JP2004301423A - 自動再生型換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】環境フィルターの汚れの点検チェックや洗浄、交換等のメンテナンス作業を容易にする。
【解決手段】換気（扇）口内に洗浄空間８を区画・形成し、タイマーによって環境フィルター６を定期に洗浄（または、再生）したり、差圧センサー１３によって環境フィルターの汚れ状況（変化）に応じた（非定期・即応的）洗浄（または、再生）を、いずれも自動制御化して行うものである。その制御は、通常の換気（駆動）はもちろんのこと、環境フィルターの洗浄（再生）をもトータルに制御して、該メンテナンス作業の省力化・全自動化を可能にしている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の吸気・排気等を行う換気用、空調用、また厨房用、医療用、住居・工場・倉庫用等に用いられる自動再生型換気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、殊に換気装置が建物の高所に取付けられていたり、非常に狭い場所（空間）に取付けられていたりして、環境フィルターの汚れを洗浄・交換する（メンテナンス）作業性が非常に困難な場合に、その作業性の簡易化や自動洗浄化が求められている。
また、従来の技術としては、本体内で、循環ポンプによってフィルタの表面上を自動的に流下して水洗浄（洗剤を含んだ液）する換気ファンに関するもの（例えば、特許文献１，２参照）、フィルター部材の表面若しくは裏面に接触するブラシのノズルから圧縮空気を噴射して自動洗浄する換気ファンに関するもの（例えば、特許文献３参照）、正逆巻取式の帯状フィルタと空気噴射ノズルを備えて除塵する換気ファンに関するもの（例えば、特許文献４参照）等があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−３２２２５１号公報（第２，３頁、第１〜５図）
【特許文献２】
特開平６−２９０７号公報（第２，３頁、第１〜６図）
【特許文献３】
特開平７−１２３７７号公報（第２〜４頁、第１〜１９図）
【特許文献４】
特開平９−１４１０３４号公報（第２，３頁、第１，２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、一般の厨房、住居・工場・倉庫等においても、さらに超高度のクリーン度が要求される病院・医療施設、食品関係の施設、半導体生産関係の施設等においても、従来から種々の厳密な対策がなされている。
そして、これら両者に共通の環境保全（整備）の観点からすると、屋内の汚れた空気を屋外に不用意に排気したり、また、汚染された屋外の外気を屋内に吸気したりしないことが、その基本として欠かせない要件となっている。すなわち、その清浄化、脱臭、抗菌・殺菌、防汚等の処置・対策が欠かせない要件となっている。もちろん、他の汚れた水や、様々な汚染（有害）物質等についても同様である。
【０００５】
空気中の汚染物質には、塵埃等のパーティクル成分や有機ガス等のケミカル成分等があげられるが、その対策として建物の外壁の換気（扇）口に環境フィルター（仮称、以下同じ）が取付けられて、種々の対策（例えば、上記従来技術の圧縮空気、ブラシング、洗浄水等による自動化の各対策）が講じられている。
しかし、その換気（扇）口の取付け高さが高く、取付け部が狭く、またその取付け数が多いと、夫々の環境フィルターの汚れの点検チェックや洗浄、交換等のメンテナンス作業は、難作業となって非常に煩わしく、辛く面倒で、場合によっては危険を伴う作業を強いられる場合も考えられ、それらにかかるコスト（人件費等）も高価になってしまう。
【０００６】
そこで本願発明は、このような課題を解決するために、換気（扇）口内に洗浄空間（または、再生空間）を区画・形成し、タイマーによって環境フィルターを定期に洗浄（または、再生）したり、差圧センサーによって環境フィルターの汚れ状況（変化）に応じた（非定期・即応的）洗浄（または、再生）を、いずれも自動制御化して行うものである。その制御は、通常の換気（駆動）はもちろんのこと、環境フィルターの洗浄（再生）をもトータルに制御して、該メンテナンス作業の省力化・全自動化を可能にしている。
【０００７】
殊に差圧センサーは、各個所の環境フィルターの汚れ状況をリアルタイムに監視・検知しているので、その汚れに状態変化を生じても即時に対応（洗浄、再生）処置でき、さらにその交換時期を報知することもできる。つまり、差圧センサーを環境フィルターの前後に配置し、リアルタイムに差圧（値）によってその前後の圧力損失の増加状況を監視し、その状態に応じて環境フィルターの洗浄（再生）・交換処置を自在に為し、タイミングを失する（洗浄・再生が不能となる）ことがない。したがって、地上（遠隔制御）からの建物内の全体的な各換気装置の状況の把握と、管理（最適化）、適確な処置対策が図れるものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動再生型換気装置は、建物の外壁に固定されて使用されるもので、前記建物の屋外側及び屋内側に夫々開口部を有するケーシングと、前記ケーシングの屋内側の端部に取付けられた吸気・排気兼用の換気扇と、前記換気扇の屋外側前方に設けた吸気・排気兼用の環境フィルターと、前記環境フィルターの両面側をシャッターで囲って区画・形成された再生空間と、前記再生空間内の前記環境フィルターの両面を再生する再生手段と、前記再生手段を制御する制御装置とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の本発明によれば、換気装置が、特に建物の外壁の高所や、狭い場所や、その他作業が極めて困難な場所等に取付けられていたり、またその取付け数が非常に多い場合、その環境フィルターのメンテナンス作業［汚れを除去し、再生（継続使用）するための点検・再生作業や、その取外し・取付け作業］が非常に困難な（危険な）作業を強いられることになるが、本発明の再生処理（装置）を制御する制御装置を採用することによってこれらの作業が不要・解消・軽減化され、メンテナンス・フリー化して、継続使用化、省力化、低コスト化、管理化することができる。
【００１０】
請求項２に記載の本発明によれば、換気装置が、特に建物の外壁の高所や、狭い場所や、その他作業が極めて困難な場所等に取付けられていたり、またその取付け数が非常に多い場合、その環境フィルターのメンテナンス作業［汚れを除去し、洗浄（継続使用）するための点検・洗浄作業や、その取外し・取付け作業］が非常に困難な（危険な）作業を強いられることになるが、本発明の洗浄処理（装置）を制御する制御装置を採用することによってこれらの作業が不要・解消・軽減化され、メンテナンスフリー化して、継続使用化、省力化、低コスト化、管理化することができる。
【００１１】
請求項３に記載の本発明によれば、タイマーによって、環境フィルターの汚れを定期（定時）に洗浄（除去）する月・日（曜日）・時刻・（所要）時間等を自在に設定すると同時に、洗浄（処理）する時間（例えば、連続洗浄や間欠洗浄等のＯＮ，ＯＦＦ時間）を自在に設定することができ、つまり、自動洗浄制御が自在に設定・実施できることになる。
【００１２】
請求項４に記載の本発明によれば、
▲１▼差圧センサーによって、環境フィルターの目詰まり状態（状態の変化も）をリアルタイムに検知しているので、環境フィルターの洗浄時期（タイミング）を予知して、適切な洗浄（タイミングを失しないで）を自動的に行うことができる。つまり、環境フィルターの汚れがなければ洗浄を実施しないが、汚れがひどくなったとき（所定の圧力損失値以上のとき）にはその都度に洗浄を実施することができる。
目詰まりがひどい場合、すなわち、洗浄しても差圧（値）の検知が継続して大きい場合は、洗浄を繰返しても環境フィルタ−の目詰まりが解消されないのであるから、環境フィルターの交換時期（交換寿命）を報知（警告）することができる。
【００１３】
請求項５に記載の本発明によれば、建物内の全換気装置の総合的（トータル的）なタイマー、及び差圧センサーによる両自動洗浄制御を同時に行うことができる。もちろん、この場合、タイマーは自動洗浄の設定のみならず、換気装置本来の機能である換気運転（吸気・排気）の設定も併せて設定するので、その意味で全自動化を可能とするものである。
【００１４】
（実施例）
以下、本発明の自動再生型換気装置の一実施例として、例えば建物内・外の空気を清浄化して換気する例について、以下に図面を用いて説明する。
図１は、建物１内の空気を換気する換気扇４部分の概要を示す縦断面図である。図において、５は、建物１の外壁２に固定され、かつ、この建物１の屋内及び屋外側に夫々開口部３を有する換気扇４のケーシングを示し、この換気扇４は、吸気・排気（すなわち換気）の両用（兼用）の作動（建物１内の空気を清浄化して排気し、外気を清浄化して吸気する）をするもので、ケーシング５の屋内側の端部に取付けられている。
６は、換気扇４の屋外側前方に設けた吸気・排気の両用（兼用）の環境フィルターを示し、８は、環境フィルター６の両面側をシャッター７（例えば、ブラインド式）で囲われ、シャッター７の閉時にケーシング５内に密着して気密性（防水性や水密性、密閉性も兼ねる）を有し、区画・形成される洗浄空間（または、再生空間。以下同じ。再生空間については後述する）を示す。
９は、洗浄空間８内に開口して環境フィルター６の両面を洗浄する（同時に洗浄空間８内も洗浄できる）散水（洗浄水）用配管口であり、（後述の）洗浄用給水設備１１に接続されている。１０は、洗浄空間８内底部に開口して洗浄水を排水する排水用配管口である。なお、必要に応じて、洗浄空間８に通気用の開孔（図示は省略）を設けることもできる。
【００１５】
ケーシング５の開口部３には、防虫・小鳥獣や粗大の浮遊物等のための網等を別に設けることができる。
環境フィルター６の洗浄については、一般的には水洗、湯洗、洗剤洗い等が為され、その洗浄処理（工程）は、例えば、▲１▼強風速で粗塵除去、▲２▼弱アルカリ洗浄、▲３▼強アルカリ洗浄、▲４▼水洗い、▲５▼通風（温風）乾燥、▲７▼差圧（値）測定とするが、このような工程は、適宜選んで各洗浄用給水設備１１等が別に設置され、自動化が制御なされる。なお、工程▲１▼、▲５▼、▲７▼は、シャッター７を開ける（かつ、換気扇４を駆動する）が、工程▲２▼、▲３▼、▲４▼は、シャッター７を閉じる（換気扇４を止める）。
環境フィルター６については、例えば、汚染物質（種類、量等）に応じて選定・使用される。
散水用配管口９は、口先を散水の各パターン［シャワー状、ノズル状、扇状、旋回状、（間欠）噴射状等］に応じて、選定・設定できる。
排水用配管口１０の排水は、含まれる汚染物質に対応して必要な別の除去処理が為され、その後に建物１の外部に廃水される。
【００１６】
１６は、換気扇４の駆動部であり、その正・逆回転（駆動）、強・弱回転（駆動）等によって主に空気（屋外気・屋内気）の吸気・排気（換気）の作動等を行わせるものである。１５は、シャッター７を開閉させる駆動部であり、開時にはケーシング５内の吸気・排気を行い、閉時には環境フィルター６の洗浄を行ったり、非使用時（や非常事態時）の通気の遮断を行ったりするものである。
１３は、換気扇４による換気時（吸気時、または排気時）の環境フィルター６の前後（両面側）の通気の差圧を検知する差圧センサーであり、その差圧（値）の大小によって環境フィルター６の時々刻々の汚れ（目詰まり等）の状態（変化）を検知する。つまり、空気が環境フィルター６を通る（通気）ときの空気抵抗によって、環境フィルター６の前後に圧力損失を生じるが、その差圧（値）［圧力の低下（値）］を検知する。汚れの増加とともに、その初期圧力損失値は上昇し、洗浄時期（所定の圧力損失以上）、寿命交換時期（例えば、初期圧力損失の２〜３倍）を検知・判定・出力等をする。もちろん、差圧センサー１３の検知（変化）値を表示（報知）・解析すれば、環境フィルター６の洗浄方法（洗剤濃度等）・洗浄時期（タイミング）や交換時期を予知・選定することができる。いずれにしても、夫々の各タイミングをリアルタイムに監視することによって、その各メンテナンスのタイミングを失することがない。
【００１７】
上述の各駆動部１５，１６，１７、および差圧センサー１３は、（後述の）制御装置１２に接続されている。
センサーについては、差圧センサー１３の他にも、例えば分子状のケミカル汚染物質（成分）検出用のセンサー等も考えられ、必要に応じて選定・設置され、したがって、対応する洗浄工程（処理内容）も選定されることになる。
【００１８】
本願発明による自動再生型換気装置は、換気扇４の本来の第一機能である換気（作動）のみに留まらず、空気清浄化、環境保全等も兼ね備えた換気装置に関するものである。
従来から、クリーンな水や空気を求め、様々な汚染（有害）物質を除去してクリーンな環境を現出させる各種のフィルターが開発されており、病院や半導体生産工場等のクリーンルームはもとより、一般の住居（内や周辺）環境においても、（産業）廃棄物や排気ガス等の処理に欠かせないものとなっている。
このような観点から、本願において、「環境フィルター６」として仮に定義し、かつ説明することにする。つまり、空気中のパーティクル汚染物質、または（および）ケミカル汚染物質除去用のもので、しかも洗浄処理や他処理（後述する）によって再生［継続して（再）使用］されるフィルター類を対象として総称するものとする。
【００１９】
図２は、図１の制御の制御装置１２の概略を示す模擬図であり、図３は、図２の制御装置１２の制御を説明する概略フロー図である。
まず図２において、１４は、タイマーを示し、そのＯＮ，ＯＦＦ信号（予め設定された）が制御装置１２（の通常時制御部、または洗浄時制御部）に入力される。一方、差圧センサー１３は、差圧（値）が予め設定された所定値（環境フィルター６の目詰まりを検知し、洗浄が必要となった時の差圧値）に達した時に、その信号が制御装置１２（の洗浄時制御部）に入力される。したがって、制御装置１２は、換気扇４の駆動部（Ｍ）１６、シャター７の駆動部１５、洗浄用給水設備（後述する）１１の駆動部（Ｐ）１７、および散水用配管口９の開閉部１８，１９へ制御信号が出力される。
換気扇４は、建物１内の複数個所に設置されており、制御装置１２は、この全建物１内の全換気扇４に対して、トータルの全自動化制御がなされ得るものである。
なお、シャッター７や換気扇４の駆動等の制御は、上述の▲１▼通常時、▲２▼洗浄時の他に、▲３▼夜間や休日・停止時、▲４▼応急・非常時等に応じても連動されている。
【００２０】
次に図２，３の両図において、まずタイマー１４の各設定（主に通常時、洗浄時）が為され、まず、タイマー１４ＯＮか否かが判定される。
次いで、タイマー１４ＯＮの場合は、通常時か否（洗浄）かが判定される。通常時の場合は、吸気か否（排気）かが判定される。
上述のタイマー１４ＯＮかが否（ＯＦＦ）の場合は、差圧センサー１３（所定の差圧値か、否か）によって洗浄（または、交換）の要否が判定される。
タイマー１４の各設定とは、主に通常時と洗浄時の両設定がなされ、月、日・曜日、時間・時刻等が自在に設定できる。もちろん、「手動」による作業（や点検、操作等）が必要になったときは、別に設けた切替スイッチ（図示しない）を切替えて、タイマー１４による「自動制御」を中断して行うことができるのは自明である。
通常時とは、改めて説明するまでもないが、タイマー１４によって、換気扇４の駆動部１６による換気運転（吸気〜排気、及びその各開始〜停止・休止等、応急閉止等）を行う場合をいう。
洗浄時とは、タイマー１４による洗浄空間８内の環境フィルター６の各洗浄処理（工程）をいうが、散水用配管口９の（後述の）開閉部１８，１９の開閉のみならず、洗浄用給水設備１１の駆動部１７による散水の強弱圧流（脈動圧流）や、散水の連続〜間欠噴射等の運転も同時に行うことができる。
【００２１】
図４は、図１、図２による全体（自動再生型換気装置）構成の概要を示す模擬図である。図において、上述と重複する説明（特に、図２，３と重複する説明）は省略する。
洗浄用給水設備１１は、洗剤（例えば、アルカリ系）の他に、例えば、冷水・温水・熱水、ワックス系（仕上げ用等）、薬剤（防カビ、滅菌用等）等を自在に選定できるように、その種別毎に設ける。この場合の各洗浄用給水設備１１の種別は、要求される洗浄（内容）工程によって決まり、各工程（各工程順やその各時間）の洗浄処理が制御装置１２によって全自動化される。
この洗浄処理は、▲１▼タイマー１４設定によって定期［決められた時刻（時間）］に行う。▲２▼差圧センサー１３の所定の差圧（値）時に行う。▲３▼タイマー１４、及び差圧センサー１３の両方によって同時に行う。▲４▼もちろん、これらの各自動処理を切替え（切替えスイッチ等による）て、手動（タイマー１４、および差圧センサー１３によらない）によって処理・操作を行う。つまり、個々の状況に応じて、これらの中からいずれを選択しても良いことになる。
また、温水を薬剤洗浄後に使用すれば、洗浄空間８、環境フィルター６や散水用〜排水用の両配管内の洗浄（薬剤除去）を行うことができる。
以上により、建物１内の全（各）換気装置の洗浄処理を全自動化することによって、作業コストが下がり、トータル管理コストが下がり、省力化、メンテナンス・フリー化等が達成できることになる。
【００２２】
以上の実施例の説明（洗浄空間８を有する実施例の説明）において、洗浄空間８（環境フィルター６を洗浄によって再生する）の場合、環境フィルター６は当然に洗浄対応型のフィルターが選定される。すなわち、洗浄対応型フィルターとは、前述の水洗浄、温水洗浄、熱水洗浄、高圧水（ノズル）洗浄、薬剤洗浄等により再生（処理）できるタイプのフィルターを総称する。つまり、洗浄（対応）型フィルターの種類は、例えば、プレフィルター、中性能フィルター、塩害防止用フィルター等多くのものがあり、材質は、ポリプロピレンなどの合成樹脂系、合成・特殊繊維系、親水性セラミック系等々のものが知られている。
また、仮に超音波洗浄を行う場合があるとすれば、洗浄空間８内に一時貯水（排水用配管口を閉止して、超音波発振させる）して行えば良い。そして、熱水洗浄には、高温水や蒸気洗浄等が考えられる。
【００２３】
一方、「再生（処理）」という（上位・広義の）概念から本願発明をとらまえると、上述の「洗浄（処理）」は、「再生（処理）」の中の一つ（の処理）に過ぎないものとなる。
つまり、「再生」という観点からみると、環境フィルター６は、上述の「洗浄対応型」のフィルターとともに、他の「化学的、物理的、機械的、電気的等の各種対応型」のフィルターの中で再生が可能なフィルターの全てが包含されることになる。後者のフィルターとしては、例えば、紫外線照射、赤外線照射、（ヒータ）加熱、機械振動等によって再生されるフィルターが挙げられる。
【００２４】
すなわち、例えば、紫外線照射の場合を考えると、光触媒フィルターと紫外線ランプとを組合せて再生空間（前述の洗浄空間８に同等の空間）内に構成し、再生することができる。この場合、前述の「洗浄」用の散水用配管口９・排水用配管口１０・洗浄用給水設備１１等を、「再生」用の紫外線ランプやその電気設備（いずれも、詳細な説明・図面は省略する）に置き換えることによって実現できることになる。
したがって、洗浄処理（のみ）の洗浄空間８は、再生処理［洗浄処理を含んだ広義概念の（再生）処理］の再生空間８として、単に置き変え（呼び変え）ればよいことになる。改めて言うまでもなく、環境フィルター６としての光触媒フィルターは、主に有機ガス等のケミカル汚染物質除去用に使用されるものであり、清浄化〜脱臭〜抗菌・殺菌〜防汚等の各作用の効用があるものである。
【００２５】
さらに、本願の自動再生型換気装置の他の実施例として、例えば、暖房・冷房の他に環境的機能（防塵、調湿、吸煙、除菌、イオン発生等）が付加された汎用の空調機（用ダクト）等にも応用できることは自明である。
いずれにしても、上記実施例の洗浄型換気装置、再生型換気装置はともに同等の構成（要件）を有しており、したがって同等の効果が得られることになる。すなわち、全自動的、遠隔的に制御されることによって、低コスト化、メンテナンス・フリー化等が達成できることになる。
【００２６】
以上のように、本実施例によれば、換気装置が、特に建物の外壁の高所、狭い場所、その他作業が極めて困難な場所等に取付けられていたり、また，その取付け数が非常に多い場合、その環境フィルターのメンテナンス作業［汚れを除去し、再生（継続使用）するための点検・再生作業や、その取外し・取付け作業］が非常に困難な（危険な）作業となるが、その作業が不要・解消・軽減化され、メンテナンス・フリー化して、継続使用化、省力化、低コスト化、管理化することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、環境フィルターのメンテナンス作業が不要・解消・軽減化され、メンテナンス・フリー化して、継続使用化、省力化、低コスト化、管理化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の建物内の空気を換気する換気扇部分の概要を示す縦断面図
【図２】図１の制御の制御装置の概略を示す模擬図
【図３】図２の制御装置の制御を示す概略フロー図
【図４】図１、図２による自動再生型換気装置の概要の構成を示す模擬図
【符号の説明】
１ 建物
２ 外壁
３ 開口部
４ 換気扇
５ ケーシング
６ 環境フィルター
７ シャッター
８ 洗浄空間（または、再生空間）
９ 散水用配管口
１０ 排水用配管口
１１ 洗浄用給水設備
１２ 制御装置
１３ 差圧センサー
１４ タイマー
１５，１６，１７ 駆動部
１８，１９ 開閉部

Claims (5)

1. 建物の外壁に固定された場合、前記建物の屋外側及び屋内側に夫々開口部を有するケーシングと、
   前記ケーシングの屋内側の端部に取付けられた吸気・排気の両用の換気扇と、
   前記換気扇の屋外側前方に設けた吸気・排気の両用の環境フィルターと、
   前記環境フィルターの両面側をシャッターで囲って区画・形成された再生空間と、
   前記再生空間内の前記環境フィルターの両面を再生する再生手段と、
   前記再生手段を制御する制御装置と
   を備えたことを特徴とする自動再生型換気装置。
2. 建物の屋外側と屋内側用の開口部を有するケーシングと、
   前記ケーシングの屋内側の端部に取付けられた吸気・排気の両用の換気扇と、
   前記換気扇の屋外側前方に設けた吸気・排気の両用の環境フィルターと、
   前記環境フィルターの両面側をシャッターで囲い、気密性を有して区画・形成された洗浄空間と、
   前記洗浄空間に設けて前記環境フィルターの両面を洗浄する散水用配管口と、
   前記洗浄空間に設けて前記環境フィルターの洗浄後に排水する排水用配管口と、
   前記散水用配管口に接続して構成した洗浄用給水設備と、
   前記環境フィルターの両面の洗浄を制御する制御装置と
   を備えたことを特徴とする自動再生型換気装置。
3. 定期的に洗浄時間を設定するタイマーによって、前記シャッター・前記換気扇・前記洗浄用給水設備の夫々の駆動及び前記散水用配管口の開閉を制御することを特徴とする請求項２に記載の自動再生型換気装置。
4. 前記環境フィルターの両面側の差圧を検知する差圧センサーの検知を受けて前記シャッター・前記換気扇・前記洗浄用給水設備の夫々の駆動及び前記散水用配管口の開閉を制御することを特徴とする請求項２に記載の自動再生型換気装置。
5. 前記差圧センサーと前記タイマーとを併用して制御することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の自動再生型換気装置。

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