JP2010164262A - 換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】送風ファンに付着、堆積した塵埃を、消費電力を増大させず、また、騒音を発生させずに剥離させ、剥離させた塵埃を風路から屋外へ排出する換気装置を得ること。
【解決手段】屋内と屋外とを連通する風路７０と、前記風路７０内に配置された送風ファン１７と、前記送風ファン１７を駆動するモータ１６と、前記モータ１６の運転中に、所定時間、前記風路７０を全閉又は半開にする風路開度調整装置２４と、を備え、前記風路開度調整装置２４は、前記送風ファン１７の下流側に設置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、換気装置に関するものであり、特に、送風ファンのセルフクリーニングに関する。

シックハウス症候群対策として、建物の２４時間（常時）換気の義務化により、換気装置が２４時間運転されることになり、送風ファンへの塵埃付着量が増加している。例えば、天井や壁等に埋め込まれ、屋内と屋外とを連通するダクトやパイプ等の風路を介して屋内の空気を換気する換気装置では、屋内空気中を浮遊している塵埃が、換気装置の送風ファンやケーシング等に付着し堆積されていく。

塵埃が堆積したまま換気装置を運転すると、所期の換気性能を発揮できなくなり、騒音が大きくなり、堆積した塵埃が屋内側へ落下する、等の問題がある。所期の換気性能を発揮させるためには、定期的な塵埃除去のメンテナンスが必要となるが、通常、換気装置は高所に設置されているため、着脱が困難であり、清掃作業自体が敬遠される。結果的に、ユーザは、所期の換気性能が得られないまま換気装置を使用している、という問題がある。

また、換気装置内部へ塵埃が侵入するのを防ぐために、市販のフィルタが取付けられることがあるが、フィルタの圧力損失により、所期の換気性能を発揮できなくなるばかりでなく、屋内の塵埃濃度が高い場合は、フィルタが短期間で目詰まりを起こしてしまう、という問題がある。

フィルタによる塵埃除去性能を持続させ、汚れによる圧力損失の増加を防止するためには、フィルタの定期的な清掃や交換等のメンテナンス作業が不可欠であるが、現状では、フィルタ交換の煩わしさや、汚れたフィルタへの嫌悪感から、適切な頻度でフィルタを清掃、交換するユーザは非常に少なく、結果として、ユーザは、換気性能が低下した状態で換気装置を使用し続けることになる。

上記の従来の問題を解決する方法として、熱交換器を通過する空気の塵埃を除去するエアフィルターと、前記エアフィルターに沿って移動可能な吸引ノズルと、前記吸引ノズルに連結された塵埃吸引装置により構成されるフィルター装置を具備した空気調和機において、前記塵埃吸引装置のファンを定期的に塵埃吸引時の回転数よりも高い回転数で回転させ、ファン高速回転時の遠心力により、ファンの表面に付着した塵埃を剥離させ、塵埃吸引装置のファンに塵埃が付着、堆積することに伴う吸引風量の低下を防止する空気調和機の塵埃吸引装置の制御方法がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−１９４４８５号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、ファンモータを塵埃吸引時よりも高い回転数で回転させることにより、ファンの除塵を行なっている。そのため、除塵作業時には、消費電力が増大し、騒音が発生する、という問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、天井や壁等に埋め込まれ、屋内と屋外とを連通するダクトやパイプ等の風路を介して屋内の空気を換気する換気装置において、送風ファンに付着、堆積した塵埃を、消費電力を増大させず、また、騒音を発生させずに剥離させ、剥離させた塵埃を風路から屋外へ排出する換気装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、屋内と屋外とを連通する風路と、前記風路内に配置された送風ファンと、前記送風ファンを駆動するモータと、前記モータの運転中に、所定時間、前記風路を全閉又は半開にする風路開度調整装置と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、風路開度調整装置により風路内を略閉鎖空間とすることができるので、送風ファンが送風時よりも低消費電力で高速回転し、送風ファンに付着した塵埃を剥離させ、送風ファンをセルフクリーニングすることができる、という効果を奏する。

以下に、本発明にかかる換気装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の換気装置の実施の形態１を示す縦断面図であり、図２は、実施の形態１の換気装置の分解斜視図であり、図３は、空気吐出口内に設置されたシャッターの全閉状態を示す縦断面図であり、図４は、シャッターの半開状態を示す縦断面図であり、図５は、シャッターの全開状態を示す縦断面図であり、図６は、換気装置の風量とモータの消費電力及び回転数との関係を示す線図であり、図７は、実施の形態１の換気装置の運転モードを示す模式図である。

図１〜図５に示すように、実施の形態１の換気装置１００は、屋内の天井の野縁９１に形成された開口９３に差し込まれ、フランジ部４０が野縁９１の下側に取付けられたスクロールケーシング６０と、スクロールケーシング６０の上部に取付けられたモータ１６と、モータ１６の回転軸に取付けられてスクロールケーシング６０内に配置された送風ファンとしての遠心式多翼ファン１７と、中央に空気吸込口１１が形成され、スクロールケーシング６０内の遠心式多翼ファン１７の吸込側（上流側）に設置された吸込側ケーシング２６と、スクロールケーシング６０の側部（下流側）に取付けられた空気吐出口２３と、を備えている。換気装置１００のフランジ部４０及び吸込側ケーシング２６は、化粧グリル３１により下側から覆われる。

空気吐出口２３の嵌合部２３ａは、先細に形成され、屋外まで延びて屋内の空気を屋外へ排出するダクト１３に接続されている。空気吐出口２３内には、空気吐出口２３を開閉する風路開度調整装置としてのシャッター２４が設置されている。化粧グリル３１、空気吸込口１１、スクロールケーシング６０、空気吐出口２３及びダクト１３は、屋内と屋外とを連通する風路７０を構成している。

風路開度調整装置としてのシャッター２４は、通風時（換気時）には開状態にして屋内の空気を屋外へ排出し、非通風時には閉状態として屋外からの空気や昆虫等の侵入を防止する。実施の形態１のシャッター２４は、制御装置８０により制御される電動アクチュエータにより、通風中（換気中）に風路７０の開度調整を行なうことができる。

以上のように構成された換気装置１００では、モータ１６により駆動されて遠心式多翼ファン１７が回転し、化粧グリル３１及び空気吸込口１１を通して屋内の空気を吸込み、空気吐出口２３及びダクト１３を通して屋外へ排気する。このとき、屋内の空気中に浮遊している塵埃が、遠心式多翼ファン１７や吸込側ケーシング２６等に付着し堆積されていく。

遠心式多翼ファン１７は、風路７０が全閉に近い状態となって風量が減少すると、空転状態となる。そのとき、遠心式多翼ファン１７にかかる負荷は、通常の送風運転時よりも小さくなる。負荷が小さくなった遠心式多翼ファン１７のモータ１６に、送風運転時と同等の電圧を与えると、遠心式多翼ファン１７は、低抵抗で回転するので、図６に示すように、送風運転時よりも回転数が増加し、消費電力は低下する。

実施の形態１の換気装置１００は、シックハウス症候群対策として２４時間（常時）弱運転されていて、トイレ使用時等に、ユーザーが局所換気スイッチを入れて、換気装置１００を強運転へ切替えると、強運転の開始前に、動作信号が制御装置８０に送信され、制御装置８０は、シャッター２４を、所定時間、全閉又は半開にして空気吐出口２３（風路７０）を塞ぐ。遠心式多翼ファン１７は空転し、その回転数は、図７に示す羽根（送風ファン）清掃運転となり、強運転（局所換気）のときよりも大きくなる。

このとき、遠心式多翼ファン１７の高速回転時の遠心力及び閉鎖空間での回転運動により、行き場を失った空気が、スクロールケーシング６０や吸込側ケーシング２６に当たって不規則な流れを起こし、ファン表面に付着した塵埃を剥離、離脱させる。剥離した塵埃は、遠心力により風路７０内を浮遊する。

図７に示す所定時間の羽根（送風ファン）清掃運転後、制御装置８０がシャッター２４を全開にし、換気装置１００が通風換気状態に戻ると、遠心式多翼ファン１７の回転数は、図７に示す強運転（局所換気）となる。このとき、風路７０内を浮遊している遠心式多翼ファン１７から剥離した塵埃は、ダクト１３を通して屋外に排出される。

羽根（送風ファン）清掃運転時に、シャッター２４を半開状態とすれば、遠心式多翼ファン１７に付着した塵埃を剥離、離脱させ、その都度、空気吐出口２３とシャッター２４の間隙からダクト１３を通して屋外へ排出させるので、剥離した塵埃が屋内へ逆流するのを防止することができる。

なお、以上の説明では、トイレ使用時等に、ユーザーが局所換気スイッチを入れて、換気装置１００を強運転へ切替え、強運転の開始前に、動作信号を制御装置８０に送信し、シャッター２４を、所定時間、全閉又は半開にして空気吐出口２３（風路７０）を塞ぐようにしたが、ユーザーがトイレ等を出るときに、局所換気スイッチを切ってモータ１６の強運転を終了させるときに、制御装置８０の動作信号を発信させるようにしてもよい。

また、部屋の入口に人感センサー等を設置し、ユーザーが部屋へ入るときに換気装置１００の弱運転を強運転に切換えるようにし、人感センサーから制御装置８０への動作信号発信するようにしてもよい。また、制御装置８０によりモータ１６に供給する電圧を制御するようにし、上記の動作信号により、強運転時以下の電力をモータ１６に供給するようにすれば、より省電力と低騒音となる。さらにまた、シャッター２４の開閉は、手動で行なうようにしてもよい。

実施の形態２．
図８は、本発明の換気装置の実施の形態２の化粧グリルを示す斜視図である。実施の形態１の換気装置１００では、シャッター２４を全閉又は半開状態として風路７０を閉鎖し、閉鎖空間を作り出して遠心式多翼ファン１７を高速回転させるようにしたが、実施の形態２では、化粧グリル３１の内側（遠心式多翼ファン１７側）に、化粧グリル３１の風路の開度を調整する風路開度調整プレート３２を設置し、電動アクチュエータ及び制御装置８０により、実施の形態１のシャッター２４と同様に、風路開度調整プレート３２の開度を調整し、風路７０内に閉鎖空間を作り出すようにする。

このように、送風ファン１７の上流側に風路開度調整装置としての風路開度調整プレート３２を設けるようにしても、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。なお、風路開度調整プレート３２の開閉は、手動で行なうようにしてもよい。

実施の形態２では、シャッター２４を全閉状態としなくてもよいので、遠心式多翼ファン１７の周辺は、実施の形態１のシャッター２４の半開状態と類似の状態となり、空気吐出口２３とシャッター２４の間隙から、剥離、離脱させた塵埃を、都度、排出することができ、剥離させた塵埃が屋内へ逆流するのを防止することができる。

以上の説明では、本発明を遠心式多翼ファン１７を備える換気装置１００に適用した例を説明したが、本発明は、他の空気調和機にも適用することができる。

以上のように、本発明にかかる換気装置は、２４時間換気装置に有用である。

本発明の換気装置の実施の形態１を示す縦断面図である。 実施の形態１の換気装置の分解斜視図である。 空気吐出口内に設置されたシャッターの全閉状態を示す縦断面図である。 シャッターの半開状態を示す縦断面図である。 シャッターの全開状態を示す縦断面図である。 換気装置の風量とモータの消費電力及び回転数との関係を示す線図である。 実施の形態１の換気装置の運転モードを示す模式図である。 本発明の換気装置の実施の形態２の化粧グリルを示す斜視図である。

１１ 空気吸込口（風路）
１３ ダクト（風路）
１６ モータ
１７ 遠心式多翼ファン（送風ファン）
２３ 空気吐出口（風路）
２３ａ 嵌合部
２４ シャッター（風路開度調整装置）
２６ 吸込側ケーシング
３１ 化粧グリル（風路）
３２ 風路開度調整プレート（風路開度調整装置）
４０ フランジ部
６０ スクロールケーシング（風路）
７０ 風路
８０ 制御装置
９１ 野縁
９３ 開口
１００ 換気装置

Claims (10)

1. 屋内と屋外とを連通する風路と、
   前記風路内に配置された送風ファンと、
   前記送風ファンを駆動するモータと、
   前記モータの運転中に、所定時間、前記風路を全閉又は半開にする風路開度調整装置と、
   を備えることを特徴とする換気装置。
2. 前記風路開度調整装置は、前記送風ファンの下流側に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
3. 前記風路開度調整装置は、前記風路を構成する空気吐出口内に設置されたシャッターであることを特徴とする請求項２に記載の換気装置。
4. 前記風路開度調整装置は、前記送風ファンの上流側に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
5. 前記風路開度調整装置は、前記風路を構成する化粧グリルに設置された風路開度調整プレートであることを特徴とする請求項４に記載の換気装置。
6. 前記モータの運転中に動作信号を受け、所定時間、前記風路開度調整装置を全閉又は半開にし、前記所定時間経過後、前記風路開度調整装置を全開にする制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の換気装置。
7. 前記動作信号は、前記モータの強運転の開始前に発信されることを特徴とする請求項６に記載の換気装置。
8. 前記動作信号は、前記モータの強運転の終了時に発信されることを特徴とする請求項６に記載の換気装置。
9. 前記動作信号は、前記モータの弱運転と強運転の間に発信されることを特徴とする請求項６に記載の換気装置。
10. 前記風路開度調整装置が全閉又は半開のときは、前記強運転時以下の電力を前記モータに供給することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の換気装置。