(57)【要約】【課題】メンテナンス費用や圧力損失を抑えつつ、設置スペースの省スペース化も図ることができる換気装置の端末部材を得ること。【解決手段】換気装置の端末部材１は、建物の外壁２の内部で略鉛直に延びるように形成されるとともに、少なくとも建物の略１階分の高さを有する風路１ｄを備え、風路には、屋外に連通する下部開口１ａが下端側に形成され、建物の内部に設置された換気装置と接続される上部開口１ｂが上端側に形成され、下部開口から風路の内部に延びる風路の底面は、下部開口側が低くなるように傾斜を設けて形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の外壁の内部で略鉛直に延びるように形成されるとともに、少なくとも前記建物の略１階分の高さを有する風路を備え、
前記風路には、屋外に連通する下部開口が下端側に形成され、前記建物の内部に設置された換気装置と接続される上部開口が上端側に形成され、
前記下部開口から前記風路の内部に延びる前記風路の底面は、前記下部開口側が低くなるように傾斜を設けて形成されることを特徴とする換気装置の端末部材。
【請求項２】
前記風路のうち屋外側の面を熱伝導率の高い材質で構成したことを特徴とする請求項１に記載の換気装置の端末部材。
【請求項３】
前記外壁の前記風路より屋外面側を覆う屋外側断熱材をさらに備え、
前記屋外側断熱材のうち前記風路を覆う断熱材の厚さは、他の領域を覆う断熱材の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１または２に記載の換気装置の端末部材。
【請求項４】
前記風路のうち室内側の面を熱伝導率の高い材質で構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の換気装置の端末部材。
【請求項５】
前記外壁の前記風路より室内面側を覆う室内側断熱材をさらに備え、
前記室内側断熱材のうち前記風路を覆う断熱材の厚さは、他の領域を覆う断熱材の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の換気装置の端末部材。
【請求項６】
前記風路の内部に設けられて、前記風路の一部を塞ぐ遮蔽板をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の換気装置の端末部材。
【請求項７】
前記風路の内壁面の粗度を高くしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の換気装置の端末部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、換気装置などの屋外側に設けられる端末部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
室内環境の維持のために、住宅でも業務用途の建物でも過不足ない換気量の確保が重要とされる。また地球温暖化対策の観点から、給気と排気で熱交換を行って、換気によって増加する空調負荷を抑制する手法もよく知られている。このような換気システムでは、例えば特許文献１に開示されているように、給気風路内に給気フィルターを設け、外気に含まれる粉塵、黄砂、花粉、昆虫などの浮遊物を除去している。
【０００３】
給気フィルターで浮遊物を除去する方法は、除去すべき浮遊物が徐々にフィルターに堆積し、フィルターの圧力損失を増加させるため、徐々に換気量が低下してしまう。また、フィルターの圧力損失を回復させるため、給気フィルターの頻繁な清掃や交換などメンテナンスのための手間と費用を発生させていた。
【０００４】
そこで、例えば特許文献２では、かかる問題を解決するために、旋回流を利用したサイクロン技術を応用し、フィルターを用いずに粉塵を分離・収集する装置が開示されている。このように、旋回流を利用してフィルターを用いずに粉塵を分離・収集する装置では、圧力損失がほとんど増加することがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７３６２７３号公報
【特許文献２】特開２００８−２７２６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に開示の装置は、通常の換気装置に付随する屋外フードや端末部材よりも遥かに大きいため、屋内や屋外に大きな設置スペースを要するという問題があった。また、集塵部の定期的なメンテナンスが必要であり、メンテナンス費用が発生するという問題があった。また、時間経過による圧力損失の増加は少ないものの、複雑な風路構成となるため通常の換気風路よりも圧力損失は大きくなる。そのため、例えば送風装置の入力を高くしなければならないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、メンテナンス費用や圧力損失を抑えつつ、設置スペースの省スペース化も図ることができる換気装置の端末部材を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、建物の外壁の内部で略鉛直に延びるように形成されるとともに、少なくとも建物の略１階分の高さを有する風路を備え、風路には、屋外に連通する下部開口が下端側に形成され、建物の内部に設置された換気装置と接続される上部開口が上端側に形成され、下部開口から風路の内部に延びる風路の底面は、下部開口側が低くなるように傾斜を設けて形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、メンテナンス費用や圧力損失を抑えつつ、設置スペースの省スペース化も図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る端末部材としてのダクトが内部に形成された外壁の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す端末部材の横断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態２に係るダクトの直管部の横断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態３に係るダクトの直管部の横断面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態４に係るダクトの直管部の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態に係る換気装置の端末部材を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る端末部材としてのダクトが内部に形成された外壁の斜視図である。図２は、図１に示す端末部材の横断面図である。図１に示すように、ダクト（風路，端末部材）１は外壁２の一部に組み込まれた構造であり、外壁２の厚さ寸法を利用して、ダクト１の内部に空気の通路を確保している。
【００１３】
ダクト１の屋外側表面は、外壁２の屋外側表面と一体化される。また、ダクト１の室内側表面は、外壁２の室内側表面と一体化されている。なお、ダクト１は、外壁２の内部に矩形ダクトなどの風路構成部材を埋め込む構造としているが、外壁２の内部に仕切りを設けて風路を形成して、ダクト１と同等の機能を有する構造としてもよい。また、外壁２の内部に埋め込む風路構成部材は、矩形ダクトに限られず、例えば円筒形状のダクト管を埋め込んで構成してもよい。
【００１４】
ダクト１下部の下部開口１ａは、地面近傍に設けられ、外気を取り入れるよう屋外側に向けて開口している。このため一般的には、住宅の庇等により雨が直接入らない場所に設けるか、あるいは屋外のフードを備える場合もある。
【００１５】
また、小動物などの侵入を防止する格子などを下部開口１ａに備えてもよい。小動物などの侵入を防止する格子は、外気に含まれる浮遊物を除去するための従来のフィルターよりも網目の粗いものを用いることで、浮遊物の堆積による圧力損失の増加を防ぐことができる。
【００１６】
下部開口１ａの近傍となるダクト１の底面形状は、図２に示すように湾曲させた形状とされ、下部開口１ａ側が低くなっている。この形状により、ダクト１内で分流された浮遊物３が、重力沈降の効果で外界へ排出される際に、ダクト１の底面に沿って滑らかに排出される。なお、ダクト１の底面を湾曲させずに、外界に向かって傾斜する平面として構成してもよい。
【００１７】
ダクト１は、屋外側に向いた下部開口１ａより鉛直上方に立ち上がり、直管部１ｄを形成する。およそ建物の１階分の高さを立ち上がったダクト１は、天井近傍高さで室内側に向けて開口する上部開口１ｂを形成する。
【００１８】
また上部開口１ｂは円筒形で形成され、建物内に設けた換気装置へとダクトで配管される接続部１ｃを形成している。なお接続部１ｃは、建物内の換気装置へ繋がるダクト形状に合わせ、矩形で形成することも可能である。
【００１９】
なお、ダクト１の直管部１ｄは、少なくとも建物の１階分の高さを立ち上げられていればよく、例えば建物の２階分以上の高さを立ち上げられていても構わない。また、本実施の形態ではダクト１を、建物内の１階に設置された換気装置の端末部材とすることを想定して説明しているが、２階以上に設置された換気装置の端末部材としてもよい。例えば、２階の天井裏に設置された換気装置の端末部材とした場合には、下部開口１ａは、地面近傍に設けずに２階の床面高さに設けても建物の１階分の高さを立ち上げることができる。
【００２０】
次に、ダクト１での浮遊物の分離作用について説明する。図２に示すように、下部開口１ａから流入した浮遊物３を含んだ給気４は、ダクトの直管部１ｄ内を上昇して上部開口１ｂを経て接続部１ｃを経て換気装置に流れる。直管部１ｄ内では気流によって乱流が生じるため、主流となる上昇流４ａとは別に剥離流４ｂが発生する。特にダクトの内壁部近傍で乱流が形成されるので、ダクト中央の上昇流４ａの周囲に剥離流４ｂが形成される。
【００２１】
浮遊物３はこの剥離流４ｂの影響で、上昇方向の速度成分とは別に、上昇方向に対し鉛直方向となる横方向の速度成分を持つ。このため浮遊物３は上昇方向と横方向のベクトル和となる斜め上方に向かってダクト内を進行する。斜め上方に進行する浮遊物３はいずれダクトの内壁に衝突することで速度成分を失い、その後は重力沈降による下降流４ｃとなってダクト下部に向かって落下し、下部開口１ａからダクト外に排出される。
【００２２】
ダクトの直管部１ｄの長さを十分に取ることで、剥離流は多く発生し、浮遊物３の分離は促進される。ダクト１を外壁と一体化することで、外観上の違和感や新たな設置スペースを生じさせることなく、ダクト１の高さを階高の長さ程度まで確保できる。ダクト１の高さを確保することで、浮遊物３の十分な分離と排出が可能となる。
【００２３】
ダクト断面の寸法は、外壁の横方向を大きくすることで、ダクトの圧力損失を減らすことができる。また通常、ダクトの直管部の圧力損失は曲がり部に比べて非常に小さいため、高さ方向の距離を長くしても端末部材全体の圧力損失の増加はほとんど無視できる。
【００２４】
浮遊物３が昆虫であれば、剥離流４ｂの流れと異なる飛翔をする場合があるが、ダクト長さの距離を長くすることで、上昇流４ａから分離する機会を増やすことができるので、内壁に衝突させ、飛翔力を低下させて、下降流４ｃに乗って外部へ排出させることができる。本実施の形態では、ダクト長さを建物の１階分の階高程度まで長くしているため、飛翔力をもつ昆虫の分離・無力化・外部排出に有利である。
【００２５】
また、ダクト１が建物の外壁２内に形成されるので、設置スペースの省スペース化を図ることができる。
【００２６】
実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２に係るダクト１の直管部１ｄの横断面図である。本実施の形態２では、直管部１ｄの内面の粗度を高くしている。直管部１ｄ内面の粗度を高くすることで、内壁面近傍を通過する気流の乱れが促進され、主流の乱流成分が増す。これによって剥離が促進されて、浮遊物の分離がより促進され、浮遊物の分離・排出の効率を向上させることができる。直管部１ｄ内面の粗度を高くするために、例えば、直管部１ｄの内面に紙やすりのような表面の粗いシートを貼り付けたり、薬品処理などによって表面を粗く仕上げたりしてもよい。また、フレキダクトやゴムホースのように表面に凹凸のある部材でダクト１を構成して、直管部１ｄ内面の粗度を高めてもよい。
【００２７】
実施の形態３．
図４は、本発明の実施の形態３に係るダクト１の直管部１ｄの横断面図である。本実施の形態３では、ダクト１の直管部１ｄのうち屋外側の面（屋外側ダクト側面１ｅ）を、金属など熱伝導率の高い材質で構成している。
【００２８】
屋外側ダクト側面１ｅに日射があたった場合に、屋外側ダクト側面１ｅの壁面温度が上昇しやすくなる。これによって、温度の高い面（この場合屋外側のダクト内壁面）から温度の低い面（この場合室内側のダクト内壁面）への熱泳動流４ｄが発生する。熱泳動流４ｄによって、上昇流自体が室内側ダクト内壁面方向への力を受け、より強い剥離流４ｂが発生しやすくなる。
【００２９】
ここで、中央から屋外側ダクト側面１ｅ側への剥離流は熱泳動流４ｄの影響で弱くなるが、全体として上昇流の偏向の影響が大きくなるため、剥離流の効果は増加し、浮遊物の分離・排出の効率を向上させることができる。
【００３０】
このように、日射を利用することで、新たな熱源機やエネルギーなどを追加せずに、浮遊物の分離・排出の効率を向上させることができる。なお、日射による温度上昇の効果をより発揮させるため、外壁面と屋外側ダクト側面１ｅの間をなるべく薄くすることが好ましい。
【００３１】
また、建物の外壁２に、ダクト１よりも屋外面側に断熱材（屋外断熱材）を設ける場合には、屋外側ダクト側面１ｅを覆う領域には、断熱材（屋外断熱材）を設けないように構成したり、断熱材の厚さを他の領域よりも薄くしたりするように構成することが好ましい。これにより、屋外側ダクト側面１ｅの壁面温度が、日射によってより一層上昇しやすくなる。
【００３２】
一方、ダクト１の直管部１ｄのうち室内側の面（室内側ダクト側面１ｆ）を、金属など熱伝導率の高い材質で構成してもよい。夏期などの室内を冷房している場合には、室内側ダクト側面１ｆの壁面温度が低下しやすくなる。これにより、屋外側ダクト側面１ｅ側の内壁面と室内側ダクト側面１ｆの内壁面との間の温度差を大きくすることができる。
【００３３】
内壁面同士の温度差が大きくなることで、前述した浮遊物の分離がより一層促進され、浮遊物の分離・排出の効率を向上させることができる。また、冷房運転による室温の低下を利用するので、新たな熱源機やエネルギーなどを追加せずに、浮遊物の分離・排出の効率を向上させることができる。
【００３４】
また、建物の外壁２に、ダクト１よりも屋内面側に断熱材（屋外断熱材）を設ける場合には、室内側ダクト側面１ｆを覆う領域には、断熱材を設けないように構成したり、断熱材の厚さを他の領域よりも薄くしたりするように構成することが好ましい。これにより、室内側ダクト側面１ｆの壁面温度が、冷房運転によってより一層低下しやすくなる。
【００３５】
実施の形態４．
図５は、本発明の実施の形態４に係るダクト１の直管部１ｄの横断面図である。本実施の形態４では、ダクト１の内部に遮蔽板５を設けている。風路の圧損増加を極力押さえ、かつ剥離を促進させるよう、遮蔽板５は中央を開口させた板状とする。
【００３６】
遮蔽板５を設けることで、圧力損失の大きな増加を抑えつつ、剥離を促進させて、浮遊物の分離をより一層促進させることができる。これにより、浮遊物の分離・排出の効率を向上させることができる。なお、遮蔽板５は浮遊物の分離・排出の効果を向上させるため中央開口を形成せずに構成することも可能である。
【００３７】
また、図５では遮蔽板５を水平に設けているが、剥離をより促進させるため、あるいは重力沈降による浮遊物の落下を妨げないように、例えば室内側に向かって傾斜させた形状としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明にかかる換気装置の端末部材は、空気中の浮遊物を除去しながらの換気運転に有用である。
【符号の説明】
【００３９】
１  ダクト（端末部材）
１ａ  下部開口
１ｂ  上部開口
１ｃ  接続部
１ｄ  直管部（風路）
１ｅ  屋外側ダクト側面
１ｆ  室内側ダクト側面
２  外壁
３  浮遊物
４  給気
４ａ  上昇流
４ｂ  剥離流
４ｃ  下降流
４ｄ  熱泳動流
５  遮蔽板
【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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