JP5068212B2 - 換気装置 - Google Patents

Description

本発明は、送風機のモーターを制御して一定風量で換気する換気装置に関するものである。

一つ以上の吸気口から吸込んだ室内の空気を一つの排気口から室外へ排気する、定風量で換気する換気装置としては、吸気構造の一部に圧力差を検知するための検出孔を開口させ、制御回路と圧力センサーを吸気構造の外表に装着したものがある。定風量換気するものではないが、一つ以上の吸気口から吸込んだ室内の空気を一つの排気口から室外へ排気する換気装置としては、浴室の天井裏空間に設けられた浴室暖房乾燥ユニットに連結して、浴室とともに他室を換気するようにしたものがある（この種の従来技術としては、特許文献１〜４に示されている）。

特開平８−２６１５２６号公報 特開２０００−３４６４２１号公報 特開２０００−３４６４２３号公報 特開２００４−１１６９０７号公報

一つ以上の吸気口から吸込んだ室内の空気を一つの排気口から室外へ排気する、定風量で換気する換気装置は、定風量制御するための差圧を吸気側又は排気側のいずれでも検知することができる。しかし、安定した差圧を検知するためには、吸気側においては圧力検知部から吸気面までの区間、排気側においては排気面から圧力検知部までの区間に、整流区間を設ける必要がある。そのため、吸気口／排気口に接続するダクト接続のための接続口部品は整流区間が必要なため長くなり、装置の小型化を図る上で問題となる。また、メンテナンスの点でも作業空間に妨げとなるといった問題点がある。浴室を含む他室を一緒に換気するような換気装置では、個々の部屋の換気が最適になるような工夫が必要である。例えば、全体の換気量を排気側によって設定し、個々の換気量を吸気側によって設定するといったものである。これには風圧（風量）を検知する圧力センサーが必要である。こうした圧力センサーを、前記特許文献２〜４に示されたメンテナンスを容易にするために本体箱体の天板をスライドにより脱着できるようにしたものに設けるのは難しい。圧力センサーには、圧力検知経路が圧力検知部まで繋がっているからである。

本発明は、上記した従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、定風量換気を実現できる小型化の可能な、メンテナンスのし易い換気装置を開発することであり、圧力検知素子による差圧検知性能の優れた換気装置を得ることである。

上記目的を達成するために本発明は、本体箱体に設けた一つ以上の吸気口から吸込んだ室内の空気を一つの排気口から室外へ排気する換気送風機を備えた換気装置について、排気口及び吸気口にダクト接続するための接続口部品を設け、排気口又は吸気口のいずれかの接続口部品の内部にオリフィスを収納し、本体箱体には圧力測定孔を設け、オリフィスに圧力測定孔に繋がる上流側の圧力検知口を、風の流れと反対側で、風の流れに並行となる面に開口させ、圧力測定孔に繋がる下流側の圧力検知口を風の流れに垂直となる面に開口させる手段を採用する。

本発明の換気装置によれば、接続口部品には差圧検知の安定のための整流区間が必要なく、そのぶん全長が短くでき、換気装置の小型化が実現する。

本発明の換気装置は、天井裏空間等に設置され、ダクトを通じて室内の空気を室外へ排気して換気するもので、特に、常時換気に適した定風量換気を行うものである。六面体の箱体をした本体箱体には、室外へ連絡される排気口と、浴室やその他の部屋の空気を取入れるための複数の吸気口が周側に設けられている。本体箱体は、底板と対向する左右二側面を形成する凹形に形成された樹脂製または板金製の基体と、前面と後面の対向する他の二側面を形成する二枚の側板と、天面を構成する天板とから構成されている。基体の左右二側面を構成する側板部には、長円または角形の開口がそれぞれ前後に並んで二つずつ設けられている。一側板部の二個の開口の一つは排気口に、もう一つは塞ぎ板で開閉可能に塞がれ、他側板部の二個は吸気口になる。後面の側板は、枠状に形成され、浴室の天井裏空間に設置される浴室暖房乾燥ユニットの一面に設けられた換気口に密着状態に気密に接合され、枠内の開口が浴室用の吸気口となる。

天板の上面中央には窪みが設けられ、この窪みにモーターがその回転軸を、窪みの底を貫く状態に収納固定されている。このモーターの回転軸には羽根車が取付けられ、天板の背面に、羽根車を包むファンケーシングが装着されて、換気送風機が構成されている。換気送風機の吹出口は、基体の排気口に接続され、ファンケーシングに設けられた下方に開口した吸込口は、各吸気口に通じる本体箱体内に形成された換気経路の一部を構成している。本体箱体の後面の吸込口を除く二つの吸気口と一つの排気口にはダクトを接続するための接続口部品がネジによって装着されている。排気口の接続口部品は、角筒状の取付部に径の漸減する収縮部を経て円筒状の接続部が延出した形態である。そして、この接続口部品にはオリフィスが収められている。

定風量換気を実現するために通風経路の上下流間の圧力差が予め設定された設定値になるように制御回路により換気送風機がフィードバック制御される。そのために必要な圧力（風量）検知素子としての圧力センサーは、天板の排気口に最寄の隅部に設けられた収納凹部に設けられた圧力測定孔に、上方に突出しないよう収納され取付けられている。圧力測定孔は、通常、蓋が被せられていて、圧力センサーの他、差圧計や風量計等を繋いで差圧測定や風量測定等をするときに蓋を外して差圧計や風量計等を繋ぐことができるようになっている。圧力センサーには圧力検知経路が、圧力センサーの本体とＯリング、シール等によって圧力漏れのないように接続されている。圧力検知経路は、圧力検知筒と柔軟性のあるチューブ等で構成されている。圧力検知筒は、ファンケーシングの吹出口の外側に、ファンケーシングに一体成形または別成形によりファンケーシングの縦方向寸法一杯に一体に設けられている。低圧（下流側）の圧力検知筒の端は、接続解除できるようにチューブを介してオリフィスの角筒状の絞り部の隅角部に設けた圧力検知口に通じている。高圧（上流側）の圧力検知筒の端は、ファンケーシングの吹出口の口縁に、風の流れと反対側で、風の流れに並行になる庇構造によってできる面に圧力検知口が設けられている。低圧（下流側）の圧力検知筒の端は、オリフィスの隅角部に、風の流れに垂直となる面に開口している。吸気口に取付けられる接続口部品にオリフィスを設け、同様の圧力検知口の構成を適用することもできるが、排気口の接続口部品にオリフィスを設ける方が構成が簡単である。

本発明の換気装置では、圧力センサーに繋がる圧力検知経路の一部がファンケーシングの外側に一体に設けた圧力検知筒によって構成されているので、構成上の安定性が高く、接続口部品に安定した差圧を検知するための整流区間を設定しなくてもよいので、そのぶん寸法を短くでき、換気装置の小型化が実現し、メンテナンスの点でも作業空間に妨げとなる部分が短くなり、メンテナンスがし易くなる。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態の換気装置を取付け状態で示す斜視図、図２は、換気装置の平面図、図３は、換気装置の断面を含む正面図、図４は、換気装置の分解斜視図、図５は、換気装置の要部の分解斜視図、図６は、換気装置を本体箱体の側板を外して示す斜視図、図７は、換気装置の圧力検知筒部の要部の分解斜視図、図８は、換気装置を本体箱体の前後の側板を外して接続口部品とともに示す分解斜視図、図９は、オリフィスを単独で示す斜視図、図１０は、圧力検知口の断面図、図１１は、換気送風機の吹出し風速分布を示す平面図、図１２は、差圧検知位置の圧力分布を示す説明図、図１３は、差圧検知位置の風速分布を示す説明図である。

本実施の形態は、図１に示すように天井裏空間等に設置され、ダクト１を通じて室内の空気を室外へ排気して換気するもので、特に、常時換気に適した定風量換気を行う換気装置に関するものである。六面体の箱体をした本体箱体２には、室外へ連絡される排気口３と、浴室やその他の部屋の空気を取入れるための複数の吸気口４が周側に設けられている（図２参照）。本体箱体２は、図４に示すように底板５と対向する左右の二側面６を形成する凹形に形成された樹脂製又は板金製（本実施の形態では樹脂製）の基体と、前面と後面の対向する他の二側面を形成する二枚の側板７，８と、天面を構成する天板９とから構成されている。基体の左右二側面６を構成する側板部には、長円または角形の開口（本実施の形態では長円）がそれぞれ前後に並んで二つずつ設けられている。一側板部の二個の開口の一つは排気口３に、もう一つは塞ぎ板で開閉可能に塞がれ、他側板部の二個は吸気口４になっている。

前面を構成する側板７と後面を構成する側板８は、それぞれ基体の前部と後部にネジ付けにして取付けられている。後面の側板８は、枠状に形成され、浴室の天井裏空間に設置される浴室暖房乾燥ユニット１０の一面に設けられた換気口に密着状態に接合され、枠内の開口が浴室用の吸込口１１となる。

天板９は、前面の側板７を外した状態で前後方向へのスライドで基体のガイドレールを摺動して挿抜できるように組付けられている。天板９の上面中央には図４に示すように窪み１２が設けられ、この窪み１２にモーター１３がその回転軸を、窪み１２の底を貫く状態に収納固定され、窪み１２上部には天板９の上面と面一となるモーターカバー１４が被せられている。モーター１３の回転軸には羽根車１５が取付けられ、天板９の背面に、羽根車１５を包むファンケーシング１６が装着されている。即ち、天板９の背面に換気送風機が構成されている。換気送風機の吹出口１７は、図４に示すように基体の排気口３に接続され、ファンケーシング１６に設けられた下方に開口した吸込口１８は、各吸気口４及び吸込口１１に通じる本体箱体２内に形成された換気経路の一部を構成している。

本体箱体２の後面の吸込口１１を除く二つの吸気口４と一つの排気口３にはダクト１を接続するための接続口部品１９がネジによって装着されている（図４，図８参照）。吸気口４の接続口部品１９は角筒状の取付部２０に円筒状の接続部２１が延出した比較的単純な形態の合成樹脂の成形品であるが、排気口３の接続口部品１９は、角筒状の取付部２０に径の漸減する収縮部２２を経て円筒状の接続部２１が延出した形態の合成樹脂の成形品である。そして、この排気口３の接続口部品１９にはオリフィス２３が着脱可能に収められている。オリフィス２３は、図５，図８，図９に示すように接続口部品１９の取付部２０における角筒部の内壁二面に密接する側板部２４の間に径の漸減する角筒状の絞り部２５から楕円形状の筒端部２６が延出し、接続口部品１９の角筒状の取付部２０から径の漸減する収縮部２２にかけての間に収め込まれている。

換気装置は、二本の長ネジ２８で図１に示すように浴室暖房乾燥ユニット１０の換気口に後面の側板８が密着し、吸込口１１が連通する状態に接合され片持ち状態で取付けられる。換気装置自体をアンカーボルト等によって吊金具等の取付部材を使って吊固定する場合には、後面の側板８を浴室暖房乾燥ユニット１０側に密着してネジ締めすればよく、浴室暖房乾燥ユニット１０に連結するための長ネジ２８は必要ない。また、後面の側板８を閉塞した板として構成し、換気装置単独で使う場合も、取付部材は必要であるが長ネジ２８は必要ではない。以上の構成は、換気装置の基本的な構成である。引き続き換気装置の細部についての構成を説明する。

この換気装置は、定風量での常時換気を行うものであり、一定風量制御機能を持つ。通風経路の上下流間の圧力差が予め設定された設定値になるように制御回路により換気送風機がフィードバック制御される。そのために必要な圧力（風量）検知素子として圧力センサー２９が用いられている。圧力センサー２９は、図５に示すように天板９の排気口３に最寄の隅部に設けられた収納凹部３０に設けられた圧力測定孔２７に、上方に突出しないよう収納され取付けられている。圧力測定孔２７は、通常、蓋が被せられていて、圧力センサー２９の他、差圧計や風量計等を繋いで差圧測定や風量測定等をするときに蓋を外して差圧計や風量計等を繋ぐことができるようになっている。これにより、換気装置が施工された状態でも換気風量や圧力等を簡単に測定することができる。圧力センサー２９には上流側（高圧側）と下流側（低圧側）の圧力検知経路を備え、圧力センサー２９の本体とＯリング、シール等によって圧力漏れのないように接続されている。圧力検知経路は、図６，図７に示すように圧力検知筒３１と柔軟性のあるチューブ３２、ジョイントピース３３等で構成されている。圧力検知筒３１は、ファンケーシング１６の吹出口１７の外側に、ファンケーシング１６に一体成形または別成形によりファンケーシング１６の高さ方向寸法一杯に設けられている。高圧側の圧力検知筒３１の端は、チューブ３２に接続され、チューブ３２端がファンケーシング１６の吹出口１７に臨んで圧力検知口３４が開口している。この圧力検知口３４は、図７，１０に示すように風の流れと反対側で（オリフィス２３の半径方向外向きに開口し）、風の流れに並行になる面に設けられ、圧力検知口３４に巻込み流や動圧の影響を少なくする庇構造３５が設けられている。庇構造３５の下端の開口が実質的な圧力検知口３４となり、下端縁は薄肉３６に形成され、水切り、塵埃付着の軽減が図られている。低圧側の圧力検知筒３１は、ジョイントピース３３、チューブ３２を介して吹出口１７を横切り、オリフィス２３の角筒状の絞り部２５の隅角部に空気の流れ方向下流側に開口した圧力検知口３７に接続されている（図８，図９参照）。この圧力検知口３７は、風の流れに垂直になる面に設けられている。ジョイントピース３３は基体の底板５に設けられた突起に下から摺動可能に受け支えられて安定性が確保されている。このチュ−ブ３２はエルボ形状の柔軟性のあるパイプで構成してもよいが低圧側の圧力検知経路は、オリフィス２３と圧力検知筒３１間が係脱できる必要がある。

圧力検知口３４，３７は、図１１に示すように換気送風機の吹出口１７における低流速部３８側に低圧側が配置され、高流速部３９側に高圧側が配置されている。多翼ファンでは吹出口１７の風速は、遠心力により羽根車１５の回転中心から外側へいくほど高流速になる。高流速部側の圧力検知口３４は、外部圧力に対して安定した圧力を検知でき、圧力検知口３７とで、大きな値の差圧を安定して検知できる。図１２は、差圧検知位置の圧力分布を示したもので、図１３は、差圧検知位置の風速分布を示したものである。前述した差圧検知位置は動圧の影響が少なく検知位置として適していることを示している。

この換気装置では、圧力センサー２９に繋がる低圧側と高圧側の双方の圧力検知経路の一部がファンケーシング１６の外側に一体に設けた圧力検知筒３１によって構成されているので、圧力検知筒３１の構成上の安定性が高く、低圧側の圧力検知筒３１の圧力検知箇所との繋がりを解除すれば、天板９のスライドによって換気送風機や圧力センサー２９を天板９とともに外して、図１に示す天井の点検口４０から下ろして一括してメンテナンスできる。メンテナンス後は、天板９を嵌め、低圧側の圧力検知筒３１の圧力検知箇所とを繋ぎ、天板９を定位置までスライドさせればよい。天板９には突出する構造が無いので、スライドによって天井裏空間の例えば、配線等の障害物に引っ掛かるようなこともない。なお、差圧の検知は、吸気口４側においても可能であるが、排気口３側の方が構成が簡単である。

換気装置を取付け状態で示す斜視図である。（実施の形態１） 換気装置の平面図である。（実施の形態１） 換気装置の断面を含む正面図である。（実施の形態１） 換気装置の分解斜視図である。（実施の形態１） 換気装置の要部の分解斜視図である。（実施の形態１） 換気装置を本体箱体の側板を外して示す斜視図である。（実施の形態１） 換気装置の圧力検知筒部の要部の分解斜視図である。（実施の形態１） 換気装置を本体箱体の前後の側板を外して接続口部品とともに示す分解斜視図である。（実施の形態１） オリフィスを単独で示す斜視図である。（実施の形態１） 圧力検知口の断面図である。（実施の形態１） 換気送風機の吹出し風速分布を示す平面図である。（実施の形態１） 差圧検知位置の圧力分布を示す説明図である。（実施の形態１） 差圧検知位置の風速分布を示す説明図である。（実施の形態１）

符号の説明

２ 本体箱体、 ３ 排気口、 ４ 吸気口、 ９ 天板、 １３ モーター、 １５ 羽根車、 １６ ファンケーシング、 ２３ オリフィス、 ２７ 圧力測定孔、 ２９ 圧力センサー、 ３０ 収納凹部、 ３１ 圧力検知筒、 ３４ 圧力検知口、 ３５ 庇構造、 ３７ 圧力検知口。

Claims (7)

1. 本体箱体に設けた一つ以上の吸気口から吸込んだ室内の空気を一つの排気口から室外へ排気する換気送風機を備えた換気装置であって、
   前記排気口及び前記吸気口にダクト接続するための接続口部品を設け、前記排気口又は前記吸気口のいずれかの前記接続口部品の内部にオリフィスを収納し、前記本体箱体には圧力測定孔を設け、前記オリフィスに前記圧力測定孔に繋がる上流側の圧力検知口を、オリフィスの半径方向外向きに、かつ風の流れに並行となる面に開口させ、前記圧力測定孔に繋がる下流側の圧力検知口を風の流れに垂直となる面に開口させた換気装置。
2. 請求項１に記載の換気装置であって、各圧力検知口を排気口側に設けた換気装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の換気装置であって、圧力測定孔と圧力検知口とを圧力検知経路で繋ぎ、この圧力検知経路の一部を換気送風機のファンケーシングの外側に一体に設けた圧力検知筒により構成した換気装置。
4. 請求項１〜請求項３までのいずれかに記載の換気装置であって、上流側の圧力検知口を換気送風機の流速の速い側に、下流側の圧力検知口を前記換気送風機の流速の遅い側に配設した換気装置。
5. 請求項２〜請求項４までのいずれかに記載の換気装置であって、上流側の圧力検知口に巻込み流や動圧の影響を少なくする庇構造を設けた換気装置。
6. 請求項２〜請求項５までのいずれかに記載の換気装置であって、オリフィスは、入り口側の形状が矩形で絞り部を経て楕円の出口側に連なる隅角部を持つ構成で、その隅角部に下流側の圧力検知口を設けた換気装置。
7. 請求項１〜請求項６までのいずれかに記載の換気装置であって、圧力測定孔に圧力検知素子を付加した換気装置。