JP2008101843A

JP2008101843A - 換気扇

Info

Publication number: JP2008101843A
Application number: JP2006284668A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Takase; 毅高瀬; Yoshimi Iwamura; 義巳岩村; Hidefumi Kobayashi; 英文小林; Hideki Wada; 英樹和田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2008-05-01
Anticipated expiration: 2026-10-19
Also published as: JP4675867B2

Abstract

【課題】径がφ１００より小さい例えばφ７５といった既設の小径のエアコンスリーブ用の孔や自然換気口でもそれをそのまま換気口として利用できる送風性能の良い利便性の高い排気用の換気扇を得る。
【解決手段】室内外を連通するパイプ等１を介して室内の空気を室外へ排気する換気扇について、室内側に半径方向に張出すフランジ部２をもつ吸込口３を有する円筒状の風洞４と、風洞４内で回転するプロペラ式の羽根車５と、羽根車５を駆動する風洞４の屋外側端に支持されたモーター６とを備えた本体に、風洞４の円筒状部分を囲み、羽根車５が形成する排気流を流入させるチャンバ１１を形成するチャンバ構造部１２を設け、チャンバ構造部１２の背面をパイプ等１の室内側開口端と連絡する排気口１３となすとともに、チャンバ構造部１２の背面にパイプ等１の室内側開口端の臨む室内側壁面１４に取付ける取付構造１５を設ける。
【選択図】図1

Description

本発明は、室内外を連通するダクトやパイプ等を介して室内の空気を排気により換気する換気扇に関するものである。

室内外を連通するダクトやパイプ等を介して室内の空気を排気により換気するパイプ用ファンと称される換気扇がある。この種の換気扇は、パイプ等の室内側開口端からパイプ等内に挿入することにより簡単に取付けることができるものや、パイプ等の室内側開口端に接続できる接続パイプを有し、本体はパイプ等の室内側開口端の臨む壁面に取付けるものがある。なお、この種の換気扇についての従来技術としては特許文献１に開示されたものがある。

実開平４−１１３３５号公報

パイプ等内に挿入して簡単に取付けることができる換気扇において、取付けるパイプ等の内径は約φ１００が基準となっており、換気扇も約φ１００のパイプ等に挿入でき、機能するものを標準仕様としている。従って、標準仕様の換気扇は、内径が約φ１００より小さいφ８０とかφ７０、さらにはφ６０〜φ５０といったパイプ等には取付けることができない。古い集合住宅のトイレなどは、φ１００より小さいパイプ等によって自然換気を図っているものもあり、リフォームが進められているケースもある。この場合、リフォームに当っては、トイレ等にも換気扇を設備したいという要望がある。こうした場合、標準仕様の換気扇は取付けることができないので新たな換気口を設ける必要がある。壁面に取付けるようにした実開平４−１１３３５号公報に示されている換気扇にしても、接続パイプについて工夫が必要であり、風量も少なく騒音も大きく、室内側への突出量も大きいため、好適なものとはいえない。φ１００より小さいパイプ等に簡単に取付けることができる換気扇は、現状では市販されていない。その理由は、この種の換気扇のモーターの外径寸法は最大部分でφ６８程度あるため、例えば、φ７５のパイプ等に挿入できるようにするには、本体の外径寸法は、モーターリード処理も含めφ６８〜φ７０程度、内径はφ６４〜φ６６程度にする必要があり、モーターの外径がφ６８程度あるためモーターがパイプ等に収まらないことになるからである。

本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、径がφ１００より小さい例えばφ７５といった既設の小径のエアコンスリーブ用の孔や自然換気口でもそれをそのまま換気口として利用できる送風性能の良い利便性の高い排気用の換気扇を得ることであり、低騒音で消費電力の少ない、室内側への突出量も少ない小径、大径のパイプ等を介して換気することができる換気扇を得ることである。

上記課題を解決するために本発明は、室内外を連通するパイプ等を介して室内の空気を室外へ排気する換気扇について、室内側に半径方向に張出すフランジ部をもつ吸込口を有する円筒状の風洞と、風洞内で回転するプロペラ式の羽根車と、羽根車を駆動する風洞の屋外側端に支持されたモーターとを備えた本体に、風洞の円筒状部分を囲み、羽根車が形成する排気流を流入させるチャンバを形成するチャンバ構造部を設け、チャンバ構造部の背面をパイプ等の室内側開口端と連絡する排気口となすとともに、チャンバ構造部の背面にパイプ等の室内側開口端の臨む室内側壁面に取付ける取付構造を設ける手段を採用する。

本発明によれば、本体の風洞の円筒状部分を囲むチャンバがあり、このチャンバを経て室内外を連通するパイプ等を介して排気するため、送風性能の良い換気扇が得られる。そして、内径の大小に拘らずパイプ等を換気口として利用できる利便性の高い排気用の換気扇が得られる。

本発明の換気扇は排気により室内を換気するもので、室内外を連通するダクトやパイプ等を介して室内の空気を室外へ排気するものである。この換気扇の本体は、室内側に半径方向に張出すフランジ部をもつ吸込口を有する円筒状の風洞と、風洞内で回転するプロペラ式の羽根車と、羽根車を駆動する風洞の屋外側端に突出した取付脚に支持されたモーターとからなる。フランジ部の前面には通風可能なグリルが着脱可能に装着されている。以上の構成は、内径がφ１００程度のパイプ等に嵌め装着する標準仕様の換気扇と同じである。この発明に係る換気扇は、風洞の円筒状部分を囲み、羽根車が形成する排気流を流入させるチャンバを形成するチャンバ構造部が設けられていることに特徴がある。このチャンバ構造部の背面には、パイプ等の室内側開口端と連絡する排気口が開口し、背面隅部にはパイプ等の室内側開口端の臨む室内側壁面に取付けるねじ孔を持つ取付構造が設けられている。

パイプ等の内径がφ７５程度の小径の換気口や既設のエアコンスリーブ用の孔に対して適用する換気扇では、チャンバ構造部にモーター外殻の全部が収まっている。内径がφ１００より小さいφ９０程度のパイプ等に適用する換気扇としては、チャンバ構造部の排気口よりモーター外殻の一部が室外側に突き出した構成とする。いずれの換気扇もチャンバ構造部の背面の取付構造によってパイプ等の室内側開口端の臨む室内側壁面に取付けることになるが、前者の方が後者より室内側への突出量は弱干大きくなる。後者ではモーターの外殻の一部は、パイプ等の室内側開口端から入り込んだ形態に取付けられる。いずれも、チャンバを介して排気口からパイプ等に排気される構造であるため、排気口とパイプ等とは中心線を必ずしも一致する必要はなく、換気扇の取付けは平易であり、送風性能はチャンバにより向上する。すなわち、内径の大小に拘らず既存のパイプ等を換気口として利用できる利便性の高い排気用の換気扇が得られる。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の換気扇を施工状態で示す断面図、図２は、同じく換気扇の斜視図、図３と図４は、換気扇の分解斜視図、図５は、他の換気扇を施工状態で示す断面図、図６は、他の換気扇を施工状態で示す断面図、図７は、他の換気扇を施工状態で示す断面図、図８〜図１２は、換気扇の送風性能を比較して示す説明図である。

本実施の形態の換気扇は排気により室内を換気するもので、室内外を連通するダクトやパイプ等１を介して室内の空気を室外へ排気するものである。この換気扇の本体は、室内側に半径方向に張出すフランジ部２をもつ吸込口３を有する円筒状の風洞４を有する樹脂製の本体フレームに、プロペラ式の羽根車５とモーター６よりなる送風機が組付けられている。本体フレームは、風洞４の前部の吸込口３となるベルマウス形状の開口部の口縁部にフランジ部２が一体に形成されている。送風機は、本体フレームの風洞４の室外側に設けられたモーター取付構造に取付けられている（図１，図５参照）。

モーター取付構造は、周方向に間隔をおいて風洞４の中心線方向に沿って背後（室外側）に延出する三本の脚部７と各脚部７の端部から半径方向内側に延びる橋絡部によって風洞４の中心に支持されたモーターカバーからなる。三本の脚部７は、いずれも風洞４の外周より内側にあり、そのうちの一本の外側に、半径方向への拡開弾力により本体をパイプ等１内に保持するための反り付きの板バネ（図示しない）が装着されている。このモーター取付構造にモーター６がその外殻のフランジにおいて、回転軸８がモーターカバーの先から風洞４の中心線上に突き出すようにネジ締めされている。そして、このモーター６の風洞４内の中心線上に延出する回転軸８に、羽根車５が風洞４に内包される形態に装着されている。フランジ部２の前面には通風可能なグリル９が着脱可能に装着されている。モーター６の外殻は、固定子と回転子を覆う鋼板製のフレームとブラケットで構成され、ブラケットの外側には起動用のコンデンサやモーターリード１０がコンデンサーカバーに包まれるように内蔵されている。このモーター６は、外径寸法がφ４４程度（フレームとブラケットの接合フランジ部分の外径はφ４８程度である）と小型である。以上の構成は、内径がφ１００程度の標準パイプ等に嵌め装着する標準仕様の換気扇と同じである。

本実施の形態の換気扇は、風洞４の円筒状部分を囲み、羽根車５が形成する排気流を流入させるチャンバ１１を形成するチャンバ構造部１２が設けられていることに特徴がある。このチャンバ構造部１２の背面には、パイプ等１の室内側開口端と連絡する排気口１３が開口し、背面隅部にはパイプ等１の室内側開口端の臨む室内側壁面１４に取付けるねじ孔を持つ取付構造１５が設けられている（図１，図４，図５参照）。本体のフランジ部２の背面隅部には、モーターリード１０と電源電線を接続する速結端子１６が配置され、この速結端子１６をチャンバ１１から隔てる隔壁１７がチャンバ構造部１２に設けられ、速結端子１６への塵埃の付着が防止されている（図３参照）。

パイプ等１の内径がφ７５程度の小径の換気口や既設のエアコンスリーブ用の孔に対して適用する換気扇では、図５に示すようにチャンバ構造部１２にモーター６の外殻の全部が収まっている。内径がφ１００より小さいφ９０程度のパイプ等１に適用する換気扇としては、図１に示すようにチャンバ構造部１２の排気口１３よりモーター６の外殻の一部が室外側に突き出した構成とする。いずれの換気扇もチャンバ構造部１２の背面の取付構造１５によってパイプ等１の室内側開口端の臨む室内側壁面１４に取付けることになるが、前者の方が後者より室内側への突出量は若干大きくなる。後者ではモーター６の外殻の一部は、パイプ等１の室内側開口端からＭ寸法（図１参照）だけ入り込んだ形態に取付けられる。いずれも、チャンバ１１を介して排気口１３からパイプ等１に排気される構造であるため、排気口１３とパイプ等１とは中心線が必ずしも一致する必要はなく、換気扇の取付けは平易であり、送風性能はチャンバ１１により向上する。チャンバ構造部１２を奥行き方向に伸縮できるように構成すれば、上記いずれの形態も一つで兼用できる。また、チャンバ構造部１２は、図６，７に示すように風洞４のフランジ部２と一体に形成しても良い。チャンバ構造部１２を別構成にした図１や図５に示すものでは、チャンバ構造部１２を外せば、標準仕様の換気扇となり、汎用性が増し、製造コストも低減できる。すなわち、内径の大小に拘らず既存のパイプ等１を換気口として利用できる利便性の高い排気用の換気扇が得られる。

なお、換気口を形成する一般的な塩ビパイプの内径寸法Ｂ（図１参照）は、ＶＵ７５はφ８３、ＶＰ７５はφ７７、ＶＵ６５はφ７１、ＶＰ６５はφ６７、ＶＵ５０はφ５６、ＶＰ５０はφ５１である。ＶＵ７５に取付可能な換気扇の主要寸法は、風洞４の外径（モーターリードの処理分を含む）φ７８程度、内径φ７３程度、羽根車５の羽根外径φ６８程度である。また、ＶＰ７５に取付可能な換気扇の主要寸法は、風洞４の外径（モーターリードの処理分を含む。図１のＡ参照）φ７２程度、内径φ６７程度、羽根車５の羽根外径φ６２程度である。

図８は、回転数２５００／ｍｉｎ一定の送風性能を比較して示したものである。送風機はその大きさが比例の場合、ファン相似則が成り立つ。羽根の外径の大きさに対しては、風量は羽根外径比の３乗、静圧は羽根外径比の２乗、騒音は羽根外径比の７乗程度となる。例えば、羽根外径φ８５の羽根車５の場合、回転数が２５００／ｍｉｎ一定の場合、モーター最大外径がφ４８の場合には開放風量は８５ｍ^３／ｈであり、羽根外径φ６８の羽根車５の場合には、８５×（６８／８５）^３＝４３．５ｍ^３／ｈとなる。ただし、モーター６の大きさは比例的に小さくなっていないため図８に示すように４０ｍ^３／ｈ程度となっている。

次に静圧については例えば、羽根外径φ８５の羽根車５の場合、回転数が２５００／ｍｉｎ一定のとき、全閉圧は３９Ｐａであり、羽根外径φ６８の羽根車５の場合には、３９×（６８／８５）^２＝２５Ｐａとなる。静圧の場合は、モーター６の大きさは比例的に小さくなっていないが、略相似則が成り立っている。騒音については、羽根外径φ８５の羽根車５の場合、回転数が２５００／ｍｉｎ一定の場合、２５ｄＢであり、羽根外径φ６８の羽根車５の場合には、２５＋１０×ｌｏｇ（６８／８５）^７＝１８ｄＢとなる。

一般的にこの種の換気扇を取付けた場合、屋外側には雨よけのための屋外フードを設ける。この屋外フードの圧損は通常ダクト１０ｍ相当であり、これを組み合わせた場合の実取付状態の風量である処理風量は、φ１００用は６８ｍ^３／ｈ、ＶＵ７５用は３１ｍ^３／ｈ、ＶＰ７５用は２２ｍ^３／ｈ程度になる。このように、換気口径を従来市販品のφ１００からＶＵ７５にしただけで、処理風量は４６％に大きく低下し、さらにはＶＰ７５にすれば３２％に大きく低下してしまう。また、羽根外径φ８５においてもモーター外径がφ６８程度と大きいと、処理風量は６０ｍ^３／ｈとなり、小型のモーター６を使用した場合の６８ｍ^３／ｈと比較して１２％程度低下する。

図９は、パイプ等１の寸法をＶＵ７５（内径φ８３）とした場合で、チャンバ構造部１２の奥行き寸法Ｌを４８ｍｍ、５８ｍｍ、７８ｍｍと変更した場合の回転数２５００／ｍｉｎ一定のときの送風性能を示す。奥行き寸法Ｌを変更しても送風性能は大きく変化しない。奥行き寸法Ｌを最も小さくした場合の４８ｍｍにおいて、前述した実取付状態の風量である処理風量は、３７ｍ^３／ｈ程度になる。また、ＶＵ７５用に小型化した換気扇では３１ｍ^３／ｈであり、処理風量は２０％アップする。このときの室内側への突出寸法は、ＶＵ７５用に小型化した換気扇ではグリル９の大きさのみ室内側に突出するため、この大きさは概ね□１３５×奥行き３０ｍｍ程度である。これに対して、本例の換気扇ではグリル９の大きさは、□１６０×奥行き３２ｍｍであるが、チャンバ構造部１２の大きさは□１６０×奥行き４８ｍｍあるため、この両者で□１６０×奥行き８０ｍｍとなる。チャンバ構造部１２の奥行き寸法Ｌが４８ｍｍの場合、モーター６の外殻部分のパイプ等１内への入り込み寸法Ｍは２０ｍｍである。

図１０は、パイプ等１の寸法をＶＰ７５（内径φ７７）とした場合で、チャンバ構造部１２の奥行き寸法Ｌを４８ｍｍ、５８ｍｍ、７８ｍｍと変更した場合の回転数２５００／ｍｉｎ一定のときの送風性能を示す。チャンバ構造部１２の奥行き寸法Ｌを変更した場合において送風性能はほとんど変化しない。奥行き寸法Ｌを最も小さくした場合の４８ｍｍにおいて、前述した実取付状態の風量である処理風量は、３２ｍ^３／ｈ程度になる。また、ＶＰ７５用に小型化した換気扇では２２ｍ^３／ｈであり、処理風量は４５％アップする。このときの室内側への突出寸法は前述した場合と同様である。

図１１は、パイプ等１の寸法をＶＵ６５（内径φ７１）とした場合で、チャンバ構造部１２の奥行き寸法Ｌを４８ｍｍ、５８ｍｍ、７８ｍｍと変更した場合の回転数２５００／ｍｉｎ一定のときの送風性能を示す。パイプ等１の内径が小さくなるにつれ、モーター６の外殻の一部をパイプ等１の内径内に位置させると処理風量の低下が大きくなる。チャンバ構造部１２の奥行き寸法Ｌを変更した場合、最も小さくした場合の４８ｍｍにおいて、前述した実取付状態の風量である処理風量は、２６ｍ^３／ｈ程度になる。５８ｍｍにおいてもほぼ同様で２６ｍ^３／ｈ程度であるが、７８ｍｍにした場合には３０ｍ^３／ｈ程度にアップする。ここで、チャンバ構造部１２の奥行き寸法Ｌを７８ｍｍにした場合には、モーター６の外殻の一部はパイプ等１の内径内に位置しておらず、１０ｍｍ程度離れている。このため、この寸法関係ではモーター６の中心位置とパイプ等１の中心位置をずらして設置することが可能となる。この場合にも処理風量は、３０ｍ^３／ｈ程度と同様である。

図１２は、パイプ等１の寸法をＶＵ５０（内径φ５６）とした場合で、チャンバ構造部１２の奥行き寸法Ｌを５８ｍｍ、７８ｍｍと変更した場合の回転数２５００／ｍｉｎ一定のときの送風性能を示す。パイプ等１の内径が小さくなるにつれ、モーター６の外殻の一部をパイプ等１の内径内に位置させると急激に処理風量が低下する。チャンバ構造部１２の奥行き寸法Ｌを５８ｍｍにした場合には、パイプ等１の内径φ５６に対してモーター６の外殻がφ４４程度あるため、風路がほとんど確保されず、前述した実取付状態の風量である処理風量は、１２．５ｍ^３／ｈ程度に激減する。チャンバ構造部１２の奥行き寸法Ｌが７８ｍｍにおいては、１６ｍ^３／ｈ程度にアップするものの、投影面で見ると風路はやはり確保できないため、風量アップはさほど期待できない。モーター６の中心位置とパイプ等１の中心位置をずらして設置した場合には、処理風量は２０ｍ^３／ｈと急激にアップする。

換気扇を施工状態で示す断面図である。（実施の形態１）換気扇の斜視図である。（実施の形態１）換気扇の分解斜視図である。（実施の形態１）換気扇の分解斜視図である。（実施の形態１）他の換気扇を施工状態で示す断面図である。（実施の形態１）他の換気扇を施工状態で示す断面図である。（実施の形態１）他の換気扇を施工状態で示す断面図である。（実施の形態１）換気扇の送風性能を比較して示す説明図である。（実施の形態１）換気扇の送風性能を比較して示す説明図である。（実施の形態１）換気扇の送風性能を比較して示す説明図である。（実施の形態１）換気扇の送風性能を比較して示す説明図である。（実施の形態１）換気扇の送風性能を比較して示す説明図である。（実施の形態１）

符号の説明

１パイプ等、２フランジ部、３吸込口、４風洞、５羽根車、６モーター、１０モーターリード、１１チャンバ、１２チャンバ構造部、１３排気口、１４室内側壁面、１５取付構造、１６速結端子、１７隔壁。

Claims

室内外を連通するパイプ等を介して室内の空気を室外へ排気する換気扇であって、室内側に半径方向に張出すフランジ部をもつ吸込口を有する円筒状の風洞と、この風洞内で回転するプロペラ式の羽根車と、この羽根車を駆動する前記風洞の屋外側端に支持されたモーターとを備えた本体に、前記風洞の円筒状部分を囲み、前記羽根車が形成する排気流を流入させるチャンバを形成するチャンバ構造部を設け、このチャンバ構造部の背面を前記パイプ等の室内側開口端と連絡する排気口となすとともに、前記チャンバ構造部の背面に前記パイプ等の室内側開口端の臨む室内側壁面に取付ける取付構造を設けた換気扇。
請求項１に記載の換気扇であって、チャンバ構造部の排気口よりモーター外殻の一部が室外側に突き出した換気扇。
請求項１に記載の換気扇であって、チャンバ構造部にモーター外殻の全部が収まっている換気扇。
請求項１〜請求項３までのいずれかに記載の換気扇であって、チャンバ構造部が風洞とは別部材で構成され、前記風洞のフランジ部において着脱できるように構成された換気扇。
請求項１〜請求項４までのいずれかに記載の換気扇であって、フランジ部の背面の隅部にモーターリードと電源電線を接続する速結端子を配置し、この速結端子をチャンバから隔てる隔壁をチャンバ構造部に設けた換気扇。