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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-204445(P2020-204445A)
(43)【公開日】2020年12月24日
(54)【発明の名称】外気処理装置
(51)【国際特許分類】
   F24F 7/00 20060101AFI20201127BHJP
   F24F 13/22 20060101ALI20201127BHJP
   F24F 13/02 20060101ALI20201127BHJP
   B01D 46/00 20060101ALI20201127BHJP
【FI】
   F24F7/00 A
   F24F13/22 222
   F24F13/02 A
   B01D46/00 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2019-113694(P2019-113694)
(22)【出願日】2019年6月19日
(71)【出願人】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100118762
【弁理士】
【氏名又は名称】高村 順
(72)【発明者】
【氏名】袴田 浩之
(72)【発明者】
【氏名】曽根 文彦
(72)【発明者】
【氏名】大石 晋也
【テーマコード(参考)】
3L080
4D058
【Fターム(参考)】
3L080AB02
3L080AC01
4D058JA14
4D058KA23
4D058KC02
4D058KC30
4D058KC33
4D058KC52
4D058LA05
4D058QA01
4D058QA03
4D058QA11
4D058QA13
4D058SA20
4D058UA25
(57)【要約】
【課題】天井の上と床下とのどちらに設置した場合であっても、凝縮水の漏れ出しをより確実に防ぐことができる外気処理装置を得ること。
【解決手段】外気処理装置は、第1面5hに開口5iが形成された収容部5aと、開口5iを塞ぐ蓋部と、開口5iを通して第1の方向に差し込まれて収容部5aに収容されるフィルターと、を備える。収容部5aの内側面であって、開口5iと対向する第1の対向面5fには、第1の方向に向かって凹む第1の水受部5gが形成されている。蓋部のうち第1の対向面5fと対向する第2の対向面には、第1の方向と反対の方向である第2の方向に向かって凹む第2の水受部が形成されている。
【選択図】図10
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1面に開口が形成された収容部と、
前記開口を塞ぐ蓋部と、
前記開口を通して第1の方向に差し込まれて前記収容部に収容されるフィルターと、を備え、
前記収容部の内側面であって、前記開口と対向する第1の対向面には、前記第1の方向に向かって凹む第1の水受部が形成され、
前記蓋部のうち前記第1の対向面と対向する第2の対向面には、前記第1の方向と反対の方向である第2の方向に向かって凹む第2の水受部が形成されていることを特徴とする外気処理装置。
【請求項2】
前記第2の水受部は、前記第2の対向面に形成されたリブによって形成されることを特徴とする請求項1に記載の外気処理装置。
【請求項3】
前記収容部は、ダクトが接続されるダクト接続面を有し、
前記ダクト接続面に取り付けられるダクト接続部をさらに備え、
前記ダクト接続部は、筒状の筒状部と、前記筒状部の一端部に形成されたフランジ部とを有し、
前記ダクト接続面には、前記フランジ部の一部が差し込まれる差し込み受部が形成され、
前記ダクト接続面に取り付けられて、前記フランジ部のうち前記差し込み受部に差し込まれていない部分が差し込まれて前記ダクト接続部を固定する固定部をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の外気処理装置。
【請求項4】
前記収容部、前記蓋部、および前記固定部は、発泡スチロールで形成されていることを特徴とする請求項3に記載の外気処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、給気の空気清浄を行う外気処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
建築物の気密性向上による換気の必要性が高まり、住宅では24時間換気システムの設置が義務化されている。また、近年、PM2.5に代表される微小粒子状物質の飛来およびスギ、ヒノキなどの花粉の飛来の影響によって、外気を屋内に給気する際に微小粒子状物質および花粉を除去する必要性が求められている。また、給気では外気と共に虫等が吸い込まれる可能性がある。そのため、室内に給気される外気から虫等を除去して、屋内への虫の侵入を防止することも求められている。
【0003】
微小粒子状物質および虫等を除去する方法の一つとして、換気装置の前段に外気処理装置を設置する場合がある。特許文献1に示されているように、外気処理装置では、虫等の除去を目的としたネット状のフィルターが搭載されたり、微小粒子状物質の除去を目的としたフィルターまたは電気集塵装置が搭載されたりする。
【0004】
給気では霧が発生している場合等に湿度の高い外気を吸込む場合がある。外気処理装置では、湿度が高い空気を吸い込んだ際に発生する凝縮水が室内に漏れないようにする必要がある。特許文献1に開示された外気処理装置では、天井の上に設置された場合に、フィルターを収容する本体枠と、その下方を塞ぐ点検蓋とをクッションによって密着させることで、本体枠の内部で下方に向って流れる凝縮水を点検蓋の上に保水させて凝縮水の漏れを抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第4670441号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1に開示された構成では、製造時の本体枠および点検蓋の形状等のばらつきによって本体枠と点検蓋との間に隙間ができたり、クッションが経年劣化したりすることで、凝縮水の漏れを抑えることができないおそれがある。
【0007】
また、点検蓋は、フィルターのメンテナンス時に取り外し可能な部位となっている。外気処理装置は、床下に設置される場合がある。外気処理装置が床下に設置された場合には、メンテナンス用の開口は床面に形成されることになる。したがってフィルターのメンテナンス時に取り外し可能な部位である点検蓋を床面側である上方に向けて外気処理装置が設置される。この場合、凝縮水は点検蓋側とは反対の下方に向って流れる。本体枠とダクト接続部材とがクッションによって密着されることで、下方に流れた凝縮水の漏れが抑えられるが、本体枠と点検蓋と間に設けられたクッションと同様に、製造時の形状のばらつきによって隙間ができたり、クッションが経年劣化したりすることで、凝縮水の漏れを抑えることができないおそれがある。
【0008】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、天井の上と床下とのどちらに設置した場合であっても、凝縮水の漏れ出しをより確実に防ぐことができる外気処理装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第1面に開口が形成された収容部と、開口を塞ぐ蓋部と、開口を通して第1の方向に差し込まれて収容部に収容されるフィルターと、を備える。収容部の内側面であって、開口と対向する第1の対向面には、第1の方向に向かって凹む第1の水受部が形成されている。蓋部のうち第1の対向面と対向する第2の対向面には、第1の方向と反対の方向である第2の方向に向かって凹む第2の水受部が形成されている。
【発明の効果】
【0010】
本発明にかかる外気処理装置によれば、天井の上と床下とのどちらに設置した場合であっても、凝縮水の漏れ出しをより確実に防ぐことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
図1】本発明の実施の形態1にかかる外気処理装置を用いた換気システムの概略構成を示した断面図
図2】実施の形態1にかかる外気処理装置を蓋部側から見た斜視図
図3】実施の形態1にかかる外気処理装置を開口側から見た斜視図であって、蓋部を外した状態を示す図
図4】実施の形態1にかかる外気処理装置の他の設置状態を示した図
図5】実施の形態1にかかる外気処理装置の断面図
図6】実施の形態1におけるダクト接続部の斜視図
図7】実施の形態1における収容部の斜視図
図8】実施の形態1におけるダクト接続部固定部品の斜視図
図9】実施の形態1におけるダクト接続部固定部品の断面図
図10】実施の形態1における収容部の断面図
図11】実施の形態1における蓋部の斜視図
図12】実施の形態1における蓋部の断面図
図13】実施の形態1におけるフィルターを上流側から見た斜視図
図14】実施の形態1におけるフィルターの正面図
図15】実施の形態1におけるフィルターを下流側から見た斜視図
図16図1に示すXVI−XVI線に沿った断面図であって、開口を上方に向けて外気処理装置を設置した状態を示す図
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本発明の実施の形態にかかる外気処理装置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。
【0013】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる外気処理装置を用いた換気システムの概略構成を示した断面図である。換気システム20は、屋外給気口1と、屋内給気口12と、外気処理装置5と、換気装置21と、ダクト3とを備える。屋外給気口1は、建物の外壁2に取り付けられている。屋内給気口12は、屋内の天井4に取り付けられている。ダクト3は、屋外給気口1と屋内給気口12とに接続された筒状の部材であり、屋外と室内空間とを連通させる。外気処理装置5と換気装置21は、ダクト3の間に接続される。屋外側から外気処理装置5、換気装置21の順で並べて配置される。換気装置21が運転されると、屋外給気口1から屋内給気口12に向けた気流が発生し、屋外給気口1に取り込まれた外気8が屋内給気口12から屋内に給気される。屋内に給気される外気8は、外気処理装置5、換気装置21の順に通過する。
【0014】
外気処理装置5は、屋外給気口1を通して外気8とともに取りこまれる微小粒子および虫等を除去する。微小粒子は、例えばPM2.5または花粉等である。次に、外気処理装置5の詳細な構成について説明する。
【0015】
外気処理装置5には、虫等の捕集を目的としたネットフィルター10と、微小粒子状物質の除去を目的としたプリーツ状のプリーツフィルター11が搭載されている。ネットフィルター10、プリーツフィルター11によって外気8は清浄化されて、清浄空気9となって屋内給気口12から室内空間に供給される。
【0016】
図2は、実施の形態1にかかる外気処理装置を蓋部側から見た斜視図である。図3は、実施の形態1にかかる外気処理装置を開口側から見た斜視図であって、蓋部を外した状態を示す図である。外気処理装置5は、収容部5aを備える。収容部5aは、第1面5hに開口5iが形成された箱体である。
【0017】
図1に戻って、外気処理装置5は、天井4の上に設置される場合には、収容部5aの第1面5hを下方に向けた姿勢で設置される。外気処理装置5は、アンカーボルトなどで天井4の上に吊下げて設置される。収容部5aの鉛直下方の天井4には、製品のメンテンナンスを可能とするために開閉可能な点検口4aが設置される。
【0018】
図4は、実施の形態1にかかる外気処理装置の他の設置状態を示した図である。図4に示すように、野縁14へ木ねじにて製品を固定して外気処理装置5を天井4の上に設置してもよい。外気処理装置5が天井の上に設置される場合には、点検口4aの代わりに意匠パネル13が収容部5aの開口5iに取付けられる場合もある。
【0019】
外気処理装置5は、床下に設置される場合もある。外気処理装置5が床下に設置された場合には、床面に設けられた点検口を通してメンテナンスを行う必要がある。そのため、外気処理装置5が床下に設置される場合には、収容部5aの第1面5hを鉛直上方に向けた姿勢で外気処理装置5が設置される。これにより、床面に形成された点検口を通して、第1面5hに形成された開口5iに容易にアクセスすることが可能となり、メンテナンス性が向上する。
【0020】
図2および図3に示すように、収容部5aには、外気8が取り込まれるダクト3が接続される屋外側ダクト接続部7aが設けられている。収容部5aには、ネットフィルター10およびプリーツフィルター11によって清浄化された清浄空気9が通過するダクト3が接続される屋内側ダクト接続部7bが設けられている。以下の説明において、屋外側ダクト接続部7aと屋内側ダクト接続部7bとを区別せずにダクト接続部7とも称する。
【0021】
外気処理装置5は、ダクト接続部7を固定するための固定部となるダクト接続部固定部品5cを備える。外気処理装置5は、収容部5aの開口5iを塞いで、取外し可能とされた蓋部6を備える。収容部5aと蓋部6とに囲まれた空間は、外気8または清浄空気9が通過する流路となる。収容部5aおよび蓋部6は、取り込んだ外気8が低温で屋内が高温時に結露する懸念があるため、断熱性能が高い発泡スチロール製となっている。
【0022】
ダクト接続部7は、ダクト3と接続するための強度が必要なため、樹脂成型品となっている。蓋部6は、収容部5aに設けられた本体カバー固定部品5eを回転することで、収容部5aへの固定と、収容部5aからの取外しとを行うことができる。
【0023】
図5は、実施の形態1にかかる外気処理装置の断面図である。図6は、実施の形態1におけるダクト接続部の斜視図である。図7は、実施の形態1における収容部の斜視図である。図8は、実施の形態1におけるダクト接続部固定部品の斜視図である。図9は、実施の形態1におけるダクト接続部固定部品の断面図である。
【0024】
図6に示すように、ダクト接続部7は、筒状の筒状部7dと、筒状部7dの一端部に形成されたフランジ部7cとを有する。フランジ部7cは、筒状部7dの中心軸に沿って見ると円環形状となっている。
【0025】
図5に示すように、ダクト接続部7は、収容部5aのうち第1面5hとは異なるダクト接続面5jに取り付けられる。図7に示すように、収容部5aのダクト接続面5jには、ダクト接続部7の筒状部7dに接する受け面5kが形成されている。ダクト接続部7は、受け面5kとダクト接続部固定部品5cとに挟み込まれて固定される。
【0026】
受け面5kには、ダクト接続部7のフランジ部7cの一部が差し込まれる差し込み受部となるダクト接続部嵌合用溝5bが形成されている。また、図9に示すように、ダクト接続部固定部品5cにも、ダクト接続部7のフランジ部7cのうちダクト接続部嵌合用溝5bに差し込まれていない部分が差し込まれるダクト接続部嵌合用溝5dが形成されている。
【0027】
受け面5kとダクト接続部固定部品5cとにダクト接続部7が挟み込まれた状態で、フランジ部7cがダクト接続部嵌合用溝5bとダクト接続部嵌合用溝5dとに差し込まれることで、ダクト接続部7の抜け落ちが防がれる。なお、本実施の形態1では、フランジ部7cのうち半円部分がダクト接続部嵌合用溝5bに差し込まれ、残りの半円部分がダクト接続部嵌合用溝5dに差し込まれている。収容部5aとダクト接続部固定部品5cの合わせ部はクッションにて気密が確保される。
【0028】
換気システム20では、取り込んだ外気8の湿度が高い場合がある。湿度が高い外気8が外気処理装置5内に流入した場合には凝縮水が発生する場合がある。外気処理装置5には、凝縮水が室内に漏れることを防ぐために凝縮水を保水できる構造が必要である。
【0029】
図10は、実施の形態1における収容部の断面図である。図10に示すように、開口5iを上方に向けた場合に底面となる面、すなわち収容部5aの内側面のうち開口5iと対向する第1の対向面5fよりも、開口5i側にずらして受け面5kを形成することで、第1の対向面5f上に凝縮水を保水可能な第1の水受部である保水部5gが形成される。収容部5aは、発泡スチロール製であるため水を通しにくく、凝縮水の漏れを防ぐことができる。開口5iを上方に向けて外気処理装置5を設置した場合、すなわち床下に設置した場合に、凝縮水の漏れを防ぐことができる。
【0030】
図11は、実施の形態1における蓋部の斜視図である。図12は、実施の形態1における蓋部の断面図である。図11では、収容部5aの第1の対向面5fと対向する第2の対向面6d側から見た蓋部6の斜視図を示している。
【0031】
図11および図12に示すように、蓋部6の第2の対向面6dの周囲には、第1の対向面5fに向けて突出するリブ6aが設けられている。蓋部6の第2の対向面6dには、リブ6aに囲まれた第2の水受部である保水部6bが形成される。蓋部6は、発泡スチロール製であるため水を通しにくく、凝縮水の漏れを防ぐことができる。開口5iを下方に向けて外気処理装置5を設置した場合、すなわち天井4の上に設置した場合に、凝縮水の漏れを防ぐことができる。なお、リブ6aの高さは、想定される凝縮水を十分に溜めることができる高さとする。
【0032】
このように、外気処理装置5を天井4の上に設置した場合には、蓋部6で凝縮水を保水し、外気処理装置5を床下に設置した場合には、収容部5aで凝縮水を保水できるので、外気処理装置5の設置場所に関わらず、凝縮水の漏れを防ぐことができる。
【0033】
図13は、実施の形態1におけるフィルターを上流側から見た斜視図である。図14は、実施の形態1におけるフィルターの正面図である。図15は、実施の形態1におけるフィルターを下流側から見た斜視図である。図16は、図1に示すXVI−XVI線に沿った断面図であって、開口を上方に向けて外気処理装置を設置した状態を示す図である。なお、上流、下流といった場合には、屋外給気口1から屋内給気口12に向かう外気の流れ方向における上流、下流を示す。
【0034】
プリーツフィルター11よりも上流側に設けられるフィルターであるネットフィルター10は、樹脂成型品の枠部10aと、枠部10aの内側に設けられた網部10bを有する。ネットフィルター10は、インサート成型により製造される。網部10bは、側方かつ収容部5a内での外気8の流れ方向と垂直な方向から見た場合に、下流方向側に凸となる形状で設けられている。より具体的には、側方かつ収容部5a内での外気8の流れ方向と垂直な方向から見た場合に台形形状となっている。この形状によって、網部10bの面積を広くすることができ、圧力損失の低減を図ることができる。以下の説明において、側方かつ収容部5a内での外気8の流れ方向と垂直な方向から見ることを、単に側面視と称する。
【0035】
枠部10aには、収容部5aにネットフィルター10が収容された状態で、第1の対向面5f側となる部分と、第2の対向面6d側となる部分に、網部10bから落下した虫を受ける受部10cが形成されている。第1の対向面5f側となる部分と、第2の対向面6d側となる部分の両方に受部10cが形成されているので、外気処理装置5の設置場所に関わらず、虫等が第1の対向面5fまたは第2の対向面6dに落下するのを防ぐことができる。
【0036】
図14に示すように、枠部10aは、収容部5aに収容された状態で第1の対向面5fに向かう方向である第1の方向に向かうにしたがって幅が狭くなる第1のテーパ部31を有する。枠部10aは、第1の方向と反対方向である第2の方向、すなわち、収容部5aに収容された状態で第2の対向面6dの方向に向かうにしたがって幅が狭くなる第2のテーパ部32を有する。第2のテーパ部32は、第1のテーパ部31に対して第2の方向側に設けられる。
【0037】
第1のテーパ部31と第2のテーパ部32との接続部分では、第1のテーパ部31のほうが第2のテーパ部32の幅よりも広くなっている。枠部10aは、第1のテーパ部31と第2のテーパ部32とを接続させる接続部33を有する。枠部10aは、接続部33部分で一部の角部に段差を有する六角形形状となる。枠部10aには、外周の全周に渡って外側に向けて突出する気密リブ10eが形成されている。
【0038】
図7および図16に示すように、収容部5aには、第1の方向に沿って枠部10aが差し込まれて第1のテーパ部31が嵌まる差込部34が形成されている。差込部34も、第1のテーパ部31と同様に、第1の方向に向かうにしたがって幅が狭くなる。
【0039】
差込部34には、第1のテーパ部31との間に挟み込まれる第1の弾性部41が設けられている。第1の弾性部41は、弾性力を有して差込部34と第1のテーパ部31とに押し潰されて、差込部34と第1のテーパ部31に密着すればよく、例えばゴムまたはスポンジである。なお、枠部10aに形成された気密リブ10eは、第1の弾性部41に当接する。
【0040】
図11および図16に示すように、蓋部6には、収容部5aの開口5iを塞いだ状態で、第2のテーパ部32が嵌まる押え部35が形成されている。押え部35も、第2のテーパ部32と同様に、第2の方向に向かうにしたがって幅が狭くなる。蓋部6には、収容部5aの開口5iを塞いだ状態で、ネットフィルター10の接続部33に当接する当接部6cが形成されている。
【0041】
押え部35には、第2のテーパ部32との間に挟み込まれる第2の弾性部42が設けられている。第2の弾性部42は、弾性力を有して押え部35と第2のテーパ部32とに押し潰されて、押え部35と第2のテーパ部32とに密着すればよく、例えばゴムまたはスポンジである。なお、枠部10aに形成された気密リブ10eは、第2の弾性部42に当接する。
【0042】
ネットフィルター10は、第1のテーパ部31の幅の狭い方から収容部5aに挿入できるので、メンテナンス時のネットフィルター10の挿入性の向上を図ることができる。
【0043】
また、蓋部6に形成された当接部6cが、ネットフィルター10の接続部33に当接するので、枠部10aが第1の方向に押し付けられて、第1のテーパ部31と差込部34との間で第1の弾性部41が押し潰される。したがって、収容部5aの開口5iを蓋部6で塞ぐだけで、第1のテーパ部31と差込部34との間の気密性の向上が図られる。また、枠部10aの外周面に形成された気密リブ10eが第1の弾性部41に食い込むことで、気密性のより一層の向上が図られる。また、収容部5aおよび枠部10aの寸法誤差は、第1の弾性部41の変形量によって吸収できるので、収容部5aおよび枠部10aの寸法誤差によらず安定して機密性の向上を図ることができる。
【0044】
また、収容部5aの開口5iを蓋部6で塞ぐ際には、ネットフィルター10の第2のテーパ部32の幅の狭い方から押え部35に嵌るので、蓋部6の一部が枠部10aに引っ掛かりにくい。したがって、収容部5aの開口5iを蓋部6で塞ぐ際の作業性が向上する。
【0045】
また、第2の弾性部42が、押え部35と第2のテーパ部32とに押し潰されるため、押え部35と第2のテーパ部32との間の気密性の向上が図られる。また、枠部10aの外周面に形成された気密リブ10eが第2の弾性部42に食い込むことで、気密性のより一層の向上が図られる。また、蓋部6および枠部10aの寸法誤差は、第1の弾性部41の変形量によって吸収できるので、蓋部6および枠部10aの寸法誤差によらず安定して機密性の向上を図ることができる。
【0046】
また、収容部5aと蓋部6のそれぞれに保水部5g,6bが形成されているので、外気処理装置5を天井4の上に設置した場合、および床下に設置した場合のどちらの場合であっても、発生した凝縮水を保水部5g,6bに溜めて、外部に漏れるのを防ぐことができる。また、保水部5g,6bは、単一の部材で形成されているため、製造誤差や経年劣化によって凝縮水が漏れるような隙間ができにくく、より確実に凝縮水の漏れを防ぐことができる。
【0047】
本実施の形態の換気装置21は、屋内に取入れる空気と屋外へ排出される空気の熱交換を行う全熱交換器付の換気装置21も含まれる。また、換気システム20の構成において前記構成とは順序を変更し換気装置21を上流側、外気処理装置5を下流側に設置しても良い。
【0048】
なお、微小粒子状物質の除去方法は、プリーツ状のプリーツフィルター11だけではなく、電気集塵装置やその他物理的に除去可能なフィルターの構成でも良い。電気集塵装置は、微小粒子状物質に電荷を与える荷電部と荷電した微小粒子状物質を集塵する集塵部からなり、荷電部により荷電された微小粒子状物質は、クーロン力により集塵部で捕捉される。
【0049】
また、ネットフィルター10の網部10bの側面視における形状は、台形形状に限らず正方形形状または長方形形状であってもよい。
【0050】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【0051】
1 屋外給気口、2 外壁、3 ダクト、4 天井、4a 点検口、5 外気処理装置、5a 収容部、5b,5d ダクト接続部嵌合用溝、5c ダクト接続部固定部品、5e 本体カバー固定部品、5f 第1の対向面、5g 保水部、5h 第1面、5i 開口、5j ダクト接続面、5k 受け面、6 蓋部、6a リブ、6b 保水部、6c 当接部、6d 第2の対向面、7 ダクト接続部、7a 屋外側ダクト接続部、7b 屋内側ダクト接続部、7c フランジ部、7d 筒状部、8 外気、9 清浄空気、10 ネットフィルター、10a 枠部、10b 網部、10c 受部、10e 気密リブ、11 プリーツフィルター、12 屋内給気口、13 意匠パネル、14 野縁、20 換気システム、21 換気装置、31 第1のテーパ部、32 第2のテーパ部、33 接続部、34 差込部、35 押え部、41 第1の弾性部、42 第2の弾性部。
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