(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井の上方に取り付けられ、下端に吸気口を有すると共に上端の吐出端に第１の排気管を有する本体ケーシングの中に、送風機を有する強制換気風道を備え、この強制換気風道の吐出端を第２の排気管を介して前記本体ケーシングの吐出端部に開口させ、前記強制換気風道と前記本体ケーシングの間に前記強制換気風道に対してバイパス路をなす自然換気風道を形成し、前記第１の排気管にダクトが接続される換気装置において、
前記第１の排気管の吐出端開口面積に対する前記第２の排気管の吐出端開口面積の比をほぼ０．２５ないし０．８としたことを特徴とする換気装置。
【請求項２】
請求項１に記載の換気装置において、前記第１の排気管、前記第２の排気管、および前記本体ケーシングの吐出口の各横断面をそれぞれほぼ円形とし、前記第２の排気管の吐出端開口直径を、前記第１の排気管の吐出端開口直径の０．５倍から前記本体ケーシングの吐出端開口直径の０．９倍までの範囲としたことを特徴とする換気装置。
【請求項３】
請求項１に記載の換気装置において、前記強制換気風道を前記本体ケーシングから独立した構造体として構成し、前記強制換気風道を前記本体ケーシングの中に取外し自在に取付けたことを特徴とする換気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、換気装置、より詳細には、吐出端に第１の排気管を有する本体ケーシングの中に、送風機を有する強制換気風道を備え、この強制換気風道の吐出端を第２の排気管を介して本体ケーシングの吐出端部に開口させ、強制換気風道と本体ケーシングの間に強制換気風道に対してバイパス路をなす自然換気風道を形成した換気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
前述の型の換気装置は例えば家屋内の天井部に取付けられ、家屋内の空気を屋外に排出するための換気扇として用いられる。この種の換気扇においては、送風機の吐出口が本体ケーシングの吐出口と一致するように構成され、送風機の排気口とこれを外部のダクトに接続するための本体ケーシングの排気口は同一のものとして構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構成の換気装置においては、排気口から屋外へ排気するためのダクト配管が長すぎたり、ダクトに大きな曲率の曲げ箇所が存在したりすると、風道の圧力損失が大きくなるとともに、運転時の騒音が大きくなるという不都合があった。
【０００４】
したがって、本発明は、風道の圧力損失が大きい場合であってもできるだけ風量を確保し、運転騒音を抑制し得る換気装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、天井の上方に取り付けられ、下端に吸気口を有すると共に上端の吐出端に第１の排気管を有する本体ケーシングの中に、送風機を有する強制換気風道を備え、この強制換気風道の吐出端を第２の排気管を介して前記本体ケーシングの吐出端部に開口させ、前記強制換気風道と前記本体ケーシングの間に前記強制換気風道に対してバイパス路をなす自然換気風道を形成し、前記第１の排気管にダクトが接続される換気装置において、前記第１の排気管の吐出端開口面積に対する前記第２の排気管の吐出端開口面積の比をほぼ０．２５ないし０．８としたことを特徴とするものである。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の換気装置において、第１の排気管および第２の排気管の横断面をそれぞれほぼ円形とし、第２の排気管の吐出端開口直径を、第１の排気管の吐出端開口直径の０．５倍から本体ケーシングの吐出端開口直径の０．９倍までの範囲としたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の換気装置において、強制換気風道を本体ケーシングから独立した構造体として構成し、強制換気風道を本体ケーシングの中に取外し自在に取付けたことを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態を示すものである。実施の形態１に係る換気装置１０は本体ケーシング１１内に構成され、その下端部で、天井板２の開口縁に沿って配設された野縁３に図示していない締結部材を用いて、ほぼ天井板２の上方に位置するように取付けられる。天井板２の開口部、すなわち換気装置１０の下端部は、適当な通気口４を有する本体カバー５によって覆われる。他方、換気装置１０の上端部すなわち本体ケーシング１１の上端部には本発明にいう第１の排気管１２が取付けられ、その排気管１２の吐出端部は、家屋の屋根に設けられた排気筒に連通する排気ダクト６内に臨んでいる。
【００１４】
本体ケーシング１１の下端は開口して吸気口１３を形成し、その内部には本発明にいう強制換気風道１４が同心的に配置されている。この強制換気風道１４は送風機ケーシング１５内に形成され、その送風機ケーシング１５に送風機１６が取付けられている。強制換気風道１４は送風機１６を運転することにより強制換気風道として機能し、送風機１６を運転しないときは、結果的に自然換気風道として機能する。送風機ケーシング１５の下端部はフランジ部として構成され、そのフランジ部を用いて本体ケーシング１１に取付けられる。本体ケーシング１１と強制換気風道１４との間に形成される空間は、強制換気風道１４に対してバイパス路をなす自然換気風道１７として機能する。そのため、送風機ケーシング１５のフランジ部には通気口１８を形成している。
【００１５】
通常は室内の空気が暖かいので送風機１６を運転しなくても自然換気風道１７と強制換気風道１４を通って屋内の空気が屋外へ排出される（自然換気）が、冷房などにより室内の空気の温度が外気温よりも低い場合には、自然換気量が不十分になるので、所定の換気量より少なくなった場合は、送風機１６を駆動して室内の空気を強制的に屋外へ排出させる（強制換気）。
【００１６】
送風機ケーシング１５の吐出端部には先細のテーパを付けた第２の排気管１９を取付けており、その吐出端面と本体ケーシング１１の吐出端開口面１１ｔすなわち排気管１２の下端開口面とがほぼ一致するように配設されている。図には第１および第２の排気管１２，１９としてテーパ付きのものが示されているが、これは必要条件ではなく、場合によってはテーパなしの筒型のものであってもよい。ただ、テーパ付きのものとして形成しておけば、組立に際して寸法上の許容範囲が大きく便利である。
【００１７】
以上述べた換気装置１０において、少なくとも第１の排気管１２および第２の排気管１９の横断面はそれぞれ円形をしており、前者の吐出端開口面積Ａ１に対する後者の吐出端開口面積Ａ２の比Ａ２／Ａ１の値をほぼ０．２５ないし０．８に選定したことが実施の形態１の特徴である。断面円形であることを前提にすれば、このことは、排気管１２の直径Ｄ１に対する排気管１７の直径Ｄ２の比Ｄ２／Ｄ１の値がほぼ０．５ないし０．９であるということに対応する。なお、本体ケーシング１１の吐出端の開口直径Ｄ３については後述する。
【００１８】
さて、図１の換気装置１０において、送風機１６を運転して強制換気をする場合、室内空気は本体カバー５の通気口４から本体ケーシング１１内を通り、その大部分は送風機１６を有する強制換気風道１４から第２の排気管１９および第１の排気管１２を介してダクト６に排出され、残部の流入空気は自然換気風道１７を通って第１の排気管１２を介してダクト６へ排出される。ダクト６に流入した空気は屋外に排出される。その際、ダクト６が非常に長かったり、急激な曲げ箇所を持っていたりすると、自然換気風道１７を持っていなければ送風機１６の負荷が増大して騒音が増大する。しかしながら、強制換気風道１４に対し自然換気風道１７によりバイパス路を形成しておくことにより、強制換気風道１４からの流出風の一部がダクト６へ向かうことなく自然換気風道１７へと逆流して両換気風道１４，１７間を循環する「短絡路」を形成し、これにより送風機１６の負荷を抑制し、騒音を低く抑えることができる。
【００１９】
その場合、排気管１２の吐出端開口面積Ａ１に対する排気管１７の吐出端開口面積Ａ２の比Ａ２／Ａ１の値をほぼ０．２５ないし０．８に選定するという理由について若干の説明を加える。比Ａ２／Ａ１の下限値を０．２５とした意味であるが、これはダクト等の配管抵抗を加味しても最低風量として、Ａ２／Ａ１＝１のときの風量（最大風量）の６０％程度は欲しいという要望があり、この要望を満たすための条件が、実験の結果によれば、ほぼ、Ａ２／Ａ１≧０．２５であったのである。Ａ２／Ａ１＜０．２５の領域では、強制換気風道１４自体の流体抵抗が大きすぎて所望の強制換気風量を得ることができないので実用的でないばかりでなく騒音も大きくなって実用的でなかった。また、比Ａ２／Ａ１の上限値であるが、この値が０．８を上回ると、自然換気風道１７の流体抵抗が大きくなって自然換気流量が減少しすぎて強制換気に頼ることになり、これまた実用的でない。因みに、強制換気および自然換気の両者を併用するのは、もともと省エネルギー・低コストの考え方に基づいており、自然換気流量を極端に減少させるのは好ましくないのである。かくして、流量比Ａ２／Ａ１の値をほぼ０．２５ないし０．８の範囲に選定するのが望ましいということになる。
【００２０】
以上により、図１の換気装置１０によれば、ダクト６の配管による圧力損失が大きいような場合であっても、騒音の増大量を抑え、かつ、風量性能も十分確保することができる。
【００２１】
図１の換気装置１０において、排気管１２の吐出端開口直径Ｄ１は、本体ケーシング１１の吐出口直径Ｄ３および排気管１９の吐出端開口直径Ｄ２に対し、０．５Ｄ２〜０．９Ｄ３の範囲に設定するのがよい。この構成によれば、Ｄ１≦０．９Ｄ３という条件を考慮することにより、「短絡路」形成の際の逆流路流入部抵抗を直接考慮することになり、上述の効果を確実にすることができる。
【００２２】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態を示すものである。図１のものと同一部分には同一符号を付して個々の説明は省略する。この実施の形態の特徴は、第２の排気管１９の吐出端面１９ｔを第１の排気管１２の中間部にまで挿入配置したことにある。この構成によれば、強制換気風道１４から排気管１９を通って排出された空気が自然換気風道１７へ逆流しにくくなり、送風機性能の低下すなわち強制換気性能の低下をより軽減することができる。また、第２の排気管１９の先端の吐出端面１９ｔを第１の排気管１２内に挿入することにより、換気装置の高さ寸法を小さくすることができ、低コスト化を達成することができる。
【００２３】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態を示すものである。この実施の形態においては、排気管１９の長さを排気管１２より長くして、排気管１９の吐出端面１９ｔが排気管１２の吐出端面１２ｔから突出させるようにしている。この構成によれば、強制換気風道１４から排気管１９を通って排出された空気の、自然換気風道１７への逆流が一層起こりにくくなり、送風機性能の低下すなわち強制換気性能の低下を一層軽減することができる。
【００２４】
（実施の形態４）
図４は本発明の第４の実施の形態を示すものである。この実施の形態においては、送風機２６をシロッコファンから構成し、これを本体ケーシング１１に対しその軸心に対して直角な横置き配置として取付けている。送風機２６と第２の排気管２９とは一体のものとして構成されている。各吐出端開口直径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３については、図１を参照して述べた実施の形態１の場合に準ずる。送風機２６はシロッコファンの構造的特徴として、羽根部の吐出口が四角形をしており、これを排気管１２やダクト６の断面形状に適合させるために、排気管２９は入口側（基部）が四角形断面をしており、出口側（吐出端側）が円形断面をしている。かくして、排気管２９は断面形状変換部材として機能している。
【００２５】
本体カバー５の通気口４から本体ケーシング１１内に流入した空気は送風機２６のケーシングすなわち送風機ケーシング２５の吸気口２５ａから水平方向に流入し、上方に直角に方向変換して第２の排気管２９側へと向かう。
【００２６】
この実施の形態よれば、シロッコファンを使用し、かつ排気管２９を送風機２６と一体に構成したので、有静圧時の風量性能が高く、より高い風量ゾーンで使用することが可能であり、騒音も少ない。また、現場での据付け・組立の作業を容易にすることができる。また、シロッコファンは、ダクトの圧力損失が大きくなると回転数が異常に高くなることにより騒音を出すようになるが、この形態にすることにより、シロッコファンから排出された空気の一部が短絡して戻ってくるので、シロッコファンの回転数が異常に高くなるという事態を防止し、それにより異常騒音の発生を防止することができる。
【００２７】
（実施の形態５）
図５は本発明の第５の実施の形態を示すものである。この実施の形態は、送風機２６を含む強制換気風道１４に対して、これをバイパスする自然換気風道２７の通風断面積を比較的大きくするように排気管２９の軸心を排気管１２の軸心から大きくずらしたものである。
【００２８】
この構成によれば、換気装置２０は全体として風路抵抗が小さくなり、送風機２６の運転を停止した時でも、室内外の温度差によって生じる自然換気を良好に推進させることができる。
【００２９】
（実施の形態６）
図６は本発明の第６の実施の形態を示すものである。この実施の形態は、図５に示した換気装置２０を基本とし、排気管１２の軸心と本体ケーシング１１の上面開口１１ｈの軸心とがほぼ一致するように構成したことを特徴とするものである。
【００３０】
この構成によれば、組立施工時に位置決めが容易であり、施工性を向上させることができる。
【００３１】
（実施の形態７）
図７は本発明の第７の実施の形態を示すものである。この実施の形態は、図５の換気装置２０を基本とし、排気管１２の吐出端開口形状を図示のごとくほぼ四角形にしたことが特徴である。
【００３２】
この構成によれば、排気管１２の開口形状が送風機２６の吐出口形状と同一になって風の流れが円滑になり、風量性能を一層向上させることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、ダクト配管による圧力損失の大きい場合であっても風量を確保しつつ低騒音の換気装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による換気装置の縦断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態による換気装置の要部を示す縦断面図。
【図３】本発明の第３の実施の形態による換気装置の要部を示す縦断面図。
【図４】本発明の第４の実施の形態による換気装置の縦断面図。
【図５】本発明の第５の実施の形態による換気装置の縦断面図。
【図６】本発明の第６の実施の形態による換気装置の要部を示す縦断面図。
【図７】本発明の第７の実施の形態による換気装置の平面図。
【符号の説明】
２  天井板
３  野縁
４  通気口
５  本体カバー
６  ダクト
１０  換気装置
１１  本体ケーシング
１２  第１の排気管
１３  吸気口
１４  強制換気風道
１５  送風機ケーシング
１６  送風機
１７  自然換気風道
１８  通気口
１９  第２の排気管
２０  換気装置
２５  送風機ケーシング
２６  送風機
２９  第２の排気管
【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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【図６】
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【図７】
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