(57)【要約】【課題】換気塔、とりわけ円筒形の換気塔に作用する自然通風のみにより、効率的な換気を行えるようにした換気塔における給排気装置を提供する。【解決手段】上部室３の各開口１１には、各開口を開閉可能に設けられ、かつ、開口の内外圧力差により該開口を外方に向けてのみ開口可能なシャッタ１４が配置されている。一方、下部室５の各開口１２には、各開口を開閉可能に設けられ、かつ、開口の内外圧力差により該開口を内方に向けてのみ開口可能なシャッタ１５が配置されている。いずれのシャッタ１４，１５も、比較的小さな内外圧力差により自由にヒンジ開閉する錘付の遮蔽板であって、上部室３側ではシャッタ板１４の内側にストッパ１６が配置されることにより、風を受けると閉じ、外部に負圧が発生すると開く形式の一方向弁として機能する。下部室５側ではシャッタ板１５の外側にストッパ１６が配置されることにより、風を受けると開き、外部に負圧が発生すると閉じる形式の一方向弁として機能する。【選択図】     図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に区画された給気部および排気部を有する換気塔と、この換気塔の周囲に形成されてその内外を連通する複数の開口と、各開口を開閉可能に設けられ、かつ、前記開口の内外圧力差により該開口を内外いずれかに向けてのみ開口可能な複数のシャッタとを備えた換気装置であって、
前記給気部は、内側に向けてのみ開口するシャッタが設けられた開口と連通する一方、
前記排気部は、外側に向けてのみ開口するシャッタが設けられた開口と連通することを特徴とする換気装置。
【請求項２】
前記開口の内外圧力差は、自然通風によって前記換気塔の周囲に生成されるものであることを特徴とする請求項１に記載の換気装置。
【請求項３】
前記換気塔は円筒形であり、前記複数の開口は、該換気塔の中心から周方向に複数等分割された位置に形成されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、換気装置、特に、自然通風を利用した熱交換に用いて好適な換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自然エネルギーを利用して作物などを保管する低温貯蔵庫においては、冬期の寒風による冷熱を取込んで製氷を行ったり周囲地盤を凍土化し、この冷熱を夏期に利用することで、貯蔵庫の内部を低温に保つようにしている。冬季における外気を低温貯蔵庫の製氷器に導入する手段としては換気装置を設ければよいが、単に製氷器室と外部とを連通して自然風を取り入れようとしただけでは、自然風は風向が一定でないため、外部の開口が風向に合うように開口部分を回転移動させる必要がある。
【０００３】
従来、このような手段としては、風見鶏のように外気取入口が風向に合うように換気装置自体を自由回転させるもの（特許文献１）や、風向検出手段、風速検出手段などのセンサを設け、このセンサによって検出された方向に応じて選択的に外気導入口を開閉させる手段を設けたものがある（特許文献２）。
【特許文献１】実開平６−８２２４９号公報
【特許文献２】実開平５−２４８６７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、換気装置自体が回転するため、重量の大きな換気装置が長期にわたって円滑に回転するよう回転部を精密に作製しなければならず、またメンテナンスも大規模なものとなるため、イニシャルコストのみならずランニングコストも嵩むといった課題があるほか、風力が小さい場合には動作しないといった不具合がある。
【０００５】
一方、特許文献２に記載された技術にあっては、開閉機構及びその駆動源であるモータなどが必要であり、かつ、設備費及び電力がかかることから、イニシャルコスト及びランニングコストが大きなものとなっていた。
【０００６】
ところで、本発明者らは、円筒形構造物に対する風圧係数分布を調査したところ、図１に示すように、構造物中心に対する風向０°から左右３０°の範囲で風圧係数１〜０．３５程度となり、それ以降の面では風向９０°程度で−１．２５と最低値を示し、以後マイナスの値をとることを知見した。このことは、構造物の正面側に風圧が生じた場合には、その側面から背面にかけては構造物周囲に負圧が生ずることを示唆するものである。
【０００７】
本発明は、以上の知見に基づきなされたものであり、換気塔、とりわけ円筒形の換気塔に作用する自然通風のみにより、効率的な換気を行えるようにした換気塔における給排気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため本発明は、相互に区画された給気部および排気部を有する換気塔と、この換気塔の周囲に形成されてその内外を連通する複数の開口と、各開口を開閉可能に設けられ、かつ、前記開口の内外圧力差により該開口を内外いずれかに向けてのみ開口可能な複数のシャッタとを備えた換気装置であって、前記給気部は、内側に向けてのみ開口するシャッタが設けられた開口と連通する一方、前記排気部は、外側に向けてのみ開口するシャッタが設けられた開口と連通することを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明は、前記開口の内外圧力差は、自然通風によって前記換気塔の周囲に生成されるものであることが好ましく、さらに、前記換気塔は円筒形であり、前記複数の開口は、該換気塔の中心から周方向に複数等分割された位置に形成されてなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
換気塔に対する自然の風圧分布を利用した給気と、周囲に生じた負圧を利用した排気とを行うことができ、全方位に生じた自然通風のみにより、効率的な換気を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図２は本発明の第一の実施形態による換気装置を適用した製氷装置を示し、図３（ａ），（ｂ）は換気装置を構成する換気塔の水平断面を示す。
【００１２】
同図において、製氷装置は、低温貯蔵庫１の上部に円筒形の換気塔２が一体に突設されることによりなり、低温貯蔵庫１は例えば作物などを保管するものとして地下に構築され、換気塔２はその上部が地上に立設される。本実施の形態において、換気塔２は、上部室３，中間室４、下部室５の三層構造となっており、このうち上部室３は排気部、下部室５は給気部として利用され、また中間室４は排気が直接給気に回り込むことを防止して上下室３，５を区画するためのデッドスペースを構成している。
【００１３】
低温貯蔵庫１は、後述する製氷器の周囲が、外壁６と、底面が開口するカップ状の内壁７とを備えた二重構造となっており、内壁７の内方には複数の製氷器８が上下方向に多段に配置されている。内壁７の上部は前記下部室５および中間室４を貫通する内筒９を介して上部室３に連通している。また、外壁６と内壁７の上面、側面及び下部との間に形成される隙間１０は前記下部室５に連通している。
【００１４】
上部室３及び下部室５は、図２に示すように、例えば、その円筒中心から放射状に６等分され、その６分割された区画における壁面の上下位置にそれぞれ６つの開口１１，１２が開口されている。これは、図２の想像線で示す換気塔２の全周方向の風向きが生じた場合にその風圧係数分布に対処する開口１１，１２の範囲が６等分割で必要かつ十分にカバーできるからである。なお、上部と下部の開口１１，１２を３０°ずつずらして形成すれば、更に風向の変化にきめ細かく対応できることは言うまでもない。
【００１５】
上部室３の各開口１１には、各開口を開閉可能に設けられ、かつ、開口の内外圧力差により該開口を外方に向けてのみ開口可能なシャッタ１４が配置されている。一方、下部室５の各開口１２には、各開口を開閉可能に設けられ、かつ、開口の内外圧力差により該開口を内方に向けてのみ開口可能なシャッタ１５が配置されている。いずれのシャッタ１４，１５も、比較的小さな内外圧力差により自由にヒンジ開閉する錘付の遮蔽板であって、上部室３側ではシャッタ板１４の内側にストッパ１６が配置されることにより、風を受けると閉じ、外部に負圧が発生すると開く形式の一方向弁として機能する。また、下部室５側ではシャッタ板１５の外側にストッパ１６が配置されることにより、風を受けると開き、外部に負圧が発生すると閉じる形式の一方向弁として機能する。
【００１６】
以上の構成において、換気塔２が、図２中で白抜き矢印で示す風を受けると、下部室５の風向と対面する位置では矢印のごとくシャッタ板１５が開き、開口１２を通じて内部に外気を取入れる。また、風向に対し側面ないし背面部側では換気塔２の周囲に負圧が生じているのでシャッタ板１５は閉じたままである。
【００１７】
下部室５に取入れられた外気は外壁６と内壁７との間の隙間１０を通って内壁７の下方を回ってその内方に入り、製氷器８に蓄えられた水を冷却する。水を冷却した外気は、温度が上昇し、同図中で白抜き矢印で示すように上昇傾向となる。
【００１８】
一方、上部室３では、風と対面する位置ではシャッタ板１４は閉じたままであり、風向に対する側面ないし背面部側では換気塔２の周囲に負圧が生じているため、その位置でのシャッタ板１４は開放され、開口１２を通じて上部室３内の空気は外部に排出される。
【００１９】
したがって、下部室５に吹込まれた外部の冷気は、製氷器８の周囲を経て、内筒９、上部室２を経由して外部に放出され、冷気の取入れと排出とがなされ、この冷気流通により、低温貯蔵庫１内に配置された製氷器８を効率よく冷却することになる。
【００２０】
なお風力が弱くても、シャッタ板１枚当りの重量は換気装置全体の重量と比較して軽いため、錘などの調整により自然風による開閉を行うことができるほか、強風時におけるシャッタ板に加わる衝撃を防止するためには、ストッパ１６に緩衝材などを介在させればよく、いずれにしても電力などを駆動源とする駆動設備が不要であり、自然通風のみで効率的な給排気を行うことができる。
【００２１】
図４は本発明の第二の実施形態を示す。本実施形態では、前記実施形態とは逆に、上部室３の各開口１１には、該開口を内方に向けてのみ開口可能なシャッタ１４が配置されている。一方、下部室５の各開口１２には、該開口を外方に向けてのみ開口可能なシャッタ１５が配置されている。したがって、本実施形態では、上部室３から取入れた外気が内筒９を通じて製氷器８の水を冷却し、内壁７の下部より隙間１０を通じて下部室５から外部に排出する給排気経路を構成する。
【００２２】
なお、各実施形態においては、本発明を、外気により製氷室に設置された製氷器の冷却に適用した場合を示したが、低温貯蔵庫の周囲地盤に外気を取り入れて凍土化したり、低温貯蔵庫の貯蔵庫そのものに外気を直接取り入れて冷却する場合にも適用することができ、さらには低温貯蔵施設などの特殊設備だけでなく、建築物一般の換気装置としても適用できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の基礎となる円筒形構造物に対する風圧係数分布を示すグラフである。
【図２】本発明に係る第一の実施形態による換気装置を適用した製氷装置を示す断面図である。
【図３】（ａ），（ｂ）は図２のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線における平断面図である。
【図４】本発明に係る第二の実施形態による製氷装置を示す側断面説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  低温貯蔵庫
２  換気塔
３  上部室
５  下部室
６  外壁
７  内壁
８  製氷器
９  内筒
１０  隙間
１１，１２  開口
１４，１５  シャッタ板
１６  ストッパ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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