JP2008190781A - 換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 軸流式送風機の吸込口の前面を塞ぐ装飾パネルを有するものについて、室内側の突出寸法を小さくしても、軸流式送風機の前面に吸込み開口を有するものと同等の送風性能を得る。
【解決手段】 室内外を仕切る隔壁１を貫通する貫通孔２に設置され、軸流式送風機３を貫通孔２に装着される本体フレーム４の風洞５に組付け、風洞５の室内側にはベルマウス状に拡開する吸込口６と、吸込口６の外周に続く平面部分を構成するフランジ７を有する換気装置について、フランジ７及び吸込口６の前面を所定の間隔の導入口１５を形成して覆う、フランジ７に対向する装飾パネル１２を設け、装飾パネル１２の背面には、略円錐状の案内部材１６を、装飾パネル１２の背面から連なる斜面部分に続く頂点部分１７が吸込口６の略中心に向って突出するように設け、案内部材１６の斜面部分を放射状に仕切る仕切板１８を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、室内外を仕切る隔壁を貫通する貫通孔に設置する換気装置に関するものである。

室内外を仕切る隔壁を貫通する貫通孔に設置する換気装置としては、換気流を軸流式送風機により形成するものと、遠心式送風機により形成するものがある。居室の換気に供するものでは、室内意匠に鑑み吸込口の前面をパネルグリルで覆い、パネルグリルと吸込口のある本体との間から隔壁に沿って室内の空気を吸込むようにしている。この種の換気装置では吸込口付近で乱流が発生し送風性能が低下するため、パネルグリルの背面に円錐状の案内部材が設けられ、案内部材の斜面によって吸込口に吸込み気流を導き、乱流を防いでいる（特許文献１及び特許文献２参照）。

特開平４−３２４０４５号公報 実開平４−１３４９号公報

これらの内、軸流式送風機により構成される換気装置は、大風量が得易く広く普及している。しかし、軸流式送風機は本来静圧が低く、非常に小風量にすると静圧も低下し、例えば外風耐力が低下したり、室内の静圧変化により換気風量が変化したりするといった問題が起きる。こうした問題は、羽根車の外径の７０％ほどの内径を有するベルマウスを設けることにより、開放風量を同一にした場合、静圧が２倍以上に上昇し解消することができる。しかしながら、前記特許文献１の換気装置では、送風性能のうち、開放域から中風量域までは良好な特性を示すが、中風量域から全閉域にかけては静圧が前面に吸込み開口を有するものに比べ急激に低下する。この現象は、側面の開口部が小さくなればなるほど顕著に現れ、意匠性を重視し、室内側の突出寸法を小さくしたいということと相反する。

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、室内外を仕切る隔壁を貫通する貫通孔に設置する軸流式送風機による換気装置において、軸流式送風機の吸込口の前面を塞ぐ装飾パネルを有するものについて、室内側の突出寸法を小さくしても、軸流式送風機の前面に吸込み開口を有するものと同等の送風性能を得ることができる換気装置を得ることである。

上記課題を解決するために本発明は、室内外を仕切る隔壁を貫通する貫通孔に設置され、軸流式送風機を貫通孔に装着される本体フレームの風洞に組付け、風洞の室内側にはベルマウス状に拡開する吸込口と、この吸込口の外周に続く平面部分を構成するフランジを有する換気装置について、そのフランジ及び吸込口の前面を所定の間隔の導入口を形成して覆う、フランジに対向する装飾パネルを設け、装飾パネルの背面には、略円錐状の案内部材を、装飾パネルの背面から連なる斜面部分に続く頂点部分が吸込口の略中心に向って突出するように設け、案内部材の斜面部分を放射状に仕切る仕切板を設ける手段を採用する。

本発明によれば、室内の空気が仕切板により吸込み方向が統一されて案内部材の斜面部分に案内され、乱流を発生することなく風洞の吸込口に均一化されて吸込まれることになり、装飾パネルの室内側の突出寸法を小さくしても軸流式送風機の前面に吸込み開口を有するものと同等の送風性能を得ることができる。

本発明は、室内外を仕切る隔壁を貫通する貫通孔に設置されるもので、軸流式送風機を貫通孔に装着される本体フレームの風洞に組付けた換気装置である。風洞の室内側にはベルマウス状に拡開する吸込口と、吸込口の外周に続く平面部分を構成するフランジを有する。フランジ及び吸込口の前面は、フランジに対向する装飾パネルで所定の間隔をもって覆われている。装飾パネルの周側部は室内の空気を取入れる導入口として室内に開放している。装飾パネルの背面には、三次元多孔質の合成樹脂よりなる略円錐状の案内部材が、装飾パネルの背面から連なる斜面部分に続く頂点部分が吸込口の略中心に向って突出するように設けられている。案内部材にはその斜面部分を放射状に四つに仕切る仕切板が設けられている。仕切板の高さ寸法は、導入口の軸方向寸法の１／２程度かそれより大きく構成され、案内部材の頂点部分より高さは低くなっている。

この換気装置では、さまざまな方向からほぼ全周にわたる導入口へ室内の空気が導入される。導入された空気は、仕切板により四方向（上面、下面、左側面、右側面）に等分され、吸込み方向を統一されて案内部材の斜面部分に案内され、乱流を発生することなく風洞の吸込口に均一化されて吸込まれる。これにより、装飾パネルの室内側の突出寸法を小さくしても軸流式送風機の前面に吸込み開口を有するものと同等の送風性能を得ることができる。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の換気装置を取付け状態で示す縦断面図、図２は、同じく換気装置の分解斜視図、図３は、装飾パネルを示す分解斜視図、図４は、送風性能を他の形態の換気装置と比較して示す説明図、図５は、仕切板の高さの影響を示す説明図である。

本実施の形態の換気装置は、図１に示すように室内外を仕切る隔壁（壁体）１を貫通するパイプやダクト等で構成される貫通孔２に設置されるもので、軸流式送風機３を貫通孔２に差込み装着される本体フレーム４の風洞５に組付けた換気装置である。風洞５の室内側にはベルマウス状に拡開する吸込口６と、吸込口６の外周に続く平面部分を構成するフランジ７を有する。風洞５の室外側には、数本の取付脚８が中心線に沿って延び、この取付脚８の端部から中心に向って延びる脚に一体にモーターカバー９が形成されている。モーターカバー９は、軸流式送風機３のモーター１０の回転軸側の外郭を包み、モーター１０は、その回転軸がモーターカバー９から風洞５の中心線上に突き出すように脚においてネジ固定されている。風洞５に突き出した回転軸には風洞５内で回転する羽根車１１が装着されている。

風洞５のフランジ７及び吸込口６の前面は、フランジ７に対向する方形（丸形でも構わない）の装飾パネル１２で所定の間隔をもって覆われている。装飾パネル１２は、風洞５のフランジ７の外側に嵌め装着された枠状のパネルフレーム１３の四コーナー部に設けられた四本の脚部１４端に係止構造により取付けられている（図３参照）。この装飾パネル１２の周側部は室内の空気を取入れる導入口１５として隔壁に沿って室内に開放している。装飾パネル１２の背面には、三次元多孔質の合成樹脂よりなる略中空円錐状の案内部材１６が、装飾パネル１２の背面から連なる斜面部分に続く頂点部分１７が風洞５の吸込口６の略中心に向って突出するように設けられている。案内部材１６にはその斜面部分を脚部１４の対角線上で放射状（直線状）に四つに仕切る仕切板１８が設けられている。仕切板１８の高さ寸法は、導入口１５の軸方向寸法の１／２程度かそれより大きく構成され、高さは案内部材１６の頂点部分１７より低くなっている。装飾パネル１２自体は、外周部が背面側にフランジ形状にされた薄箱形状で、この背面に案内部材１６と仕切板１８を一体成形した黒色系統の色調にした案内仕切部材１９が装着されている。案内仕切部材１９の外形部は、装飾パネル１２の外形寸法よりわずかに小さく形成され、装飾パネル１２背面のフランジ形状の空間部を小さくしている。

この換気装置では、さまざまな方向からほぼ全周にわたる導入口１５へ室内の空気が導入される。導入された空気は、案内仕切部材１９の仕切板１８により四方向（上面、下面、左側面、右側面）に等分され、吸込み方向を統一されて案内部材１６の斜面部分に案内され、乱流を発生することなく風洞５の吸込口６に均一化されて吸込まれる。これにより、装飾パネル１２の室内側の突出寸法を小さくしても軸流式送風機３の前面に吸込み開口を有するものと同等の送風性能を得ることができる。案内仕切部材１９は黒色系統の色調であり、塵埃の付着が目立たない。また、風洞５の吸込口６は、導入口１５から案内仕切部材１９に妨害されて見えにくく、吸込口６が開口しているのが直接目視できるものに比べ室内雰囲気を損なわない。清掃についても仕切板１８は平板で、導入口１５から容易に清掃することができる。

この換気装置の送風性能を格子グリル、装飾パネルで案内仕切部材の有無のものと比較して図４に示す。軸流式送風機３のモーター１０は、コンデンサーランモーターで、消費電力２Ｗ程度の非常に省電力のものである。その外径部分でφ４４ｍｍ、フランジ部分の最大径でφ４８ｍｍと非常に小型である。モーターカバー９の外径寸法は、モーター１０のフランジ部分の最大径とほぼ一致させてφ４８ｍｍとしている。一般的な塩ビダクト（隔壁１を貫通するパイプ）の内径寸法は、ＶＵ１００はφ１０７ｍｍ、ＶＰ１００はφ１００ｍｍであり、これに取付け可能な換気装置の主要寸法は次の通りである。風洞５の外径寸法は、モーターリード処理も含めφ９５ｍｍ程度、内径はφ９０ｍｍ程度、羽根車１１の羽根外径寸法はφ８５ｍｍ程度、羽根車１１の軸方向寸法は３７ｍｍ程度、ベルマウスの丸みはＲ１２程度、ベルマウスの平面部分から羽根車１１の外形先端部分の入り込み寸法は５ｍｍ程度である。以下の説明はモーター１０のパワーの影響を除くため、回転数は２０００／ｍｉｎ一定の送風性能である。

導入口１５の軸方向寸法は、２２ｍｍ、仕切板１８の高さ寸法は１５ｍｍである（図１のＡ参照）。装飾パネル１２の軸方向寸法は６ｍｍ、その背面のフランジ形状部分の空間部は４ｍｍである。図４において記号◇はグリルの無い、図２における本体フレーム４部分のみの構造である。記号△は、前面部に大きな開口を有する格子グリルを付けたもので、格子の幅は２．５ｍｍ、格子間隔は４．５ｍｍである。グリルの無い状態の特性に比べ、格子グリル付きの特性は、前面部に大きな開口を有しているため、軸流式送風機３の吸込み部の全面より吸込み、空気に偏りがないため、格子グリル部分の圧損分だけの送風性能が悪化する。そして、格子グリルの影響により騒音値は、３ｄＢ程度は上昇するものの、送風性能の悪化は通常の配管状態であるダクト１０ｍ相当の圧損が印加された状態、すなわち、送風性能曲線とダクト抵抗曲線の交点である取付状態風量は３％程度の低下で全閉圧（締め切り静圧）はほとんど変わらない。このため、外風が印加され、（例えば外風５ｍ／ｓ程度印加）この静圧として１５Ｐａ程度がダクト１０ｍ相当より余分に印加された状態においても、格子グリルが無い単体特性でも格子グリル付きの場合でも１５ｍ^３／ｈ程度の換気が可能となる。

次に、記号●は前面の装飾パネルのみで案内仕切部材１９の無い換気装置の場合で、送風性能は、前述した格子グリルが取付けられた状態と比べ、開放域から中風量域にかけてさほど低下していない。このため、ダクト１０ｍ程度印加した取付状態風量は３％低下する程度であり、グリルが無い状態と比較しても６％程度低下するだけである。しかし、中風量域（風量３０〜４０ｍ^３／ｈ程度の領域）から全閉域（風量０〜１０ｍ^３／ｈ程度の領域）にかけては送風性能は格子グリル付きの場合に比べ大幅に低下し、全閉域においては１／３程度になる。これは、前面の装飾パネルのみのため、全閉域においては、主に羽根車１１の中央部分の風の流れが乱れるためである。このため、外風が印加され、（例えば外風５ｍ／ｓ程度印加）この静圧として１５Ｐａ程度がダクト１０ｍ相当より余分に印加された状態においては、送風性能の最も高い静圧でも７．５Ｐａしかないため、換気装置の換気能力より外風の力が勝るため外風は室内へ入りこんでしまう。外風が６ｍ／ｓ程度に低下し、この静圧として５．５Ｐａ程度がダクト１０ｍ相当より余分に印加された状態においては、送風性能の最も高い静圧は７．５Ｐａしかないため、換気装置の換気能力と、外風の力が同等になり、非常に不安定な状態となって、外風が室内側に入りこんだり、わずかに換気したりする状態を繰り返してしまう。

次に、記号■のこの実施の形態の換気装置の場合を説明する。仕切板の高さＡ＝２２ｍｍである。前述した前面に装飾パネルだけ付けたものの場合に比べ、開放域から中風量域の送風性能は格子グリル付きの場合に近づいてダクト１０ｍ程度印加した取付状態風量は１〜２％程度低下する程度でほぼ同一になる。また騒音値についても同程度になった。中風量域から全閉域にかけては送風性能は大幅に改善され、格子グリル付きの場合に比べると、わずかに及ばないものの装飾パネルだけの場合に比べると全閉圧は２倍程度になり、外風耐力は大幅に改善される。

図５は仕切板１８の高さによる送風性能の比較を示した図である。導入口１５の軸方向寸法は、２２ｍｍ、仕切板１８の高さ寸法はＡである。装飾パネル１２の軸方向寸法は６ｍｍ、その背面のフランジ形状部分の空間部は４ｍｍである。記号●は装飾パネルの背面には何もない換気装置であり、△は前面部に大きな開口を有する格子グリルを付けたものである。仕切板１８の高さ寸法Ａを９ｍｍ、１２ｍｍ、１５ｍｍ、２２ｍｍと変化させた場合の送風性能の相違を示している。仕切板１８の高さ寸法Ａが、導入口１５の軸方向寸法２２ｍｍの１／２未満になると、中風量域から全閉域にかけての送風性能の改善はさほど期待できないが、１／２以上になれば、すなわちＡ＝１２ｍｍ程度にすれば、全閉圧は格子グリル付きの場合と装飾パネルだけの場合の中間程度になり、さらにＡ＝２２ｍｍとすると全閉圧は徐々に上昇する。この状態が最も好適である。Ａ＝１５ｍｍの場合が開放域の特性が最も良く、Ａ＝１８ｍｍ、Ａ＝２２ｍｍになるにつれわずかではあるが低下する。Ａ寸法が大きくなると開放域の風量がわずかに低下するのは、仕切板１８と羽根車１１の吸込み部分が近接するためである。総合的に考えると仕切板１８の高さ寸法は、導入口１５の軸方向寸法の１／２以上とすると効果的である。

換気装置を取付け状態で示す縦断面図。（実施の形態１） 換気装置の分解斜視図である。（実施の形態１） 装飾パネルを示す分解斜視図である。（実施の形態１） 送風性能を他の形態の換気装置と比較して示す説明図である。（実施の形態１） 仕切板の高さの影響を示す説明図である。（実施の形態１）

符号の説明

１ 隔壁、 ２ 貫通孔、 ３ 軸流式送風機、 ４ 本体フレーム、 ５ 風洞、 ６ 吸込口、 ７ フランジ、 １２ 装飾パネル、 １４ 脚部、 １５ 導入口、 １６ 案内部材、 １７ 頂点部分、 １８ 仕切板、 １９ 案内仕切部材。

Claims (4)

1. 室内外を仕切る隔壁を貫通する貫通孔に設置され、軸流式送風機を前記貫通孔に装着される本体フレームの風洞に組付け、前記風洞の室内側にはベルマウス状に拡開する吸込口と、この吸込口の外周に続く平面部分を構成するフランジを有する換気装置であって、前記フランジ及び前記吸込口の前面を所定の間隔の導入口を形成して覆う、前記フランジに対向する装飾パネルを設け、この装飾パネルの背面には、略円錐状の案内部材を、前記装飾パネルの背面から連なる斜面部分に続く頂点部分が前記吸込口の略中心に向って突出するように設け、この案内部材の前記斜面部分を放射状に仕切る仕切板を設けた換気装置。
2. 請求項１に記載の換気装置であって、装飾パネルは外周部が背面側にフランジ形状にされた薄箱形状で、その背面に案内部材と仕切板を一体成形した、外形が前記装飾パネルの外形寸法より小さく形成した案内仕切部材を装着した換気装置。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の換気装置であって、仕切板は装飾パネルを支える四コーナーに設けられた脚部を対角状に結ぶ線上に直線状に設けられ、導入口を四等分した換気装置。
4. 請求項１〜請求項３までのいずれかに記載の換気装置であって、仕切板の高さ寸法を、導入口の軸方向寸法の２分の１以上とした換気装置。

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