【手続補正書】
【提出日】平成16年12月17日(2004.12.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】        明細書
【発明の名称】  建物の自然換気装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】    建物の躯体１にガラス板等の外装板３を配置し、該外装板３に隣接させて壁面に外壁取入口５を形成し、上記躯体１に前記外壁取入口５に連通させて室内側に向けて立ち上がる方向で且つ室内に連通する風洞筒体７を設けると共に、該風洞筒体７内に風圧により揺動する自動開閉弁８を設け、自動開閉弁８に風圧に対する自動開閉弁８の開閉程度を変更させる重錘９を付設し、且つ、風洞筒体７を閉止状態とする上記自動開閉弁８のストッパ２０を風洞筒体７の内壁に設けることを特徴とする建物の自然換気装置。
【請求項２】    上記自動開閉弁８に、該自動開閉弁８を回転駆動する弁駆動装置２１を付設することを特徴とする請求項１記載の建物の自然換気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物、特に高層建築物や公共的な建物の自然換気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高層ビル等の窓や大型ガラス板を用いた外装板は、安全上の配慮、高重量に伴う開閉操作の困難性等から、解放できないような構造となっている場合が多い。このような場合は、一般的に、各階・室の換気は空調パイプによりビル単位で集中的に行うシステムが採用されている。該システムでは、強制換気となることから換気エネルギを必要とするばかりでなく、場所によっては空調のムラにより換気が不十分になって室内空気の汚れのおそれがあった。また、その換気の強制循環流により、室内にいる人が不快感を感ずることがあった。
【０００３】
そこで、居住環境や執務環境のより一層の快適さを実現するためには、各階・室において、窓を開けなくても外気を取り入れて自然換気ができる構造とすることが望ましい。従来の建物外壁に換気口を設けた空調装置は、例えば特公平６−８９９１２号公報に開示されている。該刊行物に開示の技術は、部屋の外壁に設けた換気口に連通する空気通路に熱交換器を設けて空調を行うものであるが、換気のみに限ってみれば、できるだけ自然な状態で穏やかな換気を行うことが省エネ、快適さ、健康上等の観点から望ましく、このような換気手段を実現することが望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本出願人は、先に特願平９−３４８３２号を提案している。本発明は、この先願発明を更に発展させたもので、自然力を利用して建物の換気をすること、特に穏やかな自然換気を行うことができる自然換気装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の建物の自然換気装置は、建物の躯体１にガラス板等の外装板３を配置し、該外装板３に隣接させて壁面に外壁取入口５を形成し、上記躯体１に前記外壁取入口５に連通させて室内側に向けて立ち上がる方向で且つ室内に連通する風洞筒体７を設けると共に、該風洞筒体７内に風圧により揺動する自動開閉弁８を設け、自動開閉弁８に風圧に対する自動開閉弁８の開閉程度を変更させる重錘９を付設し、且つ、風洞筒体７を閉止状態とする上記自動開閉弁８のストッパ２０を風洞筒体７の内壁に設けることを特徴とする。
【０００６】
請求項２記載の建物の定風量自然換気装置は、上記請求項１の手段に加えて、自動開閉弁８に、該自動開閉弁８を回転駆動する弁駆動装置２１を付設することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の態様】
以下に、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。図２は、本発明に係る自然換気装置Ａを採用した建物の部分正面図であり、建物の外壁として、躯体１及び外縦枠２に支持された多数のガラス板３・・及びガラリ４・・が配置されている。図３に示すように、上記各ガラス板３・・の室内側下部位置で、躯体アングル１ａ、１ａに支持された床板１ｂ上には自然換気装置Ａが配置されている。この自然換気装置Ａは、外壁面でガラリ４の内面に形成された外壁取入口５と、図４，５に示すように、室内側に設けられた給気入口６とで形成され、両口５，６に亘って空気の流通路（風洞筒体７）が形成されている。
【０００９】
そして、外壁取入口５に連通する風洞筒体７内に、室外の空気を取り入れ、更に、外気の風圧によって開状態となる自動開閉弁８を設ける。即ち、風速が大となるに従って、風圧力に応じて自動開閉弁８を「開」とする。また、重錘９の作用力の調整により、風速がゼロ、即ち風圧がない状態においても（室内外圧が同じでも）、僅かに「開」として穏やかな換気を行わせることもできる。更に、風速が設定値以上になると、付加的に設けた弁駆動装置２１により自動開閉弁８を「閉」とする。この操作は、手動操作とし、図５に示す室内側の給気入口６に設けた操作ボタン１１を操作することで、モータ（図外）により自動開閉弁８を「閉」とする（図１の実線に示す状態参照）。
【００１０】
本実施例は、主として換気のための外気取入れ装置を構成するものであるが、換気のためには室内空気の排出口が必要である。その手段として、図８に示す本自然換気システムの基本原理に示したように、室内側の給気入口６とは建物の反対側、或いは、同じ側の上部位置（図外）に排気口１０が設ける。
【００１１】
本実施例を適用する建物は、図２に示すように、左右に一定間隔で設けた上下方向の外縦枠２・・の間にガラス板からなる外装板３・・・を順次並置する。各外装板３・・・は、外縦枠２及び上・下枠１２・１３で支持させる。上記外縦枠２及び上・下枠１２，１３は、適宜建物の主枠や方立て１５（図５参照）に公知手段で固定する。各外装板２・・・の下部位置にはガラリ４が水平方向に長く配置される。
【００１２】
建物の自然換気装置Ａ（以下、「換気装置Ａ」と略称する）の外壁取入口５は、図２に示すように、外壁に配置されているが、外壁の外側には、ガラリ４が設けられ、上記外壁取入口５とガラリ４との中間位置にはフィルタ１４が配置される。外壁取入口５の室内側には、躯体１に固定して風洞筒体７を設け、外壁給気口５と風洞筒体７とを連通させる。風洞筒体７は、全体形状を鉛直断面においてＪ型、即ち、室内方向に立ち上がり状に形成しその中心部に風洞１６を形成する。風洞筒体７の下端部を下枠１３及び支持壁２３に固着具により一体に装着し、上端部を室内側の給気入口６に連結する。
【００１３】
風洞筒体７は、鉛直断面略方形のパイプ形状とし、アルミ合金等の金属合金を素材として形成した内壁筒７ａ及び外壁筒７ｂから形成し、これらの内外壁筒７ａ，７ｂ中間の間隙部にはガラスウール、ロックウール等の吸音材１７を配置する。風洞筒体７は、躯体１の複数箇所に設けた取付部により、建物の主枠や方立てに公知手段で固定する。風洞筒体７の室内側出口近傍、即ち、給気入口６には室内フィルタ１８を、風洞１６を横断するように配置し、また空気出入口外側近傍には風洞を横断するように防虫・防鳥用のフィルタ１４を配置する。なお、風洞筒体７の室内側の躯体には仕切壁２４を配置する。更に、風洞筒体７の風洞１６内には吹込風量を調整する自動開閉弁８を設ける。
【００１４】
自動開閉弁８は、図１に示すように、風洞の横断面形状の幅・長さと略同一長さで、一定厚みを有する方形状の平板として形成し、且つ支持軸１９，１９が付設され、該支持軸１９，１９を中心に揺動自在に配置する。自動開閉弁８は、図１の実線及び細線で示すように、設定角度の範囲内で回転自在となるように軸支する。そして、風洞筒体７の内壁には、自動開閉弁８の長辺側がこの位置以上に回転して下動しないようにストッパ２０を設ける。そして、空気の流れ方向における風圧の程度に応じて自動開閉弁８の長辺側が上動するように構成している。
【００１５】
自動開閉弁８は、図１に示すように、風速がゼロ（室内外同一圧）のとき略実線の位置とし、設定量だけ傾斜して風洞１６を略閉状態に保つ。例えば、風速が風速３ｍ／秒以下のときは、自動開閉弁８は実線の位置で、僅かな空気が換気されるように設定する。風速３ｍ／秒以上になると、風圧（空気流の運動エネルギー）により、自動開閉弁８は矢印α方向に回転し、その結果、風洞１６の空気の移動面積が大きくなり換気量が大となる。
【００１６】
自動開閉弁８を構成する外枠２の素材としては、合成樹脂或いはアルミ合金を用い、内部に風洞筒体７内と同じ防音素材を封入する。図１に示すように、自動開閉弁８が細線位置以上に回転することを防止すると共に、自動開閉弁８を閉方向に駆動する弁駆動装置２１を付設して、風速が一定値以上のとき、自動開閉弁８を閉止することができるようにする。上記自動開閉弁８の回転程度は重錘により調整可能とする。即ち、重錘９は自動開閉弁８との距離を変更させることによって、風圧に対する作用力を調整可能とする。この調整は自動開閉弁８取付時の初期設定時、或いはその後において調整が可能である。
【００１７】
弁駆動装置２１の操作部は、図５に示すように室内側にあり、自動開閉弁８を「閉」位置とするか、或いは、風速感知の「自然換気位置」とするかを選択できるように構成されている。弁駆動装置２１には、動力により回転駆動される押圧杆２１ａが自動開閉弁８の背後（風下側）に配置されており、自動開閉弁８を閉位置とする場合にのみ、自動開閉弁８を破線の位置から実線の位置に押圧し、ストッパ２０に当接させる。
【００１８】
排気口１０は、図８に示すように、取入口５を設けた壁面とは反対側の壁面に設けられ、壁に方形状に開口している。排気口１０には支持枠２７を介して支持軸２８が取り付けられ、排気窓２５が排気口１０に対して揺動自在、即ち開閉自在に軸架されている。排気窓枠２６の上部にはバランスウエイト２９が付設され、開閉が僅かな外力により行われるようになっている。排気口１０は取入口５の開閉と連動させる。従って、取入口５が「開」のときは、排気口１０も「開」、取入口５が「閉」のときは、排気口１０も「閉」となる。この開閉操作は風圧により自動的に行う。しかし、必要に応じて、手動で開閉できるようにしてもよい。
【００１９】
本実施例においては、外装板３の下枠１３に換気装置Ａを設けたことで、部屋の下部で外気の流入に伴う自然換気が行われることになる。このとき、各自動開閉弁８は、換気作用位置、閉止位置の各位置に適宜設定することになる。
【００２０】
図６は、実施例２を示しており、押圧杆２１ａの回転駆動を、実施例１同様に弁駆動装置２１で行うが、押圧杆２１ａには、バネ装置２１ｂにより自動開閉弁８を「閉」方向に常時付勢するように構成されている。そして、更に押圧杆２１ａと自動開閉弁８との間には、低温溶融金属素材、即ちヒューズ２１ｃが介装されており、火災発生時には、ヒューズ２１ｃが火災による熱で溶融することにより、押圧杆２１ａと自動開閉弁８とが分離状態になり、自動開閉弁８がバネ装置２１ｂにより、自動的に風洞筒体７を遮閉するように構成されている。
【００２１】
通常は、建物外に風向、風力、気温、湿度、晴雨を検知する気象検知手段と、室内に室温及び湿度を検知する室内検知手段とを設け、上記検知値に応じて自動制御手段を設けることにより、弁駆動装置２１をモータ（図外）により作動させて自動開閉弁８を開閉させ、もって給・排気口５，１０を開閉させる。
【００２２】
その作動機構として、外気取入口５と排気口１０は、下記の条件ａ〜ｅを全て満たしている状態において、制御手段により「開」とし、必要に応じて室内を空調する。
ａ．２２℃≦室内気温≦２６℃
ｂ．４０％≦室内湿度≦６０％
ｃ．１５℃≦外気温度＜室内温度
ｄ．風速 １〜７ｍ／ｓ
ｅ．降雨無し
【００２３】
更に、上記換気システムの制御部に、上記の「自動換気」、手動で給・排気口５，１０を開閉させる「手動換気」、又は、室内の煙を感知して作動する「排煙」の３つの動作状態に手動で選択可能とし、且つ「排煙」動作を自動的に最優先させる制御機構を設ける。更に、上記「手動換気」は、両口５，１０を「閉」とし、空調装置を作動させることが好ましい。
【００２４】
【発明の効果】
１．請求項１記載の発明によれば、風圧により開閉する自動開閉弁を設けることで、自然力（風圧）で換気が行われから、省エネと安全性に優れた装置が得られる。また、自動開閉弁の配置により、室外のホコリや騒音の侵入を抑制することで室内における快適空間を実現できるとともに、種々の風圧に対して、開閉の程度を設定できる。換言すれば、重錘の作用程度を調整することで換気量を調整できる。
【００２５】
２．請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の効果に加えて、必要に応じて、室内からの操作により、風圧に拘わらず自然換気装置Ａを「閉」に切り替えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の取入口の縦断面図。
【図２】同実施例を採用した建物の一部正面図。
【図３】同建物の部分縦断面図。
【図４】同建物の室内側の部分平面図。
【図５】図４の要部拡大図。
【図６】別実施例の図１に相当する縦断面図。
【図７】実施例の排気口の縦断面図。
【図８】本発明の基本原理図。
【符号の説明】
Ａ・・・自然換気装置
１・・・躯体
１ａ・・・躯体アングル
１ｂ・・・床板
２・・・外縦枠
３・・・ガラス板（外装板）
４・・・ガラリ
５・・・外壁取入口
６・・・（室内側の）給気入口
７・・・風洞筒体
７ａ・・・内壁筒
７ｂ・・・外壁筒
８・・・自動開閉弁
９・・・重錘
１０・・排気口
１１・・操作ボタン
１２・・上枠
１３・・下枠
１４・・フィルタ
１５・・方立て
１６・・風洞
１７・・吸音材
１８・・室内フィルタ
１９・・支持軸
２０・・ストッパ
２１・・弁駆動装置
２１ａ・・押圧杆
２１ｂ・・バネ装置
２１ｃ・・ヒューズ
２２・・外壁
２３・・支持壁
２４・・仕切壁
２５・・排気窓
２６・・排気窓枠
２７・・支持枠
２８・・支持軸
２９・・バランスウエイト