特開 2023-12928 吹出口構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023012928

(43)【公開日】2023-01-26

(54)【発明の名称】吹出口構造

(51)【国際特許分類】

   F24F 13/06 20060101AFI20230119BHJP

【ＦＩ】

F24F13/06 D

F24F13/06 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021116694

(22)【出願日】2021-07-14

(71)【出願人】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】塩澤 拓馬

(72)【発明者】

【氏名】新川 隆将

【テーマコード（参考）】

3L080

【Ｆターム（参考）】

3L080BB01

3L080BE04

(57)【要約】

【課題】電源の配線工事を必要としない吹出口構造を提供する。
【解決手段】吹出口装置１０は、空調空気が供給されるチャンバー１２と、チャンバー１２から空調空気を吹き出す吹出口１２Ａと、チャンバー１２の内部に設けられ空調空気により回転する風車３８と、チャンバー１２の内部に設けられ風車の回転により発電を行う発電機３２と、吹出口１２Ａに設けられ発電機３２で発電された電力により発熱する電気ヒータ２２と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

空調空気が供給される吹出口本体と、
前記吹出口本体から空調空気を吹き出す吹出口と、
前記吹出口本体の内部に設けられ空調空気により回転する風車と、
前記吹出口本体の内部に設けられ前記風車の回転により発電を行う発電機と、
前記吹出口に設けられ前記発電機で発電された電力により発熱するヒータと、
を有する吹出口構造。

【請求項2】

前記吹出口から吹き出す前記空調空気の温度が予め設定された温度以上の場合に、前記ヒータへの通電を停止する感温スイッチを有する、
請求項１に記載の吹出口構造。

【請求項3】

前記感温スイッチは、バイメタルスイッチである、
請求項２に記載の吹出口構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、吹出口構造に関する。

【背景技術】

【0002】

空調空気の吹出口として、吹出口の結露を抑制するために、ヒータ線を内蔵した吹出口が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
この吹出口は、ヒータ線に電源を接続して通電することで発熱させ、吹出口の結露を抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－０１３３２８号公報

【特許文献2】特開２０１２－２１１７４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の吹出口では、配電盤から吹出口に至る電源配線を施す電気工事を必要とし、改善の余地があった。

【0005】

本発明は上記事実を考慮し、電源配線の電気工事を必要としない吹出口構造の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１に記載の吹出口構造は、空調空気が供給される吹出口本体と、前記吹出口本体から空調空気を吹き出す吹出口と、前記吹出口本体の内部に設けられ空調空気により回転する風車と、前記吹出口本体の内部に設けられ前記風車の回転により発電を行う発電機と、前記吹出口に設けられ前記発電機で発電された電力により発熱するヒータとを有する。

【0007】

請求項１に記載の吹出口構造では、吹出口本体の内部に風車と発電機を設けているので、空調空気が送風された際に風車が回転して発電機が発電をし、ヒータに電力を供給することができる。ヒータに電力が供給されることでヒータが発熱し、吹出口を温めることができる。
請求項１に記載の吹出口構造では、吹出口本体の内部に風車と発電機を設けて自己発電するので、商用電源を必要とせず、電源の配線工事が不要となる。

【0008】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の吹出口構造において、前記吹出口から吹き出す前記空調空気の温度が予め設定された温度以上の場合に、前記ヒータへの通電を停止する感温スイッチを有する。

【0009】

請求項２に記載の吹出口構造では、吹出口から吹き出す空調空気の温度が予め設定された温度以上の場合に、感温スイッチがヒータへの通電を停止する。
このため、吹出口から吹き出す空調空気の温度が予め設定された温度以上で、吹出口に結露の虞れがないときに、通電を停止することができる。これにより、ヒータを発熱させ続けることによる不具合、例えば、吹出口の部材の変形や、塗装の変色等を抑制することができる。
また、結露の虞がなく吹出口を昇温する必要がない場合、即ち、感温スイッチでヒータへの通電を停止した場合、発電機を駆動する力、言い換えれば、風車を回転させる力を通電時よりも必要としなくなる。そのため、空調空気によって風車を軽く回転させることができ、送風抵抗を小さくすることができる。
また、結露の虞がない場合に吹出口を昇温しないので、吹出口の昇温を長時間続けることによる吹出口の変形や変色を抑制することもできる。

【0010】

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の吹出口構造において、前記感温スイッチは、バイメタルスイッチである。

【0011】

請求項３に記載の吹出口構造では、電力を使用せず、バイメタルスイッチという簡単な構造でヒータへの通電をオンオフすることができる。

【発明の効果】

【0012】

以上説明したように本発明の吹出口構造によれば、電源配線の電気工事を必要としないという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態に係る吹出口装置の概略構成を示す分解斜視図である。

【図2】（Ａ）は発電ユニットを示す平面図であり、（Ｂ）は発電ユニットの構成を示す縦断面図である。

【図3】第２の実施形態に係る吹出口装置を示す縦断面図である。

【図4】第３の実施形態に係る吹出口装置の電気系を示す回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１、及び図２を用いて、本発明の第１の実施形態に係る吹出口構造を備えた吹出口装置１０について説明する。
図１に示すように、本実施形態の吹出口装置１０は、空調空気が供給される吹出口本体としての細長い矩形箱状のチャンバー１２を備えている。本実施形態の吹出口装置１０は、一例として、ブリーズラインタイプと呼ばれるものである。

【0015】

チャンバー１２は、天井裏空間に配置される。チャンバー１２の下部には、空調空気を室内に吹き出す吹出口１２Ａが設けられている。

【0016】

図１、及び図２に示すように、吹出口１２Ａは、長方形状とされた枠形状とされ、中央部分が開口している。

【0017】

図２に示すように、吹出口１２Ａは、天井板１４に形成された開口部１６に配置されている。吹出口１２Ａには、必要に応じて風向きを変更可能な複数の羽根１２Ｂが設けられている。なお、羽根１２Ｂは必要に応じて設ければよく、無くてもよい。吹出口１２Ａ、及び羽根１２Ｂは、合成樹脂製でもよく、メッキや塗装がされた金属製であってもよい。

【0018】

図１に示すように、チャンバー１２の側面には、図示しない空調機からの空調空気が送られるダクト１８が接続される円孔を有した接続部２０が設けられている。

【0019】

図２（Ｂ）に示すように、吹出口１２Ａには、吹出口１２Ａを加熱して昇温する電気ヒータ２２が設けられている。本実施形態の吹出口１２Ａは、合成樹脂製であり、内部に電気ヒータ２２を埋設しているが、電気ヒータ２２は額縁表面に配置してもよい。電気ヒータ２２は、吹出口１２Ａの全周に渡って設けられている。

【0020】

電気ヒータ２２の形状は特に問わず、線状であってもよく、面状であってもよい。また、図２（Ｂ）に示す例では、羽根１２Ｂに電気ヒータ２２が設けられていないが、羽根１２Ｂに電気ヒータ２２を設けてもよい。

【0021】

図１に示すように、吹出口１２Ａには、コ字形状のフレーム２４が一対設けられており、一方のフレーム２４と他方のフレーム２４とに２つの連結部材２６が掛け渡されている。

【0022】

２つの連結部材２６の間には、発電ユニット２８が配置されている。発電ユニット２８は、軸方向を鉛直方向とした円筒部材３０を備えている。円筒部材３０は、図示しないネジ等で連結部材２６に固定されている。

【0023】

図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、円筒部材３０の内部には、回転軸３２Ａを下向き、かつ鉛直方向とした発電機３２が配置されている。発電機３２は、一例として円筒部材３０の内周面に金具３４を用いて支持されている。

【0024】

本実施形態の発電機３２は、一例として円柱形状とされており、上端部に、空気抵抗低減用のコーン形状（先細り形状。円錐形状）のキャップ３６が取り付けられている。

【0025】

発電機３２の回転軸３２Ａには、風車３８が取り付けられており、風車３８が回転することで、発電機３２は発電を行う。本実施形態の風車３８は、プロペラ形状であるが、風を受けて回転するものであればその形状は特に問わない。また、発電機３２は、直流発電を行うものであってもよく、交流発電を行うものであってもよい。

【0026】

ダクト１８を介してチャンバー１２内に空調空気が送り込まれると、該空調空気は、吹出口１２Ａから室内に吹き出されるが、該空調空気の通過経路中に発電ユニット２８が設けられているため、空調空気が発電ユニット２８を通過すると、風車３８が回転して発電機３２は発電を行う。

【0027】

図１に示すように、連結部材２６には、チャンバー１２内を通過して吹出口１２Ａから吹き出す空調空気の温度を測定する温度センサ４２、及び制御装置４４が設けられている。制御装置４４は、配線４６で温度センサ４２と接続され、配線４８で発電機３２と接続され、配線５０で電気ヒータ２２と接続されている。

【0028】

温度センサ４２は、チャンバー１２内を流れて吹出口１２Ａから吹き出す空調空気の温度を検出する。温度センサ４２で検出された空調温度の温度検出データは、配線４６を介して制御装置４４に送られる。

【0029】

制御装置４４には、吹出口１２Ａに結露を生ずる条件の一例である結露温度Ｔ１が予め記憶されており、制御装置４４は、予め記憶された結露温度Ｔ１と、温度センサ４２で検出した空調空気の空調空気温度Ｔ２とを比較する。制御装置４４は、空調空気温度Ｔ２が結露温度Ｔ１以下であると判断すると、電気ヒータ２２に通電を行い、吹出口１２Ａを昇温させる制御を行う。なお、制御装置４４は、発電機３２で発電された電力を用いて作動する。

【0030】

図２（Ｂ）に示すように、吹出口１２Ａには、室内側から見える位置に、動作確認ランプ５２が取り付けられている。制御装置４４は、電気ヒータ２２の動作時に、動作確認ランプ５２に配線５４を介して電力を供給して動作確認ランプ５２を点灯させる。動作確認ランプ５２には、一例としてＬＥＤが用いられている。

【0031】

なお、この吹出口装置１０は、長尺のボルト５６の一端をナット５８を用いてフレーム２４に固定し、該ボルト５６の他端を梁などに固定することで、梁等の構造物に固定することができる。

【0032】

（作用、効果）
本実施形態の吹出口装置１０では、空調機が作動し、空調空気が吹出口１２Ａの開口部１０ａに向けて流れると、風車３８が回転し、発電機３２で発電が行われる。

【0033】

ここで、一例として、冷房時に、吹出口１２Ａを通過する空調空気の温度が室温よりも低く、吹出口１２Ａの温度が室温よりも低くなると、吹出口１２Ａが結露する場合がある。特に、夏場で室温、及び湿度が比較的高く、空調空気の温度が室温よりも低く、かつ室温と空調空気との温度差が大きい場合に、結露が生じ易くなる。

【0034】

しかし、本実施形態の吹出口装置１０では、予め記憶しておいた結露温度Ｔ１よりも空調空気の温度が低い場合に、吹出口１２Ａを電気ヒータ２２で昇温するので、吹出口１２Ａの温度と室温と温度差が小さくなり、吹出口１２Ａの結露を抑制することができる。

【0035】

なお、吹出口１２Ａの結露は、吹出口１２Ａの温度、室内の気温（室温）、室内の空気の湿度など諸条件が揃うことで生じるので、結露温度Ｔ１は、予め実験を行って設定することが好ましい。

【0036】

本実施形態の吹出口装置１０では、空調空気が送風されている間は絶えず風車３８が回り続けるので、空調空気が送風されている間は電気ヒータ２２への電力供給が可能となっている。

【0037】

本実施形態の吹出口装置１０は、空調空気を利用して自己発電するので、電源の配線工事を必要としないため、取付け工事の作業を軽減できる。なお、改修工事等で、電源線を持ってこれない場所においても、本実施形態の吹出口装置１０は設置可能であり、電気ヒータ２２による結露防止対策を取ることが可能となる。

【0038】

本実施形態の吹出口装置１０は、商用電源を必要としないため、電気代を必要とせず、商用電源を必要とする従来技術対比で、維持費を低減することができる。

【0039】

なお、一例として、室温よりも高い温度の空調空気を送風する暖房時など、空調空気の温度が室温以上の場合には、吹出口１２Ａで結露を生じることはないので、電気ヒータ２２で吹出口１２Ａを昇温させる必要はない。

【0040】

本実施形態では、吹出口１２Ａが結露しない条件、即ち、空調空気の温度が、予め設定した結露温度Ｔ１以上の場合に、制御装置４４は電気ヒータ２２への通電をさせないので、電気ヒータ２２へ通電する場合に比較して、発電機３２の回転軸３２Ａを回転させるためにエネルギーを必要とせず、風車３８が軽く回転し、空調空気の通過抵抗を少なくすることができる（言い換えれば、発電機３２を回すエネルギーが少なくなり、チャンバー内を通過する単位時間当たりの空調空気の通過量が増える。）。

【0041】

これにより、冷房時に比較して、吹出口１２Ａから室内へ吹き出される空調空気の吹き出し量が増え、効率的に室内の空調を行うことができる。

【0042】

また、本実施形態の吹出口装置１０では、結露の虞がない場合に吹出口を昇温しないので、吹出口の昇温を長時間続けることによる吹出口の変形や変色を抑制することもできる。

【0043】

本実施形態の吹出口装置１０では、電気ヒータ２２へ電力を送る際に、動作確認ランプ５２が点灯するので、動作確認ランプ５２の点灯により、発電機３２で発電された電力で電気ヒータ２２が発熱していることを、室内から確認することができる。

【0044】

本実施形態の吹出口装置１０では、発電ユニット２８が１個設けられていたがが、発電ユニット２８は必要に応じて増設することができ、図１の実線、及び２点鎖線で示すように、発電ユニット２８を２個設けてもよい。

【0045】

［第２の実施形態］
図３を用いて、本発明の第３の実施形態に係る吹出口装置６０について説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図３に示す本実施形態の吹出口装置６０は、アネモタイプと呼ばれるものであり、発電部分以外の構成は、従来の一般的に知られている構造であるため、発電部分以外の構成は概略を説明する。

【0046】

吹出口装置６０は、本実施形態の吹出口装置６０は、天井裏に配置され、ダクト１８から空調空気が供給される。

【0047】

吹出口装置６０は、ダクト１８が接続される一定径の円筒形状とされたダクト接続部６２Ａと、ダクト接続部６２Ａの下部に設けられて末広がり形状とされた外コーン６２Ｂと、外コーン６２Ｂの内側に設けられ、複数の羽根体からなる中コーン６２Ｃとを含んで構成されている。なお、図示を省略するが、外コーン６２Ｂ、及び中コーン６２Ｃの羽根体の平面視形状は、四角形や円形の公知の形状である。
本実施形態の吹出口装置６０では、円筒形状とされたダクト接続部６２Ａが吹出口本体に相当し、ダクト接続部６２Ａよりも下側部分が吹出口に相当している。

【0048】

ダクト接続部６２Ａの内部には、発電機３２、温度センサ４２、及び制御装置４４が設けられている。発電機３２は、金具（図示省略）などを用いてダクト接続部６２Ａに支持され、空調空気通過経路内に配置されている。また、温度センサ４２、及び制御装置４４は、一例としてダクト接続部６２Ａの内周面に設けられている。

【0049】

本実施形態の吹出口装置６０では、電気ヒータ２２が中コーン６２Ｃに設けられている。

【0050】

本実施形態の吹出口装置６０も第１の実施形態の吹出口装置１０と同様に、予め記憶しておいた結露温度Ｔ１よりも空調空気の温度が低い場合に、中コーン６２Ｃを電気ヒータ２２で昇温するので、中コーン６２Ｃの温度と室温と温度差が小さくなり、中コーン６２Ｃの結露を抑制することができる。

【0051】

なお、電気ヒータ２２は、中コーン６２Ｃだけでなく、外コーン６２Ｂに設けてもよい。

【0052】

［変形例］
図４を用いて、本発明の第１の実施形態に係る吹出口装置１０の変形例について説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

【0053】

図４には、本実施形態の吹出口装置１０の電気回路が示されている。
本実施形態では、電気ヒータ２２、発電機３２、及び感温スイッチの一例としてのバイメタルスイッチ６４が直列に設けられている。
バイメタルスイッチ６４は、第１の実施形態と同様に連結部材２６に設けることができるが、空調空気が通過する位置であれば、配置する位置は特に問わない。

【0054】

本実施形態では、空調空気の温度Ｔ２が、予め記憶しておいた結露温度Ｔ１以下となった場合にバイメタルスイッチ６４がオンになり、電気ヒータ２２に電力が供給され、吹出口１２Ａが電気ヒータ２２で昇温される。

【0055】

本実施形態では、バイメタルスイッチ６４という簡単な構造で電気ヒータ２２への通電をオンオフすることができるため、吹出口装置１０の装置構成が簡単になり、吹出口装置１０を低コストで提供することができる。

【0056】

なお、本実施形態では、感温スイッチとしてバイメタルスイッチ６４を用いたが、感温スイッチとして、バイメタルを用いない他の構造のサーモスタットスイッチを用いることもできる。

【0057】

なお、本構造は、第２の実施形態のアネモタイプの吹出口装置６０にも適用できる。

【0058】

［その他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0059】

１０ 吹出口装置
１２ チャンバー（吹出口本体）
１２Ａ 吹出口
２２ ヒータ
３２ 発電機
３８ 風車
６０ 吹出口装置
６２Ａ ダクト接続部（吹出口本体）
６２Ｂ 外コーン（吹出口）
６２Ｃ 中コーン（吹出口）
６４ バイメタルスイッチ（感温スイッチ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】