JP4433004B2 - 住宅向け換気システム用の給気グリル - Google Patents

Description

本発明は、住宅向け換気システムに用いられる給気グリルに関するものである。

近年、住宅が高気密化及び高断熱化されたことによって、室内で発生する揮発性有機化合物や一酸化炭素、二酸化炭素等の有害物質を屋外に排出して室内空気を正常に保つための換気システムを設置することが義務付けられるに至っている。

上記換気システムは、天井裏空間内に配設してあるダクトを通じて外部空気を居室空間内に取り込むと同時に、該居室空間内の空気を外部へと排出するものであり、流路中に配してある換気ファンを駆動させることで強制的に２４時間換気を行うようになっている。

ここで、居室空間内を浄化するためには、上記の換気システムとは別に空気清浄装置を設置することが必要である。またこの手の空気清浄装置としては、静電霧化部が備えてあって該静電霧化部に供給される水を基に帯電微粒子水を放出するタイプのもの（特許文献１参照）を備えることが好適である。これは、上記の帯電微粒子水がナノメータサイズを含む小さな粒径であり且つ強い電荷を持つものであるから、互いの反発力により居室空間内において広範囲に長時間浮遊し、空間内の隅々にまで及ぶ高い脱臭効果や殺菌効果等の多様な効果が得られるといった利点があるからである。

ところが、このように住宅向け換気システムと、静電霧化部を有する空気清浄機とを別途設置して用いることは、設置スペースやコストの面で非効率である。また、換気システムにより居室空間内に放出される空気の流れと、帯電微粒子水を運ぶために空気清浄機により放出される空気の流れが別々に形成されることから、帯電微粒子水を居室空間内に効率的に行き渡らせるという点でも好ましくない。
特開２００３−７９７１４

本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、住宅向け換気システムの空気の流れを利用して居室空間内に向けて帯電微粒子水を放出させることが可能な給気グリルを、良好な施工性で設置可能なものとして提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明を、天井１を介して居室空間２と天井裏空間３とを形成する住宅の該天井１に貫設される本体ケース１４と、上記天井裏空間３内に配設してある給気ダクト４に連通接続させるために本体ケース１４に形成した給気導入口１６と、上記居室空間２に向けて開口するように本体ケース１４に形成した給気放出口１７と、給気導入口１６と給気放出口１７を連通させる給気流路２８とを具備して成る住宅向け換気システム用の給気グリル６であって、上記本体ケース１４内に、冷却部１８ａ及び放熱部１８ｂを有しており且つ該冷却部１８ａにより空気中の水分を基に水を生成させる熱交換部１８と、該冷却部１８ａにより生成された水を静電霧化させて居室空間２放出用の帯電微粒子水を発生させる静電霧化部１９と、静電霧化部１９に静電霧化用の高電圧を印加させる高電圧印加部３２と、上記熱交換部１８及び高電圧印加部３２用の電源部３５と、上記熱交換部１８及び高電圧印加部３２を通電制御する制御部３６とを一体に組み込み、上記本体ケース１４から、上記電源部３５に接続されたコネクタ３１ａを引き出して設け、該コネクタ３１ａを上記給気ダクト４側に設けた家庭用電源のコネクタ３１ｂに接続するものとする。

このようにすることで、住宅向け換気システムの空気の流れを利用して居室空間２内に向けて帯電微粒子水を放出させることが可能な給気グリル６となる。静電霧化用の水は空気中の水分を基に生成されるので、給水の手間が不要である。そして、上記給気グリル６は本体ケース１４内に、電源部３５や高電圧印加部３２や制御部３６といった帯電微粒子水発生に必要な装置を全て収納してあるので、施工に際してはこの電源部３５に家庭用電源を接続させた状態で本体ケース１４を天井１に装着すればよいだけであって、非常に施工性が良いものとなる。

また上記給気グリル６にあっては、上記静電霧化部１９で発生させた帯電微粒子水を居室空間２内に向けて放出させる帯電微粒子水放出口３３と、上記給気放出口１７とを、本体ケース１４の下面に別個に形成することが好適である。このようにすることで居室空間２内への換気風量を確保することが可能である。

また、上記静電霧化部１９と上記帯電微粒子水放出口３３とを連通させる帯電微粒子水流路３４と、上記給気流路２８の給気放出口１７と連通する下流側の流路部２８ｂとを、共に直線状に且つ平行に形成することも好適である。このようにすることで、換気用の空気と帯電微粒子水を共に下方に向けて効率的に放出することが可能であり、且つこのための給気流路２８及び帯電微粒子水流路３４を本体ケース１４内にコンパクトに形成することが可能である。

また、上記給気流路２８をＬ字型に形成するとともに、静電霧化部１９及び帯電微粒子水流路３４を、給気流路２８のＬ字状に屈折する内側部分にて該給気流路２８に並設することも好適である。このようにすることで、帯電微粒子水を発生及び放出させるための静電霧化部１９や帯電微粒子水流路３４といった各構成を本体ケース１４内にコンパクトに収納することが可能である。

また、上記給気流路２８をＬ字型に形成するとともに、静電霧化部１９及び帯電微粒子水流路３４を、給気流路２８のＬ字状に屈折する外側部分にて該給気流路２８に並設することも好適である。

また、上記放熱部１８ｂを、給気流路２８中に突出させて設けることも好適である。このようにすることで、換気システムによる空気の流れによって放熱部１８ｂからの放熱が継続的に且つ効率的に行われる。

本発明は、住宅向け換気システムの空気の流れを利用して居室空間内に向けて帯電微粒子水を放出させることが可能な給気グリルを、良好な施工性で設置可能なものとして提供することができるという効果を奏する。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図６には、本発明の実施形態における一例の給気グリル６を用いた住宅向け換気システムの主要部を示している。

上記換気システムは、天井１を介して居室空間２と天井裏空間３とが形成される住宅（図４参照）の該天井裏空間３を利用したものであり、該天井裏空間３内に配設される給気ダクト４の一端側を屋外に設置してある外気給気グリル５に連通接続させるとともに、天井１に居室空間２側から貫設してある給気グリル６に上記給気ダクト４の他端側を連通接続させている。また、同じく天井裏空間３内に配設される排気ダクト７の一端側を、屋外に設置してある外気排気グリル８に連通接続させるとともに、天井１に居室空間２側から貫設してある排気グリル９に上記排気ダクト７の他端側を連通接続させている。

上記給気ダクト４は下流側へと向けて分岐管部１０等を介して多数分岐させており、各分岐ダクトの下流端にそれぞれ給気グリル６を接続させている。また給気ダクト４及び排気ダクト７の流路途中には、両ダクト４，７間の熱交換を行う熱交換器１１を介在させている。この熱交換器１１内には、両ダクト４，７内の空気の流れを作り出す換気ファン（図示せず）を配しており、この換気ファンを駆動させることで、外気給気グリル５から吸入された外気が給気ダクト４内を通り、給気グリル６から下方の居室空間２内に送り込まれるとともに、居室空間２内の空気が排気グリル９から排気ダクト７を通って外気排気グリル８から屋外へと排出されるといった空気循環が継続的に為される。

なお、上記熱交換器１１の代わりに単に換気ファンを配してあっても構わない。上記換気ファンは、換気システム中において給気ダクト４と排気ダクト７のうち少なくとも一方に配してあればよい。符号１２はフィルタであって、給気ダクト４中の外気給気グリル５と熱交換器１１との間に介在させてある。

次に、本例の給気グリル６の構成について図１〜図５に基づいて詳細に説明する。なお、説明文中に用いる上下等の各方向は給気グリル６の天井１への装着状態を基準とする。上記給気グリル６は図４に示すように、天井１に貫設してある取付孔１３内に居室空間２側から装着するものであり、本体ケース１４によりその外殻を成している。

図１に示すように、本体ケース１４内には、側面視Ｌ字型に屈折した給気パイプ２７を貫通させており、給気パイプ２７の一端側を本体ケース１４の上部側面から側方に突出させ、該突出部分の先端に給気導入口１６を形成している。また給気パイプ２７の他端側先端を本体ケース１４の下面にて開口させて給気放出口１７を形成している。上記給気導入口１６は給気ダクト４に連通接続させるものであり、上記給気放出口１７は居室空間２に向けて開口させるものである。上記給気パイプ２７の内部空間が給気導入口１６と給気放出口１７を連通させる給気流路２８となる。

また本体ケース１４内には、帯電微粒子水を発生させて居室空間２内に放出するための各装置を一体に組み込んでいる。これは、後に詳述する熱交換部１８及び静電霧化部１９や、上記熱交換部１８及び静電霧化部１９を駆動する回路部２０である。上記回路部２０は図５に示すように、家庭用電源と接続される電源部３５や、電源部３５から供給される電力を基に高電圧を発生させて静電霧化部１９に印加させる高電圧印加部３２や、上記電源部３５から熱交換部１８や高電圧印加部３２への電力供給を制御する制御部３６により形成される。本体ケース１４からは電源部３５と接続されたコネクタ３１ａが引き出されており、このコネクタ３１ａを家庭用電源側のコネクタ３１ｂに電気的に接続させることで、本体ケース１４内に収納される各装置が駆動される。

以下、各装置について詳述する。熱交換部１８と静電霧化部１９とは一体に形成されており、この一体を成す装置は、Ｌ字型に形成される給気流路２８と並設される位置にて本体ケース１４内に組み込まれている。

上記熱交換部１８は、通電により冷却側及び放熱側を形成するペルチェユニット２１を用いたものであり、該ペルチェユニット２１の冷却側に備えた冷却板２２が上記熱交換部１８の冷却部１８ａを成し、該ペルチェユニット２１の放熱側に備えた放熱フィン２３が上記熱交換部１８の放熱部１８ｂを成している。

この熱交換部１８は、放熱部１８ｂが上方に位置して冷却部１８ａが下方に位置するような姿勢で固定されるものであり（図１参照）、上記冷却部１８ａからは下方に向けて細長柱状の放電極２４を突設してある。また放熱フィン２３から下方に延設されてペルチェユニット２１を覆う枠体２５の下端には、放電極２４の下方にて該放電極２４と所定距離を隔てて対向する位置に、リング状の対向電極２６を固定させてある。上記放電極２４や枠体２５や対向電極２６により、帯電微粒子水を発生させる静電霧化部１９が形成されている。この放電極２４と対向電極２６との間には、高電圧印加部３２により高電圧が印加されるようになっている。

更に本体ケース１４内には、静電霧化部１９の帯電微粒子水を発生させる部分（即ち、放電極２４や対向電極２６が配される下端部分）から下方へと貫通する帯電微粒子水流路３４を形成しており、上記帯電微粒子水流路３４の下流側先端が本体ケース１４の下面にて開口し、帯電微粒子水放出口３３を形成している。上記帯電微粒子水放出口３３は、本体ケース１４の下面において給気放出口１７とは別個に形成されるものであり、帯電微粒子水放出口３３と給気放出口１７との間の所定スペース３７には、居室空間２内の人体を検知する人感センサ（図示せず）を配している。

ここで本例においては、帯電微粒子水流路３４と静電霧化部１９と熱交換部１８の冷却部１８ａとが、給気流路２８のＬ字状に屈折する内側部分にて、上下一列に並設されるとともに、熱交換部１８の放熱部１８ｂが、給気流路２８中の屈折個所よりも上流側の略水平な流路部２８ａ中に突出する構造である。この帯電微粒子水流路３４と、給気流路２８中の屈折個所よりも下流側の略鉛直な流路部２８ｂとは、共に直線状に且つ平行に形成されているので、帯電微粒子水流路３４と給気流路２８とが別個に形成されているにも関わらず本体ケース１４全体はコンパクトに収まっている。図中の符号３８は、帯電微粒子水流路３４上流側の大径部分に配される筒型のサイレンサであり、帯電微粒子水発生時の騒音を低減するようになっている。

この給気グリル６を天井１に装着するにあたっては、図４（ａ）に示すようにまず居室空間２内にまで取付孔１３を通じて給気ダクト４の下流端側を引き出し、居室空間２内において本体ケース１４の給気導入口１６と給気ダクト４とを連通接続させる。そして図４（ｂ）に示すように本体ケース１４を倒した状態で給気ダクト４を天井裏空間３側に戻してゆき、図４（ｃ）の如く本体ケース１４を起すように回転させながら該本体ケース１４を取付孔１３内に通す。ここで、本体ケース１４外面に傾斜部２９を設けてあることで、取付孔１３の開口縁に引っ掛ることなく円滑に貫設されることとなり、図４（ｄ）に示すように本体ケース１４から延設されるフランンジ部３０を固着することで天井１に装着される。上記傾斜部２９は、本体ケース１４外面において、給気導入口１６が形成される側と反対側の部分に逃げ面状に形成されるものである。

なお、熱交換部１８及び静電霧化部１９を駆動するための電源部３５や高電圧印加部３２や制御部３６から成る回路部２０（図５参照）は、本体ケース１４に形成してある収納空間内に配置してあり、給気グリル６の本体ケース１４から外部に引き出されるコネクタ３１ａと給気ダクト４側に固定される家庭用電源のコネクタ３１ｂとを電気的に接続させることで、給気グリル６内の熱交換部１８や静電霧化部１９が駆動されるようになっている。

上記構成から成る給気グリル６にあっては、人感センサにより居室空間２内の人間を検知すると、この検知信号を受けた制御部３６が熱交換部１８への通電を開始し、冷却部１８ａを介して静電霧化部１９の放電極２４を冷却して、空気中の水分を基にして放電極２４上に結露水を直接生成させる。そして放電極２４上に水が保持される段階に至れば、制御部３６は高電圧印加部３２を駆動させて放電極２４と対向電極２６との間に高電圧を印加し、放電極２４上の水を該放電極２４の先端にて静電霧化させて帯電微粒子水を発生させる。ここで発生した帯電微粒子水はイオン風に乗って、リング状を成す対向電極２６の中央孔を通過して下方に向けて放出され、帯電微粒子水流路３４及び帯電微粒子水放出口３３を通じて居室空間２内に放出される。

しかして、上記構成の給気グリル６を用いた住宅向け換気システムにあっては、給気ダクト４を通じて絶えず本体ケース１４内に外部の新鮮な空気が導入され、これが給気放出口１７を通じて居室空間２内へと吐出される。ここで、本体ケース１４内の熱交換部１８と静電霧化部１９に電力を供給してこれらを駆動させれば、結露水を基にして静電霧化により帯電微粒子水が発生し、この帯電微粒子水が帯電微粒子水放出口３３から居室空間２内へと放出される。即ち、上記給気グリル６を用いることで、静電霧化装置を備えた空気清浄装置を別途備える必要なく、換気システムによる空気の流れを利用して居室空間２内に広く帯電微粒子水を行き渡らせることが可能である。

ここで、静電霧化部１９への水の供給は、熱交換部１８を用いた冷却手段により自動的に行われるので、天井１に装着してある本体ケース１４を一旦取り外す等して給水するといった面倒な手間は不要である。また、換気システムによる空気の流れによって放熱部１８ｂからの放熱は継続的に且つ効率的に行われるので、冷却部１８ａの冷却による放電極２４上の結露水の生成も継続的に且つ効果的に行われることとなる。

しかも、帯電微粒子水を発生させる為に必要な装置は全て本体ケース１４内に収納されており、電力を供給するにはコネクタ３１ａ，３１ｂを接続させて本体ケース１４内の電源部３５に家庭用電源を供給するだけでよいので、施工が非常に容易である。

また、本体ケース１４には給気用の給気流路２８及び給気放出口１７とは別個に、帯電微粒子水流路３４及び帯電微粒子水放出口３３を形成してあるので、これら帯電微粒子発生用の構造が換気の邪魔になることがなく、居室空間２内への換気風量が確保される。

加えて、静電霧化部１９や帯電微粒子水流路３４は、給気流路２８のＬ字状に屈折する内側部分にて、該給気流路２８の下流側の流路部２８ｂに並設させてあり、且つ、この帯電微粒子水流路３４と給気流路２８の下流側の流路部２８ｂとは共に直線状に且つ平行に形成してあるので、本体ケース１４内には帯電微粒子水発生用の各構成がコンパクトに収納される構造である。したがって、本例の給気グリル６は、既存の給気グリルが施工される取付孔１３に施工可能となっている。

また、本体ケース１４下面に人感センサが配してあり、人感センサが居室空間２内の人間を検知する場合に該人体検知と連動して運転を開始するように制御部３６を設けているので、省エネ化が図られる。帯電微粒子水は脱臭や除菌等の働きに加えて、居室空間２内の浮遊する花粉を不活性化する働きが確認されているが、この花粉は屋外から帰宅した人体の衣服等に付着して居室空間２内に持ち込まれる場合が多いので、人体の入室を検知した場合に運転を開始するよう制御すれば、特に花粉症対策として効率的である。

静電霧化用の水を空気中の水分を基に生成するための手段としては、本例のような放電極２４上に直接結露水を生成させる手段に限定されず、例えば冷却部１８ａにより冷却されて結露水を生成するため部材を別に備えてあって該部材上で生成された結露水を、多孔質材料から成る放電極２４自身の毛細管現象により先端部にまで搬送する等の、他の手段であっても構わない。

次に、本発明の実施形態における他例の給気グリル６について図７、図８に基づいて説明する。なお、本例の構成のうち既述した一例の構成と同様の構成については詳細な説明を省略し、一例とは相違する特徴的な構成についてのみ以下に詳述する。

本例の給気パイプ２７から成る給気流路２８は、一例と同様にＬ字型に屈折するとともに、この屈折部分から給気導入口１６に向かう方向と反対方向に向けて、凹状流路４０を延設している。

そして本例にあっては、静電霧化部１９や帯電微粒子水流路３４は、給気流路２８のＬ字状に屈折する外側部分にて、該給気流路２８の下流側の流路部２８ｂに並設させてある。この帯電微粒子水流路３４と給気流路２８の下流側の流路部２８ｂとは、共に直線状に且つ平行に形成してある。

本例の熱交換部１８の放熱部１８ｂを成す放熱フィン２３は、上記凹状流路４０中に突出させてあり、一例と同様に換気システムによる空気の流れによって、放熱部１８ｂからの放熱が継続的に且つ効率的に行われるようになっている。

本発明の実施形態における一例の給気グリルの縦断面図である。 同上の給気グリルの側面図である。 同上の給気グリルの水平断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は同上の給気グリルの天井への装着方法を示す説明図である。 同上の給気グリル内に収納される帯電微粒子水発生用の装置を示す説明図である。 同上の給気グリルを用いた住宅向け換気システムの主要部を示す説明図である。 本発明の実施形態における他例の給気グリルの斜視図である。 同上の給気グリルの縦断面図である。

符号の説明

１ 天井
２ 居室空間
３ 天井裏空間
４ 給気ダクト
６ 給気グリル
１４ 本体ケース
１６ 給気導入口
１７ 給気放出口
１８ 熱交換部
１８ａ 冷却部
１８ｂ 放熱部
１９ 静電霧化部
２７ 給気パイプ
２８ 給気流路
２８ｂ 下流側の流路部
３２ 高電圧印加部
３３ 帯電微粒子水放出口
３４ 帯電微粒子水流路
３５ 電源部
３６ 制御部

Claims (6)

1. 天井を介して居室空間と天井裏空間とを形成する住宅の該天井に貫設される本体ケースと、上記天井裏空間内に配設してある給気ダクトに連通接続させるために本体ケースに形成した給気導入口と、上記居室空間に向けて開口するように本体ケースに形成した給気放出口と、給気導入口と給気放出口を連通させる給気流路とを具備して成る住宅向け換気システム用の給気グリルであって、上記本体ケース内に、冷却部及び放熱部を有しており且つ該冷却部により空気中の水分を基に水を生成させる熱交換部と、該冷却部により生成された水を静電霧化させて居室空間放出用の帯電微粒子水を発生させる静電霧化部と、静電霧化部に静電霧化用の高電圧を印加させる高電圧印加部と、上記熱交換部及び高電圧印加部用の電源部と、上記熱交換部及び高電圧印加部を通電制御する制御部とを一体に組み込み、上記本体ケースから、上記電源部に接続されたコネクタを引き出して設け、該コネクタを上記給気ダクト側に設けた家庭用電源のコネクタに接続することを特徴とする住宅向け換気システム用の給気グリル。
2. 上記静電霧化部で発生させた帯電微粒子水を居室空間内に向けて放出させる帯電微粒子水放出口と、上記給気放出口とを、本体ケースの下面に別個に形成して成ることを特徴とする請求項１に記載の住宅向け換気システム用の給気グリル。
3. 上記静電霧化部と上記帯電微粒子水放出口とを連通させる帯電微粒子水流路と、上記給気流路の給気放出口と連通する下流側の流路部とを、共に直線状に且つ平行に形成することを特徴とする請求項２に記載の住宅向け換気システム用の給気グリル。
4. 上記給気流路をＬ字型に形成するとともに、静電霧化部及び帯電微粒子水流路を、給気流路のＬ字状に屈折する内側部分にて該給気流路に並設することを特徴とする請求項３に記載の住宅向け換気システム用の給気グリル。
5. 上記給気流路をＬ字型に形成するとともに、静電霧化部及び帯電微粒子水流路を、給気流路のＬ字状に屈折する外側部分にて該給気流路に並設することを特徴とする請求項３に記載の住宅向け換気システム用の給気グリル。
6. 上記放熱部を、給気流路中に突出させて設けることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の住宅向け換気システム用の給気グリル。

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