JP2014219159A

JP2014219159A - 住宅吸気システム

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Publication number: JP2014219159A
Application number: JP2013098992A
Authority: JP
Inventors: 和朗廣石; Kazuro Hiroishi
Original assignee: FH Alliance Inc
Current assignee: FH Alliance Inc
Priority date: 2013-05-09
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2014-11-20
Anticipated expiration: 2033-05-09
Also published as: JP5884990B2

Abstract

【課題】フィルターによる除塵性能を維持した上で使用期間の長期化を図る。【解決手段】外気吸気システム１５０は、外気吸入口１５１から住宅内の外気放出口である外気放出口１５３まで延びる外気吸気管１５４に、送風ユニット１５８と、フィルターユニット１５６とを備える。フィルターユニット１５６のフィルター３００は、１０ｍ3／ｍｉｎ以上の定格風量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９５％以上の粒子捕集率を備える。送風ユニット１５８は、その内蔵する送風機１５８ａにより、外気をフィルター３００を経て外気放出口１５３に向けて送風し、その際の風量を１〜４ｍ3／ｍｉｎとする。【選択図】図１

Description

本発明は、住宅吸気システムに関する。

近年になり、住宅の高気密化や高断熱化が進んだことと相まって、外気を積極的に住宅内に吸気することが要請されている。その一方、外気には、微小のゴミ・塵埃等が含まれているため、除塵を図った上で、外気を吸気する手法が種々提案されている（例えば、特許文献１等）。

特開２００６−１０５５１６号公報特開２０１１−１４５０４６号公報

上記の吸気手法では、フィルターにて除塵を図るとは言え、フィルターによる除塵性能を維持した上で使用期間の長期化を図る余地が残されている。この他、住宅吸気システムの構造の簡略化や、市販フィルターの有効利用を図ることも要請されている。

上記した課題の少なくとも一部を達成するために、本発明は、以下の形態として実施することができる。

（１）本発明の一形態によれば、住宅吸気システムが提供される。この住宅吸気システムは、住宅の外気吸入口から住宅内の外気放出口まで延びる吸気管路と、該吸気管路に設けられ、前記吸気管路を通過する外気の除塵を図るフィルターを収納したフィルターボックスと、前記吸気管路に設けられ、前記外気吸入口から前記吸気管路に入り込んだ外気を、前記フィルターを経て前記外気放出口に向けて送風する送風ユニットとを備える。前記フィルターは、１０ｍ³／ｍｉｎ以上の定格風量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９５％以上の粒子捕集率を備え、前記送風ユニットは、１〜４ｍ³／ｍｉｎの風量で送風する。上記形態の住宅吸気システムでは、１０ｍ³／ｍｉｎ以上の定格風量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９５％以上という粒子捕集率を備えたフィルターにて除塵を図るに当たり、定格風量の１／１０〜２／５の風量もしくはこれ以下の風量である１〜４ｍ³／ｍｉｎの小風量でしか、フィルターに外気を送り込まない。フィルターは、１０ｍ³／ｍｉｎ以上という大風量での送風を受けても、粒径が０．３μｍの粒子に対して９５％以上という粒子捕集率を発揮するのであるから、上記のような少風量の送風を受けた場合にあっても、フィルター通過風量は少ないとは言え、少なくとも同程度の粒子捕集率を発揮可能である。しかも、小風量の送風であることから、送風される外気に混入済みのゴミ・塵埃等は、徐々にしかフィルターに捕集されないので、ゴミ・塵埃等の捕集に伴うフィルターの目詰まりも、徐々にしか起きず、目詰まり領域が徐々に広がっていくことになる。この結果、上記形態の住宅吸気システムによれば、フィルター自体が有する高い粒子捕集率を長期に亘って発揮できるので、フィルターによる除塵性能を維持した上で使用期間の長期化を図ることができる。また、１０ｍ³／ｍｉｎ以上の定格風量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９５％以上の粒子捕集率を備えるフィルターは、日本工業規格（JIS Z 8122）に即して、クリーンルーム用のメインフィルターとして市販普及していることから、市販フィルターの有効利用を図ることもできる。つまり、こうした市販フィルターを収納するフィルターボックスを用意すれば足りるので、簡便であると共に、低コスト化も可能となる。

（２）上記形態の住宅吸気システムにおいて、前記送風ユニットを前記フィルターボックスよりも上流側に備えるようにできる。こうすれば、小風量でのフィルターへの外気送風を、より確実に且つ安定して図ることができ、除塵性能を維持した上でのフィルター使用期間の長期化に有益となる。

（３）上記したいずれかの形態の住宅吸気システムにおいて、前記フィルターは、外枠の枠内にフィルター部材を配設して構成され、前記フィルターボックスは、前記フィルターを前記外枠ごと交換可能に収納するようにできる。こうすれば、フィルターの折りたたみ等の作業を経ることなく、枠体ごとフィルターを交換でき、簡便となる。

（４）上記したいずれかの形態の住宅吸気システムにおいて、前記フィルターボックスは、前記外気吸入口の側の前記吸気管の接続口である外気流入口と、前記外気放出口の側の前記吸気管の接続口である外気流出口とを、前記フィルターを挟んでオフセットして備えるようにできる。ゴミ・塵埃等の捕集に伴うフィルターの目詰まり領域は、外気流入口の近辺から徐々に広がり、やがて外気流出口の近辺に達する。上記形態の住宅吸気システムでは、外気流入口と外気流出口とをオフセットさせているので、フィルターの目詰まり領域が外気流入口の近辺から外気流出口の近辺にまで広がる期間が長期化する。よって、上記形態の住宅吸気システムによれば、除塵性能を維持した上でのフィルターの使用期間を長期化することができる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、１台のエアコンにて住宅の各部屋等の各住居域の空調を図る空調システムに外気を吸気する構成の他、住宅内に外気を除塵して吸気する住宅の形態とすることもできる。

本発明の実施形態としての住宅１００の概略構成を模式的に縦断面視して示す説明図である。フィルターユニット１５６の概略構成を斜視にて示す説明図である。フィルターユニット１５６を管路上流側から平面視して概略的に示す説明図である。フィルター３００による除塵の進み方を概略的に示す説明図である。フィルター３００への外気の送風をフィルターボックス３０２の周壁から行う実施形態のフィルターユニット１５６Ａを概略的に斜視にて示す説明図である。フィルターユニット１５６Ａを断面視して概略的に示す説明図である。フィルターユニット１５６Ａを平面視して概略的に示す説明図である。フィルターユニット１５６を内外壁の壁間領域Ｗｓに縦置き設置した様子を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。図１は本発明の実施形態としての住宅１００の概略構成を模式的に縦断面視して示す説明図である。

図示するように、本実施形態の住宅１００は、基礎１０１に建てられた高気密・高断熱の２階建て住宅であって、各階に複数の住居域を区画して有し、各住居域を後述の空調システム１２０にて空調する。住居域の割り当ては、各住宅ごとに個別に設定でき、本実施形態では、例えば次のようにした。住宅１００は、１階および２階にそれぞれ複数の住居域を備える。住宅１００の部屋割りの様子については、本発明の要旨と直接関係しないので、図１に示した住居域についてのみ、以下説明する。

１階の住居域２１０〜２１１は、基礎１０１に形成される床下空間１１１と住宅床１１２を隔てて、当該床下空間の上に並んでいる。住居域２１０は、図示しない玄関領域の他、１階廊下領域などや階段ステップＳが配列済みの階段領域を含み、当該階段領域の一部領域において、天井が２階天井まで届くいわゆる吹き抜け形態を採る。よって、住居域２１０は、住宅床１１２から天井までの住居域高さが１階の他の住居域２１１より高く、その天井１０８を隔てて空調機室１２１の下方まで延びる高天井住居域となっている。こうした高天井住居域の住居域２１０を、１階部分にリビングやキッチンを階段領域２１０ｓと共に有するいわゆる共有住居域とするようにしてもよい。住居域２１０は吹き抜け形態を採ることから、この住居域２１０は、その占有容積が他の住居域である住居域２１１とその他の１階の住居域より大きくされている。

２階の住居域２２１〜２２２は、子供部屋や寝室等として利用可能であり、２階には、この他、２階廊下領域や個室としての住居域が並んでいる。これら２階の各住居域にあっても、住宅構成基材としての住宅内外壁および各住居域の天井にて区画されている。

住宅１００は、屋根１０９と２階の天井１０８の間の屋根裏１１０に、空調システム１２０と外気吸気システム１５０とを有する。空調システム１２０は、空調機室１２１と、空調機１４０とを備える。空調機室１２１は、既述した住居域２１０等の各住居域とは別に形成され、その内壁を断熱材にて被覆し、後述の空調機１４０にて空調された空気の熱を外部に漏らさないようにしている。空調機室１２１は、室内に仕切プレート１２２を有する。この仕切プレート１２２は、空調機室１２１の内部空間を、吸気側と空調側に区分する。また、空調システム１２０は、空調機室１２１から床下空間１１１まで延びる送気用区画部１１３を備える。この送気用区画部１１３は、その上端側で空調機１４０が設置された空調機室１２１の空調側域に連通し、下端側では、床下空間連通箇所１１４にて床下空間１１１と連通し、住居域２１０に隣接して空調機室１２１から床下空間１１１まで延びる。そして、空調システム１２０は、空調機室１２１にて空調機１４０により空調済みの空調室内空気ＣＡを、送気用区画部１１３の上端側の複数台のモーター駆動の空気送風機１２３ａと、送気用区画部１１３の下端側の複数台のモーター駆動の空気送風機１２３ｂとにより、送気用区画部１１３を経て空調機室１２１から床下空間１１１に送風する。なお、空調システム１２０のメンテナンスは、屋根裏１１０に続く収納タイプの階段が用いられる。この場合、空調システム１２０の空調機室１２１は、屋根裏１１０に限らず、送気用区画部１１３を確保できる住宅１００の適宜な箇所に設置できる。

空調機室１２１は、後述の外気吸気システム１５０による住宅外からの外気の送気と、住居域２１０に後述するように送気済み空気（空調済み空調室内空気ＣＡ）のリターンとを、仕切プレート１２２で仕切られた吸気側に受ける。空調機１４０は、空調機室１２１の仕切プレート１２２を乗り越えてきた空気、即ち外気吸気システム１５０から導入されて除塵済みの外気と後述するようにリターンした空調済み空調室内空気ＣＡとの混合気を目標温度に空調する市販のエアコンであり、空調した空気（空調済み空調室内空気ＣＡ）を吹き出す。空調機１４０の室外機（図示略）は、住宅１００の外に設置されている。

外気吸気システム１５０は、外気吸気管１５４と、熱交換器１５５と、フィルターユニット１５６と、送風ユニット１５８とを有する。外気吸気管１５４は、住宅外壁に設置済みの外気吸入口１５１から住宅内の外気放出口、即ち空調機室１２１との接続部である外気放出口１５３まで延び、送風ユニット１５８とフィルターユニット１５６との間を上流管路１５４ａとし、フィルターユニット１５６と熱交換器１５５との間を中流管路１５４ｂとし、熱交換器１５５から外気放出口１５３までを末端管路１５４ｃとする。熱交換器１５５は、後述の排気管１５７を流れる空気と外気吸気管１５４を通過する空気の熱交換を行い、空調機１４０による空調のエネルギーロスの低減を図る。送風ユニット１５８は、送風機１５８ａを内蔵し、当該送風機にて外気吸入口１５１から吸引した外気を、上流管路１５４ａ以降の管路およびフィルターユニット１５６等の各機器に送風する。送風機１５８ａは、直流駆動式であり、１〜４ｍ³／ｍｉｎの小風量で外気を送風する。この場合、送風機１５８ａによる送風風量は、住宅１００の部屋割りや全容積、或いは空調機１４０による空調状況、空気送風機１２３ａによる送風状況等に応じて、１〜４ｍ³／ｍｉｎの範囲で設定されている。この設定風量を上記範囲で調整することもできる。

フィルターユニット１５６は、外気吸気管１５４の上流管路１５４ａを隔てて送風ユニット１５８の下流側に配設され、フィルター３００を備える。図２はフィルターユニット１５６の概略構成を斜視にて示す説明図、図３はフィルターユニット１５６を管路上流側から平面視して概略的に示す説明図である。図示するように、フィルターユニット１５６は、フィルター３００をフィルターボックス３０２に収納して備える。フィルター３００は、方形の箱体形状をなし、箱体四方側面を繋いだフィルター枠体３００ｆにて保持され、１０ｍ³／ｍｉｎ以上の定格風量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９５％以上の粒子捕集率を備え、初期圧力損失が２４５Ｐａ以下の性能を持つ。こうしたフィルター緒言を有するフィルター３００は、日本工業規格（JIS Z 8122）に即したクリーンルーム用のメインフィルターとして市販されており、準ＨＥＰＡフィルター(High Efficiency Particulate Air Filter／準ＨＥＰＡ)と称される。本実施形態では、縦横寸法が６１０ｘ６１０ｍｍ、厚みが５０〜３００ｍｍのフィルター３００を採用した。

フィルターボックス３０２は、上記のフィルター３００をほぼ中央に収納した上で、フィルター吸気側と排気側にエアー貯まり空間を形成し、フィルター３００をその周囲において図示しないシーリング機構にて、気密に収納する。フィルターボックス３０２は、側面にフィルター交換用の蓋体３０３を備え、フィルター３００を図示しないスライド機構にて、ボックス内に進退可能とする。よって、蓋体３０３を空けてスライド機構にフィルター３００をセットすれば、フィルター３００を、フィルター外観を維持するフィルター枠体３００ｆと共に交換可能とする。つまり、フィルターボックス３０２は、フィルター吸気側と排気側にエアー貯まり空間を形成してフィルター３００をその中央に収納可能な縦横寸法と厚みを持って形成されており、図示しない固定金具等により、屋根裏１１０の屋根裏壁や屋根裏床等に固定される。

フィルターボックス３０２は、図示する前面壁に、フィルター３００のフィルター吸気側のエアー貯まり空間と連通する外気流入口１５４ａｈを備え、当該流入口に上流管路１５４ａを繋いでいる。この他、フィルターボックス３０２は、図示する背面壁に、フィルター３００のフィルター排気側のエアー貯まり空間と連通する外気流出口１５４ｂｈを備え、当該流出口に中流管路１５４ｂを繋いでいる。図３に示すように、外気流入口１５４ａｈと外気流出口１５４ｂｈとは、フィルター平面視の状態でフィルター対角線上に位置し、フィルター３００を挟んでオフセットして形成されている。外気流入口１５４ａｈと外気流出口１５４ｂｈの孔径は、送風機１５８ａからの上記した小風量での送風に支障が無ければ良く、本実施形態では、６０〜１２０ｍｍとした。

ここで、空調システム１２０における空調の目標温度と、総風量について、簡単に説明する。空調システム１２０は、特開２０１１−１７４６７４号公報で提案された空調システムとほぼ同じスペックとできる。つまり、空調機１４０は、空調機室１２１の室内の目標温度と、空調対象である上記した住宅空間の目標温度とが、冷房空調の際には、摂氏５℃以内の温度差、暖房空調の際には摂氏１０℃以内の温度差で、空調機室１２１の室内の空気を空調する。そして、空調システム１２０は、空気送風機１２３ａにより、空調済み空調室内空気ＣＡを１００〜５，０００ｍ³／ｈの流量で送気用区画部１１３に送り出し、ほぼ同流量のまま、空気送風機１２３ｂにより床下空間連通箇所１１４から床下空間１１１に送り出す。このように大流量での空調済み空気の送風により、各住居域の温度を適度に維持して快適性を確保している。

次に、各階の住居域への空調済み空調室内空気ＣＡの導入構成と空調機室１２１へのリターン構成、並びに各住居域での空気導入・排出の様子について説明する。

１階の住居域２１０は、住宅床１１２に、送気口１１５とモーター駆動の吸引送風機１１６とを備え、その天井１０８に、リターン口１１７とモーター駆動の吸引送風機１１８とを備える。送気口１１５と吸引送風機１１６とは対となって住宅床１１２に複数対設置され、送気口１１５は、吸引送風機１１６が床下空間１１１から吸引した空気、即ち、送気用区画部１１３を経て空調機室１２１から床下空間１１１（詳しくは、住居域２１０の下方を占める床下空間１１１ａ）に送り出された空調済み空調室内空気ＣＡを、住居域２１０の内部に導き入れる。リターン口１１７は、住居域２１０の天井１０８を貫いて空調機室１２１の内部、詳しくは仕切プレート１２２で区分された空調機室１２１の吸気側まで延び、吸引送風機１１８が住居域２１０から吸引した空気、即ち、送気口１１５から住居域２１０に導入された空調室内空気ＣＡを、空調機室１２１の吸気側に強制的にリターンさせる。こうしてリターンされたリターン空気ＲＡは、外気吸気システム１５０からの外気と共に、既述したように空調機１４０による空調に空調機室１２１にて処される。本実施形態では、住居域２１０の占有容積が大きいことを考慮して、住居域２１０に送気口１１５と吸引送風機１１６とを４対設置したが、送気口１１５の送風能力によっては、住居域２１０の占有容積を考慮して、５対以上としたり、２〜３対としてもよい。また、床下空間１１１ａには空気送風機１２３ｂにて空調済み空調室内空気ＣＡが送り出されるので、この空調済み空調室内空気ＣＡは、それぞれの送気口１１５から住居域２１０に流入可能となる。よって、複数の送気口１１５のうちのいくつかについて、或いは全部について吸引送風機１１６を省略してもよい。

住居域２１０以外の１階の住居域２１１とその他の各住居域は、各住居域が占める住宅床１１２に、送気口１１５を備え、住居域２１０との区画箇所である住宅内壁に、流出口１３０とこれに対となるモーター駆動の吸引送風機１３１とを備える。なお、説明の便宜上、１階の住居域２１１について、以下説明する。住居域２１１は住居域２１０に比べて占有容積が小さいことから、送気口１１５については、一つとされている。この他、住居域２１１は、住宅床１１２の下方の床下空間１１１に、ダクト２１１ｄとモーター駆動のダクト内送風機１１９を備える。ダクト２１１ｄは、断熱性を備え、送気用区画部１１３と住居域２１０の下方を占める床下空間１１１ａとの床下空間連通箇所１１４を基点とし、当該連通箇所から床下空間１１１ｂまで延び、床下空間連通箇所１１４において、空気送風機１２３ｂと接続され、送気口１１５に接続される。

ダクト内送風機１１９は、送気口１１５の下方側においてダクト内に配設され、空気送風機１２３ｂと相まってダクト２１１ｄ内での送気を図る。従って、住居域２１１は、住居域２１０の下方を占める床下空間１１１ａに送気用区画部１１３を経て送り出された空調済み空調室内空気ＣＡを、ダクト２１１ｄと各ダクトのダクト内送風機１１９とを介して送気口１１５から導き入れ、導き入れた空調済み空調室内空気ＣＡを、吸引送風機１３１にて流出口１３０から住居域２１０に流出する。なお、ダクト２１１ｄとダクト内送風機１１９とを介した空調済み空調室内空気ＣＡの導入に際しては、床下空間連通箇所１１４における空気送風機１２３ｂも駆動するが、ダクト内送風機１１９にて空調済み空調室内空気ＣＡの導入が支障なく行われれば、ダクト２１１ｄの基点側の空気送風機１２３ｂを省略してもよい。この逆に、ダクト２１１ｄの基点側の空気送風機１２３ｂにて空調済み空調室内空気ＣＡの導入が支障なく行われれば、送気口１１５の側のダクト内送風機１１９を省略してもよい。また、ダクト内送風機１１９により送気口１１５から住居域２１１に空調済み空調室内空気ＣＡが導入されていることから、住居域２１０への空気流出を図る吸引送風機１３１については、省略してもよい。

２階の各住居域は、各住居域が占める２階床２３１に、送気口１１５とこれに対となる吸引送風機１１６とを備え、２階床下空間２３２に導入された空調済み空調室内空気ＣＡを、吸引送風機１１６にて送気口１１５から導き入れる。住居域２２１は、その天井１０８に排気口１７０とこれに対となるモーター駆動の吸引送風機１７２とを備え、住居域２２１に導入された空調済み空調室内空気ＣＡを、吸引送風機１７２にて排気口１７０から外気吸気システム１５０の排気管１５７に排気する。他の住居域にあっても、ほぼ同様であり、これら構成は本発明と直接関係しないので、住居域２２１についての説明に留める。２階床下空間２３２への空調済み空調室内空気ＣＡの導入は種々の手法で達成でき、例えば、空調機室１２１が有する一つの空気送風機１２３ａから２階床下空間２３２まで、或いは、送気用区画部１１３から２階床下空間２３２までダクトを延ばし、このダクトを介して２階床下空間２３２に空調済み空調室内空気ＣＡを導き、その空調済み空調室内空気ＣＡを送気口１１５から住居域２２１などに導入できる。また、空調機室１２１が有する一つの空気送風機１２３ａ或いは送気用区画部１１３から２階床下空間２３２までダクトを延ばし、ダクトをそれぞれの住居域の送気口１１５に繋いでも良い。この他、１階の住居域２１１にも、その天井に流出口１３０と吸引送風機１３１とを設け、住居域２１１から２階床下空間２３２に空調済み空調室内空気ＣＡを導入してもよい。

本実施形態の住宅１００が備える空調システム１２０では、住宅仕様によって吹き抜け形態とされたために住宅床１１２から天井１０８までの住居域高さが高く占有容積も大きい住居域２１０と、この住居域２１０に並んで区画された１階の住居域であって住居域２１０より占有容積の小さい住居域２１１とで、床下空間１１１に送り出された空調室内空気ＣＡの住居域内への導き方を異なるものとした。まず、住居域２１０については、空調機室１２１から送気用区画部１１３を経て床下空間１１１ａに送り出された空調済み空調室内空気ＣＡを、住居域２１０の下方の床下空間１１１ａそのものを流路として利用して、住宅床１１２の複数の送気口１１５から導き入れる。住居域２１０は、吹き抜け形態故に住居域高さが高く占有容積も大きいものの、導き入れた空調室内空気ＣＡを天井１０８のリターン口１１７から吸引送風機１１８にて強制的に空調機室１２１にリターンさせている。このため、吹き抜け形態の住居域２１０では、住宅床１１２の側から天井１０８の側への空気の流れが促進されるので、床下空間１１１ａに送り出された空調済み空調室内空気ＣＡは、それぞれの送気口１１５から特段の抵抗を受けることなく円滑に高天井住居域に導入される。つまり、床下空間１１１ａそのものを流路として利用した住居域２１０への空調室内空気ＣＡの導入が進む。しかも、送気口１１５と対となる吸引送風機１１６により、住居域２１０への空調室内空気ＣＡの導入はより一層進むことになる。よって、本実施形態の空調システム１２０によれば、次の利点がある。

仮に、住居域２１０に並んで区画された占有容積の小さい住居域２１１への空調室内空気ＣＡの導入を、住居域２１１の下方の床下空間１１１ｂを流路として利用して行うと、床下空間１１１ａそのものを流路として利用した住居域２１０への空調室内空気ＣＡの導入が送気用区画部１１３の側で先に進む分だけ、住居域２１１への空調室内空気ＣＡの導入に支障が起きる。また、住居域２１１にその下方の床下空間１１１ｂそのものを経て送気口から導入した空調室内空気ＣＡを住居域２１１に流出口１３０から流出させる場合、送気口１１５からの空気導入とアンダーカットなどの流出口１３０から住居域２１０への空気流出とには抵抗が掛かる。こうしたことから、住居域２１１への空調室内空気ＣＡの導入が進まず、住居域２１１での空調に支障が起き得る。ところが、本実施形態の空調システム１２０は、既述したように住居域２１１への空調室内空気ＣＡの導入にダクト２１１ｄとダクト内送風機１１９とを用いるので、住居域２１１への送気口１１５からの空調室内空気ＣＡの導入を、住居域２１０への空調室内空気ＣＡの導入の影響や空気導入・流出に伴う抵抗を受けないで実行できる。よって、本実施形態の空調システム１２０によれば、住居域の特性を考慮して各住居域への空調室内空気ＣＡの導入に支障を来さないので、占有容積の大小に拘わらず、各住居域を１台の空調機１４０で支障なく空調できる。また、住居域２１０への空調室内空気ＣＡの導入については、床下空間１１１ａそのものを流路として利用するので、ダクトや送風機が不要となり、低コスト化、或いはダクト設置の省略を経た工法の簡略化を図ることができる。

上記のように優れた空調をなす空調システム１２０に外気を吸気して送風する本実施形態の外気吸気システム１５０では、フィルターユニット１５６に備え付けたフィルター３００で、外気を除塵する。この除塵は、１０ｍ³／ｍｉｎ以上の定格風量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９５％以上という粒子捕集率を備えたフィルター３００でなされ、このフィルター３００による除塵を図るに当たり、フィルター３００には、定格風量の１／１０〜２／５の１〜４ｍ³／ｍｉｎの小風量ででしか、送風機１５８ａにて外気を送り込まない。フィルター３００は、１０ｍ³／ｍｉｎ以上という大風量での送風を受けても、粒径が０．３μｍの粒子に対して９５％以上という粒子捕集率を発揮するのであるから、１〜４ｍ³／ｍｉｎという少風量の送風を受けた場合にあっても、フィルター通過風量は少ないとは言え、少なくとも同程度の粒子捕集率、もしくはＨＥＰＡフィルターに準じた９９．７％以上の粒子捕集率を発揮する。

本実施形態の外気吸気システム１５０では、１〜４ｍ³／ｍｉｎという小風量の外気送風を行うことから、送風される外気に混入済みのゴミ・塵埃等は、徐々にしかフィルター３００に捕集されない。図４はフィルター３００による除塵の進み方を概略的に示す説明図である。フィルター３００でのゴミ・塵埃等の捕集は、まず、外気をフィルター３００に吹き出す外気流入口１５４ａｈと対向する領域で起き、当該領域において、ゴミ・塵埃等の捕集の継続に伴いフィルター３００に目詰まりが起きる。このように、最初の目詰まり領域Ｊｒ１は、外気流入口１５４ａｈとの対向領域から、捕集の継続時間の経過と共に、目詰まり領域Ｊｒ２〜Ｊｒ７のように徐々に広がる。しかも、この目詰まり領域の広がりは、外気流入口１５４ａｈからフィルター３００のフィルター吸気側に１〜４ｍ³／ｍｉｎという小風量でしか外気が入り込まないことから、徐々にしか起きない。また、目詰まり領域の裾野は、外気流出口１５４ｂｈに徐々に近づくが、外気流出口１５４ｂｈをフィルター３００を挟んで外気流入口１５４ａｈからオフセットしたので、目詰まり領域の裾野が外気流出口１５４ｂｈに到達するまでにも長時間を要する。この結果、本実施形態の外気吸気システム１５０によれば、フィルター３００それ自体が有する高い粒子捕集率を長期に亘って発揮できるので、フィルター３００による除塵性能を維持した上でフィルター使用期間を長期化できる。これにより、本実施形態の外気吸気システム１５０によれば、フィルター３００の交換期間の長期化により、交換頻度の低減および交換コストの低減を図ることができる。また、１０ｍ³／ｍｉｎ以上の定格風量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９５％以上の粒子捕集率を備えるフィルター３００は、日本工業規格（JIS Z 8122）に即して、クリーンルーム用のメインフィルターとして市販普及していることから、市販フィルターの有効利用を図ることもできる。つまり、フィルターボックス３０２については、これをこうした市販フィルターを収納できるようその寸法設計をして作製すれば足りるので、簡便、且つ低コストとなる。

本実施形態の外気吸気システム１５０では、送風機１５８ａを内蔵して上記の小風量での外気送風を図る送風ユニット１５８を、フィルターユニット１５６よりも上流側に備える。よって、本実施形態の外気吸気システム１５０によれば、１〜４ｍ³／ｍｉｎという小風量でのフィルター３００への外気送風を、より確実に且つ安定して図ることができるので、除塵性能を維持した上でのフィルター使用期間の長期化を高い実効性で達成できる。

本実施形態の外気吸気システム１５０では、フィルター３００をフィルター外観形状を維持するフィルター枠体３００ｆの枠内に配設し、このフィルター３００をフィルターボックス３０２にフィルター枠体３００ｆごと交換可能に収納した。よって、本実施形態の外気吸気システム１５０によれば、フィルターの折りたたみ等の作業を経ることなく、フィルター枠体３００ｆごとフィルター交換でき、簡便である。また、作業性も高まる。

本実施形態の外気吸気システム１５０では、１０ｍ³／ｍｉｎ以上の定格風量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９５％以上という高い粒子捕集率を備えるフィルター３００にて除塵済みの外気を空調システム１２０に送風する。そして、空調システム１２０は、このクリーンな外気をリターン空気ＲＡと共に空調機室１２１にて空調機１４０により空調し、空調済み空調室内空気ＣＡを除塵済みのクリーンな状態で住宅１００の各住居域に送り出している。よって、本実施形態の外気吸気システム１５０を住宅１００の全館の空調を行う空調システム１２０と組み合わせるとこで、クリーンで、なお且つ快適な温度に各住居域を空調できる。

次に、他の実施形態について説明する。図５はフィルター３００への外気の送風をフィルターボックス３０２の周壁から行う実施形態のフィルターユニット１５６Ａを概略的に斜視にて示す説明図、図６はフィルターユニット１５６Ａを断面視して概略的に示す説明図、図７はフィルターユニット１５６Ａを平面視して概略的に示す説明図である。図示するように、この実施形態のフィルターユニット１５６Ａは、既述した実施形態のフィルターボックス３０２と同様、フィルター３００をシール部材３０２ｓにてその外周にてシールした上で、ボックスほぼ中央に収納し、外気流入口１５４ａｈと外気流出口１５４ｂｈとをフィルターボックス３０２の周壁、即ち図５における上下壁に備える。よって、フィルターユニット１５６Ａは、フィルターボックス３０２におけるフィルター３００のフィルター吸気側に、上流管路１５４ａから外気をフィルター３００と平行に受け入れ、フィルター排気側では、外気流出口１５４ｂｈにフィルター通気済み外気をフィルター３００と平行に排出する。つまり、フィルターユニット１５６Ａは、フィルター吸気側の外気流入口１５４ａｈとフィルター排気側の外気流出口１５４ｂｈとを、フィルター３００を挟んでオフセットして備える。そして、この実施形態のフィルターユニット１５６Ａを有する外気吸気システム１５０にあっても、除塵に伴う目詰まり領域Ｊｒ１〜Ｊｒ７を、外気流出口１５４ｂｈに掛けて徐々にしか広げないので、既述した効果を奏することができる。

本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、或いは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

上記した実施形態では、フィルターユニット１５６を含む外気吸気システム１５０を、屋根裏１１０に配設したが、１階の床下空間１１１や２階床下空間２３２に、配設するようにしてもよい。この他、住宅１００の１階の外壁と内壁の間に壁間領域を形成し、当該領域にフィルターユニット１５６を縦置き設置してもよい。図８はフィルターユニット１５６を内外壁の壁間領域Ｗｓに縦置き設置した様子を模式的に示す説明図である。図示するように、この実施形態のフィルターユニット１５６Ｂは、住宅１００の内外壁の壁間領域Ｗｓに縦置き設置され、蓋体３０３をフィルターボックス３０２の前面に開閉自在に備える。この蓋体３０３は、フィルター３００の平面面積より広い範囲の開口領域を塞いでおり、フィルター３００のフィルター前面側からの交換を可能とする。壁間領域Ｗｓは、住宅１００の内外壁の壁間に形成されていることから、住宅街壁側に壁間領域Ｗｓにあっても開閉扉を設けることで、住宅外壁側からのフィルター３００の交換が可能となり、簡便である。

上記した実施形態では、送風ユニット１５８からフィルターユニット１５６のフィルター３００に外気を直接送風したが、送風ユニット１５８とフィルターユニット１５６との上流管路１５４ａに、フィルター３００とは除塵性質が異なる最上流フィルターを配設してもよい。この最上流フィルターは、フィルター３００に比してメッシュが格段に粗く、おおよそ０．１ｍｍ程度の除塵を目的とする。このように最上流フィルターを設ければ、フィルターユニット１５６におけるフィルター３００を微細なゴミ・塵埃等の捕集除塵に専用できるので、フィルター３００をより長期に亘って継続使用できる。

上記した実施形態では、縦横サイズが６１０ｘ６１０ｍｍのフィルター３００を用いたが、１０ｍ³／ｍｉｎ以上の定格風量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９５％以上の粒子捕集率を備えるフィルターであれば、その他の縦横サイズ、例えば、７６０ｘ６１０ｍｍ、９１５ｘ６１０ｍｍ、１２２０ｘ６１０ｍｍ等のフィルター３００を用いてもよい。

上記した実施形態では、外気吸気システム１５０を空調システム１２０と併用して住宅内に外気を吸気するようにしたが、上記した空調システム１２０とは異なる構成の住宅空調用のシステムと併用してもよい。この他、外気吸気システム１５０を単独で用い、フィルター３００で除塵済みの外気を、住宅の各住居域に個別に送風したりしてもよい。

１００…住宅
１０１…基礎
１０８…天井
１０９…屋根
１１０…屋根裏
１１１…床下空間
１１１ａ…床下空間
１１１ｂ…床下空間
１１２…住宅床
１１３…送気用区画部
１１４…床下空間連通箇所
１１５…送気口
１１６…吸引送風機
１１７…リターン口
１１８…吸引送風機
１１９…ダクト内送風機
１２０…空調システム
１２１…空調機室
１２２…仕切プレート
１２３ａ…空気送風機
１２３ｂ…空気送風機
１３０…流出口
１３１…吸引送風機
１４０…空調機
１５０…外気吸気システム
１５１…外気吸入口
１５３…外気放出口
１５４…外気吸気管
１５４ａ…上流管路
１５４ｂ…中流管路
１５４ｃ…末端管路
１５４ａｈ…外気流入口
１５４ｂｈ…外気流出口
１５５…熱交換器
１５６、１５６Ａ、１５６Ｂ…フィルターユニット
１５７…排気管
１５８…送風ユニット
１５８ａ…送風機
１７０…排気口
１７２…吸引送風機
２１０〜２１１…住居域
２１０ｓ…階段領域
２１１ｄ…ダクト
２２１〜２２２…住居域
２３１…２階床
２３２…２階床下空間
３００…フィルター
３００ｆ…フィルター枠体
３０２…フィルターボックス
３０２ｓ…シール部材
３０３…蓋体
Ｓ…階段ステップ
ＣＡ…空調室内空気（空調済み空調室内空気）
ＲＡ…リターン空気
Ｗｓ…壁間領域
Ｊｒ１〜Ｊｒ７…目詰まり領域

Claims

住宅吸気システムであって、
住宅の外気吸入口から住宅内の外気放出口まで延びる吸気管路と、
該吸気管路に設けられ、前記吸気管路を通過する外気の除塵を図るフィルターを収納したフィルターボックスと、
前記吸気管路に設けられ、前記外気吸入口から前記吸気管路に入り込んだ外気を、前記フィルターを経て前記外気放出口に向けて送風する送風ユニットとを備え、
前記フィルターは、１０ｍ³／ｍｉｎ以上の定格風量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９５％以上の粒子捕集率を備え、
前記送風ユニットは、１〜４ｍ³／ｍｉｎの風量で送風する
住宅吸気システム。
前記送風ユニットを前記フィルターボックスよりも上流側に備える請求項１に記載の住宅吸気システム。
前記フィルターは、外枠の枠内にフィルター部材を配設して構成され、前記フィルターボックスは、前記フィルターを前記外枠ごと交換可能に収納する請求項１または請求項２に記載の住宅吸気システム。
前記フィルターボックスは、前記外気吸入口の側の前記吸気管の接続口である外気流入口と、前記外気放出口の側の前記吸気管の接続口である外気流出口とを、前記フィルターを挟んでオフセットして備える請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の住宅吸気システム。