JP2011047584A - 換気通風器 - Google Patents

Abstract

【課題】通常換気時の換気流の圧力損失を抑えながら強風による屋外からの雨水の浸入防止効果を高めた換気通風器を得ること。
【解決手段】隙間を空けて配列された複数の羽板を備え、屋内外を隔てる建物壁４を貫通して形成された換気口に設置されるガラリ１と、換気口よりも下側で下向きに開口する開口部を備え、屋外から屋内へ流入する換気流が開口部から導入されて換気口へ到達するように建物壁４の屋外側に設置される屋外フード３とを有する換気通風器であって、ガラリ１は、換気口の上部側における換気流に対する抵抗が、換気口の下部側における換気流に対する抵抗よりも大きくなるように、羽板が設置された。
【選択図】図１

Description

本発明は、フード、ベンドキャップ等を備えた換気用吸気口又はこれらに吸気用送風機若しくは換気扇を追加した換気システムに使用される換気通風器に関し、特に、通常換気時の換気流の圧力損失を抑えながら強風による屋外からの雨水の浸入防止効果を高めた換気通風器に関する。

従来、建物における換気は、換気扇や送風機を用いた機械換気（強制換気）か、建物に設けられた開口部（換気口）から自然に外気を導入する自然換気かのいずれかによって行われている。機械換気、自然換気のいずれの場合も、雨水や虫等の浸入の防止や外部からの視認を妨げるための「ガラリ」が単独で、又は屋外フードやベンドキャップ等の雨水の浸入を防止する部材（雨水浸入防止部材）とともに設置されることが多い。

ガラリは、枠と複数の羽板とからなるルーバーで構成されており、羽板の大きさ、形状、傾斜角度（換気口の開口面に対する傾き）に応じて任意の開口率及び圧力損失が与えられる。そして、電気室や倉庫などの雨水を浸入させてはならない場所に用いられるガラリは、雨水の浸入を防止する効果を高めるために羽板の傾斜角度を小さくすることで開口率が小さく、圧力損失が大きくなるように設定されている。

特許文献１には、羽板を屋内に向かって下方へと傾斜させることで雨水が浸入し難い構造とする技術が開示されている。

また、特許文献２には、フードと重なる部分では羽板の傾斜角度を大きく、フードから離れた部分での傾斜角度を小さくすることによって、雨水の浸入防止と圧損の抑制との両立を図る技術が開示されている。

特開平０９−３３０８４号公報 特開平０７−２６９９１７号公報

上記特許文献１に開示される技術によれば、羽板の傾斜方向と気流の流れる方向とが直角に近い角度を為すため、室内に雨水が直接は浸入しづらく、雨水の浸入を防止する効果は高まる。

また、上記特許文献２に開示される技術のように、羽板の傾斜角度を変えて開口率を小さくする方法でも、ガラリでの圧力損失が増大することによって強風時の換気風量が抑えられるため、雨水の浸入を防止する効果は高まる。

しかし、これらの方法では、通常の換気の際にも換気風量が減少してしまう。したがって、必要な換気風量を得るために高静圧の送風機を設置しなければならなくなり、消費電力や送風機設置コスト、送風機の大型化に伴う騒音の増大を招くといった問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、通常換気時の換気流の圧力損失を抑えながら強風による屋外からの雨水の浸入防止効果を高めた換気通風器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、隙間を空けて配列された複数の羽板を有するルーバーを備え、屋内外を隔てる壁を貫通して形成された換気口に設置される換気通風器であって、壁の屋外側は、屋外から屋内へ流入する換気流が、換気口よりも下側で下向きに開口したフードの開口部からフード内に導入されて換気口へ到達するように、フードによって覆われ、ルーバーは、換気口の上部における換気流に対する形状抵抗が、換気口の中央から下部における換気流に対する形状抵抗よりも大きくなるように構成されたことを特徴とする。

本発明によれば、通常換気時の換気流の圧力損失を抑えながら強風による屋外からの雨水の浸入防止効果を高められるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１における換気システムの分解斜視図である。 図２は、実施の形態１におけるガラリの詳細図である。 図３は、実施の形態１における屋外フード内の気流の風速を示す図である。 図４は、実施の形態２における換気システムの側断面図である。 図５は、実施の形態３におけるガラリの詳細図である。 図６は、実施の形態４におけるガラリの詳細図である。 図７は、実施の形態５におけるガラリの詳細図である。 図８は、実施の形態６におけるルーバー付屋外フードの斜視図である。 図９は、実施の形態７におけるルーバー付気流発生装置の斜視図である。

以下に、本発明にかかる換気通風器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これら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、本発明にかかる換気通風器の実施の形態１としての換気システムの全体構成を示す分解斜視図である。図１において、紙面右奥方向が屋内側であり、紙面左手前方向が屋外側である。この換気システムは、建物壁４に形成された換気口に内壁側から装着されるガラリ１と、ガラリ１を経由して建物外から建物内へ流入する気流を発生させる気流発生装置２と、ガラリ１が設置された換気口を建物外において覆う屋外フード３とを有する。

ガラリ１は、図２に示すように、建物壁４への取り付けのための枠６と、これに支持された複数の羽板５とで構成されたルーバーを備えており、気流が通過する際に羽板５が形状抵抗を発生させることにより、ガラリ１を介して室内に流入する風量が抑制される。室内に流入する風量が抑制されることによって、雨滴の室内への浸入も抑制される。なお、ここでは枠６が矩形状である構成を例としているが、建物壁４に形成された換気口に対応した形状であれば良く、必ずしも矩形である必要はない。

気流発生装置２は、送風機や換気扇などである。

屋外フード３は、上方から落下してくる雨滴がガラリ１を介して屋内に浸入することを防止することを目的として設置される部材であり、ガラリ１と反対側の端は、ガラリ１よりも低い位置で下向きに開口している。

ここで、重力に逆らって雨滴を持ち上げることのできる強さの風（鉛直上向き方向の力成分が重力よりも大きい風）を「強風」と定義する。気流発生装置２が発生させる通常換気時の気流や強風ではない風によって雨滴が鉛直上向きに受ける力は、雨滴に作用する重力よりも小さいため、雨滴は屋外フード３及びガラリ１を介して屋内へは浸入しない。換言すると、通常換気時の気流や強風ではない風は、ガラリ１よりも低い位置で下向きに開口している屋外フード３の開口部からガラリ１まで、重力に逆らって雨滴を持ち上げることができないため、通常換気時や強風ではない時には屋内に雨滴は浸入しない。

ガラリ１の上部での羽板５の傾斜角度ａは、ガラリ１の中央〜下部での羽板５の傾斜角度ｂよりも小さくなっている。一例として、ガラリ１の中央〜下部にかけての羽板５の傾斜角度は、気流が通過しやすい４５°程度とし、ガラリ１の上部の羽板５の傾斜角度は、気流が通過しにくいように０°に近い角度とする。なお、ガラリ１全体として得たい圧力損失が高い場合にはガラリ１の上部の羽板５の傾斜角度を０°に近い角度とし、低い場合には４５°に近い角度とする。

羽板５の傾斜角度は、ガラリ１の上部から中央に向かって連続的又は段階的に増加するようにしても良いし、ガラリ１の上部と中央〜下部とのそれぞれの領域内で一定であっても良い。

ここで、羽板５の傾斜角度が均一であると仮定して、それを通過して室内に流入する気流の流速について考える。この場合、羽板５による形状抵抗は、ガラリ１の上部〜下部に亘って一定であることとなる。
通常換気時、気流形成装置２によって形成される気流は、屋外フード３の下方からフード内に入り、ガラリ１の羽板５同士の隙間を通過して室内へと至る。この際、屋内フード３に近い箇所では摩擦抵抗が大きいため、ガラリ１の中央部で最も流速が高くなる。

一方、強風時に屋外フード３の下方からフード内に吹き込む風は、屋外フード３の上部に突き当たってから転進して、ガラリ１へと向かう。したがって、強風時にガラリ１を通過する気流は、ガラリ１の上部での流速が最も高くなる。

実際には、ガラリ１の上部の羽板５は傾斜角度が小さく、下部の羽板５は傾斜角度が大きいため、ガラリ１の上部では羽板５による形状抵抗は大きく、下部では羽板５による形状抵抗は小さくなっている。

図３に示すように、通常換気時に流速の高い気流ｄは、羽板５の傾斜角度が大きくて形状抵抗が小さい部分を通過し、強風時に流速の高い気流ｃは羽板５の傾斜角度が小さくて形状抵抗が大きい部分を通過する。これにより、ガラリ１全体としての圧力損失は、通常換気時よりも外風浸入時の方が大きくなり、強風時に雨水の浸入を防止する効果が高くなる。ガラリ１の上部は、羽板５の傾斜角度が均一であったとしても通常換気時の気流が低速であるため、この部分での形状抵抗が大きいとしても通常換気時の換気性能を大きく低下させることはない。

強風時には雨滴が鉛直上向き方向に重力よりも強い力を受けるため、屋外フード３及びガラリ１を介して屋内に雨滴が浸入する可能性が生じる。しかし、本実施の形態においては、ガラリ１の上部での形状抵抗が大きいことによって、強風時にはガラリ１での圧力損失が大きくなり、風が雨滴を持ち上げる力も弱められるため、雨滴が屋内に浸入しにくくなる。

このように、通常換気時と強風時とでは気流の流速が最大となる箇所が異なるため、強風時に気流の流速が高いガラリ１の上部の羽板５の傾斜角度を、ガラリ１の中央〜下部の羽板の傾斜角度よりも小さくすることで、通常換気時の換気性能を確保しつつ雨水の浸入を防止する効果を高めることができる。

実施の形態２．
図４は、本発明にかかる換気通風器の実施の形態２としての換気システムの全体構成を示す側断面図である。実施の形態１との相違は、気流発生装置２を備えていない点であり、建物の他の箇所に設置された排気ファンによって室内が第３種換気される場合に適用される構成となっている。

ガラリ１の近傍に気流発生装置２が配置されていない場合でも、通常換気時や強風時の気流の流速の分布は実施の形態１と同様である。したがって、ガラリ１の上部の羽板５の傾斜角度をガラリ１の中央〜下部の羽板５よりも小さくすることによって、通常換気時の換気性能を確保しつつ雨水の浸入を防止する効果を高めることができる。

実施の形態３．
図５は、本発明にかかる換気通風器の実施の形態３としての換気システムに適用されるガラリの構成を示す図である。換気システム全体としての構成は、実施の形態１又は実施の形態２と同様である。

本実施の形態においては、ガラリ１の中央〜下部と上部とで羽板５の傾斜方向が異なっている。すなわち、羽板５は、ガラリ１の中央〜下部では屋内側が高くなるように傾斜しているのに対し、ガラリ１の上部では屋内側が低くなるように傾斜している。

ガラリ１の中央〜下部では気流が通過しやすいように羽板５の傾斜角度を４５°程度とすることで、形状抵抗の増大が抑制されている。

一方、ガラリ１の上部の羽板５がガラリ１の中央〜下部とは逆方向に傾斜していることにより、ガラリ１の上部での形状損失は、ガラリ１の中央〜下部でのそれよりも大きくなっている。

通常換気時の気流はガラリ１の中央部での速度が高く、強風時の気流はガラリ１の上部での速度が高いため、ガラリ１の上部と中央〜下部とで羽板５の傾斜方向を変えることによって、ガラリ１全体としての圧力損失は通常換気時よりも強風時の方が大きくなり、強風時に雨水の浸入を防止する効果が高くなる。

このように、ガラリ１の上部と中央〜下部とで羽板５の傾斜方向を逆とすることで、通常換気時の換気性能を確保しつつ雨水の浸入を防止する効果を高めることができる。

実施の形態４．
図６は、本発明にかかる換気通風器の実施の形態４としての換気システムに適用されるガラリの構成を示す図である。換気システム全体としての構成は、実施の形態１〜３と同様である。

本実施形態においては、ガラリ１のどの部分においても羽板５の傾斜角度や傾斜方向は同じであるが、ガラリ１の上部では中央〜下部よりも狭いピッチで羽板５が設置されている。

ガラリ１の中央〜下部での羽板５の取り付けピッチが上部よりも広くなっているため、形状抵抗の増大が抑制されている。

一方、ガラリ１の上部では、羽板５の取り付けピッチがガラリ１の中央〜下部と比較して狭くなっているため、ガラリ１の上部での形状抵抗は、ガラリ１の中央〜下部でのそれよりも大きくなっている。

羽板５の取り付けピッチは、ガラリ１の上部から中央に向かって連続的又は段階的に広がるようにしても良いし、ガラリ１の上部と中央〜下部とのそれぞれの領域内で一定であっても良い。

通常換気時の気流はガラリ１の中央部での速度が高く、強風時の気流はガラリ１の上部での速度が高いため、ガラリ１の上部と中央〜下部とで羽板５の取り付けピッチを変えることにより、ガラリ１全体としての圧力損失は、通常換気時よりも外風浸入時の方が大きくなり、強風時に雨水の浸入を防止する効果が高くなる。

このように、ガラリ１の上部と中央〜下部とで羽板５の取り付けピッチを変えることで、通常換気時の換気性能を確保しつつ雨水の浸入を防止する効果を高めることができる。

実施の形態５．
図７は、本発明にかかる換気通風器の実施の形態５としての換気システムに適用されるガラリの構成を示す図である。換気システム全体としての構成は、実施の形態１〜４と同様である。

本実施形態においては、ガラリ１のどの部分においても羽板５の傾斜角度は同じであるが、ガラリ１の中央よりも上部側に設置される羽板５には、気流の通過方向と垂直な方向に突出した突起７が形成されている。突起７は、気流の流れを妨げるように作用するため、これを備えた羽板５が設置されたガラリ１の上部では、突起７を備えていない羽板５が設置されたガラリ１の中央〜下部よりも形状抵抗が大きくなる。

通常換気時の気流はガラリ１の中央部での速度が高く、強風時の気流はガラリ１の上部での速度が高いため、ガラリ１の上部の羽板５に突起７を設けることで、ガラリ１全体としての圧力損失は通常換気時よりも外風浸入時の方が大きくなり、強風時に雨水の浸入を防止する効果が高くなる。

このように、ガラリ１の中央よりも上部側に設置される羽板５に突起７を設けることで、通常換気時の換気性能を確保しつつ雨水の浸入を防止する効果を高めることができる。

なお、ここでは羽板５の屋内側の端部に突起７が形成された構成を例として示したが、突起７は羽板５の中央部など任意の場所に設けることも可能である。

実施の形態６．
図８は、本発明にかかる換気通風器の実施の形態６としての換気システムに適用される屋外フードの構成を示す斜視図である。換気システム全体としては、実施の形態１と同様の構成からガラリ１を省略したものとなる。

本実施形態においては、実施の形態１でガラリ１が備えていたルーバーが屋外フード３に設置されている。すなわち、羽板５が屋外フード３に設けられている。ルーバーを屋外フード３に設けた場合でも、実施の形態１と同様に通常換気時の換気性能を確保しつつ雨水の浸入を防止する効果を高めることができる。しかも、屋外フード３とルーバーとが一体化しているため、設置が容易である。

なお、ここでは実施の形態１のガラリ１と同様のルーバーを屋外フード３に設けた構成を例としたが、実施の形態３〜５のガラリ１と同様のルーバーを屋外フード３に設けても良いことはいうまでも無い。また、実施の形態２と同様に、気流発生装置２を省略した換気システムとして実施することも可能である。

実施の形態７．
図９は、本発明にかかる換気通風器の実施の形態７としての換気システムに適用される気流発生装置の構成を示す斜視図である。換気システム全体としては、実施の形態１と同様の構成からガラリ１を省略したものとなる。

本実施形態においては、実施の形態１でガラリ１が備えていたルーバーが気流発生装置２に設置されている。すなわち、羽板５が気流発生装置２に設けられている。ルーバーを気流発生装置２に設けた場合でも、実施の形態１と同様に通常換気時の換気性能を確保しつつ雨水の浸入を防止する効果を高めることができる。しかも、気流発生装置２とルーバーとが一体化しているため、設置が容易である。

なお、ここでは実施の形態１のガラリ１と同様のルーバーを気流発生装置２に設けた構成を例としたが、実施の形態３〜５のガラリ１と同様のルーバーを気流発生装置２に設けても良いことはいうまでも無い。

なお、上記各実施の形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれらに限定されることはない。
例えば、実施の形態１、３〜５を組み合わせて実施することもできる。また、実施の形態３〜５についても、実施の形態２と同様に気流発生装置２を省略した換気システムとすることも可能である。
このように、本発明は様々な変形が可能である。

以上のように、本発明にかかる換気通風器は、雨水の浸入を防止するのに有用であり、特に、通常換気時の換気性能を確保しつつ雨水の浸入を防止するのに適している。

１ ガラリ
２ 気流発生装置
３ 屋外フード
４ 建物壁
５ 羽板
６ 枠
７ 突起

Claims (8)

1. 隙間を空けて配列された複数の羽板を備え、屋内外を隔てる壁を貫通して形成された換気口に設置されるルーバーと、前記換気口よりも下側で下向きに開口する開口部を備え、屋外から屋内へ流入する換気流が前記開口部から導入されて前記換気口へ到達するように前記壁の屋外側に設置される屋外フードとを有する換気通風器であって、
   前記ルーバーは、前記換気口の上部側における前記換気流に対する抵抗が、前記換気口の下部側における前記換気流に対する抵抗よりも大きくなるように構成されたことを特徴とする換気通風器。
2. 前記ルーバーは、前記換気口の下部側において前記羽板が前記換気口の開口面に対してなす角度が、前記換気口の上部側において前記羽板が前記換気口の開口面に対してなす角度よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の換気通風器。
3. 前記ルーバーは、前記換気口の上部側の前記羽板が、前記換気口の下部側の前記羽板とは逆方向に傾斜していることを特徴とする請求項１又は２記載の換気通風器。
4. 前記ルーバーは、前記換気口の上部側と前記換気口の下部側とでは、前記羽板の取り付けピッチが異なることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の換気通風器。
5. 前記換気口の上部側における前記羽板の取り付けピッチは、前記換気口の下部側の前記羽板の取り付けピッチよりも狭いことを特徴とする請求項４記載の換気通風器。
6. 前記換気口の上部側の羽板は、前記換気流の流れと垂直な方向に突出する突起を備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の換気通風器。
7. 前記屋外フードと前記ルーバーとが一体に形成されたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の換気通風器。
8. 前記換気口に隣接して屋内に設置され、前記換気流を発生させる気流発生装置をさらに有し、前記ルーバーが前記気流発生装置と一体に形成されたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の換気通風器。

Images