(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物内の空気の揚力や外風の誘引力を利用して住宅の換気を行う住宅用換気装置であって、その建物の上部において縦方向に設けられ、建物内外に連通される風洞内に、同風洞の通風断面積を回動により全開状態から全閉状態の範囲で調整し、自由状態では片側辺縁に設けられたウエイトにより、垂直状態になり風洞の通風断面積を全開状態にする風量調整部材を設け、この風量調整部材を駆動手段によって回動させるようにするとともに、前記風洞を流れる気流が設定風量となるように、室内側と前記風洞の下流側との微差圧を差圧センサーにより検知して、この微差圧に基づいて前記風量調整部材の回動量を制御する制御手段を備えた住宅用換気装置。
【請求項２】
請求項１に記載の住宅用換気装置であって、駆動手段を一方向に回転駆動するギヤードモーターとした住宅用換気装置。
【請求項３】
請求項２に記載の住宅用換気装置であって、ギヤードモーターを通電時間により制御して風量調整部材の開度を決定するようにした住宅用換気装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３までのいずれかに記載の住宅用換気装置であって、風洞の外周に閉塞した断熱空間を構成した住宅用換気装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４までのいずれかに記載の住宅用換気装置であって、風洞の風量調整部材の下流側に風洞内に建物内から外部に向かう換気流を形成する送風手段を組込んだ住宅用換気装置。
【請求項６】
請求項５に記載の住宅用換気装置であって、微差圧を検知する差圧センサーの動圧側の圧力検出口を、風量調整部材より上流側で、かつその回動軌跡から外れる側寄りに設けた住宅用換気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気の揚力や外風の誘引力を利用してパッシブ換気を行う住宅用換気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気の揚力や外風の誘引力を利用して住宅の換気を行うパッシブ換気は、住宅の天井構造に構成される吹抜け等に室内外を連通する風洞を縦方向に設け、この風洞内に換気扇を組込んで構成した住宅用換気装置により行われている。例えば、特開平１０―１７６８５１号公報には、内部に換気扇を組込んだ内筒と、この内筒の外側に誘引空気流路を構成する外筒とからなる風洞を備えた住宅用換気装置が示されている。この住宅用換気装置は、室外の温度を検知する室外温度センサーと、室内の温度を検知する室内温度センサーとを備え、室内温度が室外より高い状態で、室内外の温度差が大きいときには、換気扇の運転を停止し、空気の揚力を利用したパッシブ換気を行うようにしている。即ち、冬季等で室内空気のドラフト量が大きな場合には、パッシブ換気を行い、夏季等で室内空気のドラフト量の少ないときには、換気扇の運転による換気を行い、少ない電力で周年を通じて住宅換気を実施できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の住宅用換気装置においては、定風量のパッシブ換気を行うことはできず、パッシブ換気についての換気風量は空気の温度差によるドラフト量に委ねられている。従って、換気も計画的に行う必要のある高気密住宅等には適用することが困難である。
【０００４】
本発明は、係る従来の問題点を解決するためになされたものであって、その課題とするところは、定風量のパッシブ換気を実施することができる構成の簡素な住宅用換気装置を得ることであり、その装置の機能を拡充することであり、コストの削減を推進することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために請求項1の発明は、建物内の空気の揚力や外風の誘引力を利用して住宅の換気を行う住宅用換気装置であって、その建物の上部において縦方向に設けられ、建物内外に連通される風洞内に、同風洞の通風断面積を回動により全開状態から全閉状態の範囲で調整し、自由状態では片側辺縁に設けられたウエイトにより、垂直状態になり風洞の通風断面積を全開状態にする風量調整部材を設け、この風量調整部材を駆動手段によって回動させるようにするとともに、前記風洞を流れる気流が設定風量となるように、室内側と前記風洞の下流側との微差圧を差圧センサーにより検知して、この微差圧に基づいて前記風量調整部材の回動量を制御する制御手段を備える手段を採用する。
【０００６】
前記課題を達成するために請求項２の発明は、請求項１に係る前記手段における駆動手段を、一方向に回転駆動するギヤードモーターとする手段を採用する。
【０００７】
前記課題を達成するために請求項３の発明は、請求項２に係る前記手段におけるギヤードモーターを、通電時間により制御して風量調整部材の開度を決定するようにする手段を採用する。
【０００８】
前記課題を達成するために請求項４の発明は、請求項１〜請求項３までのいずれかに係る前記手段における風洞の外周に、閉塞した断熱空間を構成する手段を採用する。
【０００９】
前記課題を達成するために請求項５の発明は、請求項１〜請求項４までのいずれかに係る前記手段における風洞の、風量調整部材の下流側に風洞内に建物内から外部に向かう換気流を形成する送風手段を組込む手段を採用する。
【００１０】
前記課題を達成するために請求項６の発明は、請求項５に係る前記手段における微差圧を検知する差圧センサーの動圧側の圧力検出口を、風量調整部材より上流側で、かつその回動軌跡から外れる側寄りに設ける手段を採用する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１〜図６によって示す本実施の形態は、空気の揚力や外風の誘引力を利用してパッシブ換気を行う住宅用換気装置に関するものである。この住宅用換気装置は、図３，４に示すように建物の天井裏空間等に縦方向に設けられる風洞１内に、風洞１の通風断面積を全開状態から全閉状態の範囲内での回動により調整する風量調整部材２と、送風機３とが組込まれている。風洞１は両端の開放した直管状に構成され、その外周部は閉塞した断熱空気層４を形成する外筒５によって被覆されている。外筒５の上部には風洞１の上端の開放部に連通するダクト接続の可能なダクト接続口６が設けられ、ダクト７を介して屋外に連絡される。風洞１の下端の開口部は、外筒５の内部における下部寄りに開口していて、外筒５の内壁に固定された仕切板８の中央に形成されたベルマウス９に連通されている。外筒５の風洞１より下部は下面と周側に換気口１０を備えたチャンバー１１として構成され、チャンバー１１の下面には化粧パネル１２が着脱可能に吊りバネにより装着されている。
【００１２】
送風機３は風洞１の上端の開口部近傍に組付けられていて、通電により風洞１に室内側から屋外側へ向かう換気流を形成する。風量調整部材２は、図２に示すように送風機３の上流側に風洞１を横断する回転軸１３により軸支され、自由状態では片側辺縁に設けられたウエイト１４により、垂直状態になり風洞１の通風断面積を全開状態にし、９０度回転した状態では、風洞１を横断する状態になり風洞１の通風断面積を全閉状態にする。風量調整部材２の回転軸１３には駆動手段としてのギヤードモーター１５の駆動軸１６が連結されていて、ギヤードモーター１５により段階的に垂直状態の０度から９０度の範囲で回動する。風量調整部材２の回動は、風洞１を流れる気流が設定風量となるように、微差圧を検知する差圧センサー１７が接続された制御手段１８により制御される。差圧センサー１７は、二本の圧力検出チューブを備え、その一方の動圧側の圧力検出口１９は、仕切板８の風量調整部材２の回動軌跡から外れる側においてチャンバー１１に臨まされ、他方の圧力検出口２０は風洞１内の風量調整部材２近傍のその回動軌跡から外れる部分に臨んで配設されている。
【００１３】
ギヤードモーター１５は図５に示すように二回路構成となっていて、モーター側の給電を断ってもソレノイド２１への給電がなされていれば軸固定レバー２２によりギヤードモーター１５の駆動軸１６は固定される。この住宅用換気装置は、図３，４に示すように化粧グリルが天井面に沿って室内に臨み、チャンバー１１の周側の換気口１０がダクト７を介して室内に臨むように天井裏の空間に装着される。なお、図３における２３は断熱材である。制御手段１８は差圧センサー１７の検知する微差圧に基づいてこのギヤードモーター１５へ通電し風量調整部材２の開度を決定し、風洞１を流れる換気風量が設定された設定風量になるように図６に示すような制御動作を行う。即ち、図６のフローチャートにおける♯１で、設定風量の確認をする処理を行い、♯２に進み風量調整部材２の位置を検知し、♯３の処理に進む。この位置の検知はギヤードモーター１５を通電時間で制御しており、全開状態を基準とした通電時間の合計の演算処理により行われる。また、設定風量は、数段階あり利用者により適宜選択され、風洞１を流れる風量を室内側と風洞１内の圧力差として換算して設定されている。♯３では差圧センサー１７の出力の読みとり、即ち、微差圧Ｐｎの検知を行い♯４の処理に進む。
【００１４】
♯４では設定風量Ｐ０と差圧センサー１７の検知した微差圧Ｐｎとが概ね等しいか否かの判定を行い、Ｐ０≒Ｐｎであれば、♯１の処理に戻り、そうでなければ♯５においてＰｎ＞Ｐ０か否かを判定する。♯５においてＰｎ＞Ｐ０であれば♯６でギヤードモーター１５のソレノイド２１をオフし、ギヤードモーター１５にワンステップ分の時間通電し、ソレノイド２１により駆動軸１６を固定する処理を行い♯１の処理に戻る。♯５においてＰｎ＞Ｐ０でなければ、♯７においてギヤードモーター１５のソレノイド２１をオフし、風量調整部材２を自由状態にし、♯８の処理に進む。♯７の処理により風量調整部材２はフリーの状態になりウエイト１４によりほぼ垂直状態になって風洞１は全開にされ、これとともに制御手段１８の通電時間をカウントしているカウンターもクリアーされる。♯８ではＰｎ≒Ｐ０か否かを判定し、Ｐｎ≒Ｐ０であれば♯１の処理に戻り、そうでなければ♯９において送風機３をオンする処理をして♯１の処理に戻る。
【００１５】
設定風量が小さく設定されていれば、送風機３は動作しないことが多く、風量調整部材２の動作により定風量でのパッシブ換気が行われる。設定風量が大きく設定されていて、パッシブ換気では設定風量が得られないときには、送風機３が動作して強制換気による住宅換気が行われる。パッシブ換気だけでは設定風量が得られないときには、風量調整部材２は全開におかれ、送風機３の風量＋ドラフト量で定風量換気を行う。送風機３は合計風量に合わせて数段階に加電圧を変化させる段階制御がおこなわれる。これにより、パッシブ換気について設定風量による定風量換気が実現し、高気密住宅の換気に好適な住宅用換気装置となる。特に、停電等でギヤードモーター１５が断電した場合には、風量調整部材２は自由状態になり風洞１を全開にするため、風洞１による最低限の換気は行われるため高気密住宅の換気装置としての適格性は高い。
【００１６】
構成上は、ギヤードモーター１５を正逆転させず、一方向の回転により風量調整部材２の開度を決定するようにしているため、ギヤー等を含む複雑な構成を採る必要もなく、回転角も通電時間で制御できるためコストの低減が達成できる。また、風洞１の外周に閉塞した断熱空気層４を構成しているので、風洞１を流れる気流の温度が天井裏空間の温度より低い場合でも、天井裏空間に接する部分での結露の発生を防止でき、結露による天井構造の劣化や腐食を防止することができる。さらに、差圧センサー１７の一方の動圧側の圧力検出口１９を、仕切板８の風量調整部材２の回動軌跡から外れる側においてチャンバー１１に臨ませ、他方の圧力検出口２０を風洞１内の風量調整部材２近傍のその回動軌跡から外れる部分に臨ませているため、送風機３のファンの回転による気流の影響が出にくく、高い精度で微差圧Ｐｎを検出でき、装置の信頼性が向上する。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、定風量のパッシブ換気を実施することができ、停電時の対応性も向上した構成の簡素な住宅用換気装置がえられる。
【００１８】
請求項２の発明によれば、請求項１に係る前記効果とともに構成の簡素化を推進できる。
【００１９】
請求項３の発明によれば、請求項２に係る前記効果とともに制御手段の構成が簡素になる。
【００２０】
請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項３までのいずれかに係る前記効果とともに簡易な構成で結露の発生を防止することができる。
【００２１】
請求項５の発明によれば、請求項１〜請求項４までのいずれかに係る前記効果とともにパッシブ換気で得られない換気風量を送風手段で補完することができ、機能が拡充する。
【００２２】
請求項６の発明によれば、請求項５に係る前記効果とともに差圧センサーの検知精度を向上させることができ、装置の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態の住宅用換気装置の一部を破断して示す斜視図である。
【図２】  実施の形態の住宅用換気装置の風量調整部材を示す部分拡大斜視図である。
【図３】  実施の形態の住宅用換気装置を取付状態で示す断面図である。
【図４】  実施の形態の住宅用換気装置を取付状態で示す説明図である。
【図５】  実施の形態の住宅用換気装置のギヤードモーターの回路構成図である。
【図６】  実施の形態の住宅用換気装置の制御手段の制御動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１  風洞、  ２  風量調整部材、  ３  送風機、  ４  断熱空気層、  ５  外筒、  １４  ウエイト、  １５  ギヤードモーター、  １７  差圧センサー、  １８  制御手段、  １９  圧力検出口、  ２０  圧力検出口。
【図１】
0004260301.tif 000002
【図２】
0004260301.tif 000003
【図３】
0004260301.tif 000004
【図４】
0004260301.tif 000005
【図５】
0004260301.tif 000006
【図６】
0004260301.tif 000007