米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 機械工学 -> 木村工機株式会社

発明の名称 ファンコイルユニットとその空調システム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−173980(P2001−173980A)
公開日 平成13年6月29日(2001.6.29)
出願番号 特願平11−358162
出願日 平成11年12月16日(1999.12.16)
代理人
発明者 清滝 多門 / 浦野 勝博
要約 目的
送風機自体で風量調節して空調制御可能で、複雑なダンパや制御装置が不要であるファンコイルユニット空調システムを得る。

構成
ケーシング1を備える。ケーシング1内に、熱交換コイル2を設けた熱交換室6と、熱交換室6に連通する送風機室7と、を隣接形成する。送風機室7に連通する吸気口10と、熱交換室6に連通する給気口11と、をケーシング1に形成する。回転速度を変更できる駆動回路24を有するDCモータ4付き送風機3を、送風機室7に複数段・複数列で独立して多数設ける。
特許請求の範囲
【請求項1】 ケーシング1を備え、このケーシング1内に、熱交換コイル2を設けた熱交換室6と、この熱交換室6に連通する送風機室7と、を隣接形成し、この送風機室7に連通する吸気口10と、上記熱交換室6に連通する給気口11と、を上記ケーシング1に形成し、回転速度を変更できる駆動回路24を有するDCモータ4付き送風機3を、上記送風機室7に複数段・複数列で独立して多数設けたことを特徴とするファンコイルユニット。
【請求項2】 送風機室7の熱交換室隣接面Dに送風機3を複数段・複数列で独立して多数設け、この熱交換室隣接面Dと熱交換コイル2との間に形成される空間部Bの吸気口近傍側が狭くなるようにこの熱交換室隣接面Dと熱交換コイル2の一方又は両方を傾斜させた請求項1記載のファンコイルユニット。
【請求項3】 ケーシング1の下面に給気口11を形成した請求項1又は2記載のファンコイルユニット。
【請求項4】 吹出室21と吸込室22を有するチャンバ13を、備え、このチャンバ13に、上記吹出室21に連通する複数の給気接続口25と、上記吸込室22に連通する複数の吸気接続口26と、を設け、上記チャンバ13の吹出室21とケーシング1の給気口11を、上記チャンバ13の吸込室22とケーシング1の吸気口10を、夫々、ダクト20を介して又は直接連通連結し、各々の上記給気接続口25に、駆動ダンパ12を設けた請求項1、2又は3記載のファンコイルユニット空調システム。
【請求項5】 吹出部と吸込部を一体化した吹出・吸込ユニット27を、備え、チャンバ13の給気接続口25に上記吹出・吸込ユニット27の給気接続口35をダクト33を介して接続し、上記チャンバ13の吸気接続口26に上記吹出・吸込ユニット27の吸気接続口36をダクト29を介して接続した請求項4記載のファンコイルユニット空調システム。
【請求項6】 吹出口34と、吸込口28と、を備え、チャンバ13の給気接続口25に上記吹出口34をダクト33を介して接続し、上記チャンバ13の吸気接続口26に上記吸込口28をダクト29を介して接続した請求項4又は5記載のファンコイルユニット空調システム。
【請求項7】 吹出室21と吸込室22を有するチャンバ13を、備え、このチャンバ13に、上記吹出室21に連通する複数の給気接続口25と、上記吸込室22に連通する複数の吸気接続口26と、を設け、上記チャンバ13の吹出室21とケーシング1の給気口11を、上記チャンバ13の吸込室22とケーシング1の吸気口10を、夫々、ダクト20を介して又は直接連通連結し、吹出部と吸込部を一体化した吹出・吸込ユニット27を、備え、上記チャンバ13の給気接続口25に上記吹出・吸込ユニット27の給気接続口35をダクト33を介して接続し、上記チャンバ13の吸気接続口26に上記吹出・吸込ユニット27の吸気接続口36をダクト29を介して接続し、上記吹出・吸込ユニット27の給気接続口35に、駆動ダンパ12を設けた請求項1、2又は3記載のファンコイルユニット空調システム。
【請求項8】 吹出室21と吸込室22を有するチャンバ13を、備え、このチャンバ13に、上記吹出室21に連通する複数の給気接続口25と、上記吸込室22に連通する複数の吸気接続口26と、を設け、上記チャンバ13の吹出室21とケーシング1の給気口11を、上記チャンバ13の吸込室22とケーシング1の吸気口10を、夫々、ダクト20を介して又は直接連通連結し、吹出口34と吸込口28を備え、上記チャンバ13の給気接続口25に上記吹出口34をダクト33を介して接続し、上記チャンバ13の吸気接続口26に上記吸込口28をダクト29を介して接続し、上記吹出口34に駆動ダンパ12を設けた請求項1、2又は3記載のファンコイルユニット空調システム。
【請求項9】 吹出口34と吸込口28を備え、チャンバ13の給気接続口25に上記吹出口34をダクト33を介して接続し、上記チャンバ13の吸気接続口26に上記吸込口28をダクト29を介して接続し、上記吹出口34に駆動ダンパ12を設けた請求項7記載のファンコイルユニット空調システム。
【請求項10】 換気ユニット30を備え、チャンバ13の適宜の吸気接続口26を、外気接続口と排気接続口とし、これに上記換気ユニット30をダクト31を介して接続した請求項4、5、6、7、8又は9記載のファンコイルユニット空調システム。
【請求項11】 チャンバ13の吸込室22に、外気接続口からの外気をケーシング1の吸気口10に誘導する案内板32を、設けた請求項10記載のファンコイルユニット空調システム。
【請求項12】 チャンバ13と吹出・吸込ユニット27の外装板をグラスウールボードとした請求項4、5、6、7、8、9、10又は11記載のファンコイルユニット空調システム。
【請求項13】 各々の送風機3にその故障を報せる警報手段Eを、別個に設け、DCモータ4の回転検出により送風機3の故障を報せる警報手段E、又は、送風機3の風量検出により送風機3の停止を報せる警報手段Eとした請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11又は12記載のファンコイルユニットとその空調システム。
【請求項14】 熱交換コイル2の伝熱管14を楕円管とした請求項1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12又は13記載のファンコイルユニットとその空調システム。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はファンコイルユニットとその空調システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一つのファンコイルユニットで複数の空調ゾーンを個別に空調する場合、ファンコイルユニットと複数の空調ゾーンをダクトで連結し、各空調ゾーンの吹出口に可変風量(VAV)ユニットを設けて、空調を行う方式がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これでは、風量コントロールする場合、制御装置が複雑化しコスト高となる問題がある。また、従来のファンコイルユニットは、送風機が少数(例えば二つ)であったため、多数の送風機を設けた場合、例えば1台の送風機が故障してもわからず、不便で、安全性に欠ける面もある。そこで、本発明はこれらの問題点を解決するファンコイルユニットとその空調システムを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上記課題を解決するために、ケーシングを備え、このケーシング内に、熱交換コイルを設けた熱交換室と、この熱交換室に連通する送風機室と、を隣接形成し、この送風機室に連通する吸気口と、上記熱交換室に連通する給気口と、を上記ケーシングに形成し、回転速度を変更できる駆動回路を有するDCモータ付き送風機を、上記送風機室に複数段・複数列で独立して多数設ける。また、送風機室の熱交換室隣接面に送風機を複数段・複数列で独立して多数設け、この熱交換室隣接面と熱交換コイルとの間に形成される空間部の吸気口近傍側が狭くなるようにこの熱交換室隣接面と熱交換コイルの一方又は両方を傾斜させる。また、ケーシングの下面に給気口を形成する。また、吹出室と吸込室を有するチャンバを、備え、このチャンバに、上記吹出室に連通する複数の給気接続口と、上記吸込室に連通する複数の吸気接続口と、を設け、上記チャンバの吹出室とケーシングの給気口を、上記チャンバの吸込室とケーシングの吸気口を、夫々、ダクトを介して又は直接連通連結し、各々の上記給気接続口に、駆動ダンパを設ける。また、吹出部と吸込部を一体化した吹出・吸込ユニットを、備え、チャンバの給気接続口に上記吹出・吸込ユニットの給気接続口をダクトを介して接続し、上記チャンバの吸気接続口に上記吹出・吸込ユニットの吸気接続口をダクトを介して接続する。また、吹出口と、吸込口と、を備え、チャンバの給気接続口に上記吹出口をダクトを介して接続し、上記チャンバの吸気接続口に上記吸込口をダクトを介して接続する。また、吹出室と吸込室を有するチャンバを、備え、このチャンバに、上記吹出室に連通する複数の給気接続口と、上記吸込室に連通する複数の吸気接続口と、を設け、上記チャンバの吹出室とケーシングの給気口を、上記チャンバの吸込室とケーシングの吸気口を、夫々、ダクトを介して又は直接連通連結し、吹出部と吸込部を一体化した吹出・吸込ユニットを、備え、上記チャンバの給気接続口に上記吹出・吸込ユニットの給気接続口をダクトを介して接続し、上記チャンバの吸気接続口に上記吹出・吸込ユニットの吸気接続口をダクトを介して接続し、上記吹出・吸込ユニットの給気接続口に、駆動ダンパを設ける。また、吹出室と吸込室を有するチャンバを、備え、このチャンバに、上記吹出室に連通する複数の給気接続口と、上記吸込室に連通する複数の吸気接続口と、を設け、上記チャンバの吹出室とケーシングの給気口を、上記チャンバの吸込室とケーシングの吸気口を、夫々、ダクトを介して又は直接連通連結し、吹出口と吸込口を備え、上記チャンバの給気接続口に上記吹出口をダクトを介して接続し、上記チャンバの吸気接続口に上記吸込口をダクトを介して接続し、上記吹出口に駆動ダンパを設ける。また、吹出口と吸込口を備え、チャンバの給気接続口に上記吹出口をダクトを介して接続し、上記チャンバの吸気接続口に上記吸込口をダクトを介して接続し、上記吹出口に駆動ダンパを設ける。また、換気ユニットを備え、チャンバの適宜の吸気接続口を、外気接続口と排気接続口とし、これに上記換気ユニットをダクトを介して接続する。また、チャンバの吸込室に、外気接続口からの外気をケーシングの吸気口に誘導する案内板を、設ける。また、チャンバと吹出・吸込ユニットの外装板をグラスウールボードとする。また、各々の送風機にその故障を報せる警報手段を、別個に設け、DCモータの回転検出により送風機の故障を報せる警報手段、又は、送風機の風量検出により送風機の停止を報せる警報手段とする。また、熱交換コイルの伝熱管を楕円管とする。
【0005】
【実施例】図1〜図3は、本発明のファンコイルユニットとその空調システムの一実施例を示している。このファンコイルユニットは、ケーシング1を備え、このケーシング1内に、熱交換コイル2を設けた熱交換室6と、この熱交換室6に連通する送風機室7と、を隣接形成し、この送風機室7に連通する吸気口10と、熱交換室6に連通する給気口11と、をケーシング1に形成し、DCモータ4付き送風機3を、送風機室7に複数段・複数列で独立して多数設ける。吸気口10と給気口11はケーシング1の上部(図例では角部)に形成する。
【0006】送風機3は送風機室7の熱交換室隣接面Dに複数段・複数列で独立して多数設け、この熱交換室隣接面Dと熱交換コイル2との間に形成される空間部Bの吸気口近傍側が狭くなるようにこの熱交換室隣接面Dと熱交換コイル2の一方又は両方を、例えば図1、図4又は図5のように、傾斜させる。図1は、多数の送風機3を設けた熱交換室隣接面Dを傾斜させ、図4は、熱交換コイル2を傾斜させ、図5は、熱交換コイル2と多数の送風機3を設けた熱交換室隣接面Dの両方を傾斜させた例である。このようにすれば空間部Bの吸気口近傍側と遠方側に生じる空気抵抗差によって、各送風機3から出る風量が略等しくなり、熱交換コイル2の空気出入口面全面に均等に気流が当たるようになる。なお、空間部Bの吸気口近傍側と遠方側の幅を均一にすると図例のような吸気口10の位置の場合、空間部Bの吸気口10の近傍に比べて遠方の送風機3の吸込が悪くなる。
【0007】図1〜図3に示すように、各々別個に駆動するDCモータ4付き送風機3は、複数段・複数列で別個に着脱自在として設けて、送風機3が故障したり、熱交換コイル2をメンテナンスする場合に作業が容易となるようにする。図例では、上下複数段(4段)でかつ左右複数列(2列)とし、これらの送風機位置に対応させて、熱交換室6と連通する開口部8を、送風機室7の熱交換室隣接面Dに形成し、これらの開口部8に送風機3を別個に着脱自在として取付ける。送風機3と開口部8は、熱交換コイル2の空気出入口面に対して図のように格子状に配置する。なお、送風機3の個数は図例に限定されず増減は自由であり、送風機3と開口部8は、熱交換コイル2の空気出入口面に対して千鳥状に配置してもよい。
【0008】送風機3は小型の送風機(ファン)とし、ファンコイルユニット全体のコンパクト化と省電力化・省コスト化を図り、振動や騒音を小さくしてケーシングの簡略化と製品コストの削減を図る。室内などの直近への給気で高静圧を必要としないファンコイルユニットであれば、従来の少数の大型送風機に代えてそれに相当する総風量を得ることのできる多数(例えば、従来送風機数の2倍以上で少なくとも段数と列数の和が4好ましくは5以上)のDCモータ4付き小型送風機3を用いることにより、送風機全体の消費電力と部品コストを削減することができる。しかも、小型送風機3なので騒音や振動の防止のためにケーシング1の厚みや強度、重量を大きくせずともすむ。さらに、送風機3を押込み式としても熱交換コイル2全体に均等に送風できる。モータは、例えば大型の三相200VのACモータに代えて仕事効率が良く消費電力の少ない小型の単相100Vの長寿命であるブラシレスDCモータを多数使用する。
【0009】また、本発明は、吹出室21と吸込室22を有するチャンバ13を、備え、このチャンバ13に、吹出室21に連通する複数の給気接続口25と、吸込室22に連通する複数の吸気接続口26と、を設け、チャンバ13の吹出室21とケーシング1の給気口11を、チャンバ13の吸込室22とケーシング1の吸気口10を、夫々、ダクト20を介して連通連結し、各々の給気接続口25に、駆動ダンパ12を設ける。チャンバ13の外装板はグラスウールボードとするのが好ましいが、それ以外の部材で形成してもよい。図例ではケーシング1の上方にチャンバ13を設けて、DCモータ4と駆動ダンパ12を直近配置してあるので、制御配線が容易で設備コストの削減を図れ、いろんな所に移動する必要がなくメンテナンスも楽である。なお、チャンバ13の位置の変更は自由である。また、ダクト20を介さずにチャンバ13の吹出室21とケーシング1の給気口11を、チャンバ13の吸込室22とケーシング1の吸気口10を、夫々、直接連通連結してチャンバ13をケーシング1の上に一体化させてもよい。いずれの場合もチャンバ13は天井内に設置する。
【0010】また、吹出部と吸込部を一体化した吹出・吸込ユニット27を、備え、チャンバ13の給気接続口25に吹出・吸込ユニット27の給気接続口35をダクト33を介して接続し、チャンバ13の吸気接続口26に吹出・吸込ユニット27の吸気接続口36をダクト29を介して接続する。図6に示すように、吹出・吸込ユニット27は、吸込口38と吹出口39を有するパネル体40と、給気接続口35と吸気接続口36を有する機体41と、を備える。機体41の外装板はグラスウールボードとするのが好ましいが、それ以外の部材で形成してもよい。なお、給気接続口35と吸気接続口36の配置の変更は自由で、例えば、図6のように隣合うように配置したり、図7と図8のように対向するように配置する。
【0011】また、図3に示すように、吹出口34と、吸込口28と、を備え、チャンバ13の給気接続口25に吹出口34をダクト33を介して接続し、チャンバ13の吸気接続口26に吸込口28をダクト29を介して接続する。さらに、換気ユニット30を備え、チャンバ13の適宜の吸気接続口26を、外気接続口と排気接続口とし、これに換気ユニット30をダクト31を介して接続する。なお、外気接続口と排気接続口に、駆動又は手動のダンパを設けるも自由である。チャンバ13の吸込室22には、図1、図2及び図9に示すように、外気接続口からの外気をケーシング1の吸気口10に誘導する案内板32を、設ける。案内板32は、外気接続口と排気接続口を仕切りかつ気流方向に向かって下傾するように設けて、流入外気のショートカットを防止する。さらに、案内板32は、その先端部を開口させかつダクト20の開口部又は吸気口10の一部を囲むように形成して、他の吸気接続口26から吸気口10への空気流入を妨げないようにする。
【0012】図1と図3に示すように、送風機3の駆動によって、室内などの空調ゾーンの空気(還気)は吹出・吸込ユニット27や吸込グリル28から吸込まれる。そして、ダクト29を通ってチャンバ13の吸込室22からファンコイルユニットの送風機室7に吸込まれ、熱交換コイル2で加熱又は冷却されて、温風又は冷風として、チャンバ13の吹出室21からダクト33を通り、吹出・吸込ユニット27や吹出口34から空調ゾーンに給気される。換気ユニット30では、その内部に設けられた全熱交換器によって、チャンバ13からの排気(還気)と室外からの外気とが熱交換され、外気がチャンバ13の吸込室22に吸込まれ、排気は室外に送られる。換気ユニット30には図示省略のダクトを接続して外気と排気を送風する。なお、全図面中の実線と点線の白抜き矢印は気流方向を示している。なお、図3と後述の図12のものは例示であって、これと異なる機器や組み合わせで構成した空調システムとするも自由である。この図3と図12において各ダクトは二点鎖線で示す。
【0013】図10に示すように、DCモータ4は、回転速度を変更できる駆動回路24を有し、各々の送風機3にその故障を報せる警報手段Eを、別個に設けている。具体的には、DCモータ4の回転検出により送風機3の故障を報せる警報手段Eとし、この警報手段Eは、モータ回転を検出する検出器15と、モータに回転信号を出しその信号と検出器15からの信号により送風機(モータ回転)異常を識別する駆動回路24と、駆動回路24からの異常信号により送風機(モータ回転)異常を報せる警報器17と、を備える。
【0014】例えばファンコイルの運転中に、回転信号が出ている状態で故障によりあるDCモータ4の回転が停止すると、警報器17が、どの送風機3(DCモータ4)が故障したかを報せる。この場合、検出器15はモータの回転の有無を検出する機能を有するだけでよく、検出器15や駆動回路24を簡略化できる。また、検出器15が、モータ回転速度を検出する機能を有するものとした場合、検出器15をモータ回転異常判別とモータ回転速度のフィードバックに兼用でき、高精度な制御を行える。例えば、モータの回転が停止しなくても、駆動回路24からの回転速度指令値と検出器15からの回転速度検出値を比較して過大・過小な回転をする異常な送風機3(DCモータ4)を報せることもできる。
【0015】制御器18は、駆動回路24を介してDCモータ4に回転速度の指令を出し、送風機3の風量を無段階又は段階的に制御すると共に、駆動ダンパ12の開閉を個別に制御する。駆動回路24はマイコンなどにて構成し、DCモータ4に、無段階又は段階的に回転速度を変更できる駆動回路24を、設ける。これにより、駆動ダンパ12の開閉に伴う風量変化を送風機自体で調節してきめ細かく空調できる。さらに、無段階で回転制御する場合は、風量や湿度の調節、間欠運転、極微風運転なども容易となる。なお、上述の警報手段Eは、個々のDCモータ4の回転異常や異常停止などの故障を報せる機能があればよく、上述の構成のものに限定されず変更は自由である。
【0016】図11は、送風機3の風量検出により送風機3の故障を報せる警報手段Eとした場合を示し、この警報手段Eは、送風機3の風量を検出を検出するセンサ23と、モータに回転信号を出しその信号とセンサ23からの信号により送風機(風量)異常を識別する駆動回路24と、駆動回路24からの異常信号により送風機(風量)異常を報せる警報器17と、を備える。例えばファンコイルの運転中に、回転信号が出ている状態で故障によりある送風機3の風が止まると、警報器17が、どの送風機3が故障したかを報せる。この場合、センサ23は風の有無を検出する機能を有するだけでよく、センサ23や駆動回路24を簡略化できる。駆動回路24は図10と同様構成のものを用いる。
【0017】図12は、他の実施例であって、図3の実施例において給気接続口25の駆動ダンパ12を省略して、吹出・吸込ユニット27の給気接続口35と吹出口34に、駆動ダンパ12を設けたものである。なお、図3と図12の駆動ダンパ12を手動ダンパとするも自由である。また、図13は、ケーシング1の上面に吸気口10を形成し、このケーシング1の下面に給気口11を形成したものである。図例では、熱交換室隣接面Dと熱交換コイル2は傾斜させていないが、一方又は両方を傾斜させてもよい。なお、前記各実施例においても図13のごとく熱交換室隣接面Dと熱交換コイル2を傾斜させないようにしてもよい。
【0018】前記各実施例において、図14に示すように、熱交換コイル2の伝熱管14は、径方向切断面が楕円形の楕円管に形成する。この楕円形の長径方向は空気抵抗を下げるために送風方向Aと略平行となるようにするのが最も好ましいが、略平行でなくてもよい。このように伝熱管14の断面を形状抗力の小さい楕円形にしてあるので、円形伝熱管の場合よりも、通風抵抗が小さくて圧力損失が減少し、伝熱管14における空気流との接触面積(伝熱面積)が増加し、伝熱量・交換熱量がアップする。しかも、一層小型のDCモータ4付き送風機3を用いたり、その数を減らすことができる.なお、伝熱管14は円形管でもよい。
【0019】
【発明の効果】請求項1〜14の発明では、送風機自体で風量調節して空調制御可能で、従来機と同等能力のものよりコンパクト化・省電力化・省コスト化・製品コストの削減を図れる。請求項2の発明では、熱交換コイル2の空気出入口面に対する気流分布の均等化を図れて熱交換能力を最大限に発揮できる。請求項3の発明では、下吹出できて、床面吹出しやコンピュータルームでの使用に最適である。請求項4と8の発明では、送風機自体で風量調節して空調制御可能で、ダンパの全開・全閉のみですみ、複雑なダンパや制御装置が不要である。チャンバ13が吸気・給気の分岐チャンバと消音チャンバを兼ねているので省スペースを図れる。請求項5〜10の発明では、製品コスト・ランニングコストが安いファンコイルユニットに、吹出・吸込ユニット27、吹出口34、吸込口28や換気ユニット30など各種空調機器を組み合わせてエアハンと同等の空調システムを自由かつ容易に構成できる。請求項11の発明では、簡単な構造の案内板32にて、チャンバ13の外気接続口から排気接続口への外気のショートサーキットを防止できる。請求項12の発明では、チャンバ13や吹出・吸込ユニット27の軽量化と消音・断熱を図れる。請求項13の発明では、いちいち定期的に点検せずとも、どの送風機3が故障しているかが識別できて便利であり、メンテナンスが楽で安全性に優れ、停止した送風機3を放置したまま運転する無駄や危険を避けることができる。請求項14の発明では、圧力損失が減少し、より小型の送風機3を用いることができ、コンパクト化を図れる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013