JP7422700B2 - 換気扇 - Google Patents

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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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