(57)【要約】【課題】排気風道の末端におけるパイプフードの防虫網を可動式とすることにより、防虫網の目詰まりを防ぎ、防虫網清掃の危険、煩雑さを解消する。【解決手段】可動構造を有し、翼状体が取り付けられた防虫網を排気風道の末端のパイプフードに備えることで、常時閉鎖していた防虫網が、虫などが侵入できない風速での排気装置の起動により開放し、防虫性能を確保しつつ防虫網の目詰まりを防ぐ機能を有する可動式防虫網付パイプフード。【選択図】図４
2008275281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械式排気装置より屋外に通ずる風道の末端に取り付けられるパイプフードにおいて、パイプフード内面上部に水平且つ排気方向に対して垂直に固定された軸に、上部に軸受けを有する防虫網が、自在に回転運動するべく軸受けが軸を受ける構成にて鉛直且つ排気方向に対して垂直に定置され、且つその防虫網の屋外側に、排気風向に対して仰角をなす翼状体が固定される構造を有し、機械式排気装置が発する排気送風により、防虫網に固定された翼状体に空気合力及び縦揺れモーメントが発生して防虫網が開放し、機械式排気装置の停止時に、重力により、一定の重量がある翼状体を有する防虫網が閉鎖する機能を備えた可動式の防虫網付パイプフード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風道を有する機械式排気装置において、屋外からの虫などの小動物（以下、虫などとする）の侵入を防ぐために防虫網を設ける場合、埃などが防虫網に目詰まりして排気性能を劣化させることのない、可動式の防虫網を備えたパイプフードに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物の換気で用いられる機械式排気装置より屋外に排気するための風道の末端に取り付けられるパイプフードには、屋外からの虫などの小動物の侵入を防ぐために、パイプフード本体に防虫網が固定されたものが使用されてきた（例えば非特許文献１参照）。防虫網の構造は、空気を容易に透過させるものであるため、虫などの小動物の侵入防止と排気性能を両立し得るものとして利用されてきた。
【０００３】
しかし、排気箇所の環境及び経年により、防虫網が埃などにより目詰まりし、摩擦損失を増大させ、排気性能を低下させるという欠点があった。防虫性能を上げるために、網のピッチを細かくすればするほど、この問題の発生の可能性が高くなるのである。さらに目詰まりが進行し、摩擦損失が過大になると、排気騒音の増大、さらには、機械式排気装置に過剰な負荷が掛かり、機械式排気装置の電動機の損壊も頻繁に起きていた。
【０００４】
こうした防虫網の目詰まりへの対策として、屋外にあるパイプフードを分解して、手作業にて埃などを除去するという清掃作業が行われてきた。パイプフードは、人体の高さよりも高い位置に取り付けられていることが一般的で、その清掃作業は、危険、煩雑さを伴うものであった。
【０００５】
この改善策として、パイプフードには防虫網を設けずに、風道に防虫網を設け、その下部に設けられた点検口により、室内から防虫網を手動にて清掃する機能を有するもの（例えば特許文献1参照）、パイプフードに設けられた防虫網を、風道外部から清掃する装置（例えば特許文献２参照）がある。しかし、防虫網の目詰まりは、日常の生活において気付き難いことであり、これらの装置を用いても、定期的に清掃しなければならないという煩雑さを解消できなかった。
【０００６】
一方、屋外からの虫などの侵入を防ぐためのものではないが、室内に侵入した虫を誘蛾灯で誘引し、機械式排気装置にて虫を屋外に排出する機械式排気装置がある（例えば非特許文献２参照）。空中を飛行し、風道内部に侵入する可能性のある虫の飛翔速度は３ｍ/ｓから４ｍ/sであり、機械式排気装置にて虫の飛翔速度以上の風速での排気を行うことにより、誘蛾灯に誘引された虫は確実に屋外に排出されるが、虫の種類によっては誘蛾灯で誘引されないものもあり、また、室内が明るい場合、虫が誘蛾灯を認識し難いため、虫の誘引効果が低く、室内の虫を完全に排出できるものではなかった。
【特許文献１】特許-第２８１４３８２号公報
【特許文献２】特許-第２７８７５３７号公報
【非特許文献１】株式会社ユニックス  換気設備総合カタログＶＯＬ．２  ２００２−２００３  第三十九頁
【非特許文献２】三菱電機株式会社  三菱換気送風機総合カタログ２００５年度４月版  第二十四頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、屋外から室内への虫などの侵入を防ぐために建物の排気風道の屋外側末端のパイプフードに取り付けられた防虫網が、埃などにより目詰まりすることに起因する排気性能の劣化、それに伴う機械式排気装置の電動機の損壊、及び、防虫網の清掃に危険、煩雑さを伴う点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、建物の排気風道の屋外側末端のパイプフード本体の内面上部に固定された軸に、上部に軸受けを有する防虫網が定置されており、その軸及び軸受けを有する構造により、防虫網が軸を支点として自在に回転運動でき、且つ防虫網本体の屋外側に、機械式排気装置からの排気風向に対して仰角をなす翼状体を備えているため、機械式排気装置が一定の風量以上で排気送風すると、空気合力及び縦揺れモーメントにより防虫網自体が開放し、排気送風により埃が屋外に排出されるものである。この場合、上記の一定の風量を、防虫網開放時、虫などが侵入できないよう、虫などの飛翔速度と同一の風速となるよう、排気風道の断面積及び排気風道の摩擦損失を考慮に入れて設定する。機械式排気装置停止時は、一定の重量を有する翼状体を備えた防虫網は、重力により閉鎖しており、防虫性能を確保するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のパイプフードは、防虫性能を有する防虫網が、機械式排気装置の一定風量以上での排気送風にて開放する機能を有しているため、機械式排気装置の排気に含有される埃などによる防虫網の目詰まりが発生しない。機械式排気装置停止時若しくは風量切替機能を有する機械式排気装置の一定風量以下での起動により埃が防虫網に堆積した場合でも、機械式排気装置が一定風量以上で起動したときに、防虫網が開放され、排気により埃を吹き飛ばすという自助清掃効果があるため、防虫網の目詰まりが発生しないのである。機械式排気装置の一定風量以上での起動時は、その風速が虫などの飛翔速度を上回っているため、虫などは風道内部に向かう方向に進むことができず、防虫網が開放しても防虫性能は確保される。機械式排気装置停止時も、防虫網が重力にて確実に閉鎖しているため、防虫性能は確保される。防虫性能を確保しつつ、防虫網の目詰まりによる排気性能の劣化、それに伴う機械式排気装置の電動機の損壊も発生しないので、危険、煩雑さを伴う防虫網の清掃をする必要がないという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
パイプフードに備えられた常時閉鎖している防虫網が、機械式排気装置の発する排気送風により開放して防虫網の目詰まりを防ぐという目的を、防虫性能及び排気性能を損なうことなく最少部品点数で実現した。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明のパイプフードの１実施例の側方向からの断面図である。１はパイプフード本体であり、２で示される防虫網がパイプフード本体内側に取り付けられていて、さらに、３で示される翼状体が、防虫網に取り付けられている。図２は、防虫網と翼状体及び、パイプフード本体との結合部分を拡大したものであり、７で示される軸が、パイプフード本体に16で示される支持体により固定されている。８で示される軸受けは、防虫網に固定されていて、軸受けが軸を受ける構成にて、防虫網がパイプフード本体より垂れ下がる形で定置している。軸受けと軸は自在に回転運動できるように固定されてはいないため、軸受けと一体である防虫網は、容易に開放することができる。
【００１２】
無風状態においては、翼状体及び防虫網にかかる重力のため、防虫網は、鉛直方向に定置し、９で示されるパッキンにより、防虫網の網目以外の、屋外と風道との通気経路は遮断される。図３は、本実施例の投射図である。防虫網の枠、パッキンとも風道と同じく環状体であり、防虫網が鉛直方向に定置し、防虫網の枠、パッキンが閉鎖している状態を示す。この状態では、無風状態においても屋外から風道及び室内に虫などが侵入することは不可能である。
【００１３】
図４は、機械式排気装置からパイプフードまでの、全排気経路の側方向からの断面図である。１１で示される機械式排気装置の起動により、１４で示される排気が発生する。この排気が防虫網を通過し、３で示される翼状体に到達する。この翼状体に対する送風により、翼状体に、揚力及び空気粘性のための摩擦応力としての抗力が生じ、これらの合力である空気合力が発生する。この空気合力は、仰角により作用点が移動するため、適正な仰角を有することにより、縦揺れモーメントが発生する。この、空気合力と縦揺れモーメントにより翼状体を備えた防虫網を回転させようとするモーメントが発生する。翼状体との相対風速と揚力、抗力及び縦揺れモーメントの関係は、次式で表される。
【００１４】
【数１】
2008275281.tif 000003
【００１５】
【数２】
2008275281.tif 000004
【００１６】
【数３】
2008275281.tif 000005
【００１７】
上記の数式において、ＣＬは揚力係数、ＣＤは抗力係数、ＣＭは縦揺れモーメント係数、caは翼弦、aは空気密度、Ｓは翼状体を排気風向に投影した面積、Ｖは翼状体との相対風速、この場合、翼状体は静止しているため、単に風道内部の風速を表す。
【００１８】
図５は、翼状体の仰角と揚力係数の関係を示す。図６は、翼状体の仰角と抗力係数の関係を示す。図５、図６で示されるとおり、仰角が０度から２２度の範囲においては、仰角が大きくなればなるほど揚力係数、抗力係数とも大きくなる。従って、数1及び数２より、仰角が０度から２２度の範囲においては、同一の翼状体における揚力、抗力とも、仰角が大きくなればなるほど大きくなり、その合力である空気合力も大きくなる。図７は、翼状体の仰角と縦揺れモーメント係数の関係を示す。図７で示されるとおり、縦揺れモーメント係数は、仰角が０度から２２度の範囲においては仰角が大きくなればなるほど負の値が大きくなる。従って、数３より、仰角が０度から２２度の範囲においては、同一の翼状体における縦揺れモーメントの負の値は仰角が大きくなればなるほど大きくなる。航空力学では機種を上げる方向の縦揺れモーメントを正の値としているため、負の値が大きくなるということは、本発明においては、図４の１５で示す、防虫網の開放方向への縦揺れモーメントが大きくなるということになる。
【００１９】
虫などの飛翔速度が３ｍ/ｓから４ｍ/ｓであり、虫などがこれ以上の風速に逆行して飛翔できないことは、航空力学上及び段落番号０００６記載の誘蛾灯を備えた機械式排気装置の従来技術より公知の事実である。風道内部の排気風速を虫などの飛翔速度以上とし、その風速に対して翼状体を排気風向に投影した面積及び翼状体及び防虫網枠を含めた防虫網の質量と翼状体の仰角を決定すれば、確実に防虫網が開放し、防虫性能を確保した上で、防虫網の埃による目詰まりは回避される。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
風量切替機能付の機械式排気装置を利用し、低風量運転にて建築基準法規定の常時換気として利用し、高風量運転を室内空気の汚れが気になるときの局所換気として利用する。常時換気で埃が堆積した防虫網を、局所換気使用時に、自助清掃効果により自動的に清掃するといった使い方も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本パイプフード側方断面図。本パイプフードの断面構造の概要を記す。
【図２】本パイプフード側方断面詳細図。本パイプフードへの防虫網の設置構造の断面を記す。
【図３】本パイプフード投射図。本パイプフードの内部概要を記す。
【図４】排気装置側方断面図。本パイプフードを用いた排気装置の断面構造及び機能の概要を記す。
【図５】揚力曲線グラフ。航空力学により、仰角と揚力係数の関係を表す。
【図６】抗力曲線グラフ。航空力学により、仰角と抗力係数の関係を表す。
【図７】縦揺れモーメント曲線グラフ。航空力学により、仰角と縦揺れモーメント係数の関係を表す。
【符号の説明】
【００２２】
１    パイプフード本体
２    防虫網
３    翼状体
４    排気風道
５    建物の構造体
６    風向ルーバー
７    軸
８    軸受け
９    パッキン
１０    防虫網枠
１１    機械式排気装置
１２    建物の天井内装材
１３    機械式排気装置の排気ガラリ
１４    機械式排気装置が発する排気送風
１５    翼状体を備えた防虫網を回転させようとするモーメント
１６    軸をパイプフード本体に固定する支持体
【図１】
2008275281.tif 000006
【図２】
2008275281.tif 000007
【図３】
2008275281.tif 000008
【図４】
2008275281.tif 000009
【図５】
2008275281.tif 000010
【図６】
2008275281.tif 000011
【図７】
2008275281.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成19年5月15日(2007.5.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2008275281.tif 000013
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2008275281.tif 000014
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2008275281.tif 000015