(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】P2023041206
(43)【公開日】2023-03-24
(54)【発明の名称】自然換気及び強制換気併用式建屋
(51)【国際特許分類】
F24F 7/007 20060101AFI20230316BHJP
F24F 7/003 20210101ALI20230316BHJP
F24F 7/04 20060101ALI20230316BHJP
F24F 13/02 20060101ALI20230316BHJP
F24F 7/06 20060101ALI20230316BHJP
F24F 7/10 20060101ALI20230316BHJP
F24F 13/26 20060101ALI20230316BHJP
E04B 1/70 20060101ALI20230316BHJP
【FI】
F24F7/007 B
F24F7/003
F24F7/04 B
F24F13/02 C
F24F7/06 Z
F24F7/10 Z
F24F13/02 D
F24F13/26
E04B1/70 C
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021148435
(22)【出願日】2021-09-13
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-03-25
(71)【出願人】
【識別番号】515193136
【氏名又は名称】株式会社から屋
(74)【代理人】
【識別番号】100145078
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 拓郎
(72)【発明者】
【氏名】森田 孝之
(72)【発明者】
【氏名】長谷川 弘美
【テーマコード(参考)】
2E001
3L056
3L058
3L080
【Fターム(参考)】
2E001DB02
2E001FA24
2E001ND01
2E001ND05
3L056BD02
3L056BE02
3L056BF06
3L058BB04
3L058BC03
3L058BC07
3L058BE08
3L058BG01
3L058BG03
3L058BG04
3L080AA02
3L080AA03
3L080AC05
(57)【要約】
【課題】冬季に生じる建屋の自然換気量増加現象を利用し、最小限のフアン動力で建屋の必要換気量を確保し、また自然換気と強制換気を切り替え、或いは併用して必要換気量の適正化を維持し、かつ給気ファンの換気コストを低減する自然換気及び強制換気併用式建屋を提供する。
【解決手段】外気導入口から離間する高所に排気口を設けた気密構造の建屋本体に、外気浄化フィルター18と給気ファン19を有する換気送風ユニット16を外気導入口から建屋本体内に連通して設ける。換気送風ユニット16は外気導入口から屋本体内に外気を導入し、屋内空気は排気口から押出し排出する第2種換気を行う。換気送風ユニット16には、外気温度センサ22が検知する外気温度の変化に応じて給気ファン19による外気供給量を制御し、自然給気と強制給気を選択し、又は併用して建屋本体内に必要換気量を通年安定供給する給気ファン制御装置が設けてある。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外気導入口から離間する高所に排気口を設けた気密構造の建屋本体に、外気浄化フィルターと給気ファンを有する換気送風ユニットを前記外気導入口から前記建屋本体内に連通して設け、前記換気送風ユニットにより前記外気導入口から前記建屋本体内に外気を導入し、屋内空気は前記排気口から押出し排出する第2種換気を行う建屋において、前記換気送風ユニットには、外気温度センサと給気ファン制御装置を設け、該給気ファン制御装置は該外気温度センサが検知する外気温度の変化に応じて前記給気ファンによる外気供給量を制御し、自然給気と強制給気を選択し、又は併用して前記建屋本体内に必要換気量を年間を通じて安定供給するものである自然換気及び強制換気併用式建屋。
【請求項2】
前記給気ファン制御装置は、前記建屋本体の形状及び容積に関する建物条件と外気温度の変化に応じて前記給気ファンの風量を普通、弱、停止の3態様に選択するものである請求項1記載の自然換気及び強制換気併用式建屋。
【請求項3】
前記給気ファン制御装置は、前記給気ファンの普通、弱、停止の各稼働態様において複数の運転開始温度を選択可能に設けて構成してある請求項2記載の自然換気及び強制換気併用式建屋。
【請求項4】
前記換気送風ユニットは、外気導入管が接続する流入口及び外気供給管が接続する流出口を有するケーシングと、該ケーシング内に設けた外気浄化フィルターと、該外気浄化フィルターの下流側に位置して該ケーシングに設けた給気ファンとから構成してある請求項1記載の自然換気及び強制換気併用式建屋。
【請求項5】
前記換気送風ユニットには、前記ケーシングを迂回して前記外気導入管と外気供給管とを連結するバイパス管を設けてあることを特徴とする請求項4記載の自然換気及び強制換気併用式建屋。
【請求項6】
前記ケーシングの流出口に前記外気供給管に向けて絞りノズルを設けることにより、外気誘引作用を得るようにしてある請求項5記載の自然換気及び強制換気併用式建屋。
【請求項7】
前記バイパス管は、断熱性を持たせてあることを特徴とする請求項5記載の自然換気及び強制換気併用式建屋。
【請求項8】
前記排気口には、湿度連動型開閉ガラリを設けてある請求項1記載の自然換気及び強制換気併用式建屋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、季節により変動する外気温度に対応して給気ファンの給気量を制御することで、自然換気と強制換気を切り替え、また併用して建屋の必要換気量を通年確保し、かつ給気ファンを停止させることで年間の換気コストを低減するようにした自然換気及び強制換気併用式建屋に関する。
【背景技術】
【0002】
建屋における換気方法には、自然換気と換気ファンを用いる強制換気の2種類がある。自然換気は、建屋の低位置側に給気口を、高位置側に排気口を可及的に離間して設けることで、冬季のように室内外の温度差が大きい季節には給気ファンが無くても給気口から外気を自然導入し、排気口から自然放出することで行われる。この自然換気においては、給気口と排気口の高低差を大きくすることで換気量を増大し、また、給気口面積に対応して排気口面積を同等の大きさに設定することで必要換気量を確保することができる。
【0003】
他方、建屋の強制換気には、強制給排気型、強制給気型、強制排気型の3種がある。どの型においても建築基準法では、1時間当り0.5回の割合で屋内空気が外気と入れ替わるように必要換気量が定められていることから、各建屋の形状(例えば、給排気口の高低差)、容量等の条件に応じて換気ファンの風量を調整し、必要換気量を一定量確保する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、自然換気は、季節毎の外気温度の高低の変動によって換気効率が左右される問題がある。また、強制換気にあっては、建屋の必要換気量は確保できるが、外気温度の低下により屋内外に温度差が生じると、建屋のあらゆる隙間量に比例して自然換気量が増加することから、必要換気量以上の外気量が加算されてしまう結果、加算分の外気を暖めるための暖房エネルギーが余分に必要とされるという問題がある。
【0006】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みなされたもので、冬季に生じる建屋の自然換気量増加現象を利用し、最小限のフアン動力で建屋の必要換気量を確保し、また自然換気と強制換気を切り替え、或いは併用することで必要換気量の適正化を維持し、かつ給気ファンの換気コストを低減するようにした自然換気及び強制換気併用式建屋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】
(1)上述した課題を解決するために構成した請求項1に係る本発明の手段は、
外気導入口から離間する高所に排気口を設けた気密構造の建屋本体に、外気浄化フィルターと給気ファンを有する換気送風ユニットを前記外気導入口から前記建屋本体内に連通して設け、前記換気送風ユニットにより前記外気導入口から前記建屋本体内に外気を導入し、屋内空気は前記排気口から押出し排出する第2種換気を行う建屋において、前記換気送風ユニットには、外気温度センサと、該外気温度センサが検知する外気温度の変化に応じて前記給気ファンによる外気供給量を制御することで、自然給気と強制給気を選択し、又は併用して前記建屋本体内に必要換気量を年間を通じて安定供給するための給気ファン制御装置を設けたものからなる。
(2)そして、前記給気ファン制御装置は、前記建屋本体の形状及び容積に関する建物条件と外気温度の変化に応じて前記給気ファンの風量を普通、弱、停止の3態様に選択するものであるとよい。
(3)また、前記給気ファン制御装置は、前記給気ファンの普通、弱、停止の各稼働態様において複数の運転開始温度を選択可能に設けて構成するとよい。
(4)更に、前記換気送風ユニットは、外気導入管が接続する流入口及び外気供給管が接続する流出口を有するケーシングと、該ケーシング内に設けた外気浄化フィルターと、該外気浄化フィルターの下流側に位置して該ケーシングに設けた給気ファンとから構成するとよい。
(5)更に、前記換気送風ユニットには、前記ケーシングを迂回して前記外気導入管と外気供給管とを連結するバイパス管を設けるとよい。
(6)また、前記ケーシングの流出口に前記外気供給管に向けて絞りノズルを設けることにより、外気誘引作用を得るようにするとよい。
(7)また、前記バイパス管は、断熱性を持たせるとよい。
(8)そして、前記排気口には、湿度連動型開閉ガラリを設けるとよい。
【発明の効果】
【0008】
本発明は上述の如く構成したから下記の諸効果を奏する。
(1)外気温度の変化に応じて給気ファンによる建屋への外気供給量を制御し、自然給気と強制給気を選択し、又は併用して建屋本体内に必要換気量を年間を通じて安定供給するようにしたから、給気ファンの稼働コストを節減できる。
(2)建屋本体の形状及び容積に関する建物条件と外気温度の変化に応じて給気ファンの風量を普通、弱、停止の3態様に選択ことで、給気ファンの稼働コストを節減することができる。
(3)給気ファン制御装置に、給気ファンの普通、弱、停止の各稼働態様において複数の運転開始温度を選択可能に設けたから、寒冷地等の建屋の地域、建屋の形状、容積等の条件を勘案して適切な温度を選択することができる。
(4)建屋に外気を供給する換気送風ユニットは、ケーシングを迂回して外気導入管と外気供給管とを連結するバイパス管を設けたから、給気ファンの停止時でも必要換気量を十分に確保することができる。
(5)ケーシングの流出口に外気供給管に向けて絞りノズルを設けたから、外気誘引作用を得ることができる。
(6)バイパス管は、断熱性を持たせたから冬季に導入した冷えた外気の温度維持を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】本発明の実施の形態に係る建屋の縦断面図である。
【
図3】換気ファン制御装置の普通、弱、停止の3態様を示す操作盤の平面図である。
【
図4】自然換気と強制換気の関係を示す説明図である。
【
図5】バイパス管を設けた換気送風ユニットの縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づき詳述する。図において、1は気密構造からなる二階建の建屋、2は該建屋1を構成する建屋本体で、該建屋本体2は地盤Gに設置したスラブ3、該スラブ3上に設けた基礎4、該基礎4に立設した4面の外壁5、該外壁5の上に設けた屋根部6とから大略構成してある。
【0011】
そして、建屋本体2内は前記スラブ3に対向して設けた一階床部7によって床下空間8が画成してあり、一階天井部と二階床部からなる上下仕切り部9によって建屋本体2内は一階空間10と二階空間11に画成してある。12は該一階空間10と二階空間11を連通して通気路となる階段である。
【0012】
建屋本体2は大略上述した構成からなり、前記床下空間8の近傍に位置して前記外壁5の一面に外気導入口13を設け、該外気導入口13から離間する二階空間11の上部側に位置して外壁5に排気口14を設けてある。
15は該排気口14に設けた湿度連動型開閉ガラリである。該湿度連動型開閉ガラリ15は建屋1内の湿度の高低によって開閉する機能を有するもので、留守の場合には湿度排出量が減るので開閉ガラリ15は閉じ、建屋1への外気導入口13からの外気導入量が減ることで暖房能力が抑制されて省エネが図られる。
【0013】
16は建屋1の換気を行うために設けた換気送風ユニットを示す。17は該換気送風ユニット16を構成する金属製のケーシングで、該ケーシング17は導入口17A1を形成した天板17A及び導出口17B1を形成した底板17Bと、該天板17A及び底板17Bの間に設けた4面の胴板17C、17C、・・とから四角形の箱型に構成してある。そして、ケーシング17は発泡材等の断熱材(図示せず。)を内張りして断熱性を持たせてあり、導入した外気温度の温度上昇を防止している。ケーシング17内には上流側に外気浄化フィルター18、下流側に外気を吸入して押し出す給気ファン19が設けてある。
【0014】
20は前記天板17Aの導入口17A1に先端側を接続した外気導入管で、該外気導入管20の基端側は前記外気導入口13に接続してある。21は前記底板17Bの導出口17B1に接続した外気供給管で、該外気供給管21は先端21Aが前記床下空間8に開口しており、導入した外気を床下空間8に放出するためのものである。22は導入口17A1の近傍に位置してケーシング17に設けた外気温度センサで、導入する外気温度を常時検知し、後述する給気ファン制御装置23に温度信号を送っている。
【0015】
23は建屋本体2内を1時間0.5回の必要換気量に維持するために前記給気ファン19の稼働を普通、弱、停止の3態様に制御する給気ファン制御装置を示す。該給気ファン制御装置23は、
図3に示すように、夏季における普通運転イ、該普通運転イの略半分の風量である春、秋(端境期)における弱運転ロ、冬季における停止運転(自然換気)ハの3態様に構成してある。
そして、該給気ファン制御装置23には、夏季に機能する普通運転イにおいては、12℃~17℃の範囲で6段階の選択可能な運転開始温度が設定してある。春と秋の端境期に機能し、普通運転イの略2分の1の風量を供給する弱運転ロにおいては、-3°~+16度の範囲で11段階の選択可能な運転開始温度が設定してある。また、冬季に機能する停止運転ハにおいては、-7℃~15℃の範囲で11段階の選択可能な運転開始温度が設定してある。
ここで、給気ファン19の各稼働態様イ、ロ、ハに異なる温度の運転開始温度を選択可能に設けてあるのは、生活地域の四季毎の平均気温、外気導入口13と排気口14の遠近差、容積等の条件が異なる建屋に対応したものである。従って、各運転開始温度は換気送風ユニット16を設置する時点で選択するものである。
【0016】
給気ファン制御装置23には、上記イ~ハの3態様の夫々に運転開始温度の中からで運転開始温度を選択する温度選択スイッチ23A、23B、23Cが夫々設けてあり、建屋の条件外気温度の変動を考慮して給気ファン19の始動温度を選択する。稼働例を説明すると、普通運転イで12℃、弱運転ロで4℃、停止運転ハで-5℃に設定する。
【0017】
なお、上述した設定温度は例示であり、建屋1の条件、土地の気候条件等を考慮して、普通運転イで16℃、弱運転ロで14℃、停止運転ハで11℃に設定し、各季節における外気温度の変動に応じて各運転イ、ロ、ハの切り替えをおこなってもよいものである。
【0018】
本実施の形態は上述の構成からなるもので、次にその作用について説明する。建屋1の換気回数は1時間に0.5回と定められており、強制換気により必要換気量は維持することができるが、従来の建屋にあっては寒冷期の自然換気により外気の増加が加算され(
図4中破線で囲った部分)、換気回数が次第に増えて建屋の必要換気量を超え、また室温が低下するという結果を招いている。このための暖房機器も必要とされるという無駄も生じる。
【0019】
これに対し、本実施の形態では、外気温度が低下して自然換気による外気の増加に対応して給気ファン19による強制換気の給気量を低減し、自然換気量と強制換気量の合計が必要換気量を通年維持するようにしたことを特徴とする(
図4)。これにより、給気ファン19の稼働コストを低減し、また、建屋1内の温度が低下した場合の暖房費も給気ファン19の稼働コストで賄うことができる。
【0020】
図5は本実施の形態の変形例に係り、その特徴はケーシング17を迂回するバイパス管31を外気導入管20と外気供給管21との間に設けたことにある。該バイパス管31は外面に断熱材を被着して断熱性を持たせてあり、導入した低温の外気の温度維持を図っている。
このバイパス管31の役割は、吸気ファン19の停止時間が長くなるほど消費電力節減になることから、停止態様時の運転開始温度を15℃に設定しても、バイパス管31を介して自然換気量を増大することで、停止時間延長による給気ファン19の稼働を抑えながら必要換気量を十分に確保することにある。
【0021】
また、32は底板17Bの導出口17B1に外気供給管21に向けて突設した円錐状の絞りノズルを示す。該絞りノズル32は外気誘引作用により、ケーシング17内に導入した外気を外気供給管21に効率的に誘引するためのものである。
【符号の説明】
【0022】
1 建屋
2 建屋本体
13 外気導入口
14 排気口
15 湿度連動型開閉ガラリ
16 換気送風ユニット
17 ケーシング
18 外気浄化フィルター
19 給気ファン
20 外気導入管
21 外気供給管
22 外気温度センサ
23 給気ファン制御装置
31 バイパス管
32 絞りノズル
イ 普通運転
ロ 弱運転
ハ 停止運転
【手続補正書】
【提出日】2022-01-27
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外気導入口(13)から離間する高所に排気口(14)を設けた気密構造の建屋本体(2)に、外気浄化フィルター(18)と給気ファン(19)を有する換気送風ユニット(16)を前記外気導入口(13)から前記建屋本体(2)内に連通して設け、前記換気送風ユニット(16)により前記外気導入口(13)から前記建屋本体(2)に外気を導入し、屋内空気は前記排気口(14)から押出し排出する第2種換気を行う建屋(1)において、前記換気送風ユニット(16)には、外気温度センサ(22)と、前記給気ファン(19)の普通、弱、停止の各稼働態様において複数の運転開始温度を選択可能に設けてある給気ファン制御装置(23)とを設け、該給気ファン制御装置(23)は前記外気温度センサ(22)が検知する外気温度の変化に応じて前記給気ファン(19)による外気供給量を制御し、自然給気と強制給気を選択し、又は併用して前記建屋本体(2)内に必要換気量を年間を通じて安定供給するものである自然換気及び強制換気併用式建屋。
【請求項2】
前記給気ファン制御装置(23)は、前記建屋本体(2)の形状及び容積に関する建物条件と外気温度の変化に応じて前記給気ファン(19)の風量を普通、弱、停止の3態様に選択するものである請求項1記載の自然換気及び強制換気併用式建屋。
【請求項3】
前記換気送風ユニット(16)は、外気導入管(20)が接続する導入口(17A
1
)及び外気供給管(21)が接続する導出口(17B
1
)を有するケーシング(17)と、該ケーシング(17)内に設けた外気浄化フィルター(18)と、該外気浄化フィルター(18)の下流側に位置して該ケーシング(17)に設けた給気ファン(19)とから構成してある請求項1記載の自然換気及び強制換気併用式建屋。
【請求項4】
前記換気送風ユニット(16)には、前記ケーシング(17)を迂回して前記外気導入管(20)と外気供給管(21)とを連結するバイパス管(31)を設けてあることを特徴とする請求項3記載の自然換気及び強制換気併用式建屋。
【請求項5】
前記ケーシング(17)の導出口(17B
1
)に前記外気供給管(21)に向けて絞りノズル(32)を設けることにより、外気誘引作用を得るようにしてある請求項3記載の自然換気及び強制換気併用式建屋。
【請求項6】
前記バイパス管(31)は、断熱性を持たせてあることを特徴とする請求項4記載の自然換気及び強制換気併用式建屋。
【請求項7】
前記排気口(14)には、湿度連動型開閉ガラリ(15)を設けてある請求項1記載の自然換気及び強制換気併用式建屋。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
(1)上述した課題を解決するために構成した請求項1に係る本発明の手段は、 外気導入口(13)から離間する高所に排気口(14)を設けた気密構造の建屋本体(2)に、外気浄化フィルター(18)と給気ファン(19)を有する換気送風ユニット(16)を前記外気導入口(13)から前記建屋本体(2)内に連通して設け、前記換気送風ユニット(16)により前記外気導入口(13)から前記建屋本体(2)に外気を導入し、屋内空気は前記排気口(14)から押出し排出する第2種換気を行う建屋(1)において、前記換気送風ユニット(16)には、外気温度センサ(22)と、前記給気ファン(19)の普通、弱、停止の各稼働態様において複数の運転開始温度を選択可能に設けてある給気ファン制御装置(23)とを設け、該給気ファン制御装置(23)は前記外気温度センサ(22)が検知する外気温度の変化に応じて前記給気ファン(19)による外気供給量を制御し、自然給気と強制給気を選択し、又は併用して前記建屋本体(2)内に必要換気量を年間を通じて安定供給するものである。
(2)そして、前記給気ファン制御装置(23)は、前記建屋本体(2)の形状及び容積に関する建物条件と外気温度の変化に応じて前記給気ファン(19)の風量を普通、弱、停止の3態様に選択するものであるとよい。
(3)また、前記換気送風ユニット(16)は、外気導入管(20)が接続する導入口(17A
1
)及び外気供給管(21)が接続する導出口(17B
1
)を有するケーシング(17)と、該ケーシング(17)内に設けた外気浄化フィルター(18)と、該外気浄化フィルター(18)の下流側に位置して該ケーシング(17)に設けた給気ファン(19)とから構成するとよい。
(4)更に、前記換気送風ユニット(16)には、前記ケーシング(17)を迂回して前記外気導入管(20)と外気供給管(21)とを連結するバイパス管(31)を設けるとよい。
(5)更に、前記ケーシング(17)の導出口(17B
1
)に前記外気供給管(21)に向けて絞りノズル(32)を設けることにより、外気誘引作用を得るようにするとよい。
(6)また、前記バイパス管(31)は、断熱性を持たせるとよい。
(7)そして、前記排気口(14)には、湿度連動型開閉ガラリ(15)を設けるとよい。