(57)【要約】      （修正有）【課題】ファンを用いた部屋用換気システムでは、排気ダクトが長くなると排気風量が減少する問題がある。また、ファンの羽による風切り音による騒音が大きい問題がある。また、ファンには複数枚の羽があるので排気に含まれる油等が付着すると清掃に手間が掛かる問題がある。本発明は、以上の問題を解決する部屋用換気システムを提供する。【解決手段】ファンを使用せず、ピストン３とシリンダ１を利用した単純な構造とする。騒音と清掃の手間を軽減し、静圧が高くなっても風量が減少しない部屋用換気システム。【選択図】図２
2020186863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと前記シリンダ内を往復動作出来るピストンを設け、
前記シリンダにおいて前記ピストンと対向する側に排気弁と吸気弁を設け、
ピストンを動かす駆動手段と
前記排気弁から吐出口へ気体を誘導する気路と、
吸込口から前記吸気弁へ気体を誘導する気路と、
を設けた事を特徴とする部屋用換気システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部屋用換気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
換気扇の様にファンを用いた部屋用換気システムでは、排気ダクトが長くなると排気風量が減少する問題がある。また、ファンの羽による風切り音による騒音が大きい問題がある。また、ファンには複数枚の羽があるので排気に含まれる油等が付着すると清掃に手間が掛かる問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１６５６１５号公報
【特許文献２】特許第３２７９８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１にてファンへの油付着軽減の為、ファンより上流側に吸気の流れを通過させる孔を有するフィルタを設け、そのフィルタを回転させる事でフィルタの周囲を囲む部材で油分を捕集する技術が開示されている。しかしファン用とフィルタ用の電動機が必要となり構造が複雑になる問題がある。しかもフィルタ回転による騒音発生があるので回転数を最適化する技術も必要となり特許文献１に開示されている。極力、簡単な形状，構造で清掃の手間を軽減出来る方が望ましい。
【０００５】
特許文献２にてファンが騒音源でありファンを取り囲むスクロールケーシングの吸入口をベルマウスの形状にする事で騒音を軽減する技術が開示されている。
極力、騒音が小さい方が望ましい。
【０００６】
図１に部屋用換気システムに一般的に採用されているシロッコファン，ターボファン，プロペラファンの「静圧−風量  特性」を示す。
いずれの場合も静圧が高くなると風量が減少する傾向がある。排気ダクトが長くなると静圧が高くなり風量が減少し排気量が減少してしまう事を意味している。極力、静圧が高くなっても風量が減少しない方が望ましい。
【０００７】
本発明は、以上の問題を解決するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記従来技術の問題点改善のため創作したもので、騒音と清掃の手間を軽減し、静圧が高くなっても風量が減少しない部屋用換気システムの提供を目的とする。
【０００９】
図２に本発明の基本構成例を示す。シリンダ１と前記シリンダ内を往復動作出来るピストン３を設け、前記シリンダにおいて前記ピストンと対向する側に排気弁４と吸気弁５を設け、ピストンを動かす駆動手段２と、前記排気弁から吐出口へ気体を誘導する気路６と、吸込口から前記吸気弁へ気体を誘導する気路７と、を設ける。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の部屋用換気システムは、駆動手段によってピストンを右に移動させると、排出したい気体を吸込口から左の吸気弁を通ってピストンより左にあるシリンダ内に取り込まれる。左の排気弁は閉じている。
【００１１】
同時に、ピストンより右にあるシリンダ内の気体は右の排気弁を通って吐出口から排出される。右の吸気弁は閉じている。
【００１２】
ピストンを左に移動させると、排出したい気体はピストンより右にあるシリンダ内に取り込まれ、ピストンより左にあるシリンダ内の気体は排出される。この動作の繰り返しにより排出したい気体の排出動作が連続的に行われる。
【００１３】
高速回転するファンを使用しないので騒音の本であるファンの羽による風切り音が発生しない。また清掃の手間の本であるファンの複数枚の羽も無い。本発明では、ピストンとシリンダ内への油分付着は許容範囲内であれば潤滑油ともなるので清掃する回数を減らせる。本発明は構成と形状が単純なので清掃するとしても容易である。
【００１４】
風量は、ピストンが押し出すシリンダ内の気体体積とピストンの動作時間とで決まるので静圧の影響を受けない。
【００１５】
Ｖ：シリンダの内部容積（立方メートル）
Ｔ：ピストンが１往復する時間（秒）
Ｆ：風量（立方メートル／時間）
Ｆ＝３６００×２×Ｖ÷Ｔ  ・・・・・・・  式１
【００１６】
以上の様にファンを使用せず、ピストンとシリンダを利用した単純な構造とする事で、騒音と清掃の手間を軽減し、静圧が高くなっても風量が減少しない部屋用換気システムの提供が可能となる。風量計算も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】静圧−風量  特性
【図２】実施の形態１の説明図
【図３】実施の形態２の説明図
【図４】実施の形態３の説明図
【図５】実施の形態４の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を３例を詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
（実施の形態１）
本発明実施形態１を図２に示す。駆動手段としてリニアモーターを採用した実施形態である。可動子をピストンとし固定子をシリンダに固定している。
【００２０】
シリンダとピストンの気密性は完璧である必要は無い。多少洩れが有っても吸気排気動作が許容範囲内で行えれば良い。低摩擦で動く可動子とする事で摩擦による騒音も抑える事が可能である。
【００２１】
排気したい気体に含まれる油分がシリンダ内に付着しても許容内であれば、ピストンとシリンダの潤滑油として機能する。油分の付着が過多になるとピストンの往復動作により油排出孔８へ押し出す。ピストンの往復動作には自動清掃効果がある。押し出された過多な油は、油受け９で捕集するので適宜清掃するだけで良い。従来の様に、吸入口にフィルタ１１を設けて油分の侵入を防いでも良い。
【００２２】
厳密に見ると油排出孔８を通してシリンダ内の気体が吸入口側へ排出されるが、油排出孔サイズは小さくて良いので油排出孔からの排気量は微小であり問題にならない。むしろ、排気により過多な油の排出を促す効果がある。厳密に吸入口側への排気を防ぎたい場合は、別制御にて開閉可能な栓を設ければ良い。
【００２３】
一般家庭でのレンジフードとして使用する場合、実用的に求められている風量は、静圧１００（Ｐａ）で４００（立方メートル／時間）である。設置場所のサイズより実用的シリンダ形状と容積Ｖを決め式１よりＴを求める。
Ｖ＝０．４×０．３×０．２＝０．０２４（立方メートル）
のとすると、式１より
Ｔ＝３６００×２×０．０２４÷４００＝０．４３（秒）
以上より、０．４×０．２（平方メートル）のピストンを０．４３（秒）で距離０．３メートルを１往復させれば、実用的な風量が得られる。ピストンは、シリンダを左右２室に分離する機能だけで良いので軽量に出来る。
【００２４】
１往復０．４３（秒）の動作時間を守れば、静圧が変化しても風量を一定に出来る。動作時間を変えれば風量を変える事が出来る。但し、静圧が上がると消費電力も増えるのでリニアモーターの定格に達するまでが限界となる。
【００２５】
（実施の形態２）
本発明実施形態２を図３に示す。駆動手段２として回転モーターを採用した実施形態である。ボールネジ１０を回転させる事でピストンを往復運動させる。その他の構造は、実施の形態１と同じとした。
【００２６】
排気弁はピストンの動作によってシリンダ内が外気圧より低気圧になった場合は閉じ、高気圧になった場合は開く。吸気弁はピストンの動作によってシリンダ内が低気圧になった場合は開き、高気圧になった場合は閉じる。
シリンダ内の気圧が外気圧と同程度の場合は排気弁，吸気弁ともに閉じる様にバネ等にて微力が加わっている。
【００２７】
排気弁，吸気弁による開口面積は広い方が望ましい。広い方が吸排気動作時、空気の移動に対する抵抗が小さいので騒音と消費電力が小さくなる。
【００２８】
（実施の形態３）
本発明実施形態３を図４に示す。シリンダの右側と左側で排気弁，吸気弁を
逆に取り付け気体の流れ方向を逆にした実施形態である。
【００２９】
例えば、室外から室内への吸気と室内から室外への排気が同時に行える。
（実施の形態４）
本発明実施形態４を図５に示す。常時換気システムとした実施形態である。天井とほぼ同サイズでシリンダを設け内部の高さを２０ｃｍと想定する。
【００３０】
換気性能  ０．５（室／時間）を得るには、天井高さ２．４ｍの場合
２．４÷２÷０．２＝６往復  のピストン移動を１時間掛けて行えば良い。ゆっくりした動作となるので騒音が殆ど出ない利点がある。
【００３１】
ピストンの駆動手段としてエアーシリンダやベルト駆動でも実現出来る動作速度である。
【００３２】
実施形態３の構造を用いて吸入口より室内の気体を取込み室外へ排出し、吐出口より室外の気体を室内へ排出している。図４に集塵フィルタを記載していないが、吐出口で集塵フィルタを通す事で室内の空気を清浄に保つ事が出来る。
【符号の説明】
【００３３】
１    シリンダ
２    駆動手段
３    ピストン
４    排気弁
５    吸気弁
６    排気弁から吐出口へ気体を誘導する気路
７    吸込口から吸気弁へ気体を誘導する気路
８    油排出孔
９    油受け
１０    ボールネジ
１１    フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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