度差検出手段と併用し、上部と下部の温度差に
よって自動的に送風ファンを運転／停止させることもで
きる。このとき特に第４発明のような構造では、一定の
設定温度と室内温度との差を検出することによって、運
転時の風流吹き出し方向を判別し、運転する送風ファン
を選択させることも可能である。さらに送風ファンに交
流モーターを用いる場合は、温度差によって上述の結線
を適宜切り換えて風流吹き出し方向を選択すれば良い。
この風流吹き出し方向の選択は、自動で行うと便利であ
る。加えて交流モーターを用いた送風ファンの場合は、
インバーター、上記温度差検出手段を組み合わせ、上部
と下部の温度差の大きさによって送風ファンの回転数を
制御することもできる。例えば春期や秋期のように室内
上下の温度差が小さい場合には回転数を低く、逆に夏期
や冬期のように温度差が大きい場合には回転数を高くす
れば良く、温度差に応じて回転数を調節すれば良い。

【００２４】またさらには吸排気口や中空柱状体内外部
に、フィルターや消臭芳香機能、防カビ機能、空気清浄
機能等、その他室内雰囲気の浄化等に効果のある機能を
付与させることも有効である。

【００２５】加えて図５に示しているように吸排気口を
ダクト式とし、広い室内の場合であっても、室内全体に
まんべんなく空気循環流を生成させることもできる。図
例のものは室内壁面の適所に、前述の第１〜第４の発明
のいずれかによる送風機能を設けた中空柱状体１を設置
し、天井及び床面に壁面２２に沿って上部ダクト２０と
下部ダクト２１を設け、上部ダクト２０には上部吸排気
口２を、下部ダクト２１には下部吸排気口３をそれぞれ
設けたものである。この上部ダクト２０及び下部ダクト
２１は室内を囲むような形で全壁面に設けてもよいし、
必要な箇所だけに設けても良い。また、高さ方向の設置
位置についても、天井や床面に何ら限定されるものでは
ない。

【００２６】

【発明の効果】以上のように第１〜第４発明のいずれの
発明においても、送風ファンによって発生する風流の方
向を一定としながら、極めて簡単な構造によって中空柱
状体内の風流方向、即ち吸排気口の位置関係を反転させ
ることができる。従って商用電源でそのまま使用可能で
あり、室内に特別な付帯設備を要することなく設置でき
るので、手軽に室内上下の温度差を無くすることができ
る。これにより、オフィス等の業務用のものから一般家
庭用のものまで幅広い製品形態が可能とあり、極めて汎
用性の高いものとなるのである。そして室内全体が均一
な温度分布となるので、従来のように上下方向の温度差
により生じる不快感を解消せんとして必要以上の空調電
力を消費することも無くなり、エネルギーコストの削減
に寄与することができる。また上述のように各種の温度
検出手段との併用によって、より無駄のない効率的な運
転を行うこともできる。このように本発明によれば、安
価な設備費で且つ空調に要する電力費も節約しながら、
快適な居住環境を創出することができるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明による冷暖房空気調和用室内対流機の
全体構造を表す部分断面説明図で、（イ）が正面図、
（ロ）が側面図

【図２】第２発明による冷暖房空気調和用室内対流機の
全体構造を表す部分断面説明図で、（イ）が正面図、
（ロ）が側面図

【図３】第３発明による冷暖房空気調和用室内対流機の
正面から見た全体構造を表す部分断面説明図

【図４】第４発明による冷暖房空気調和用室内対流機の
正面から見た全体構造を表す部分断面説明図

【図５】吸排気口をダクト式とした場合の実施例を表す
説明図

【符号の説明】

１ 中空柱状体 ２ 上部吸排気口 ３ 下部吸排気口 ４ 狭窄部材 ５、１６、１７ シャフト ６ 風流路形成部材 ７、７ａ、７ｂ 送風ファン ８ バネ ９ 遮蔽部材 １０〜１３ 開口部 １４、１５ ダンパー ２０ 上部ダクト ２１ 下部ダクト ２２ 壁面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空柱状体内部に送風手段を設けた冷暖房
   空気調和用室内対流機であって、 前記中空柱状体の上部及び下部適所に設けられた吸排気
   口と、 中空柱状体内部における空気流通過断面の両側対向位置
   に設けられた狭窄部材と、 中空柱状体内部に設けられた筒体であって、一方向の風
   流路を形成するとともに、中空柱状体に回動可能でかつ
   上流側開口部が、上下流側の両開口縁部と狭窄部材とが
   当接することによって区画される中空柱状体内の上下空
   間の一方に、下流側開口部が前記上下空間の他方に位置
   付けられる位置関係で支持された風流路形成部材と、 中空柱状体内壁と前記風流路形成部材とを連結し、風流
   路形成部材の上流側開口上縁と下流側開口下縁が、およ
   び上流側開口下縁と下流側開口上縁がそれぞれ両側の狭
   窄部材と当接された状態のうちの一方を二者択一的に付
   勢維持する付勢手段と、 前記風流路形成部材の内部において一方向の風流を発生
   させる送風手段と、 を備えてなる冷暖房空気調和用室内対流機。
2. 【請求項２】中空柱状体内部に送風手段を設けた冷暖房
   空気調和用室内対流機であって、 前記中空柱状体の上部及び下部適所に設けられた吸排気
   口と、 中空柱状体内に設けられ、中空柱状体の内部空間をほぼ
   水平方向の風流路と主空間とに区分する遮蔽部材と、 前記風流路内に一方向の風流を発生させる送風手段と、 遮蔽部材の両端位置であってその上部及び下部適所に設
   けられた前記主空間に連通する開口部と、 前記上部及び下部適所に設けられた開口部の一方を選択
   的に閉塞する移動式の開口部閉塞手段と、 を備えてなる冷暖房空気調和用室内対流機。
3. 【請求項３】中空柱状体内部に送風手段を設けた冷暖房
   空気調和用室内対流機であって、 前記中空柱状体の上部及び下部適所に設けられた吸排気
   口と、 中空柱状体内部に設けられ、一方向の風流を発生させる
   とともに中空柱状体に対して回転可能に支持された送風
   手段と、 を備えてなる冷暖房空気調和用室内対流機。
4. 【請求項４】中空柱状体内部に送風手段を設けた冷暖房
   空気調和用室内対流機であって、 前記中空柱状体の上部及び下部適所に設けられた吸排気
   口と、 中空柱状体内部に設けられ、上方向に向かう風流を発生
   させる第１の送風手段と下方向に向かう風流を発生させ
   る第２の送風手段と、 を備えてなる冷暖房空気調和用室内対流機。