(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋸で木を引いたときにでる粉のような木屑を原料として造粒・炭化処理してなるペレット木炭を、床下の地面に掘った穴に充填した貯炭部と、この貯炭部に屋外の空気を取込むための外気取入れ管と、前記貯炭部の空気を居室内へ導く外気導入管と、居室内の空気を前記貯炭部を介して屋外へ導く排気管と、この排気管に介設した送風機とからなり、屋外の汚れて冷たい空気を前記ペレット木炭で浄化するとともに暖めて居室へ放出し、居室内の暖まった空気を前記ペレット木炭で冷却したのちに屋外へ放出する換気システムにおいて、
前記ペレット木炭の粒子より小さな目の網で構成したメッシュパイプ若しくはペレット木炭の粒子より小さな孔を多数開けた多孔パイプからなる中間パイプで、前記外気取入れ管と外気導入管を接続し、前記中間パイプを前記貯炭部内に配置してなり、
前記外気取入れ管は前記中間パイプに繋げられると共に地面に平行に地中に埋設される水平管を含み、前記外気導入管は地面に鉛直に設けられ、前記中間パイプは地面に斜めに設けられていることを特徴とした換気システム。
【請求項２】
前記ペレット木炭の粒径は、３〜１０ｍｍであることを特徴とした請求項１記載の換気システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は換気システムの改良技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築基準法によって、居室は０．５回／ｈ（２時間で居室内容積と同量の空気を入れ換えること。）の換気が義務付けられており、一般に換気扇で居室の空気を屋外へ排出し、その分だけ外の空気を取入れる程度のことは実施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この手法は外の空気がクリーンであることを前提としている。
しかし、近年の外の空気（外気とも言う）には、車の排気ガスや工場からの排煙、さらにはごみ焼却による有害化学物質が微量ではあるが混入している。
【０００４】
一方、新築家屋に住む人達に化学物質過敏症の症例が見られ、社会問題となっている。この化学物質過敏症は、主として新建材から発生するホルムアルデヒドなどの有害化学物質が人体に悪影響して及ぼすものである。
この化学物質過敏症を発症すると、その後はより微量な有害成分にも反応するようになり、例えば新鮮な空気を求めて都会から田舎へ越したとしても、車の排気ガスやごみを燃やす煙に反応するようになり、対策の打ちようがないという酷い例もある。
【０００５】
このように、外から居室に取入れる空気を浄化する必要性があるといえる。しかし、フィルタなどによる機械的浄化では、ごみは除去できるが肝心の化学物質は除去できない。この点、化学的に薬品で浄化する方法は有効である。しかし、一般の家庭や事務所で化学的浄化装置を設置するには、装置の設置費用が嵩み、且つ定期的に専門家による薬品の交換が必要となり、実現性は乏しい。
そこで、本発明の目的は簡便な装置で外気を浄化することができる換気システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１は、鋸で木を引いたときにでる粉のような木屑を原料として造粒・炭化処理してなるペレット木炭を、床下の地面に掘った穴に充填した貯炭部と、この貯炭部に屋外の空気を取込むための外気取入れ管と、前記貯炭部の空気を居室内へ導く外気導入管と、居室内の空気を前記貯炭部を介して屋外へ導く排気管と、この排気管に介設した送風機とからなり、屋外の汚れて冷たい空気を前記ペレット木炭で浄化するとともに暖めて居室へ放出し、居室内の暖まった空気を前記ペレット木炭で冷却したのちに屋外へ放出する換気システムにおいて、
前記ペレット木炭の粒子より小さな目の網で構成したメッシュパイプ若しくはペレット木炭の粒子より小さな孔を多数開けた多孔パイプからなる中間パイプで、前記外気取入れ管と外気導入管を接続し、前記中間パイプを前記貯炭部内に配置してなり、
前記外気取入れ管は前記中間パイプに繋げられると共に地面に平行に地中に埋設される水平管を含み、前記外気導入管は地面に鉛直に設けられ、前記中間パイプは地面に斜めに設けられていることを特徴とする。
【００１０】
屋外の汚れた空気をペレット木炭に通すと、ペレット木炭が汚染物質、特に化学物質を吸着する作用を発揮する。その結果、化学物質を十分に除去したクリーンな空気を居室へ供給することができる。
ペレット木炭を採用したので、木炭の粒径を揃えることができ、取扱が容易になる。
貯炭部を床下に配置し、且つ貯炭部の上面を床下空間に臨ませて、床下の除湿を促進する。このことにより、建築基準法で義務付けられている床下換気口を廃止することが可能となる。
ペレット木炭を熱媒体とし、排気の熱エネルギーをペレット木炭に与え、この熱エネルギーで外から取入れた空気を暖めることができる。
更に、中間パイプで外気取入れ管と外気導入管を連結することにより、空気の供給管を１本の管にすることができる。１本の管であるから、外気取入れ管の出口の位置決めや外気導入管の入り口の位置決めに格別気をつける必要がなく、施工が容易になる。
【００１１】
請求項２では、ペレット木炭の粒径は、３〜１０ｍｍであることを特徴とする。
ペレット木炭の粒径は自由に選択することができるが、次の理由で３〜１０ｍｍの範囲にする。３ｍｍ未満であると、粉炭になりやすいこと、容積当りの表面積が大き過ぎるため短い期間で吸着性能が飽和すること、の２つの欠点がある。また、１０ｍｍを超えると、粉炭になる虞れはないが、容積当りの表面積が小さ過ぎること、及び粒の数が少なくなり、粒相互間の空隙が多くなるので充填率が低下する。従って、ペレット木炭の粒径は、３〜１０ｍｍにする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は換気システムの参考図であり、この換気システム１０は、木炭粒１１・・・（・・・は複数個を示す。以下同様。）を地面１２に掘った穴１３に充填した貯炭部１５と、この貯炭部１５に屋外の空気を取込むための外気取入れ管１６と、貯炭部１５を通った空気を１階居室１７及び２階居室１８内へ導く外気導入管１９とからなる。
【００１４】
なお、家屋２０は、床下換気口を備えない布基礎２１上に土台２２を載せ、この土台２２に柱２３を立て、この柱２３の上に軒桁２４を渡し、この軒桁２４に屋根２５を掛け、１階床３１、１階天井３２、１階壁３３を張り、この壁３３に換気扇３４をはめ込むことで１階居室１７を構成し、同様に２階床４１、２階天井４２、２階壁４３を張り、この壁４３に換気扇４４をはめ込むことで２階居室１８を構成したものである。
なお、１階床３１の下方には地面１２に樹脂フィルム４６を敷き、その上に１００〜１５０ｍｍ厚さの防湿用コンクリート４７を流して、地面１２から湿気が立ち上るのを防止した。
【００１５】
貯炭部１５の詳細構造は後述する。
外気取入れ管１６は、例えば１５０ｍｍ口径の樹脂パイプで構成し、図示するごとく、雨水の侵入を防ぐ１８０°ベンド５１と、上半部が地上に、下半部が地中にある竪管５２と、全てが埋設される水平管５３とからなる。
寒冷地では、冬期は外気温が−３０℃になる。しかし、地下１．５〜２ｍにおける土の温度は０〜１０℃である。そのため、前記水平管５３を十分に長くすれば、入口で−２５℃程度であった空気は地中の温度で暖められ出口で０℃程度まで昇温する。また、夏期は外気温が３０℃になる。しかし、地下１．５〜２ｍにおける土の温度は５〜１５℃である。そのため、前記水平管５３を十分に長くすれば、入口で２５℃程度であった空気は地中の温度で冷却され１５℃程度まで降温する。
従って、外気取入れ管１６の大部分を地下１．５〜２ｍに埋設すること、及び水平管５３を十分に長くすることは有益である。
【００１６】
外気導入管１９は、地下の貯炭部１５を通した空気を居室１７，１８へ分配する立上りパイプである。
立上りパイプでは、ドラフト効果（煙突効果）と称する通風力が発生する。暖かい空気が天井に、冷たい空気が床に移動し、全体的に自然循環するのがドラフト効果であり、パイプを立てると無動力（通気ファンを使用すること無く。）で貯炭部１５から空気を居室１７，１８へ移動させることができる。
併せて、各階の換気扇３４，４４を廻して居室１７，１８内の空気を排出すれば、居室１７，１８の内圧が負圧になる。この負圧によっても貯炭部１５から空気を居室１７，１８へ移動させることができる。
【００１７】
図２は貯炭部の参考図であり、貯炭部１５は、間口が１ｍ×１ｍで深さ１．６〜２ｍの穴１３を地面１２に開け、この穴１３に木炭粒としてのペレット木炭１１・・・を充填しただけのものである。
このペレット木炭１１は、大鋸屑（鋸で木を引いたときにでる粉のような木屑）を適当な結合剤を用いて団子にし、この団子を７００℃以上の高温で蒸し焼き（乾留）することで、３〜１０ｍｍの粒径にした木炭粒である。この様なペレット木炭１１・・・は、粒径を揃えることができ、強度が高いので粉になりにくいという特徴がある。
【００１８】
ペレット木炭１１・・・の粒径は自由に選択することができるが、次の理由で３〜１０ｍｍの範囲にする。３ｍｍ未満であると、粉炭になりやすいこと、容積当りの表面積が大き過ぎるため短い期間で吸着性能が飽和すること、の２つの欠点がある。また、１０ｍｍを超えると、粉炭になる虞れはないが、容積当りの表面積が小さ過ぎること、及び粒の数が少なくなり、粒相互間の空隙が多くなるので充填率が低下する。従って、ペレット木炭１１・・・の粒径は、３〜１０ｍｍにする。
なお、ペレット木炭１１・・・に替えて通常の木炭を適当な大きさに割った木炭粒を使用することができることは言うまでもない。
【００１９】
このペレット木炭１１・・・は、木炭そのものであるから、吸着性及び吸湿性に富むとともに、炭素（Ｃ）を主成分とするため土中の水分（Ｈ2Ｏ）に接触すると微量の水酸イオン（ＯＨ-）を生成する。
【００２０】
白抜き矢印▲１▼の通りに取入れた外気がダイオキシンやホルムアルデヒドなどの有害化学物質を含んでいるとすれば、この有害化学物質をペレット木炭１１・・・で吸着することができる。梅雨期などで外気に水蒸気が多量に含まれている場合は、水分（Ｈ2Ｏ）がペレット木炭１１・・・に吸収される。この吸収水分は炭素と反応して水酸イオン（ＯＨ-）を生成する素にもなる。
【００２１】
従って、白抜き矢印▲２▼の空気は、有害化学物質が除去でき且つ適度に乾燥させることができたクリーンな空気となる。
なお、空気導入管１９の入口（下端）には、ペレット木炭１１が入らぬように網５５を被せることが望ましい。
【００２２】
また、図から明らかなように、貯炭部１５は上面が開放している。従って、床下空間に溜まった湿気を、ペレット木炭１１・・・で吸収させることができ、床下空間をドライに保つことができる。このことが、床下換気口（布基礎に開ける開口）を廃止することができた理由である。
床下換気口は文字どうり床下空間を外部空間と連通し、空気を入れ替えることで湿気を除くと言うものであるが、反面、寒冷地では常に冷たい外気が床下を冷やすことになり、暖房費用が嵩むことになる。
この点、本実施例は床下換気口を廃止したので、外気の循環が殆ど無く、暖房費用を節約することができる。
【００２３】
図３は図２とは別の参考図であり、パンチングメタル５７の筒で貯炭部１５の側壁を構成し、土の崩れを防止したものであり、パンチングメタル５７であるから、土中の水分は自由に木炭ペレット１１・・・に至り、反面、土の崩れを防止することができるから、貯炭部１５の傷みを抑えることができる。筒は角筒、円筒、多角筒であってもよい。円筒でありは板厚が薄くとも大きな土圧に耐えさせることができる。
パンチングメタル５７は炭素鋼である場合は両面に防錆塗装を施す。塗装が面倒であれば、ステンレス板を採用すればよい。
なお、パンチングメタル５７の筒を採用すれば、地面１２に大き目の穴を堀り、そこへ筒を落とし込み、筒の廻りへ土を埋め戻すことで、筒埋め込み作業は完了する。図２であれば穴１３は慎重に掘らなければならないが、図３ではその必要がないため、施工費用に差がでる。
一般には必要ないが、地下水位が高い箇所では筒の底を板で塞いでもよい。
【００２４】
図４は本発明の換気システムの原理図であり、この換気システム１０Ｂは、鋸で木を引いたときにでる粉のような木屑を原料として造粒・炭化処理してなるペレット木炭１１・・・を、床下の地面１２に掘った穴１３に充填した貯炭部１５と、この貯炭部１５に屋外の空気を取込むための外気取入れ管１６と、貯炭部１５の空気を居室１７，１８内へ導く外気導入管１９と、居室１７，１８内の空気を貯炭部１５を介して屋外へ導く排気管６０と、この排気管６０に介設した送風機５９とからなり、屋外の汚れて冷たい空気をペレット木炭１１・・・で浄化するとともに暖めて居室１７，１８へ放出し、居室１７，１８内の暖まった空気をペレット木炭１１・・・で冷却したのちに屋外へ放出することを特徴としたシステムである。
【００２５】
貯炭部１５の構造は図２，３で説明済みであり、ここでは説明を省略する。
本例では、ペレット木炭１１・・・の粒子より小さな目の網で構成したメッシュパイプ若しくはペレット木炭１１・・・の粒子より小さな孔を多数開けた多孔パイプからなる中間パイプ７０で、外気取入れ管１６と外気導入管１９を接続し、中間パイプ７０を貯炭部１５内に配置したことを特徴とする。
図２では外気取入れ管１６と外気導入管１９を接続していないので、地震その他の要因でペレット木炭１１・・・に対する外気取入れ管１６や外気導入管１９の差込み深さが代わる可能性がある。この点、中間パイプ７０で繋いでおけば位置ずれが発生しにくくシステムの保守が容易になる。
【００２６】
排気管６０は、居室１７，１８の天井３２，４２から空気を吸出す吸出し管６１，６２と、長い立ち下り管６３と、蛇行管６４と、水平管６５と、竪管６６と、１８０°ベンド６７とを連続させたチューブであるが、上述した通りドラフト作用のために空気を下向きに流すことはできない。そこで、送風機５９で強制的に下向き流れを造り、強制的に居室１７，１８の空気を屋外へ排出することにした。なお、寒冷地においては、竪管６６及びベンド６７に断熱材を巻いて、結露を防止するとよい。
【００２７】
送風機５９で強制的に空気を流すため、流路抵抗の大きな蛇行管６４を介在させることができる。蛇行管６４は貯炭部１５に位置させる。
居室１７，１８で暖められた空気が、蛇行管６４を流れるときに保有熱をペレット木炭１１・・・に与える。ペレット木炭１１・・・はその熱を外気取入れ管１６へ与えるため、外気取入れ管１６を流れる空気は地熱で暖められる外、ペレット木炭１１・・・でも暖められる。従って、一層の暖房費用の削減が図れる。
なお、蛇行管６４を直管に替えることは可能である。ただし、熱交換量は若干低下する。
【００２８】
家屋２０は１階床３１に床下点検蓋７４を設けた以外は、図１と同じなので、符号を流用し、説明を省略する。
ペレット木炭１１・・・は、ある程度の量の有害化学物質を吸着すると飽和して吸着性能が低下する。そこで、定期的にペレット木炭１１・・・を新品と入れ替えるとよい。そのときに床下点検蓋７４を利用する。
【００２９】
図５は本発明に係るメッシュパイプの説明図であり、中間パイプ７０をメッシュパイプ７１、すなわち網目状樹脂管若しくは網製管で構成すれば、網目を通過して空気が出てペレット木炭１１・・・に至り、また、ペレット木炭１１・・・廻りの空気が網目を通って管内に至る。メッシュはペレット木炭１１・・・の粒子をより細かくすればよい。
図６は本発明に係る多孔パイプの説明図であり、中間パイプ７０を多孔パイプ７２、すなわち管に細かな孔を開けたもので構成すれば、孔を通過して空気が出てペレット木炭１１・・・に至り、また、ペレット木炭１１・・・廻りの空気が孔を通って管内に至る。孔はペレット木炭１１・・・の粒子をより小さくすればよい。
【００３１】
更に、居室は、単なる居間に限るものではなく、人の出入りする部屋、例えばキッチン、応接室、寝室、納戸、事務室、事務所、工場、売場を指すものであり、家屋も木造家屋の外、コンクリート製建屋（ビルディング）であっても差支えない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、鋸で木を引いたときにでる粉のような木屑を原料として造粒・炭化処理してなるペレット木炭を、床下の地面に掘った穴に充填した貯炭部と、この貯炭部に屋外の空気を取込むための外気取入れ管と、前記貯炭部の空気を居室内へ導く外気導入管と、居室内の空気を前記貯炭部を介して屋外へ導く排気管と、この排気管に介設した送風機とからなり、屋外の汚れて冷たい空気を前記ペレット木炭で浄化するとともに暖めて居室へ放出し、居室内の暖まった空気を前記ペレット木炭で冷却したのちに屋外へ放出する換気システムにおいて、
前記ペレット木炭の粒子より小さな目の網で構成したメッシュパイプ若しくはペレット木炭の粒子より小さな孔を多数開けた多孔パイプからなる中間パイプで、前記外気取入れ管と外気導入管を接続し、前記中間パイプを前記貯炭部内に配置してなり、
前記外気取入れ管は前記中間パイプに繋げられると共に地面に平行に地中に埋設される水平管を含み、前記外気導入管は地面に鉛直に設けられ、前記中間パイプは地面に斜めに設けられていることを特徴とする。
【００３５】
屋外の汚れた空気をペレット木炭に通すと、ペレット木炭が汚染物質、特に化学物質を吸着する作用を発揮する。その結果、化学物質を十分に除去したクリーンな空気を居室へ供給することができる。
ペレット木炭を採用したので、木炭の粒径を揃えることができ、取扱が容易になる。
貯炭部を床下に配置し、且つ貯炭部の上面を床下空間に臨ませて、床下の除湿を促進する。このことにより、建築基準法で義務付けられている床下換気口を廃止することが可能となる。
ペレット木炭を熱媒体とし、排気の熱エネルギーをペレット木炭に与え、この熱エネルギーで外から取入れた空気を暖めることができる。
更に、中間パイプで外気取入れ管と外気導入管を連結することにより、空気の供給管を１本の管にすることができる。１本の管であるから、外気取入れ管の出口の位置決めや外気導入管の入り口の位置決めに格別気をつける必要がなく、施工が容易になる。
加えて、水平管が地中に埋設されているため、導入される外気は、水平管を通る間に、冬期に温められ、夏期に冷やされる。冬期には温められた空気が居室に供給され、夏期には冷やされた空気が居室に供給される。
【００３６】
請求項２では、ペレット木炭の粒径は、３〜１０ｍｍであることを特徴とする。
ペレット木炭の粒径を適度な範囲に限定したことにより、吸着性能を長期に亘って維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  換気システムの参考図
【図２】  貯炭部の参考図
【図３】  図２とは別の参考図
【図４】  本発明の換気システムの原理図
【図５】  本発明に係るメッシュパイプの説明図
【図６】  本発明に係る多孔パイプの説明図
【符号の説明】
１０Ｂ…換気システム、１１…木炭粒若しくはペレット木炭、１２…地面、１３…穴、１５…貯炭部、１６…外気取入れ管、１７，１８…居室、１９…外気導入管、５７…パンチングメタル、５９…送風機、６０…排気管、６４…蛇行管、７０…中間パイプ、７１…メッシュパイプ、７２…多孔パイプ。
【図１】
0004439028.tif 000002
【図２】
0004439028.tif 000003
【図３】
0004439028.tif 000004
【図４】
0004439028.tif 000005
【図５】
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【図６】
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