(57)【要約】【課題】製造コストが低減でき、且つ、屋根上に容易に施工することのできる、換気装置を提供することにある。【解決手段】家屋の屋根上に、上下が開口面となるように配置され、前記家屋内の居住空間と連通する、筒状の透光部と、箱状であり、前記透光部の上部開口面を被覆するように配置され、内部が前記透光部と連通する、排気ボックス部とを具備する。前記排気ボックス部には、前記排気ボックス部内を外部と連通させる外部接続口が設けられている。前記透光部は、太陽光が前記透光部内に入射するように、透光性材料により形成されている。前記排気ボックス部は、前記透光部とは別の材料により形成される。前記透光部内の空気が太陽光に暖められたときに、前記透光部内の空気の比重が小さくなり、前記家屋の部屋から前記透光部及び前記排気ボックスを介して外部に流れる空気流が生成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
家屋の屋根上に、上下が開口面となるように配置され、前記家屋内の居住空間と連通する、筒状の透光部と、
箱状であり、前記透光部の上部開口面を被覆するように配置され、内部が前記透光部と連通する、排気ボックス部と、
を具備し、
前記排気ボックス部には、前記排気ボックス部内を外部と連通させる外部接続口が設けられており、
前記透光部は、太陽光が前記透光部内に入射するように、透光性材料により形成されており、
前記排気ボックス部は、前記透光部とは別の材料により形成され、
前記透光部内の空気が太陽光に暖められたときに、前記透光部内の空気の比重が小さくなり、前記家屋の部屋から前記透光部及び前記排気ボックスを介して外部に流れる空気流が生成される
換気装置。
【請求項２】
請求項１に記載された換気装置であって、
前記透光部の内壁の一部には、前記透光部内に入射した太陽光を受けて熱を放射する、集熱板が貼り付けられている
換気装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された換気装置であって、
前記透光性材料は、ガラス材料又はアクリル製樹脂材料である
換気装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載された換気装置であって、
更に、
前記家屋の屋根面上に配置された太陽電池パネルと、
前記屋根面と前記太陽電池パネルとの間に形成され、一端で外部と連通する、隙間空間と、
前記隙間空間と前記排気ボックス部とを連通させる、パッシブソーラー用ダクトと、
前記パッシブソーラー用ダクトに介装された熱交換器と、
を具備し、
前記パッシブソーラー用ダクトは、前記透光部の内部を通って前記排気ボックス部の底部に接続されており、
前記透光部内で前記パッシブソーラー用ダクトの空気が温められたときに、前記パッシブソーラー用ダクト内の空気の比重が小さくなり、前記隙間空間から前記パッシブソーラー用ダクト及び前記排気ボックス部を介して外部に流れる空気流が生成される
換気装置。
【請求項５】
請求項４に記載された換気装置であって、
前記家屋には、蓄熱材が配置された床下空間が形成されており、
前記隙間空間は、床下用ダクトを介して、前記床下空間と接続されており、
前記床下用ダクトには、前記隙間空間内の空気を前記床下空間に導くファンが設けられている
換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
家屋内に設けられた部屋は、常に新鮮な空気で満たされることが好ましい。このため、換気が行われる。
【０００３】
家屋の換気に関する技術が、特許文献１（実開昭６０−１７３８３４号公報）に記載されている。特許文献１には、家屋の上部に設けられた換気口と連通する通路及び排気口を設け、棟換気体上部に設置した太陽電池により駆動するファンにより、換気が行われることが記載されている。
【０００４】
特許文献１のように、ファンを用いて換気を行う場合、ファンを動かすために電力が消費される。エネルギー節約の観点から、換気に用いられるエネルギーは、節約されることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６０−１７３８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者は、換気に要するエネルギーを低減するため、ベンチレーションボックス（集熱箱）を用いることを考えた。この集熱箱は、家屋の屋根上に配置される。集熱箱には、集熱箱の内部が外部と連通するように、開口が設けられる。集熱箱は、内部に太陽光が入射するように、ガラスなどの透光性材料により形成される。集熱箱は、家屋内の居住空間と接続される。このような集熱箱を用いると、太陽光が集熱箱内に入射したときに、集熱箱内の空気温度が上昇する。温度が上昇した空気は、膨張し、比重が小さくなる。これにより、集熱箱内の空気が開口から外部へ流れる。その結果、居住空間から集熱箱を介して外部へ流れる空気流が生成され、居住空間が換気される。このような集熱箱は、換気に要するエネルギーとして、人工的なエネルギーを必要としない。太陽光を利用し、自然に換気を行うことができる。
【０００７】
しかしながら、ガラスなどの透光性材料を所望の形状に加工して集熱箱を製造した場合、集熱箱の形状によっては製造コストが高くなってしまうことがある。また、集熱箱の形状によっては、屋根上に集熱箱を取り付ける作業が難しくなることがある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、製造コストが低減でき、且つ、屋根上に容易に施工することのできる、換気装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１０】
本発明に係る換気装置は、家屋の屋根上に、上下が開口面となるように配置され、下部開口面で家屋内の居住空間（６）と連通する、筒状の透光部（１６）と、箱状であり、透光部（１６）の上部開口面を被覆するように配置され、内部が透光部（１６）と連通する、排気ボックス部（１７）とを具備する。排気ボックス部（１７）には、排気ボックス部（１７）内を外部と連通させる外部接続口（１５）が設けられている。透光部（１６）は、太陽光が集熱箱（１６）内に入射するように、透光性材料により形成されている。排気ボックス部（１７）は、透光部（１６）とは別の材料により形成される。透光部（１６）内の空気が太陽光に暖められたときに、透光部（１６）内の空気の比重が小さくなり、家屋の居住空間（６）から透光部（１６）及び排気ボックス（１７）を介して外部に流れる空気流が生成される。この発明によれば、太陽光を入射させる部分である透光部（１６）が、比較的単純な形状である筒状、又は角状に形成される。透光性材料により形成される部分の構成を単純化することができるので、安価に換気装置を構成することができる。また、透光部（１６）と排気ボックス部（１７）とが別部材であるため、それぞれの部材を簡単に取り付けることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、製造コストが低減でき、且つ、屋根上に容易に施工することのできる、換気装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】換気装置が取り付けられた家屋を示す概略図である。
【図２】太陽電池を示す斜視図である。
【図３】集熱箱を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態にかかる換気装置が取り付けられた家屋３０を示す概略図である。
【００１５】
図１に示されるように、家屋３０の屋根上には、エアチャンバ２１が設けられている。エアチャンバ２１上には、熱交換器３及び断熱材２を介して、集熱箱１（換気装置）が取り付けられている。集熱箱１には、外部と内部とを連通させる開口（１４、１５）が設けられている。また、集熱箱１は、換気扉を介して、家屋３０内の居住空間６と連通している。また、集熱箱１とエアチャンバ２１との間には、ダクト４（パッシブソーラー用ダクト）が取り付けられている。ダクト４により、集熱箱１とエアチャンバ２１とが連通している。ダクト４の途中には、ファン２６が取り付けられている。
【００１６】
上述した換気装置の概略動作について説明する。
【００１７】
集熱箱２には、太陽光が照射される。これにより、集熱箱２内の空気温度が上昇する。集熱箱２内の空気は、温度上昇により膨張し、比重が小さくなる。その結果、集熱箱２内の空気は、開口（１４、１５）を介して外部へ排気される。換気扉が開放されていれば、居住空間６内の空気が、集熱箱２内に誘引される。すなわち、居住空間６から集熱箱１を介して外部に流れる空気流が生成する。この空気流により、居住空間６の換気が行われる。換気を行うために人工的なエネルギーは必要なく、自然に換気が行われる。
【００１８】
また、この換気装置には、太陽光発電システムに関する工夫も施されている。以下に、この点について説明する。
【００１９】
家屋３０の屋根上には、更に、太陽電池８が取り付けられている。太陽電池８は、屋根との間に隙間空間９が形成されるように、配置されている。隙間空間９の一端は、外気取り入れ口９１を形成している。隙間空間９は、外気取り入れ口９１を介して、外部に連通している。また、隙間空間９の他端は、エアチャンバ２１に接続されている。すなわち、隙間空間９は、エアチャンバ２１及びダクト４を介して、集熱箱１と連通している。
【００２０】
図２は、太陽電池８を示す斜視図である。太陽電池８は、屋根のほぼ全面に配置されるが、図２においては、説明の便宜上、太陽電池８の一部が取り除かれた状態が示されている。図２に示されるように、隙間空間９には、隙間空間９に導入された空気がエアチャンバ２１へ導かれるように、ガイド板９２が設けられている。
【００２１】
再び図１を参照する。家屋３０内には、居住空間６の下方に、床下空間７が形成されている。床下空間７には、蓄熱材２２が配置されている。床下空間７は、ダクト１１（床下用ダクト）を介して、エアチャンバ２１に接続されている。ダクト１１とエアチャンバ２１との接続部分には、弁１０が設けられている。また、ダクト１１には、ファン１２が取り付けられている。
【００２２】
上述のような構成によれば、集熱箱１内の空気温度が上昇すると、隙間空間９の空気が、エアチャンバ２１を介して集熱箱１内に誘引される。ここで、隙間空間９上に配置された太陽電池８に対しては、太陽光が照射される。太陽光の照射により、太陽電池８の温度が上昇する。隙間空間９から集熱箱２に向かう空気の流れにより、太陽電池８と隙間空間９との間の熱交換が促進される。太陽電池８は、温度が過度に高まると、発電効率が低下することがある。しかし、太陽電池８と隙間空間９との間で熱交換が促進されるため、太陽電池８の温度上昇が抑制される。これにより、太陽電池８の発電効率が低下することが防止される。また、隙間空間９内の空気は、ダクト４に導かれたときに、熱交換器３との間で熱交換される。熱交換器３がダクト４内の空気から受け取った熱は、給湯などのエネルギーとして利用される。尚、隙間空間９から集熱箱２へ向かう空気流の生成が不十分である場合には、ファン２６が駆動され、空気流の不足分が補われる。このように、集熱箱１により隙間空間９内の空気が誘引されることにより、太陽電池８の温度上昇を防止することができる。更に、隙間空間９の熱を、熱交換器３によって有効利用することが可能となる。
【００２３】
更に、冬季には、弁１０が開放される。そして、ファン１２により、エアチャンバ２１内の空気が床下空間７へと導かれる。すなわち、隙間空間９内で太陽電池８から熱を受け取った空気が、床下空間７へと導かれる。床下空間７へ導かれた空気により、蓄熱材２２が蓄熱される。蓄熱材２２の熱は、居住空間６に放射される。これにより、居住空間６が暖められる。このように、冬季には、太陽電池８に照射された太陽光を利用して、居住空間６の暖房機能を実現することができる。
【００２４】
ここで、本実施形態では、集熱箱１を安価に構成し、さらに施工性を高めるための工夫が施されている。図３は、集熱箱１を示す側面図である。図３を参照しつつ、集熱箱１について詳細に説明する。
【００２５】
図３に示されるように、集熱箱１は、断熱材２上に設けられた透光部１６と、透光部１６上に設けられた排気ボックス部１７とを備えている。透光部１６と排気ボックス部１７とは、別々の部材により形成されている。
【００２６】
透光部１６は、集熱箱１内に太陽光を取り込む部分である。太陽光を取り込むため、透光部１６は、透光性材料により形成される。透光部１６は、例えば、ガラス、及び透明なアクリル樹脂などにより形成することができる。透光部１６は、筒状である。透光部１６は、開口面が上下に位置するように、断熱材２上に取り付けられている。また、透光部１６の内壁の一部には、集熱板２３が貼り付けられている。集熱板２３は、集熱箱１内に取り込まれた太陽光を受けて熱を放射するものである。集熱板２３としては、例えば、アルミ板などの金属板を用いることができる。
【００２７】
また、エアチャンバ２１に接続されるダクト４は、透光部１６内を通って排気ボックス部１７に接続されている。ダクト４は、例えば、アルミ製である。ダクト４の外壁も、集熱板２３と同様に、集熱箱１内に取り込まれた太陽光により熱を放射する機能を有している。
【００２８】
排気ボックス部１７は、集熱箱１内の空気を外部に導く部分である。排気ボックス部１７は、箱状である。排気ボックス部１７は、透光部１６の上面を覆うように取り付けられている。排気ボックス部１７内には、仕切り板２０が取り付けられている。この仕切り板２０により、排気ボックス部１７の内部は、二つの室（第１室２４及び第２室２５）に分割されている。排気ボックス部１７は、成形性が透光部１６よりも高い材料（例えば、プラスチック材料）により形成される。
【００２９】
第１室２４では、底面に、透光部１６と排気ボックス部１７内とを連通させる開口１９が設けられている。また、第１室２４の側面には、第１室２４内の空気を外部に排気するための開口１５が設けられている。このような構成により、居住空間６から透明光部１６へ誘引された空気は、開口１９及び開口１５を介して、外部へ排出される。
【００３０】
一方、第２室２５では、底面に、ダクト４が連結される開口１８が設けられている。また、第２室２５の側面には、第２室２５内の空気を外部へ排気するための開口１４が設けられている。このような構成により、隙間空間９からダクト４へ導かれた空気は、開口１８及び開口１４を介して、外部へ排出される。
【００３１】
上述のように、透光部１６と排気ボックス部１７とを別の材料により形成することにより、透光部１６の構成を単純化することが可能である。このため、透光部１６の加工費用を低減することができ、集熱箱１を安価に構成できる。
【００３２】
また、集熱箱１を屋根上に取り付ける際には、まず、透光部１６を、断熱材２上に取り付ける。その後、排気ボックス部１７を、開口１８にダクト４が接続されるように、透光部１６上に取り付ける。このような簡単な作業により、集熱箱１を取り付けることができる。
【００３３】
また、本実施形態では、ダクト４が透光部１６内を通過するように、集熱箱１が取り付けられている。これにより、透光部１６内において太陽光を熱として放射する部分の面積を増やすことができ、集熱箱１内の空気を効率よく暖めることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  ソーラーベンチレーションボックス（集熱箱）
２  断熱材
３  熱交換器
４  ダクト
６  居住空間
７  床下空間
８  太陽電池
９  隙間
１０  弁
１１  ダクト
１２  ファン
１４  開口
１５  開口
１６  透光部
１７  排気ボックス部
１８  開口
１９  開口
２０  仕切り板
２１  エアチャンバ
２２  蓄熱材
２３  集熱板
２４  第１室
２５  第２室
２６  ファン
３０  家屋
９１  外気取り入れ口
９２  ガイド板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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