JP2010151418A - 外気給気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外気を室内に導入して外気冷却を図る給気装置において、外気を室内に吸気するのに天井内にファン装置を設置する必要がなく、また外気を均一に室内に吹き出す、簡易な装置を提供することを目的とする。
【解決手段】天井裏に設置し、天井面に開口を設け、かつ、外気と連通する開口を有する給気チャンバー１と、上記給気チャンバー１の天井面の開口に設けられたグリル６と、上記グリル６の下に配置するように取り付けられた天井扇と天井扇位置調節機構８とを備えたもので、天井扇７の運転により外気導入するとともに外気を均一に室内に吹き出すことが出来る外気給気装置が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、天井扇により外気を室内に導入し、室内への拡散を速く行い室内の外気冷却ができる給気システムに関するものである。

従来、外気から室内に至るダクトの途中に換気ファンを設け、室内の天井または壁から吹出すことが知られている。（例えば、特許文献１参照）。

以下その外気給気装置について、図７を参照しながら説明する。

図７に示すように、外気ダクト１０１、換気ユニット（ファン）１０２、吸込口１０３、室内ユニット１０４、送風ファン１０５、冷房用熱交換器１０６、暖房用熱交換器１０７、分岐チャンバー１０８、分岐ダクト１１１、吹出口１１２、室外機１１３で構成されているダクト式空調システムにおける吸気装置であり、外気は天井裏の換気ユニット１０２内のファンを駆動して吸気される。外気は、外気ダクト１０１から吸込口１０３に導入され、室内ユニット１０４から分岐チャンバー１０８により分岐ダクト１１１を経て、各部屋の吹出口１１２によって室内に導入していた。
特開平７−４７０２号公報

上記従来例における課題は、外気給気装置が外気を室内に均一に送風できないことであった。

すなわち、従来の物においては、吹出口から外気のみの空気が吹出すので、室内の一部分に外気溜まりが出来易くなり、室内の一部分は冷やされるが、室内全体が冷やされ難いものであった。

そこで、天井面に沿って外気のみの空気を吹出すことにより、吹出口からの外気が広がりながら天井面および壁面に沿って流れ、室内を循環させるようにしていた。しかし、場所によっては外気が汚れているため、吹出口近傍の天井面には外気が広がる前に集中して当たることにより、吹出口近傍の天井面が汚れることが課題になっていた。

そこで本発明は、外気給気装置が外気を室内に均一に送風することを目的とするものである。

本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、底面に第１の開口と側面に第２の開口とを有した略箱状の給気チャンバーと、前記第１の開口が室内を臨むように給気チャンバーを天井裏に配置し、前記第２の開口と室外を連通する風路を設け、前記第１の開口にグリルを備え、このグリルの下に所定の間隔を置いて天井扇を配置したものである。

この手段により、外気を天井扇で給気することができ、天井内に換気ユニットを設けずに簡単な外気給気装置が得られ、天井扇で室内に均一に送風して外気が室内に均一に行渡る快適な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、天井扇の位置を上下に移動させる天井扇位置調節機構を給気チャンバーに設けたものである。

この手段により、天井扇が室内の空気の巻き込む量、即ち室内空気の循環量を少なくして外気を天井扇で給気することができ、天井内に換気ユニットを設けずに簡単な外気給気装置が得られ、天井扇で室内に均一に送風し、外気が室内に均一に行渡る快適な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、前記天井扇を上限位置と下限位置とその中間の任意の位置に設けるようにしたものである。

この手段により、天井扇を上限位置に設けて、室内の空気の巻き込みを少なくして外気を給気することと、天井扇を下限位置に設けて、室内の空気の巻き込みを多くして室内空気を循環させるとともに外気量を減らした給気をすることとができるとともに、その中間位置で室内空気循環と換気を同時に行い、任意に外気取入れ量を設定することもできる、外気が室内に均一に行渡り快適な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、給気チャンバーまたはグリルに空気清浄手段としてフィルターを設けたものである。

この手段により、外気に含まれる塵埃を取り除くこともできる、天井内に換気ユニットを設けずに簡単な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、天井扇とグリルと間にジャバラ状のカバー筒を設け、前記カバー筒で天井扇位置調節機構を覆ったものである。

この手段により、天井扇位置調節機構が塵埃等から保護することもできる、天井内に換気ユニットを設けずに簡単な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、外気との連通を遮断する連通遮断手段を設けたものである。

この手段により、外気との連通を遮断もできる、天井内に換気ユニットを設けずに簡単な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、上記給気チャンバーの内部に、外気との連通を遮断する連通遮断手段としてダンパーを設けたものである。

この手段により、外気取入れが不要なとき確実に外気が導入されなくなる、天井内に換気ユニットを設けずに簡単な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、通風する際に、気流の方向が外向きに変更するように上記グリルに格子を設けたものである。

この手段により、天井扇の羽根の裏側全域に拡散して到達した外気が天井扇で送風される、天井扇で室内に均一に送風して外気が室内に均一に行渡り快適な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、外気との連通を遮断する連通遮断手段として、上記グリルの通風開口部を閉じて、上記給気チャンバーの第１の開口が塞がるようにしたものである。

この手段により、外気取入れが不要なとき確実に外気が導入されなくなり、天井内に換気ユニットを設けずに簡単な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、上記グリルの格子の向きを変更する格子駆動手段を設け、気流の方向が外向きに変更するように格子の向きを変更するとともに、前記格子駆動手段により、上記給気チャンバーの天井面の開口が塞がるようにしたようにしたものである。

この手段により、天井扇の羽根の裏側全域に拡散して到達した外気が天井扇で送風されるとともに、外気取入れが不要なとき確実に外気が導入されなくなる、天井内に換気ユニットを設けずに簡単な外気給気装置が得られ、天井扇で室内に均一に送風して外気が室内に均一に行渡り快適な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、外気との連通を遮断する連通遮断手段と、給気チャンバーの下に配置した天井扇と、前記連通遮断手段と天井扇を駆動する制御装置とを備え、この制御装置は、外気温度と室内温度により連通遮断手段と天井扇の少なくともひとつを制御するようにしたものである。

この手段により、外気温度が室内温度より高いときに、屋外との連通を遮断して快適な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、天井扇の位置を上下に移動させる天井扇位置調節機構と、外気との連通を遮断する連通遮断手段と、給気チャンバーの下に配置した天井扇と、前記天井扇位置調節機構と連通遮断手段と天井扇を駆動する制御装置とを備え、この制御装置は、外気温度と室内温度により前記天井扇位置調節機構と連通遮断手段と天井扇の少なくともひとつを制御するようにしたものである。

この手段により、快適な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、制御装置は、外気温度を計測する外気温度計測手段と、室内温度を計測する室温計測手段と、前記外気温度と室内温度とを比較する内外温度比較手段とを備え、外気温度が室内温度より高い場合に連通遮断手段を駆動して外気と連通を遮断するようにしたものである。

この手段により、外気温度が室内温度より高いときに、屋外との連通を遮断して快適な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、制御装置は、室内温度を計測する室温計測手段を設け、室内温度が室温設定値より低いときには、連通遮断手段を駆動して外気と連通を遮断するようにしたものである。

この手段により、低温の外気が確実に導入されなくなる、快適な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、制御装置は、外気温度を計測する外気温度計測手段と、室内温度を計測する室温計測手段と、前記外気温度と室内温度とを比較する内外温度比較手段とを備え、外気温度が室内温度より低い場合に天井位置調節機構を駆動して天井扇を天井に近づけて天井扇を運転するようにしたものである。

この手段により、外気冷却が可能なときに、外気を最大に吸気し、天井内に換気ユニットを設けずに簡単な外気給気装置が得られ、天井扇で室内に均一に送風して外気が室内に均一に行渡り快適な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、制御装置は、天井扇運転温度設定値として所定の温度を設定する天井扇運転温度設定手段を設け、外気温度と室内温度が天井扇運転温度設定値より低い場合に天井扇の運転を停止するようにしたものである。

この手段により、外気冷却が不要なときに天井扇の運転が停止し、快適な外気給気装置が得られる。

また、本発明の外気給気装置は上記目的を達成するために、制御装置は、天井扇の回転数を制御する天井扇回転制御手段と、天井扇運転温度設定値として所定の温度を設定する天井扇運転温度設定手段とを設け、外気温度と室内温度が前記天井扇運転温度設定値よりも低い場合に前記天井扇の回転数を低くするようにしたものである。

この手段により、外気冷却が不要なときに天井扇の回転が遅くなり、緩やかな循環気流の快適な外気給気装置が得られる。

本発明によれば、底面に第１の開口と側面に第２の開口とを有した略箱状の給気チャンバーと、前記第１の開口が室内を臨むように給気チャンバーを天井裏に配置し、前記第２の開口と室外を連通する風路を設け、前記第１の開口にグリルを備え、このグリルの下に所定の間隔を置いて天井扇を設けたものであり、外気給気装置が外気による天井面の汚れを抑制し、外気を室内に均一に送風することができるものである。

すなわち、第１の開口にグリルを備え、このグリルの下に所定の間隔を置いて天井扇を設けているので、天井扇の羽根が動作すると、まず、天井扇の真上の第１の開口のグリルから外気と、天井扇の羽根外周の天井面との空間から室内の空気とを天井扇の羽根上面から吸込むことになる。つまり、２種類の空気を天井扇の羽根上面から吸込み、次に、羽根で２種類の空気を攪拌しながら天井扇の羽根下面から室内に向けて送風される。

このように、外気と室内の空気とが混ざりながら室内に向けて送風されるので、外気溜まりが出来難く、更に、この送風された空気は天井扇から床面に流れ、床面で全周に広がりながら壁面に沿って上昇し、天井面に沿って再び天井扇に流れ込む。結果として、天井扇から床面、壁面、天井面を順次介し、天井扇へ戻る循環流が室内に形成されるので、外気を室内に均一に送風することができるものである。

これらの結果により、外気を室内に均一に送風することができるという効果のある外気給気装置を提供できる。

また、本発明によれば、室内空気の循環量を少なくして外気を天井扇で給気することができるという効果もある、天井内に換気ユニットを設けずに簡単な外気給気装置を提供できる。

また、本発明によれば、室内空気循環と換気を同時に行い、任意の外気取入れ量を設定することができるという効果もある、外気が室内に均一に行渡り快適な外気給気装置を提供できる。

また、本発明によれば、外気をクリーンにして室内に導入できるという効果もある、天井内に換気ユニットを設けずに簡単な外気給気装置を提供できる。

また、本発明によれば、塵埃から上下機構を守り、上下機能の掃除頻度を削減するとともにスムーズに上下することができるという効果もある、天井内に換気ユニットを設けず簡単な外気給気装置を提供できる。

また、本発明によれば、外気取入れが不要なとき確実に外気が導入されなくなる、簡単な外気給気装置を提供できる。

また、本発明によれば、外気が天井扇の羽根の裏側全域に拡散し、効率的に天井扇で室内に均一に送風され、外気が室内に均一に行渡り快適な外気給気装置を提供できる。

また、本発明によれば、給気チャンバーの天井面の開口を塞ぎ、天井扇が循環運転時に静かに効率よく運転するという効果もある、天井扇で室内に均一に送風して外気が室内に均一に行渡り快適な外気給気装置を提供できる。

また、本発明によれば、給気グリルが風向変更とともに天井開口を塞ぐ機能をもつという効果もある、天井扇で室内に均一に送風して外気が室内に均一に行渡り快適な外気給気装置を提供できる。

また、本発明によれば、外気冷却ができないときに自動的に外気との連通を遮断する、快適な外気給気装置を提供できる。

また、本発明によれば、外気との連通が不要なときに自動的に外気との連通を遮断する、快適な外気給気装置を提供できる。

また、外気冷却が可能なときに、自動的に外気を最大に吸気する、快適な外気給気装置を提供できる。

また、本発明によれば、外気冷房が不要なときに自動的に天井扇運転を停止する、快適な外気給気装置を提供できる。

また、本発明によれば、外気冷房が不要なときに自動的に天井扇の回転数を遅くし、快適な外気給気装置を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、底面に第１の開口と側面に第２の開口とを有した略箱状の給気チャンバーと、前記第１の開口が室内を臨むように給気チャンバーを天井裏に配置し、前記第２の開口と室外を連通する風路を設け、前記第１の開口にグリルを備え、このグリルの下に所定の間隔を置いて天井扇を設けたものであり、外気を天井扇で給気して室内に均一に送風し、外気が室内に均一にいきわたるという作用を有する。

また、本発明の請求項２記載の発明は、上記天井扇の位置を上下に移動させる天井扇位置調節機構を給気チャンバーに設けたものであり、天井と天井扇の羽根との間隔を狭め、天井扇が室内の空気の巻き込む量、即ち室内空気の循環量を少なくして、天井扇の背面にある給気チャンバーの開口から外気を給気するとともに、また天井と天井扇の羽根との間隔を広げ、天井扇が室内の空気の巻き込む量、即ち室内空気の循環量が多く吸気量を減らして吸気するという作用を有する。

また、本発明の請求項３記載の発明は、上記天井扇位置調節機構は、前記天井扇を上限位置と下限位置とその中間の任意の位置に設けるようにしたものであり、天井扇の上限位置で室内の空気の巻き込みを少なく外気を多く給気することと、天井扇の下限位置では天井と天井扇の羽根との間隔が広がるので、天井扇が室内の空気を巻き込む量、即ち室内空気の循環量が多くなり、その結果相対的に外気量を減らした給気をすることとができ、その中間位置では室内空気循環と換気を同時に行うとともに、任意に外気取入れ量を設定することができるという作用を有する。

また、本発明の請求項４記載の発明は、上記給気チャンバーまたはグリルに空気清浄手段としてフィルターを設けたものであり、給気される外気に含まれる浮遊塵埃等が空気清浄用フィルターで浄化され、クリーンな空気になるという作用を有する。

また、本発明の請求項５記載の発明は、天井扇とダクトと間にジャバラ状のカバー筒を設けたものであり、前記カバー筒で天井扇位置調節機構を覆い、天井扇位置調節機構が室内空気または外気に含まれる浮遊塵埃等の付着から保護されるという作用を有する。

また、本発明の請求項６記載の発明は、外気との連通を遮断する連通遮断手段を設けたものであり、外気取入れが不要なとき確実に外気が導入されなくなるという作用を有する。

また、本発明の請求項７記載の発明は、上記給気チャンバーの内部に外気との連通を遮断する手段としてダンパーを設けたものであり、外気取入れが不要なとき確実に外気が導入されなくなるという作用を有する。

また、本発明の請求項８記載の発明は、通風する際に気流の方向が外向きに変更するように上記グリルに格子を設けたものであり、吸入される外気がグリルを通過する際に外向きに偏向されて、給気チャンバーの天井開口より広い範囲で、回転する天井扇の翼面の裏側全域に拡散して到達するという作用を有する。

また、本発明の請求項９と請求項１０に記載の発明は、上記グリルの通風開口部を閉じて、上記給気チャンバーの第２の開口が塞がるようにしたもので、外気取入れが不要なとき確実に外気が導入されなくなるとともに、天井扇の吸込み側で空気を巻き込む空隙となる給気チャンバー開口部を塞ぎ、天井扇が室内空気を循環させる運転時に静かに効率よく運転するという作用を有する。

また、本発明の請求項１１記載の発明は、外気との連通を遮断する連通遮断手段と、給気チャンバーの下に配置した天井扇と、前記連通遮断手段と天井扇を駆動する制御装置とを備え、この制御装置は、外気温度と室内温度により連通遮断手段と天井扇の少なくともひとつを制御するようにしたもので、外気温度と室内温度によって、連通遮断手段の開閉と天井扇の運転／停止の少なくともひとつが制御されるという作用を有する。

また、本発明の請求項１２記載の発明は、天井扇の位置を上下に移動させる天井扇位置調節機構と、外気との連通を遮断する連通遮断手段と、給気チャンバーの下に配置した天井扇と、前記天井扇位置調節機構と連通遮断手段と天井扇を駆動する制御装置とを備え、この制御装置は、外気温度と室内温度により前記天井扇位置調節機構と連通遮断手段と天井扇の少なくともひとつを制御するようにしたもので、外気温度と室内温度によって、連通遮断手段の開閉と天井扇の運転／停止と天井扇位置を上下移動の少なくともひとつが制御されるという作用を有する。

また、本発明の請求項１３記載の発明の制御装置は、外気温度を計測する外気温度計測手段と、室内温度を計測する室温計測手段と、前記外気温度と室内温度とを比較する内外温度比較手段とを備え、外気温度が室内温度より高い場合に連通遮断手段を駆動して外気と連通を遮断するようにしたもので、外気温度が室内温度より高く外気冷却ができないときに外気給気装置において外気と連通することを機械的に遮断し、確実に外気が給気されなくするという作用を有する。

また、本発明の請求項１４記載の発明は、制御装置は、室内温度を計測する室温計測手段を設け、室内温度が室温設定値より低いときには、連通遮断手段を駆動して外気と連通を遮断するようにしたもので、外気冷却が不要なときに外気給気装置において外気と連通することを機械的に遮断して、外気を完全に給気しないようにするという作用を有する。

また、本発明の請求項１５記載の発明の制御装置は、外気温度を計測する外気温度計測手段と、室内温度を計測する室温計測手段と、前記外気温度と室内温度とを比較する内外温度比較手段とを備え、外気温度が室内温度より低い場合に天井位置調節機構を駆動して天井扇を天井に近づけて天井扇を運転するようにしたもので、外気温度が室内温度より低い場合に外気が多く給気されるという作用を有する。

また、本発明の請求項１６記載の発明の制御装置は、天井扇運転温度設定値として所定の温度を設定する天井扇運転温度設定手段を設け、外気温度と室内温度が天井扇運転温度設定値より低い場合に天井扇の運転を停止させるようにしたもので、天井扇運転が不要なときに天井扇を停止し、使用者が風速を感じないようにするという作用を有する。

また、本発明の請求項１７記載の発明の制御装置は、天井扇の回転数を制御する天井扇回転制御手段と、天井扇運転温度設定値として所定の温度を設定する天井扇運転温度設定手段とを設け、外気温度と室内温度が前記天井扇運転温度設定値よりも低い場合に前記天井扇の回転数を低くするようにしたもので、天井扇運転が不要なときに天井扇の回転数を遅くして、天井扇による緩やかな室内循環気流が形成されるという作用を有する。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１、図２および図２のＡ矢視図を表す図３に示すように、天井裏に給気チャンバー１を設置し、この給気チャンバー１には天井面側に第１の開口３と、側面側に屋外１ａと連通する第２の開口２とが設けてあり、給気チャンバー１の外気と連通する第２の開口２に接続される換気ダクト４と、上記チャンバーの天井面側にある第１の開口３に設けられたグリル６と、上記グリル６の下に配置するように取付けられた天井扇７とを備えている。天井扇７は、羽根７ａとその羽根７ａを回転させる天井扇モータ７ｂで構成され、天井扇モータ７ｂが給気チャンバー１に設けた天井扇位置調節機構８に取り付けられている。なお、前記換気ダクト４は屋外との距離をできるだけ短くし、直線的または、屋内側に向かってすこし下がり勾配を設けておくと、冷たく比重量の大きい冷気が導入されやすくなる。

上記構成において、天井扇７を駆動すると、天井扇７の羽根７ａの上部（吸込み側）が大気圧よりも低い負圧領域となるので、屋外１ａの外気が換気ダクト４を経て外気と連通する第２の開口２から給気チャンバー１に吸込まれ、給気チャンバー１の第１の開口３、グリル６を経由して天井扇７に誘引され、室内に均一に送風されて外気が室内に均一にいきわたる。

また天井扇７を駆動すると、天井９と天井扇７の羽根７ａとの間の空間で、羽根７ａの回転側面から吸込まれる室内循環空気と外気が混合し、部屋の隅々まで拡散されるので、外気導入しながら室内空気を混合した外気冷却システムとなる。なお、天井扇７の羽根７ａの外周径は第１の開口３より大きいものが好ましい。これにより、室内循環空気が天井面に沿って羽根７ａに吸い込まれるので、天井扇７から床面、壁面、天井面を順次介し、天井扇へ戻る循環流において、天井面から天井扇へ戻る気流が更に形成されやすくなる。

また、天井扇７の真上の第１の開口３のグリル６より吸込まれる外気は、天井面に沿って室内に吹出されないので、天井面を外気で汚すことが抑制される。

天井扇位置調節機構８の一実施例として、ウオームギアを使用することが出来る。天井扇７に垂直に取り付けられた支柱８ａのウオームネジ部１２に歯車１１をかみ合わせ、歯車１１に直結したモータ１０を駆動することで、ウオームネジ部１２を上下させる。これにより、天井扇７の上下移動が可能となる。このウオームネジ部１２は、給気チャンバー１に固定された４本の支柱１３で支えられる中央の固定具１４に取り付けられた軸受１５を介して支持されている。ただし、これは一例であり、天井扇位置調節機構８を取り付ける４本の支柱１３や中央の固定具１４は一体のものでもよく、給気チャンバー１に取り付けずに天井や天井梁に設けてもよく、また駆動方式としてねじ方式ではなくワイヤーで巻き取る方式でも良く、要は天井扇７を上下させる固定された構造があれば良い。なお、天井扇位置調節機構８は給気チャンバー１の中央部に設けたものが好ましい。天井扇７の吸込み風量は天井扇７の中央部分が最も少ないので、給気チャンバー１から外気を吸い込む場合に風路抵抗を抑制できる。

そうして、天井扇位置調節機構８により天井扇７が上方向（天井方向）に移動して羽根７ａとの間隔が数センチ程度まで近づいた上限位置７ｘに位置するときに天井扇７を運転すると、天井９と天井扇７の羽根７ａとの間隔が狭まり、天井９と羽根７ａとの間の空間が少なくなって、羽根７ａの回転側面から吸込まれる（即ち空気の巻き込む）量は減少し、相対的に天井扇７の背面にある給気チャンバー１の第１の開口３から吸込まれる外気量が多くなる。一方、天井扇位置調節機構８により天井扇７が下方向に移動して天井から離れた下限位置７ｙに位置するときに天井扇７を運転すると、天井９と天井扇７の羽根７ａとの間隔が広がり、天井９と羽根７ａとの間の空間が多くなって、羽根７ａの回転側面から吸込まれる（即ち空気の巻き込む）量は増え、相対的に天井扇７の背面にある給気チャンバー１の第１の開口３から吸込まれる外気量が少なくなる。なお、上限位置７ｘで外気のみが吸入されるものではなく、下限位置７ｙで外気吸入が全く無いものではない。

さらに、天井扇位置調節機構８により、天井扇７が前記上限位置７ｘと前記下限位置７ｙとの中間に位置するようにもしておくと、上限位置７ｘでの外気取入れ量を最大にして、外気取入れ量を減少させることができる。このような外気取入れ量の調整機能は、たとえば外気温が低く、使用者が吸気した冷風による不快感を感じるときに外気取入れ量を調節して対処でるという有用な機能となる。

また、給気チャンバー１の第１の開口３とグリル６との間には空気清浄用フィルター１９を挟み込む。塵埃を含んだ外気が給気チャンバー１内に入った時、空気清浄用フィルター１９を通る時に塵埃が捕獲され、清浄空気のみ室内に導入されることになる。なお、前記空気清浄用フィルター１９は、給気チャンバー１の第１の開口３とグリル６との間に挟みこむだけでなく、給気チャンバー１内部の外気通風部分であればよく、バイバスすることなく粉塵等を清浄化できればどこに設けても構わない。

図２に示すように、天井扇７の天井扇モータ７ｂの上側とグリル６との間にはジャバラ状のカバー筒１７を天井扇位置調節機構８の支柱８ａを覆うように取り付ける。なお、図はグリル６に開口穴を設け、この穴を貫通してジャバラ状のカバー筒１７上端を固定具１４に当てるようにしたものである。上記構成において、天井扇位置調節機構８に付着する塵埃の浸入はカバー筒１７で防がれ、常時天井扇７のスムーズな上下移動が可能となる。また、カバー筒１７のジャバラが天井扇７の上下移動とともにカバー筒を伸縮させる。天井扇位置調節機構８のカバー筒１７で保護された部分の掃除も不要となる。なお、天井扇位置調節機構８の天井扇７と反対側の部分については固定具１４と支柱８ａを覆う蓋１７ａをとりつけて付着する塵埃の浸入を防ぐ。

また、グリル６には通気開口部２０ａを形成するように格子２０を設ける。グリル６の格子２０は真下下向きではなく、天井扇７の支持軸８ａより外側に向くように等間隔に配列する。さらに、外気との連通を遮断する連通遮断手段として、グリル６の格子２０に回転軸２０ｂを設けて回動自在とし、全ての格子２０の向きが水平になったとき通気開口部２０ａを塞ぐグリル開口部閉鎖位置２０ｃを形成するようにしておく。

上記構成において、給気チャンバー１に導入された外気は上記格子２０に沿って外向きに変更しながら通気開口部２０ａを通風し、グリル６を通過後に室内に広がるとともに、給気チャンバー１の天井面の第１の開口３より広い範囲で回転する羽根７ａの回転面の全域に拡散して到達し、天井扇７の羽根７ａで効率よく室内に送風される。

また、全ての格子２０の向きが水平になったとき通気開口部２０ａを塞ぐグリル開口部閉鎖位置２０ｃを形成して給気チャンバーの第１の開口３を閉鎖する。（図２に破線で示す）。それにより、グリル６が格子２０部でほぼ水平な平面になり、通気開口部２０ａを塞ぐので外気との連通が遮断される。また、天井扇の吸込み側で空気を巻き込む空間となる給気チャンバーの第１の開口３を塞ぐので、室内の循環風のグリル６部分での抵抗が減少し、また、室内空気の循環時に静かに効率よく運転することができることになる。

さらに、上記回転軸２０ｂに格子駆動手段としてステッピングモータ直結して（図示しない）取り付けておけば、外気を取入れる天井扇７の運転に連動してステッピングモータを駆動して格子２０を支持軸８ａより外側に向くように回動させるとともに、外気を取入れない天井扇７の運転に連動しては、ステッピングモータを駆動して天井９の開口が塞がるように格子２０を支持軸８ａより回動することができるので、使い勝手が向上するものである。

図４は、制御手段の制御回路を示したもので、例えば上記換気ダクト４の内筒部などの外気温度を検知できるところに外気温度センサー２１を設け、例えば上記グリル６などの室内温度を検知できるところに室内温度センサー２２を設ける。そして、制御装置として、前記外気温度センサー２１は外気温度検出回路２１ｃを経てマイコン２３に、前記室内温度センサー２２は外気温度検出回路２２ｃを経て前記マイコン２３につながる。

また、前記マイコン２３には、上記天井扇位置調節機構８のモータ１０につながる天井扇位置調整モータ駆動回路１０ｃと、上記ダンパー５のダンパー軸５ｂに直結するダンパー用モータ２４につながるダンパーモータ駆動回路２４ｃと、上記グリル６の格子２０の回転軸２０ｂに直結する格子用モータ２５につながる格子用モータ駆動回路２５ｃと、上記天井扇モータ７ｂにつながるとともに羽根７ａの回転を回転数の高い強運転と回転数の低い弱運転と回転停止を制御する天井扇回転数制御回路７ｃの出力回路がつながっている。

さらに、使用者側からの入力回路として、上記天井扇位置調節機構８のモータ１０により任意の位置に天井扇７を位置させることができる例えばボリュームなどの天井扇位置設定つまみ２６につなげた天井扇位置入力回路２６ｃと、外気冷却時に使用者が希望する室温の目安となる例えばボリュームなどの室内温度設定つまみ２７につなげた室内温度入力回路２７ｃと、外気冷却時に使用者が希望する室温の目安とともに天井扇の運転停止を希望する室温の目安となる例えばボリュームなどの天井扇運転温度設定つまみ２８につなげた室内温度入力回路２８ｃが接続されるとともに、本発明の外気吸気システムを運転／停止する運転／停止スイッチ２９につなげた運転／停止入力回路２９ｃが接続されている。

なお、マイコン２３で説明しているが、ロジック回路で構成しても構わない。室内温度設定つまみ２７と天井扇運転温度設定つまみ２８を兼用して、入力回路を兼用しても構わない。

図５は、マイコン２５で制御される主要なタイムチャートを示したもので、上記構成により、運転／停止スイッチ２９により運転信号が入力すると、外気温度センサー２１により検出した外気温度と室内温度センサー２２により検出した室内温度とを比較判定し、外気温度が室内温度より低い場合に、グリル６の格子２０の格子用モータ２５を駆動して格子２０を開にして外気と室内を導通させるとともに、モータ１０を駆動して天井扇位置調節機構８で調節できる上限位置７ｘに天井扇７を配置し、天井扇モータ７ｂを強運転で運転する。

なお、天井扇位置設定つまみ２６により、上記天井扇位置調節機構８のモータ１０により任意の位置に天井扇７を位置させることができるので、上限に或る天井扇の位置を下方に移動することもでき、天井扇が天井面からはなれ、外気の吸気量を調整することができる。

天井扇７が運転して外気が吸気されると、外気は室内に拡散させて均一に供給され、循環した一部の気流が室内温度センサー２２に到達するので室内温度の低下を検出する。室内温度が室内温度設定つまみ２７により入力された室温設定値になると、天井扇モータ７ｂを弱運転に切り替える。弱運転にすることで、必要以上の外気導入を減少させることができる。この状態において室内温度が低下する場合には、上記天井扇位置調節機構８のモータ１０により天井扇７を下限の位置に移動させる制御を追加してもよい。天井扇が天井面からはなれて外気の吸気量を減少させることができるので、室内の熱負荷に見合う外気冷却量に調整され、室内温度の低下を防止する効果が期待できる。

さらに、室内温度が低下して予め設定しておいた温度幅△ｔ（即ちディファレンシャル）以上に低下すると、連通遮断手段である格子２０を閉じるとともに、モータ１０を駆動して天井扇位置調節機構８で調節できる下限位置に天井扇７を配置する。この状態では外気冷却はおこなわれないが、天井扇７は室内循環気流をつくるので、使用者に快適感をもたらす。

前記温度幅△ｔよりも大きい第２の温度幅△ｔ’（△ｔ’＞△ｔ）を設け、外気冷却がおこなわれないにもかかわらずこの△ｔ’よりも室内温度が下がった場合には、天井扇７を停止するようにしておくと、使用者に不必要な循環気流をつくらないので、快適性が高まる。（図示しない）。なお、連通遮断手段である格子２０を閉じる手段がない場合は、前記の予め設定しておいた温度幅△ｔに室内温度がなったときに、天井扇７を停止するようにしておく。

そして、外気冷却がおこなわれないことで室内温度が再び上昇し、前記室温設定値になると、再び格子２０を開にして外気と室内を導通させるとともに、モータ１０を駆動して天井扇位置調節機構８で調節できる上限位置７ｘに天井扇７を移動し、天井扇モータ７ｂを強運転で運転し、外気を吸気して外気冷却を再開する。

図６は、運転開始時の外気温度と室内温度と室温設定値と連通遮断手段である格子２０の開閉を示す動作図で、外気温度計測手段として外気温度センサー２１がつながる外気温度検出回路２１ｃと室温計測手段として室内温度センサー２２がつながる外気温度検出回路２２ｃと室温設定手段として室内温度設定つまみ２７につなげた室内温度入力回路２７ｃとマイコン２３を設け、前記マイコン２３には、外気温度と室温設定値および室内温度と室温設定値の比較を行う比較判定手段として外気温度と室内温度と室温設定値とを比較して格子２０の開閉を決定する外気遮断アルゴリズムを有し、比較判定手段の判定にもとづいて外気との連通を遮断する手段を制御する制御手段をして格子用モータ駆動回路２５ｃを有するものである。

上記構成により、外気温度が室温設定値よりも高いときと、室内温度が室温設定値よりも低いときには外気遮断アルゴリズムにもとづいてマイコン２３は格子用モータ駆動回路２５ｃにより連通遮断手段である格子２０を閉に制御を行い、不要な外気冷却を行わず、利便性が高まる。なお、前記アルゴリズムで格子２０閉のときに、例えば連動端子でよりこの状態を出力するようにしておけば、空調機とのシステムを構成することができる。さらに、これらの動作をたとえば３０分間ごとのように定期的に行えば、変動する外気温に対応した運転が出来るようになる。

本発明は、夜間に外気温度が室内空気より下がった時、外気を活用し、短時間に室内を冷却することができ、室内を空調時には室内の空気循環のみを静かに効率よく行うことができ、室内空気循環と換気を同時に行うことができ、また、天井扇の上下機構を塵埃から守り、上下機能の掃除頻度を削減するとともにスムーズに天井扇を上下移動できるようにでき、また、天井の下から容易にダンパーのメンテナンスができ、また、循環風量と換気風量を微調整でき、また、外気をクリーンにして室内に導入でき、室内の外気冷房を確実にできる給気システムとして有用である。

本発明の実施例１の外気給気装置を示す全体構成図 本発明の実施例１の外気給気装置を示す部分断面図 同部分断面図のＡ矢視図 本発明の実施例４の外気給気装置を示す制御ブロック図 同タイムチャート 同動作図 従来の換気システムの平面図

符号の説明

１ 給気チャンバー
２ 第２の開口
３ 第１の開口
４ 換気ダクト
６ グリル
７ 天井扇
７ｘ 上限位置
７ｙ 下限位置
８ 天井扇位置調節機構
９ 天井
１７ カバー筒
１９ 空気清浄用フィルター
２０ 格子
２０ａ 通気開口部
２０ｂ 回転軸

Claims (17)

1. 底面に第１の開口と側面に第２の開口とを有した略箱状の給気チャンバーと、前記第１の開口が室内を臨むように給気チャンバーを天井裏に配置し、前記第２の開口と室外を連通する風路を設け、前記第１の開口にグリルを備え、このグリルの下に所定の間隔を置いて天井扇を設けた外気給気装置。
2. 天井扇の位置を上下に移動させる天井扇位置調節機構を給気チャンバーに設けた請求項１記載の外気給気装置。
3. 天井扇位置調節機構は、前記天井扇を上限位置と下限位置とその中間の任意の位置に設けることができるようにした請求項２記載の外気給気装置。
4. 給気チャンバーまたはグリルに空気清浄手段としてフィルターを設けた請求項１記載の外気給気装置。
5. 天井扇とグリルと間にジャバラ状のカバー筒を設け、前記カバー筒で天井扇位置調節機構を覆った請求項２記載の外気給気装置。
6. 外気との連通を遮断する連通遮断手段を設けた請求項１または請求項２記載の外気給気装置。
7. 給気チャンバーの内部に外気との連通を遮断する連通遮断手段としてダンパーを設けた 請求項６記載の外気給気装置。
8. 通風する際に気流の方向が外向きに変更するように上記グリルに格子を設けた請求項１記載の外気給気装置。
9. 外気との連通を遮断する連通遮断手段として上記グリルの通風開口部を閉じて、上記給気チャンバーの第１の開口が塞がるようにした請求項６記載の外気給気装置。
10. 上記グリルの格子の向きを変更する格子駆動手段を設け、気流の方向が外向きに変更するように格子の向きを変更するとともに、前記格子駆動手段により、上記給気チャンバーの天井面側の開口が塞がるようにした請求項９記載の外気給気装置。
11. 外気との連通を遮断する連通遮断手段と、給気チャンバーの下に配置した天井扇と、前記連通遮断手段と天井扇を駆動する制御装置とを備え、この制御装置は、外気温度と室内温度により連通遮断手段と天井扇の少なくともひとつを制御する請求項１記載の外気給気装置。
12. 天井扇の位置を上下に移動させる天井扇位置調節機構と、外気との連通を遮断する連通遮断手段と、給気チャンバーの下に配置した天井扇と、前記天井扇位置調節機構と連通遮断手段と天井扇を駆動する制御装置とを備え、この制御装置は、外気温度と室内温度により前記天井扇位置調節機構と連通遮断手段と天井扇の少なくともひとつを制御する請求項２記載の外気給気装置。
13. 制御装置は、外気温度を計測する外気温度計測手段と、室内温度を計測する室温計測手段と、前記外気温度と室内温度とを比較する内外温度比較手段とを備え、外気温度が室内温度より高い場合に連通遮断手段を駆動して外気と連通を遮断する請求項１１または請求項１２記載の外気給気装置。
14. 制御装置は、室内温度を計測する室温計測手段を設け、室内温度が室温設定値より低いときには、連通遮断手段を駆動して外気と連通を遮断する請求項１１または請求項１２記載の外気給気装置。
15. 制御装置は、外気温度を計測する外気温度計測手段と、室内温度を計測する室温計測手段と、前記外気温度と室内温度とを比較する内外温度比較手段とを備え、外気温度が室内温度より低い場合に天井位置調節機構を駆動して天井扇を天井に近づけて天井扇を運転する請求項１２記載の外気給気装置。
16. 制御装置は、天井扇運転温度設定値として所定の温度を設定する天井扇運転温度設定手段を設け、外気温度と室内温度が天井扇運転温度設定値より低い場合に天井扇の運転を停止させる請求項１１または請求項１２記載の外気給気装置。
17. 制御装置は、天井扇の回転数を制御する天井扇回転制御手段と、天井扇運転温度設定値として所定の温度を設定する天井扇運転温度設定手段とを設け、外気温度と室内温度が前記天井扇運転温度設定値よりも低い場合に前記天井扇の回転数を低くする請求項１１または請求項１２記載の外気給気装置。

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