特開 2022-178007 換気装置

(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】P2022178007

(43)【公開日】2022-12-02

(54)【発明の名称】換気装置

(51)【国際特許分類】

   F24F 7/013 20060101AFI20221125BHJP

   F24F 7/10 20060101ALI20221125BHJP

   F24F 7/003 20210101ALI20221125BHJP

   F24F 7/06 20060101ALI20221125BHJP

   E04H 15/02 20060101ALI20221125BHJP

   E04B 1/76 20060101ALI20221125BHJP

   F24F 13/28 20060101ALN20221125BHJP

【ＦＩ】

F24F7/013 101F

F24F7/10 Z

F24F7/003

F24F7/06 B

E04H15/02

E04B1/76 200D

F24F13/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021084486

(22)【出願日】2021-05-19

(71)【出願人】

【識別番号】521216382

【氏名又は名称】ユナイテッド・ファクトリアル・コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】110000671

【氏名又は名称】八田国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】阿部 正洋

【テーマコード（参考）】

2E001

2E141

3L058

【Ｆターム（参考）】

2E001DB02

2E001NA01

2E141GG11

3L058BF07

3L058BG03

(57)【要約】

【課題】既存の設備に対して容易に後付け可能な、換気装置を提供する。
【解決手段】換気装置１０は、室内と室外を隔てる壁の開口部ｈ１に、取り付けられるアタッチメント１１と、アタッチメント１１に取り付けられ、開口部ｈ１および室内を連通するチャンバ１２と、チャンバ１２内に配置されるフィルター１３と、チャンバ１２内に配置され、室外から室内に向けた空気流を生じさせるファン１４と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

室内と室外を隔てる壁の開口部に、取り付けられるアタッチメントと、
前記アタッチメントに取り付けられ、前記開口部および前記室内を連通するチャンバと、
前記チャンバ内に配置されるフィルターと、
前記チャンバ内に配置され、前記室外から前記室内に向けた空気流を生じさせるファンと、を備える、換気装置。

【請求項2】

室内と室外を隔てる壁の開口部に、取り付けられるアタッチメントと、
前記アタッチメントに取り付けられ、前記開口部および前記室内を連通するチャンバと、
前記チャンバ内に配置されるフィルターと、
前記チャンバ内に配置され、前記室内から前記室外に向けた空気流を生じさせるファンと、を備える、換気装置。

【請求項3】

前記アタッチメントは、室外および前記チャンバに連通するダクトと、固定部材と、を含み、
前記ダクトには、フランジが形成されており、
前記フランジと前記固定部材で、前記開口部を囲む壁を挟み込むことで、前記アタッチメントが、前記開口部に取り付けられる、請求項１、または請求項２に記載の換気装置。

【請求項4】

前記アタッチメントが取り付けられる前記開口部を囲む壁は、テントの壁である、請求項３に記載の換気装置。

【請求項5】

前記換気装置を使用しないときには、前記固定部材に換えて、前記アタッチメントの前記ダクトの風路を閉じるキャップが取付け可能に構成されている、請求項３、または請求項４に記載の換気装置。

【請求項6】

前記アタッチメントは中央領域に開口部を有する枠体を含み、
前記枠体が、前記開口部を囲む壁面に取り付けられた状態で、前記枠体の開口部が、前記壁の開口部を包含し、
前記チャンバの一側面は、前記枠体に取り付けられる、または前記枠体で構成される、請求項１、または請求項２に記載の換気装置。

【請求項7】

さらに、前記チャンバ内の空気を加温または冷却する温調器を、備える請求項１から請求項６のいずれかに記載の換気装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、換気装置に関する。

【背景技術】

【0002】

オフィス等の建物内の比較的小さな部屋や、テント等の小スペースの空間内では、換気が重要である。特に、昨今は、新型コロナウィルス等の感染症が問題となっており、潜在的に感染している可能性がある他の人と、同じ小スペース内に長時間留まるのは、感染予防的にも、精神衛生的にも好ましくない。

【0003】

特許文献１に開示された空調換気システムにおいては、建物内に外気を導入する換気装置と、建物内の空気を取り込んで暖気及び冷気を生成するとともにその空調空気を建物内の部屋へと供給する空調装置を備えている。そして、屋内の空気中の異物を検出する検出手段の検出結果に応じて、換気装置による外気導入量と空調装置の供給量を制御する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－１３８７１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の空調換気システムは、装置構成が大がかりであり、設置に手間がかかる。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、既存の設備に対して容易に後付け可能な、換気装置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】

【0007】

本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。

【0008】

（１）室内と室外を隔てる壁の開口部に、取り付けられるアタッチメントと、
前記アタッチメントに取り付けられ、前記開口部および前記室内を連通するチャンバと、
前記チャンバ内に配置されるフィルターと、
前記チャンバ内に配置され、前記室外から前記室内に向けた空気流を生じさせるファンと、を備える、換気装置。

【0009】

（２）室内と室外を隔てる壁の開口部に、取り付けられるアタッチメントと、
前記アタッチメントに取り付けられ、前記開口部および前記室内を連通するチャンバと、
前記チャンバ内に配置されるフィルターと、
前記チャンバ内に配置され、前記室内から前記室外に向けた空気流を生じさせるファンと、を備える、換気装置。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る換気装置は、室内と室外を隔てる壁の開口部に、取り付けられるアタッチメントと、アタッチメントに取り付けられ、開口部および室内を連通するチャンバと、チャンバ内にフィルターと、室外から室内に向けた空気流を生じさせるファンと、を配置する。

【0011】

また、本発明に係る換気装置は、室内と室外を隔てる壁の開口部に、取り付けられるアタッチメントと、アタッチメントに取り付けられ、開口部および室内を連通するチャンバと、チャンバ内にフィルターと、室内から室外に向けた空気流を生じさせるファンと、を配置する。これにより、既存の設備に対して容易に後付け可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施形態に係る換気装置が取り付けられたテントを示す概略図である。

【図2】図１で用いたアタッチメントの構造を示す断面図である。

【図3】換気装置の構造を示す概略図である。

【図4】第２の実施形態に係る換気装置が取り付けられた建物を示す概略図である。

【図5】変形例に係る換気装置の構造を示す断面図、および正面図である。

【図6】アタッチメントのみを示した模式図である。

【図7】第３の実施形態に係る換気装置の構造を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。また図面において
は、上下方向をＺ方向、換気装置１０が取り付けられる壁の正面方向をＸ方向（水平）、および、これらのＸ、Ｚ方向に直交する方向をＹ方向（水平）とする。

【0014】

図１は、第１の実施形態に係る換気装置１０が取り付けられたテント５０を示す概略図である。

【0015】

図１に示すようにテント５０は、可撓性のシート状の膜からなるテント本体５１、ポール（図示せず）、等から構成される。なお、テント本体５１は、避難所等として用いられる体育館等の建物の内部に並べて配置されて用いられてもよく、屋外に独立して設置されてもよい。また屋外に配置される場合には、テント本体５１から隙間を空けて、全体を覆うように設置したフライシートをさらに設けてもよい。

【0016】

テント本体５１は、テント内部（室内）と室外を隔てる壁であり、四方を囲む側壁５１ａと、天井側に取り付けられるベンチレータ５１ｂを含む。ベンチレータ５１ｂは、換気装置１０により、陽圧になった室内の空気が抜ける排気口として機能する。また、ベンチレータ５１ｂに代えて、虫除け用の網目サイズの網で構成された網窓が設けられていてもよい。

【0017】

一つの側壁５１ａには、開口部ｈ１が設けられている。この開口部ｈ１に、換気装置１０が取り付けられる。なお、以降の各実施例においては換気装置１０が取付けられる開口部が、側壁にある場合を例に示すが、これに限らず、天井側の壁であっても、床面であってもよい。開口部ｈ１は例えば、スライドファスナ（ジッパーともいう）で構成される略矩形状または円形状の開口である。換気装置１０が取り付けられる際に、スライドファスナで囲まれる壁の一部が取り外され、その箇所が開口部ｈ１となる。また、テント５０側の構造として、開口部ｈ１の周囲をＶＥＬＣＲＯ（登録商標）またはマジックテープ（登録商標）のような面ファスナの雄側（または雌側）で構成してもよい。この場合、アタッチメント１１の雌側（または雄側）の部分が、この面ファスナに取り付けられる。

【0018】

（換気装置１０）
換気装置１０は、アタッチメント１１、チャンバ１２、フィルター１３、およびファン１４を含む。換気装置１０は、全体としてテント本体５１の側壁５１ａに取り付けられる。具体的には、側壁５１ａの開口部ｈ１にアタッチメント１１が取り付けられる。

【0019】

図２は、アタッチメント１１の構造を示す断面図である。アタッチメント１１は、樹脂または、金属で構成され、ダクト１１５と、固定部材１１６を含む。同図に示すアタッチメント１１は、カプラ構造を備え、ダクト１１５はプラグ、固定部材１１６はソケットとして機能する。図２（ａ）は、両部材が結合する前の状態を示し、図２（ｂ）は、結合後の状態を示す。

【0020】

ダクト１１５は、本体部１１５ａを含む。本体部１１５ａの内部空間は、Ｘ軸方向に延在し、空気（ａｉｒ：各図では矢印で示す）が通る、中心軸ｃ１（管軸ともいう）を中心とした円柱状の風路ｗ１となる。本体部１１５ａの外周には、リング状のフランジ１１５ｃが形成されている。Ｘ軸方向から視て、フランジ１１５ｃの外形は、開口部ｈ１の形状に合わせた輪郭を持つ。例えば、フランジ１１５ｃの外形は、円柱状の風路ｗ１と同軸の円形にしてもよく、矩形または、角丸四角形状（後述の図３（ｂ）参照）としてもよい。

【0021】

固定部材１１６は、管壁１１６ａ、１１６ｂ、およびフランジ１１６ｃを含む。管壁１１６ａと管壁１１６ｂは、中心軸ｃ１を同軸として同心円状の段差のある内壁面が形成される。

【0022】

図２（ｂ）に示すように、ダクト１１５を、開口部ｈ１に挿入した状態で、ダクト１１５に固定部材１１６を取り付けることにより、フランジ１１５ｃと固定部材１１６のフランジ１１６ｃでシート状の側壁５１ａを挟み込む。ダクト１１５と固定部材１１６が結合した状態では、本体部１１５ａの外周面に形成された凹部ｄ１と、管壁１１６ｂの内周面に形成された突起部ｐ１が嵌合する。なお、固定部材１１６の全体、または一部（特に突起部ｐ１周辺）が樹脂等の弾性を有する部材で構成されたり、バネ等の弾性部材を含んだりすることにより、挿入時には、管壁１１６ｂの内径は広がり、また連結時には、弾性力により内部のダクト１１５を挟持する。なお、さらに、フランジ１１５ｃ、１１６ｃの少なくとも一方の挟持面に、ゴムや発泡ウレタン等の弾性部材を貼り付け、これにより側壁５１ａを挟み込むようにしてもよい。また、フランジ１１５ｃ、１１６ｃは、全周に渡って存在するだけでなく、一部のみ存在してもよい。例えば、周囲の一部を切り欠いた円形状としてもよい。

【0023】

図３は、換気装置１０の構造を示す概略図である。図３（ａ）は換気装置１０の断面図であり、図１の部分拡大図に相当する。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ－Ａ断面図であり、図３（ｃ）は、同Ｂ－Ｂ断面図である。

【0024】

図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、テント本体５１の側壁５１ａに取り付けられたアタッチメント１１にチャンバ１２が取り付けられる。チャンバ１２は、開口部ｈ１と、テント５０の室内を連通する。チャンバ１２は、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、正面視で（Ｘ方向または管軸方向から視て）略矩形の形状であり、チャンバ１２内に、フィルター１３、およびファン１４が配置される。フィルター１３は、風の流れ方向において、チャンバ１２の上流部で、かつ、風路ｗ１の下流側で、風路ｗ１を覆うように配置される。風路ｗ１を流れる空気は、フィルター１３を通過して、チャンバ１２内に導入される。フィルター１３としては、活性炭フィルターまたはＨＥＰＡフィルター（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ）を適用できる。フィルター１３として、複数のフィルターを重ねた多層フィルターでもよい。フォルダ１３ａは、アタッチメント１１に結合しており、フィルター１３は、このフォルダ１３ａにより交換可能に保持される。

【0025】

図１、図３に示す例では、ファン１４は、シロッコファンである。シロッコファンを用いることで、室内とチャンバ１２内の圧力差を大きくできる。ファン１４の電源は、不図示の外付けのバッテリ、または商用電源から所定の電圧に変圧されて供給される。このファン１４が作動することで、チャンバ１２内の空気は、テント５０の室内に給気されるとともにチャンバ内の空気は陰圧（負圧）になり、フィルター１３を通じて外気が導入される。空気が室内に給気されることで、テント５０の室内は陽圧になり、空気の流れは、ベンチレータ５１ｂを通じた排気方向の流れとなる。すなわち、テント５０の室内には、換気装置１０のフィルター１３を通じた空気で満たされる。

【0026】

（変形例）
アタッチメント１１としては、カプラ構造で連結することで、アタッチメント１１を側壁５１ａの開口部ｈ１に取り付ける構成に限られず、他の構成としてもよい。例えば、円、または矩形のリング板を固定部材として用い、これをダクト１１５のフランジ１１５ｃに係合することで、側壁５１ａをこのリング板とフランジ１１５ｃで挟み込む。このような構成で、アタッチメント１１を開口部ｈ１に取り付けるようにしてもよい。このときの係合は、ネジとナットにより両者を固定するようにしてもよく、あるいは、ダクト１１５の本体部１１５ａの円柱状の外周面にネジ溝を形成し、このネジ溝により円盤をフランジ１１５ｃに係合させてもよい（スクリュー方式）。これにより、側壁５１ａを円盤とフランジ１１５ｃで挟み込むことで、アタッチメント１１を取り付けるようにしてもよい。

【0027】

また、換気装置１０を使用しないときは、アタッチメント１１の開口（図２の風路ｗ１）を閉じるキャップを取り付けるようにしてもよい。また、キャップを取り付ける際に、アタッチメント１１（の全部、または一部）のみを残して、他の部材（チャンバ１２、フィルター１３、ファン１４）を取り外すような構造としてもよい。例えば、アタッチメント１１を取り付けたままで、他の部材を外した場合には、アタッチメント１１の開口（図２の風路ｗ１）を閉じるために、固定部材１１６をキャップに交換する。このキャップは、風路ｗ１を閉じる機能以外は、固定部材１１６と同様の機能を有する（開口部を囲む壁を挟み込むことで、アタッチメントを、開口部に取り付ける機能）。例えば、このキャップは、カプラ構造において固定部材１１６と同様の取付け構造を有した風路ｗ１を閉じるキャップであり、ダクト１１５（フランジ１１５ｃ）に取り付けられる。また、キャップの別の例として本体部１１５ａの外周面にネジ溝を形成したスクリュー方式の場合には、このネジ溝に筒内スクリュー構造のキャップを適用できる。

【0028】

このように、第１の実施形態に係る換気装置１０は、室内と室外を隔てる壁の開口部ｈ１に、取り付けられるアタッチメント１１と、アタッチメント１１に取り付けられ、開口部ｈ１および室内を連通するチャンバ１２と、チャンバ１２内に配置されるフィルター１３と、チャンバ１２内に配置され、室外から室内に向けた空気流を生じさせるファン１４と、を備える。また、アタッチメント１１は、室外およびチャンバ１２に連通するダクト１１５と、固定部材１１６を、含む。このダクト１１５のフランジ１１５ｃと固定部材１１６で、開口部ｈ１を囲む側壁５１ａを挟み込むことで、アタッチメント１１が、開口部ｈ１に取り付けられる。このように構成することで、既存の設備に対して容易に後付け可能な、換気装置１０を提供できる。

【0029】

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る換気装置１０が取り付けられた建物を示す概略図である。建物６０は、例えばオフィスビルである。建物６０は、室外と室内を外壁６１（躯体構造）により隔てられる。換気装置１０は、外壁６１の側壁６１ａの開口部ｈ２に取り付けられ、室外から室内に向けた空気流を生じさせる。

【0030】

建物６０の内部には１つまたは複数の部屋７０が設けられている（図６では、１つの部屋７０のみを示している）。各部屋７０は、壁６２により区分けされている。部屋７０には、換気扇７１、照明器具７２、配電盤７３、コンセントまたはスイッチ類７４、および窓７５が設けられている。換気扇７１は、部屋７０の室内の空気を室外に排気する。また照明器具７２、配電盤７３、およびコンセントまたはスイッチ類７４と、壁６２との間には、一般に（意図はしていないが）隙間があり、この隙間を通じて空気の出入りがある。このように換気装置１０は、テント５０だけでなく、建物６０に取り付けられ、建物６０の室内の空気を換気してもよい。

【0031】

（アタッチメント１１の変形例）
図１、図４に示したアタッチメント１１では、壁を２つの部材（ダクト１１５、固定部材１１６）で挟み込むことにより、アタッチメント１１を開口部ｈ１、ｈ２に取り付けた。しかしながら、これに限られず、以下に示す変形例のような構成により開口部にアタッチメントを取り付けるようにしてもよい。

【0032】

図５は、変形例に係る換気装置１０Ｂの構造を示す図であり、図５（ａ）は断面図、図５（ｂ）は正面図（Ｘ方向から視た図）である。図６は、図５（ｂ）に対応する図で、アタッチメント１１のみを示した模式図である。図５、図６に示すように変形例のアタッチメント１１は、枠体１１７を備える。枠体１１７は、板状の部材であり、中央領域に開口部ｈ３を有する。枠体１１７は、建物６０の側壁６１ａの壁面ａ１に対して両面テープ、粘着テープ、等の粘着剤、またはネジにより貼り付け乃至取り付けられる。図５では、ネジで取り付けられた状態を示している。開口部ｈ３は、開口部ｈ２よりも大きく、図６に示すように取り付けられた状態で枠体１１７の開口部ｈ３は、側壁６１ａの開口部ｈ２を包含する。なお、フィルター１３は、開口部ｈ２、ｈ３よりも大きく、正面視においてこれらを覆うようにフォルダ１３ａにより交換可能に取り付けられる。

【0033】

チャンバ１２は、この枠体１１７にネジ等により取り付けられる。チャンバ１２は、正面側の壁１２ａと、図５（ｂ）において上下左右の４辺を囲む壁１２ｂ、およびダクト１２ｃを含む。なお、図５（ｂ）では、内部構成が見えるように正面側の壁１２ａを図示していない。チャンバ１２の一側面（Ｘ方向上流側の側面）は、枠体１１７に取り付けられる、または、枠体１１７で構成される。図５に示す例では、一側面が枠体１１７で構成される例を示しており、枠体１１７とこれらの壁１２ａ、１２ｂによりチャンバ１２が区画化される。また、チャンバ１２の内部空間にフィルター１３とファン１４が配置される。また、ファン１４が作動することで、室外の空気は、チャンバ１２内、およびダクト１２ｃを経由して、室内に給気される。

【0034】

また、図５に示すように換気装置１０Ｂは、温調器１５を備える。温調器１５は、ヒーター、および／または熱交換器を備え、チャンバ内の空気を加温または冷却する機能を有する。ヒーターとしては、例えば伝熱線、またはカーボンヒータを適用できる。例えば、室外機およびこの室外機との間で、冷媒を循環させるヒートポンプ式、またはペルチェ素子を用いた空冷式の熱交換器により、チャンバ内の空気を加温、および冷却する。このように温調器１５を備えることにより、室内の温度を快適な温度に調整できる。なお、この温調器１５を、第１の実施形態、およびこの変形例に適用してもよい。

【0035】

このように、図５、図６に示した変形例においては、アタッチメント１１は、中央に開口部ｈ３を有する枠体１１７を含み、この枠体１１７を壁面ａ１に取り付け、この枠体１１７にさらに、チャンバ１２を取り付ける。このように構成することで、建物の壁に対して、正面側からのアクセスのみで、換気装置１０Ｂを取り付けることが可能となる。すなわち、既存の設備に対してさらに容易に後付け可能な、換気装置１０ｂを提供できる。

【0036】

（第３の実施形態）
上述した第１、第２の実施形態、およびこれらの変形例に係る換気装置においては、室外から室内に向けた空気流を生じさせることにより室内を陽圧にする例を示した。しかしながら、これに限られず、第３の実施形態に示すように、室内から室外に向けた空気流を生じさせることにより、室内を陰圧にするようにしてもよい。

【0037】

図７は、第３の実施形態に係る換気装置１０Ｃの構造を示す概略図である。第１、第２の実施形態に係る換気装置１０Ｃと同様に、アタッチメント１１、チャンバ１２、フィルター１３、およびファン１４を含む。ファン１４により生成される風の向きが異なる以外は、第１、第２の実施形態と同様である。また、第１、第２の実施形態と同様に、テント５０や建物６０に取り付けられる。図７に示すファン１４は軸流ファンであるが、第１、第２の実施形態と同様にシロッコファンを適用してもよい。フィルター１３は、風の流れ方向において、チャンバ１２の上流部に配置される。室内の空気は、フィルター１３を通過して、チャンバ１２内に導入されてから、風路ｗ１を経由して室外に排出される。このように第３の実施形態に係る換気装置１０Ｃでは、第１、第２の実施形態と同様の効果が得られるとともに、フィルター１３を通過した空気を室外に排出するので、室内で汚染された空気を綺麗にしてから排出できる。例えば、避難所の建物内にテントまたは小さな部屋を複数並べて設けた場合に、テントまたは部屋の室内の空気は、フィルター１３を通過してから避難所の建物内（室外）に排出されるので、避難所の建物内の汚染の程度を軽減できる。

【0038】

以上に説明した、換気装置１０、１０Ｂ、１０Ｃの構成は、上述の実施形態の特徴を説明するにあたって主要構成を説明したのであって、上述の構成に限られず、特許請求の範囲内において、種種改変することができる。

【符号の説明】

【0039】

１０、１０Ｂ、１０Ｃ 換気装置
１１ アタッチメント
１１５ ダクト
１１５ａ 本体部
１１５ｃ フランジ
ｗ１ 風路
１１６ 固定部材
１１６ａ、１１６ｂ 管壁
１１６ｃ フランジ
１１７ 枠体
ｈ３ 開口部
１２ チャンバ
１３ フィルター
１３ａ フォルダ
１４ ファン
１５ 温調器
５０ テント
５１ テント本体
５１ａ 側壁
ｈ１ 開口部
５１ｂ ベンチレータ
６０ 建物
６１ 外壁
６１ａ 側壁
ｈ２ 開口部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】