JP2019124388A - 清浄空気導入装置及びこれを用いたクリーン住宅設備 - Google Patents

Abstract

【課題】清浄空気導入装置において、吸気側のみにブロアーを備えかつ清浄な空気を室内に導入できるようにする。【解決手段】清浄空気導入装置１は、屋外から室内に空気を導入するための空気導入路１０と、空気導入路１０の適所に配置された異物捕集フィルター１１と、空気導入路１０に屋内へ向かう気流を生じさせるブロアー１２と、屋外の空気圧よりも室内の空気圧が高くなるようにブロアー１２を作動させる制御部とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、屋外から室内に空気を導入する装置に関する。

前記のような装置の従来技術の例として、次の特許文献には、建物の密閉度を測定し、密閉度と屋内外の温度差とから換気装置の理想給気流量を算出することで、十分な換気を行いつつ、省エネルギーを実現した換気装置が記載されている。

特開2016-156535号公報

ところで前記特許文献に記載の換気装置は、吸気送風装置、排気送風装置として複数のブロアーを用いているので、製造コストが高くなるという問題がある。これに対して本発明は、吸気側のみにブロアーを備えかつ清浄な空気を室内に導入できる清浄空気導入装置を提供することを目的としている。

本発明は、屋外から室内に空気を導入するための空気導入路と、前記空気導入路の適所に配置された異物捕集フィルターと、前記空気導入路に屋内へ向かう気流を生じさせるブロアーと、屋外の空気圧よりも室内の空気圧が高くなるように前記ブロアーを作動させる制御部とを備えたことを特徴とする清浄空気導入装置と、これを用いた住宅設備を提案するものである。

本発明によれば、屋外の空気圧よりも室内の空気圧が高くなるようにブロアーを作動させるので、吸気側のみにブロアーを備えるだけで十分な換気が行える。また、異物捕集フィルターを備えるので、室内に清浄な空気を導入できる。

本発明による清浄空気導入装置が設置された部屋の平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、清浄空気導入装置の一例の正面図、垂直断面図、及び水平断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、清浄空気導入装置の他例の正面図、垂直断面図、及び水平断面図である。

図１は本発明による清浄空気導入装置が設置された部屋の平面図である。部屋Ｒの例としてここでは部屋を集合住宅の一室を挙げているが、これは例示であってここに云う部屋Ｒは、窓Ｗ及び扉Ｄを有した壁面によって外部から遮蔽された空間であればよく、ビルディングの一室であっても、戸建住宅であってもよい。

部屋Ｒは居室、洗面所、浴室、トイレ等に区分されており、居室のそれぞれには窓Ｗがあり、清浄空気導入装置１や空調設備２が設置されている。なお部屋Ｒに設置される清浄空気導入装置１の数に特段の制限はない。

清浄空気導入装置１は、屋外から室内に空気を導入するための空気導入路１０と、空気導入路１０の適所に配置された異物捕集フィルター１１と、空気導入路１０に屋内へ向かう気流を生じさせるブロアー１２と、屋外の空気圧よりも室内の空気圧が高くなるようにブロアー１２を作動させる制御部とを備えたことを特徴とするものである。

空気導入路１０は、部屋Ｒの壁面を貫通して設置される樹脂あるいは金属からなるダクトで構成される。このダクトの適所、例えば室内側開口部、屋外側開口部、中間部等の部位に、ダクトを遮るように異物捕集フィルター１１が配置される。更にダクトの適所にブロアー１２も配置される。ダクトの形状、断面積、長さ等に特段の制限はない。また清浄空気導入装置１は、ブロアー１２を回動制御するためマイコンボード等からなる制御部を備えている（図示せず）。
この例では、異物捕集フィルター１１は、ダクトの室内側開口に配置されており、ブロアー１２はダクトの中間部に配置されている。異物捕集フィルター１１の室内側の面には、金網状のカバー部材１５が被せられている。

異物捕集フィルター１１は、空気清浄機用フィルターやクリーンルーム用フィルターとされることの多いＨＥＰＡフィルターやＵＬＰＡフィルター等を用いるとよい。これらの高性能なフィルターを用いれば、埃、花粉、胞子といった粗大な異物から、ＰＭ１０、ＰＭ２．５等の微少な異物、超微粒子まで捕集できる。なお異物捕集フィルター１１は定期的に交換することが望ましい。

清浄空気導入装置１は、更に、室内の空気圧を検知する空気圧検知手段１４を備えている。空気圧検知手段１４は、室外の空気圧（大気圧）を基準として室内の空気圧を検知する構成のセンサーでもよいし、室内の空気圧の絶対値を検知する構成のセンサーでもよい。前者の場合は、例えば室内の空気圧と屋外の空気圧との差が所定値（例えばゲージ圧で０．０５気圧）以上となるようにブロアー１２を制御すればよい。一方後者の場合は、室内の空気圧が所定値以上（例えば絶対圧で１．０５気圧）以上となるようにブロアー１２を制御すればよい。なお制御部は、空気圧検知手段１４と一体化されていてもよい。

清浄空気導入装置１は、空気圧検知手段１４の検知した室内の空気圧に基づいて、制御部が作動し、屋外の空気圧よりも室内の空気圧が高くなるようにブロアー１２を作動させる。部屋Ｒの窓Ｗや扉Ｄを閉じているとき、清浄空気導入装置１によって生じる空気の流れは、例えば図中の破線矢印によって示すように、清浄空気導入装置１から吹き出された空気が、室内の空気を窓Ｗや扉Ｄの隙間から屋外に押し出すように作用する。
清浄空気導入装置は、家庭の商用電源で作動する構成の他、太陽光発電設備などの自然再生エネルギーを用いて発電した電力の供給を受けて作動する構成にしてもよい。

このとき清浄空気導入装置１から吹き出された空気は、異物捕集フィルター１１によって異物が除去された清浄な空気である。そしてこの清浄な空気が、それまで室内にあった、通常居住者の活動による異物等を含んでいる空気を屋外に押し出すことから、部屋Ｒの空気が効果的に浄化されることになる。このような清浄空気導入装置１による部屋Ｒの空気の浄化作用は、部屋Ｒの窓Ｗや扉Ｄ等が閉じている状態にあるとき特に有効に作用する。

従来ブロアーを使用して、室、内外の空気を流通させるシステムとしては、空調設備や換気扇が公知である。空調システムでは、室内の空気を取り込んで浄化した空気を室外に排気するようになっているものの、部屋に隙間があった場合には、室外から汚れた空気が侵入することは避けられず、また、室内の汚れた空気を室外に排気する換気扇も、部屋に隙間があった場合には、同様に室外から汚れた空気が侵入することは避けられず、室内の窓を閉めて、これらのシステムを作動させても、知らない間に、外部の汚れた空気が侵入してしまい、花粉症やアレルギーの原因を作ってしまっているが、本発明によれば、室内を常時、外気より高い圧力に保持しているので、部屋に隙間があっても、隙間から汚れた空気が入り込むことが防止できる。ブロアーを作動するためのエネルギーは必要となるが、太陽光発電システムと組み合わせて用いれば、エネルギーコストも軽減でき、安全で環境にも優しい商品、すなわち空気清浄装置を備えたクリーン住宅設備を構築することができる。なおクリーン住宅設備は、太陽光発電システムだけでなく、風力発電システム等を組み合わせても構築できる。
このように本実施形態では、屋外の空気圧よりも室内の空気圧が高くなるようにブロアー１２を作動させているので、このブロアー１２のみで十分な換気が行える。また異物捕集フィルター１１を備えるので、室内に清浄な空気を導入でき、衛生的な住環境が確保で出来る。

以下、清浄空気導入装置の具体例を説明する。
図２（ａ）〜（ｃ）は清浄空気導入装置の一例の正面図、垂直断面図、及び水平断面図である。ここに一点鎖線は断面位置を示している。

清浄空気導入装置１は、空気導入路１０として略正方形の断面形状を呈する樹脂製のダクトを用いており、このダクトの室内側開口部に異物捕集フィルター１１が配置され、この異物除去フィルターの表面をカバー部材１５が覆っている。ダクトの中間部に多翼のローターを備えたブロアー１２が配置されている。ブロアー１２は支柱１６によってダクト内の空間に保持固定されている。ダクトの外周面左側には空気圧検知手段１４が設けられている。この空気圧検知手段１４はそこから導出されたゴム管１４ａの開放端における空気圧を基準として、空気圧検知手段１４の配置点の空気圧を検知するように構成されたセンサーである。またダクトの屋外側開口部にはガラリ１３が設けられている。

図３（ａ）〜（ｃ）は清浄空気導入装置の他例の正面図、垂直断面図、及び水平断面図である。図２（ａ）〜（ｃ）に示した清浄空気導入装置１に共通する要素には同一の参照符号を付けて説明を省略する。

この例は、図２（ａ）〜（ｃ）に示した清浄空気導入装置１に対して、室内から屋外に空気を排出するための空気排出路１７と、この空気排出路１７と空気導入路１０との間で熱交換を行わせる熱交換器１９とを更に備えたものである。空気排出路１７は、屋外の空気圧よりも室内の空気圧の方が高いとき、その圧力差によって、屋外へ向かう気流が自然に生じる。そのため空気排出路１７に個別のブロアー１２を設ける必要はない。

空気導入路１０を形成するダクトは金属製としており、このダクトの外側を樹脂製のダクトが囲んでいる。そして金属製のダクトと樹脂製のダクトとの間隙部分が空気排出路１７になっている。熱交換器１９は、金属製のダクトとこのダクトに結合された複数の金属製のフィン１８とで構成されている。すなわち空気導入路１０を通じる空気と、空気排出路１７を通じる空気とが、金属製のダクトの周面及び金属製のフィン１８を通じて熱交換するようになっている。

なお熱交換器１９の形状に特段の制限はなく、空気導入路１０と空気排出路１７との境界が熱伝導に優れた金属板（銅板、アルミ板）等で形成されていれば、どのような形状としてもよい。

空気導入路１０を通じる空気と、空気排出路１７を通じる空気との熱交換は、夏又は冬に空調設備２を作動させているときに特に効果的である。
すなわち夏季、屋外の気温が高くかつ空調設備２を作動させて室内の気温を下げているときに、清浄空気導入装置１によって屋外から空気が導入されると、その導入された空気によって室内の気温が高くなってしまう。ところが、この例のように空気導入路１０を通じる空気と、空気排出路１７を通じる空気とが熱交換する構成になっていれば、室内に導入されてくる空気は熱交換によって程度冷やされているので、室内の気温が高くなり難くなる。
また冬季、屋外の気温が低くかつ空調設備２を作動させて室内の気温を上げているときに、清浄空気導入装置１によって屋外から空気が導入される場合も、室内に導入されてくる空気は熱交換によってある程度温められているので、室内の気温が低くなり難くなる。

１ 清浄空気導入装置
１０ 空気導入路
１１ 異物捕集フィルター
１２ ブロアー
１４ 空気圧検知手段
１７ 空気排出路
１９ 熱交換器

Claims (7)

1. 屋外から室内に空気を導入するための空気導入路と、
   前記空気導入路の適所に配置された異物捕集フィルターと、
   前記空気導入路に屋内へ向かう気流を生じさせるブロアーと、
   屋外の空気圧よりも室内の空気圧が高くなるように前記ブロアーを作動させる制御部とを備えたことを特徴とする清浄空気導入装置。
2. 室外の空気圧を基準として室内の空気圧を検知する空気圧検知手段を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の清浄空気導入装置。
3. 室内の空気圧の絶対値を検知する空気圧検知手段を更に備えている請求項１に記載の清浄空気導入装置。
4. 室内から屋外に空気を排出するための空気排出路と、
   前記空気導入路と前記空気排出路との間で熱交換を行わせる熱交換器とを更に備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の清浄空気導入装置。
5. 前記異物捕集フィルターは、ＨＥＰＡフィルターであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の清浄空気導入装置。
6. 太陽光発電システムなどの自然再生エネルギーの供給を受けて作動する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の清浄空気導入装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の空気清浄装置を備えたクリーン住宅設備。
   

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