JP2018128145A5

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Publication number: JP2018128145A5
Application number: JP2017019179A
Authority: JP
Filing date: 2017-02-06
Publication date: 2019-12-05
Anticipated expiration: 2037-02-06

Description

換気口フード

本発明は、室内の換気を行うために、送風機を気流の下流側に配置して屋外の空気を室内に取り込む建屋外壁の空気取入口に取り付ける換気口フードに関するものである。

従来、この種の換気口フードとして、例えば特許文献１のものが知られている。

換気口フードは建屋外壁の空気取入口である換気口から、雨や風の流入を防ぐ目的で設置され、雨や風を防ぐためのカバーと空気を取り入れるための流入口、換気ダクトに接続するため換気口フード背面側に突出した円筒状の流出口、小動物や大きめの飛散物の流入を防ぐためのガラリから構成されている。

特開２０１１−２４２０８１号公報

このような従来の換気口フードにおいては、ガラリでは隙間が広く、蛾や蚊、ハエ類などの小昆虫が流入するので、それら小昆虫の流入を防ぐため、換気口フード内にろ過装置として網を設置し、ろ過方式で捕集していた。

しかし、網にそれら小昆虫が堆積していき、目詰まりを起こし、空気の取り入れが出来なくなり、所定の換気量を確保できなくなるため、目詰まりを除去するメンテナンス作業が発生するという課題を有していた。

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、小昆虫や水滴等（以下、異物）を分離することが可能で、メンテナンス作業の不要な換気口フードを提供することを目的とする。

そして、この目的を達成するために、本発明に係る換気口フードは、気流が側面部から流入し、底面部から流出するカバーと、前記カバーの中心軸を内周側に含み前記カバーの内側から前記底面部を貫通して前記カバーの内側を負圧にできるように備えた円筒管と、前記円筒管の外周側と前記カバーの内周側にそれぞれ第一旋回室と第二旋回室となる空間を形成する空間分割板と、前記第一旋回室内において前記円筒管の端面に対向させて設けた円柱部材とを備えた換気口フードであって、前記カバーは、前記底面に対向する頂面を有し、側面部において、前記底面側に設けた第一給気口と前記頂面側に設けた第二給気口を備え、前記第一給気口は、前記カバーの側面を周回するように複数の固定羽根を配置して形成した複数の開口であって、前記第二給気口は、前記中心軸を水平に配置した状態において、前記中心軸方向に縦長であり、前記カバーの側面部の最下部に位置させることができる開口であって、前記空間分割板は、前記第一旋回室と第二旋回室とを連通する貫通孔を有し、前記貫通孔の位置は、前記中心軸周りで前記第二給気口を基点としたときに前記第一旋回室を旋回する気流の流れ方向の距離が反流れ方向の距離に比べて長くなるようにしたものであり、これにより所期の目的を達成するものである。

本発明によれば、気流が側面部から流入し、気流が側面部から流入し、底面部から流出するカバーと、前記カバーの中心軸を内周側に含み前記カバーの内側から前記底面部を貫通して前記カバーの内側を負圧にできるように備えた円筒管と、前記円筒管の外周側と前記カバーの内周側にそれぞれ第一旋回室と第二旋回室となる空間を形成する空間分割板と、前記第一旋回室内において前記円筒管の端面に対向させて設けた円柱部材とを備えた換気口フードであって、前記カバーは、前記底面に対向する頂面を有し、側面部において、前記底面側に設けた第一給気口と前記頂面側に設けた第二給気口を備え、前記第一給気口は、前記カバーの側面を周回するように複数の固定羽根を配置して形成した複数の開口であって、前記第二給気口は、前記中心軸を水平に配置した状態において、前記中心軸方向に縦長であり、前記カバーの側面部の最下部に位置させることができる開口であって、前記空間分割板は、前記第一旋回室と第二旋回室とを連通する貫通孔を有し、前記貫通孔の位置は、前記中心軸周りで前記第二給気口を基点としたときに前記第一旋回室を旋回する気流の流れ方向の距離が反流れ方向の距離に比べて長くなるようにしたものであり、第一吸気口から入った屋外の空気は、旋回気流となって第一旋回室へ流入し、旋回気流中に含まれる異物が遠心力を受け、空間分割板近傍を周回し、空間分割板に設けた貫通孔より第二旋回室へ移動する。換気口フード周囲には自然風が流れており、第二吸気口の外側で静圧が低下し、屋外へ向かう流れが発生し、分離室である第二吸気口に貯留されていた異物は、第二吸気口から屋外へ排出されることになる。つまり、ろ過装置を設けなくても異物を分離することができるという効果が得られ、目詰まりの発生がなくなり、分離した異物は溜まり続けないので、メンテナンス作業が不要になるという効果も得ることができる。

本発明の実施の形態における換気口フード上方からの外観斜視図同換気口フード下方からの外観斜視図同換気口フードの内部構造を示す図（中心軸上を縦に切断した断面図）同換気口フードのベースを除いた状態での背面図同換気口フードのカバーを除いた状態での正面図同実施の形態２の遮水部材の形状を示す図同実施の形態３の遮水部材に設けた切り欠きを示す図

本発明の請求項１に係わる換気口フードは、気流が側面部から流入し、底面部から流出するカバーと、前記カバーの中心軸を内周側に含み前記カバーの内側から前記底面部を貫通して前記カバーの内側を負圧にできるように備えた円筒管と、前記円筒管の外周側と前記カバーの内周側にそれぞれ第一旋回室と第二旋回室となる空間を形成する空間分割板と、前記第一旋回室内において前記円筒管の端面に対向させて設けた円柱部材とを備えた換気口フードであって、前記カバーは、前記底面に対向する頂面を有し、側面部において、前記底面側に設けた第一給気口と前記頂面側に設けた第二給気口を備え、前記第一給気口は、前記カバーの側面を周回するように複数の固定羽根を配置して形成した複数の開口であって、前記第二給気口は、前記中心軸を水平に配置した状態において、前記中心軸方向に縦長であり、前記カバーの側面部の最下部に位置させることができる開口であって、前記空間分割板は、前記第一旋回室と第二旋回室とを連通する貫通孔を有し、前記貫通孔の位置は、前記中心軸周りで前記第二給気口を基点としたときに前記第一旋回室を旋回する気流の流れ方向の距離が反流れ方向の距離に比べて長くなるようにした構成を有する。

これにより、例えば円筒管と連通する送風機により、カバーの内側は負圧とすることができるため、第一吸気口から入った屋外の空気は、旋回気流となって第一旋回室へ流入し、ここで旋回気流中に含まれる異物が遠心力を受け、空間分割板近傍を周回し、空間分割板に設けた貫通孔より第二旋回室へ移動する。つまり第二旋回室が分離した異物を受け入れる分離室となっている。異物は重力により分離室となった第二旋回室の下方、第二吸気口付近へ移動する。第二給気口へ移動した異物は屋外の自然風の影響を受けて第二吸気口から屋外へ排出される。

また、カバーの内側は負圧となっているため、通常は第二吸気口からも空気は流入している。
第一旋回室の旋回気流の一部は指向性を持って貫通孔より第二旋回室に流入するため、
第二旋回室内の気流は第一旋回室の気流と同じ旋回方向となり、第二吸気口から流入した気流はその旋回気流に乗って旋回する。これにより、第一旋回室から第二旋回室に移動してきた異物や、第二吸気口から第二旋回室へ流入した異物を第二旋回室の外周側へ移動させることができ、異物が貫通孔から第一旋回室へ移動することを抑制できるため、分離性能の低下を抑えることができる。

また、本発明の請求項２に係わる換気口フードは、前記空間分割板は、前記中心軸方向において、前記第一給気口よりも前記頂面側に配置した円筒形状もしくは円錐台形状を成し、前記中心軸方向において前記空間分離板の内周側に前記円筒管の端面が延設された構成を有する。

これにより、第一給気口より流入した空気と異物は旋回しながら、その進行方向は一旦カバーの頂面側方向となり、頂面側で旋回流の進行方向が反転し、円筒管内へ向かう流れとなる。これにより旋回流の進行方向の距離を稼ぐことができるため、異物を遠心力により十分に外周側へ移動させることが可能となり、分離性能を向上させることができる。

また、本発明の請求項３に係わる換気口フードは、前記第二旋回室内において、前記空間分割板上に、第二旋回室内の気流の流路の一部を遮るように立設した第一遮蔽部材を設け、前記第一遮蔽部材は、前記中心軸と第二給気口を結んだ線より前記貫通孔側で中心軸側から外周側へ延設した構成を有する。

これにより、異物の分離性能の低下を抑制できる。つまり、第二旋回室に分離された異物は、重力により第二給気口付近に移動するが、第二給気口から流入する空気により舞い上がる。しかし、舞い上がった異物は、第一遮蔽部材に衝突し、勢いを失うため、異物が貫通孔側へ移動して貫通孔から第一旋回室に流入し、下流へ飛散することを防いでいる。また、第一遮蔽部材を設けることで、第二給気口から流入した空気を、第一遮蔽部材とは反対の方向に向かわせることが出来るので、第二旋回室の旋回流を強めることができ、第二旋回室内の異物が貫通孔から第一旋回室へ流入することを防ぎ、分離性能の低下を抑制することができる。

また、本発明の請求項４に係わる換気口フードは、前記第二旋回室内において、前記空間分割板上に、第二旋回室内の気流の流路の一部を遮るように立設した第二遮蔽部材を設け、前記第二遮蔽部材は、前記第二給気口を最下部に位置させたときに、前記中心軸より上方で中心軸側から外周側へ延設した構成を有する。

これにより、異物の分離性能の低下を抑制できる。

第二旋回室内上部は第一旋回室を旋回する気流の流れ方向と同方向の流れが生じており、第二遮蔽部材がない場合には、第二旋回室内の流れに乗って移動する異物のうち、空間分割板の表面を伝わって移動する異物が、そのまま貫通孔から第一旋回室へ流入して、下流側へ飛散してしまい、分離性能の低下を引き起こしていた。そこで、第二遮蔽部材により、空間分割板の表面での異物の移動を阻止でき、貫通孔から第一旋回室へ流入することを防ぎ、分離性能の低下を抑制できる。

また、本発明の請求項５に係わる換気口フードは、前記第二給気口を前記カバーの側面部の最下部に位置させた状態において、前記カバーの上部と下部において前記第一給気口の１つの開口と他の開口との間にめくら板を配置した構成を有する。

これにより、カバー上部のめくら板は、換気口フード真上から落下する異物や水滴の流入を抑制することができる。また、カバー下部のめくら板は、第二給気口から屋外へ排出された異物が再び第一給気口から流入するのを抑制することができ、分離性能の低下を抑制できる。

また、本発明の請求項６に係わる換気口フードは、前記第一旋回室内において、前記円柱は前記頂面側の壁面から立設し、該壁面に前記円柱の外周を囲むリング形状の遮水部材を設けた構成を有する。

これにより、第一給気口より流入した水滴が換気口フード下流へ飛散することを抑制することができる。水滴は異物と同様に第一旋回室内の旋回流に乗って旋回し遠心力を受ける。外周側に移動した水滴は空間分割板に衝突するとその表面に付着する。付着した水滴は重力により下方向へ移動し、その一部は円柱部材に衝突し、円柱部材表面を伝って円筒管内へ飛散するものがある。そこで、円柱部材の周囲を囲むようにリング形状の遮水部材を設けることで、水滴が円柱部材に伝わるのを抑制することができ、水滴の分離性能の低下を抑制することができる。

また、本発明の請求項７に係わる換気口フードは、前記遮水部材は、前記遮水部材の内側から外側に水が流れ出るように前記円柱部材側の側面に傾斜を設けた構成を有する。

これにより、遮水部材の内側に入った水滴が重力により下方向へ移動した後、遮水部材の内側側面に設けた傾斜により、外側へ移動しやすくなり、水滴が円柱部材に伝わるのを抑制することができ、水滴の分離性能の低下を抑制することができる。

また、本発明の請求項８に係わる換気口フードは、前記遮水部材は、前記中心軸を水平に配置した状態で最下部の位置に切り欠きを設けた構成を有する。

これにより、遮水部材の内側に入った水滴が重力により下方向へ移動した後、切り欠きから水滴が遮水部材の外側へ移動しやすくなり、水滴が円柱部材に伝わるのを抑制することができ、水滴の分離性能の低下を抑制することができる。

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は本実施の形態における換気口フードの外観斜視図で、図１は斜め上から、図２は斜め下からの斜視図である。

図１、２に示すように換気口フード１は、回転体形状を有したカバー２と、カバー２の底面部を成すベース板３と、カバー２の中心軸４を含みベース板３を貫通して固定した円筒管５とを備えている。ここで、回転体形状とは、中心軸４を中心として回転させてできる形状である。

換気口フード１の正面側、つまり、ベース板３とは反対側の底面部は、カバー２を外側に突出したドーム型の頂面６を有している。カバー２は、頂面６の最も突出した所と中心軸４を一致させている。頂面部６は、平らなものでも良い。

カバー２の側面部７には、第一給気口８と、第一給気口８の一部を塞いだめくら板９と第二給気口１０とを備えている。

第一給気口８は、複数の固定羽根１１を所定の間隔を開けて側面部７に周回して配置した複数の開口である。固定羽根１１は、本実施の形態では２０枚設け、中心軸４に対して全て同じ角度を向いている。これにより固定羽根１１を通過した気流を旋回気流させることができる。第一給気口８は、側面部７にあって、特にベース板３側に寄せた位置に備えている。

なお、固定羽根１１の上流側端部１２は、図３において、カバー２の側面部７と同一面に配置しているが、側面部７より内周側に配置しても、外周側へ飛び出して配置してもよい。

めくら板９は、第一給気口８の上部と下部で気流の流入を抑止するものである。カバー２は、めくら板９部分に固定羽根１１を設けていないが、めくら板９の内側にも固定羽根１１を設けても良い。めくら板９は、第一給気口８の１つの開口と他の開口との間に配置した外観となる。

めくら板９は、さらにベース板３とカバー２を接続する役割も持っている。これにより、ベース板３、円筒管５、カバー２が一体となるので、円筒管５を建物外壁の換気口に差し込むことで換気口フード１を固定することができる。

円筒管５は、換気口フード１の外部においてカバー２の内側を負圧にできるように備えたものである。例えば、円筒管５に送風機（図示せず）を接続することで、換気口フード１の内側を負圧にすることができる。このようにカバー２の内側を負圧にすることで、気流はカバー２の側面部７から流入し、円筒管５から流出するものである。

第二給気口１０は、図２に示すようにカバー２の側面部７で最下部に備え、中心軸４の方向に縦長の形状となっている。また、第二給気口１０は、側面部７において、下部側のめくら板９に対して中心軸４の方向で隣接した位置に備えている。なお、めくら板９と完全に隣接せず隙間があってもよい。本実施の形態では、第一給気口８の開口面積（ここでの開口面積は、側面部２の円周長さと中心軸４方向の開口幅から計算）に対して、第二給気口１０の開口面積は約０．６％と、第一給気口８に対して、非常に小さい。

次に、本実施の形態における換気口フードの内部構造を説明する。

図３に示すようにカバー２の内側には、空間分割板１３と円柱部材１４とを備えている。

空間分割板１３は、円筒管５の外周側とカバー２の内周側にそれぞれ第一旋回室１５と第二旋回室１９となる空間を形成するものである。

円柱部材１４は、第一旋回室１５内においてカバー２の中心軸４と軸を同じにした円柱体であって、固定板１６を用いて円筒管５の端面と対向した位置に備えている。なお、本実施の形態では、円柱部材１４は固定板１６を用いて支持しているが、固定板１６を使用せず円柱部材１４を直接、カバー２の内壁に固定しても良い。

円柱部材１４の円筒管５側には、図４に示すように、中心軸４に垂直な断面において円弧状にカーブした円柱羽根１７が４枚、均等かつ放射状に配置されている。

円筒管５はカバー２の内側に位置する端面である円筒管端面１８は、図３に示す通り、空間分割板１３内にまで延設されている。

空間分割板１３は、図３に示すように、中心軸４の方向においてベース板３に対して固定羽根１１を挟む位置からさらに中心軸４の方向に延設した円筒であって、延設した終端に位置する底面に固定板１６を配置している。カバー２の内側において中心軸４の方向の断面が台形状となる、すなわち円錐台形状の筒体である。円錐台形状により、第一旋回室１５を旋回する旋回流の旋回径は第一給気口８側から中心軸４方向に遠ざかるにつれて小さくなっている。なお、空間分割板１３は円筒形状であってもよい。この場合、第一旋回室１５を旋回する旋回流の旋回径はいずれの場所においても同一径となる。

空間分割板１３は、図５に示すように、第一旋回室１５と第二旋回室１９とを連通する貫通孔２１と、第二旋回室１９側に配置した第一遮蔽部材２２と第二遮蔽部材２３とを備えている。

貫通孔２１は、図４に示すように、中心軸４の周りで第二給気口１０を基点としたときに第一旋回室１５を旋回する気流の流れ方向（図４の矢印）の距離が反流れ方向の距離に比べて長くなる位置で、中心軸４よりも上側で、固定板１６側に寄せて開口している。図３の断面図において、貫通孔２１は円筒管５と重なっていないが、重なる位置まで貫通孔２１を中心軸４方向に広げても良い。また、空間分割板１３の中心軸４方向全域に渡って開口させてもよい。

第一遮蔽部材２２は、第二旋回室１９内の第二給気口１０近傍で、中心軸４と第二給気口１０を結んだ線より貫通孔２１側で中心側から外周側へ延設した板状体である。図３に示すように、第一遮蔽部材２２とカバー２との間には隙間を設けており、第二旋回室１９内の流路の一部を遮蔽した構造となっている。

第二遮蔽部材２３は、図３に示すように、第二旋回室１９内の最上部で、中心側から外周側へ延設した板状体である。第一遮蔽部材２２と同様に、第二旋回室１９の一部を遮蔽した構造となっており、カバー２側に隙間を設けている。なお、第二遮蔽部材２３は、第二旋回室１９内で、中心軸よりも上方であれば最上部でなくてもよい。

また、固定板１６には、遮水部材２５を備えている。

遮水部材２５は、円柱部材１４の側面と間隔をあけて、円柱部材１４を取り囲むリブ状のものである。本実施の形態における遮水部材２５は、円周状に切れ目がないリング状で、その側面は円柱部材１４と平行である。なお、円柱部材１４側面と遮水部材２５との間隔は開けすぎると、遮水効果が小さくなるため、カバー２の頂面側の空間分割板１３端部の直径と円柱部材１４の直径の平均直径よりも小さくなる位置に配置した方が良い。

次に気流の流れを説明する。

上記構成において、本換気口フードは送風機を用いて住宅等室内へ屋外空気を供給する際に、屋外外壁の給気口部分に取り付けるものであり、下流の送風機により気流が流れる。屋外空気は第一給気口８と第二給気口１０から換気口フード内に流入する。なお、前述したように第一給気口８の方がはるかに大きいため、流入空気の大半は第一給気口８から流入する。第一給気口８から流入した空気は、斜めに配置した複数の固定羽根によって、中心軸周りを旋回する旋回流となって、第一旋回室１５を通り、円筒管５から換気口フード外へ流出する。

第二給気口１０から流入した空気は、第二旋回室１９に流入するが、図５に示す第一遮蔽部材２２により気流の流れを抑制するため、第二給気口１０から流入した空気の大半は第一遮蔽部材２２とは反対側に向かって気流が流れ、環状となった第二旋回室１９内を通り、貫通孔２１より第一旋回室に流入し、その後、円筒管５より換気口フード外へ流出する。また、第一旋回室１５の旋回流の一部は貫通孔２１より第二旋回室１９へ流入する。この第一旋回室１５から第二旋回室１９への指向性を持った流入と、前述した第一遮蔽部材２２による第二給気口１０から流入した気流の指向付けにより、第二旋回室１９内の空気は、第一旋回室１５内の旋回流と同方向に旋回する。

次に空気と共に換気口フード内に流入する異物（例えば、蚊やショウジョウバエ、キノコバエ、蛾などの小昆虫）や水滴の動きについて説明する。

第一給気口８から空気と共に流入する異物や水滴は第一旋回室１５内の旋回流によって、遠心力を受け、外周側へ移動する。異物は貫通孔２１から第二旋回室１９へ移動し、一旦、第二旋回室１９内に貯留される。水滴は、第一旋回室１５内で外周側へ移動すると、空間分割板１３の壁面に衝突し、壁面に付着する。付着した水滴は水滴同士が集まって大きくなり、重力によって垂れ落ちる。

第二給気口１０から流入した異物や水滴は、第二旋回室１９内の旋回流により旋回し、遠心力を受け、外周側へ移動する。第二旋回室１９内の空気は貫通孔２１より第一旋回室１５へ流れるが、異物は外周側を旋回しているため、貫通孔２１から第一旋回室１５へ流入しづらくなっている。水滴は、第二旋回室１９内面に付着し、重力により下方へ垂れ落ち、第二給気口１０から排出される。

以上のように異物は、第二旋回室１９内に貯留されることになるが、換気口フード外を流れる自然風により、第二給気口１０から排出されるようになっている。つまり、第二給気口１０の外側を自然風が流れると、ベルヌーイの定理により静圧が低下する。この時、第二給気口１０近傍の換気口フード内の静圧より低下すると、外に引っ張られるようになり、異物が第二給気口１０から換気口フード外へ排出される。

次に本実施の形態における効果・作用を説明する。

本換気口フードの特徴的な構造は、換気口フード内が空間分割板１３によって、二重構造となって、第一旋回室１５と第二旋回室１９を配置していることである。前述したように、第二旋回室１９は第一旋回室１５で遠心力による分離した異物を一旦貯留する分離室の役割を果たしている。一般的なサイクロン構造は、旋回室の下方に分離室（集塵室）を備えているため、上下に長くなってしまうが、本換気口フードは旋回室の周囲に分離室を備えることで、コンパクトな構造となる。

本換気口フードの分離室は、第二旋回室１９という名前の通り、貫通孔２１からの旋回流の流入や第一遮蔽板により、気流を旋回させる構造となっている。これにより、第二旋回室１９内の異物は外周側に移動するため、貫通孔２１から第一旋回室１５に戻ることが少ない。外周側へ移動できない大きな異物の場合は、空間分割板に沿って旋回流に押されて移動するが、この場合、第二旋回室１９上部で、第二遮蔽部材２３に衝突するため、それ以上先に進むことができず、貫通孔２１側へ流れていかない。つまり、遠心力の働きにくい大きな異物も第一旋回室へ流入するのを防ぐことが出来る。

貫通孔２１の位置は、異物の分離性能を高めることと、第二旋回室１９から第一旋回室１５への流入を防ぐために、本実施の形態では適した位置に配置されている。異物は第一旋回室１５内で旋回し遠心力を受けて外周側へ移動する力を受けているが、異物が第一旋回室１５の上部から下方向へ旋回する間に第二旋回室１９へ移動させると、重力による力も合わさり、異物が第二旋回室１９へ移動後も旋回による慣性力と重力により、第二旋回室１９の下部へ素早く移動させることができる。この効果が最も表れるのが、本実施の形態における位置である。さらに第二旋回室１９内で多くの異物を貯留できるようにするため、貫通孔２１の位置を上部側にした方が良いということもあるため、中心軸４よりも上側に配置している。

第二遮蔽部材２３は、図５に示すように、第二旋回室１９の最上部に配置するのが望ましい。最上部であれば、円形の空間分割板の最上部となるので、第二遮蔽部材２３のどちらの面においても、空間分割板が下方向へ傾斜がついており、異物が堆積しずらくなる。

もし異物が、第二旋回室１９から貫通孔２１を通って第一旋回室１５へ入ってきた場合、異物が貫通孔２１から中心軸方面へ移動する際に、円柱部材１４の側面に衝突することで、直接、円筒管５へ流れ込みにくくなっている。第一旋回室１５内の中心軸付近は円筒管５へ向かう旋回流となっているが、円柱部材１４が障壁となって、貫通孔２１から流入してきた異物が直接中心軸付近の旋回流へ入り込むことを防いで、異物が下流へ飛散するのを抑制している。

また、第二旋回室１９内の異物は、重力により第二給気口１０付近に存在することが多い。しかし、第二給気口１０から空気が流入するため、異物は舞い上がるが、その際、貫通孔２１側（図５で左側）に異物が移動して、貫通孔２１から第一旋回室１５へ流入しないよう、第一遮蔽部材２２によって、異物に移動を制限している。これにより、第二給気口１０から流入する空気によって舞い上がった異物が、貫通孔２１から第一旋回室１５へ流入するのを防いでいる。

本換気口フードは分離した異物を再び屋外へ排出することができるので、メンテナンスが不要となる。これは、前述した通り、第二旋回室１９に一旦分離・貯留された異物は、自然風により第二給気口１０から屋外へ排出されるため、換気口フード内に異物が溜まり続けることがない。

円筒管５は、図３に示すように、カバー２内の端部は空間分割板１３内にまで延設している。つまり、流出口である円筒管５と旋回室である第一旋回室１５と分離室（集塵室）である第二旋回室１９とが同時に重なっている。このことで、コンパクトな構成することができている。

また、異物や水滴が第一給気口８から一直線で円筒管５内へ流入することができないので、異物や水滴を換気口フード下流に飛散させにくい、つまりコンパクトで分離性能が良いものとなる。

円柱部材１４は、第二旋回室１９から貫通孔２１を通って第一旋回室１５へ流入する異物が円筒管５内へ流入するのを防ぎ、分離性能の低下を抑制している。貫通孔２１での気流の流れは、第一旋回室１５から第二旋回室１９へ向かう流れとその逆向きの流れの両方が混在するが、第一旋回室１５側へ流入する流れは主に、固定板１６側寄りで発生している。そこで、異物が第一旋回室１５側へ流入してきたとしても、円柱部材１４に衝突することにより跳ね返り、第一旋回室１５内の旋回流に流され、旋回することで遠心力を受け、再び貫通孔２１から第二旋回室１９へ移動させることができるので、分離性能の低下を抑制することができる。

さらに本実施の形態では、円柱部材１４の上面側（円筒管５側）には、円弧状の４枚の円柱羽根１７を備えており、換気口フードの圧力損失低減効果がある。円柱羽根１７は図４の矢印で示した第一旋回室１５内の旋回流を受け止めるように膨らんでいる。これにより、旋回流は円柱羽根１７によって、下流方向への流れに変換され、下流へスムーズに空気が流れるようになるので、圧力損失が低下する。なお、流体解析による流れの可視化によって、下流（円筒管５方向）へ向かう旋回流の流れを把握し、その直径とほぼ同じになるように円柱部材の直径を決定した。この直径は円筒管５の内径と相関があり、７〜８割程度である。

めくら板９は、第一給気口８の上部と下部にあり、上部のめくら板９は、上方から降ってくる雨や落下してくる異物に対して流入を抑止する効果がある。下部のめくら板９は、近傍の第二給気口１０から排出された異物が再び第一給気口８から流入するのを防ぐ効果がある。本実施の形態では、どちらのめくら板９もベース板３とカバー２を接続する支持板の役割も持っている。

カバー２は、換気口フード正面側がドーム型の形状となっている。これにより、第二旋回室１９の内部に傾斜ができ、分離された異物が傾斜に沿って移動し、第二給気口１０付近に集まりやすくなる。また、第二給気口１０の形状が中心軸方向に長い縦長形状のため、第二旋回室１９の中心軸方向に渡って開口することとなる。これらの作用により、第二給気口１０から異物の排出が効率よく行える。

換気口フードは、雨が降った際に、室内側への浸水を抑える役割が必要である。本実施の形態における換気口フードは、前述したように室内へつながる円筒管５の端部と第一給気口８から一直線で結ばれないため流入が抑制される。さらに、第一旋回室１５内では、旋回流により水滴が外周側へ移動し、空間分割板１３の壁面に付着する。これらの作用により、雨が侵入しづらい構成の換気口フードとなっている。

さらに、水の浸入を防ぐために、円柱部材１４の周囲に遮水部材２５を備えている。空間分割板１３の壁面に付着した水滴は、重力により固定板１６を伝って下方へ移動する。この時、遮水部材２５に衝突した水滴は、遮水部材２５に沿って下方へ移動するため、垂れてきた水滴が円柱部材１４に到達することはない。円柱部材１４付近では円筒管５へ向かう流れが発生しているため、円柱部材１４に付着した水滴は円筒管５内へ飛散しやすい。遮水部材２５は、そのような水滴の飛散を防ぐことで、水滴の分離性能の低下を抑制できる。

また、換気口フード正面はカバー２で覆われており、正面側に開口がないため、直接風が室内へ流入することがない。

以上の構成により、本換気口フードは、遠心力を用いた異物分離機能を備え、コンパクトな構成で圧力損失も低く、さらに分離した異物は自然風の力で屋外へ排出され、目詰まりを生じさせる狭小隙間がないため、異物を除去するというメンテナンス作業が不要となる。

（実施の形態２）
実施の形態１と構成・作用が同じ部分については説明を省略する。

図６は、本実施の形態における遮水部材２５部分の拡大断面図である。本実施の形態における遮水部材２５は、中心軸側側面が円筒管５側に向かって広がるように傾斜面となっている。これにより、遮水部材２５の内周側に入り込んだ水滴が重力によって下方へ移動した際に、遮水部材２５内部に水滴を溜めずに、傾斜面に沿って遮水部材２５の外側へ排出される。そのため、水滴が下流へ飛散することを防ぐことができるため、分離性能の低下を抑制できる。

（実施の形態３）
実施の形態１と構成・作用が同じ部分については説明を省略する。

図７は、本実施の形態における遮水部材２５の形状を表す正面図である。本実施の形態における遮水部材２５は、重力方向の最下部に位置する箇所に切り欠き２６を備えた構造である。これにより、遮水部材２５の内周側に入り込んだ水滴が重力によって下方へ移動した際に、遮水部材２５内部に水滴を溜めずに、切り欠き２６から遮水部材２５の外側へ排出される。そのため、水滴が下流へ飛散することを防ぐことができるため、分離性能の低下を抑制できる。

本発明に係るサイクロン分離装置は、装置をコンパクトに構成し小型化することと、意匠性を高めることを可能としながら、異物を分離し屋外へ戻すとともに、風雨の進入の防止を可能とするものであるので、建屋の換気口（給気側）に取り付ける屋外フード等として有用である。

１換気口フード
２カバー
３ベース板
４中心軸
５円筒管
６頂面
７側面部
８第一給気口
９めくら板
１０第二給気口
１１固定羽根
１２上流側端部
１３空間分割板
１４円柱部材
１５第一旋回室
１６固定板
１７円柱羽根
１８円筒管端面
１９第二旋回室
２１貫通孔
２２第一遮蔽部材
２３第二遮蔽部材
２５遮水部材
２６切り欠き

Claims

気流が側面部から流入し、底面部から流出するカバーと、前記カバーの中心軸を内周側に含み前記カバーの内側から前記底面部を貫通して前記カバーの内側を負圧にできるように備えた円筒管と、前記円筒管の外周側と前記カバーの内周側にそれぞれ第一旋回室と第二旋回室となる空間を形成する空間分割板と、前記第一旋回室内において前記円筒管の端面に対向させて設けた円柱部材とを備えた換気口フードであって、
前記カバーは、前記底面に対向する頂面を有し、側面部において、前記底面側に設けた第一給気口と前記頂面側に設けた第二給気口を備え、前記第一給気口は、前記カバーの側面を周回するように複数の固定羽根を配置して形成した複数の開口であって、
前記第二給気口は、前記中心軸を水平に配置した状態において、前記中心軸方向に縦長であり、前記カバーの側面部の最下部に位置させることができる開口であって、
前記空間分割板は、前記第一旋回室と第二旋回室とを連通する貫通孔を有し、前記貫通孔の位置は、前記中心軸周りで前記第二給気口を基点としたときに前記第一旋回室を旋回する気流の流れ方向の距離が反流れ方向の距離に比べて長くなるようにした換気口フード。
前記空間分割板は、前記中心軸方向において、前記第一給気口よりも前記頂面側に配置した円筒形状もしくは円錐台形状を成し、前記中心軸方向において前記空間分離板の内周側に前記円筒管の端面が延設されている請求項１記載の換気口フード。
前記第二旋回室内において、前記空間分割板上に、第二旋回室内の気流の流路の一部を遮るように立設した第一遮蔽部材を設け、
前記第一遮蔽部材は、前記中心軸と第二給気口を結んだ線より前記貫通孔側で中心軸側から外周側へ延設した請求項２記載の換気口フード。
前記第二旋回室内において、前記空間分割板上に、第二旋回室内の気流の流路の一部を遮るように立設した第二遮蔽部材を設け、前記第二遮蔽部材は、前記第二給気口を最下部に位置させたときに、前記中心軸より上方で中心軸側から外周側へ延設した請求項２または３いずれか記載の換気口フード。
前記第二給気口を前記カバーの側面部の最下部に位置させた状態において、
前記カバーの上部と下部において前記第一給気口の１つの開口と他の開口との間にめくら板を配置している請求項１記載の換気口フード。
前記第一旋回室内において、前記円柱は前記頂面側の壁面から立設し、該壁面に前記円柱の外周を囲むリング形状の遮水部材を設けた請求項１記載の換気口フード。
前記遮水部材は、前記遮水部材の内側から外側に水が流れ出るように前記円柱部材側の側面に傾斜を設けた請求項５記載の換気口フード。
前記遮水部材は、前記中心軸を水平に配置した状態で最下部の位置に切り欠きを設けた請求項６または７に記載の換気口フード。