(57)【要約】【課題】  建造物内空気流通機構であって、特に、空気流通層内の空気の循環効率を上げるため、空気の流通経路を形成する断熱効果を有するフード状部材を備えた建造物内空気流通機構を提供する。【解決手段】  空気流通層内に外気を取り込む空気流入口と、空気流通層内の空気を排出する空気排気口と、排気フードを備えた建造物内空気流通機構であって、前記排気フードは、気流収集スロープを設けるとともに、該気流収集スロープと繋がり空気排気口を覆う位置に気流排出スロープを削設した構成である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建造物の外壁部および＼または天井の屋根部を二重壁に形成して建造物内に空気流通層を設け、空気を流通させるために各空気流通層の底部に空気流通層内に外気を取り込む空気流入口と、各空気流通層の上端に空気流通層内の空気を排出する空気排気口と、空気排気口手前に空気の流通効率を向上するための排気フードとを備えた建造物内空気流通機構において、
前記排気フードは、前記空気流通層の上部の空気排気口に排気を導入する（位置に内設される）肉厚の仕切部材であって、前記空気流通層の全幅に空気排気口の下方から空気排気口に向けて両側端から斜めに切削した排出部を頂点とする略三角形の切削面を曲面に削設した導出路の形成された気流収集スロープを設けるとともに、該気流収集スロープと繋がり空気排気口を覆う位置に半球形状からなる気流排出スロープを削設形成したことを特徴とする排気フードを備えた建造物内空気流通機構。
【請求項２】
前記気流収集スロープは、前記空気流通層の空気排気口が設けられた壁面側に向けて傾斜角を設けたことを特徴とする請求項１記載の排気フードを備えた建造物内空気流通機構。
【請求項３】
前記排気フードは、空気流通層と同程度の厚さを持つ断熱素材からなる事を特徴とする請求項１または請求項２記載の排気フードを備えた建造物内空気流通機構。
【請求項４】
前記建造物内空気流通機構は、建造物の外壁部に設ける空気流通層と屋根部に設ける空気流通層とを一体とした空気流通層を形成し、外壁部の空気流通層の底部に空気流入口を設けるとともに、屋根部上端に空気排気口を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の排気フードを備えた建造物内空気流通機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物内の空気を対流を利用して循環流通させるための二重壁からなる建造物内空気流通機構に関し、特に、空気の循環効率を上げるための空気の流通経路を形成するフード状部材を備えた建造物内空気流通機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、建造物内の空調設備として、夏季はクーラー等の冷房装置が多く用いられており、冬季はエアコンやストーブ、ガスヒーター等の暖房装置ほか、電器やガス等を用いた床下暖房装置も普及しており、快適な居住空間を構成することが可能となっている。また、全居室の温度や湿度等を自動的に管理することが可能な空調の一元管理システムが普及しており、更に建造物内の空気を排出し続ける２４時間換気システムが装備された建造物も数多く存在している。
【０００３】
また、近年では、居住空間の快適性を得るために自然エネルギーを用いるという試みが広く行われているという実情がある。例えば、              床下の温度は夏季であっても低温に保たれており、また南側の外壁内部は冬季であっても太陽熱により高い温度となることから、夏季は床下の冷気を循環させて居住空間を涼しくし、冬季は太陽エネルギーによって温められた暖気を循環させて居住空間を温かくすることが行われている。ちなみに、建物内の空気を循環流通させるエネルギーは、太陽光によって空気が温められることによって発生する上昇気流を動力として使用するものである。
【０００４】
このように、現在では、地球温暖化の防止の観点から、環境に配慮した省エネルギー型の空調設備に関するあらゆる技術が開発されており、環境意識の高い需要者は、そのような製品やサービスを求める傾向となっている。
【０００５】
本発明の出願人は、特許第３１１７９３３号（特開平１０−３２５５８５）の特許権者であり、かつ、特許第４３１４４０８号（特開２００６−４６６６９）および特許第４９４７７４６号（特開２０１２−２１９４７６）の発明者および特許権者である。これらは、何れも環境に配慮した建物の壁を２重構造とした省エネルギー型の建造物に関する発明である。
【０００６】
特開平１０−３２５５８５（特許第３１１７９３３号）には、建造物内に２重壁による空気を流通させる空間を設け、この空間部分を太陽光が加熱することにより自然に暖められ、または、冷却されることにより空気が循環始動することになるが、これを促進・加速または遮断することにより建造物内における暖房または冷房に積極的に利用・加担し、暖冷房に消費される燃料を削減し、天然資源への負荷を軽減する技術が開示されている。特開２０１２−２１９４７６（特許第４９４７７４６号）は上記空気流通速度を加速させるとともに、空気流通停止時の密封性を高めた、より加温・冷却効果の高い自然エネルギーを利用した空調に関する技術が開示されている。
【０００７】
また、特開２００６−４６６６９（特許第４３１４４０８号）には、建造物内に空気を循環させる仕様の建造物の床下に設置される床下換気装置に関する技術が開示されている。これらは、いずれも自然エネルギーを利用して建造物内の空調を行うため、これらの技術を利用した建造物は、環境に充分配慮したものであるということができる。
【０００８】
これらの発明は何れも、建造物の側壁および屋根部分に設けられた二重壁からなる空気流通層の空気を流動させることで建造物内に空気を循環させる力を得て、建造物内に暖気または冷気を循環する構造であるが、暖気・冷気が循環するスピードは空気流通層を流通する上昇気流の速さに依存することとなる。
【０００９】
すなわち、上昇気流の速さが、建造物内の暖房・冷房を行う速さとなるため、電気等を用いた動力を利用せずに自然の力のみでこのような空調を行う場合、上昇気流を加速するためには、吸排気の効率を良くする必要があり、そのような吸排気を行うための構造が要求される。上述の各発明（特に、特開２０１２−２１９４７６（特許第４９４７７４６号））では、空気流通層の排気口を密封する蓋体の開閉効率を上げて、緩やかな上昇気流であっても容易に蓋体を開けて空気を流通することを可能とし、これによって上昇気流の速度を確保していたが、積極的に速度を上げる構造ではないため、充分とは言えなかった。
【００１０】
近年の需要者は環境に対する意識が高く、環境に充分配慮した建造物を求める傾向がある一方で、利便性・快適性も要求する傾向にある。すなわち、自然の力を利用しつつも素早い暖房・冷房を行う事を可能とした空気流通装置に関する技術が求められており、上記のような問題点を解消した建造物内空気流通機構の開発が急務とされていた。
【特許文献１】特開平１１−６３６００号公報
【特許文献２】特開２００６−１８８８２７号公報
【特許文献３】特開２０１２−２１９４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記問題を解決するために、建造物内の空気を循環流通させるための二重壁からなる建造物内空気流通機構であって、特に、空気流通層内の空気の循環効率を上げて建造物全体の空気循環速度を向上させるために、断熱効果を有するフード状部材で形成した流通効率の高い空気の流通経路を装備した建造物内空気流通機構を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するために本発明に係る建造物内空気流通機構は、建造物の外壁部および＼または天井の屋根部を二重壁に形成して建造物内に空気流通層を設け、空気を流通させるために各空気流通層の底部に空気流通層内に外気を取り込む空気流入口と、各空気流通層の上端に空気流通層内の空気を排出する空気排気口と、空気排気口手前に空気の流通効率を向上するための排気フードとを備えた建造物内空気流通機構であって、前記排気フードは、前記空気流通層の上部の空気排気口に排気を導入する（位置に内設される）肉厚の仕切部材であって、前記空気流通層の全幅に空気排気口の下方から空気排気口に向けて両側端から斜めに切削した排出部を頂点とする略三角形の切削面を曲面に削設した導出路の形成された気流収集スロープを設けるとともに、該気流収集スロープと繋がり空気排気口を覆う位置に半球形状からなる気流排出スロープを削設形成した構成である。
【００１３】
また、前記気流収集スロープは、前記空気流通層の空気排気口が設けられた壁面側に向けて傾斜角を設けた構成である。また、前記排気フードは、空気流通層と同程度の厚さを持つ断熱素材からなる構成である。
【００１４】
更に、前記建造物内空気流通機構は、建造物の外壁部に設ける空気流通層と屋根部に設ける空気流通層とを一体とした空気流通層を形成し、外壁部の空気流通層の底部に空気流入口を設けるとともに、屋根部上端に空気排気口を設けた構成でもある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、上記詳述した通りの構成であるので、以下のような効果を奏する。
１．空気流通層内の空気排気口部分に排気フードを設けたため、空気の流通効率が向上する。また、該排気フードを空気排気口に空気を導入する位置に内設したため、確実な排気が可能となる。また、排気フードの形状を空気流通層の両端面から空気排気口に向けて斜めに切削し、排出部を頂点とする略三角形の空洞からなる気流収集スロープを形成したため、空気排気口による空気排出効率が上がり、空気流通層内の上昇気流の速度が増加する。更に、空気排気口を覆う位置に半球形状からなる気流排出スロープを削設したため、収取された空気がまとまることにより空気の抜けが良くなり、排気効率が高まる。
２．気流収集スロープは、空気流通層の空気排気口側に向けて傾斜角を設けたため、さらに排気口方向に空気が集まる事となり、効果的な空気排出が実現可能となる。
【００１６】
３．排気フードを断熱素材としたため、断熱効果を有する空気流通機構とすることが可能となる。
４．建造物の外壁部に設ける空気流通層と屋根部に設ける空気流通層とを一体とした１つの空気流通層からなる建造物内空気流通機構としたため、一連の空気流通層を形成することが可能となり、上昇気流を発生しやすくするとともに、上昇気流から得られる空気循環のためのより強い力を容易に得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る建造物内空気流通機構を、図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る排気フードを備えた建造物内空気流通機構の正面図であり、図２は、建造物内空気流通機構に用いる排気フードの斜視図である。図３は、建造物内空気流通機構に用いる排気フードの背面斜視図であり、図４は、排気フードの正面図である。図５は、排気フードの背面図であり、図６は、一連に形成された建造物内空気流通機構を建造物に設置した状態を示す断面図である。図７は、従前の建造物内空気流通機構を建造物に設置した状態を示す断面図であり、図８は、一連に形成された建造物内空気流通機構を建造物に設置した状態を示す透視図である。図９は、夏季における一連に形成された建造物内空気流通機構を建造物に設置した状態を示す断面図である。
【００１８】
本発明に係る建造物内空気流通機構１００は、排気フード２００を備えた空気流通機構であって、図１に示すように、空気流通層１１０と、空気流入口１２０と、空気排気口１３０と、枠体１４０と、側板１５０ａ・１５０ｂと、からなるものであり、建造物の外壁部および屋根部に取り付けて建造物内の空気流通に用いる動力を発生することに用いられる。
【００１９】
建造物内空気流通機構１００は、図６乃至図９に示すように、建造物１０の外壁部１２および＼または天井の屋根部１４に設けられる部材であり、これらを二重壁に形成することにより間に形成される層を空気流通層１１０・１１２としている。本実施例では、図１に示すように、長方形からなる枠体１４０を、図１で示すように、２枚の側板１５０ａ、１５０ｂで挟持固定することによって二重壁を形成することで空気流通層１１０を形成している。
【００２０】
通常、外壁部１２は垂直であり、屋根部１４は傾斜角を設けて建造物１０に設置されることから、外側面が太陽光によって照射されることにより熱せられ、内部の空気の温度が上昇することにより上昇気流が発生する。これが、建造物１０内の空気循環の原動力となる。
【００２１】
すなわち、空気流通層１１０の内部空間の空気は、太陽光が照射されない状況では、滞留状態で均衡が保たれて動かないが、外壁部１２または屋根部１４の外側面に太陽光が照射されると内部空間の空気が熱せられ、空気流通層１１０内部に上昇気流が発生し、空気流通層１１０の下部から上部に向けて空気の流れが生じることとなる。空気流通層１１０は、熱せられると上昇気流が生ずる程度の空気を収容可能な幅で構成されることが好ましいが、熱によって上昇した空気が内部で渦動滞留を引き起こしたり、または逆流することを防ぐため、経験値からその幅は２４ｍｍ以内であることが望ましい。
【００２２】
また、建造物内空気流通機構１００には、空気流通層１１０の底部に空気流入口１２０が設けられており、上端には空気排気口１３０が設けられる。空気流入口１２０は、空気流通層１１０内に外気を取り込む一または複数の穿孔からなり、単一の穿孔の場合には空気流通層１１０の底部であって左右中央の位置に、複数からなる穿孔の場合には空気流通層１１０の底部であって各々左右対称となる位置に設けられる。また、空気排気口１３０は、空気流通層１１０内の空気を排出する単一の穿孔であり、空気流通層１１０の上部であって左右中央の位置に穿設される。建造物内空気流通機構１００は、空気流入口１２０が下で、空気排気口１３０が上となるように建造物の外壁部１２および＼または屋根部１４に設置される。
【００２３】
この構造とすることにより、空気流通層１１０内に発生した上昇気流が、空気排気口１３０から排出され、結果的に、床下や建物空間の空気が空気流入口１２０を介して空気流通層１１０に導入される。このとき、空気流入口１２０が複数ある場合には空気の排出効率が高いと、より多くの空気を空気流通層１１０内に吸引することが可能となり、結果としてより多くの空気を勢いよく建造物１０内に循環流通させることが可能となる。
【００２４】
建造物内空気流通機構１００の空気流通層１１０には、図１に示すような排気フード２００が設けられる。排気フード２００は、図２および図３に示す形状からなる部材であり、空気流通層１１０内の空気の排気・流通効率を向上するために、空気流通層１１０上端の空気排気口１３０近傍に設置される。
【００２５】
排気フード２００は、図２および図３に示すように肉厚の仕切部材であり、図１および図８に示すように、空気流通層１１０の上端に穿設される空気排気口１３０に、空気流通層１１０内を上昇してきた排気を導入するように建造物内空気流通機構１００に内設される。排気フード２００は、建造物内空気流通機構１００内を上昇する空気を効率よく空気排気口１３０から排出することに供されることから、上昇する空気をすべて回収するように空気流通層１１０の横幅とほぼ同尺の横幅からなり、層の全幅に渡って気流の漏れがないように設けられている。
【００２６】
排気フード２００の形状は、具体的には、図２乃至図５に示すように、空気排気口１３０の下方から空気排気口１３０に向けて設けられており、その内側には気流収集スロープ２１０が設けられている。気流収集スロープ２１０は、上昇気流の導出路となる切り欠き溝で左右対称の形状からなる切削面２１２からなり、建造物内空気流通機構１００の枠体１４０の両側端１４２ａ、１４２ｂから排出部２２２に向けて各々斜めに切削した空気排気口１３０に重なる排出部２２２を頂点とする略三角形の漏斗状の空間を形成するように構成されている。この略三角形の空間に沿って上昇してきた空気を漏斗で集めるように空気排気口１３０に向けて効率よく収集することが可能となる。
【００２７】
上記排出部２２２を頂点とする略三角形の切削面２１２は、図２および図３に示すように、曲面状に削設した形状からなる。すなわち、気流収集スロープ２１０の切削面２１２は、正面から観て丸みを帯びた三角形の空間を構成するように、枠体１４０の両側端１４２ａ、１４２ｂから空気排気口１３０と重なる排出部２２２に向けて、曲面状に切削された構成となっている。この構成とすることにより、上昇気流が建造物内空気流通機構１００の上部に進むにつれて空気密度が増す。その結果、直線状のものと対比して上昇する空気の加速度が増加することとなり、空気排気口１３０から排出される空気の勢いが強まることとなる。
【００２８】
排気フード２００には、更に気流排出スロープ２２０が設けられている。気流排出スロープ２２０は、図２乃至図５に示すように、気流収集スロープ２１０と繋がっており、空気排気口１３０と重なる位置に設けられる半球形状からなる排出部２２２が設けられている。すなわち、気流収集スロープ２１０の上端部となる排出部２２２が空気排気口１３０に接続して一体的な空間を形成し、更に半球形状の排出部２２２の開口部が空気排気口１３０に被さる位置に配置されている。この構成とすることにより、気流収集スロープ２１０を沿って収集された上昇気流が気流排出スロープ２２０に到達し、半球形状の排出部２２２によって空気排気口１３０に流れやすくなり、効率の良い排気が可能となる。なお、半球形状からなる気流排出スロープ２２０の排出部２２２の開口側は、気流排出スロープ２２０が空気排気口１３０を覆うように配置されることから、空気排気口１３０と略同径であることが望ましい。
【００２９】
気流収集スロープ２１０には、本実施例では、図３および図５に示すように、傾斜角２１４が設けられている。傾斜角２１４は、空気流通層１１０の空気排気口１３０が設けられた壁面側、すなわち、側板１５０ａから空気排気口１３０が設けられる側板１５０ｂの方向に向けて設けられている。この傾斜角２１４により、図４および図５に示すように、排気フード２００と側壁１５０ａが接する面積（図４参照）は、排気フード２００と側壁１５０ｂが接する面積（図５参照）より大きくなっている。すなわち、この構成とすることにより、空気流通層１１０内を上昇する空気は空気流通層１１０の中心部分において流れやすくなり、空気排気口１３０へと導出しやすくなる。
【００３０】
排気フード２００は、断熱素材で構成することが可能である。本実施例では、排気フード２００は、空気流通層１１０と同程度の厚さを持つ断熱素材で構成されている。これにより、断熱効果を有する建造物内空気流通機構１００を構成することが可能となった。なお、断熱素材としては、本実施例では発泡スチロールを使用しているが、これに限定されることはなく、発泡系断熱材全般や、繊維系断熱材、真空断熱材等も使用可能である。ただし、建造物の外壁や屋根に使用するものであるため、軽量であることが望ましい。
【００３１】
本発明に係る建造物内空気流通機構１００は、図６、図８および図９に示すように、建造物１０の外壁部１２に設ける空気流通層１１０と屋根部１４に設ける空気流通層１１０とを一体とした空気流通層１１２を形成する構成とすることが可能である。図６、図８および図９に示す実施例では、外壁部１２底部に空気流入口１２０を設け、屋根部１４上端に空気排気口１３０を設けた構成となっており、外壁部１２底部に設けられた空気流入口１２０から流入した空気が上昇気流となって屋根部１４まで上昇して屋根部１４上端に設けられた空気排気口１３０から建造物１０内に排出される。
【００３２】
この構成とすることにより、外壁部１２から屋根部１４まで通して空気が流通することになるため、屋根部１４の最上部から建造物１０内に向けて排出される空気の勢いは、外壁部１２と屋根部１４で分割した例と比較して強くなる。
【００３３】
より詳しくは、図６、図８および図９に示すように、空気流入口１２０から空気流通層１１０内に空気が流入し、太陽光によって温められると上昇気流が発生する。該気流が温められつつ上昇して外壁部１２上端に達すると、そのまま屋根部１４の空気流通層１１０に流れ込む。さらに上昇した空気は屋根部１４の空気流通層１１０上端に設けられた空気排気口１３０に到達し、排気フード２００によって収集されて空気排気口１３０から建造物１０内に排出されることとなる。なお、図６は冬季における空気流通を示しており、建造物外と建造物内の空気流通を遮断して暖気を建造物内に循環させる構造となっている。また、図９は夏季における空気流通を示しており、建造物の下部から外気を取り込んで循環させつつ暖気は屋根部分に設けられた排気装置２０から排気する構造である。
【００３４】
一方、図７は、従前に用いられていた、建造物内空気流通機構１００であり、外壁部１２と屋根部１４に個別に流入口と排出口を設置する方法によると、外壁部１２に設置された建造物内空気流通機構１００の空気流通層１１０の底部の空気流入口１２０から空気流通層１１０内に流入した空気は、外壁部１２上端に達すると、一旦空気排気口１３０から建造物１０内に排出され、次に、屋根部１４に設置された建造物内空気流通機構１００の空気流通層１１０の底部の空気流入口１２０から再度空気流通層１１０内に空気が流入し、屋根部１４上端に達した後、空気排気口１３０から建造物１０内に排出されることとなる。
【００３５】
従前の、建造物内空気流通機構１００を外壁部１２と屋根部１４に個別に設置する方法（図７参照）では、上昇気流の勢いが外壁部１２上部で一旦建造物１０内に排出された時点で減少することになる。更に、屋根部１４は勾配が付いているため上昇気流の速度は外壁部１２と比較して遅くなる。すなわち、全体として建造物１０内の空気循環の動力となる上昇気流の力が充分に発揮されず、すばやく床下の冷気や温められた空気を建造物１０内に循環させることが困難という問題があった。
【００３６】
図６および図８に示す本発明の実施例では、建造物１０の外壁部１２に設ける空気流通層１１０と屋根部１４に設ける空気流通層１１０とを連通させて一体とした空気流通層１１２を形成することにより、空気流通層１１０内を上昇する空気は、途中で障害となる物が存在せず、また、常に一定の量の空気が空気流入口１２０から供給されることになるため、空気排気口１３０に到達した時点で従前の構造と比較して勢いが強くなり、建造物１０内の空気循環の動力となる上昇気流の力を充分に発揮する事が可能となる。この構成とすることにより、すばやく床下の冷気や温められた空気を建造物１０内に循環させること可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る排気フードを備えた建造物内空気流通機構の正面図
【図２】建造物内空気流通機構に用いる排気フードの斜視図
【図３】建造物内空気流通機構に用いる排気フードの背面斜視図
【図４】排気フードの正面図
【図５】排気フードの背面図
【図６】一連に形成された建造物内空気流通機構を建造物に設置した状態を示す断面図
【図７】従前の建造物内空気流通機構を建造物に設置した状態を示す断面図
【図８】一連に形成された建造物内空気流通機構を建造物に設置した状態を示す透視図
【図９】夏季における一連に形成された建造物内空気流通機構を建造物に設置した状態を示す断面図
【符号の説明】
【００３８】
１０    建造物
１２    外壁部
１４    屋根部
２０    排気装置
１００    建造物内空気流通機構
１１０・１１２    空気流通層
１２０    空気流入口
１３０    空気排気口
１４０    枠体
１４２ａ・１４２ｂ    側端
１５０ａ・１５０ｂ    側板
２００    排気フード
２１０    気流収集スロープ
２１２    切削面
２１４    傾斜角
２２０    気流排出スロープ
２２２    排出部
【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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【図６】
2015148408.tif 000008
【図７】
2015148408.tif 000009
【図８】
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【図９】
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