(57)【要約】【課題】フィルターへの付着物を効率よく除去してメンテナンスを不要とすると同時に、フィルターへの結露やカビの発生が懸念されるような環境においても安定した換気動作を実現する。【解決手段】外壁に複数の吸排気口１１を備えた中空の換気対象物１０の各吸排気口に装備されて換気対象物内の気体と外部の気体とを吸排気する給排気ファン１２と、各吸排気口を出入りする気体中から異物を除去するフィルター１３と、各給排気ファンの駆動を個別に制御して吸排気動作を制御する制御手段（２０）と、を備えた換気装置であって、制御手段は、給排気ファンが給気動作状態にある給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速が、給排気ファンが排気動作状態にある他の給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速よりも大きくなるように各給排気ファンを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外壁に複数の吸排気口を備えた中空の換気対象物の前記各吸排気口に装備されて該換気対象物内の気体と外部の気体とを吸排気する給排気ファンと、該各吸排気口を出入りする気体中から異物を除去するフィルターと、前記各給排気ファンの駆動を個別に制御して吸排気動作を制御する制御手段と、を備えた換気装置であって、
前記制御手段は、給気動作状態にある前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速が、排気動作状態にある他の前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速よりも大きくなるように前記各給排気ファンを制御することを特徴とする換気装置。
【請求項２】
外壁に複数の吸排気口を備えた中空の換気対象物の前記各吸排気口に装備されて該換気対象物内の気体と外部の気体とを吸排気する給排気ファンと、該各吸排気口を出入りする気体中から異物を除去するフィルターと、前記各給排気ファンの駆動を個別に制御して吸排気動作を制御する制御手段と、を備えた換気装置であって、
前記制御手段は、前記給排気ファンが排気動作状態にある前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速が、前記給排気ファンが給気動作状態にある他の前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速よりも大きくなるように前記各給排気ファンを制御することを特徴とする換気装置。
【請求項３】
前記制御手段は、給気動作状態にある前記給排気ファンの数と排気動作状態にある前記給排気ファンの数を制御することにより、前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の換気装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記給排気ファンの動作状態を順次切り替える制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の換気装置。
【請求項５】
前記給排気口は、常時開口している小給排気口と気流の向きに応じて開閉する開閉部とを有する流速制御板を備え、前記開閉部は給気方向又は排気方向の一方向にのみ気体を流すように開閉し、前記小給排気口は気流通過時に前記フィルター表面に沿って移動しつつ気体を通過させることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の換気装置。
【請求項６】
外壁に複数の吸排気口を備えた中空の換気対象物の前記各吸排気口と連通可能に構成された給気ダクト及び排気ダクトと、前記給気ダクトに装備されて前記換気対象物の外部の気体を前記換気対象物内に給気する給気ファンと、前記排気ダクトに装備されて前記換気対象物内の気体を外部に排気する排気ファンと、前記各吸排気口を出入りする気体中から異物を除去するフィルターと、前記各給排気口に装備されて前記給気ダクト又は前記排気ダクトとの連通、非連通状態を切り替える切替弁と、前記各切替弁を個別に制御して前記各給排気口の給排気動作状態を制御する制御手段と、を備えた換気装置であって、
前記制御手段は、給気動作状態にある前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速が、排気動作状態にある他の前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速よりも大きくなるように前記切替弁を制御することを特徴とする換気装置。
【請求項７】
外壁に複数の吸排気口を備えた中空の換気対象物の前記各吸排気口と連通可能に構成された給気ダクト及び排気ダクトと、前記給気ダクトに装備されて前記換気対象物の外部の気体を前記換気対象物内に給気する給気ファンと、前記排気ダクトに装備されて前記換気対象物内の気体を外部に排気する排気ファンと、前記各吸排気口を出入りする気体中から異物を除去するフィルターと、前記各給排気口に装備されて前記給気ダクト又は前記排気ダクトとの連通、非連通状態を切り替える切替弁と、前記各切替弁を個別に制御して前記各給排気口の給排気動作状態を制御する制御手段と、を備えた換気装置であって、
前記制御手段は、排気動作状態にある前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速が、給気動作状態にある他の前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速よりも大きくなるように前記切替弁を制御することを特徴とする換気装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の換気装置を備えたことを特徴とする発酵処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部からほこりや粉塵、花粉などの浮遊物が各種装置や部屋等の内部へ侵入することを防いだり、装置等の内部で発生したこれら浮遊物が外部へ排出されることを防ぐと同時に、装置内や室内などの換気を行う換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生ゴミや汚泥などを処理する発酵処理装置や乾燥装置の内部、或いは室内で発生した水蒸気やガス、臭気の除去、酸素や二酸化炭素濃度の維持、或いは内部の冷却といった目的において使用される換気装置の多くには、外部からのほこりや粉塵等の浮遊物を除去したり、内部で発生したこれら浮遊物の外部への排出を防ぐためにフィルターが装着されている。このフィルターは時間の経過とともに目詰まりによって流量が低下するため、定期的に清掃して付着物を除去する必要がある。
ほこりや粉塵等の浮遊物の集塵を目的とした装置の分野では、このようなフィルターの清掃の手間を省き、自動的にフィルターの目詰まりを除去して安定した動作を得るために種々の発明がなされている。例えば特許文献１には、ブラシをフィルターに当てて自動的に清掃する方法が記載されている。また、例えば特許文献２には、フィルターを振動させて付着物を除去する方法が記載されている。また、特許文献３には、外側から内側へ空気吸い込みながら異物を集塵する円筒形のフィルターが記載されており、フィルターを回転させて遠心力で付着物を除去するフィルターの清掃方法が記載されている。さらに、特許文献４には、遠心力に加えて円筒内部から外部に向かう気流を発生させてフィルターへの付着物を除去する方法が記載されている。
換気を必要とする装置にもフィルターが取り付けられており、このような装置として例えば生物処理による生ゴミ処理装置を挙げることができる。生ゴミ処理装置においては、装置内部の水蒸気を排出したり、微生物の代謝に必要な空気を供給するために、装置内部を換気する必要がある。換気の際、装置内部で発生する粉塵等を外部へ排出させないために、排気口にフィルターを装着するのが一般的である。フィルターが目詰まりして換気量が不足すると、発酵処理に必要な微生物の代謝が損なわれるだけでなく、装置内に湿気がたまり腐敗を生じる原因にもなるので、定期的なフィルターの清掃が重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１乃至４においては、フィルターへの付着物を自動的に除去している。しかし、除去した付着物を集塵ボックス等の所定の領域に溜めるため、集塵ボックスが一杯になった段階で廃棄作業を行う必要があり、実際には定期的なメンテナンスが必要であるといった問題がある。
特に、上記した生ゴミ処理装置の例のような場合、攪拌動作によって装置内部に多量の粉塵が発生する場合があり、特許文献１乃至４に記載された方法では、頻繁にメンテナンスしなければならないという問題がある。また、装置内部が高温多湿となるため、フィルターや排気口において結露し易く、結露によってフィルターの流量が低下したり、カビが発生したりするなどの不具合を生じることもある。また、フィルターから除去した付着物を装置内部に保管している間に、カビが発生する虞があるという問題がある。高温多湿の空気を排気することによる不具合は、生ゴミ処理装置だけでなく、乾燥機においても同様に生ずる問題である。
また、特許文献３や特許文献４においては、フィルター清掃時に換気が停止してしまうため、常時換気を必要とする生ゴミ処理装置や乾燥機などで使用するには適さないという問題がある。
【０００４】
ところで、特許文献１乃至４のフィルターは浮遊物を集塵するために装着されるものであるが、生ゴミ処理装置に装着されるフィルターは内部に存在する浮遊物が外部に排出されることを防ぐために装着されるものであり、両者には装着目的の違いがある。例えば、生ゴミ処理装置の装置内部のように、浮遊物が存在していても問題ないような場合には、フィルターへの付着物を除去して格納しておく必要性は全くない。逆に、フィルターを装着する目的が外部からの浮遊物の侵入を防ぐことであって、外部に浮遊物が存在していても問題ないような場合も同様である。
上記した生ゴミ処理装置の場合、内部で発生した粉塵が外部に排出されなければよく、粉塵が内部に溜まっても問題はない。また、住宅用の換気装置においては、人体に有害とされるガスを屋外へ排出することが目的であり、室内のほこり等を集塵しなくても実用上問題はない。むしろ、定期的なメンテナンスを怠って換気量を低下させたり、カビを発生させたりすることの方が問題である。
本発明は、以上に説明したような問題に鑑みてなされたものであり、フィルターへの付着物を効率よく除去してメンテナンスを不要とすると同時に、フィルターへの結露やカビの発生が懸念されるような環境においては、このような不具合を解消し、安定した換気動作を実現できる換気装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、外壁に複数の吸排気口を備えた中空の換気対象物の前記各吸排気口に装備されて該換気対象物内の気体と外部の気体とを吸排気する給排気ファンと、該各吸排気口を出入りする気体中から異物を除去するフィルターと、前記各給排気ファンの駆動を個別に制御して吸排気動作を制御する制御手段と、を備えた換気装置であって、前記制御手段は、給気動作状態にある前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速が、排気動作状態にある他の前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速よりも大きくなるように前記各給排気ファンを制御することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、外壁に複数の吸排気口を備えた中空の換気対象物の前記各吸排気口に装備されて該換気対象物内の気体と外部の気体とを吸排気する給排気ファンと、該各吸排気口を出入りする気体中から異物を除去するフィルターと、前記各給排気ファンの駆動を個別に制御して吸排気動作を制御する制御手段と、を備えた換気装置であって、前記制御手段は、前記給排気ファンが排気動作状態にある前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速が、前記給排気ファンが給気動作状態にある他の前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速よりも大きくなるように前記各給排気ファンを制御することを特徴とする。
【０００６】
請求項３に記載の発明は、前記制御手段は、給気動作状態にある前記給排気ファンの数と排気動作状態にある前記給排気ファンの数を制御することにより、前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速を変化させる請求項１又は２に記載の換気装置を特徴とする。
請求項４に記載の発明は、前記制御手段は、前記給排気ファンの動作状態を順次切り替える制御を行う請求項１乃至３の何れか一項に記載の換気装置を特徴とする。
請求項５に記載の発明は、前記給排気口は、常時開口している小給排気口と気流の向きに応じて開閉する開閉部とを有する流速制御板を備え、前記開閉部は給気方向又は排気方向の一方向にのみ気体を流すように開閉し、前記小給排気口は気流通過時に前記フィルター表面に沿って移動しつつ気体を通過させる請求項１乃至４の何れか一項に記載の換気装置を特徴とする。
【０００７】
請求項６に記載の発明は、外壁に複数の吸排気口を備えた中空の換気対象物の前記各吸排気口と連通可能に構成された給気ダクト及び排気ダクトと、前記給気ダクトに装備されて前記換気対象物の外部の気体を前記換気対象物内に給気する給気ファンと、前記排気ダクトに装備されて前記換気対象物内の気体を外部に排気する排気ファンと、前記各吸排気口を出入りする気体中から異物を除去するフィルターと、前記各給排気口に装備されて前記給気ダクト又は前記排気ダクトとの連通、非連通状態を切り替える切替弁と、前記各切替弁を個別に制御して前記各給排気口の給排気動作状態を制御する制御手段と、を備えた換気装置であって、前記制御手段は、給気動作状態にある前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速が、排気動作状態にある他の前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速よりも大きくなるように前記切替弁を制御することを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、外壁に複数の吸排気口を備えた中空の換気対象物の前記各吸排気口と連通可能に構成された給気ダクト及び排気ダクトと、前記給気ダクトに装備されて前記換気対象物の外部の気体を前記換気対象物内に給気する給気ファンと、前記排気ダクトに装備されて前記換気対象物内の気体を外部に排気する排気ファンと、前記各吸排気口を出入りする気体中から異物を除去するフィルターと、前記各給排気口に装備されて前記給気ダクト又は前記排気ダクトとの連通、非連通状態を切り替える切替弁と、前記各切替弁を個別に制御して前記各給排気口の給排気動作状態を制御する制御手段と、を備えた換気装置であって、前記制御手段は、排気動作状態にある前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速が、給気動作状態にある他の前記給排気口に設けられたフィルターを通過する気体の流速よりも大きくなるように前記切替弁を制御することを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れか一項に記載の換気装置を備えた発酵処理装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明においては、フィルターに付着した異物を除去する向きの流速が、フィルターに異物が付着する向きの流速よりも大きくなるように各給排気ファンを制御する。すなわち、主としてフィルターへ粉塵等が付着する向きの気流に対し、これより早い流速の逆向きの気流を、換気を停止させずにフィルターに当てて付着物を除去するようになっているので、フィルターの目詰まりを防止するためのメンテナンス（例えば、定期的なフィルターの清掃。）を行う必要がなく、長期間安定した換気動作を行うことができる。また、フィルターへの結露やカビの発生が懸念されるような環境においては、上記した逆向きの気流によってフィルターを乾燥させることができるので、結露による流量低下やカビの発生などを防止して長期間の間、安定かつ安全な換気動作を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る換気装置を示す図である。
【図２】４つの給排気口を有する給排気装置の各給排気ファンの動作を示したタイミングチャート図である。
【図３】第２の実施形態に係る換気装置の概略正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】発酵処理装置を正面から見た概略断面図である。
【図６】図５に示す発酵処理装置の上面図である。
【図７】給排気ファンの具体的な構成を示した模式図である。
【図８】第４の実施形態に係る給排気口の概略断面図である。
【図９】図８の給排気口をＢ方向から見た図である。
【図１０】流速制御板の開閉部の断面構造を模式的に示した図であり、（ａ）は給気動作状態を示す図であり、（ｂ）は排気動作状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態について図１に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る換気装置を示す図である。本実施形態に係る換気装置は、給気及び排気を行う給排気口の気流方向及び流速を所定のタイミングで変更する点に特徴がある。
本実施形態に係る換気装置１は、内部に気体Ｇ０を有した中空の換気対象物１０（給排気対象物）の外壁に複数の給排気口１１（１１−１、１１−２、・・・、１１−ｎ。ｎは２以上。以下同様。）を備えている。各給排気口１１は、換気対象物１０内部の気体Ｇ０と外部の気体Ｇ１とを双方向で給排気する給排気ファン１２（１２−１、１２−２、・・・、１２−ｎ）（気流発生手段）と、各給排気口１１を出入りする気体中から異物を除去して粉塵等の出入りを防止するフィルター１３（１３−１、１３−２、・・・、１３−ｎ）と、を備えている。各給排気口１１は、同一の構成である。また換気装置１は、各給排気ファン１２の駆動を個別に制御して吸排気動作、及び吸排気タイミングを制御する給排気制御ユニット２０（制御手段）を備えている。
【００１１】
この図では、給排気ファン１２として羽とモータが一体化したファンモータを例示したが、この他にも、遠心ファン（例えばシロッコファン、ターボファンなど）や軸流ファン、或いはブロアなどを用いた構成も可能である。
本実施形態においては、いずれの給排気口１１においても、給排気ファン１２を動作させた場合の気流の向きが換気対象物１０内部の気体Ｇ０を換気対象物１０の外部へ放出する方向（排気方向）となるように構成されている。給排気ファン１２は、稼動及び停止の切り替え動作、つまりＯＮ−ＯＦＦ動作が可能な構成となっており、このＯＮ−ＯＦＦ動作制御は、給排気制御ユニット２０によってそれぞれの給排気口１１において独立に制御できるようになっている。
フィルター１３は給排気口１１内に装着され、給排気口１１を出入りする気体中から異物を除去する。フィルター１３としては、化学繊維やガラス繊維による不織布フィルター、ＨＥＰＡフィルター（High Efficiency Particulate Air Filter）、ＵＬＰＡフィルター（Ultra Low Penetration Air Filter）、或いはスポンジフィルター、ウレタンフィルターなどを用いることができる。どのような捕集能力のフィルターを用いるかは、捕集する粉塵等の大きさによって適宜選択する。例えば、大きさが数十ミクロン以上であれば、この大きさの粉塵を捕集できる不織布フィルター（粗塵用エアフィルターなど）を用いることができる。
給排気制御ユニット２０は、換気動作の開始及び停止の制御を行うとともに、各給排気口１１の給排気ファン１２を所定の規則に従って電気的に制御することによって、給排気の切り替えおよび流速制御を実現するものである。
【００１２】
以下、給排気制御ユニット２０を用いた給排気口１１の動作について説明する。換気動作中においては、ｎ個の給排気口１１の一部が排気動作を行い、残りが給気動作を行うように各給排気ファン１２を制御するようになっている。本実施形態における給排気ファン１２は排気動作のみを行うので、ここにいう排気動作とは給排気ファン１２を稼動させることであり、給気動作とは給排気ファン１２に通電せずに停止させた状態にて自然給気させることである。給排気制御ユニット２０は、所定の時間間隔で排気動作または給気動作を行う給排気口１１を順次切り替え、給排気動作を停止することなく連続して換気動作させた場合、全ての給排気口１１に対して均等に排気動作の時間および給気動作の時間が割り当てられるように、給排気動作及び給排気タイミングを制御する。
このとき、給排気制御ユニット２０は、給排気ファン１２を稼動させて排気動作を行う給排気口１１の数が半数より多くなるように制御する。つまり、ｎが偶数であっても奇数であっても、排気動作を行う給排気口１１の数がｎ／２より多くなるように制御する。このような制御を行うことにより、給気方向に流れる気体の流速を排気方向に流れる気体の流速よりも速くする。言い換えれば、フィルターに付着した異物を除去する方向の流速が、フィルターに異物が付着する方向の流速よりも速くなるように制御する。
例えば、給排気口１１が全部で４つの場合（ｎが４の場合）、４の半数未満である１つの給排気ファン１２が給気動作を行い、残り３つの給排気ファン１２が排気動作を行うように常に制御される。そして、給気動作を行う給排気口１１は、所定の時間間隔（例えば１５分間隔）で順次切り替わるように制御される。時間制御については、タイマーを用いることによって実現可能である。
【００１３】
上述の動作を図２に基づいて具体的に説明する。図２は、４つの給排気口を有する給排気装置の各給排気ファンの動作を示したタイミングチャート図である。
〈状態１：時間０〜Ｔ〉
まず、給排気口１１−１が給気状態、すなわち給排気ファン１２−１に通電されていない状態である。他の給排気ファン１２−２乃至１２−４に通電されて、給排気口１１−２乃至１１−４は排気状態である。この状態が所定時間間隔Ｔだけ継続される。
〈状態２：時間Ｔ〜２Ｔ〉
次に、給排気ファン１２−１に通電されて、給排気口１１−１が排気状態に切り替わる。同時に給排気ファン１２−２の通電が停止し、給排気口１１−２が給気状態に切り替わる。また、給排気口１１−３、１１−４については、引き続き排気状態である。この状態が所定時間間隔Ｔだけ継続される。
〈状態３：時間２Ｔ〜３Ｔ〉
次に、給排気ファン１２−２に通電されて、給排気口１１−２が排気状態に切り替わる。同時に給排気ファン１２−３の通電が停止し、給排気口１１−３が給気状態に切り替わる。また、給排気口１１−４、１１−１については、引き続き排気状態である。この状態が所定時間間隔Ｔだけ継続される。
〈状態４：時間３Ｔ〜４Ｔ〉
次に、給排気ファン１２−３に通電されて、給排気口１１−３が排気状態に切り替わる。同時に給排気ファン１２−４の通電が停止し、給排気口１１−４が給気状態に切り替わる。また、給排気口１１−１、１１−２については、引き続き排気状態である。この状態が所定時間間隔Ｔだけ継続され、状態１に戻る。
【００１４】
以後、給排気制御ユニット２０は、時間Ｔが経過する毎に、給排気口１１の給排気方向を順次切り替える制御を繰り返し行う。ここでは、給気動作に切り替える給排気口１１の順番を給排気口１１−１から給排気口１１−４まで順次切り替える方法を例示したが、この順番に限定されるものではない。
このような給排気動作の切り替えを行うと、排気動作によってこの給排気口１１のフィルター１３に換気対象物１０内部に存在した粉塵等が付着しても、給気動作への切り替えによって、フィルター１３を通過する気流の向きが逆になると同時に、気体の流速が速くなるため、この気流によってフィルター１３の付着物を効果的に除去して目詰まりを防止することができる。すなわち、主としてフィルターへ粉塵等が付着する向きの気流に対し、これより早い流速の逆向きの気流を、換気を停止させずにフィルターに当てて付着物を除去するようになっているので、フィルターの目詰まりを防止するためのメンテナンス（例えば、定期的なフィルターの清掃）を行う必要がなく、長期間安定した換気動作を行うことができる。
【００１５】
また、換気対象物１０内部が高温多湿である場合も、上述の給気動作と排気動作を所定のタイミングにて切り替える制御が有効である。すなわち、換気対象物１０内部が高温多湿である場合は、排気動作中にフィルター１３が結露しやすい。しかし、結露した給排気口１１を給気動作に切り替えて、フィルター１３に比較的湿度の低い外気を通過させることにより、結露を除去し、乾燥させることができる。従って、結露発生による流量の低下や、カビの発生などを防止して長期間、安定かつ安全な換気動作を行うことができる。
また、給排気口１１における流速が給気動作中と排気動作中で変化するのは、換気対象物１０内部に流入する気体量と外部へ流出する気体量が同じであるにもかかわらず、給気動作中の給排気口１１の数と排気動作中の給排気口１１の数が異なるように制御しているためである。本実施形態においては、給気動作中の給排気口１１の数より排気動作中の給排気口１１の数の方が多くなるように制御しているため、排気動作をする給排気口中の流速より給気動作をする給排気口中の流速を速くすることができる。排気動作させる給排気口と給気動作させる給排気口の数の差が大きい方が排気と給気の切り替えによる流速の変化は大きくなるので、給排気制御ユニット２０は、排気動作させる給排気口と給気動作させる給排気口の数の差を制御して、流速を変化させる。このような制御をすることにより、強固な付着物をより効果的に除去することができるようになる。
【００１６】
本実施形態においては、給排気ファン１２を動作させたときに排気動作となるような構成を例示したが、これとは逆に給排気ファン１２を動作させたときに給気動作となるような構成であっても構わない。また、給排気ファン１２を正転又は逆転させることにより、給気動作と排気動作を切り替えるように構成しても良い。
一般に、換気対象空間が完全に密閉されていることは少ないため、換気対象空間内で発生した粉塵等を外部に排出しないようにするためには、本実施形態のように給排気ファンを動作させたときに排気動作となるような構成が望ましい。これとは逆に、換気対象空間より外部に粉塵等が多く存在し、外部の粉塵が換気対象空間に入らないようにする場合には、給排気ファンを動作させたときに給気動作となるような構成が望ましい。
【００１７】
一方、給排気ファン１２として、電気的な制御によってファンが発生させる気流方向と流量を自在に制御可能なものを使用する場合には、本実施形態に記載したように給気時にファンを停止させて自然給気を行うのではなく、排気方向に回転していたファンを逆転させて給気動作を行うことも可能である。このような構成の場合、換気対象物１０の内部が完全密閉された状態でなくとも、給気動作によって給排気口から換気対象物１０内へ流入する気体の量が低下してしまうようなことはなく、フィルターへの付着物を効果的に除去しながら安定した連続動作が可能となる。
また、本実施形態では、同一構成の給排気口を複数用いた構成例を示したが、上記した給排気動作が可能であれば、同一構成のものでなくとも構わない。
【００１８】
〔第２の実施形態〕
次に本発明の第２の実施形態に係る換気装置について図３、図４に基づいて説明する。図３は、第２の実施形態に係る換気装置を示す図である。図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。本実施形態に係る換気装置は、各給排気口に取り付けられた電磁弁を介して各給排気口を給気ダクトと排気ダクトに接続した点に特徴がある。第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態に係る換気装置２は、換気対象物１０の外壁に複数の給排気口３１（３１−１、３１−２、・・・、３１−ｎ）を備えている。各給排気口３１にはフィルター１３が取り付けられている。換気装置２は、排気方向に気流を流す排気ファン３２が両端部に配置された排気ダクト３３と、給気方向に気流を流す給気ファン３５が両端部に配置された給気ダクト３６とを有する。各給排気口３１は、排気ダクト３３との連通又は非連通状態を切り替える排気用電磁弁３４（切替弁）と、給気ダクト３６との連通又は非連通状態を切り替える給気用電磁弁３７（切替弁）を介して、夫々排気ダクト３３及び給気ダクト３６に接続されている。各給排気口３１は、同一の構成である。
また、換気装置２は、排気ファン３２及び給気ファン３５の駆動状態を制御すると共に、各排気用電磁弁３４及び各給気用電磁弁３７を個別に制御して給排気動作、及び給排気タイミングを制御する給排気制御ユニット２０（制御手段）を備えている。
【００１９】
給気ファン３５と排気ファン３２は同一流量のファンであり、給気ファン３５は給気ダクト３６の外部から内部へ、排気ファン３２は排気ダクト３３の内部から外部へと気流が発生するように取り付けられている。給気ファン３５と排気ファン３２には、第１の実施形態にて例示したものを使用することができる。換気動作時には、全ての給気ファン３５と排気ファン３２が動作するようになっている。
排気用電磁弁３４と給気用電磁弁３７は、排気ダクト３３又は給気ダクト３６の一方と給排気口３１とが連通するように制御される開閉弁であり、各給排気口３１内における気流の方向を制御する。各排気用電磁弁３４と各給気用電磁弁３７の開閉動作は、給排気制御ユニット２０からの電気信号によって制御されるようになっている。本実施形態においては、電磁弁を用いた構成例を例示したが、電磁弁の代わりに電動弁を用いた構成であっても構わない。
【００２０】
給気動作状態の給排気口３１では、給気用電磁弁３７が開き、排気用電磁弁３４が閉じた状態である。給気ファン３５によって給気ダクト３６内に取り込まれた外部の気体Ｇ１が給排気口３１を介して換気対象物１０内へと導かれるようになっている。一方、排気動作状態の給排気口３１では、給気用電磁弁３７が閉じ、排気用電磁弁３４が開いた状態であり、排気ファン３２によって換気対象物１０内の気体Ｇ０が給排気口３１と排気ダクト３３を介して換気対象物１０外部へと排出されるようになっている。従って、換気動作させている間は、各給排気口３１に取り付けられた給気用電磁弁３７と排気用電磁弁３４の双方が同一の状態となることはない。つまり、給気用電磁弁３７と排気用電磁弁３４の双方が開いた状態であったり、逆に双方が閉じた状態であったりすることはない。
給排気制御ユニット２０は、換気動作の開始及び停止の制御（給排気ファンと電磁弁の稼動及び停止動作）を行うとともに、電磁弁を所定の規則に従って電気的に制御することによって、給排気切り替え手段および流速制御手段を実現するものである。
給排気制御ユニット２０を用いた給排気動作は、第１の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００２１】
本実施形態では、同一構成の給排気口３１を複数用いた構成例を示したが、上記した給排気動作が可能であれば、同一構成のものでなくとも構わない。
また、第１の実施形態と同様に本実施形態においても、換気対象物１０内部が高温多湿であるような場合、給気動作と換気動作を切り替えることにより結露を除去することができ、また給排気流量の低下やカビの発生を防止することができる。
【００２２】
〔第３の実施形態〕
次に本発明に係る第３の実施形態について図５、図６に基づいて説明する。本実施形態は、本発明の第１又は第２の実施形態に係る換気装置を発酵処理装置（生ゴミ処理装置など）に応用した点に特徴がある。図５は、発酵処理装置を正面から見た概略断面図である。図６は、図５に示す発酵処理装置の上面図である。第１の実施形態と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
発酵処理装置４０は、金属製の容器からなり処理物を発酵処理する処理槽４１と、処理槽４１にて発酵処理する処理対象物を投入する投入口４２（開閉蓋）と、処理槽４１に投入された処理物と予め処理槽４１に投入された母材とを攪拌して混ぜ合わせる複数の攪拌羽根４３と、攪拌羽根４３を回転自在に軸支する攪拌軸４４と、処理槽４１の壁面に攪拌軸４４を取り付けるためのベアリング４５と、攪拌羽根４３を回転させる動力源であるモータ４６と、モータ４６の動力を攪拌軸４４に伝達するチェーン４７と、を備える。
処理槽４１は、鋼鈑やステンレスなどから構成されている。処理槽４１には、予め処理物を効率よく分解処理（発酵処理）することができる微生物（菌）を繁殖させた母材が入れてある。母材としては、例えばオガクズやオカラ、籾殻、或いはこれらの混合物を用いることができる。投入口４２から処理物を投入し、攪拌羽根４３を回転させて処理槽４１内にて投入物と母材とを混合しながら分解処理を行うようになっている。攪拌羽根４３は、処理槽４１の壁面のベアリング４５を介して取り付けられた攪拌軸４４に略垂直に複数設けられており、個々の攪拌羽根４３は隣り合う攪拌羽根４３と取り付け角度が異なるようになっている。
【００２３】
図５に示した実施形態においては、隣り合う攪拌羽根４３との取り付け角度が９０度もしくは１８０度となるように構成されている。攪拌羽根４３の回転動力は、攪拌軸４４、チェーン４７及び不図示のギアを介して伝達されたモータ４６の動力から得る。攪拌羽根４３の回転速度及び攪拌停止時間などについては、処理対象物の種類や微生物の種類などの条件によって適宜選択される。例えば、攪拌時には１分間に数回転させ、１５分間隔で攪拌と停止を繰り返すといった動作が行われる。一方向の攪拌によって処理槽４１内で母材に偏りが生じるような場合には、逆回転動作を取り入れることによって偏りを防止することもできる。
【００２４】
発酵処理装置４０には、微生物の代謝に必要な空気を導入するため、及び処理槽４１内で発生した蒸気を外部に排出するための換気装置３が設けられている。本実施形態の換気装置３は、図５及び図６に示すように、３つの給排気口５１（５１−１乃至５１−３）と、これらの動作を制御するための給排気制御ユニット２０より構成されている。個々の給排気口５１には、給気または排気に必要な気流を発生させる気流発生手段としての給排気ファン５２（５２−１乃至５２−３）と粉塵等の出入りを防止するためのフィルター１３（１３−１乃至１３−３）が設けられている。
フィルター１３としては、第一実施形態に記載したものを使用することができる。どのような捕集能力のフィルター１３を用いるかは、処理槽内で発生する粉塵の大きさによって適宜選択して装着することが望ましい。例えば、粉塵の大きさが数十ミクロン程度であれば、この大きさの粉塵を捕集できる化学繊維による不織布フィルターを用いることができる。
給排気口５１に装着される給排気ファン５２は、入力される電気信号に従って羽の回転方向を逆転させることにより、独立に気流の向きを反転することができると同時に、羽の回転速度を制御して気体の流量を制御することができるようになっている。
【００２５】
具体的な給排気ファン５２の構成例としては、例えば図７のようなものが挙げられる。図７は、給排気ファンの具体的な構成を示した模式図である。この例では、直流モータ５２ａを用いて羽５２ｂを回転運動させて気流を発生させるようにし、直流モータ５２ａへ供給する駆動電流の向きを反転させることによって羽５２ｂを逆回転させて気流の向きを切り替え、また、駆動電流の電流値を変えることによって羽５２ｂの回転速度を制御して気体の流量を制御する構成となっている。
それぞれの給排気口５１では、予め設定された時間的規則に従って給気及び排気の動作が切り替わるようになっている。このとき、３つの給排気口５１のうち、２つが排気動作、残り１つが給気動作となるように互いに連動するようになっている。例えば、給排気口５１−１が給気動作で給排気口５１−２及び５１−３が排気動作の状態を動作１とし、給排気口５１−２が給気動作で給排気口５１−１と５１−３が排気動作の状態を動作２とし、給排気口５１−３が給気動作で給排気口５１−１と５１−２が排気動作の状態を動作３とすると、一定時間間隔で、動作１から３までの一連の動作が繰り返し行われるようになっている。一連の動作の順番は、これに限定されるものではなく、動作３、動作２、動作１のような順番でも構わない。
このような動作を実現させるための給排気切り替えは、給排気制御ユニット２０に備えられた制御回路（不図示）からの電気信号によって、個々の給排気ファン５２で発生させる気流の向きを制御することによって実現されている。具体的には、例えば、制御回路に設けられたタイマーによって給排気の切り替え信号が発せられ、これに従って個々の給排気ファン５２の駆動電流を上記した動作１乃至３の動作を順次行うように制御する方法を用いることができる。切り替え信号のタイミングとしては、例えば、５分おきに上記した動作１乃至３の動作を切り替えるように設定を用いることができる。
【００２６】
一方、給排気量については、以下に述べる流速制御を行うことによって、上記した動作１乃至３のいずれの動作状態においても、処理槽４１への給気量と排気量が等量になるように制御される。つまり、動作１の状態では、給排気口５１−２と給排気口５１−３のそれぞれの排気量は給排気口５１−１による給気量の半分となるように制御して、給排気口５１−１の給気量と給排気口５１−２と給排気口５１−３を合わせた排気量が等しくなるようにしている。具体的には、例えば、給排気制御ユニット２０から給排気ファン５２の直流モータ５２ａに送る電流を制御して流量を調整する方法を用いることができる。
給排気ファン５２に送る電流値の切り替えのタイミングは、給気と排気を切り替えるタイミングと同じである。従って、例えば上記した動作１から動作２に切り替わるタイミングで、給排気口５１−１は給気から排気に切り替わると同時に流量は減少し、給排気口５１−２は排気から給気に切り替わると同時に流量は増大する。給排気口５１−３については排気動作のままで流量も維持される。
【００２７】
このように、給気と排気の切り替えを給排気ファン５２への電気信号によって制御することにより、流路の切り替えに必要な煩雑なシステム（第２の実施形態に記載したような電磁弁を用いた構成など）を不要とする簡便且つ小型の換気システムを構築することが可能となる。また、個々の給排気口に一つずつ給排気ファン５２を配置する構成では、給気動作または排気動作の両方の動作において強制的に気流を発生することができるようになるので、換気の対象とする空間が完全に密閉された状態でなくとも、各給排気口５１における給排気の流量が安定した動作を実現することができる。また、給気動作における総給気量と排気動作における総排気量が等しくなるような換気動作を行うので、換気対象物１０内の圧力が減圧されたり加圧されたりすることなく換気することができる。
【００２８】
以上のような動作によって、発酵処理装置４０への給気量と排気量を等量に保ちながら、給気動作と排気動作の時間を３つの給排気口５１において偏りなく均等に割り当てて動作させることができる。このとき、各給排気口５１における給気動作の流量は排気動作の２倍となるので、同一構成の給排気口５１を用いた構成では、給気動作にあるフィルター１３を通過する気体の流速は、排気動作にあるフィルター１３を通過する気体の流速の２倍となり、従って、排気動作中のフィルター１３への付着物を給気動作中に効率よく除去することができ、常に目詰まりの発生しない状態で連続動作させることができる。また、発酵処理の過程で処理槽４１内は高温多湿となるが、給気動作と換気動作を切り替えているため、排気動作中にフィルター１３が結露したとしても、給気動作によって結露を除去することができ、従って結露が継続することによる流量低下やカビなどの発生を防止することもできる。
なお、本実施形態では、発酵処理装置４０に応用した換気装置３の例について説明したが、換気対象となる装置内の空間をヒータや赤外線等で加熱して、装置内部の物質に含まれる水分を除去する乾燥機や、建物の部屋の換気装置として適用する場合についても同様に構成することができる。つまり、本実施形態における処理槽の部分を、乾燥機において乾燥対象とする物質を加熱する加熱槽、または建物の部屋に置き換えて構成することができる。動作や効果については、本実施形態と同様である。
【００２９】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明に対する第４の実施形態について図８、図９に基づいて説明する。図８は、本実施形態に係る給排気口の概略断面図である。図９は、図８の給排気口をＢ方向から見た図である。本実施形態に係る給排気口は、流速制御板を備えた点に特徴がある。
本実施形態に係る給排気口は、第１の実施形態及び第３の実施形態における給排気口の構成を一部改良したものである。換気装置全体の構成及びその動作については第１の実施形態及び第３の実施形態と同様であるため記載を省略し、ここでは、給排気口の構成についてのみ説明する。
【００３０】
本実施形態に係る給排気口６０は、直流モータ５２ａと羽５２ｂを有する給排気ファン５２と、異物の通過を阻止するフィルター１３と、フィルター１３と給排気ファン５２との間に配置されて給排気口６０内を流れる気体の流速を給気方向と排気方向とで変化させる流速制御板６１と、流速制御板６１と給排気ファン１２の回転軸とを接続する回転軸６７と、を備える。流速制御板６１は、フィルター１３に近接配置され、給排気ファン５２と連動して回転する。
本実施形態に係る流速制御板６１は、円板状の基板６２に、一つの開口部６３（小給排気口）と、可動または変形して開閉動作する１４個の開閉片６６を備えた開口部６４（開閉部）を有している。流速制御板６１は、排気動作時には、図中、時計回りに回転し、給気動作時には半時計回りに回転する。
開口部６３は、排気動作、給気動作に関わらず常に気体が通過できる領域である。
一方、開口部６４は、排気動作の時だけ開口して気体が通過するように構成されている。各開口部６４及び各開閉片６６は、基板６２の周方向に略均等に配置された扇状の部材である。各開閉片６６は、周方向の一辺６６ａが基板６２に回動自在に支持され、他の辺（接離辺６６ｂ）が基板６２に対して接離自在に構成されて、開口部６４を開閉する。
【００３１】
上述のように構成された流速制御板６１の動作を図１０に基づいて説明する。図１０は、流速制御板の開口部（小排気口）の断面構造を模式的に示した図であり、（ａ）は給気動作状態を示す図であり、（ｂ）は排気動作状態を示す図である。
（ａ）に示すように、給気動作の状態では、給排気口６０内を給気方向に流れる気流及び流速制御板６１の回転運動による気流によって、開閉片６６が基板６２に押し当てられ、開口部６４が閉止される。従って、気体は開口部６４を通過できない。
一方、（ｂ）に示すように、排気動作の状態では、給排気口６０内を排気方向に流れる気流及び流速制御板６１の回転運動による気流によって開閉片６６が押し上げられて、接離辺６６ｂが一辺６６ａを中心に回動しつつ基板６２から離間して開口し、気体の流路が確保される。また、開口部６４の開閉状態に関わらず、開口部６３は常に気体が通過できる開口状態となっている。
【００３２】
本実施形態において、仮に開口部６３の開口面積と、開口部６４の開口面積とが等しいとすると、流速制御板６１全体において、排気動作における流路断面積は給気動作における流路断面積の１５倍となる。流速を基準に考えると、給気動作状態の開口部６３における流速は排気動作状態の１５倍となる。
従って、このように構成される流速制御板６１を図８のようにフィルター１３に近接して配置すると、排気動作状態と比較して１５倍の流速の気流がフィルター１３に吹き付けられるようになる。実際には、第１の実施形態及び第３の実施形態にて説明したように、各給排気口６０における給気動作と排気動作の流量は等しくなく、フィルター１３への付着物を除去する動作（本実施形態では給気動作）の場合の方が流量は多くなるので、流速制御板６１を導入することによってさらに流速に違いを持たせてフィルター１３の付着物を効果的に除去することができる。
給気動作および排気動作の際の流速制御板６１の回転方向は図９に示す方向であり、これは給排気ファンの給気動作及び排気動作の回転方向と一致するようになっている。つまり、開口部６３は給排気ファン５２の回転に合わせて回転移動する。給気動作状態において開口部６３からフィルター１３に吹き付けられる気流の位置が、給排気ファン５２の回転動作に応じて変化することとなる。このように流速制御板６１は流路制御機能を有し、より強い気流がフィルター１３の一部に順次吹き付けられることとなり、さらに効果的にフィルター１３の付着物を除去することができる。なお、給排気ファン５２の動作は、第１の実施形態及び第３の実施形態と同様に給排気制御ユニット２０からの電気信号によって制御されるようになっている。
【００３３】
以上のように構成される給排気口６０を複数用いて、第１の実施形態及び第３の実施形態に例示した換気装置を構成することができる。上記したように、本実施形態に例示した給排気口６０の構成を用いることによって、第１の実施形態及び第３の実施形態の構成と比較してフィルター１３の付着物を除去するための流速を大きくすることができるため、より効果的にフィルター１３への付着物を除去することができる。
本実施形態では、排気動作のときに開口する開口部６４の構成を示したが、排気動作のときにフィルター１３の付着物を除去する構成の場合には、これとは反対に給気動作において開口する開口部とすることで実現することができる。
このように本実施形態によれば、気流の向きによって流路の断面積を変えることが可能であると同時に、この流路の位置を変えることが可能な流速制御板をフィルターに近接配置するので、フィルターの付着物を除去する向きの気流の流速がさらに速くなり、従って、強固な付着物を除去できたり、短時間で付着物を除去できたりするなど、より効果的にフィルターへの付着物を除去することができるようになる。また、フィルターへの結露やカビの発生が懸念されるような環境においては、より速い気流によってフィルターを乾燥させることができるので、より短時間に乾燥させて結露やカビの発生を防止できるといった効果もある。
【００３４】
以上、本発明の実施形態を４つ例示したが、本発明の換気装置の具体的な動作において、給気動作と換気動作の切り替えのタイミング（時間間隔）は、換気対象となる空間とその外部の空間に存在する粉塵等の濃度や換気量によって適宜選択されるものである。具体的な設定方法の例としては、例えば、必要な換気量に従って給気動作および排気動作を行う給排気口を固定して切り替え動作を行わないで一定動作させたとき、動作開始から粉塵等がフィルターへ付着することによる換気量の低下が見られるまでの時間を計測し、その時間より短い時間を切り替え動作の時間間隔に設定する方法を用いることができる。また、各実施形態で説明したように、タイマー等を利用するのではなく、各給排気口の流量をセンサーでモニタし、フィルターの目詰まりによって所定値以下に流量が低下したタイミングで自動的に切り替えるようにしてもよい。流量センサーではなく、フィルターへの付着量を光学的な手段（フィルターの通過率や反射率をモニタするなどの手段）を用いて測定し、その値を用いて自動的に切り替えるような方法を利用することも可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１、２、３…換気装置、１０…換気対象物、１１…給排気口、１２…給排気ファン、１３…フィルター、２０…給排気制御ユニット、３１…給排気口、３２…排気ファン、３３…排気ダクト、３４…排気用電磁弁、３５…給気ファン、３６…給気ダクト、３７…給気用電磁弁、４０…発酵処理装置、４１…処理槽、４２…投入口、４３…攪拌羽根、４４…攪拌軸、４５…ベアリング、４６…モータ、４７…チェーン、５１…給排気口、５２…給排気ファン、５２ａ…直流モータ、５２ｂ…羽、６０…給排気口、６１…流速制御板、６２…基板、６３…開口部、６４…開閉部、６５…開口部、６６…開閉片、６６ａ…一辺、６６ｂ…接離辺、６７…回転軸、Ｇ０、Ｇ１…気体
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開２００４−２８６２３４公報
【特許文献２】特開平５−１８７６５４号公報
【特許文献３】特開平１１−５７３６５号公報
【特許文献４】特開２００８−１４２５８０公報
【図１】
2011122754.tif 000003
【図２】
2011122754.tif 000004
【図３】
2011122754.tif 000005
【図４】
2011122754.tif 000006
【図５】
2011122754.tif 000007
【図６】
2011122754.tif 000008
【図７】
2011122754.tif 000009
【図８】
2011122754.tif 000010
【図９】
2011122754.tif 000011
【図１０】
2011122754.tif 000012