特許 7032828 空調設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-01

(45)【発行日】2022-03-09

(54)【発明の名称】空調設備

(51)【国際特許分類】

   F24F 5/00 20060101AFI20220302BHJP

   F24F 7/08 20060101ALI20220302BHJP

   F24F 1/0007 20190101ALI20220302BHJP

   F24F 13/30 20060101ALI20220302BHJP

【ＦＩ】

F24F5/00 101B

F24F7/08 Z

F24F1/0007 331

F24F13/30

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020196649

(22)【出願日】2020-11-27

(62)【分割の表示】P 2017003663の分割

【原出願日】2017-01-12

(65)【公開番号】P2021028568

(43)【公開日】2021-02-25

【審査請求日】2020-12-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000143972

【氏名又は名称】株式会社ササクラ

(74)【代理人】

【識別番号】100099966

【弁理士】

【氏名又は名称】西 博幸

(74)【代理人】

【識別番号】100134751

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 隆一

(72)【発明者】

【氏名】前羽 誠

【審査官】村山 美保

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０６１６８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１２２０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７７８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－０９６９１３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特許第４０７９２６９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】国際公開第９６／０２４００９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２４Ｆ ５／００

Ｆ２４Ｆ ７／０８

Ｆ２４Ｆ １／０００７

Ｆ２４Ｆ １３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

天井部を、平面視四角形の放射パネルが縦横に整列して配置された放射パネル群で構成して、前記天井部の上方の天井裏空間の全体を排気用バッファ空間と成しており、
前記天井部に、室内の空気を前記バッファ空間に排出する通気空間と、空気を室内に送る送気口とが形成されている構成であって、
前記通気空間は、前記放射パネルとこれを支持する吊り具の水平フランジとの間に形成されている一方、
前記送気口は、前記通気空間が形成されている部位よりも隣り合った放射パネルの間隔が広い広幅間隔部に形成されて、前記送気口に送気ダクトが接続されている、
空調設備。

【請求項2】

前記広幅間隔部に前記送気口と灯具とが配置されている、
請求項１に記載した空調設備。

【請求項3】

前記バッファ空間のうち前記通気空間の近傍に、排気ダクトの先端を臨ませている、
請求項１又は２に記載した空調設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、放射パネルを使用した空調設備に関するものである。空調設備は、暖房のみ又は冷房のみの単機能のものと、冷暖房を行えるダブル機能のものとの両方を含んでいる。

【背景技術】

【0002】

熱媒体として水のような液体（流体）を使用して、液体で冷却又は加温された放射パネルによって冷房や暖房を行う放射空調設備（放射空調システム）があり、この空調設備は、騒音がなくて快適性に優れる等の利点があって普及しつつある。この放射空調設備では、温度管理は放射パネルに流れる水の温度を管理することで行われるが、室内の換気機能や調湿機能は持たないため、換気手段を併設している。

【0003】

換気手段は、一般に送気と排気とがセットになっているが、送気口又は排気口を天井部に設けることが一般的であり、その例として特許文献１には、ファン付きの空気送風管を隣り合った放射パネルの間に開口させて、壁面に排気ダクトを開口させることが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第４０７９２６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

送気又は排気をまんべんなく行うという点では、天井面に送気口又は排気口を設けることは合理的である。しかし、特許文献１の構成は、空気送風管はファン付きであるため、空気送風管は天井面の一部にしか開口しておらず、このため、調和空気を室内にまんべんなく行き渡らせる機能に劣ると云える。

【0006】

また、送気口にしても排気口にしても、従来は平面視で四角形や円形に形成されていて天井部の一部にしか配置されていないが、送気口又は排気口を天井部に設けるためには、隣り合った放射パネルの間に送気口又は排気口が納まる程度の間隔を空けて、送気口又は排気口を配置していない部分はカバーで塞いでいることが普通であるため、送気口又は排気口を設けるために大きなデッドスペースが発生してしまい、結果として、放射パネルの敷設面積が減少してしまって、空調機能を向上できないおそれもあった。

【0007】

また、送気口又は排気口にしてもカバーにしても、人が顔を上げると視界に入るが、これらは放射パネルとは全く異なる形態でしかも目立つため、人に違和感を与えるおそれもあった。

【0008】

更に、放射パネルの下方において空気を攪拌すると、境膜伝熱係数が増大して空調効率をアップできることが判っており、従って、換気を利用して空気を攪拌する等して空調効率をアップできると、エネルギーを有効利用できると云えるが、例えば特許文献１のように、空気を空気送風管から真下に吹き出すものでは、換気用の空気は下方に吹き出すだけで放射パネルの下方の空気の攪拌等にはあまり寄与しないため、エネルギーの有効利用の面でまだ改善の余地があった。

【0009】

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本願発明の空調設備は、請求項１のとおり、
「天井部を、平面視四角形の放射パネルが縦横に整列して配置された放射パネル群で構成して、前記天井部の上方の天井裏空間の全体を排気用バッファ空間と成しており、
前記天井部に、室内の空気を前記バッファ空間に排出する通気空間と、空気を室内に送る送気口とが形成されている」
という基本構成において、
「前記通気空間は、前記放射パネルとこれを支持する吊り具の水平フランジとの間に形成されている一方、
前記送気口は、前記通気空間が形成されている部位よりも隣り合った放射パネルの間隔が広い広幅間隔部に形成されて、前記送気口に送気ダクトが接続されている」
という特徴を備えている。

【0011】

請求項２の発明は請求項１の展開例であり、この発明では、
「前記広幅間隔部に前記送気口と灯具とが配置されている」
という構成になっている。

【0012】

請求項３の発明は、請求項１又は２を具体化したもので、
「前記バッファ空間のうち前記通気空間の近傍に、排気ダクトの先端を臨ませている」
という構成になっている。

【発明の効果】

【0015】

本願発明は、放射パネルと吊り具との間に形成された通気空間を排気口として使用するものであるため、排気口を天井面の広い範囲にわたって形成できる。このため、室内からまんべんなく排気することを簡単に実現できて、換気性能の向上に貢献できる。

【0016】

また、空調設備に必須の要素である放射パネルと吊り具とを利用して排気口を形成するものであるため、部材を省略したり減らしたりして、コスト削減にも貢献できる。また、隣り合った放射パネルの群の間に広い間隔を空ける必要がなくなるため、それだけ放射パネルの配置面積を広くすることも可能であり、これにより、空調性能の向上も可能になる。

【0017】

更に、通気空間を設けている箇所では、吊り具は、隣り合った放射パネルの間の隙間を下方から見えなくする目地材の機能も有しているが、吊り具は、放射パネルを吊支できるだけの幅があれば足りるため、天井面をスッキリとさせて美観を向上できる。すなわち、隣り合った放射パネルの群の間に広幅で帯状の長いカバーを配置することを廃止可能であり、このため、美観を向上させることが可能になる。

【0018】

更に、通気空間を排気口に利用するにおいて、室内の空気が放射パネルの下面に沿って流れてから通気空間に流入する傾向を呈することになり、換気に伴って空気が放射パネルの下面に沿って流れることにより、放射パネルの下方の空気を攪拌して境膜伝熱係数が大きくすることができるため、空調効率を向上できる。

【0019】

また、天井裏空間の全体を換気用バッファ空間として利用するものであるため、構造を簡単にしてコスト抑制に一層貢献できる。また、室内の隅々に送気したり、室内の隅々から排気したりすることが一層確実になるため、室内をむらなく換気することを、簡単に実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】実施形態に係る建物の室内の斜視図である。

【図2】建物を図１と同じ方向から見た断面図である。

【図3】（Ａ）は放射パネルの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ視図である。

【図4】図３の IV-IV視断面図である（放射プレートとパイプの断面表示は省略している。）。

【図5】天井部の部分的な平面図である。

【図6】（Ａ）は図５のＡ－Ａ視断面図、（Ｂ）は図５のＢ－Ｂ視断面図、（Ｃ）は図５のＣ－Ｃ視断面図である。

【図7】（Ａ）は第２実施形態の要部縦断正面図、（Ｂ）は参考例の要部縦断正面図である。

【図8】（Ａ）は第３実施形態の要部縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ－Ｂ視断面図、（Ｃ）は第４実施形態の要部縦断側面図である。

【図9】（Ａ）は第５実施形態の断面図、（Ｂ）は第６実施形態の断面図である。

【図10】 第７実施形態を示す図で、（Ａ）は模式的な正面図、（Ｂ）は模式的な平面図である。

【図11】第９実施形態の要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１～図６に示す第１実施形態を説明する。図１，２で建物と空調設備との概略を表示しているが、これらの図のとおり、室の天井部は、前後左右（縦横）に整列して配置された多数枚の放射パネル１を備えている。

【0024】

放射パネル１は、図３に明示するように長方形の形態であり、長辺を互いに当接させた状態で前後に選べて配置することによって放射パネル列を形成し、左右に隣り合った放射パネル列の間には、ある程度の間隔（隙間、空間）が空いている。

【0025】

本実施形態では、上記のとおり、方向を特定するため前後・左右の文言を使用するが、放射パネル１の短辺に沿った方向を前後方向、放射パネル１の長辺に沿った方向を左右方向として定義している（これらの方向は、説明のための便宜的なものである。）。正面視は前後方向から見た状態であり、側面視は左右方向から見た状態である。念のため、図１，３に方向を明記している。

【0026】

図３，図４に示すように、放射パネル１は、前後方向に並列配置された６枚の放射プレート２と、その上面に装着されたパイプ３とで構成されている。放射プレート２は左右長手の細長い形態であり、放射パネル１としても左右長手の長方形に形成されている。各放射プレート２には、半円状の下向き突条４が左右に並んで３列形成されている。従って、各放射プレート２の下面が側面視で凹凸形状になっていると共に、放射パネル１としても側面視で凹凸形状になっており、放射パネル１の短辺の端面１ａ（図３参照）は、凹凸形状端面１ａになっている。

【0027】

図４のとおり、各放射プレート２において、前後の長手側縁のうち一方の長手側縁は段上がり部２ａになって、他方の長手側縁側縁は段落ち部２ｂになっており、前後に隣り合った段上がり部２ａと段落ち部２ｂとを重ね合わせることにより、放射パネル１は全体として１枚板のような外観を呈している。

【0028】

他方、パイプ３は平面視でジグザグに曲げられており、パイプ３の直線部が、各放射プレート２における中央部の下向き突条４に嵌まっている。各放射プレート２における中央部の下向き突条４には、パイプ３を抱持する上向きリブ５を形成している。従って、パイプ３は、上向きリブ５を弾性変形させて下向き突条４に嵌め込まれる（強制嵌合される。）。

【0029】

パイプ３のうちＵ形に曲がった部分は、下向き突条４の上に露出している。また、パイプ３の一端部３ａと他端部３ｂとは、図３のとおり、放射プレート２の一短辺部と平行に延びるように曲げられており、一端部３ａと他端部３ｂとは反対方向に向いている。そして、前後に隣り合った一方の放射パネル１におけるパイプ３の一端部３ａと、他方の放射パネル１におけるパイプ３の他端部３ｂとが、図３及び図５に点線で表示したジョイントパイプ６で接続されている。

【0030】

パイプ３には、前後長手の押さえフレーム７が上から重なっている。押さえフレーム７は下向きに開口したコ字形の形態であり（図２参照）、その前後側板に切り開き係合溝８を飛び飛びで複数形成している一方、放射プレート２の前後長手側縁には、切り開き係合溝８に嵌合する係合リブ９を一体に形成しており、係合リブ９の先端縁に形成した爪を切り開き係合溝８の段部に係合させることにより、押さえフレーム７によってパイプ３を放射プレート２に押さえ保持すると共に、６枚の放射プレート２を１枚板状に連結している。

【0031】

押さえフレーム７のうちパイプ３に当たる部分は、下向き開口の台形状に切欠いている。押さえフレーム７は、放射パネル１の左右両端寄り部位と左右中間部とに３本配置しており、中間部に位置した押さえフレーム７における天板の前後両端寄り部位の下面に、ナット１０を溶接によって固定している。なお、押さえフレーム７の配置本数は任意に設定できる。

【0032】

そして、図２に示すように、天井スラブ１１から垂下した第１吊りボルト１２で中間支持フレーム１３を吊支し、中間支持フレーム１３に固定された第２吊りボルト１４で押さえフレーム７を吊支している。従って、第２吊りボルト１４は、押さえフレーム７に固定したナット１０に螺合しており、他のナット１５で上から固定されている。

【0033】

放射プレート２は、アルミ等の金属や樹脂を材料にした押し出し加工品を採用しているが、樹脂を材料にした射出成形品や、金属ダイキャスト品、金属焼結加工品、或いは板金加工品など、様々な素材・態様のものを採用できる。放射パネル１を１枚の放射プレート２で構成することも可能であるし、複数枚の放射プレート２で構成する場合、その枚数は任意に設定できる。パイプ３も同様であり、金属や樹脂の単層品の他に、金属と樹脂との積層品も採用できる。金属層を樹脂層で内外から挟んだ３層構造品を採用すると、耐腐食性や結露防止の効果が優れていて好適である。

【0034】

(2).吊支構造
前後に並んだ多数の放射パネル１によって放射パネル列が構成されており、複数列の放射パネル列が左右に並んでいるが、図５や図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、左右に隣り合った放射パネル列の間には間隔（空間）が空いており、この箇所に吊り具（Ｔバー）１７を配置している。また、吊り具１７は、左右の端に位置した放射パネル１の外側にも配置されている。

【0035】

図６に明示するように、吊り具１７は、垂直部１８とその下端に一体に繋がった左右の水平フランジ１９とを有しており、水平フランジ１９によって放射パネル１の縁部が下方から支持されている。従って、水平フランジ１９は放射パネル１を吊支する機能と、放射パネル１の間の隙間を塞ぐ目地の機能とを有している。吊り具１７はアルミ等の金属又は合成樹脂を材料にした押し出し加工品を採用しているが、板金加工品なども採用できる。

【0036】

吊り具１７における垂直部１８の上端には厚肉部２０が形成されており、前後長手の中間吊り板２１の下端に形成した抱持部２２で厚肉部２０を抱持し、中間吊り板２１を、第３吊りボルト２３及びナット１０によって中間支持フレーム１３に吊支している。中間吊り板２１を使用せずに、吊り具１７を中間支持フレーム１３にて直接吊支することも可能である。また、中間支持フレーム１３を使用せずに、押さえフレーム７や吊り具１７を、第１吊りボルト１２で吊支することも可能である（これらの場合は、吊り具１７の上端に、水平片などの吊りボルト固定部を設ける必要がある。）。

【0037】

放射プレート２の凹凸形状端面１ａと吊り具１７の垂直部１８との間には、ある程度の間隔（例えば、数ｍｍ～十数ｍｍ）の第１隙間２４が空いている。また、放射プレート２の下面は側面視で凹凸になっているため、吊り具１７の水平フランジ１９に載るのは下向き突条４の下端のみであり、従って、放射プレート２の短辺部と吊り具１７の水平フランジ１９との間には、前後に並んだ下向き突条４で区切られた多数の第２隙間２５が形成されており、第１隙間２４と第２隙間２５とは互いに連通している。この第１隙間２４と第２隙間２５とにより、換気のための通気空間が形成されている。なお、第１隙間２４の存在により、施工誤差が吸収される。

【0038】

図２に示すように、壁際に位置した放射パネル１の横には胴縁１１ａが配置されており、吊り具１７における片側の水平フランジ１９は胴縁１１ａに下方から当たっている。吊り具１７は、１つの水平フランジ１９しかないＬ形に形成することも可能である。

【0039】

放射パネル１からなる天井部の上方の天井裏空間は、通気空間（２４，２５）にだけ連通した換気用バッファ空間２６になっている。そして、図２のとおり、天井部の通気空間（２４，２５）は排気口に利用しており、換気用バッファ空間２６に、排気装置２７の吸引ダクト２８を開口させている。参考として、室内には送気口ユニット２９を配置しており、送気口ユニット２９と送気装置３０とが送気ダクト３１で接続されているが、実際にはこれらは使用しない。

【0040】

送気装置３０を換気用バッファ空間２６に配置することも可能である。

【0041】

(3).第１実施形態のまとめ
本実施形態は、吊り具１７の箇所の空間を排気口に利用しているため、室内に開口した専用の排気ダクトなどは不要であり、このため、天井部をスッキリとさせることができると共に、コストの抑制にも貢献できる。また、各吊り具１７の箇所が排気口になるため、天井部の広い範囲に亙って排気口が形成されており、その結果、室内全体をまんべんなく換気できる。

【0042】

また、排気口を構成する第２隙間２５は横向きに開口しているため、室内の空気は、図６（Ｂ）に矢印で示すように、放射パネル１の下面に沿って水平方向に流れてから第２隙間２５に吸引される傾向を呈する。つまり、室内の空気が、放射パネル１の下面を舐めるようにして流れてから第２隙間２５に吸引される。

【0043】

従って、放射パネル１の下方の空気が攪拌されて、境膜伝熱係数を大きくすることができる。すなわち、放射パネル１の下方に空気の淀みがあると、境膜の存在によって伝熱性が低下し、結果として空調効率が低下することがあるが、本実施形態では、排気される空気によって境膜が破壊されることにより、放射パネル１の下方の空気の境膜伝熱係数が大きくなるのであり、これにより、空調効率を向上できるのである。通気空間を送気口（吐出口）として利用する場合も同様である。

【0044】

(4).他の実施形態
次に、図７，８に表示している他の実施形態を説明する。図７（Ａ）に示す第２実施形態では、第１隙間２４に、不織布等の通気性素材からなるフィルター３２を介在させている。本実施形態では、風切り音の発生も防止できる。フィルター３２を遮蔽部材に置き換えると、通気空間でなくすることができる。従って、天井部の通気空間の開口面積の調節を簡単に行える。

【0045】

図７（Ｂ）に示す参考例では、吊り具１７の垂直部１８に中空部３３を形成して、中空部３３から空気を横向きに噴出させている。このため、中空部３３の側板には、第２隙間２５に開口した送気穴３４が空いている。放射プレート２の凹凸形状端面１ａは、吊り具１７の垂直部１８に当接又は密接している。この参考例では、空気の直進性が高いため、空気を放射プレート２の下面に沿って流す機能が高くなっている。

【0046】

図８では、放射パネル１の放射プレート２を平板に形成して、これに、パイプ保持部３５を一体に形成した場合の実施形態を示している。このうち（Ａ）（Ｂ）に示す第３施形態では、放射プレート２と吊り具１７の水平フランジ１９との間に、ブロック状のスペーサ３６を適宜間隔で多数配置している。スペーサ３６は、脱落しないように接着等で固定している。

【0047】

図８（Ａ）（Ｂ）に示す第３実施形態では、スペーサ３６は角形のブロック状に形成されているが、（Ｃ）に示す第４実施形態では、スペーサ３６は側面視で波形に形成されている。勿論、スペーサ３６は他の形態にすることも可能である。更に、スペーサ３６を吊り具１７に一体に形成することも可能である。

【0048】

図９（Ａ）に示す第５実施形態では、放射パネル１の下面の溝部に、照明装置としてＬＥＤチップ３７を多数配置している。このように構成すると、隣り合った放射パネル１の間に照明装置を設けるための大きな間隔を空ける必要はないため、放射パネル１の側方に通気空間を形成したことと相まって、天井部のスッキリ感を一層向上させることができる。

【0049】

図９（Ｂ）に示す第６実施形態では、吊り具１７の下面に、照明装置の例として有機ＥＬ板３８を配置して、面発光式照明に構成している。この例でも、天井部のスッキリ感を一層向上させることができる。ＬＥＤチップ３７と有機ＥＬ板３８とを併有することも可能である。

【0050】

図１０に示す第７実施形態では、排気と送気とを天井部で行っている。すなわち、６列の放射パネル１の群を有する天井部において、左右の端から２番目と３番目の放射パネル列の間の部分を送気及び照明のための広幅間隔部３９に設定して、この広幅間隔部３９に、角形や円形等の送気口４０を前後方向に適宜個数配置すると共に、送気口４０の間に灯具（図示せず）を配置して、送気口４０には送気ダクト４１を接続している一方、放射パネル１を吊り具１７で吊支している箇所は、排気口と成している。この実施形態でも、天井裏空間は、その全体が排気用の換気用バッファ空間２６になっている。

【0051】

この実施形態では、外気は送気口４０から下方に吹き下りてから、室内で方向変換して吊り具１７の箇所から排気される。従って、室内には対流のような空気の流れが形成される。また、送気口４０の面積は小さい一方、吊り具１７の箇所の通気空間の総和は大きいため、送気口４０から吹き下りる空気の流速は通気空間から排出される空気の流速よりも遥かに大きくなっている。従って、送気口４０から吹き下りた空気は、送気口４０の近くの通気空間に吸引されるようなことはなくて、室内に広く行きわたる。

【0052】

この実施形態では、枝分かれした排気ダクト４２を換気用バッファ空間２６に延出しており、換気用バッファ空間２６の複数箇所で排気を吸引している。ある程度以上の面積があると、このように排気ダクト４２の先端を換気用バッファ空間２６の複数箇所に開口させるのが好ましいといえる。排気ダクト４２を１本のみの構造にして、換気用バッファ空間２６の中央部に開口させることも可能である。

【0054】

吊り具１７の箇所に通気空間を形成するにおいては、通気空間の総和は、部屋の容積に応じて適切な値に設定しておくのが好ましいといえる。従って、放射パネル１の端面を塞ぐ必要があるが、この点、図１１に第８実施形態として示すように、放射パネル１の端面に粘着テープ（或いは接着テープ）４３で貼り付けておくことにより、通気空間を簡単に塞ぐことができる。放射パネル１の端面と吊り具１７の垂直部１８との間に、スポンジ状等の圧縮変形する弾性シール材を挟み込んでもよい。

【0055】

以上、本願発明の実施形態を何例か説明したが、本願発明は、他にも様々に具体化できる。例えば、放射パネルの下面を凹凸形状に形成する場合は、多数のリブを下向き突設した形態や、角形の凹凸が連続した形態、或いは波形の形態など、様々な凹凸形状を採用できる。放射パネル１は平面視正方形であってもよいし、パイプは、例えば、平面視渦巻き形状に形成することも可能である。更に、放射プレートとパイプとを別体に形成せずに、放射プレートに液体通路（流体通路）を一体に形成する（内蔵する）ことも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0056】

本願発明は、放射パネル方式の空調設備に具体化できる。従って、産業上利利用できる。

【符号の説明】

【0057】

１ 放射パネル
１ａ 凹凸形状端面
２ 放射プレート
３ パイプ
４ 下向き突条
７ 押さえフレーム
１１ 天井スラブ（天井基礎）
１２ 第１吊りボルト
１３ 中間支持フレーム
１４ 第２吊りボルト
１７ 吊り具（Ｔバー）
１８ 垂直部
１９ 水平フランジ
２１ 中間吊り板
２３ 第３吊りボルト
２４ 通気空間を構成する第１隙間
２５ 通気空間を構成する第２隙間
２６ 換気用バッファ空間
２７ 排気装置
２８ 吸引ダクト
２９ 送気口ユニット
３０ 送気装置
３１ 送気ダクト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】