JP2016211785A - 換気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
換気効率が良いうえに、ダクト内に流れ込む外気に対する応答性の良い換気装置を提供する。
【解決手段】
一方の面３ａが建物の外壁の開口につながっていて建物の内方に延びる外気連通ダクト３内に流入する外気を外気調節手段５で自動調節する。外気連通ダクト３は、その途中で湾曲したのちに建物の内方で開口する。外気調節手段５のフラップ１１は、支持軸１２によって揺動自在に支持される。支持軸１２は、フラップ１１よりも外気連通ダクト３の湾曲部３ｄ側に配置し、フラップ１１は、無風状態で建物の外方側に位置する外側ダクト部３ｃの軸方向に沿う姿勢でバランスする。支持軸１２は、外側ダクト部３ｃにおいて湾曲部３ｄの内周側となる上壁面３ｇよりも湾曲部３ｄの外周側となる下壁面３ｆに近い箇所に配置している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、オフィスビルなどの建物に設けられていて建物内を換気するための換気装置に関するものである。

例えば特許文献１で示すように、建物外と建物内とをつなぐダクト（函体）内にフラップ（ダンパー）を配置していて（特許文献１の第１図参照）、前記ダクト内を流れる外気の風速が所定以上になると、フラップがダクトを閉じる方向へ揺動して建物内への外気の流入を抑える換気装置が知られている。

かかる特許文献１の換気装置では、フラップがダクト内を流れる外気に沿う姿勢になっているために、外気の風速が大きくなっても前記姿勢を維持する可能性がある。

そのため、特許文献１の換気装置では、フラップの上下の各先端に互いに逆方向へ屈曲した風受け部を設けており、その風受け部で外気を受けることで、フラップがダクトを閉じる方向（特許文献１の第１図では反時計回りの方向）へ揺動するようにしている。

実開昭６４−４５２２７号公報

ところが、特許文献１の換気装置では、フラップの風受け部がダクト内を流れる外気の抵抗になって換気効率の低下を招いてしまうといった問題点があった。しかも、フラップは、その長さ方向（特許文献１の第１図では上下方向）の中央を揺動軸（水平横軸）に支持されていて、揺動軸より上側部分で受けた外気と前記揺動軸より下側部分で受けた外気とが互いに逆方向にフラップを回転させようとする（特許文献１の第１図参照）。そのため、フラップの揺動動作が鈍くなり、ダクト内に流れ込む外気に対する応答性が悪くなっている。

本発明は、かかる不都合を解決することを目的として提供されたものであり、換気効率が良いうえに、ダクト内に流れ込む外気に対する応答性の良い換気装置を提供することにある。

本発明の換気装置１は、かかる不都合を解決するために、一方の面３ａが建物の外壁に設けている開口につながっているとともに建物の内方に向けて延びている外気連通ダクト３と、その外気連通ダクト３内に流入する外気を自動調節する外気調節手段５とを有しており、外気連通ダクト３は、その途中で湾曲したのちに他方の面３ｂが建物の内方で開口しており、外気調節手段５は、板状のフラップ１１と、そのフラップ１１の基端部を揺動自在に支持する支持軸１２とを有しており、フラップ１１は、外気連通ダクト３の湾曲部３ｄよりも建物の外方側に位置する直線状の外側ダクト部３ｃ内に配置していて、支持軸１２が、フラップ１１よりも外気連通ダクト３の湾曲部３ｄ側となる箇所に配置してあり、フラップ１１は、外気が外気連通ダクト３内に流れ込んでいない無風状態で外側ダクト部３ｃの軸方向に沿う姿勢でバランスしており、支持軸１２は、外側ダクト部３ｃにおいて湾曲部３ｄの内周側となる壁面３ｇよりも湾曲部３ｄの外周側となる壁面３ｆに近い箇所に配置していることを特徴とする。

ここでの支持軸１２が配置される箇所には、外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃ内の箇所や湾曲部３ｄ内に若干入り込んだ箇所が含まれる。ここでのフラップ１１の外側ダクト部３ｃの軸方向に沿う姿勢には、フラップ１１が外気の流れを妨げ難い姿勢であればよく、外側ダクト部３ｃの軸方向に対して若干傾斜している姿勢も含まれる。外側ダクト部３ｃは、若干湾曲したほぼ直線状の場合も含まれ、また例えば建物の外方側よりも建物の内方側が狭くなっていてもよい。外気連通ダクト３の一方の面３ａは、建物の外壁の開口に直接つながっている場合と、別のダクトなどを介して間接的につながっている場合とが含まれる。

支持軸１２は、外側ダクト部３ｃにおいて湾曲部３ｄの外周側の壁面３ｆに近くなるほど好ましくなるが、近くなるに従って外気連通ダクト３を適正に閉じるうえでフラップ１１を長くしなければならず、それとの兼ね合いで支持軸１２の配置箇所を設定することになる。フラップ１１は、錘などの重量によってバランスする場合と、バネの付勢力によってバランスする場合などが含まれる。

また、外気連通ダクト３の他方の面３ｂを開閉する開閉手段４・１８を有しており、外気連通ダクト３の他方の面３ｂの縁に沿って止水部材１５・３０を配置しており、開閉手段４・１８は、可動パネル６・２０を有していて、その可動パネル６・２０は、外気連通ダクト３の他方の面３ｂを閉じる際に止水部材１５・３０に水密状に押し付けられる。ここでの開閉手段４・１８としては、図１に示すものや、図２および図３に示すものなどが該当するが、図２および図３に示すもの以外の構成のものであってもよい。前記水密状には、気密状の機能を有する場合も含まれる。

また、外気によって外気連通ダクト３を閉じる方向に揺動したフラップ１１を受け止めるストッパ１４を有しており、フラップ１１は、ストッパ１４に受け止められた状態ではフラップ１１の先端部１１ａが外気連通ダクト３の内面に接触していないようになっていてもよい。

本発明の換気装置では、フラップ１１と外側ダクト部３ｃでの湾曲部３ｄの外周側となる壁面３ｆとの間がフラップ１１と外側ダクト部３ｃでの湾曲部３ｄの内周側となる壁面３ｇよりも狭いうえ、建物の外壁の開口から流れ込む外気はフラップ１１の下流側で外気連通ダクト３の湾曲部３ｄの外周側に当たって流れが抑えられる。それにより、フラップ１１と外側ダクト部３ｃの壁面３ｆとの間の通気抵抗が大きくなって、フラップ１１と外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの壁面３ｆとの間での外気の流れ（流速）が、フラップ１１と外側ダクト部３ｃの壁面３ｇとの間での外気の流れよりも遅くなる。

その結果、フラップ１１には、外側ダクト部３ｃの壁面３ｇ側への揚力が働いてフラップ１１が当該壁面３ｇ側に揺動する。そして、フラップ１１が前記壁面３ｇ側に揺動したことで外気がフラップ１１の裏面に当たり、その外気によってフラップ１１は外気連通ダクト３内に流れ込む外気とフラップ１１の重量とのバランスに応じた角度に傾斜する。

このように、外気連通ダクト３内を流れる外気に応じてフラップ１１が揺動して建物内に流れ込む外気を調節できるので、建物内に強風が吹きこんで建物内の書類などが吹き飛ばされることなどを抑えることができる。しかも、外気連通ダクト３へ流れ込む外気が少ないときには、フラップ１１は、前記外側ダクト部３ｃの軸方向にほぼ沿う姿勢になるので、例えば弱風の場合には、外気はフラップ１１にほとんど邪魔されることなく外気連通ダクト３内をスムーズに流れることができ、それによって建物内に適量な外気を導入することができる。

例えば強風の場合に、開閉手段４・１８によって外気連通ダクト３の建物内方側の他方の面３ｂを閉じることができると、前記強風が外気連通ダクト３を介して建物内に流れ込むことを確実に抑えることができる。しかも、開閉手段４・１８の可動パネル６・２０は、前記外気連通ダクト３の他方の面３ｂを閉じる際に止水部材１５・３０に水密状に押し付けられるので、台風などの際に強風と共に雨水が建物内に流れ込むことを確実に抑えることができる。

フラップ１１が外気によって外気連通ダクト３を閉じる方向に揺動してストッパ１４に受け止められた状態で、フラップ１１の先端部１１ａが外気連通ダクト３の内面に接触しないようにすると、フラップ１１の先端部１１ａが外気連通ダクト３の内面に衝突して当該外気連通ダクト３やフラップ１１が傷付くことを防止することができる。

本発明に係る換気装置の第１実施例を示す縦断面図である。 本発明の換気装置の第２実施例を示す縦断面図である。 第２実施例の換気装置の横断面図である。

本発明に係る換気装置１の第１実施例を図面に基づいて説明する。その換気装置１は、オフィスビルなどの建物の外壁に形成している開口から外気を建物内に取り入れるために使用される。

前記換気装置１は、図１に示すように、一方の面（一端面）３ａが前記建物の外壁に設けている開口（図示せず）につながっているとともに建物の内方に向けて延びている外気連通ダクト３と、その外気連通ダクト３を開閉するための開閉手段４と、外気連通ダクト３内に流入する外気を自動調節する外気調節手段５とを有している。

前記外気連通ダクト３は、その途中で湾曲したのちに建物の内方に位置する他方の面（他端面）３ｂが開口している。つまり、外気連通ダクト３は、前記一端面３ａから建物の内方に向けてほぼ水平かつ直線状に延びる外側ダクト部３ｃと、その外側ダクト部３ｃにつながっていて上向きに湾曲している湾曲部３ｄと、その湾曲部３ｄの上側につながっていて上向きにほぼ直線状に延びる内側ダクト部３ｅとを有している。前記他端面３ｂは内側ダクト部３ｅの上端で開口していて、その他端面３ｂを前記開閉手段４が開閉する。

前記開閉手段４は、前記外気連通ダクト３の他端面３ｂを開閉するための可動パネル６と、その可動パネル６を建物の内外方向（図１では左右方向）へ移動させるための駆動手段としてのラック７およびピニオン８と、建物の内外方向へ延びていて前記可動パネル６をガイドするガイドレール９とを有している。

前記外気調節手段５は、外気連通ダクト３の前記湾曲部３ｄよりも建物の外方側に位置する前記外側ダクト部３ｃ内に配置しているほぼ平板状のフラップ１１と、そのフラップ１１の基端部（図１の実線図では右端）を揺動自在に支持する支持軸１２と、その支持軸１２を挟んでフラップ１１の反対側に配置している錘１３とを有している。フラップ１１と錘１３とは、一体かつほぼ直線状に延びるように形成している。

前記フラップ１１は、前記錘１３の重量とバランスすることで、外気が外気連通ダクト３内に流れ込んでいない無風状態で外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの軸方向に沿うほぼ水平姿勢に維持される（図１の実線図の姿勢）。

前記支持軸１２は、フラップ１１よりも外気連通ダクト３の湾曲部３ｄ側となる箇所であって外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの下壁面３ｆ近くの箇所に配置している。それにより、フラップ１１と前記外側ダクト部３ｃの下壁面３ｆとの距離が、フラップ１１と外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの上壁面３ｇとの距離の、例えば１／２以下と狭くなっている。

このように、フラップ１１および錘１３と外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの下壁面３ｆとの間が狭く、またフラップ１１および錘１３より外気流の下流側で外気連通ダクト３が上向きに湾曲しているために、フラップ１１および錘１３と外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの下壁面３ｆとの間の通気抵抗が大きくなっている。それにより、外気連通ダクト３内に流れ込んだ外気によってフラップ１１と外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの下壁面３ｆとの間に風溜まりが生じ、フラップ１１および錘１３と外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの下壁面３ｆとの間での外気の流れ（流速）が、フラップ１１および錘１３の上側での外気の流れよりも遅くなる。

前記支持軸１２の下方であって外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの下壁面３ｆの上面には、前記錘１３を受け止め可能なストッパ１４を設けている。そのストッパ１４は、外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの下壁面３ｆの上面にほぼ垂直に立設している本体１４ａと、その本体１４ａの上端部に設けてあるウレタンゴムなどからなるクッション部材１４ｂとを有している。そのクッション部材１４ｂに前記錘１３が受け止められる。つまり、フラップ１１が錘１３を介してストッパ１４に受け止められる。前記フラップ１１は、他端側（図１の左端側）の先端部１１ａが下方へ向けて湾曲していることで当該フラップ１１の先端側を補強している。

前記開閉手段４のラック７は、前記可動パネル６の上面側に配置していて建物の内外方向へ延びている。そのラック７が前記ピニオン８に噛合している。そのピニオン８は、不図示の制御装置のモータなどによって正転または逆転方向へ回転駆動されるようになっており、そのピニオン８の回転に応じて前記可動パネル６が建物の内外方向へスライド移動する。

前記可動パネル６の下面６ａは、建物外方へ向かうに従って下側になる下り傾斜になっており、外気連通ダクト３の他端面３ｂが、前記可動パネル６の下面６ａと同様の下り傾斜になっている。その外気連通ダクト３の他端面３ｂには、その縁に沿ってウレタンゴムなどからなる止水部材１５を環状に配置している。そして、可動パネル６は、閉じ位置（図１の二点鎖線図の位置）に移動した際に止水部材１５に押し付けられて、止水部材１５に水密状に密着する。

可動パネル６の側面には、ガイドレール９に係合する複数個のローラ１６を配置していて、可動パネル６がスライド移動するときには、それらのローラ１６がガイドレール９に沿って転動することで、前記可動パネル６が移動する。

次に、前記換気装置１の動作について説明する。なお、説明の都合上、可動パネル６が図１の実線図の位置にある状態（外気連通ダクト３の他端面３ｂが開いている状態）から説明する。その状態では外気が建物内に流れ込み可能になっている。

例えば風速が１ｍ以下であり、外気連通ダクト３へ流れ込む外気が少ない弱風の場合には、フラップ１１は前述の水平姿勢で錘１３とバランスしている。その弱風の場合から外気連通ダクト３へ流れ込む外気が増えると、前述のようにフラップ１１と外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの下壁面３ｆとの間に風溜まりが生じて、フラップ１１および錘１３と外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの下壁面３ｆとの間の外気の流れが遅くなり、フラップ１１には上向きの揚力が働いてフラップ１１が上向きに揺動する。

そして、フラップ１１が上向きに揺動したことで外気がフラップ１１の裏面に当たり、その外気によってフラップ１１が図１の時計回りの方向に付勢され、フラップ１１は、外気連通ダクト３内に流れ込む外気と、フラップ１１および錘１３の重量とのバランスに応じた角度に傾斜する。

例えば風速が５ｍ以上になって、外気連通ダクト３内に流れ込む外気が所定以上になると、フラップ１１は、図１の二点鎖線図に示すほぼ垂直の姿勢になる。その際には錘１３がストッパ１６のクッション部材１６ａに受け止められていて、それ以上に揺動（図１では時計回りの方向）することが規制される。その状態で外気連通ダクト３へ流れ込む外気が減少するとフラップ１１の重量によって図１の反時計回りの方向に揺動する。

また、例えば風速が１０ｍ以上の強風の際には、その強風を検知した制御装置が前記開閉手段４のピニオン８を回転駆動する。それによって可動パネル６が建物の内方側へスライド移動して、外気連通ダクト３の建物内方側の他端面３ｂを閉じ（図１の二点鎖線図の状態）、前記強風が外気連通ダクト３を介して建物内に流れ込むことが防がれる。

なお、錘１３がストッパ１６のクッション部材１６ａに受け止められている状態で、フラップ１１の先端部と外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの上壁面３ｇとの間に若干の隙間が生じるようにしており（図１の二点鎖線図参照）、それによってフラップ１１の先端部１１ａが、外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの上壁面３ｇに衝突することが防がれる。

このように、外気連通ダクト３内を流れる外気に応じてフラップ１１が揺動して、建物内に流れ込む外気を調節できるので、建物内に強風が吹きこんで建物内の書類などが吹き飛ばされることなどを抑えることができる。

しかも、外気連通ダクト３へ流れ込む外気が少ない弱風の場合には、前記外気調節手段５のフラップ１１は、外気連通ダクト３の外側ダクト部３ｃの軸方向に沿うほぼ水平姿勢にあるので、弱風の場合には、外気はフラップ１１にほとんど邪魔されることなく外気連通ダクト３内をスムーズに流れることができ、建物内に適量な外気を導入することができる。

次いで、本発明に係る換気装置１の第２実施例について図２および図３を用いて説明する。この第２実施例では、開閉手段１８はクランク機構１９を用いて可動パネル２０を駆動している。

前記クランク機構１９には、図３に示すように、モータなどからなる駆動部２１の出力軸２１ａに基端側を取り付けていて当該駆動部２１によって揺動操作される第１バー２２と、その第１バー２２の先端部の切欠き２２ａに一端部２４ａを係合しているとともに、他端側に第３バー２５を介してほぼＬ字状の第１アングル２６の短片２６ａの先端部を揺動可能に連結している第２バー２４とを有している。

また、クランク機構１９には、前記第１アングル２６と一対になっていて当該第１アングル２６と同一形状の第２アングル２７と、第１アングル２６の短片２６ａと第２アングル２７の短片２７ａとに亘って揺動可能に架け渡している連結バー２８と、一端部を第１アングル２６の長片２６ｂおよび第２アングル２７の長片２７ｂの各先端部にそれぞれ揺動可能に連結しているとともに他端部をそれぞれ可動パネル２０に揺動可能に連結している第３バー２９・２９とを有している。

第１アングル２６および第２アングル２７は、可動パネル２０の左右に同一姿勢でそれぞれ配置しており、それらのアングル２６・２７の各屈曲部は、それぞれ可動パネル２０を配置している筐体（図示せず）の上壁などに揺動可能に支持している。

可動パネル２０の下面２０ａは、図２に示すように、ほぼ水平になっており、それに合わせて前記外気連通ダクト３の建物内方側の他端面３ｂがほぼ水平になっている。その外気連通ダクト３の他端面３ｂの縁には、ウレタンゴムなどからなる止水部材３０を環状に配置している。

ガイドレール３３は、建物の内外方向へ延びていて、可動パネル２０の側面に配置している複数個のローラ３２が当該ガイドレール３３に沿って建物の内外方向へ転動可能に係合している。そのガイドレール３３は、可動パネル２０が開き位置（図２の実線図の位置）から閉じ位置（図２の二点鎖線図の位置）に達する手前の位置で斜め下向きに傾斜している。それによって可動パネル２０は、前記閉じ位置へ達する手前で下方へ移動して前記止水部材３０に押し付けられ、それによって前記閉じ位置で止水部材３０に水密状に密着する。

第２実施例の開閉手段１８であっても、例えば風速が１０ｍ以上の強風の際には、可動パネル２０が建物の内方側へ移動して外気連通ダクト３の建物内方側の他端面３ｂを閉じる（図２および図３の二点鎖線図の状態）。それにより、前記強風が外気連通ダクト３を介して建物内に流れ込むことが防がれる。その他の第２実施例の構成および動作は、第１実施例と同様であるので第１実施例と同一符号を付して説明を省略する。

１ 換気装置
３ 外気連通ダクト
３ａ 外気連通ダクトの一方の面
３ｂ 外気連通ダクトの他方の面
３ｃ 外気連通ダクトの外側ダクト部
３ｄ 外気連通ダクトの湾曲部
３ｅ 外気連通ダクトの内側ダクト部
３ｆ 外側ダクト部の下壁面
３ｇ 外側ダクト部の上壁面
４・１８ 開閉手段
５ 外気調節手段
６・２０ 可動パネル
１１ フラップ
１２ 支持軸
１３ 錘
１４ ストッパ
１５・３０ 止水部材

Claims (3)

1. 一方の面（３ａ）が建物の外壁に設けている開口につながっているとともに前記建物の内方に向けて延びている外気連通ダクト（３）と、その外気連通ダクト（３）内に流入する外気を自動調節する外気調節手段（５）とを有しており、
   前記外気連通ダクト（３）は、その途中で湾曲したのちに他方の面（３ｂ）が前記建物の内方で開口しており、
   前記外気調節手段（５）は、板状のフラップ（１１）と、そのフラップ（１１）の基端部を揺動自在に支持する支持軸（１２）とを有しており、
   前記フラップ（１１）は、前記外気連通ダクト（３）の湾曲部（３ｄ）よりも前記建物の外方側に位置する直線状の外側ダクト部（３ｃ）内に配置していて、前記支持軸（１２）が、前記フラップ（１１）よりも前記外気連通ダクト（３）の湾曲部（３ｄ）側となる箇所に配置してあり、
   前記フラップ（１１）は、前記外気が前記外気連通ダクト（３）内に流れ込んでいない無風状態で前記外側ダクト部（３ｃ）の軸方向に沿う姿勢でバランスしており、
   前記支持軸（１２）は、前記外側ダクト部（３ｃ）において前記湾曲部（３ｄ）の内周側となる壁面（３ｇ）よりも前記湾曲部（３ｄ）の外周側となる壁面（３ｆ）に近い箇所に配置していることを特徴とする換気装置。
2. 前記外気連通ダクト（３）の他方の面（３ｂ）を開閉する開閉手段（４・１８）を有しており、
   前記外気連通ダクト（３）の他方の面（３ｂ）の縁に沿って止水部材（１５・３０）を配置しており、
   前記開閉手段（４・１８）は、可動パネル（６・２０）を有していて、その可動パネル（６・２０）は、前記外気連通ダクト（３）の他方の面（３ｂ）を閉じる際に前記止水部材（１５・３０）に水密状に押し付けられることを特徴とする請求項１記載の換気装置。
3. 前記外気によって前記外気連通ダクト（３）を閉じる方向に揺動した前記フラップ（１１）を受け止めるストッパ（１４）を有しており、
   前記フラップ（１１）は、前記ストッパ（１４）に受け止められた状態では当該フラップ（１１）の先端部（１１ａ）が前記外気連通ダクト（３）の内面に接触していないことを特徴とする請求項１又は２記載の換気装置。