JP7224113B2 - 結露防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、屋外と室内とを区分して居住空間を形成する壁などに発生する結露を防止するための結露防止装置に関するものである。

近年、住宅の躯体の高断熱化が進み、屋外に面する壁、天井または床であってもその室内側表面温度は室温とほとんど等しく、壁、天井または床を通過する熱漏洩は極めて小さくなっている。

居住空間に家具などの什器類を設置する場合、居住空間を極力狭めないように、什器を壁に接触させて設置することが一般的である。什器を壁に接触させて設置した場合、什器が断熱効果を発揮し、設置場所における熱漏洩はさらに小さくなる。その一方で、什器と壁との隙間は、半密閉状態となって空気の移動が制限され、室内空間とは熱的に分断されてしまう。ただし、什器と壁との隙間は、室内空気と完全に遮断されてはいないため、当該隙間における露点温度は、室内空気の露点温度と等しくなっている。この状態で、屋外の温度が低下した場合、什器と壁との隙間だけが冷却され続け、隙間の温度は外気温度に近い温度まで低下する。その結果、隙間の温度が露点温度を下回り、隙間を形成する什器の裏面または壁の内側表面に結露が生じてしまうことがある。

このような問題を回避するため、什器と壁との間に送風機またはヒータを配置することにより、什器と壁との隙間の温度を調整することが知られている。例えば、特許文献１には、什器と壁との間に送風機を内蔵した箱体を設置し、その箱体上部から室内空気を吸込み、箱体下部から吹出すことで、什器の裏側空間に室内空気を循環させる結露防止用の通風装置が提案されている。

特開平８－４２８８３号公報

しかしながら、特許文献１に記載される構成では、什器の裏側に送風機および送風路を設ける必要があるため、その分だけ什器が居住空間に迫り出してしまう。これにより、居住空間が圧迫され、快適性を損なう恐れがある。

本発明は、上記のような課題を解決するためのものであり、居住空間を圧迫することなく、壁などに生じる結露を防止することができる結露防止装置を提供するものである。

本発明の結露防止装置は、圧縮機と、圧縮機により圧縮された空気を貯留する圧力容器と、圧力容器から流出した空気を搬送し、屋外に面した壁、天井または床と室内に配置される什器との間に吹き出す通風パイプと、通風パイプにより形成される通風路を開放または閉止する開閉弁と、を備える。

本発明によれば、圧力容器から流出した空気を搬送し、屋外に面した壁、天井または床と室内に配置される什器との間に吹き出す通風パイプを備えることで、什器と壁などとの隙間を狭くすることができ、室内空間を圧迫することなく、結露を防止することができる。

実施の形態における結露防止装置の概略構成図である。 実施の形態における通風パイプの配置を示す図である。 実施の形態における結露防止装置の設置を示す図である。 実施の形態における結露防止装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。また、本明細書を通して「防止」との用語は、完全に防ぐことだけでなく、抑制することも含むものとする。

図１は、本発明の実施の形態における結露防止装置１００の概略構成図である。図１に示すように、結露防止装置１００は、圧縮機３と、圧力容器４と、開閉弁５と、圧力スイッチ６と、タイマー７と、接続パイプ８と、通風パイプ９とを備える。圧縮機３、圧力容器４、開閉弁５、圧力スイッチ６およびタイマー７は、結露防止装置１００における圧縮空気発生手段であり、筐体１に収容される。接続パイプ８および通風パイプ９は結露防止装置１００における圧縮空気搬送手段であり、筐体１から、結露防止の対象となる領域まで延在して設けられる。

圧縮機３は、筐体１に形成される吸入口２から空気を吸込み、圧縮する。圧力容器４は、圧縮機３により圧縮された空気を貯留する。圧力容器４は、例えば約５００ｃｃの容積を有する容器である。圧力スイッチ６は、圧力容器４内の圧力を検出し、圧力容器４内の圧力が所定の第１圧力を超えると圧縮機３に停止信号を送信し、圧力容器４内の圧力が第１圧力より小さい所定の第２圧力を下回ると、圧縮機３に稼働信号を送信する制御装置である。圧力スイッチ６により、圧力容器４内は常に第１圧力に維持される。第１圧力は、例えば１．３気圧であり、第２圧力は、例えば１．０５気圧である。第１圧力および第２圧力は、予め設定されてもよいし、ユーザによって変更できるようにしてもよい。

開閉弁５は圧力容器４の出口に設けられ、タイマー７からの電気的なオン信号またはオフ信号によって開閉する。開閉弁５が開くことで、接続パイプ８および通風パイプ９により形成される通風路が開放され、開閉弁５が閉じることにより、当該通風路が閉止される。タイマー７は、周期的に開閉弁５を開放する制御装置である。詳しくは、タイマー７は、所定の開放周期ごとに、所定の開放時間の間、オン信号を開閉弁５に送信する。開放周期は、タイマー７がオン信号の送信を開始する周期であり、例えば１時間である。開放時間は、タイマー７がオン信号の送信を継続する時間であり、例えば１０秒である。開放時間が経過してから次の開放周期までは、タイマー７からオフ信号が送信される。開放周期および開放時間は、予め設定されてもよいし、ユーザによって変更できるようにしてもよい。なお、別の実施の形態では、圧力スイッチ６およびタイマー７を、センサと、所定のプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）との組み合わせで構成してもよい。

接続パイプ８は、例えば外径が１０ｍｍ以下の円管であり、一端が圧力容器４の出口に接続され、他端が通風パイプ９に接続される。通風パイプ９は、例えば外径が１０ｍｍ以下の円管であり、一端が接続パイプ８に接続され、他端が開放されている。接続パイプ８および通風パイプ９として、例えばポリエチレンチューブが用いられる。開閉弁５が開くことにより、圧力容器４から圧縮空気が流出し、接続パイプ８を通って通風パイプ９に流入し、通風パイプ９の開放端から吹き出される。なお、通風パイプ９は、開放端に替えて、または加えて、圧縮空気を吹き出すための吹出し口を備えてもよい。

図２は、本実施の形態における通風パイプ９の配置を示す図である。図２に示すように、結露防止装置１００の通風パイプ９は、幅木２０に内蔵される。幅木２０は、厚さ約１０ｍｍ以下の直方体形状を有し、内部は空洞となっている。幅木２０の上面には、空気を吹き出すためのスリット状の吹出し口２１が形成される。通風パイプ９の開放端から空気が吹き出されることにより、幅木２０内部の空間が圧迫され、吹出し口２１から空気が吹き出される。なお、吹出し口２１は、幅木２０の上面に複数形成されてもよいし、幅木２０の側面に形成されてもよい。また、吹出し口２１を開閉可能な構成としてもよい。

図３は、本実施の形態における結露防止装置１００の設置を示す図である。図３に示すように、通風パイプ９が内蔵された幅木２０は、居住空間の屋外に面する壁３０の床面と接する部分に設置される。そして、什器４０が幅木２０に接するように配置される。什器４０は、例えば洋服箪笥である。図２では、什器４０と壁３０との隙間を示すため、什器４０を透過させて示している。

また、結露防止装置１００の圧縮機３、圧力容器４、開閉弁５、圧力スイッチ６およびタイマー７を収容する筐体１は、例えば壁３０の天井と接する部分付近に配置され、筐体１と通風パイプ９との間が接続パイプ８によって接続される。筐体１は、図３に示す位置以外にも、天井または床など、居住空間を圧迫しない場所に配置されればよい。

図４は、本実施の形態における結露防止装置１００の動作を示すフローチャートである。まず、結露防止装置１００が稼働を開始する際は、開閉弁５は閉じているものとする（Ｓ１）。そして、圧縮機３が稼働され、吸入口２から吸い込んだ室内空気が圧縮される（Ｓ２）。これにより、圧力容器４に圧縮空気が貯留される。そして、圧力容器４の内部の圧力が第１圧力を上回るまで、加圧が継続される（Ｓ３：ＮＯ）。圧力容器４の内部の圧力が第１圧力を上回った場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、圧力スイッチ６からのオフ信号によって、圧縮機３が停止される（Ｓ４）。

その後、タイマー７が時間の計測を開始し（Ｓ５）、開放周期が経過するまで待機する（Ｓ６：ＮＯ）。そして、開放周期が経過すると（Ｓ６：ＹＥＳ）、タイマー７から開閉弁５にオン信号が送信され、開閉弁５が開く（Ｓ７）。これにより、圧力容器４内の圧縮空気が接続パイプ８を介して通風パイプ９に流入し、通風パイプ９から吹き出された空気により、幅木２０の吹出し口２１から空気が吹き出される。その結果、壁３０と什器４０との隙間に、室内空気による気流が発生し、壁３０と什器４０との隙間の滞留空気が撹拌される。開閉弁５は、開放時間が経過するまで、開いた状態が継続される（Ｓ８：ＮＯ）。

そして、開放時間が経過すると（Ｓ８：ＹＥＳ）、タイマー７から開閉弁５にオフ信号が送信され、開閉弁５が閉じる（Ｓ９）。そして、タイマー７の計測時間がリセットされる（Ｓ１０）。ステップＳ７において開閉弁５が開かれたことにより、圧力容器４内の圧力は大気圧、すなわち．０５気圧以下まで低下している。そのため、ステップＳ２に戻って圧力容器４が再度加圧され、以降のステップが繰り返されることで、開放周期ごとに幅木２０の吹出し口２１から空気が吹き出される。

上記のように、本実施の形態の結露防止装置１００は、周期的に、例えば１時間に１回、室内空気をその半密閉空間に吹き出して撹拌する。これにより、例えば外気温度の低下により壁３０と什器４０との隙間の空気が冷やされている場合も、室内空気を吹き出すとともに攪拌するにより、室内空気と同じ温度とすることができ、結露が防止される。

ここで、自然対流または空調設備による循環送風の影響などによって、壁３０と什器４０との間における空気と室内空気とを熱的に十分連通させるには、５０ｍｍ～１００ｍｍ程度の隙間を設ける必要がある。これに対し、本実施の形態では、外径が１０ｍｍ以下の通風パイプ９を幅木２０に内蔵して圧縮空気を搬送しているため、壁３０と什器４０との隙間は１０ｍｍとすればよい。これにより、什器４０を壁３０に近づけて設置することができ、室内空間を圧迫することがなく、快適性を損なうことがない。

また、圧縮空気の搬送を通風パイプ９で行う方式としたことで、空気が最も撹拌されない壁３０と什器４０との隙間に高速噴流を発生させることが可能となり、効果的に冷気の滞留を解消することができる。

さらに、壁３０と什器４０との隙間に堆積する埃または塵も、壁３０と什器４０との隙間に間欠的に噴流を派生させることで、その堆積を防止することができる。その結果、より衛生的な環境を形成することができる。

また、圧縮機３を、開放周期ごとに稼働させ、圧力容器４内を昇圧させることで、圧縮機３の１回あたりの稼働時間を数十秒程度と、短くすることができる。また、壁３０と什器４０との隙間は、室内空気よりもわずかに低温の壁３０の室内側表面によってゆっくりと冷却されるため、温度低下に要する時間は長く、開放周期は、例えば１時間とすることができる。そして、開放周期を１時間とした場合、圧縮機３の稼働率は約１％と小さくなる。そのため、結露を防止するために壁３０と什器４０との隙間に、常時稼働する送風機またはヒータを設置する場合に比べて、消費電力を削減することができる。

以上のように、本実施の形態における結露防止装置１００によれば、冬期に結露発生が懸念される壁３０と什器４０との隙間を、僅かなエネルギーで送風および撹拌することができる。また、通風路を１０ｍｍ以下のパイプにすることで、壁３０と什器４０との間隔を狭くすることができ、居住空間を圧迫することなく、効果的に結露を防止することが可能となる。

以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することができる。例えば、通風パイプ９を屋外に面する天井または床と、什器４０またはその他の物との間に形成される半密閉空間に配置して、空気を吹き出す構成としてもよい。この場合も、半密閉空間に気流を発生させることで、天井または床、もしくは什器４０またはその他の物における結露を防止することができる。

また、上記実施の形態では、結露防止装置１００は１つ通風路を備える構成としたが、これに限定されるものではなく、複数の通風路を備える構成としてもよい。詳しくは、圧力容器４に貯留される圧縮空気を接続パイプ８から複数の通風パイプ９に分岐してもよい。これにより、什器４０ごとに圧縮空気発生手段を備えることなく、複数の什器４０と壁３０または天井などとの隙間における結露を防止することができる。これにより、電源の確保および電気配線の簡易化を実現できる。さらに、什器４０を移設する際にも通風パイプ９のみを移動させればよいため、施工性が向上する。

１ 筐体、２ 吸入口、３ 圧縮機、４ 圧力容器、５ 開閉弁、６ 圧力スイッチ、７ タイマー、８ 接続パイプ、９ 通風パイプ、２０ 幅木、２１ 吹出し口、３０ 壁、４０ 什器、１００ 結露防止装置。

Claims (5)

1. 圧縮機と、
   前記圧縮機により圧縮された空気を貯留する圧力容器と、
   前記圧力容器から流出した空気を搬送し、屋外に面した壁、天井または床と室内に配置される什器との間に吹き出す通風パイプと、
   前記通風パイプにより形成される通風路を開放または閉止する開閉弁と、
   を備える結露防止装置。
2. 前記開閉弁は、周期的に前記通風路を開放することを特徴とする請求項１に記載の結露防止装置。
3. 前記通風パイプは、外径が１０ｍｍ以下の円管であることを特徴とする請求項１または２に記載の結露防止装置。
4. 前記通風パイプは、前記壁に接して配置される幅木に内蔵されるものであり、
   前記幅木は、前記通風パイプから吹き出された空気を吹き出す吹出し口を有することを特徴とする請求項１～３の何れか一項に記載の結露防止装置。
5. 前記圧力容器内の圧力を検出し、前記圧力容器内の圧力が、第１圧力を超えた場合に前記圧縮機を停止させ、前記圧力容器内の圧力が、前記第１圧力より小さい第２圧力を下回った場合に前記圧縮機を稼働させる制御装置をさらに備えることを特徴とする請求項１～４の何れか一項に記載の結露防止装置。

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