JP4960735B2 - 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が問題となり、これら有害物質を屋外に排出するための換気システムの設置が義務付けられるに至っている。上記換気システムとしては、天井裏空間内に配設してあるダクトを通じて外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があり、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、居室空間内を更に浄化するためには、特許文献１に開示されるような静電霧化装置を備えた空気清浄機を設置することが好ましい。これは、上記静電霧化装置から放出される帯電微粒子液によって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や、この帯電微粒子液は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て空間内の隅々にまで及ぶ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、静電霧化装置を有する空気清浄機とを別々に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的である。したがって、住宅向け換気システムと静電霧化装置を効果的に組み合わせて居室空間内を浄化できるものが望まれる。

これに対して特許文献２には、静電霧化装置を備えた住宅向け換気システムが開示されている。しかし、ここで用いられる静電霧化装置は、屋根裏空間内に位置する中間ダクトファンの内部に設置される構成となっている。したがって、屋根裏空間内に配設される給気ダクトの内壁面に付着する臭い、菌、ウィルス等を帯電微粒子液により除去することはできるが、居室空間内に帯電微粒子液を効率的に行き渡らせることが可能なものではない。
特開２００３−７９７１４ 特開２００５−２３３５８９

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用の給気グリルを、この給気グリルから居室空間に向けて帯電微粒子液を効率的に放出することができる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、天井裏空間３内に配設した給気ダクト４を通じて送り込まれる外気を居室空間２内に放出させるために天井１に設置される住宅向け換気システム用の給気グリル６であって、霧化液を保持する霧化電極２４に高電圧を印加して帯電微粒子液を放出させる静電霧化装置１３と、該静電霧化装置１３から放出された帯電微粒子液を居室空間２内に送り込む稼動型の帯電微粒子液用ルーバ４６と、給気ダクト４を通じて送り込まれる外気を居室空間２内に送り込む可動型の外気用ルーバ４７とを具備し、上記帯電微粒子液用ルーバ４６を、外気用ルーバ４７に連動するものとする。

このようにすることで、天井１に設置される給気グリル６から居室空間２内に向けて帯電微粒子液を放出させることができ、設置スペースやコストを抑制しながらも、帯電微粒子液による居室空間２内の脱臭、殺菌効果等を得ることができる。そして、給気グリル６には帯電微粒子液用ルーバ４６が備えてあるので、この電微粒子液用ルーバ４６を稼動させることで例えば帯電微粒子液を居室空間２内に均一に放出することや、居室空間２内の特定エリアに集中して放出することができ、居室空間２内の使用状況に合わせて帯電微粒子液を効率的に放出することが可能となる。そして、外気用ルーバ４７を通じて供給される住宅向け換気システムの空気の流れを利用して、帯電微粒子液を効率的に放出することができる。

また、居室空間２内の特定エリアに向けて放出される帯電微粒子液の量を増減させる制御手段を具備することも好適である。このようにすることで、居室空間２内の使用状況に合わせて更に効果的に帯電微粒子液を放出することができる。

請求項１に係る発明は、住宅向け換気システム用の給気グリルから居室空間に向けて帯電微粒子液を放出することができ、このとき、外気用ルーバを通じて供給される住宅向け換気システムの空気の流れを利用することで、帯電微粒子液を効率的に放出することができるという効果を奏する。

また請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加えて、居室空間内の使用状況に合わせて更に効果的に帯電微粒子液を放出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５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屋外給気グリル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、天井１に居室空間２側から貫設してある排気グリル９に連通接続させるとともに、上記排気ダクト７の他端側を屋外に設置してある屋外排気グリル８に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、屋外給気グリル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及び排気ダクト７を通って屋外排気グリル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構造である。

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中の屋外給気グリル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４等に基づいて詳細に説明するが、説明文中に用いる上下等の各方向は給気グリル６を天井１に装着した状態を基準とする。給気グリル６の外殻を成す本体ケース１４内には、側面視Ｌ字型に屈折したパイプ状の外気流路２８を形成しており、外気流路２８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て外気導入口１６を形成している。また外気流路２８の他端側先端を本体ケース１４の下面に開口させて外気放出口１７を形成している。上記外気導入口１６は給気ダクト４に連通接続させるものであり、上記外気放出口１７は居室空間２に向けて開口させるものである。

上記本体ケース１４内には、帯電微粒子液を生成して居室空間２内に放出するための静電霧化装置１３を組み込んでいる。この静電霧化装置１３は、図３にも概略的に示すように、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を駆動制御する制御部３６から成る。なお、なお、図１と図３とでは静電霧化装置１３の上下を逆に示している。

以下、静電霧化装置１３について詳述する。静電霧化装置１３の上記熱交換部１８は、霧化液となる結露水を後述の霧化電極２４に供給する霧化液供給手段を成すものであり、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から成る。そしてペルチェユニット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の放熱部を成す構造である。

図１に示すように熱交換部１８は、放熱フィン２３が上方に位置して冷却板２２が下方に位置する姿勢で固定される。この放熱フィン２３は、外気流路２８中の屈折個所よりも上流側の流路中に突出させており、外気流路２８を通じて送り込まれる外気によって放熱フィン２３から効率的に放熱されるように設けている。

上記熱交換部１８の冷却板２２からは、下方に向けて細長柱状の霧化電極２４を突設している。ペルチェユニット２１や霧化電極２４を覆う枠体２５の下端には、霧化電極２４の下方にて該霧化電極２４先端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を固定させている。また、霧化電極２４と対向電極２６の間には、両電極２４，２６間に高電圧を印加する高電圧印加部３２（図３参照）が備えてある。上記霧化電極２４、枠体２５、対向電極２６及び高電圧印加部３２により、帯電微粒子液を発生させる静電霧化部１９の主体が形成される。

外気流路２８の放熱フィン２３が位置する部分よりも更に上流側の部分には、外気流路２８内に導入された外気を分流させて静電霧化部１９内に供給する可変式分流風路２９を設けている。上記可変式分流風路２９は、外気流路２８の流路途中から静電霧化装置１３の枠体２５内にまで外気を取り込む分岐風路３０と、この分岐風路３０と外気流路２８を区分けする可動型の仕切り壁３１とで形成されている。仕切り壁３１は、その下流側端部を静電霧化装置１３の外周面に角度変更自在に連結したものであり、静電霧化装置１３との該連結部分を中心に仕切り壁３１の角度を変更するアクチュエータ２７を備えている。上記アクチュエータ２７は、制御部３６により駆動制御される。

更に本体ケース１４内には、静電霧化部１９において帯電微粒子液が放出される部分から下方へと貫通する帯電微粒子液流路３４を形成しており、上記帯電微粒子液流路３４の下流側先端には居室空間２内に向けて開口する帯電微粒子液放出口３３を設けている。図２にも示すように、上記帯電微粒子液放出口３３は本体ケース１４の下面において外気放出口１７とは別個に形成されるものであり、帯電微粒子液放出口３３と外気放出口１７との間には、居室空間２内の人体の存在を検知する人体検知センサ１５を配している。この人体検知センサ１５の検知信号は制御部３６に入力される。

そして、本体ケース１４の下面には、下面全体を覆う可動式ルーバ４０を設けている。上記可動式ルーバ４０は、本体ケース１４の下面開口に回動自在に嵌合される回転筒体４１と、回転筒体４１を本体ケース１４に対して鉛直軸周りに１８０度の範囲内で回動させる回転モータ４２と、回転筒体４１内に角度変更自在に並設される多数の羽板４３と、回転筒体４１に対する各羽板４３の傾倒角度を一体に変更させる駆動桿４４と、駆動桿４４を動作させる羽揺動モータ４５とで主体を成すものである。回転モータ４２及び羽揺動モータ４５は制御部３６により駆動制御され、各羽板４３の回転位置及び傾倒角度が同時に変更可能となっている。なお、多数並設される羽板４３のうち中央部分に位置する一対の羽板４３は隙間を介して２つに分割させており、この隙間から人体検知センサ１５を居室空間２内に露出させている。

上記可動式ルーバ４０は、外気放出口１７及び帯電微粒子液放出口３３の下流側に位置し、外気放出口１７から放出される外気と帯電微粒子液放出口３３から放出される帯電微粒子液を、居室空間２内に向かう同一方向に沿って送り込むものである。つまり本例の可動式ルーバ４０は、静電霧化装置１３から放出された帯電微粒子液を居室空間２内に送り込む可動型の帯電微粒子液用ルーバ４６としての機能と、給気ダクト４を通じて外気流路２８内に送り込まれた外気を居室空間２内に送り込む可動型の外気用ルーバ４７としての機能を、同時に果たす構造になっている。帯電微粒子液用ルーバ４６と外気用ルーバ４７は別々に設置してあってもよいが、この場合であっても、帯電微粒子液用ルーバ４６を外気用ルーバ４７と連動するように制御することで、換気システムにより供給される外気の流れに乗せて帯電微粒子液を居室空間２内に効率的に行き渡らせることができる。

上記構成から成る給気グリル６にあっては、人体検知センサ１５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、冷却板２２を介して静電霧化部１９の霧化電極２４を冷却させる。霧化電極２４の周囲には可変式分流風路２９を通じて外気が常時供給され、この供給される外気中の水分を基にして霧化電極２４上には結露水が直接生成される。そして霧化電極２４上に霧化液としての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により霧化電極２４と対向電極２６との間に高電圧を印加し、霧化電極２４上の水を該霧化電極２４の先端にて静電霧化させて帯電微粒子液を発生させる。ここで発生した帯電微粒子液は、可変式分流風路２９から供給される分流やイオン風に乗って帯電微粒子液流路３４内を通過し、可動式ルーバ４０の一部から成る帯電微粒子液用ルーバ４６を通じて、居室空間２内に放出される。なお、人体検知センサ１５の代わりに、或いは人体検知センサ１５と共に臭いセンサ等の他のセンサを設け、該センサの検知信号に基づいて熱交換部１８への通電を制御してもよい。

ここで、本例の給気グリル６には、帯電微粒子液を居室空間２内の特定エリアに集中して放出するための局所モードが設けてある。この局所モードを選択しない場合には、帯電微粒子液用ルーバ４６及び外気用ルーバ４７を成す可動式ルーバ４０を図６に示すように均一動作させる。ここでの可動式ルーバ４０の均一動作とは、回転筒体４１の回転位置や羽板４３の傾倒角度の変更を均一ペースで継続的に行うことで、外気や帯電微粒子液を居室空間２内に満遍なく放出させていく動作である。

一方、居室空間２内に設置してある操作パネル等の操作手段３７（図４参照）により局所モードを選択することができ、その場合には、次に操作手段３７により集中エリア選択を行う。この集中エリアは、例えば図７に示すように居室空間２内を区分したものであり、図示例の場合であれば居室空間２を四等分して成る各集中エリアI、II、III、IVのうち一つを選択する。制御部３６は、選択された集中エリアに応じて予め設定されるエリア動作を可動式ルーバ４０に実行させ、帯電微粒子液の放出量を該集中エリアに集中させる。ここでの可動式ルーバ４０のエリア動作は、例えば回転筒体４１を所定の回転位置にまで回転させるとともに、羽板４３を所定の傾倒角度にまで角度変更させ、外気及び帯電微粒子液が設定した集中エリアに向うようにその放出角度を設定する動作である。図８には、可動式ルーバ４０の動作によって、帯電微粒子液及び外気の放出方向を人体が位置する特定方向に変更させる様子を概略的に示している。

また制御部３６は、霧化電極２４と対向電極２６の間の放電電流値や間欠運転のオンオフのデューティ比を変更することにより、静電霧化装置１３における帯電微粒子液の生成量を制御することも可能である。ここでの生成量制御と可動式ルーバ４０の動作制御とを適宜組み合わせることで、居室空間２内の特定エリアに向けて放出される帯電微粒子液の増減が制御可能である。

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下面図である。 同上の給気グリル内に収納される静電霧化装置の説明図である。 同上の給気グリルの制御ブロック図である。 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。 同上の給気グリルのモード選択を示すフローチャートである。 同上の給気グリルで選択する集中エリアの説明図である。 同上の給気グリルの可動式ルーバの動作説明図である。

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
１３ 静電霧化装置
３６ 制御部
４６ 帯電微粒子液用ルーバ
４７ 外気用ルーバ

Claims (2)

1. 天井裏空間内に配設した給気ダクトを通じて送り込まれる外気を居室空間内に放出させるために天井に設置される住宅向け換気システム用の給気グリルであって、霧化液を保持する霧化電極に高電圧を印加して帯電微粒子液を放出させる静電霧化装置と、該静電霧化装置から放出された帯電微粒子液を居室空間内に送り込む可動型の帯電微粒子液用ルーバと、給気ダクトを通じて送り込まれる外気を居室空間内に送り込む可動型の外気用ルーバとを具備し、上記帯電微粒子液用ルーバを、外気用ルーバに連動するものとした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. 居室空間内の特定エリアに向けて放出される帯電微粒子液の量を増減させる制御手段を具備す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。

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