(57)【要約】【課題】本発明は換気に伴うエネルギー消失がなく、エネルギー効率の高い換気扇を提供しようとするものである。【解決手段】本発明は以上のような課題を解決するため、二酸化炭素など酸性ガス吸着剤を、また必要に応じてアルカリ性ガス吸着剤およびVOC吸着剤を担持したハニカムロータ１を有し、ハニカムロータ１を少なくとも吸着ゾーン４と脱着ゾーン２とに分割し、室内空気を吸着ゾーン４に通し、吸着ゾーン４を通過した空気を再び室内へ戻すようにし、脱着ゾーン２を通過した空気を外気放出するようにしたため、室内空気中の二酸化炭素および有害なガスは室外へ放出することができ、これによって少ない換気量によって室内の二酸化炭素を除去することができる。【選択図】  図１
2009052753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素等酸性ガスの吸着又は吸収機能を持つハニカムロータを有し、前記ハニカムロータを少なくとも吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分割し、室内空気を前記吸着ゾーンに通し、前記吸着ゾーンを通過した空気を再び室内へ戻すようにし、前記脱着ゾーンを通過した空気を外気放出するようにした換気扇。
【請求項２】
二酸化炭素等酸性ガスの吸着又は吸収機能およびアルカリ性ガスの吸着又は吸収機能と有機溶剤蒸気の吸着機能を持つハニカムロータを有し、前記ハニカムロータを少なくとも吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分割し、室内空気を前記吸着ゾーンに通し、前記吸着ゾーンを通過した空気を再び室内へ戻すようにし、前記脱着ゾーンを通過した空気を外気放出するようにした換気扇。
【請求項３】
二酸化炭素等酸性ガスの吸着又は吸収機能を有するハニカムロータとアルカリ性ガスの吸着又は吸収機能を有するハニカムロータと有機溶剤蒸気吸着機能を有するロータを組み合わせたロータを有する請求項２記載の換気扇。
【請求項４】
換気を行う場合に、外気が清浄でない場合には外気を室内空気と伴に吸着ゾーンへ通すようにし、外気が清浄であった場合には外気を直接室内へ供給するようにした請求項１記載の換気扇。
【請求項５】
ハニカムロータにパージゾーンを設け、室内空気を前記パージゾーンに通し、前記パージゾーンを通過した空気を加熱して脱着ゾーンに通し、前記脱着ゾーンを通過した空気を室外へ放出するようにした請求項１記載の換気扇。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば炭酸カリウムなど炭酸ガス等酸性ガス吸収剤または弱塩基性イオン交換樹脂など酸性ガス吸着材を用い、炭酸ガス及び酸性ガスを除去することにより特にわずかの換気によって室内空気の質を上げることのできる換気扇を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
人の居住空間に用いる換気扇は、主に人の呼気に含まれる二酸化炭素や有機溶剤蒸気（以下「VOC」と書く）等を排出する目的で用いられている。冷暖房中に換気を行うと、冷暖房負荷が増加するため、換気管路に全熱交換器が用いられている。
【０００３】
このような全熱交換機としてロータ型のものと静止型のものとが主に用いられ、ロータ型のもので全熱交換効率が７０％程度、小型静止型のものでは全熱交換効率が５０％程度である。つまり全熱交換によって捨てられるエネルギーを回収しても３０〜５０％のエネルギーが無駄に捨てられている。
【０００４】
さらに最近の住宅は各室独立した空調設備を有し、各室毎に換気扇を設け、各換気扇から天井裏に通したダクトを介して換気を行うようにしている。このようなダクトは長い管路である場合があり、このような場合には空気抵抗が大きい。よって換気に要するエネルギーも大きくなり、これも換気による無駄なエネルギーとなり、総合的なエネルギー効率が落ちていた。
【特許文献１】特開２００５−９８５７１号公報
【特許文献２】特開２００７−３７６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の問題に対して、特許文献１に示されるように室内の二酸化炭素濃度が一定以上の値になった時に運転する換気扇が開発された。しかしながら、これも依然として換気に伴うエネルギーの損失を十分に減少させるものではなかった。
【０００６】
このため特許文献２に示されるように、空気中の有害ガスを吸着したり分解したりするフィルターを有する脱臭装置が開発された。しかしながら、このようなものはフィルターの交換を行わなければならないため、運転費用が別途掛かるという問題があった。
【０００７】
本発明は換気を行いながらエネルギーの損失を抑えつつ、室内の空気を浄化することができ、運転経費も小さな換気扇を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本件発明は以上のような課題を解決するため、二酸化炭素など酸性ガス吸着剤または吸収剤を担持したハニカムロータを有し、このハニカムロータを少なくとも吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分け、吸着ゾーンに室内空気を循環して通し、脱着ゾーンを通過した空気を外気放出するようにした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の換気扇は上記の如く構成したので、室内で人が発生する二酸化炭素や、ストーブなどで発生したり外気から侵入したりするＳＯｘ、ＮＯｘなど酸性ガスも同時にハニカムロータに吸着され、脱着ゾーンで脱着されて外気へ放出される。ここで室内の空気は外気と換気されないため、室内空気中の酸素が次第に減少して行くが、空気中の酸素濃度は約２０％あり多少の減少は人の呼吸に全く影響がない。
【００１０】
一方、二酸化炭素の濃度は許容値が建築基準法では０．１％、（米国国立職業安全衛生研究所及び米国産業衛生専門家会議による許容値０．５％）と言われ、空気中にわずかに増加するだけで人の健康に影響をもたらすため、在室人員１名あたり３０ｍ３／Ｈの換気が必要とされている。従って、室内から二酸化炭素だけ排出することが出来れば３０ｍ３／Ｈの換気をしなくても室内環境は維持される。
【００１１】
さらに本発明の換気扇は、二酸化炭素および酸性ガスの吸・脱着作用を有するハニカムロータを用いているため、フィルターを用いた物のように交換する部材が無く、運転経費も小さくすることができる。
【００１２】
特に近年、光化学スモッグなどの発生が都市圏で相次ぎ、このような場合には換気を行うことで、室内に光化学スモッグが入って来ることが懸念される。また幹線道路沿いでは自動車の排気ガスが、繁華街では調理排気による臭気が換気によって室内に入ってくる可能性がある。しかし、本発明の換気扇であれば換気量が小さいためにこのような問題はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の請求項１に記載の発明は、二酸化炭素など酸性ガス吸着又は吸収機能を持つハニカムロータを有し、ハニカムロータを少なくとも吸着ゾーンと脱着ゾーンとに分割し、室内空気を吸着ゾーンに通し、吸着ゾーンを通過した空気を再び室内へ戻すようにし、脱着ゾーンを通過した空気を外気放出するようにしたため、室内空気中の二酸化炭素およびＳＯｘ、ＮＯｘなど酸性ガスを室外へ放出することができるという作用を有する。
【００１４】
さらに炭酸ガスなど酸性ガスを濃縮脱着排気することで換気風量を少なくすることができるため、再生エネルギーを少なくすると供に、大風量の換気によって冷暖房エネルギーが失われることもなく省エネルギーになる。全熱交換器を換気に使用しても３０〜５０％のエネルギーが換気によって失われているが、例えば室内の炭酸ガスを１０倍以上に濃縮して排気、換気することができれば全熱交換器を上回る省エネルギー効果が見込まれる。
【実施例１】
【００１５】
以下本発明の換気扇の実施例について図に沿って詳細に説明する。1はハニカムロータであり、セラミック繊維紙などの不燃性のシートをコルゲート（波付け）加工しロータ状にしたもので、それに例えば二酸化炭素を吸着するゼオライト、ハイドロタルサイト等の無機系吸着剤や、炭酸カリウム（重炭酸カリウム）、炭酸ナトリウム（重炭酸ナトリウム）などの無機系吸収剤、トリエタノールアミン、モノエタノールアミンなどの有機系吸収剤、或いは弱塩基性イオン交換樹脂が担持されている。
【００１６】
弱塩基性イオン交換樹脂の場合は、それ自体をシート状に作ることができ、この場合はシート状のイオン交換樹脂からハニカムロータを作ることができる。
【００１７】
また弱塩基性イオン交換樹脂と弱酸性イオン交換樹脂を混ぜてハニカムロータに担持すると炭酸ガスなど酸性ガスとアンモニアなどアルカリ性ガスも除去できる。さらに活性炭、疎水性ゼオライト、三菱化学製合成吸着剤HP20、SP207などのＶＯＣ吸着剤を混ぜることでＶＯＣや臭気も同時に除去することが出来る。または前記吸着剤を混ぜずに別々にロータを製作し、重ね合わせて一体化する方法でも作ることが出来る。
【００１８】
ハニカムロータ１は脱着ゾーン２、パージゾーン３、吸着ゾーン４に分割されている。パージゾーン３および吸着ゾーン４には室内空気がブロアなど（一般的であるので図示せず）で供給される。
【００１９】
パージゾーン３を通過した空気はヒータ５によって加熱され、脱着ゾーン２を通過して外気へ放出される。吸着ゾーン４を通過した空気は、部屋６内に再び返される。外気導入口７は外気をそのまま室内に送るものであり、酸素量が不足しないよう最小限の外気導の必要な場合であって外気が清浄な場合に用いる。
【００２０】
本発明の換気扇は以上のように構成され、以下その動作について説明する。室内に人が居て、呼気中の二酸化炭素によって室内の二酸化炭素濃度が上がる可能性がある場合や、冬期に室内で開放型のストーブを使用して排気中の二酸化炭素によって室内の二酸化炭素濃度が上昇する可能性がある場合など、室内空気を換気させる必要がある。
【００２１】
このような場合にはハニカムロータ１を回転させながら、室内空気を吸着ゾーン４及びパージゾーン３に通す。吸着ゾーン４を通過した空気は二酸化炭素や、ＳＯｘ、ＮＯｘなど酸性ガスが除去されて室内へ再び戻される。
【００２２】
同時にヒータ５に通電し、加熱された空気は脱着ゾーン２を通過して吸着された二酸化炭素や、ＳＯｘ、ＮＯｘなど酸性ガスを脱着して外気へ放出される。このようにして室内空気中の二酸化炭素や、ＳＯｘ、ＮＯｘなど酸性ガスは室外へ放出される。
【００２３】
室内に居る人によって室内空気中の酸素が消費されるが、酸素は大気中に約２０％もあり、少々の消費では問題とならない。さらに脱着ゾーン２を通過した二酸化炭素を多く含む空気の排出によって室内は負圧になり、窓やドアから外気が隙間風として侵入し、又は濃度差による拡散によって酸素が供給される。つまり脱着ゾーン２から室外に排出される空気の量とほぼ等しい量の外気が隙間風として供給され、この中にほぼ２０％の酸素があるため酸素量が不足することはない。
【００２４】
脱着ゾーン２から排出される空気の量は吸着ゾーン４を通過する空気の量と比較して少なく、よって脱着ゾーン２を通過した空気をダクトを通して屋外へ排出する場合、この排気に必要なエネルギーが少なくて済む。また、ダクトの径も小さくてよいため、ダクトの設置工事が容易であるとともにダクトの設置費用が安く済む。
【００２５】
集中換気空調システムを有する大型事務所ビルなどでは、換気用のダクトも大型となり、ダクトスペースを見込んで建屋を設計しなくてはならないが、本発明の換気扇を使用すれば、少ないスペースで換気設計が出来るため建屋自体のコストを低減することもできる。
【００２６】
また住宅用エアコンに換気機能をもたせたものがあるが、換気用ダクトをエアコンの室外機用に冷媒配管などを通すための工事用穴に通すため、その穴の径が小さく十分な換気量が望めなかったが、本発明の換気装置では炭酸ガスを濃縮して排気できるため少ない風量でも効果的な換気運転が可能になる。
【００２７】
そして本件発明の換気扇の排気は、二酸化炭素濃度が高くなっているため、排気をビニールハウスなどの植物の育成室に導くと植物の成長が早くなるとともに、環境への二酸化炭素の放出を抑制できる。
【００２８】
このように室内のわずか数〜数百ｐｐｍの汚染物質を排気するために、多量の空気を室外へ排出するのと比較して、エネルギーの無駄を削減することができる。また二酸化炭素センサーを設けて、二酸化炭素濃度が所定値以上になった時だけ運転するようにすると、さらにエネルギーの無駄を防止できる。
【００２９】
特にアンモニアは人間の感知域値が低く、わずか数ｐｐｍの濃度で多くの人が不快に感じる。このような場合には、わずかの物質を排出するために多くの空気を入れ替えることになり、エネルギーの無駄となるが、本発明のものでは、そのような臭気物質だけを排出するためエネルギーの無駄が少ない。
【００３０】
以上の説明のとおり、少ない換気量によって室内の二酸化炭素やＶＯＣが排出され、換気に伴うエネルギーの消失を防止することができる。また外気中に汚染物質が含まれていても、換気量が少ないために問題がない。
【００３１】
室内で開放式ストーブを使用しながら多人数が居た場合など、極端に室内の二酸化炭素濃度が上昇するような場合には、一時的に外気を取り込むようにする。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、換気を行わなくても室内の二酸化炭素を外気放出可能な換気扇を提供するものであり、よって換気に伴うエネルギー消失を防止できる換気扇を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の換気扇の実施例１を示す系統図である。
【符号の説明】
【００３４】
１    ハニカムロータ
２    脱着ゾーン
３    パージゾーン
４    吸着ゾーン
５    ヒータ
６    部屋
７    外気導入口
【図１】
2009052753.tif 000003