JP2007163018A - ダクト用換気扇 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない消費電力でより大きな排気量を得るという条件を十分に満たし、部品点数が少なくて製造容易で低コストにて供給でき、しかも、軽量且つコンパクトで取扱いやすく、角部で手を傷付けたりするおそれがなく、低騒音でメンテナンスが容易なダクト用換気扇を提供することを課題とする。
【解決手段】金属製又は樹脂製の底板５を取り外し可能に取り付けたポリスチレン等の発泡樹脂製箱型ハウジング１を設け、前記ハウジングの３周側面にはそれぞれ吸気用ダクト接続口２を２つずつ並設し、残りの周側面には前記吸気用ダクト接続口２よりも広径の排気用ダクト接続口３を１つ突設すると共に制御基板４を取り付け、前記ハウジング１の内天面にファン７とこれを駆動するモーターを取り付け、更に前記ハウジング１内に前記ファン７を取り囲む無底ケーシング８を一体成形により設け、前記底板５の上面において、前記ケーシング８の下面を受けるようにして成る。
【選択図】図３

Description

本発明はダクト用換気扇、より詳細には、室の天井裏や床面下に設置され、天井裏等に配設されるダクトを接続することによって、室内の汚れた空気を吸入排出するダクト用換気扇に関するものである。

高気密、高断熱化が進む昨今の住宅においては、室内汚染空気の排出のために、所謂２４時間換気システムが採用されることが多くなってきている。このシステムにおいては、ダクト用換気扇（排気ファン）の作用で、室内の汚染空気が排出されるに伴い、外気が緩やかに導入される。

ここで用いるダクト用換気扇は、２４時間連続運転させるものであるので、エネルギーコストの観点から、より少ない消費電力でより大きな排気量を得ることが求められると共に、長期の使用に当たり、維持管理のしやすいものであり、更には、限られたスペースに設置される関係上、できるだけコンパクトであることが求められる。

維持管理のしやすさという要請に応えるものとして、特公平５−７１８４８号公報に記載のものが提唱されている。それは、前面を開口したボックスに、該開口を開閉可能に閉塞する蓋体を取り付け、該蓋体に、モーターとファンとファンを囲むケーシングを設置して成る。この場合、蓋体を開けることによってモーター、ファン及びケーシングが一緒に取り出されるので、メンテナンスが容易となるとされている。

この構成の場合、モーター、ファン及びケーシングのすべてが蓋体に取り付けられるために、蓋体にはかなりの重量がかかり、壁面に設置する場合にはまだ良いが、天井に設置される場合には、メンテナンスに当ってその重量を支える必要があるので作業者に負担がかかり、天井設置用には適さない。

また、上記ダクト用換気扇を初め、一般のダクト用換気扇におけるハウジングは金属製で、金属板を折曲、溶接等によって箱型に成形して製造され、また、ファンの回転に伴う騒音を吸収減衰するために、ハウジング又は風路の内壁面に、吸音材を定着する必要があるので、その製造には手間がかかり、コスト高となりやすく、更に、ファン騒音の問題や、角部で手を傷付けたりするおそれがあって取り扱いにくいといった問題がある。

特公平５−７１８４８号公報 特許第２７０７８０２号公報

上述したように、従来のダクト用換気扇は、より少ない消費電力でより大きな排気量を得ることが十分になされておらず、且つ、天井設置時におけるメンテナンス作業が容易ではないだけでなく、製造上手間がかかり、取扱い上及びコスト上問題があったので、本発明はそのような問題のない、即ち、少ない消費電力でより大きな排気量を得るという条件を十分に満たし、部品点数が少なくて製造容易で低コストにて供給でき、しかも、軽量且つコンパクトで取扱いやすく、角部で手を傷付けたりするおそれがなく、低騒音でメンテナンスが容易なダクト用換気扇を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、金属製又は樹脂製の底板を取り外し可能に取り付けたポリスチレン等の発泡樹脂製箱型ハウジングを設け、前記ハウジングの３周側面にはそれぞれ吸気用ダクト接続口を２つずつ並設し、残りの周側面には前記吸気用ダクト接続口よりも広径の排気用ダクト接続口を１つ突設すると共に制御基板を取り付け、前記ハウジングの内天面にファンとこれを駆動するモーターを取り付け、更に前記ハウジング内に前記ファンを取り囲む無底ケーシングを一体成形により設け、前記底板の上面において、前記ケーシングの下面を受けるようにして成るダクト用換気扇である。

好ましくは、前記ハウジングは、前記吸気用ダクト接続口と前記排気用ダクト接続口を含めて２つ割りした形状の２部品を接合して形成され、前記ケーシングは前記２部品の内の下側の部品と一体成形される。

また、好ましくは、前記ファンとして上下から吸気できるタイプのものを用い、前記ケーシングの上面と前記ハウジングの内天面との間に前記ケーシング内に通じる通気空間を保持すると共に、前記底板を、適宜通気空間を保持して一体化した下面とこれより小さい上面とで構成し、前記底板上面に、前記ファンに対する通気口を形成することにより、前記ファンに対し、上方及び下方から通気可能にする。

この場合、前記ハウジングを四角形とし、前記ケーシングをこれに内接する円形とすることにより前記ハウジングの隅部に通気間隙を形成し、前記吸気ダクト接続口から吸入された空気が、前記通気間隙を通って前記ケーシングの上側の通気空間及び前記底板の通気空間内に流入するようにする。

更に好ましくは、前記吸気ダクト接続口の内、前記モータの軸に近いもの程、その通気面積を狭くし、また、前記ハウジングの隅部の通気間隙の内、前記モーターの軸に近いもの程、その通気面積を狭くし、更に、前記ハウジングの上面に、吊下げ用又はネジ止め用金具を取り付ける。

本発明に係るダクト用換気扇は上記のとおりであって、両側吸込式のファンが用いられ、また、ケーシング周囲に通気間隙が形成されるために、より少ない消費電力でより大きな排気量が得られ、そのハウジング並びにファンのケーシングがポリスチレン等の樹脂製で、一体成形が可能であるため、折曲、溶接等の手間を要せずに容易に製造でき、軽量で取扱いやすいだけでなく、施工作業中等に角部で手を傷付けるおそれもなく、更に、底板を取り外すことによってモーターやファンの掃除及びメンテナンスが容易であり、また、ハウジングが発泡樹脂体であるために、別に防音材を配備することなく、低騒音で運転することができるといった効果がある。

本発明を実施するための最良の形態について、添付図面に依拠して説明する。本発明に係るダクト用換気扇は、無底のハウジング１と、その内天面に固定されるモーター６及びファン７と、ファン７を囲むようにハウジング１の内面に一体成形されるケーシング８と、ハウジング１の底面開口に脱着可能に取り付けられる底板５とから成る。

ハウジング１は、ポリスチレン等の発泡樹脂によって底面を欠く箱型に成形され、その３周側面にそれぞれ、２つの吸気用ダクト接続口２が突設される。また、残りの周側面には、吸気用ダクト接続口２よりも口径の大きい排気用ダクト接続口３が１つ突設され、その横に制御基板４が取り付けられる。天井に設けられる点検口１５は、通例４５ｃｍ四方であるので、ハウジング１（底板５）はそれ以下のサイズとすることが好ましい。このように、ハウジング１は発泡樹脂製であるため、別途防音材を配設することなく、低騒音にての運転が可能となる。

このハウジング１は、吸気用ダクト接続口２と排気用ダクト接続口３を含め、２つ割りした形状のものを別個に成形し、両者を接着等により接合することにより成形することができる。ケーシング８は、ファン７から送り出される空気の流路を構成するもので、２つ割りした部品の内の、下側の部品に一体成形することができる（図４参照）。

ハウジング１の底面開口には、金属製又は樹脂製の底板５が、例えばネジ９を介して取外し可能に設置される。あるいは、その一側辺をハウジング１の側面にヒンジ止めするようにしてもよい。

ファン７としては、吸気量を高めるために、上下（両側）から吸気できるタイプのものを用いることが好ましい。そして、その場合、ファン７のドーナツ状基板７ａに複数の小孔７ｂが穿設される（図３参照）。

上記両側吸気式のファン７を用いる場合、吸入した空気をファン７の上下に導くために、ファン７の上面、より詳細には、ファン７をカバーするケーシング８の上面とハウジング１の内天面との間に通気空間を保持すると共に、底板５を、上面５ａと下面５ｂを、支持金具５ｃを介して適宜間隔を保持して通気空間を設けた中空のものとする（図３参照）。

底板５の上面５ａは下面５ｂよりも小さく形成し、上面５ａとハウジング１の内側面との間に隙間ができるようにする。それにより、ハウジング１内に導入された汚れた空気が、その隙間から上面５ａと下面５ｂとの間の通気空間に流れ込み、上面５ａに形成される通気口５ｄからファン７に吸い上げられる。

更に、吸気用ダクト接続口２から吸引した汚れた空気をケーシング８の上側の通気空間と、底板５の上下面５ａ、５ｂ間の通気空間とに導入するための通気間隙１７が必要となるが、それは、ハウジング１を四角形状とし、ケーシング８をこれに内接する円形状とすることにより、ハウジング１の隅部に形成することができる（図３、図４参照）。なお、ハウジング１の１個所の隅部は、ケーシング８の排気用ダクト接続口３への排気口８ｃとなるため、閉塞される（図４参照）。このように、ケーシング８をハウジングに内接するように形成することで、全体をコンパクトにすることができる。

底板５の上面５ａの、ケーシング８の下面８ｂを受ける部分には、そこをエアシールするシール材１０を定着することが好ましい（図３参照）。

１１は、ハウジング１の上面に設置された固定用金具であり、そこに天吊りボルト１４を固定して本ダクト用換気扇を吊るし（図５、図６参照）、あるいは、それを梁、根太、下地材等にネジ止めして本ダクト用換気扇を固定する（図７参照）。

なお、ファン７の中心となるモーター６の軸から各吸気用ダクト接続口２までの距離がそれぞれ等しければ、各吸気用ダクト接続口２における吸引力も等しくなるので問題はないが、その距離にバラつきがあることが多い。その場合は、モーター６の軸からの距離が近いもの程、その通気面積を狭くして、即ち、口径を狭くしたり、堰を設けたりして通気量を制限し、以て、各吸気用ダクト接続口２における吸気バランスを調整して吸引力の均等化を図ることが好ましい。また、それと同時に、あるいは、それに代えて、上記通気間隙１７の内、モーター６の軸に近いもの程、その通気面積を狭くすることもある。

本発明に係るダクト用換気扇は、従来のものと同様にして用いる。即ち、点検口１５を設けた部分の天井裏に配置して（図５参照）、外壁から延びる排気用ダクトの端部を排気用ダクト接続口３に嵌め付け、また、各室から延びる吸気用ダクトの端部を、それぞれいずれかの吸気用ダクト２に嵌め付ける。

かくしてモーター６のスイッチを入れると、ファン７の作用で各室の汚れた空気が吸い出され、吸気用ダクトを通ってハウジング１内に吸い込まれる。吸い込まれた空気の一部は、ケーシング８の上側の通気空間に入り、そこからケーシング８の上面開口８ａを通ってファン７の上側に吸入され、また、その一部は、底板上面５ａの周囲の隙間を通ってその下の通気空間に吸い込まれ、底板上面５ａの通気口５ｄからファン７の下側に吸い上げられる。

ファン７の内側に吸入された空気は、ファン７の内部において、小孔７ｂを通って適宜上方に又は下方に移動する。そして、ファン７の内側からケーシング８に沿って排気口８ｃから排気用ダクト接続口３に導かれ、排気用ダクトを介して、外壁に設置される排気グリルより大気に放出される。

本発明に係るダクト用換気扇においては、ハウジング１及びケーシング８がポリスチレン等の発泡樹脂により一体成形され、また、ファン７も樹脂成形されるため、量産に適し且つ比較的廉価にて供給でき、軽量で取扱いやすく、しかもハウジング１自体が樹脂発泡体であるので、別に防音材を取り付ける必要がなく、低騒音での運転が可能であるという大きなメリットがある（この点については、後記表２参照）。

ファン７の掃除、メンテナンスに際しては、点検口１５を開け、ネジ９を外して底板５を取り外す。それによりファン７が露出するので、固定ナット１６を外してファン７を取り外すことができる（図３参照）。かくして、ファン７及びハウジング１内の掃除を行うことができ、同様にしてメンテナンスも容易に行うことができる。

上述したところから明らかなように、本発明に係るダクト用換気扇においては、ファン７として両側吸込式タイプのものが用いられ、且つ、吸入された空気はドーナツ状基板７ａの小孔７ｂを通して自由に移動するため、十分な吸気量、換言すれば排気量が得られ、効率（消費電力あたりの排気量）のよいものとなる。このことは、下記表１から明らかである。
なお、下記表１において、スイッチの項の番号１乃至５は、供給電力の程度を示しており、１が最も弱く、５が最も強い。

下記表中「実施例」は本願発明の構成によるもので、「羽根閉塞」は、ファン７のドーナツ状基板７ａの小孔７ｂを塞いだものであり、「隙間閉塞」は通気間隙１７を閉塞したものであり、「隙間・羽根閉塞」は、上記「羽根閉塞」と「隙間閉塞」を併用したものである。

（表１）

上記表において、「実施例」と「羽根閉塞」の効率の値を比較すると大きな違いは見られない。これは、単に、小孔７ｂを閉塞した場合とそうでない場合とを比較しても、ファン排気量効率には影響が無いことを表している。また、「実施例」と「隙間閉塞」との効率の値を比較すると、「実施例」の効率が大きい傾向は見られるものの、特に大きな違いは認められない。

しかし、「実施例」と「隙間・羽根閉塞」との効率の値を比較すると、各スイッチ位置において効率の上昇が見られた（各スイッチ位置における効率の上率の平均は３３％となっている。）。このことから、両側吸込式ファンを用い、そのドーナツ状基板に小孔を設けると共に、ケーシング８の周囲に通気間隙１７を設けるという、本発明における構成が最も効率がよいことが分かる。

下記表２は、本発明の実施例と、該実施例とは、モーター及びファンが同一でケーシング及びハウジングの異なる同種換気扇の騒音効率（単位排気量（１ｍ^３／ｈ）あたりの騒音値）を比較したものである。比較例１（日本住環境株式会社製の型番ＮＪ４００−ＤＣ）は、図８に示すような構成のものであり（前面板を外してある。）、比較例２（日本住環境株式会社製の型番ＰＬ４００−ＤＣ）は、図９に示すような構成のもので、何れもハウジングは金属製である。

（表２）

上記表２から、本発明に係る換気扇は、比較例１、２に対して騒音効率が、平均１０％強、低減していることが分かり、低騒音運転が可能という本発明の効果を確認することができる。なお、表２中、平均値は、スイッチ１乃至５における値の平均を示すものである。

この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。

本発明に係るダクト用換気扇の構成例を示す正面図である。 本発明に係るダクト用換気扇の構成例を示す平面図である。 本発明に係るダクト用換気扇の分解斜視図である。 本発明に係るダクト用換気扇のハウジングを構成する下側部品の斜視図である。 本発明に係るダクト用換気扇の設置例を示す図である。 本発明に係るダクト用換気扇の他の設置例を示す図である。 本発明に係るダクト用換気扇の更に他の設置例を示す図である。 比較試験に用いた従来の換気扇の構成を示す図である。 比較試験に用いた従来の換気扇の他の構成を示す図である。

符号の説明

１ ハウジング
２ 吸気用ダクト接続口
３ 排気用ダクト接続口
４ 制御基板
５ 底板
５ａ 上面
５ｂ 下面
５ｃ 支持金具
５ｄ 通気口
６ モーター
７ ファン
７ａ ドーナツ状基板
７ｂ 小孔
８ ケーシング
８ｂ ケーシング下面
８ｃ 排気口
８ａ 上面開口
９ ネジ
１０ シール材
１１ 固定用金具
１４ 天吊りボルト
１５ 点検口
１６ 固定ナット
１７ 通気間隙

Claims (7)

1. 金属製又は樹脂製の底板を取り外し可能に取り付けたポリスチレン等の発泡樹脂製箱型ハウジングを設け、前記ハウジングの３周側面にはそれぞれ吸気用ダクト接続口を２つずつ並設し、残りの周側面には前記吸気用ダクト接続口よりも広径の排気用ダクト接続口を１つ突設すると共に制御基板を取り付け、前記ハウジングの内天面にファンとこれを駆動するモーターを取り付け、更に前記ハウジング内に前記ファンを取り囲む無底ケーシングを一体成形により設け、前記底板の上面において、前記ケーシングの下面を受けるようにして成るダクト用換気扇。
2. 前記ハウジングは、前記吸気用ダクト接続口と前記排気用ダクト接続口を含めて２つ割りした形状の２部品を接合して形成され、前記ケーシングは前記２部品の内の下側の部品と一体成形される請求項１に記載のダクト用換気扇。
3. 前記ファンとして上下から吸気できるタイプのものを用い、ファン中心部のドーナツ状基板に複数の小孔を設け、前記ケーシングの上面と前記ハウジングの内天面との間に前記ケーシング内に通じる通気空間を保持すると共に、前記底板を、適宜通気空間を保持して一体化した下面とこれより小さい上面とで構成し、前記底板上面に、前記ファンに対する通気口を形成することにより、前記ファンに対し、上方及び下方から通気可能にした請求項１又は２に記載のダクト用換気扇。
4. 前記ハウジングを四角形状とし、前記ケーシングをこれに内接する円形状とすることにより前記ハウジングの隅部に通気間隙を形成し、前記吸気ダクト接続口から吸入された空気が、前記通気間隙を通って前記ケーシングの上側の通気空間及び前記底板の通気空間内に流入するようにした請求項３に記載のダクト用換気扇。
5. 前記吸気ダクト接続口の内、前記モータの軸に近いもの程、その通気面積を狭くした請求項１乃至４のいずれかに記載のダクト用換気扇。
6. 前記ハウジングの隅部の通気間隙の内、前記モーターの軸に近いもの程、その通気面積を狭くした請求項４又は５に記載のダクト用換気扇。
7. 前記ハウジングの上面に、吊下げ用又はネジ止め用金具を取り付けた請求項１乃至６のいずれかに記載のダクト用換気扇。

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