JPS6341751A

JPS6341751A - 換気装置

Info

Publication number: JPS6341751A
Application number: JP18665686A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Yasukawa; 安川　敬一
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-08-08
Filing date: 1986-08-08
Publication date: 1988-02-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、屋根裏・サンルーム・温室等に適用する換気
装置に関するものであり、形状記憶合金が低温時には閉
・高温時には開という窓の開閉作動を分担し、さらに、
日照時には太陽電池を動力源としてファンを回転し、強
制換気を付加することを特長とするものである。

近年、建築の工法及び材料等の急速な発展により連造物
内の気密性が高まり換気装置全付設することが当然とな
ってきた。

それは、ビル等の大規模建築物においては、集中制御に
よる空調システムとして、めざましい進展をとげてきた
が、小規模な建造物においては、強い願望はあるものの
、メンテナンス・コスト等トのかね合もあり適当な方式
が確立していないのが現状である。

ここでは−膜内な木造建築物の屋根裏の換気を例にとっ
て本装置の概要を説明する。

在来の屋根裏の換気方式は、一般に５室根板を支える垂
木の間隙と、妻壁にガラリをつけただけのものである。

この場合の換気は自然換気のみであるから、換気量は開
口面積の大きさに比例する。

したがって、常に気候の安定した温暖な地域ではこれら
の間隙が大であれば問題はないが、四季のある日本にお
いては、特に、北海道や東北地方においては、冬には冷
気や吹雪が舞込み、天井側より冷やし、屋内での暖房を
相殺してしまう。

一方、夏等の日照時は、屋根裏は極めて高温となり、熱
気がこもりやすく、ガラリよりの自然換気だけでは対応
しきれなくなる。

そこで、低温時には閉・高温時には開となり、かつ、日
照時には強制換気が出来る換気装置が理想的なものとし
て要請されるようになってきた。

これに対して当然考えられる方式は、通常電力の換気扇
に温度センサーによる制御機構を組込んだダンパーを併
設することであるが、入目のとどきにくい妻壁に取付け
る場合が多いため、火災に対する不安感・メンテナンス
等に問題があるためか採用例は少くない。

この問題に、形状記憶合金（以降ＳＭＡと記す）と太陽
電池を併用することにより解答を与えたのが本発明であ
る。

すなわち、第１図に示すように、自然換気のだめの通路
として、低温時には閉・高温時には開となる窓の開閉作
動をＳＭＡが分担し、さらに日照時に必要な強制換気の
ファンモーターの動力源に太陽電池を利用するものであ
る〇太陽電池を電源とする場合も、もちろん、二次電池を組
合せることによって、温度センサーによる制御方式をと
り開閉の駆動源とすることも考えられる。しかし、日本
の気象は変動が大きく複雑であり、太陽電池の出力状況
は日照度に非常にシビアであり、このシビアな電力供給
状況のなかで、開閉の駆動源として電力を割譲すること
は出来るだけ避けたい。

どうしてもこのような制御方式を採用する必要性がある
ならば、それだけ太陽電池の設置面積を大としなければ
ならず、コスト高の大きな要因となり、ダイオード等を
組込んだ回路は複雑化し、メンテナンスも必要となる。

したがって、かかる状況を想定すると、全の機能源を太
陽電池に依託するのではなく、太陽電池はファンモータ
ーの動力源専用とし、窓の開閉作動は、センサー兼アク
チヱータとしてのＳＭＡに機能別の分担をさせることは
必然性がある。

図面にもとづいて構成を説明する。

第１図は、本換就装置の断面図である。

ボックス５は断面的には、三角形又は半円形等任意の形
をしており、底面側は開となって吹出口４を形成してい
る。

ボックス５の構成面２の表斜面側に太陽電池１を小窓３
は吹出口４側よりの波形又は半円形様のものであっても
よい。外筒６の一端側に、太陽電池１を動力源とするモ
ーター７とファン８ｔ”設ｆｉｔｆる。

ファ７８　ハ軸流形ファン、又はクロースフローファン
等であってもよい。

そして、外筒６の他端側には、支柱１ｏにより支えられ
た心棒９を設置する。

心棒９の両端には留金１１・１１′をおき、その間に心
棒９に対して摺動可能な弁体１２′ｆｒ−おく。

弁体１２よりは、細い支柱１３を突出し、外筒６の内面
に僅かの間隙をのこして摺動する内筒１４を固着する。

そして、留金１１と弁体１２との間に、ＳＭＡのバネ１
５を、留金１１′と弁体１２との間にはバイアスバネ１
６を設定する。

かぐして、ＳＭＡのバネ１５が収縮状態にある時、内筒
１４が位置する場所に見合う外筒６上の位置に四角形又
は円形等の適当な大きさの窓１７を任意数膜ストローク
の摺動作動をすることにより完全に開となったり、閉と
なったりする相互関保にあるものとする。

又、ＳＭＡのバネ１５が収縮状態の時、弁体１２に対し
て密着する位置に弁座１８全おき、隔壁を形成する。

したがって、これはＳＭＡが収縮状態の時は第１図の実
線のように、窓１７は内筒１４により閉され、弁座１８
は弁体１２により塞がれるため、外筒６内を通ずる換気
流は遮断された状態となり、ＳＭＡが伸長状態となった
時には、内筒１４は第１図の破線のように位置し、窓１
７を開とし、弁体１２も弁座１８を離れて開として換気
流が流れる状態をつくる構成とするということである。

弁座１８の隔壁部より後の外筒６面上には、任意の大き
さと形の小穴１９群を設け、ＳＭＡのバネ１５の周辺の
気流の流れをよくする。

太陽電池ｌよりモーター７に対する結線は単純に連結す
ればよい訳であるが、所望によりでは、その中間にリミ
ットスイッチ等を挿入してもよい。

例えば、内筒１４上に接点２０ヲ設け、ＳＭＡのバネ１
５が伸長状態になり、第１図の破線のように内筒１４が
前進摺動したる時接触するような位置に、ストッパー兼
用の接点２１を設ける等の方法により、オン・オフする
。

このような構成をもつ本換気装置を壁面２２に水平方向
に挿入して換気をする。

所望によりでは、本装置は屋根面にチムニ−型に縦形に
挿入してもよく、又、太陽電池１の設置場所をボックス
４の構成面２上でなく、セパレート型として別の場所に
設置するものとすれば、北側壁等任意の場所での換気も
出来る。

以上のべたように本換気装置は（１）　　底面側が吹出口４として開となった任意の形
態のボックス５の構成面２の表斜面側に、又は、（２）
外筒６の一端側には、太陽電池１を動力源とするモータ
ー７とファン８を設置する。

（３）外筒６の他端側には、心棒９を中心にＳＭＡのバ
ネ１５とバイアスバネ１６とを設定し、その間に摺動可
能な弁体１２をおき、弁体１２より細い支柱１３を突出
して内筒１４を支え、内筒１４に見合う窓１７を外筒６
上に任意数設け、一方、弁体１２部分に対して弁座１８
を設け隔壁とする。

以上により、ＳＭＡを駆動源として、低温時には閉状態
として換気流を遮断し、高温時には開状態として自然換
気をおこない、さらに、日照時には太陽電池全動力源と
して強制換気？付加することを特徴とする装置である。

実施例の具体的作動を説明する。

ここで使用するＳＭＡのコイル状のバネ１５ば、二方向
性のものとする。

そして、バイアスバネ１６と組合された時の温度に対す
る変位特性は、周辺温度が上昇し、２０　’Ｃ以上にな
れば伸長状態となり、温度が低下して１５°Ｃ以下にな
れば収縮状態になるものであると仮定する。

例えば、今、屋根裏の換気のため本換気装置を南向きの
妻壁部分に設置したものとする。

屋根裏内が１０°Ｃであり、徐々に高温化していく場合
全想定する。

この時はまだＳＭＡのバネ１５は収縮状態にあり摺動可
能な弁体１２は、バイアスバネ１６に押されて隔壁を構
成する弁座１８に密着し、弁体１２に連結する内筒１４
は、第１図の実線のように窓１７を閉として塞いでいる
。

したがって、妻壁２２に設定されている本装置は、外と
内との気流を遮断した状態をつくっている。

又、日照により太陽電池１に電力が発生したとしても、
接点２０と接点２１とは離れており、モーター７・ファ
ン８は回転しない。

屋根裏内の温度が上昇し２０°Ｃをこえたものとすれば
、ＳＭＡのバネ１５は伸長状態に復元しようとし、弁体
１２を押して、バイアスバネ１６を圧縮しながら伸長し
、弁体１２は弁座１８を離れて前進する。

そして、支柱１３に支えられ弁体１２に連動する内筒１
４も、当然前進し、第１図の破線のように位置し窓１７
全開状態とする。

この状態は、自然換気路を確保したことを意味する。す
なわち、その時、屋根裏内と外気との間に温度差（内〉
外）があれば、内→窓１７→ファン８の間隙→吹出口４
→外と流れる換気が本装買内を通じておこなわれる。

この自然換気をなす時の換気流の流れは、温度別による
密度差に支配されるため、外と内の温度のバランスによ
っては、筒６より下方にある吹出口４よりの吐出が困難
となシボックス５内が死流域これを回避するため、ボッ
クス５の側面側だ、署小窓３を設は吐出を容易なものとする。

そして、この時接点２ｏと接点２１とは接続するため日
照がちシ、太陽電池１より有効な電力が供給されれば、
モーター７・ファン８は回転し、屋根裏内の熱流体を窓
１７より強制的に吸引し、吹出口４より吐出する。

なお、所望によりでは、二次電池（開閉作動の駆動源と
してではなく、ファンモーター専用として）を内設すれ
ば、雨天でも、日没後でも強制換気を継続することが出
来る。

屋根裏内が低温となり、１５°Ｃ以下となれば、前記の
逆順により閉状態にもどシ、内と外とは清新される。

以上は本装置を妻壁２２に対して水平方向につけた例を
のべたが、これはチムニ−型に屋根面より突出した縦形
として用いても同様の効果をもたらす。

又、太陽電池ｌをセパレート型として、別の日照の受け
やすい場所に設置すれば、北側の壁面等でも換気するこ
とが出来る。

以上のように本換気装置はＳＭＡと太陽電池を組合せて
使用すること全特徴とすることにより通常電力等の外部
よりの作動入力を必要とせず、長期のフリーメンテナン
スが保証される換気装置である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における換気装置の断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）底面側が吹出口４として開となった任意の形態の
ボックス５の構成面２の表斜面側に、又は、任意の他の
場所に太陽電池１をおき、背面側には外筒６を挿入し、
側面側又は、上面側には小窓３等を設置する。
（２）外筒６の一端側には、太陽電池１を動力源とする
モーター７とファン８を設置する。
（３）外筒６の他端側には、心棒９を中心に形状記憶合
金のバネ１５とバイアスバネ１６とを設定し、その間に
摺動可能な弁体１２をおき、弁体１２より細い支柱１３
を突出して内筒１４を支え、内筒１４に見合う窓１７を
外筒６上に任意数設け、一方、弁体１２部分に対して弁
座１８を設け隔壁とする。以上により形状記憶合金を駆動源として、低温時には閉
状態として換気流を遮断し、高温時には開状態として自
然換気をおこない、さらに、日照時には、太陽電池を動
力源として強制、換気を付加することを特徴とする装置
。