特許 6902746 換気システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6902746

(24)【登録日】2021年6月24日

(45)【発行日】2021年7月14日

(54)【発明の名称】換気システム

(51)【国際特許分類】

   F24F 7/08 20060101AFI20210701BHJP

   F24F 13/08 20060101ALI20210701BHJP

   E04B 1/70 20060101ALI20210701BHJP

   E04B 1/82 20060101ALI20210701BHJP

【ＦＩ】

   F24F7/08 Z

   F24F7/08 101J

   F24F13/08 A

   E04B1/70 Z

   E04B1/82 R

【請求項の数】4

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-233076(P2018-233076)

(22)【出願日】2018年12月13日

(65)【公開番号】特開2020-94746(P2020-94746A)

(43)【公開日】2020年6月18日

【審査請求日】2020年5月27日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】303004059

【氏名又は名称】藤本 謙二

(73)【特許権者】

【識別番号】304021510

【氏名又は名称】藤本 直子

(72)【発明者】

【氏名】藤本 謙二

(72)【発明者】

【氏名】藤本 直子

【審査官】 渡邉 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−２２６９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２３２１５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０９９４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１９１７７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−０６５３３１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−２９１６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１７８６０２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭４９−００４８４７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１３−０２４５４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１８／１４７０７５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２４Ｆ ７／０８

Ｅ０４Ｂ １／７０

Ｅ０４Ｂ １／８２

Ｆ２４Ｆ １３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エアーロック式の二重扉を備えた防音室の換気システムであって、
室外から吸引された空気を室内に供給する給気ダクトと、
前記室内の空気を前記室外に排出する排気ダクトと、
前記二重扉内に設けられ、該二重扉から出入して前記室内に収容される大人と子供との人数構成を検出するセンサと、
前記センサで検出された前記大人と子供との人数構成に応じて、前記給気ダクトから供給される空気量と前記排気ダクトから排出される空気量とを調整可能に該室内を換気する換気装置とを備え、かつ、
前記給気ダクトと前記排気ダクトとを少なくとも二回は屈曲させることを特徴とする換気システム。

【請求項2】

前記排気ダクトは前記室内の下部の空気を前記室外に排出可能であること、並びに／或いは、前記給気ダクトは前記室外の空気を前記室内の下部に供給可能であることを特徴とする請求項１記載の換気システム。

【請求項3】

前記排気ダクトは、前記空気の逆流時に順流時よりもライン抵抗を大きくするボルテックスダイオードを、該ボルテックスダイオードの円筒形の本体を縦向けにして、かつ、前記本体の中心軸方向に前記順流時の空気入口を接続するとともに、前記本体の周面上部の接線方向に前記順流時の空気出口を接続するようにして介装可能であることを特徴とする請求項１又は２記載の換気システム。

【請求項4】

前記防音室は、ベタ基礎と、このベタ基礎上に立設され、第一の防音材を内包する多重壁と、前記第一の多重壁にほぼ切れ目なく連なり、第二の防音材を内包する多重天井とを備え、前記ベタ基礎上に、第三の防音材を挟み込んだ状態で床材が載置きされ、前記ベタ基礎の周囲を立ち上げるとともに、該立ち上がり部内に前記第三の防音材を延長して挟みこんだ状態で床材の周囲が当接するように構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の換気システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、換気システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１では、下階側天井材である天井プラスタボードとの間に隙間を残して、床根太を除く上階側床材である床合板の下面に、止め金具を用いて吸音材グラスウールを密着固定する防音施工を行った木造家屋が開示されている。

【0003】

特許文献１のような木造家屋の場合、防音施工を行った２階の部屋の気密保持が困難であるため、２階の部屋から下側の部屋への音漏れを完全になくすことはできない。また、２階の部屋の利用者は家族などに限定されるのが通常である。したがって、不特定多数の者が２階の部屋に長時間立ち入って、酸欠や二酸化炭素中毒を引き起こすおそれはほとんどなかった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、最近、貸音楽スタジオなどと称して、不特定多数の者が手軽に利用できる防音室が出回るようになってきた。例えば空き部屋を改装して防音室をつくり、そこにできるだけ大勢の利用者を詰め込むような場合には、温湿度の調整のためにエアコンをフル活動させている。ここでピアノ演奏会などを開催すると、大人と子供とが防音室内に長時間閉じ籠ることになるが、エアコンにはほとんど換気機能がないので、酸欠や二酸化炭素中毒を引き起こすことが懸念される。一方、大人と子供とでは、酸素消費量や二酸化炭素の排出量や身長などが大きく異なる。そこで、防音室をだれでも安心して利用できるようにするには、かかる大人と子供の異なる点を考慮した換気システムの構築が必須となる。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、だれでも安心して利用できるようにした換気システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、エアーロック式の二重扉を備えた防音室の換気システムであって、室外から吸引された空気を室内に供給する給気ダクトと、前記室内の空気を前記室外に排出する排気ダクトと、前記二重扉内に設けられ、該二重扉から出入して前記室内に収容される大人と子供との人数構成を検出するセンサと、前記センサで検出された前記大人と子供との人数構成に応じて、前記給気ダクトから供給される空気量と前記排気ダクトから排出される空気量とを調整可能に該室内を換気する換気装置とを備え、かつ、前記給気ダクトと前記排気ダクトとを少なくとも二回は屈曲させることを特徴とするものである。

【0007】

本発明によれば、室外から吸引された空気を室内に供給する給気ダクトと、前記室内の空気を前記室外に排出する排気ダクトと、前記二重扉内に設けられ、該二重扉から出入して前記室内に収容される大人と子供との人数構成を検出するセンサと、前記センサで検出された前記大人と子供との人数構成に応じて、前記給気ダクトから供給される空気量と前記排気ダクトから排出される空気量とを調整可能に該室内を換気する換気装置とを備え、かつ、前記給気ダクトと前記排気ダクトとを少なくとも二回は屈曲させたので、音漏れを防止したまま、十分な換気を行うことができる。その結果、酸欠や二酸化炭素中毒を引き起こすおそれをなくして、だれでも安心して利用できる。

【0010】

請求項２記載の発明のように、前記排気ダクトは前記室内の下部の空気を前記室外に排出可能であること、並びに／或いは、前記給気ダクトは前記室外の空気を前記室内の下部に供給可能であることが好ましい。

【0011】

請求項２記載の発明によれば、前記排気ダクトは前記室内の下部の空気を前記室外に排出可能であり、並びに／或いは、前記給気ダクトは前記室外の空気を前記室内の下部に供給可能であるので、特に子供の安全を確保できる。

【0012】

停止時や風の強いときなどには外気の侵入が懸念されるため、電動シャッターを設けることがあるが、停電時には有効でない。そこで、請求項３記載の発明のように、前記排気ダクトは、前記空気の逆流時に順流時よりもライン抵抗を大きくするボルテックスダイオードを、該ボルテックスダイオードの円筒形の本体を縦向けにして、かつ、前記本体の中心軸方向に前記順流時の空気入口を接続するとともに、前記本体の周面上部の接線方向に前記順流時の空気出口を接続するようにして介装可能であることが好ましい。

【0013】

請求項３記載の発明によれば、前記排気ダクトは、前記空気の逆流時に順流時よりもライン抵抗を大きくするボルテックスダイオードを、該ボルテックスダイオードの円筒形の本体を縦向けにして、かつ、前記本体の中心軸方向に前記順流時の空気入口を接続するとともに、前記本体の周面上部の接線方向に前記順流時の空気出口を接続するようにして介装可能であるので、停電時や強風時であっても外気の侵入を確実に防止できる。

【0014】

請求項４記載の発明のように、防音室は、ベタ基礎と、このベタ基礎上に立設され、第一の防音材を内包する多重壁と、前記第一の多重壁にほぼ切れ目なく連なり、第二の防音材を内包する多重天井とを備え、前記ベタ基礎上に、第三の防音材を挟み込んだ状態で床材が載置きされ、前記ベタ基礎の周囲を立ち上げるとともに、該立ち上がり部内に前記第三の防音材を延長して挟みこんだ状態で床材の周囲が当接するように構成することが好ましい。

【0015】

請求項４記載の発明によれば、前記防音室は、ベタ基礎と、このベタ基礎上に立設され、第一の防音材を内包する多重壁と、前記第一の多重壁にほぼ切れ目なく連なり、第二の防音材を内包する多重天井とを備え、前記ベタ基礎上に、第三の防音材を挟み込んだ状態で床材が載置きされ、前記ベタ基礎の周囲を立ち上げるとともに、該立ち上がり部内に前記第三の防音材を延長して挟みこんだ状態で床材の周囲が当接するように構成したので、音源が重量物であっても対応できる。

【0016】

この音源からの音漏れの心配がなくなる結果、たとえ深夜においてさえも、大音響の楽器を存分に演奏することができる。

【0017】

また、前記ベタ基礎の周囲を立ち上げるとともに、該立ち上がり部内に前記第三の防音材を延長して挟みこんだ状態で床材の周囲が当接するので、地震の際の縦揺れ、横揺れの両方に対応できる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、室外から吸引された空気を室内に供給する給気ダクトと、前記室内の空気を前記室外に排出する排気ダクトと、前記二重扉内に設けられ、該二重扉から出入して前記室内に収容される大人と子供との人数構成を検出するセンサと、前記センサで検出された前記大人と子供との人数構成に応じて、前記給気ダクトから供給される空気量と前記排気ダクトから排出される空気量とを調整可能に該室内を換気する換気装置とを備え、かつ、前記給気ダクトと前記排気ダクトとを少なくとも二回は屈曲させたので、音漏れを防止したまま、十分な換気を行うことができる。その結果、酸欠や二酸化炭素中毒を引き起こすおそれをなくして、だれでも安心して利用できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態１に係る防音室の外観を示す斜視図である。

【図2】本実施形態１に係る防音室の詳細構造を示す縦断面図である。

【図3】本実施形態１に係る防音室の換気システムを示す模式図である。

【図4】本実施形態２に係る防音室の換気システムを示す模式図である。

【図5】本実施形態２に係るボルテックスダイオードの概念図である。

【図6】本実施形態２に係る防音室の換気システムの動作例を示すフローチャートである。

【図7】本実施形態２に係る防音室の換気システムの動作例を示すフローチャートである

【図8】本実施形態２に係る防音室の主として電気系統を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る防音室１の外観を示す斜視図、図２は本実施形態１に係る防音室１の詳細構造を示す縦断面図である。ただし、図１の紙面に向かって左側が防音室１の北側に対応しており、右側が防音室１の西側に対応している。本発明者は、プラントメーカーのエンジニアとして、長年にわたり、防音対策などに従事してきた経験を生かして、自宅の敷地内に、実際に防音室１を作り、そこで得られた成果を以下に記す。

【0021】

図１，図２に示すように、この防音室１は、地上に独立して建てた木造家屋であって、基本的には、コンクリート製のベタ基礎上に、木製の柱や梁などの主要な構造部分がつくられているが、その内部に重量物である音源９を収容可能なものである。音源９としては、重さが５００ｋｇを超えるようなグランドピアノや大型自動演奏楽器などが挙げられる。なお、全体がコンクリート製の建屋としなかったのは、そこにグランドピアノなどを保管する場合に、カビの発生を防止するためにエアコンでの連続除湿が必要となるおそれがあるからである。これに対して、地上に独立して建てた木造家屋では、かかる問題が少なく、床下に限定されるコンクリート製のベタ基礎の場合は、むしろ夏場には地中から湿気が室内に入ってくるのを防ぐ一方、冬場には室内を適度に加湿する役目を果たすものと考えられる。

【0022】

そこで、この防音室１では、砕石２１上に打設したコンクリート製のベタ基礎２と、このベタ基礎２上に立設され、グラスウール（第一の防音材に相当する。）３１を二層にしてパネルボードに内包する二重壁３と、屋根１０から防振ハンガー４２で吊設され、これもグラスウール（第二の防音材に相当する。）４１を二層にしてパネルボードに内包する二重天井４と、を備え、二重壁３と、二重天井４とが、ほぼ切れ目なく連なるとともに、ベタ基礎２上に、ロックウール（第三の防音材に相当する。）２２を二層にして挟みこんだ状態でコンクリート製の床材５が載置されている。

【0023】

グラスウールは各層でそれぞれ１００ｍｍ程度の厚みをなしており、ロックウールは各層でそれぞれ２５ｍｍ程度の厚みをなしている。また、ベタ基礎２と二重壁３との間と、二重壁３と二重天井４との間とは、パッキンやシーラーなどで有意な隙間をなくしている。

【0024】

ベタ基礎２は、地震の際の縦揺れには強いが、横揺れまでを阻止するものではない。そこで、ベタ基礎２の周囲を立ち上げるとともに、この立ち上がり部内にロックウール２２を延長して挟みこんだ状態で床材５の周囲が当接するようになっている。これにより、地震の際の縦揺れのみならず、横揺れにも対応できるようになっている。

【0025】

また、室内平面での対称性を少なくするとともに、その縦横比を大きく変えており、これにより音源９から発せられる音波が壁反射しても干渉しにくくなっている。これに加えて、二重壁３の北側内面のパネルボードに例えばフェルト製の遮音シート（遮音材）３２を貼り付けるとともに、二重天井４の下側内面のパネルボードには例えば吸音パネルを採用しており、これにより前記壁反射そのものを少なくしている。

【0026】

前記二重壁３の周囲のうち、北側及び西側の下部から中間部にかけて、その厚み方向にわずかな段部を設けることで外広がりに切り欠いた開口部を設けるとともに、そこにグラスウールなどを内包する二重扉６ａ，６ｂを開閉自在に備えている。

【0027】

二重扉６ａ，６ｂとそれに対応する前記開口部との間には、音波のすり抜けをなくすためにパッキンを介在させている。二重扉６ａは音源９の搬出入のために設けた、比較的大型の扉であって、互いに対向するように配置された内扉と外扉との間に、空間を少しだけ設けて、演奏中は閉状態としているものである。二重扉６ｂは人の出入りのために設けた、比較的小型の扉であって、互いに直角に設けた内扉と外扉との間に、人がとどまることのできる程度の空間を設けた、いわゆるエアーロック式を採用することで、演奏中でも開閉できるようになっている。

【0028】

前記二重壁３の周囲のうち、前記二重扉６ｂの横側の中間部にかけて、その厚み方向にわずかな段部を設けて外広がりに切り欠いた開口部を設けるとともに、そこに三重のガラス窓７を着脱可能に取り付けている。これにより、いわゆる明り取りができるようになっている。また、図示はしていないが、同様のガラス窓を東側にも設けている。

【0029】

前記二重壁３の周囲のうち、前記二重扉６ｂの上部を貫通する給気ダクト８２と排気ダクト８４とを設けるとともに、二重天井４に換気装置１４を設けて、給気ダクト８２と排気ダクト８４とを少なくとも二回は屈曲させた状態で、前記換気装置１４に接続している（図３参照）。給気ダクト８２と排気ダクト８４とは、いずれも防露用の断熱材を施工している。これにより、給気ダクト８２と排気ダクト８４とからの音漏れを少なくして、室内の換気ができるとともに、その室内の湿度上昇を抑えるようにもなっている。

【0030】

ここで、給気ダクト８２と排気ダクト８４とを屈曲させる具体的な方法としては、それぞれ同一方向に４５度ずつ二回以上屈曲させることが好ましい。これにより、給気ダクト８２と排気ダクト８４とを通過する空気による管路抵抗の増大をできるだけ少なくして、換気性能を確保する一方、前記給気ダクト８２と排気ダクト８４との内部を音波がすり抜けることによる音漏れを減少させることができる。

【0031】

前記二重壁３の下部の木造部分３３に、略０．３〜１ｍの間隔でもって小穴を開けておき、そこに防虫剤の薬液を注入した上で、各小穴をパテなどで埋め戻すことにより、いわゆるシロアリ対策を施している。ただし、前記二重壁３の上部の木造部分３４と、両木造部分３３，３４間の図示しない柱については、シロアリ対策は特に施していないが、建設段階で使用するすべての木造部分を予め防虫処理しておくことが好ましい。

【0032】

図３は本実施形態１に係る防音室１の換気システム８を示す模式図である。なお、図３中の実線でダクトを示し、破線で電気系統を示している。図３に示すように、換気システム８は、防音室１内に収容される大人Ｍ１と子供Ｍ２との人数構成に応じて、エアフィルタ８１から給気ダクト８２を通じて給気ファン１４ａで防音室１内に供給される空気量と、防音室１内から排気ダクト８４を通じて排気ファン１４ｂで排気口８３に排出される空気量とを調整可能に防音室１内を換気するようになっており、給気ファン１４ａと排気ファン１４ｂとが一体となって換気装置１４を構成している。エアフィルタ８１は花粉症の原因物質であるスギ花粉や大気汚染の原因物質であるＰＭ２．５などのパーティクルを除去するものである。以下、最も基本的なグレードの換気システム８を説明する。

【0033】

ここでは、換気装置１４の電源スイッチ６０１とは別個に「強」「弱」選択スイッチ６０２を設けている。電源スイッチ６０１と選択スイッチ６０２とは、制御盤６００を通じて給気ファン１４ａと排気ファン１４ｂとに電気的に接続されている。そして、図外の防音室１の利用者又はオーナーが、表１に示すような選択表を見て、選択スイッチ６０２を「強」「弱」のいずれかに切り替えるようになっている。表１中の子供は幼稚園児か小学校低学年程度の児童を想定している。最初は利用者が防音室１内には入っていないので、電源スイッチ６０１は「オフ」、選択スイッチ６０２は「弱」になっている。

【表1】

【0034】

いま防音室１の利用者が教師（大人）１人、児童（子供）３人であるときには、教師が換気装置１４の電源スイッチ６０１を押して「オン」とするとともに、表１の選択表をみて、選択スイッチ６０２は「弱」のままとしておく。すると、給気ファン１４ａと排気ファン１４ｂとが低速回転して、外気がエアフィルタ８１と給気ダクト８２を通じて防音室１内に給気されるとともに、防音室１内の空気が排気ダクト８４と排気口８３を通じて防音室１外に排気される。このときの給気量と排気量とは比較的少なくなるように設定されている（表１の換気「弱」レンジの最大値となる設定値１である）が、表１の右下がりの斜線の領域で示す大人１人の場合は、同右上がりの斜線の領域で示す子供６人までＯＫであることがわかる。

【0035】

二重扉６ｂの外扉６ｂ２と内扉６ｂ１とを通じて、児童（子供）を２人つれた母親（大人）が防音室１内に入ってくる。すると、防音室１内は大人２人と子供５となるので、教師は選択スイッチ６０２を「強」に切り替える。すると、給気ファン１４ａと排気ファン１４ｂとが高速回転して、外気がエアフィルタ８１と給気ダクト８２を通じて防音室１内に給気されるとともに、防音室１内の空気が排気ダクト８４と排気口８３を通じて防音室１外に排気される。このときの給気量と排気量とは比較的多くなるように設定されている（表１の「強」レンジの最大値となる設定値２である）が、表１の右下がりの斜線の領域で示す大人２人の場合は、同右上がりの二重斜線の領域で示す子供１０人までＯＫであることがわかる。

【0036】

最初の児童（３人）のレッスンが終わると、防音室１から内扉６ｂ１と外扉６ｂ２とを通じて出ていくので、防音室１内は大人２人と子供２となるので、教師は選択スイッチ６０２を「弱」に切り替える。すると、給気ファン１４ａと排気ファン１４ｂとが低速回転に戻り、外気がエアフィルタ８１と給気ダクト８２を通じて防音室１内に給気されるとともに、防音室１内の空気が排気ダクト８４と排気口８３を通じて防音室１外に排気される。このときの給気量と排気量とは設定値１に戻る。そして、利用者が最大人数を超えると、要求される空気量が設定値２を超えるので、教師は防音室１に入る人数を制限する。以下同様である。

【0037】

このときは、教師（大人）がレッスンの区切りごとに選択スイッチ６０２を切り替えているが、いちいち煩わしいと考える場合は、「強」のままとしてもよい。ただし、利用者が最大人数を超えると、防音室１に入る人数を制限する点は同じである。全員が退去するときは、教師が電源スイッチ６０１をオフにするとともに、選択スイッチを「弱」にしておく。すると、給気ファン１４ａと排気ファン１４ｂとのいずれもが回転停止する。このような手動操作だけにより、防音室１内の換気不足による酸欠や二酸化炭素中毒を簡単かつ確実に回避できるようになっている。

【0038】

防音室１の完成後に、その室内のほぼ中央に音源９を配置した。この音源９は、ピアノやドラムの音などを組み合わせて、高音域から低音域にわたるものとした。しかる後に、音源９をオンオフしながら、騒音計を使用して、そのＡ特性を実際に測定してみた。その結果、音源９の騒音レベルが最大１１０ｄｂであった場合でも、室外の騒音レベルは３０〜４０ｄｂ程度となり、実に７０〜８０ｄｂ程度もの減音効果があった。

【0039】

ここで、音源９をオン状態としたとき、その音源９から１ｍ離れた位置での測定値は最大１１０ｄｂであり、このときの二重壁３の外壁面から１ｍ離れた位置での測定値は３０ｄｂ程度であり、三重ガラス窓７の直ぐ外側での計測値は４０ｄｂ程度であった。音源９をオフ状態としたとき、その音源９から１ｍ離れた位置での測定値は３０ｄｂ程度、二重壁３の外壁面から１ｍ離れた位置での測定値は３０ｄｂ程度、三重ガラス窓７の直ぐ外側での計測値は３０ｄｂ程度であった。なお、３０ｄｂは室外の環境音（雨音など）と同じ騒音レベルである。

【0040】

したがって、この防音室１では、ほぼ完全に音漏れがなくなることがわかった。市販の防音室では２０〜４０ｄｂ程度の減音効果しかないことから、せっかく防音室を設けても多少の音漏れがあることに比べて、画期的な成果であるといえる。

【0041】

以上説明したように、本実施形態１の防音室１によれば、ベタ基礎２と、このベタ基礎２上に立設され、グラスウール３１を内包する二重壁３と、屋根１０から吊設され、グラスウール４１を内包する二重天井４とを備え、前記二重壁３と、前記二重天井４とが、ほぼ切れ目なく連なるとともに、前記ベタ基礎２上に、ロックウール２２を挟みこんだ状態で床材５が載置されたので、内部に重量物である音源９を収容できる。

【0042】

この音源９からの音漏れの心配がなくなる結果、たとえ深夜においてさえも、大音響の楽器を存分に演奏することができる。

【0043】

（実施形態２）
本実施形態２は、主として上記実施形態１の換気システム８をグレードアップしたものである。防音室１の基本構造は、上記実施形態１と同様であるので、その詳細説明は省略する。図４は本実施形態２に係る防音室１の換気システム８ａを示す模式図、図５は本実施形態２に係るボルテックスダイオード８３ａの概念図である。なお、図４中の実線でダクトを示し、破線で電気系統を示している。

【0044】

図４に示すように、本実施形態２では、実施形態１とは異なり、給気ファン１４ａと排気ファン１４ｂとからなる換気装置１４を二重壁３の下部に設けている。大人に比べて子供は低身長であるため、酸欠や二酸化炭素中毒になりやすいことを考慮してものである。これにより、排気ダクト８４は防音室１内の床５付近の空気を防音室１外に排出可能となり、給気ダクト８２は外気を防音室１内に給気可能となるので、特に子供の安全を確保できる。

【0045】

また、換気システム８ａの停止時や、その運転中であっても風の強いときなどには、排出ダクト８４を通じて防音室１内に外気が侵入することがあるため、従来は電動シャッターを設けていたが、停電時には有効でない。そこで、本実施形態２の排気ダクト８４は、空気の逆流時に順流時よりもライン抵抗を大きくするボルテックスダイオード８３ａを介装可能としている。これによれば、換気システム８ａの停止時や停電時であっても防音室１内への外気の侵入を確実に防止できる。

【0046】

ボルテックスダイオード８３ａは、流体素子の一種であるが、その構成要素としては、図５に示すように、円筒形の本体８３１と、本体８３１の側面において中心軸方向に接続された入口ノズル８３２と、本体８３１の周面において接線方向に接続された出口ノズル８３３とを備えている。

【0047】

このボルテックスダイオード８３ａでは、図５中のＡ→Ｂで示すように、本体８３１の側面の中心軸方向に接続された入口ノズル８３２から空気が流入すると、渦はほとんど形成されずに、小さな形状抵抗が生じるだけである。その逆に、図５中のＢ→Ａで示すように、円筒形の本体６７１の周面における接線方向に接続された出口ノズル８３３から空気が流入すると、渦が確実に形成され、それによる遠心力が作用して、中心の圧力が低下するので、大きな抵抗を生じる。このように、ボルテックスダイオード８３ａは、その一方から流体が流入すると抵抗が小さくなり、他方から流体が流入すると抵抗が大きくなるので、いわば電気系におけるダイオードに類似した機能を果たすものである。

【0048】

本実施形態２の換気システム８ａについて、以下説明をする。

【0049】

ここでは、図４に示すように、二重扉６ｂの内扉６ｂ２と外扉６ｂ１との間の空間に、例えば発光部と受光部との対からなるフォトインタラプタであるセンサ６０３〜６０６を、高位と低位とでそれぞれ２対ずつ設けている。高位のセンサ６０３，６０５は、大人Ｍ１の身長に基づいて位置設定され、低位のセンサ６０４，６０６は、幼稚園児や小学校低学年の子供Ｍ２の身長に基づいて位置設定されるが、ともに高さ調整できるようになっている。本実施形態２の換気システム８ａは、防音室１内に収容される大人Ｍ１と子供Ｍ２との人数構成に応じて、エアフィルタ８１から給気ダクト８２を通じて給気ファン１４ａで防音室１内に供給される空気量と、防音室１内から排気ダクト８４を通じて排気ファン１４ｂでボルテックスダイオード８３ａに排出される空気量とを調整可能に防音室１内を換気するようになっており、給気ファン１４ａと排気ファン１４ｂとが一体となって換気装置１４を構成している。エアフィルタ８１は花粉症の原因物質であるスギ花粉や大気汚染の原因物質であるＰＭ２．５などのパーティクルを除去するものである。

【0050】

ここでも、換気装置１４の電源スイッチ６０１とは別個に「強」「弱」選択スイッチ６０２を設けている。電源スイッチ６０１と選択スイッチ６０２とセンサ６０３〜６０６とは、制御盤６００を通じて給気ファン１４ａと排気ファン１４ｂとに電気的に接続されている。

【0051】

ここでの制御盤６００は、上記実施形態１のものと異なり、メモリ、演算機能、判定機能などを備えている。そして、センサ６０３〜６０６のカウント値から二重扉６ｂを通過する大人と子供との人数構成を算出し、この算出値が上記実施形態１の設定値１（第一の設定値に相当する。）に達したとき、選択スイッチ６０２を「弱」から「強」に自動的に切り替えるようになっている。一方、その算出値が再度設定値１を下回ったとき選択スイッチ６０２を「強」から「弱」に自動的に切り替えるようになっている。前記算出値が上記実施形態１の設定値２（第二の設定値に相当する。）に達したとき、図示しないロック機構により、ブザーが鳴るとともに、二重扉６ｂの閉止を自動的に禁止するようになっている。

【0052】

図６，図７は本実施形態２の換気システム８ａの動作例を示すフローチャートである。図６において、利用者又はオーナーが電源スイッチ６０１を「オン」にすると、制御盤６００の動作により、選択スイッチ６０２、センサ６０３〜６０６及び前記メモリに記憶された大人の人数と子供の人数とがそれぞれリセットされる（ステップＳ１）。すなわち、電源スイッチ６０１は「オフ」、選択スイッチ６０２は「弱」、センサ６０３〜６０６はすべて「オフ」になる。メモリに記憶された大人の人数と子供の人数とはいずれも０となる。

【0053】

ついで、防音室１に出入りする大人と子供の各人数を検出する（ステップＳ２）。図７において、二重扉６ｂの外扉６ｂ２側の高位にあるセンサ６０３が「オン」となっているか判定される（ステップＳ２０１）。そして、センサ６０３が「オン」になると、内扉６ｂ１側の高位にあるセンサ６０５が「オン」になっているかが判定される（ステップ２０２）。センサ６０５が「オン」になると、大人１人が加算される（ステップＳ２０３）。その逆順で大人１人が減算される（ステップＳ２１１〜Ｓ２１３）。

【0054】

二重扉６ｂの外扉６ｂ２側の低位にあるセンサ６０４が「オン」となっているか判定される（ステップＳ２２１）。そして、センサ６０４が「オン」になると、内扉６ｂ１側の低位にあるセンサ６０６が「オン」になっているかが判定される（ステップ２２２）。センサ６０６が「オン」になると、子供１人が加算される（ステップＳ２２３）。その逆順で子供１人が減算される（ステップＳ２３１〜Ｓ２３３）。

【0055】

図６に戻り、必要とされる換気量Ｑが次式で演算される（ステップＳ３）。
換気量Ｑ＝２０＊大人の人数Ｎ１＋１０＊子供の人数Ｎ２
である。根拠は、文部科学省「学校施設の排気設備に関する調査研究報告書」による。そして、換気量Ｑが前記設定値１より大となっているかが判定される（ステップＳ４）。換気量Ｑが前記設定値１より大になると、選択スイッチ６０２が「弱」から「強」に自動的に切り替わる（ステップＳ５）。さらに、換気量Ｑが前記設定値２より大となっているかが判定される（ステップＳ６）。換気量Ｑが前記設定値２より大になると、ブザーが鳴って、二重扉６ｂが閉じなくなり、いわゆる入室制限がなされる（ステップＳ７）。利用者又はオーナーが、電源スイッチ６０１を「オフ」にして、制限解除となったかが判定される（ステップＳ８）。電源スイッチ６０１が「オフ」になり、制限解除となると、自動運転はその時点で終了する。これにより、換気不足による酸欠や二酸化炭素中毒をさらに確実に回避できるようになる。

【0056】

前記防音室１ではないが、本発明者は、同様の木造家屋で、前記屋根１０上に太陽光発電パネル１１を配置した経験をもっており、その発電効率を向上するために、太陽光発電パネル１１の水洗浄をすることを考えた。具体的には、屋根１０からの雨水は天水桶１２を介して太陽光発電パネル１１の洗浄水として利用できるようにする。その場合の電気系統と水系統とを示す模式図を図８に示した。なお、図８中の破線が電気系統、二点鎖線が水系統を示す。

【0057】

図８に示すように、太陽光発電パネル１１で発生した直流（ＤＣ）は、インバータ５０１で交流（ＡＣ）に変換されて、配電盤５０２で散水装置１３、換気装置１４、その他の電気機器（エアコン、照明、楽器など）に給電される。ここで、余った電力は蓄電池５０３に蓄電されるか、電力量計５０４を経由して系統に戻されて売電される一方、不足電力は蓄電池５０３から給電されるか、電力量計５０４を経由して系統から給電されることとなる。

【0058】

屋根１０から図示しない樋で集められた雨水は、地面ＧＬ付近に設けられた天水桶１２に一旦蓄えられ、所定のタイミングにて前記散水装置１３で太陽光発電パネル１１の洗浄水として散水されるようにする。所定のタイミングは、黄砂や鳥糞などで太陽光発電パネル１１が汚れたときなど不定期なものであってもよいし、定期的なものであってもよい。

【0059】

この散水は、夏場において、ある程度は、室内の保冷効果を奏するものであり、冬場において、ある程度は、積雪を融解させる効果を奏するものである。天水桶１２の貯水だけでは散水量が追い付かない場合は、水道水や井戸水を利用することができるようにし、天水桶１２の貯水が余る場合は、庭園への散水などに利用することもできるようにしている。太陽光発電パネル１１は屋根１０上に載置しており、その屋根１０の修理時などには簡単に取り外しでき、その修復も簡単にすることができるようになっている。

【0060】

なお、上記実施形態１，２では、防音室１として、貸音楽スタジオなどを例示しているが、その他大型インコや犬などの鳴き声の大きいペットを飼育する目的を有する防音室、自家用ディーゼル発電機や工作機械のように騒音を発する機械設備を内蔵する目的を有する防音室などであってもよい。

【0061】

また、上記実施形態１，２では、独立家屋で防音室１を構成しているが、必ずしも完全に独立した家屋でなくてもよく、例えば母屋の１階部分を防音室１としてもよい。また、木造家屋に代えて、コンクリート製の住宅やアパート・マンションの一室であってもよい。その場合には、夏場の防湿対策と冬場の乾燥対策とが必要となる。

【0062】

また、上記実施形態１，２では、第一、第二の防音材としてグラスウールを使用し、第三の防音材としてロックウールを使用しているが、そのいずれであってもよいし、その他同等の性能を有する材料であってもよい。ただし、作業員の健康と環境とに悪影響を与えかねない鉛などの高比重材料は一切使用しないものとする。

【0063】

また、グラスウールやロックウールなどは優れた断熱性能を有することから、外気温度が多少変動したとしても、室内温度はほぼ一定に維持できるので、楽器等の保管に有利であるといえる。

【0064】

ただし、外気温度がさらに高温或いは低温となった場合や、楽器や照明からの発熱量がある場合や、人間が入室している場合などの条件によっては、換気装置１４だけでは十分とはいえないこともあり、その場合は、図示しないエアコンなどで対応すればよい。ただし、エアコンは換気機能がほとんどないことから、防音室１の換気システム８，８ａは必須となる。

【0065】

また、上記実施形態１，２では、三重のガラス窓７を設けているが、少なくとも単層のガラス窓７であればよい。このガラスに代えて、透明なアクリルを採用してもよい。二重壁３や二重天井４は、防音性能によっては、さらに多重化してもよいし、その逆に単層の壁や天井としてもよい。

【0066】

また、上記実施形態１では、大人と子供との２種類の者に分けているが、大人と子供との中間を含めた３種類の者以上に分けてもよい。また電源スイッチ６０１と選択スイッチ６０２との操作を利用者又はオーナーがするとしているが、室内外に防犯用の監視カメラ６０７（実施形態２の図４参照。）を装備する場合には、それを利用して室外から室内にいる大人に操作を指示するようにしてもよい。

【0067】

また、上記実施形態２でも、大人と子供との中間を含めた３種類以上の者に分けてもよいが、センサが多くなり、その設定や動作が複雑化することがある。その場合は、監視カメラ６０７による画像パタンを、ディープラーニングなどのＡＩ技術で解析することとしてもよい。また、センサはフォトインタラプタに限定されず、例えばロードセルを利用して大人と子供とを体重差で判断してもよい。さらに、超音波センサ、磁気センサなどを利用してもよい。

【0068】

また、上記実施形態１，２では、換気装置１４を給気ファン１４ａと排気ファン１４ｂとが一体化されたものとしているが、別個に設けてもよい。その場合には、例えば給気ファン１４ａの取り付け位置を二重壁３又は二重天井４とするとともに、排気ファン１４ｂの取り付け位置を二重壁３の下部としてもよいし、その逆配置でもよい。また、換気装置１４を複数設けて、パラレル運転又はシリーズ運転することとしてもよい。

【0069】

また、上記実施形態１，２では、換気システム８，８ａを防音室１の新築時に組み込んだものを例示しているが、この換気システム８，８ａを既設の防音室に後付けするようにしてもよい。また、換気システム８，８ａをコンプリートで装備する必要性はなく、その一部を装備することとしてもよいし、さらにオプションを追加装備することもできる。例えばペット用の防音室のように、要求される防音性能との関係ではあるが、給気ファンと排気ファンとの一方のみを備えることとしてもよい。また、環境によっては、給気ダクトのエアフィルを省略することとしてもよい。さらに、排気ファンの延長ダクトを設けて、子供のいる部位に開口することで、より安全なシステムを構築することもできる。

【符号の説明】

【0070】

１ 防音室
２ ベタ基礎
３ 二重壁
４ 二重天井
５ 床材
６ａ，６ｂ 二重扉
６ｂ１ 内扉
６ｂ２ 外扉
７ 三重窓
８，８ａ 換気装置
８１ エアフィルタ
８２ 給気ダクト
８３ 排気口
８３ａ ボルテックスダイオード
８４ 排気ダクト
９ 音源
１０ 屋根
１１ 太陽光発電パネル
１２ 天水桶
１３ 散水装置
１４ 換気装置
１４ａ 給気ファン
１４ｂ 排気ファン
１５ その他の電気機器
６００ 制御盤
６０１ 電源スイッチ
６０２ 選択スイッチ
６０３〜６０６ センサ
６０７ 監視カメラ

【先行技術文献】

【特許文献】

【0071】

【特許文献1】特開２００５−２６４７１５公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】