(57)【要約】【目的】構造がコンパクトで、商用電源がなく直射光の当り難い建物の東側，西側，北東側にも設置することができる換気促進装置を提供する。【構成】開口部１２を有する裏基板１１と該裏基板１１の両側端から延びる２枚の側板１３と前記裏基板の上部および２枚の側板端部から延びる前面板１４からなり下面が開口したフードの前面板１４の外表面にアモルファス太陽電池１７を取り付け、この太陽電池からの電気エネルギを駆動源とするファンモータ１８を前記下面開口と裏基板開口部との間のフード内に設置した換気促進装置。【選択図】        図３
2004184021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する裏基板と該裏基板の両側端から延びる２枚の側板と前記裏基板の上部および２枚の側板端部から延びる前面板からなり下面が開口したフードと、前記フード前面板の外表面に取り付けられた直射日光のみならず散乱光でも発電し得る太陽電池と、該太陽電池からの電気エネルギを駆動源とする直流モータにより回転されるファンとを具備し、該ファンが前記下面開口と裏基板開口部との間のフード内に設置されていることを特徴とする換気促進装置。
【請求項２】
太陽電池がアモルファス太陽電池で構成されている請求項１に記載の換気促進装置。
【請求項３】
２枚の側板が湾曲した上側端部を有する形状であり、前面板が前記側板上側端部間を覆う湾曲板である請求項１または２に記載の換気促進装置。
【請求項４】
裏基板開口部が円形であり、該円形開口部に外側に向けて筒状体が固着された請求項１〜３の何れかに記載の換気促進装置。
【請求項５】
太陽電池から電源電力を供給される直流モータにコンデンサが並列に接続されている請求項１〜４の何れかに記載の換気促進装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、室内の換気を行うための太陽電池付き換気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、室内の換気を、駆動源として太陽電池を使用した換気扇により行うことが提案されている。
例えば、特開２００１−１１６３０６号公報では、通気孔の開口と連結可能にした動力付き換気扇と、その換気扇の駆動用動力源として前記換気扇の動力を駆動する程度の発電容量を有する太陽電池からなる取り外し自在の室内換気装置が提案されている。
特開２００２−５４８２９号公報では、換気装置であって、モータによって駆動されるファンであり、気体を吸引して排気するためのファンを有するファンユニットと、該ファンユニットが取り付けられているとともに、該ファンユニットによって排気される気体の排気口が設けられたパネルを有するベースパネル部と、該ベースパネル部の外周に沿って枠状に形成された枠状部と、を有し、該ベースパネル部が枠状部に対して回動自在に形成されていることを特徴とする換気装置および該換気装置に電力を供給するための太陽電池ユニットを有する換気システムが提案されている。
【０００３】
また、特開２００１−７４２８４号公報では、複数の貫通孔が形成されたフレームと、該フレームに内蔵された駆動モータと、前記フレームに支持されて前記駆動モータで回転駆動されるファンと、前記フレームの一面側に設けられて前記駆動モータに電気を供給する太陽電池とを一体に備えていることを特徴とする太陽電池式換気扇が提案されている。
特許第２８２８３８１号公報では、建物外壁にこれを貫通して組込まれる枠体と、この枠体内に並設された上方の換気口部及び下方の太陽電池と、その換気口部に設けられ上記太陽電池で起動される換気扇とを備えたことを特徴とする換気装置が提案されている。
さらに、特開平７−１５８９１７号公報では、建物の開口部に組み付けられる換気扇ユニットであって、窓を有し前記開口部に取着されるフレームと、モータに連結されたファンが前記窓に配置され前記フレームで支持された換気扇と、受光面を外側に向けて前記フレームで支持されたアモルファス太陽電池パネルと、前記アモルファス太陽電池パネルで発電された電力を前記モータに供給する導通手段と、を備える換気扇ユニットが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開２００１−１１６３０６号公報，特開２００２−５４８２９号公報，特開２００１−７４２８４号公報に記載の装置では、いずれも太陽光が太陽電池に直接当るように設置されている。特に前２者では、太陽電池からの電源を、別体に設けた換気扇に長い電線により導いているので、設置に当って別途電気工事が必要で、設置に手間がかかる。特開２００１−７４２８４号公報に記載の換気装置は、複数の貫通孔が形成されたフレームの中に駆動モータが内蔵され、フレームの外側に太陽電池が、フレームの内側にファンを配しているものである。このため前記貫通孔を通って雨水が流入するという難点がある。
【０００５】
また、特許第２８２８３８１号公報に記載の装置も、太陽電池と換気扇を並設してユニット化し、太陽光が効率よく採光できるように設置されている。ユニット化しているものの、分離・並設しているので、スペース的に広い面積が必要となる。したがって、既存の建築物に増設するには、建築物の一部改造が必要になる。
しかも、これら４つの公報で提案されている換気装置に用いられている太陽電池は、いわゆる結晶系の太陽電池である。このため、太陽電池は直射日光が照射される場所に設けなければ作動しない。新築の建築物に設置しようとする場合には、日当たりの良好な場所に加工孔部を設けてこれに附設すればよいが、既存建築物の日当たりの悪い個所に設けられた開口部に設置しても作動しない。作動する換気装置を既存の建築物に設置するにあたっては、日当たりの良好な場所に換気用の開口を新たに設ける必要がありコスト的に高くなる。
【０００６】
一方、特開平７−１５８９１７号公報に記載の換気装置は、いわゆるアモルファス系の太陽電池を使用している。
アモルファス系の太陽電池は、結晶系の太陽電池に比べてエネルギ変換効率の点では劣るものの、結晶系のものでは直射光でないと作動しないのに対して、アモルファス系の太陽電池は散乱光でも作動する。このため、直射光の当り難い建物の東側，西側，北東側でも、明るさがあれば、出力は小さいものの発電は行える。したがって、上記特開平７−１５８９１７号公報に記載の換気装置は、直射光が当らない所への設置が可能で、しかも、太陽電池の取付けも比較的容易である。しかしながら、当該換気装置は、窓枠をいわゆる補助枠で分割し、分割枠内に太陽電池と換気扇を並設・設置したものである。このため広い設置面積を必要とするばかりでなく、窓枠全体を特別な構造体にする必要があって、コストも高くなる。
【０００７】
ところで、最近、結晶系のものであっても、その形状を工夫することにより、散乱光でも作動し得る太陽電池も開発されており、このような太陽電池の活用も期待されている。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、構造がコンパクトで設置しやすく水仕舞がよい他に、日当たりのよくない場所でも作動する太陽電池を駆動源とした換気促進装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の換気促進装置は、その目的を達成するため、開口部を有する裏基板と該裏基板の両側端から延びる２枚の側板と前記裏基板の上部および２枚の側板端部から延びる前面板からなり下面が開口したフードと、前記フード前面板の外表面に取り付けられた直射日光のみならず散乱光でも発電し得る太陽電池と、該太陽電池からの電気エネルギを駆動源とする直流モータにより回転されるファンとを具備し、該ファンが前記下面開口と裏基板開口部との間のフード内に設置されていることを特徴とする。
直射日光のみならず散乱光でも発電し得る太陽電池として、日当たりのよくない場所でも作動させるために、アモルファス太陽電池を用いることが好ましい。
２枚の側板を湾曲した上側端部を有する形状とし、前面板を、前記側板上側端部間を覆う湾曲板とすることもできる。また、裏基板の開口部を円形にし、この円形開口部に外側に向けて筒状体を固着することもできる。
さらに、太陽電池から電源電力を供給される直流モータにコンデンサが並列に接続されていることが好ましい。
【０００９】
【実施の態様】
本発明の換気促進装置１０は、図１に示すような一般家屋（ａ）や集合住宅（ｂ）、あるいは倉庫等の通気孔に取り付けられるものであって、建物からの排気装置（図中、Ａ）としても、あるいは建物内への給気装置（図中、Ｂ）としても使用できるものである。単に後述するファンの取付けを変更すれば、排気と給気を入れ換えることができる。本発明換気促進装置の設置個所は、建物の居室、あるいは倉庫を想定しているが、屋根裏等に設置できることは言うまでもない。
【００１０】
まず、その具体的構造を、図２〜４に基づいて説明する。
なお、本態様では、ファンがモータの回転軸に直接取り付けられた直動型のファンモータを使用した。図４では、太陽電池およびファンモータの図示を省略している。
本発明換気促進装置１０は、開口部１２を有する裏基板１１と、この裏基板１１の両側端から延びる２枚の側板１３と、前記裏基板１１の上部および２枚の側板１３端部から延びる前面板１４からなり下面が開口１５したフード１６と、前記フード前面板１４の外表面に取り付けられた太陽電池１７と、該太陽電池１７からの電気エネルギを駆動源として回転されるファンモータ１８とを具備し、このファンモータ１８がフード１６内に設置されている。なお、図３，４で示した態様の換気促進装置においては、太陽電池としてアモルファス系のものを使用しているが、直射日光のみならず散乱光でも発電し得る太陽電池を用いることができる。１９は太陽電池１７とファンモータ１８を結ぶ配線である。
【００１１】
フード１６の組み立て構造の詳細を図４に示す。開口部１２を有する裏基板１１の両側に、裏基板の折り曲げもしくは別体物のビス接合等で側板１３を立設する。この側板１３としては、後述するような理由から、湾曲した上側端部を有する形状としたものが好ましい。
裏基板１１の下部に、ファンモータ１８を収容できる大きさの開口を有する支持枠２０をビス等で取り付ける。この支持枠２０の下面にはファンモータ１８（図４中では図示せず）を取り付ける取付け架台２１が固着されている。
そして、裏基板１１の上部から２つの側板１３を経由して支持枠２０の前端に至る空間は、上端が折り曲げられた湾曲の前面板１４で覆われ、前面板１４の上端が裏基板１１の上部に、前面板１４の下部が支持枠２０の前端にビス等で固着されている。
【００１２】
このような構造を有する換気促進装置１０が、裏基板１１の開口部１２を建築物の通気用の孔に合致するように、裏基板１１の四隅に設けたビス孔（図示せず）を使用し、ビス等で固定され、使用される。
なお、図４中、２２は、当該換気促進装置１０を建築物の通気孔を覆うように取り付ける際、雨水等の浸入を防止し、ガタツキを抑えるための合成ゴム等の封止材である。また、２３は水切りである。
側板１３を湾曲した上側端部を有する形状とし、前面板１４を、前記湾曲した側板上側端部間を覆う湾曲板とすることにより、当該換気促進装置１０上に雨水や雪が貯まることなく、汚れや水が流れ落ちやすくなる。汚れや雨滴が流れ落ちやすいと太陽電池の発電効率を良好な状態に長時間維持できる。しかも、前面板１４を湾曲板とすることにより、後述するように太陽電池１７を貼付等による取付けが行いやすくなる。また、湾曲したものとすることにより、直線的なものよりも広い太陽光の受光面積とすることができると共に、太陽光入射角の変化にも対応でき、さらに散乱光も捕らえやすくなる。
【００１３】
なお、図２〜図４で示される実施の態様では、支持枠２０は、裏基板１１および前面板１４の下端に近い個所に取り付けられているが、支持枠２０を、フード１６の下端近傍ではなく、例えば図５に示すように、フード内中間部に位置するように裏基板１１および前面板１４に固着すれば、風雨が強い時のフード下からの雨水の吹き上がりを防ぐことができ、ファンモータ１８への雨水の影響をなくすことができる。
ところで、例えば既存の集合住宅にあっては、コンクリート壁を貫通する円筒形状の孔が予め設けられており、レジスターが被せられて通気用孔とされている。本発明の換気促進装置１０は、このレジスター上に被せるように設置される。レジスターが取り外せる場合、円筒形状の貫通孔が残った状態になるので、当該換気装置１０の裏基板円形開口部１２に、前記貫通孔に合致するような筒状体を固着しておき、この筒状体を前記貫通孔に嵌合させれば、当該換気促進装置の設置が円滑に行える。
【００１４】
なお、本発明の換気促進措置は、建築物の通気孔を覆うように、建築物の外側に、すなわち風雨に曝される状態で設置されるものである。したがって、上記フード１６を構成する各部材は、耐食性に優れる素材で構築されることが好ましい。そして、各構成部材は基本的には板状体を成形加工したものであるから、板素材としては耐食性に優れ、しかも所要の強度を有するものが好ましく、具体的にはめっき鋼板，塗装鋼板，ステンレス鋼板を使用することが好ましい。
【００１５】
次に本発明の大きな特徴である太陽電池の設置態様について説明する。
図３に示されるように、アモルファス太陽電池１７が上記フード１６の前面板１４の外表面に両面テープ等で貼り付けられている。太陽電池１７の脱落を防止するために、太陽電池１７を補助用の鋼帯２４で抑える態様としても良い。なお、当然ながら太陽電池１７からの電気エネルギを取り出すために、前面板１４および両面テープには配線挿通用の孔（図示せず）が設けられている。そして太陽電池１７からの配線１９がファンモータ１８に直結されている。
【００１６】
ところで、アモルファス太陽電池は結晶系の太陽電池と比較して、エネルギ変換効率の点で劣るものの、軽量で、量産化に適し、コスト的に安く、しかも変形加工性に優れている。四季によって出力変化が起こり難いという利点も有している。一方、例えば結晶シリコン太陽電池を使用する場合、ガラス基盤が使われているので重くなっているばかりでなく太陽の直射光を必要とするので、屋上や屋根等に太陽に向けた専用の架台を設置し、この架台に太陽電池を配置している。このため結晶系の太陽電池による電気エネルギを換気扇の動力源として利用しようとすると、スペースを確保したり、別途配線工事が必要になったりする。
【００１７】
本発明の換気促進装置では、太陽電池をファンモータを内蔵するフードに一体的に組み込んでいる。したがって、建築物内の商用電源に遠い場所の既存の通気孔あるいは新設の通気孔の上に、換気促進装置を被せるような態様で設置することができる。配線等の電気工事も必要としない。
特に、本実施の態様において用いているアモルファス系の太陽電池は散乱光でも作動するので、直射光の当り難い建物の東側，西側，北東側でも、明るさがあれば、出力は小さいものの発電は行え、本発明換気促進装置は作動する。アモルファス太陽電池としては、スペクトル感度のピーク波長が約５００ｎｍのアモルファスシリコン系のものに、帯域幅を９００ｎｍまで拡張すべく、アモルファスシリコンゲルマニウム系のものを積層したものが好ましい。
また、結晶系のものであっても、直射日光のみならず散乱光でも発電し得るように工夫したものを用いればよく、形状を半球状にして散乱光を受光し発電できるようにしたもの（例えば、商品名「マイクロソーラーセル」）を用いても良いが、流通性，コスト等を考慮すると、アモルファス太陽電池を用いることが最も好ましい。
【００１８】
ファンモータの起動には、最低限の電力が必要である。日照が少なく太陽電池の発電量が上記最低限の電力に満たないときには、ファンモータは起動しない。そこで、太陽電池から電源電力を供給される直流ファンモータにコンデンサを並列で接続することが好ましい。コンデンサを接続すると、発電された電力がファンモータを起動する電力に満たない間、コンデンサに蓄えられ、その蓄電量がファンモータを起動させる電力になったとき、ファンモータが起動されることになる。起動後のファンモータの回転には大きな電力は必要ないので、日照が少なく、発電量が少なくても、ファンモータは回りつづける。
【００１９】
ファンモータとしては、定格０．５〜１．５ワット程度のモータ直動型のもので十分であり、このファンモータを起動させるには公称出力２〜３ワット程度の太陽電池を使用する。コンデンサを並設する場合には、定格１６Ｖ，２２００μＦ程度のものを使用する。上記能力のアモルファス太陽電池は、２８６ｍｍ×２０６ｍｍ程度のフレキシブルな板状体であるので、前記前面板１４に両面テープ等を使用することにより、簡単に貼付して取り付けることができる。なお、太陽電池の脱落を防ぐ意味から、板状太陽電池の適宜個所を適宜幅の補助用鋼帯で覆い、鋼帯両端を前面板にビス等で固着することが好ましい。
結晶質の太陽電池はガラス基盤を使用しているので重く、曲面加工不能であるのに対して、アモルファス太陽電池や前記したマイクロソーラーセル（商品名）は樹脂フィルム上に電池セルを形成して作製されるのでフレキシブルで曲面加工可能な板状体にできる。このため、適宜形状に加工・変形して基板上に設置できるので、外観上も違和感がなく、意匠的にも優れた換気促進装置を提供できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明においては、太陽電池を換気装置のフード前面板の外表面に取り付け、この太陽電池からの電気エネルギを駆動源としたファンモータをフード内に設けているので、構造がコンパクトで設置しやすく水仕舞がよい換気促進装置を提供することができた。
特に、散乱光でも発電するアモルファス太陽電池の使用により、直射光の当り難い建物の東側，西側，北東側にも設置することができ、既存の建築物の通気用開口部に附設可能な換気促進装置を低コストで提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明換気促進装置の設置状況を説明する図、（ａ）は一戸建て、（ｂ）は集合住宅
【図２】本発明換気促進装置の（ａ）正面図と（ｂ）側面図
【図３】本発明換気促進装置の斜視図、（ａ）は前面上側からで、（ｂ）は裏面上側からのもの
【図４】本発明換気促進装置を構成するフードの組み立て概略図
【図５】本発明換気促進装置の別態様を示す側面図
【符号の説明】
１０：換気促進装置    １１：裏基板    １２：開口部    １３：側板
１４：前面板    １５：開口    １６：フード    １７：アモルファス太陽電池
１８：ファンモータ    １９：配線    ２０：支持枠    ２１：取付け架台
２２：封止材      ２３：水切り      ２４：補助鋼帯
【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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