JP7422700B2 - 換気扇 - Google Patents

Description

本開示は、壁に設置され、壁を貫通する貫通孔を通じて軸流羽根により屋外の空気を室内に取り込んで換気する給気用の換気扇に関する。

従来の換気扇として、室内外を仕切る隔壁に設置され、隔壁を貫通する貫通孔を通じて羽根車の回転により換気する換気扇には、送風効率を向上させるため羽根車の後縁部をベルマウスの最小内径部に収まるよう配置するものがある。

このような換気扇として、例えば、特許文献１には、貫通孔を有する隔壁の室内側の取付け面に取付けられる本体フレームと、ベルマウスの最小内径部が直管状となっている風洞と、風洞内で回転する羽根車とを備え、羽根車の後縁部がベルマウスの最小内径部に収められた換気扇が開示されている。

特開２００８－１９０７８２号公報

しかしながら、従来の換気扇では、羽根車の後縁部だけでなく羽根車の前縁部もベルマウスの最小内径部に収められるため、換気扇内に気流が流入する風路面積が羽根車の大きさと同程度となり、風洞内に気流が流入したときの騒音が大きくなるという問題があった。

本開示は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、送風効率が高くかつ、風洞内に気流が流入したときの騒音が低い給気用の換気扇を得ることを目的とするものである。

本開示に係る換気扇は、貫通孔を有する壁に設置され、第一風路を形成する箱型形状の本体枠と、本体枠に設けられ、第一風路の開口面積よりも小さい開口面積を有し、第一風路と連続するベルマウスを備えた第二風路を形成する筒状の風洞と、本体枠に設けられた電動機固定部に固定された電動機と、電動機に取り付けられ、羽根の少なくとも前縁端が第一風路に配置され、羽根の少なくとも後縁端が第二風路に配置される羽根車とを備えるものである。

本開示に係る換気扇は、第一風路を形成する本体枠と、本体枠に固定され、第一風路の開口面積よりも小さい開口面積を有する第二風路を形成する風洞と、羽根車の少なくとも前縁端が第一風路内に配置され、羽根車の少なくとも後縁端が第二風路内に配置される羽根車を設けた。このため、気流の流入口となる第一風路の開口面積が広いため、第一風路から第二風路内へと流入する空気流の速度を低下させ、騒音を低減することができる。

実施の形態１に係る換気扇の背面側から見た外観斜視図である。 実施の形態１に係る換気扇の断面図である。 実施の形態１に係る換気扇で発生する騒音の周波数と強度を示した図である。 実施の形態２に係る換気扇の断面図である。 消音部材を備えた換気扇の断面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における換気扇の背面側から見た外観斜視図である。図２は、実施の形態１における換気扇の断面図である。換気扇１は、室内外を仕切る隔壁２に設置されるものであり、隔壁２に設けられた貫通孔３を通じて室外の空気を室内に吸込む給気用換気装置である。

換気扇１は、隔壁２の室内側に取付けられる箱型形状の本体枠４、本体枠４に固定される風洞５、本体枠４に固定される電動機固定脚６、電動機固定脚６に取り付けられる電動機７、電動機７に取り付けられる羽根車８を備える。

本体枠４は、箱型形状であり、吸込口４ａが開口された前面と、吸込口４ａと対向する位置に連通口４ｂを開口する背面と、吸込口４ａと連通口４ｂを繋げる第一風路４ｃを形成する側面４ｄとから構成される。ここで、吸込口４ａの開口面積は、貫通孔３の開口面積よりも大きい。さらに、吸込口４ａの開口面積は、連通口４ｂの開口面積よりも大きい。また、本体枠４は、前面側の四隅に、側面４ｄから垂直方向に延伸した平板状の取り付け部４ｅを備える。取り付け部４ｅには、ねじ孔４ｆが備えられている。換気扇１を隔壁２に取りつけるときは、ねじ孔４ｆにねじを通してねじ止めして固定する。このとき、第一風路４ｃは貫通孔３と連続するように、すなわち第一風路４ｃの開口は貫通孔３の開口が重なる位置になるようにする。また、第一風路４ｃは風路として十分な長さを持つものであり、連通口４ｂを有する面は、吸込口４ａとは十分に離れているものである。

風洞５は、筒状であり、本体枠４の連通口４ｂに接続される接続口５ａと、接続口５ａと対向する排出口５ｂと、接続口５ａと排出口５ｂを繋げる第二風路５ｃを形成する側面５ｄから構成される。つまり、第一風路４ｃと第二風路５ｃは、連続した空間であり、連通口４ｂおよび接続口５ａを介して繋がっている。すなわち、第二風路５ｃの開口面積である接続口５ａの開口面積は、連通口４ｂの開口面積と同じであり、吸込口４ａの開口面積より小さい。なお、連通口４ｂと接続口５ａとの接続部は、第一風路４ｃから第二風路５ｃに向かって徐々に開口面積が小さくなるようなベルマウス状になっている。また、第二風路５ｃの排出口５ｂ側の端は、排出口５ｂに向かって徐々に開口面積が広くなるようなベルマウス状になっている。

電動機固定脚６は、電動機固定部であり、一端を本体枠４に固定され、他端を本体枠４の中心に伸ばした板状の部材である。電動機固定脚６は、本体枠４の背面の四隅にそれぞれ１つ合計４つ設けられる。なお、電動機固定部は、電動機固定脚６のような板状の固定脚に限られず、電動機７を本体枠４の背面に固定できればよい。

電動機７は、本体枠４に固定された４つの電動機固定脚６に固定され、本体枠４の連通口４ｂの中心に対向するように配置される。つまり、電動機７は、４つの電動機固定脚６により、本体枠４の連通口４ｂ側の中心に備えられている。このとき、電動機７の回転軸７ａが、第二風路５ｃの中心を通るように配置されている。

羽根車８は、電動機７の回転軸７ａに取りつけられ、本体枠４および風洞５内に収納され、電動機７の回転により回転軸７ａが回転して第一風路４ｃおよび第二風路５ｃ内に空気流を発生させる。すなわち、電動機７の回転により羽根車８が回転することで、吸込口４ａから羽根車前縁部８ｂに流れる気流が発生し、この気流は羽根車後縁部８ｃによって室内側に押し出される。羽根車８は、３枚の羽根８ａを有している。羽根８ａは、羽根車前縁部８ｂの先端である前縁端８ｄが第一風路４ｃ内に配置され、羽根車後縁部８ｃの後縁端８ｅが第二風路５ｃ内に配置される。ここで、第二風路５ｃの開口面積は、第一風路４ｃの開口面積よりも小さいため、第一風路４ｃの径は羽根車８の径に対して十分大きいものとなる。なお、羽根車８は、空気流を発生させることができれば、羽根８ａの枚数および形状はこれに限られない。ここで、羽根車後縁部８ｃのうち少なくとも後縁端８ｅは第二風路５ｃ内にあるため、吹出し側において羽根面上の空気の逃げ場がなく、羽根面に乗ったまま空気が第二風路５ｃを通過するので換気風量は増加する。したがって、送風効率がよい。

このように構成された換気扇１は、稼働したとき、気流の流入口となる第一風路４ｃの風路の径が、羽根車８の径よりも大きいため、気流を発生させる羽根車前縁部８ｂ、特に発生させる気流の上流側の先端である前縁端８ｄの周囲の風路は広い空間となっている。このため、羽根車前縁部８ｂから流入する気流の風速が低減され、換気扇１の動作時の騒音を低減させることができる。図３は、実施の形態１における換気扇１で発生する騒音の周波数と強度、および従来の給気用の換気扇で発生する騒音の周波数と強度を示した図である。なお、図３では、羽根の前縁端が風路から室内側に飛び出して広い空間に配置されるため一般的に低騒音である排気用換気扇との差分として、それぞれの騒音の強度を示している。図３に示すように、従来の換気扇では、風洞の径は羽根車８の径と同程度なため、流入時の気流の風速が早く、騒音を発生させているが、換気扇１では、騒音が低減されていることが確認できる。

このように、実施の形態１の換気扇１においては、第一風路４ｃを形成する本体枠４と、本体枠４に固定され、第一風路４ｃの開口面積、すなわち吸込口４ａの開口面積よりも小さい開口面積を有する第二風路５ｃを形成する風洞５と、羽根車前縁部８ｂの少なくとも前縁端８ｄが第一風路４ｃ内に配置され、羽根車後縁部８ｃの少なくとも後縁端８ｅが第二風路５ｃ内に配置される羽根車８を備える。これにより、第一風路４ｃは、換気扇１内に流入した空気の速度を風路内で低下させ、騒音を低減することができるという効果を奏する。

また、一般的に貫通孔３と第二風路５ｃの開口面積は同程度であるため、第一風路４ｃの開口面積が貫通孔３と同程度である場合、第一風路４ｃ内に流入した空気流の速度を低減できないことがある。本実施の形態の換気扇１においては、第一風路４ｃの開口面積を、貫通孔３の開口面積より十分に大きくできるため、換気扇１内に流入した空気流の速度を低減させることができる。

また、前述したように、羽根車後縁部８ｃはベルマウス状の第二風路５ｃ内に収納されるため、送風効率も損なうことがない。

実施の形態２．
実施の形態１では、本体枠４は側面４ｄに囲まれた箱型形状である構成を示した。この実施の形態２では、本体枠４の吸込口４ａにフィルタ９を設け、換気扇１を隔壁２に取り付けた際に本体枠４の下方に位置する側面４ｄは排水孔１０を設ける構成を説明する。

図４は、実施の形態２における換気扇１の断面図である。実施の形態２における換気扇１の本体枠４の吸込口４ａは、雨水浸入を抑制するフィルタ９を備える。さらに、本体枠４の下方に位置する側面４ｄは、雨水を換気扇１外に排出する排水孔１０を形成する。その他の構成は実施の形態１と同様である。

このように構成された換気扇１は、室外の空気を室内に取り込む際、室外の雨水を吸い込んでしまっても、雨水がフィルタ９に付着し、雨水が室内に入ることを抑制する。付着した雨水は、本体枠４内の下方に落下し、排水孔１０より排出される。

このように、実施の形態２の換気扇１においては、本体枠４の吸込口４ａに雨水浸入を抑制するフィルタ９を備え、本体枠４下方に位置する側面４ｄに、雨水を換気扇１外に排出する排水孔１０を備える。これにより、室外の雨水はフィルタ９に付着して、室内に入らず、雨水は排水孔１０により排出されるため、室内に雨水が浸入することを抑制できるという効果を奏する。

また、排水孔１０は、本体枠４の下方に位置する側面４ｄに設けられる、すなわち、第二風路５ｃより開口面積が広い第一風路４ｃ内に形成されるため、羽根車８の端部と側面４ｄとの間には十分な間隔があり、羽根車８が発生する空気流が排水孔１０から漏れることはほとんどなく、騒音の悪化や風量の悪化は微小となる。

なお、上記実施の形態では、更なる騒音低減のために、本体枠４の内部に消音部材１１を備えてもよい。図５は、消音部材１１を備えた換気扇１の断面図である。たとえば、図５に示すように、側面４ｄの内側に消音部材１１を取り付ける構成がある。消音部材１１は、たとえば、多孔質素材などが考えられる。

また、上記実施の形態では、羽根車前縁部８ｂの少なくとも先端である前縁端８ｄが第一風路４ｃ内に配置されていればよいと説明したが、羽根車前縁部８ｂの全部が第一風路４ｃ内に配置されていてもよい。

また、上記実施の形態では、羽根車後縁部８ｃは一部が第二風路５ｃから飛び出しているが、羽根車後縁部８ｃ全体が第二風路５ｃに収納されていてもよい。

また、実施の形態２の換気扇１においては、フィルタ９および排水孔１０のいずれかのみを設ける構成でもよい。

１ 換気扇、２ 隔壁、３ 貫通孔、４ 本体枠、４ａ 吸込口、４ｂ 連通口、４ｃ 第一風路、４ｄ 側面、４ｅ 取り付け部、４ｆ ねじ孔、５ 風洞、５ａ 接続口、５ｂ 排出口、５ｃ 第二風路、５ｄ 側面、６ 電動機固定脚、７ 電動機、７ａ 回転軸、８ 羽根車、８ａ 羽根、８ｂ 羽根車前縁部、８ｃ 羽根車後縁部、８ｄ 前縁端、８ｅ 後縁端、９ フィルタ、１０ 排水孔、１１ 消音部材

Claims (5)

1. 貫通孔が設けられた壁に室内側に取り付けられ、前記貫通孔を通じて室外の空気を室内に吸い込む給気用の換気扇であって、
   吸込口が開口された前面と、前記吸込口と対向する位置に連通口を開口する背面と、前記吸込口と前記連通口とを繋げる第一風路を形成する側面とから構成される箱型形状であり、前記貫通孔に設置される本体枠と、
   前記連通口に接続される接続口と、前記接続口と対向する排出口と、前記接続口と前記排出口とを繋げる第二風路を形成する側面とから構成される筒状であり、前記第一風路の開口面積よりも小さい開口面積を有し、前記第二風路が前記第一風路と連続するベルマウスを備え、前記本体枠よりも室内側に設置される風洞と、
   前記本体枠に設けられた電動機固定部に固定された電動機と、
   前記電動機に取り付けられ、羽根の少なくとも前縁端が前記第一風路に配置され、前記羽根の少なくとも後縁端が前記第二風路に配置される羽根車と、
   を備え、
   前記第二風路の前記排出口側の端は、前記排出口に向かって徐々に開口面積が広くなる換気扇。
2. 前記第一風路の開口面積は前記貫通孔の開口面積より大きい請求項１に記載の換気扇。
3. 前記本体枠の前記第一風路の前記壁側の開口にフィルタを設ける請求項１または請求項２に記載の換気扇。
4. 前記本体枠の側面に排水孔を設ける請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の換気扇。
5. 前記本体枠の内面に消音部材を設ける請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の換気扇。

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