JP5818701B2 - 換気装置 - Google Patents

Description

本発明は、屋外側及び屋内側の少なくとも一方からダクト配管を接続するパイプ接続口を有する換気装置に関する。

従来の換気装置のパイプ接続口は、樹脂製の風路部と発泡スチロール製の断熱部とで構成されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、上記構造に加え、風路部に風圧シャッターを取り付けたパイプ接続口も存在している。

さらに、パイプ接続口の風路部に電動シャッターを設けたパイプ接続口もある。樹脂ボディの側面にギヤモータを取り付け、風路内部に設置された開閉板（シャッター）の軸を介して回動させ、ユーザの外部スイッチなどによる操作で電動シャッターを開閉させることができる。

国際公開第２０１０／１１６４６６号

このようなパイプ接続口を有する換気装置を寒冷地（冬季に結露が発生するような地域）に設置する場合、ダクト配管及びパイプ接続口には結露防止のために断熱処理を施すことが必要である。また、冷気侵入防止のニーズにより換気装置としての製品（給排気同時換気ユニット、給気ユニット、排気ユニット）を停止させる場合もあるが、製品を停止させた場合、室内負圧状態では換気装置のパイプ接続口は、自然給気口となって冷気侵入経路となってしまう。

パイプ接続口からの冷気侵入を防止する方法としては、室外連通する給気口、排気口にシャッターを設ける方法がある。

風圧式シャッターを用いる場合は、換気装置へ吹き込む方向の気流（外風の侵入）を防ぐことはできるものの、換気装置から流れる方向の気流を防ぐことはできない。このため、吸排気の両通気経路からの冷気侵入防止を実現するには、電動シャッターが必要である。

電動シャッターはパイプ接続口と一体化することも別ユニットとすることもできるが、いずれの場合も、極寒冷地域で使用する場合、駆動用のギヤモータの使用温度条件（例えば−１０℃）を下回る状況では、グリスの固化などによって動作不良（シャッターが開閉しなかったり、開閉に時間を要するなど）を引き起こすことがある。

電動シャッターが動作しない場合、ダクト配管から換気装置本体、室内側吸込口、吹出口に至る通気経路は、自然給気口となり、室内空間の冷風感を引き起こすだけでなく、暖まった室内空気を冷やし、暖房効果を悪化させるためエネルギーをロスし、省エネルギー化の妨げとなる。

電動シャッターは、ギヤモータ周辺構造を含めて断熱を施す構造が必要となるが、風路を囲む樹脂ボディの壁で風路と隔てられた風路の近傍にギヤモータを設置することが一般的となり、冬季の室外環境下では、風路側からの外気に近い温度にされられることが避けられない。

仮に、ギヤモータを冷やさないために風路から遠ざけた位置にギヤモータを配置するとなると、開閉板までの駆動伝達部材（部品）が必要となり、部品数が増え、信頼性確保が困難になることを始め、コストがアップする、パイプ接続口のサイズが拡大する、メンテナンス用にスペースを占有するなどのデメリットが生じる。

逆に、夏季などの周囲温度が高い環境での使用においては、ギヤモータの自己発熱による温度上昇が発生する。断熱材を有さないパイプ接続口では、薄いカバーを介して放熱可能であるが、寒冷地の結露防止を想定した厚い断熱部材を有する構造では放熱し難く、法令等（例えば電気用品安全法）に定める温度上昇値を基準内に納めることが困難となり、風路に隣接させた処理空気を使ったクーリング効果が求められる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、駆動用のギヤモータの使用温度条件を下回る環境下でも電動シャッターを開閉可能なパイプ接続口を備えた換気装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、埋め込み型の換気装置であって、室外側吸込口と、室外側吐出口と、室内側吸込口と、室内側吐出口と、室外側吸込口から取り込んだ外気を室内側吐出口から送り出す給気ファンと、室内側吸込口から取り込んだ室内空気を室外側吐出口から送り出す排気ファンと、給気ファン及び排気ファンを収容する本体筐体とを備え、室外側吸込口及び室外側吐出口に、外気及び室内空気の流れを遮断・開通するシャッターと、シャッターを駆動するモータと、モータを加熱するヒータとを設けたことを特徴とする。

本発明にかかる換気装置は、駆動用のギヤモータの使用温度条件を下回る環境下でも電動シャッターを開閉可能であり、室内が負圧状態となった場合に冷気侵入経路となることを防止できるという効果を奏する。

図１は、本発明にかかる換気装置の実施の形態のパイプ接続口の構成を示す斜視図である。 図２は、本発明にかかる換気装置の実施の形態のパイプ接続口の構成を示す分解斜視図である。 図３は、本発明にかかる換気装置の実施の形態のパイプ接続口のギヤモータ部分の構成を示す分解斜視図である。 図４は、本発明にかかる換気装置の実施の形態の斜視図である。 図５は、本発明にかかる換気装置の実施の形態の部分斜視図である。 図６は、電動シャッターの部分とパイプ接続部分とを別ユニットとしたパイプ接続口の分解斜視図である。

以下に、本発明にかかる換気装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明にかかる換気装置の実施の形態のパイプ接続口の構成を示す斜視図である。図２は、本発明にかかる換気装置の実施の形態のパイプ接続口の構成を示す分解斜視図である。図３は、本発明にかかる換気装置の実施の形態のパイプ接続口のギヤモータ部分の構成を示す分解斜視図である。図４は、本発明にかかる換気装置の実施の形態の斜視図である。図５は、本発明にかかる換気装置の実施の形態の部分斜視図である。換気装置２００は、室内外を連通するダクトが設けられた建造物に埋設される埋め込み型の装置である。換気装置２００は、埋め込み型の換気装置であって、室内から室外への換気流を形成する排気ファン２０１と、室外から室内への換気流を形成する給気ファン２０２とを本体筐体２０４内に収容している。

本体筐体２０４には、室外側吸込口１０３ａ、室外側吐出口１０３ｂ、室内側吸込口１１３ａ、及び室内側吐出口１１３ｂが設置されている。給気ファン２０２は、室外側吸込口１０３ａから取り込んだ外気を室内側吐出口１１３ｂから送り出す。排気ファン２０１は、室内側吸込口１１３ａから取り込んだ室内空気を室外側吐出口１０３ｂから送り出す。

室外側吸込口１０３ａ及び室外側吐出口１０３ｂは、パイプ接続口１０３として共通の構造で構成され、ダクト接続部材をなしている。パイプ接続口１０３は、基部としての樹脂製のボディ１、樹脂製の開閉板（シャッター）４、樹脂製のダクト接続筒２、断熱部材３、ギヤモータ５を有する。ボディ１は、ギヤモータ５を収納するための枠部１ａと、換気装置２００の本体へ取り付けるための取付穴１ｃを有するフランジ１ｂとを備える。パイプ接続口１０３は、ボディ１が本体筐体２０４に固定されることによって本体筐体２０４に装着される。

開閉板４は、ボディ１とダクト接続筒２とによって挟み込まれる形で保持され、その中央には片端には開閉板４を回動させるギヤモータ５のシャフト部５ａが取り付くための凹部４ａが形成されている。また、開閉板４のもう一方の端には、開閉板４を元の位置（閉）に戻すためのばね１０が取り付けられている。

ギヤモータ５は、延焼防止のため不燃材枠６、７及び蓋８で全面を覆う形で予め組み立てる形態となっており、ギヤモータ５のシャフト凸部５ａに結露水やエアが漏れ入らないようシール１３を介してボディ１の側面に設けられた枠部１ａの所定の位置に取り付けられる。上記構造は全て断熱部材３及び断熱蓋９によって外側の空間とは隙間無く隔てられて断熱される。

ギヤモータ５は不燃材枠６、７によって囲まれた状態で枠部１ａに収納されるが、不燃材枠６、７のギヤモータ５との接触面外側にヒータ（面状発熱体）１１、１２を密着させることで、冬季低温時、ギヤモータ５の周囲の温度を動作可能な温度まで上昇させることができる。ヒータ１１、１２を不燃材枠６、７に密着させる方法としては、両面テープで貼り付けるなどの方法を適用できる。不燃材枠６、７として熱伝導率の高い材料（例えば金属）を用いることで、不燃材枠６、７を介してでも、動作不良の発生を防ぐのに十分な熱をヒータ１１、１２からギヤモータ５に伝えることができる。なお、ヒータ１１、１２は面状発熱体でなくても良く、その形状は任意である。

なお、ヒータ１１、１２は、不燃材枠６、７のギヤモータ５との接触面内側に設置しても良い。この場合、不燃材枠６、７とギヤモータ５との間にヒータ１１、１２を挟み込んでヒータ１１、１２を固定しても良い。

また、ヒータ１１、１２は、換気装置２００の使用条件に合わせて不燃材枠６、７の少なくとも一方に配備するほか、ヒータ１１、１２自体のサイズを変更することで、最適な発熱量を確保することができ、ギヤモータ５が駆動可能な温度まで温度を上昇させることができる。ヒータ１１、１２として面状発熱体を用いることにより、パイプ接続口１０３を小型化することが可能となる。ヒータ１１、１２は、ギヤモータ５の電源供給線と同様に、信号線１０５にて制御ボックス１０４まで導かれ通電される。

パイプ接続口１０３は、部品点数が少ない単純な構成であるため、組立不良が発生する可能性が小さい。これにより、換気装置２００の生産時に歩留まりを向上させることができる。

ヒータ１１、１２は、ギヤモータ５の動作温度を下回る環境下においてユーザからの換気装置２００の電源スイッチ操作がされた場合に発熱させるようにしてもよい。ヒータ１１、１２が常時通電する仕様であると、経済的な面でも省エネルギーの面でも不利であるため、換気装置２００の電源スイッチが操作された時だけ、その操作に連動してヒータ１１、１２を一定時間発熱させることで、ランニングコスト及び消費エネルギーを増大させることなく開閉板４を正常に動作させる制御を実現できる。

サーミスタなどの温度検知素子を用いてソフトウェアによる制御で上記動作を行うことにより、所定の温度条件下で自動的に制御が働くため、ユーザが面倒な設定、操作をすることなく、ギヤモータが正常動作する環境下（冬季以外）ではヒータ１１、１２を稼働させないようにできる。これにより、ヒータ１１、１２による加熱が不要な状況でのエネルギー消費を抑えることができる。

ヒータ１１、１２を発動させるための外気温度検出は、パイプ接続口１０３内の外気吸込側風路内（ヒータ１１、１２近傍）に温度検知素子（サーミスタなど）を設けることで可能であるため、換気装置２００の内部（外気吸込口近傍）に予め設けられているものを流用することで、より簡便な構造で、温度検知素子をギヤモータ５の近傍に設ける場合と同等の温度（情報）を検知することができる。

また、換気装置の電動シャッターの部分とパイプ接続部分とを別ユニットとして分割可能な構造とすることもできる。図６は、電動シャッターの部分とパイプ接続部分とを別ユニットとしたパイプ接続口の分解斜視図である。この構造では、断熱部材３はボディ１の前面に取り付けるようになっているため、断熱部材３及びダクト接続筒２のみをボディ１から取り外すことができる。よって、ボディ１は換気装置２００から取り外さずに、ダクト接続筒２及び断熱部材３を交換することで、径の異なるダクトへ換気装置２００を接続することが可能となる。

パイプ接続口１０３のボディ１及び断熱部材３と、換気装置２００とで、取付用のねじ穴のピッチ及び径（すなわち、取付に用いるねじの種類）を共通としておくことで、断熱部材３やボディ１を購入者の希望に応じた冷気侵入防止仕様に合わせて付け替えることが可能になるとともに、既設の換気装置に対しても取り付け可能となる。

また、既設のパイプ接続口とも取り付けねじピッチを合わせておけば、ダクト配管と既存のパイプ接続口とを一旦外し、パイプ接続口を電動シャッターを備えたものに付け替えるだけで、先端に既設のダクト配管をそのまま取り付けられるようになり、既設の部材（部品）を無駄にすることなく据付工事を行うことが可能となる。

このように、本実施の形態にかかる換気装置によれば、ギヤモータの周辺をヒータで加熱することにより、極寒冷地で使用する場合でもギヤモータを確実に動作させ、風路の開閉を実現できる。

本実施の形態によれば、寒冷地における換気装置の冬季使用において、処理空気温度がギヤモータの使用温度を下回るような環境下で安定した冷気侵入防止（電動シャッター開閉動作）を確保できる。また、サーミスタ素子を使ったソフトウェア制御により、夏季、中間季などの温調が不要な時期には自動的に制御が働き、ヒータを無駄に発熱させることが無く電動シャッターの開閉動作を行うことができ、消費エネルギーを低減できる。さらに、住宅等に換気装置を据え付けた後に冷気侵入の問題が発生した場合でも、簡単にシャッターを取り付けることができ、冷気侵入の問題を解決できる。

上記の説明では、給気及び排気を両方行う給排気同時換気ユニットとしての換気装置を例としたが、給気のみを行う給気ユニットとしての換気装置や、排気のみを行う排気ユニットとしての換気装置としての実施も可能である。

以上のように、本発明にかかる換気装置は、駆動用のギヤモータの使用温度条件を下回る環境下でも電動シャッターを開閉可能なパイプ接続口を有する点で有用であり、特に、寒冷地での使用に適している。

１ ボディ
１ａ 枠部
１ｂ フランジ
１ｃ 取付穴
２ ダクト接続筒
３ 断熱部材
４ 開閉板
４ａ 凹部
５ ギヤモータ
５ａ シャフト部
６、７ 不燃材枠
８ 蓋
９ 断熱蓋
１０ ばね
１１、１２ ヒータ
１３ シール
１０３ パイプ接続口
１０３ａ 室外側吸込口
１０３ｂ 室外側吐出口
１１３ａ 室外側吸込口
１１３ｂ 室内側吐出口
１０４ 制御ボックス
２００ 換気装置
２０１ 排気ファン
２０２ 給気ファン
２０４ 本体筐体

Claims (11)

1. 埋め込み型の換気装置であって、
   室外側吸込口と、
   室外側吐出口と、
   室内側吸込口と、
   室内側吐出口と、
   前記室外側吸込口から取り込んだ外気を前記室内側吐出口から送り出す給気ファンと、
   前記室内側吸込口から取り込んだ室内空気を前記室外側吐出口から送り出す排気ファンと、
   前記給気ファン及び前記排気ファンを収容する本体筐体とを備え、
   前記室外側吸込口及び前記室外側吐出口に、前記外気及び前記室内空気の流れを遮断・開通するシャッターと、該シャッターを駆動するモータと、該モータの全面を囲む不燃材枠及び蓋と、前記モータを加熱するヒータとを設けたことを特徴とする換気装置。
2. 埋め込み型の換気装置であって、
   室外側吸込口と、
   室内側吐出口と、
   前記室外側吸込口から取り込んだ外気を前記室内側吐出口から送り出す給気ファンと、
   前記給気ファンを収容する本体筐体とを備え、
   前記室外側吸込口に、前記外気の流れを遮断・開通するシャッターと、該シャッターを駆動するモータと、該モータの全面を囲む不燃材枠及び蓋と、前記モータを加熱するヒータとを設けたことを特徴とする換気装置。
3. 埋め込み型の換気装置であって、
   室外側吐出口と、
   室内側吸込口と、
   前記室内側吸込口から取り込んだ室内空気を前記室外側吐出口から送り出す排気ファンと、
   前記排気ファンを収容する本体筐体とを備え、
   前記室外側吐出口に、前記室内空気の流れを遮断・開通するシャッターと、該シャッターを駆動するモータと、該モータの全面を囲む不燃材枠及び蓋と、前記モータを加熱するヒータとを設けたことを特徴とする換気装置。
4. 前記ヒータは、前記給気ファンの運転時かつ前記室外側吸込口における空気の温度が所定温度以下の場合に前記モータを加熱することを特徴とする請求項１または２に記載の換気装置。
5. 前記室外側吸込口は、屋外に通ずるダクトが接続されるダクト接続筒と、前記本体筐体に固定される基部とを有し、前記ダクト接続筒が前記基部から分離可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の換気装置。
6. 前記室外側吸込口は、前記ダクト接続筒及び前記基部を覆う断熱部材を有し、前記断熱部材と、前記基部と、前記本体筐体とは、取付用のねじ穴のピッチ及び大きさが共通であることを特徴とする請求項５に記載の換気装置。
7. 前記ヒータは、前記排気ファンの運転時かつ前記室外側吐出口における空気の温度が所定温度以下の場合に前記モータを加熱することを特徴とする請求項１または３に記載の換気装置。
8. 前記室外側吐出口は、屋外に通ずるダクトが接続されるダクト接続筒と、前記本体筐体に固定される基部とを有し、前記ダクト接続筒が前記基部から分離可能であることを特徴とする請求項１または３に記載の換気装置。
9. 前記室外側吐出口は、前記ダクト接続筒及び前記基部を覆う断熱部材を有し、前記断熱部材と、前記基部と、前記本体筐体とは、取付用のねじ穴のピッチ及び大きさが共通であることを特徴とする請求項８に記載の換気装置。
10. 前記ヒータを、前記不燃材枠の前記モータとの接触面外側に密着固定したことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の換気装置。
11. 前記不燃材枠と前記モータとの間に前記ヒータを挟んで、前記不燃材料枠の前記モータとの接触面内側に前記ヒータを設置したことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の換気装置。

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