JP3923940B2 - エアハンドリングユニット（ａｈｕ）キャビネット用の断熱壁 - Google Patents

Description

本発明は、主に、エアハンドリングユニットに使用されるパネルであって、このパネルを通るエネルギの流れを制限する断熱壁を構成するものに関する。

従来技術における多くのエアハンドリングユニットは、空気を案内する閉じた流路をなすように現場で連結されたシートメタル製のダクトによって単純に構成されている。ダクトのシートメタル壁は、熱を簡単に伝えるので、断熱壁としての役割はほとんど果たさず、エネルギがダクト内またはダクト外に簡単に流れてしまう。エアハンドリングユニットが比較的低温の調和空気を運んでいるときには、ダクト内またはダクト外に流れるエネルギの流れによって、コストが高くなるおそれがあり、かつ空調機器に望ましくない負荷が加わる。

さらに、エアハンドリングユニットが非空調空間に設置されており、かつ低温の空気を運んでいる場合には、比較的高温の外気とケースとの接触によって水蒸気が凝縮し、ユニットの外側ケースに“結露”が生じる。このように発生した水分は、ユニットから床や非空調空間に含まれる機器上に流れ落ちてしまう。このような流れ落ちは、その領域内で働く人にとって安全を脅かす危険を生じさせるとともに機器を損傷するおそれがある。
米国特許第５，８７０，８６８号は、空調機用の外側パネルを開示している。この特許に開示されたパネルは、４つのコーナブロックによって接続された４つのチャネルによって構成された外側周辺フレームを含み、これらの部分はそれぞれ断熱材料から形成されている。頂部カバーと底部カバーとが、キャビティを画成するように外側壁に取り付けられており、このキャビティは、断熱材料によって満たされる。頂部および底部のカバーは、組立時に外側壁に設けられたチャネルに収容されるフランジを有する。

本発明の目的は、所望の流路に沿って空気を案内するためのダクトを改善することである。

本発明の他の目的は、調和空気を運ぶダクトの壁を介したエネルギ損失を制限することである。

本発明のまた他の目的は、エアハンドリングユニット用の改善されたパネルを提供することである。

本発明のさらに他の目的は、比較的高いＲ値を有するエアハンドリングユニット用の構造パネルを提供することである。

本発明のまた他の目的は、調和空気を運んでいるときにエアハンドリングユニットのダクトに結露が生じることを防止することである。

本発明の上述およびその他の目的は、閉じた移動通路に沿って空気を運ぶエアハンドリングダクトでの使用に適したパネルによって得られる。このパネルは、頂端部と底端部と、頂部カバーと底部カバーと、を有する周辺壁を含む。この周辺壁は、壁の頂端部に向かって開口する上部チャネルと、壁の底端部に向かって開口する下部チャネルと、を含み、各々のチャネルは、実質的に壁の全長にわたって延在している。頂部カバーおよび底部カバーは、その周辺部にわたって延在する関連するスカート部を有する。パネル内で閉じたキャビティを形成するように、頂部カバーのスカート部は、壁の上部チャネルに収容され、底部カバーのスカート部は、壁の下部チャネルに収容される。周辺壁は、さらに、壁の頂端部に向かって開口する上部溝と、壁の底端部に向かって開口する下部溝と、を含む。実質的にＬ字型のバーの第１のレッグ部が、壁の溝の１つに収容されており、上記Ｌ字型のバーの第２のレッグ部が、内部キャビティ内または内部キャビティ外に空気が流れるのを実質的に防止してエネルギの伝達を防ぐために、エアハンドリングダクトの他の部分と圧縮された状態で密に接触するように設けられた変形可能な球状部分を有している。キャビティは、硬化可能な材料で満たされることが有利であり、この材料は、パネルの内部で固まってフレームを互いに結合するとともにカバーをフレームに結合する。

好適実施例に関する以下の開示は、説明を目的とするものであり、限定的なものではない。本発明の好適実施例がより良好に理解されるように、いくつかの詳細を具体的に述べているが、不必要な詳細によって理解が妨げられたり混乱が生じたりしないように、他の例では、他の要素、特徴、および技術を省略している。当業者であればわかるように、本発明は、以下の開示から離れる他の実施例によって実施することができ、本発明の趣旨および範囲から逸脱しない範囲で具体的に開示された実施例と異なってもよい。従って、以下の詳細な説明は、限定的に解釈されるべきではない。

本発明は、相当部には同一番号を付した添付の図面を参照して説明する。まず図１を参照すると、本願の教示を具体化した壁パネル１２を使用する、エアハンドリングユニット（ＡＨＵ）１０の一部が示されている。このエアハンドリングユニットは、連続する矩形モジュールによって構成されており、これらの矩形モジュールは、水平に配置された一対の上部ビーム１５と水平に配置された一対の下部ビーム１６によって角部で連結された一対の矩形でかつ平面状の端部フレーム１３，１４を含む規則格子構造（ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）をそれぞれ有する。各々の端部フレームは、一対の対向する側方レール１７，１８と上部レール２０と下部レール２１とを含む。組み立てられた状態では、レールおよびビームは、角部片２３に摺動可能に保持される。よって、レールおよびビームは、組み立てられた状態で矩形の開口部を有する開口した骨組をなす。

以下でより詳細に説明するように、ＡＨＵ部分を閉じるように、本発明の教示を具体化した壁パネルを骨組の開口部に配置することができる。各々のパネルは、非常に高い断熱性を有するように構成されており、これにより、ユニット内およびユニット外への熱の流れがかなり妨げられ、ユニットの結露が防止される。

図２〜図５をさらに参照すると、各々のパネル１２は、一対の対向する側壁２７，２８と一対の対向する端壁２９，３０を有する矩形のフレーム２５を含む。各々の壁は、接触した状態で直角の角部を構成するように留め継ぎ端部をそれぞれ有する。また、各々の壁は、高い断熱性と低い熱伝導性を有する塑性材料で成形されている。図４に最も良く示されているように、各々の壁は、垂直に配置された隔壁３１を含み、これらの隔壁には、隔壁の長さに沿って延びる矩形のリセス３２が中央に形成されている。このリセス３２は、隔壁３１の外側面に対して内向きに設けられている。上部タブ３３と下部タブ３４が、リセス３２のいずれかの側で隔壁３１の内側に一体成形されている。タブ３３，３４は、リセス３２と同様に壁の長さにわたって延びている。また、タブ３３，３４は、隔壁３１に対して平行に延在し、この隔壁と共同して狭いチャネル３５，３６を形成する。上部チャネル３５は、壁の頂部に向かって開口し、下部チャネル３６は、壁の底部に向かって開口する。隔壁３１と一体のフランジ３８が、隔壁３１の頂端部に沿って延在する。このフランジ３８は、隔壁３１から外向きに延在して、隔壁３１と共に９０°よりも僅かに小さい角度を形成する。よって、フランジ３８は、隔壁の頂端部から僅かな角度で下向きに延びる。

図５に示すように、フレームを閉じてパネル内にキャビティを形成するために、頂部カバー４０と底部カバー４１とが使用される。各々のカバー４０，４１は、カバーから下向きに垂れ下がってカバーの周辺部の全長にわたって延びる内向きに方向づけられたスカート部４５を含む。組立時には、これらのスカート部４５は、パネルフレームを囲む上部および下部のチャネルに挿入される。硬化可能なフォーム４３が、キャビティ全体をフォームで満たすようにキャビティ内に注入される。このフォームが硬化すると、フレーム壁が接触した状態で互いに接着されるとともに、カバーがフレームに接着される。硬化可能なフォームは、パネルフレーム壁と同様に高い断熱性を有するポリウレタン材料であることが好ましい。

各々のパネルは、ユニット部の開口部にパネルフレームをはめることができる寸法となっている。パネルフレーム壁と、収容開口部を構成する側方レールおよび上部と下部のビームと、の間には、密な摺動はめあい部が提供される。パネルが開口部内に完全に収容されると、パネルフレームを囲むフランジ３８は、開口部を形成するレールおよびビームの外側面に対して押し付けられる。

図６，図７に示すように、パネルを収容する開口部の周囲に圧縮可能な中空シール５０を取り付けることが好ましい。パネルを閉めると、図７に示すように、シールがパネルの下部カバー４１によって圧縮され、ユニット内の空気がパネルの周囲から漏れるのが防止される。

パネルは、各々の開口部を囲むレールおよびビームの内部に取り付けられた一連のラッチ機構６０によって閉位置に保持される。レールおよびビームは、角部片内に摺動可能に保持された四角い金属管であることが好ましい。各々のラッチ機構は、管６３内に着脱可能に含まれる円筒形のタンブラ６２を含む。このタンブラは、外側フランジ６４（図８，図９参照）を含み、この外側フランジは、このフランジを内向きに貫通する６面スロット６５を有する。アレンレンチ６７がスロット内に挿入可能であり、開位置と固定位置との間でタンブラを回転させるために使用される。延長アーム７０がタンブラに固定されており、この延長アームは、タンブラが図８に示す開位置から図９に示す固定位置へ回転すると、収容管のスロット状の穴６９から上向きに突出するように設けられている。このアーム７０は、図７に示すように、パネルフレームを囲むリセス３２内に入って、パネルとパネルを収容する開口部を囲むシール５０とが密に接触するようにパネルを押し付けるために設けられている。好ましくは、パネルフレーム２５を構成する各々の壁と係合するように、少なくとも１つのラッチ機構がそれぞれ使用される。

図１０には、骨組に沿って並行に配置された２つのパネルの部分断面図が示されている。各々のパネルは、上述したパネルと実質的に同一であり、かつ隣接するパネルの周辺壁に面する各々のパネルの周辺壁は、チャネルと関連して設けられた実質的にＵ字型の溝９０を有する。図１０に最も良く示されているように、各々の溝９０は、関連する壁のチャネルに対して実質的に平行に延びるとともに、この関連するチャネルの外側周辺部に配置される。また、各々の溝９０の深さは、関連するチャネルの深さよりも実質的に浅く、関連するチャネルの深さの約４分の１から２分の１の深さである。各々の溝９０は、溝９０を壁と一体成形することで形成されることが好ましい。

図１０に示す実施例では、少なくとも一方のパネルが、実質的にＬ字型のバー９２を含み、このＬ字型のバー９２は、関連する１つのチャネルに隣接するとともに関連する溝９０内に延在するように設けられた第１のレッグ部９４を備える。第１のレッグ部９４は、関連する溝９０の上端部と接触して止め具として機能するように設けられたレッグすなわちボス９５を含む。Ｌ字型バー９２は、さらに第２のレッグ部９６を備え、この第２のレッグ部は、図１０，図１１に最も良く示されているように、隣接するパネルのカバーと圧縮された状態で密に接触するように設けられた弾性変形可能な球状部分９８を有することが好ましい。球状部分９８は、好ましくは、中空コアを有する管形状として形成される。第２のレッグ部９６は、球状以外の弾性変形可能な形状を有してもよい。また、Ｌ字型バー９２の球状部分９８以外の残りの部分は、硬いことが好ましく、Ｌ字型バー９２の全体がデュアルジュロメータ球状シールとして形成されていることが好ましい。Ｌ字型バー９２は、好ましくは、隣接するパネルの２つの対向する壁の間の境界面の全長に沿って延在している。

図１０，図１１に最も良く示されているように、球状部分９８は、空気がダクトの内部と外部との間に流れるのを実質的に防いでおり、つまり、隣接するパネルの対向する壁の間の領域を通って空気が流れるのを防いでいる。

球状部分９８は、変形していない静止状態では、図１２，図１３に最もよく示されているように、実質的に楕円形の断面を有することが好ましい。球状部分９８は、好ましくは管状でかつ中空コアを有するとともに開口端を備えるが、本発明では、球状部分は、管状でかつ閉鎖端を備えるとともに流体で満たされていてもよい。また、球状部分９８のコアは、フォームラバーまたは他のエラストマーなどの変形可能な固体で満たすこともできる。さらに、球状部分９８は、コア部を備えずに、フォームラバーや他のエラストマーなどの一体の材料から形成することもできる。加えて、球状部分９８は、Ｌ字型バー９２の残りの部分が形成されている材料とは異なる材料で形成可能であり、球状部分９８は、例えばＬ字型バー９２の残りの部分に接着または他の方法で固定することができる。

Ｌ字型バー９２は、図１０に最もよく示されているように、ねじ１００によって関連するパネルに取外し可能に固定することができ、このねじ１００は、Ｌ字型バー９２の第１のレッグ部９４、関連するチャネル、およびカバーのスカート部を貫通してフォーム状の断熱材内に延びている。Ｌ字型バー９２は、関連する溝９０への第１のレッグ部９４の挿入およびねじ１００によって関連するパネルの壁に取り付けられるが、Ｌ字型レッグ部９２を壁と一体に形成すること、Ｌ字型レッグ部９２を壁に接着すること、およびＬ字型バー９２を壁にクリップ留めすることなどの他の設計を効果的に使用することも本発明の範囲に含まれる。また、Ｌ字型バー９２を使用する際には、第１のレッグ部９４は、第２のレッグ部９６に対して実質的に平行に延在してもよく、関連するパネルのカバー４１に第２のレッグ部を取り付けることもできる。Ｌ字型バー９２は、選択的にかつ取外し可能に関連するパネルに取り付けられることが好ましいが、バー９２をパネルに固定することも本発明の範囲に含まれる。

図１１，図１２を参照すると、ＡＨＵ１０の内部に簡単に接近する必要がある場合には、壁パネル１２の代わりにヒンジ付の壁パネル１１４を使用することができる。側部片１８または対向する壁上の他のラッチと相互に作用するラッチによって、ヒンジ付の壁パネル１１４が閉じた状態に保持される。ヒンジ付の壁パネル１１４は、回転ヒンジ１２２を含み、このヒンジ１２２は、側部片１８にパネル１１４を取り付けるための取付フランジ１２４と、破断せずに曲がるヒンジ部１２６と、回転ヒンジ１２２とパネルの周辺部とを接続する端部突出部１２８と、を含む。好ましくは中空でかつ圧縮可能なシール５０が、側部片１８に固定される。壁パネル１１４が閉じられると、パネル１１４がシール５０を圧縮して側部片１８との間に密なはめあい部を形成する。

特に図面に示した好適実施例を参照して、本発明を開示および説明したが、当業者であれば分かるように、請求項によって定められる本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、その詳細に種々の変更を加えることができる。

ダクトワークの支持フレームから１つのパネルが取り除かれた状態を示す、所望の流路に沿って空気を案内するダクトワークの部分斜視図である。 図１のダクトワークの支持フレームを囲むために使用されるパネルの拡大斜視図である。 パネルフレームとカバーを示す分解説明図である。 図３の４−４線に沿ったパネルフレームの拡大断面図である。 図２の５−５線に沿ったパネルアセンブリの拡大断面図である。 ダクトワークから１つのパネルを取り除いた状態を示す、ダクトワークの骨組の角部の部分拡大図である。 ダクトワークの骨組に固定されたパネルを示す、図６と同様の部分拡大図である。 ダクトワークの骨組にパネルを固定するラッチ機構の格納位置を示す拡大図である。 ラッチ機構の固定位置を示す図８と同様の拡大図である。 図１の線１０−１０に沿ったパネルアセンブリの拡大断面図である。 図１に示すダクトワークの最も左側の領域における、ダクトワークフレームに沿って並行に配置されたパネルを有するパネルアセンブリの頂部の概略説明図である。 パネルの１つがフレームにヒンジ付けされているとともにフレームに対して開位置で延在している図１１と同様の概略説明図である。 ヒンジ付けされていないパネルをフレームから取り外した状態を示す図１１と同様の概略説明図である。

Claims (26)

1. 閉じた流路に沿って空気を案内する内部空間と外部とを実質的に定めるエアハンドリングダクト用のパネルであって、
   頂端部と底端部とを有するとともに、前記頂端部に向かって開口する上部チャネルと、前記底端部に向かって開口する下部チャネルと、を含み、これらのチャネルは、実質的に周辺壁の全長にわたってそれぞれ延在しており、さらに、前記頂端部に向かって開口する上部溝と、前記底端部に向かって開口する下部溝と、を含む周辺壁と、
   周辺部と、この周辺部にわたって延在する関連するスカート部と、をそれぞれ有し、かつ前記パネル内に閉じたキャビティを形成するように、頂部カバーの前記スカート部が前記壁の上部チャネルに収容され、底部カバーの前記スカート部が前記壁の下部チャネルに収容される頂部カバーおよび底部カバーと、
   前記壁の下部溝に収容された第１のレッグ部と、前記エアハンドリングダクト内の内部空間と該エアハンドリングダクトの外部との間で空気が流れるのを実質的に防止するために隣接するパネルの底部カバーに圧縮された状態で密に接触するように設けられた変形可能な球状部分を有する第２のレッグ部と、を備える実質的にＬ字型のバーと、を含むことを特徴とするエアハンドリングダクト用のパネル。
2. 各々のカバーは、金属製であり、関連するスカート部は、各々のカバーと一体に設けられていることを特徴とする請求項１記載のエアハンドリングダクト用のパネル。
3. 前記キャビティは、硬化可能なフォーム材料によって実質的に完全に満たされており、このフォーム材料は、前記キャビティに注入されるとともに、硬化したときに前記壁および前記カバーを互いに結合させることを特徴とする請求項１記載のエアハンドリングダクト用のパネル。
4. 各々の壁の頂端部から外向きに延在するとともに、フレームの頂端部に接する平らなフランジをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のエアハンドリングダクト用のパネル。
5. 前記第１のレッグ部と、前記壁と、前記スカート部の１つを貫通するねじをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のエアハンドリングダクト用のパネル。
6. 前記バーは、実質的に塑性材料で形成されており、前記第１のレッグ部は、実質的に硬いことを特徴とする請求項１記載のエアハンドリングダクト用のパネル。
7. 前記球状部分は、中空コアを有する管形状であることを特徴とする請求項１記載のエアハンドリングダクト用のパネル。
8. 前記球状部分は、変形されていない状態で実質的に楕円形の断面形状を有することを特徴とする請求項７記載のエアハンドリングダクト用のパネル。
9. 前記上部溝は、前記上部チャネルに対して実質的に平行に設けられており、前記下部溝は、前記下部チャネルに対して実質的に平行に設けられていることを特徴とする請求項１記載のエアハンドリングダクト用のパネル。
10. 前記上部溝は、実質的に前記上部チャネルの外側周辺部に設けられており、前記下部溝は、実質的に前記下部チャネルの外側周辺部に設けられていることを特徴とする請求項９記載のエアハンドリングダクト用のパネル。
11. 閉じた流路に沿って空気を調和するエアハンドリングダクトであって、このダクトは、骨組と、実質的に並列に配置されているとともに前記骨組に沿って取り付けられた少なくとも２つの実質的に同一のパネルと、を含み、各々のパネルは、実質的に平らな内側面と、実質的に平らな外側面と、実質的にこれらの面の間に延在する周辺壁と、を有し、前記パネルの少なくとも一方は、関連する実質的にＬ字型のバーを含み、該Ｌ字型のバーの第１のレッグ部が前記壁に近接して取り付けられており、該Ｌ字型のバーの第２のレッグ部が少なくとも他方の前記実質的に同一のパネルの内側面に圧縮された状態で密に接触するように設けられた変形可能な球状部分を有しており、前記パネルが前記のように配置されたときに、これらのパネルの間で空気が流れることが実質的に防止されることを特徴とするエアハンドリングダクト。
12. 前記少なくとも一方のパネルは、前記第１のレッグ部を前記壁に取外し可能に固定する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１１記載のエアハンドリングダクト。
13. 前記取り外し可能に固定する手段は、前記壁と一体成形されているとともに前記第１のレッグ部を収容するように設けられた溝を含むことを特徴とする請求項１２記載のエアハンドリングダクト。
14. 前記取り外し可能に固定する手段は、前記第１のレッグ部と前記壁とを貫通するねじを含むことを特徴とする請求項１２記載のエアハンドリングダクト。
15. 前記バーは、実質的に塑性材料で形成されており、前記第１のレッグ部は、実質的に硬いことを特徴とする請求項１１記載のエアハンドリングダクト。
16. 前記球状部分は、中空コアを有する管形状であることを特徴とする請求項１１記載のエアハンドリングダクト。
17. 前記球状部分は、変形されていない状態で実質的に楕円形の断面形状を有することを特徴とする請求項１６記載のエアハンドリングダクト。
18. 前記パネルの少なくとも１つは、前記骨組にヒンジ付けされていることを特徴とする請求項１１記載のエアハンドリングダクト。
19. 閉じた流路に沿って空気を調和するエアハンドリングダクトであって、このダクトは、骨組と、実質的に並列に配置されているとともに前記骨組に沿って取り付けられた少なくとも２つの実質的に同一のパネルと、を含み、各々のパネルは、実質的に平らな内側面と、実質的に平らな外側面と、実質的にこれらの面の間に延在する周辺壁と、を有し、前記パネルの少なくとも一方は、少なくとも２つのレッグ部を有する関連するバーを含み、第１のレッグ部が前記壁に近接して取り付けられており、第２のレッグ部が少なくとも他方の前記実質的に同一のパネルの内側面に圧縮された状態で密に接触するように設けられた変形可能な球状部分を有しており、前記パネルが前記のように配置されたときに、これらのパネルの間で空気が流れることが実質的に防止されることを特徴とするエアハンドリングダクト。
20. 前記少なくとも一方のパネルは、前記第１のレッグ部を前記壁に取外し可能に固定する手段をさらに含むことを特徴とする請求項１９記載のエアハンドリングダクト。
21. 前記取り外し可能に固定する手段は、前記壁と一体成形されているとともに前記第１のレッグ部を収容するように設けられた溝を含むことを特徴とする請求項２０記載のエアハンドリングダクト。
22. 前記取り外し可能に固定する手段は、前記第１のレッグ部と前記壁とを貫通するねじを含むことを特徴とする請求項２０記載のエアハンドリングダクト。
23. 前記バーは、実質的に塑性材料で形成されており、前記第１のレッグ部は、実質的に硬いことを特徴とする請求項１９記載のエアハンドリングダクト。
24. 前記パネルの少なくとも１つは、前記骨組にヒンジ付けされていることを特徴とする請求項１９記載のエアハンドリングダクト。
25. 前記少なくとも他方の実質的に同一のパネルは、各々の壁の頂端部から外向きに延在するとともに、前記少なくとも一方のパネルおよび骨組の頂端部に接する平らなフランジを含むことを特徴とする請求項１１記載のエアハンドリングダクト。
26. 前記少なくとも他方の実質的に同一のパネルは、各々の壁の頂端部から外向きに延在するとともに、前記少なくとも一方のパネルおよび骨組の頂端部に接する平らなフランジを含むことを特徴とする請求項１９記載のエアハンドリングダクト。

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