JP6262098B2

JP6262098B2 - 換気装置

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Publication number: JP6262098B2
Application number: JP2014164514A
Authority: JP
Inventors: 亮一澤村
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2014-08-12
Publication date: 2018-01-17
Anticipated expiration: 2034-08-12
Also published as: JP2016040501A

Description

本発明は、換気装置に関する。具体的には、給気経路及び排気経路を有する換気装置に関する。

従来、屋外から外気を室内へ取り込むとともに、室内の空気を屋外へ排気する換気装置が知られている。また、この換気装置にフィルタを配置して、屋外から取り込まれる空気に含まれる塵埃を除去することが知られている。

フィルタに塵埃が付着すると、換気風量が低下するため、フィルタの塵埃を除去する必要が生じる。そこで、フィルタに塵埃を除去する可動式のブラシを設ける等、様々な手段により塵埃を除去する技術が提案されている。特許文献１の技術は、ブラシに摺接する突起を排気経路に設け、ブラシが突起に当たって反発し、振動する力により、塵埃をブラシから除去している。

特開２０１２−１６６１８２号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、塵埃がより細かくなった場合、ブラシに摺接する突起に当たってもブラシから細かい塵埃が離れず、塵埃の除去が十分に行われにくいという問題があった。また、ブラシから除去されきれない細かな塵埃が、吸気ダクトを通過する際に室内に取り込まれてしまい、細かい塵埃が室内に入りやすいという問題があった。

本発明は、塵埃をフィルタから確実に除去することのできる換気装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明は、屋外側に配置される屋外側給気口（例えば、後述の屋外側給気口２１）と、屋内側に配置される屋内側給気口（例えば、後述の屋内側給気口２２）と、を結ぶ給気経路（例えば、後述の給気経路２０）と、前記給気経路に配置され、外気を屋内側に送る給気送風機（例えば、後述の給気送風機２）と、屋内側に配置される屋内側排気口（例えば、後述の屋内側排気口３１）と、屋外側に配置される屋外側排気口（例えば、後述の屋外側排気口３２）と、を結ぶ排気経路（例えば、後述の排気経路３０）と、前記排気経路に配置され、屋内側の空気を屋外側に送る排気送風機（例えば、後述の排気送風機３）と、を備える換気装置（例えば、後述の換気装置１）であって、前記給気経路の前記屋外側給気口側に配置され、前記給気経路に流入する外気に含まれる塵埃を捕集するフィルタ（例えば、後述の給気フィルタ４１）と、前記フィルタを前記排気経路の前記屋外側排気口側に移動させるフィルタ移動装置（例えば、後述のフィルタ移動装置８）と、前記フィルタに静電圧を付加する静電圧印加装置（例えば、後述の静電圧印加装置６）と、前記給気送風機、前記排気送風機、前記フィルタ移動装置及び前記静電圧印加装置を制御する制御手段（例えば、後述の制御部７）と、を備え、前記制御手段は、前記フィルタ移動装置により前記フィルタを前記排気経路の前記屋外側排気口側に移動させ、前記静電圧印加装置による前記フィルタへの静電圧の印加を停止し、少なくとも前記排気送風機を駆動させることで、前記フィルタに捕集された塵埃を除去するフィルタ清掃制御を実行する換気装置を提供する。

前記フィルタ移動装置は、駆動源としてモータ（例えば、後述のモータ８１）を備え、前記制御手段は、前記フィルタ清掃制御の実行中において、前記モータを制御して前記フィルタを振動させることで、前記フィルタに捕集された塵埃を除去することが好ましい。

前記制御手段は、前記フィルタ清掃制御を所定時間ごとに実行することが好ましい。

本発明によれば、塵埃をフィルタから確実に除去することのできる換気装置を提供することができる。

本実施形態の換気装置の使用状態を示す図である。本実施形態の換気装置を示す斜視図である。本実施形態の換気装置の給気フィルタの斜視図である。本実施形態の換気装置における制御部の構成を表す機能ブロック図である。本実施形態の換気装置における運転モードの模式図である。本実施形態の換気装置における清掃モードの模式図である。本実施形態の換気装置の使用手順を説明するフローチャートである。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
図１は、本実施形態に係る換気装置１の使用状態を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る換気装置１は、室内の壁面の上部等に取り付けられ、建物の屋外と屋内の間で空気を給排気して換気を行うダクトレス式の換気装置である。

図２は、換気装置１の斜視図である。図２に示すように、換気装置１は、ハウジング１０と、給気経路２０と、給気送風機２と、排気経路３０と、排気送風機３と、熱交換器５と、バイパス経路９と、を備える。
また、換気装置１は、給気フィルタ４１と、排気フィルタ４２と、静電圧印加装置６（図示せず）と、フィルタ移動装置８と、ダンパ１００と、制御装置（図示せず）と、を備える。

ハウジング１０は、略直方体状に形成されている。ハウジング１０の背面は平坦に形成され、室内の壁面等に当接する。ハウジング１０は、背面の一端側において、屋外から屋内に通じる配管１１と接続される。ハウジング１０は、後述する各経路及び部材をその内部に収容する。

給気経路２０は、屋外側に配置される屋外側給気口２１と、屋内側に配置される屋内側給気口２２と、を結ぶ。屋外側給気口２１は、配管１１に位置し、屋内側給気口２２は、ハウジング１０の正面側の上端部に位置する。

排気経路３０は、屋内側に配置される屋内側排気口３１と、屋外側に配置される屋外側排気口３２と、を結ぶ。屋内側排気口３１は、ハウジング１０の正面側の下端部に位置し、屋外側排気口３２は、配管１１に位置する。

ここで、屋外側給気口２１及び屋外側排気口３２は、配管１１の内部が上下に仕切られることで形成されている。即ち、円管の配管１１の断面視における下側の半円部分により屋外側給気口２１が構成され、上側の半円部分により屋外側排気口３２が構成される。

給気送風機２は、給気経路２０の終端側に配置されて、外気を屋内側に送る。給気送風機２は、給気経路２０の熱交換器５よりも下流側に配置される。給気送風機２は、モータ２ａと、モータ２ａに接続され且つ熱交換器５に対向して配置される多翼羽根車２ｂと、を備える遠心送風機である。

排気送風機３は、排気経路３０の終端側に配置されて、屋内側の空気を屋外側に送る。排気送風機３は、排気経路３０の熱交換器５よりも下流側に配置される。排気送風機３は、モータ３ａと、モータ３ａに接続され且つ熱交換器５に対向して配置される多翼羽根車３ｂと、を備える遠心送風機である。

熱交換器５は、給気経路２０及び排気経路３０に配置される。熱交換器５は、給気経路２０を流通する給気ＳＡと排気経路３０を流通する排気ＥＡとの間で熱交換を行う。熱交換器５は、全熱（顕熱及び潜熱）を交換することが可能な長方形の全熱交換シートが、当該全熱交換シートの短手方向に延びる複数のリブを介在させて積層されることで、直方体状に形成される。この全熱交換シートは、例えば紙からなる。熱交換器５の内部において、給気経路２０及び排気経路３０は、全熱交換シートを介して、全熱交換シートの積層方向に交互に独立して形成される。

また、熱交換器５は、長手方向の一端側の上部に形成される給気流入口５１と、他端側の側面に形成される給気流出口５２と、他端側の下部に形成される排気流入口５３と、一端側の側面に形成される排気流出口５４と、を有する。熱交換器５内における給気流入口５１と給気流出口５２とを結ぶ流路は、給気経路２０の一部を構成する。同様に、熱交換器５内における排気流入口５３と排気流出口５４とを結ぶ流路は、排気経路３０の一部を構成する。これにより、給気経路２０における給気の流れと排気経路３０における排気の流れとは、対向流となる。

バイパス経路９は、排気経路３０の排気フィルタ４２よりも上流側に位置するバイパス入口９１と、排気経路３０の熱交換器５よりも下流側に位置するバイパス出口９２と、を結ぶ。バイパス経路９は、排気フィルタ４２の捕集された塵埃を除去する際に、排気を熱交換器５に流通させることなくバイパスする。バイパス入口９１は、排気フィルタ４２の周縁に位置し、排気フィルタ４２の面方向に向かって開口する。バイパス出口９２は、排気流出口５４と多翼羽根車３ｂとの間に位置し、多翼羽根車３ｂの軸と直交する方向に向かって開口する。

給気フィルタ４１は、給気経路２０の熱交換器５よりも上流側の屋外側給気口２１近傍に配置される。給気フィルタ４１は、給気される外気ＯＡに含まれる塵埃を捕集する。
ここで、図３は、給気フィルタ４１の斜視図である。給気フィルタ４１は、略円形の枠部４１０と、網部４１２とを有し、半径方向に延びる軸部４１１により半分に分割されている。網部４１２は、軸部４１１により分割された一方の半円側に配置され、半円形である。網部４１２は、目の粗い金網により構成される。給気フィルタ４１は、網部４１２により塵埃の通過を防止する。

給気フィルタ４１では、枠部４１０が屋外側給気口２１及び屋外側排気口３２に跨って配置される。給気フィルタ４１は、枠部４１０の外周に沿って溝４３が形成されている。給気フィルタ４１は、以下に述べるフィルタ移動装置８により回転する。また、給気フィルタ４１は、フィルタ移動装置８を振動させることで、連動して振動する。

排気フィルタ４２は、排気経路３０の熱交換器５よりも上流側の屋内側排気口３１近傍に配置される。排気フィルタ４２は、室内からの還気ＲＡに含まれる塵埃を捕集する。
排気フィルタ４２は、屋内側排気口３１に配置される。排気フィルタ４２は、略円形の枠に細かな網を設けて形成される。

フィルタ移動装置８は、図示しない駆動源としてのモータ８１と、ギア８２と、を有する。
モータ８１は、ギア８２に電気的に接続されてギア８２を駆動する。
ギア８２は、給気フィルタ４１の枠部４１０に形成される溝４３に噛みあって給気フィルタ４１を回転させる歯車である。ギア８２は、給気フィルタ４１を給気経路２０の屋外側給気口２１から排気経路３０の屋外側排気口３２側に移動させる。また、ギア８２は、回転方向の前後に短い時間で小刻みに移動することにより、給気フィルタ４１を振動させる。

ダンパ１００は、熱交換器５を介した排気と、バイパス経路９を介した排気と、を切り替える。

静電圧印加装置６は、電源（図示せず）と、複数の電線６１と、により構成される。電線６１は、屋外側給気口２１に配置される給気フィルタ４１の網部４１２に対向する位置に配置される。電線６１は、網部４１２の手前に配置される長方形の枠内に、熱交換器５の長手方向に沿い、網部４１２の幅方向における一方から他方に延びるように複数配置される。静電圧印加装置６は、電源から電気を供給され、電線６１に静電圧を印加することにより、電線６１に対向している給気フィルタ４１の網部４１２を帯電させる。

図４は、本実施形態の換気装置１における制御手段としての制御部７を示すブロック図である。
図４に示すように、制御部７は、運転モード部７１と、清掃モード部７２と、を有し、換気装置１を運転モードと清掃モードとに切り替える。また、制御部７は、運転モード部７１及び清掃モード部７２に応じて、給気送風機２及び排気送風機３、静電圧印加装置６、モータ８１及びギア８２を制御する。

具体的には、制御部７は、静電圧印加装置６に接続されており、運転モードでは、静電圧印加装置６を制御して電線６１に静電圧を印加し、給気フィルタ４１に帯電させるように指令する。
制御部７は、運転モードの積算時間を監視する。そして、制御部７は、換気装置１の運転モードを、運転モードの積算時間に応じて所定時間ごとに清掃モードに切り替え、給気フィルタ４１の清掃制御を実行する。
制御部７は、清掃モードでは、給気送風機２を停止し、排気送風機３を駆動した状態で、給気フィルタ４１を屋外側給気口２１から屋外側排気口３２へ移動させる。
制御部７は、清掃モードでは、静電圧印加装置６による静電圧の印加を停止し、給気フィルタ４１の帯電を解除する。
制御部７は、清掃モードでは、フィルタ移動装置８のギア８２を短い期間で前後に小刻みに移動させ、ギア８２の振動により給気フィルタ４１を振動させる。

図５は、本実施形態の換気装置１における運転モードの模式図である。
図６は、本実施形態の換気装置１における清掃モードの模式図である。図７は、本実施形態の換気装置の使用手順を説明するフローチャートである。
図５〜７を参照して、本実施形態１の換気装置１の使用の状態について説明する。
図５に示すように、運転モードでは、外気ＯＡは、給気ＳＡとなって屋外側給気口２１からハウジング１０の内部に流入する。給気フィルタ４１は、屋外側給気口２１及び屋外側排気口３２に跨って配置されている。この給気フィルタ４１には、静電圧印加装置６により静電気が帯電されている。給気フィルタ４１の半円の網部４１２は、屋外側給気口２１側に配置されている。このため。外気ＯＡに含まれる塵埃は、網部４１２で捕集され、給気経路２０へは通過しない。

ハウジング１０に流入した外気ＯＡは、給気送風機２により吸引されて、熱交換器５内の給気経路２０を通過する。熱交換器５の内部では、排気ＥＡとなる室内側からの還気ＲＡが、外気ＯＡから流入する給気ＳＡとは混じり合わない状態で流通し、給気ＳＡと排気ＥＡで熱と湿度のみを交換している。このため、屋外から流入する給気ＳＡの温度が、室内の空気の温度に近くなる。
外気ＯＡは、給気経路２０を通過し、屋内側給気口２２から給気される給気ＳＡとなって、室内へ流入する。

一方、室内側の還気ＲＡは、屋内側排気口３１からハウジング１０の内部に流入する。屋内側排気口３１には、排気フィルタ４２が配置されており、室内に浮遊する塵は、排気フィルタ４２で捕集され、排気経路３０へは通過しない。

ハウジング１０に流入した還気ＲＡは、排気ＥＡとなって排気送風機３により吸引されて、熱交換器５内の排気経路３０を通過する。
還気ＲＡは、排気経路３０を通過し、屋外側排気口３２から屋外へ排出される。

運転モードで運転を続けていると、給気フィルタ４１の網部４１２に付着する塵埃が増加する。塵埃が増加すると、空気が屋外側給気口２１を通過しにくくなり、給気経路２０を通過する際の圧力損失も増加する。

制御部７は、運転モードによる運転の積算時間を監視する（ステップＳ１）。制御部７は、前回清掃モードから運転モードに切り替えた時点から積算して、予め設定されている積算時間を経過すると、運転モードを清掃モードに切り替える。例えば、運転モードで運転する積算時間が５時間又は６時間を経過すると、１分間運転モードを清掃モードに切り替える。予め設定されている積算時間を経過していない場合は、運転モードを継続する（ステップＳ２）。

図７に示すように、清掃モードでは、排気送風機３を駆動させた状態で、給気送風機２の運転を停止する（ステップＳ３）。また、制御部７は、モータ８１及びギア８２を制御し、給気フィルタ４１を１８０度回転させる。この回転により、網部４１２は排気経路３０の屋外側排気口３２に移動する（ステップＳ４）。排気経路３０には、排気送風機３の回転により、室内側から屋外側へ向かって空気が流れている。このため、塵埃の付着した網部４１２が排気経路３０に位置するのみで、塵埃は屋外へ排出される。

さらに、制御部７は、静電圧印加装置６を制御して、給気フィルタ４１への静電圧の印加を停止する（ステップＳ５）。このため、塵埃は網部４１２からより剥離しやすくなる。

さらに、制御部７は、モータ８１を駆動してギア８２を振動させる（ステップＳ６）。給気フィルタ４１は、ギア８２の振動により振動する。給気フィルタ４１の振動により、塵埃は網部４１２からより剥離しやすくなる。

清掃モードで給気フィルタ４１に付着した塵埃を除去した後、制御部７は、ギア８２を制御して、給気フィルタ４１の振動を止める（ステップＳ７）。また、制御部７は、給気フィルタ４１をさらに１８０度回転させて、網部４１２を屋外側給気口２１へ戻す（ステップ８）。また、制御部７は、静電圧印加装置６を起動して、給気フィルタ４１に静電圧を印加し、給気フィルタ４１を帯電させる（ステップＳ９）。そして、給気送風機２の運転を開始する（ステップＳ１０）

以上の構成を備える換気装置１は、以下のような効果を奏する。
本実施形態では、換気装置１を、屋外側に配置される屋外側給気口２１と、屋内側に配置される屋内側給気口２２と、を結ぶ給気経路２０と、給気経路２０に配置され、外気を屋内側に送る給気送風機２と、を含んで構成した。また、換気装置１を、屋内側に配置される屋内側排気口３１と、屋外側に配置される屋外側排気口３２と、を結ぶ排気経路３０と、排気経路３０に配置され、屋内側の空気を屋外側に送る排気送風機３と、を含んで構成した。また、換気装置１を、給気経路２０の屋外側給気口２１側に配置され、給気経路２０に流入する外気に含まれる塵埃を捕集する給気フィルタ４１と、給気フィルタ４１を排気経路３０の屋外側排気口３２側に移動させるフィルタ移動装置８と、給気フィルタ４１に静電圧を付加する静電圧印加装置６と、給気送風機２、排気送風機３、フィルタ移動装置８及び静電圧印加装置６を制御する制御部７と、を含んで構成した。そして、制御部７に、フィルタ移動装置８により給気フィルタ４１を排気経路３０の屋外側排気口３２側に移動させ、静電圧印加装置６による給気フィルタ４１への静電圧の印加を停止し、少なくとも排気送風機３を駆動させることで、給気フィルタ４１に捕集された塵埃を除去するフィルタ清掃制御を実行させた。

本実施形態によれば、換気装置１の給気フィルタ４１に静電圧を付加するため、細かい塵埃であってもより確実に捕集することができる。また、掃除モードで、排気送風機３を駆動させた状態で、塵埃の付着した給気フィルタ４１を、排気経路３０に移動させ、静電圧の印加を停止する。このため、静電圧の印加が停止された状態で、排気ＥＡにより塵埃が屋外へ排出される。よって塵埃が給気フィルタ４１から離れやすくなり、給気フィルタ４１から塵埃を、確実に除去することができる。以上より、本実施形態の換気装置１によれば、より細かい塵埃の捕集及び除去が可能となる。

また、本実施形態によれば、フィルタ移動装置８を、駆動源としてモータ８１を含んで構成した。また制御部７に、フィルタ清掃制御実行中において、モータ８１を制御して給気フィルタ４１を振動させることで、給気フィルタ４１に捕集された塵埃を除去させた。これにより、給気フィルタ４１に付着した塵埃の除去をより確実に行うことができる。

また、本実施形態によれば、制御部７に、フィルタ清掃制御を所定時間ごとに実行させた。これにより、自動で給気フィルタ４１に付着した塵埃を取り除くことができ、使用者が忘れても、給気フィルタ４１の清掃を継続的に行うことできる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
例えば、上記実施形態では、給気フィルタ４１は、フィルタ移動装置８のモータ８１によって振動することで塵埃を除去しやすくしているが、これに限られない。例えば、給気フィルタにフィン等の物理的な塵埃除去部材を取り付けて、この部材により塵埃を除去するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、給気フィルタ４１は、目の粗い金網により構成される網部４１２を有するが、これに限られない。給気フィルタ４１は、塵埃の通過を防止することができれば、構成は限定されず、また、給気フィルタ４１の円形の枠に対して着脱可能に構成されてもよい。

また、上記実施形態では、清掃モードでは、排気送風機３を駆動させた状態で、給気送風機２の運転を停止しているが、これに限られない。一度排気送風機３を停止してから給気フィルタ４１を移動させ、再び排気送風機３を動かしてもよい。

１換気装置
２給気送風機
３排気送風機
６静電圧印加装置
７制御部（制御手段）
８フィルタ移動装置
２０給気経路
２１屋外側給気口
２２屋内側給気口
３０排気経路
３１屋内側排気口
３２屋外側排気口
４１給気フィルタ（フィルタ）
８１モータ

Claims

屋外側に配置される屋外側給気口と、屋内側に配置される屋内側給気口と、を結ぶ給気経路と、
前記給気経路に配置され、外気を屋内側に送る給気送風機と、
屋内側に配置される屋内側排気口と、屋外側に配置される屋外側排気口と、を結ぶ排気経路と、
前記排気経路に配置され、屋内側の空気を屋外側に送る排気送風機と、を備える換気装置であって、
前記屋外側給気口及び前記屋外側排気口に跨って配置され、前記給気経路に流入する外気に含まれる塵埃を捕集するフィルタと、
前記フィルタを回転させることにより、前記フィルタ内に設けられた網部を前記屋外側給気口と前記屋外側排気口との間で移動させるフィルタ移動装置と、
前記給気送風機、前記排気送風機及び前記フィルタ移動装置を制御する制御手段と、を備え、
前記屋外側給気口と前記屋外側排気口とが一つの管の内部を分割して形成されており、
前記制御手段は、前記フィルタ移動装置により前記フィルタを回転させて前記網部を前記屋外側給気口側から前記屋外側排気口側に移動させ、前記排気送風機を駆動させることで、前記フィルタに捕集された塵埃を除去するフィルタ清掃制御を実行する換気装置。
前記フィルタは、前記排気送風機よりも屋外側に配置される請求項１に記載の換気装置。
前記フィルタに静電圧を付加する静電圧印加装置を更に備え、前記フィルタに塵埃を捕集する際は静電圧を前記フィルタに印加し、前記フィルタに捕集された塵埃を除去する際は静電圧の印加を停止するよう前記制御手段により前記静電圧印加装置を制御する請求項１又は２に記載の換気装置。
前記フィルタ移動装置は、駆動源としてモータを備え、
前記制御手段は、前記フィルタ清掃制御の実行中において、前記モータを制御して前記フィルタを振動させることで、前記フィルタに捕集された塵埃を除去する請求項１〜３のいずれか１項に記載の換気装置。
前記制御手段は、前記フィルタ清掃制御を所定時間ごとに実行する請求項１〜４のいずれか１項に記載の換気装置。
前記フィルタは、ほぼ円形の枠部を有し、前記網部がほぼ円形断面の半面に設けられており、
前記網部は、前記制御手段により前記フィルタ移動装置を介して１８０度回転することにより、前記屋外側給気口と前記屋外側排気口との間を交互に移動する請求項１から５いずれか１項に記載の換気装置。