JPH0285628A - 換気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、暖房または冷房が行なわれている家屋居室
において、自然換気を行なう方法に関する。

［従来の技術］ 中央暖房または冷房装置のなかで、外気取り入れ方式の
空気調和設備により温風または冷風を各居室に送るもの
は、それ自体が換気機能を内蔵してはいるが、規模が大
きくコスト高になるため、一般住宅での適用例は少ない
。

また、中央暖房または冷房装置の他の方式として、蒸気
、冷水などを熱媒体として用いるものは、装置自体は換
気機能を備えておらず、各居室に換気扇を設置するか一
定間隔で窓を開けるかして換気しなければならない。

さらに、各室暖房または冷房装置として通常用いられて
いるエアコン、ルームクーラー、石油ストーブ、ガスス
トーブ、電気ストーブ、ホットカーペットなどは、換気
機能を持たないため、やはり、別に換気扇を設置するか
一定間隔で窓を開けるかして換気しなければならない。

一方、自然力を用いたいわゆる自然換気の方法として提
案されていて原理的に可能と見られるものには、家屋の
床下と小屋根とを空間的に連通させて中間の各室を換気
する方式、各室の天井等から小屋根を通して排気する方
式など家屋全体の構造に依存するものがある。また太陽
熱や風力を利用するものもある。

［発明が解決しようとする課題］ 換気の手段としての換気扇は動力を必要とするほか、強
い室内気流を生じ、また騒音が大きいという欠点がある
。そのうえ、一定間隔で換気するためのスイッチのオン
・オフ操作は、そのタイミングがつかみにくく、また煩
わしいものである。エアコンの一部に、暖房（または冷
房）運転との切り替えで換気できるものがあるが、これ
も同じ問題を持っている。

窓を定期的に開放することは、やはりそのタイミングが
つかみにくい、また、外気がストレートに室内へ流入す
ることになり好ましくない自然換気の方法のなかで、家
屋全体の構造に依存するものは、大掛かりで構造が複雑
になるため、家屋全体としてのコスト高につながる。

太陽熱を利用するものは、日照の状態に左右され、作動
が安定しないという問題がある。

風力を利用するものは、無風や微風のときは換気できな
いという欠点がある。

言うまでもなく、換気は健康上きわめて重要な要素の一
つである。ところが暖房や冷房のときは部屋を締め切る
ことが多く１機密度の高い最近の建築では、問題が大き
い、とりわけ近年においては、「アメニティ−」とか「
快適空間」とかのスローガンにより、住生活の快適さを
追及する動きが強くなっている。このような状況の元で
、あらゆる暖冷房方式に適用できて、かつ快適さを籠ね
備えた換気方法の提供が求められている。

［課題を解決するための手段および実施例］この発明に
係る換気装置は１以上の課題を解決するものである。こ
の装置は、設置する形態によって三つの基本タイプに分
かれるが、いずれも、設置した状態においては、家屋の
室内側における上下二箇所の開口部、それらを連通ずる
管路、および管路と外気との間の通気層をもつことを特
徴とする。

第一のタイプは居室壁面に内蔵するものであり、請求項
１に係る。第１図（イ）（ロ）はその実施例であり、（
イ）は室内側において上開口部１および下開口部２をも
っことを示し、（ロ）は室外側に通気層３が表われるこ
とを示す第二のタイプは、既設の窓枠やサツシなどに窓
を部分的に開いて嵌込むか、或は壁面に縦長の開口部を
設けそこに嵌込む換気箱であり、請求項２に係る。第２
図（イ）（ロ）はその実施例である。（イ）は室内面側
より見たもので。

箱枠４が上開口部１および下開口部２をもつことを示し
、（ロ）はその室外面側に通気層３が表われることを示
す。

第三のタイプは、この損気箱を取り込んだ窓枠またはサ
ツシであり、請求項３に係る。第３図（イ）（ロ）はそ
の実施例であり、（イ）は室内面側より見た仕切板をも
つサツシ枠５を示し、さらにその仕切板の一方の側に採
光用窓６を取り付け、他方の側に換気箱を取り付けるこ
とを示す、また（口）は、その室外面側より見た箱枠４
１通気層３などを示す、第４図は上記で説明した。換気
箱を取り付けるまえの、仕切板をもつサツシ枠５などを
示す、第５図は第三のタイプの別の実施例であり、サツ
シ枠と換気箱の部材を共用する形式の６ののサツシ枠兼
箱枠７などを示す。

以上述べた三タイプの内部構造は、基本的に同じである
から、その共通的な実施例を第６図から第１２図までで
示す。

第６図は、各タイプ（第１図、第２図および第３図）に
共通の実施例としての、縦断面図である。Ａは室外、Ｂ
は室内を意味する０図において、壁または換気箱の非通
気性構成材８は。

空気の流れを良くするため、部分的に円弧の断面形状を
もつ、管路１．０の室外側には通気Ｎ３があり、室内側
には非通気性パネル９がある。

通気層３は、通気性繊維集積体、通気性細片集積体、通
気性多孔体または通気性発泡体の層であり、それ自体を
管路に添って固定するか、もしくは網、ラス、粗布また
は穴あき板をもちいて管路にそって形成した枠のなかに
それを充填するかしたものとする。

以上のような構成において、後に［作用］のところで詳
述するように１例えば暖房時においては、室外より室内
の温度が高（なるために。

第６図の矢印が示すように、室内の空気は上開口部ｌに
吸入され管路１０を経て通気層３より室外に排出される
。また室外の空気は通気層３より管路１０に取り込まれ
下開口部２より室内に流入する。かくして汚れた空気と
新鮮な空気との入れ替えが行なわれる。これは、通気層
の各面に分散して行なわれる。また暖気の一部は管路ｌ
Ｏのなかで下降流となって、外部より取り入れた空気と
混ざって、冷気を緩和して、室内に還流する。室内では
、これに応じて、恒常的に微弱な対流が起り、全体とし
て、きわめて快適な換気を、なんら動力を用いることな
く行なうことができる。なお、冷房時においては。

室内の温度のほうが低くなるために、空気流の矢印の方
向が第６図とは逆になるが、全く同様に換気を行なうこ
とができる。

第７図は、第６図における管路と通気層の部分について
の実施例であり、（イ）は管路１０が一個のもの、（ロ
）は通気性素材そのものを成型して複数の管路１０を形
成したものである第８図は別の実施例であり、同じく共
通の縦断面図を示す、第６図と異なる点は、断面におい
て管路ｌＯが複数となり、通気層３も複層となっており
、そのため空気流がより複雑になっていることである（
空気流を示す矢印は暖房時のものである）、また第９図
は、第８図における管路と通気層の部分についての実施
例であり、（イ）は通気性素材そのものを成型して通気
層３と複数の筒状管路１０を形成するか、或いは複数の
網パイプの周囲に通気性素材を詰めて同様に形成したも
のである。この網パイプの網は前述の「閉塞物」には該
当しない、また（口）は、通気層で管路を二つに仕切っ
たものである。いずれも基本的な作用は、第６図および
第７図のものと同じであるが、このような構造を採用す
る理由は、換気の能率と暖気（または冷気）の保存との
間でバランスを取りつつ、その土地の気象条件や暖房（
または冷房）機器の能力に応じた最適のものを提供する
ためである。

第１Ｏ図は、上記と同じ目的で通気層３を高さの中央部
近くに形成した実施例であり、同じく共通の縦断面図を
示す、この図は第６図の変形であるが、第８図について
も同様の変形が考えられる。

第１１図は、別の実施例における同じく共通の縦断面図
であり、管路と通気層とを高さの中央部付近のみ示して
いる。これも上述の目的をもつもので、（イ）は通気層
３の断面形状により、また（口）は室内側非通気性パネ
ル９の断面形状によって、管路１０を通って室内に還流
する空気流を制限して、換気の能率を指向しようとする
ものである６図において、Ｄは管路の最大幅を示し、ｄ
は管路の高さの中央部における最小幅を示す、この図も
第６図の変形であるが、第８図についても類似の変形が
考えられる第１２図は、室内側開口部および通気Ｎ（の
室外側）にルーバー（がらり）を付けた実施例を示す、
室内側ルーバー１１は固定または角度可変型とし、美観
および吸排空気流の方向の制御を目的とする。室外側の
ルーバー１２は、室外が（建物内のホール、廊下、土間
などでなく）ｒ屋外」である場合において、雨の浸入を
防ぎ１強風を緩和し、かつ防犯にも役立てるために設置
する。なお、このルーバーは、前記の「閉塞物」には該
当しない、この図も第６図の変形であるが、第８図につ
いても同様の変形が考えられる。

第１３図は、下開口部（または上開口部）から吹き出す
空気流の方向を変えるために、開口部の前面に風向制御
板１３を取り付けた実施例を示す、これも各タイプに共
通的に通用できる〔作用］ 室内を継続的に暖房すると、暖められた空気の密度が小
さくなる。これと外気との密度差により、第１４図（イ
）の矢印で示すように、室内外で圧力差が生じる。この
圧力差は上下開口部の中間（中性帯といわれる）におい
てゼロであり、その上方では圧力は室内から室外にむか
って働き、下方では室外から室内にもかって働く、これ
により、第１４図（ロ）のように室の上下二箇所に開口
部があると、圧力は矢印の方向に働き、その方向に空気
が流れることによって換気が行なわれる０図は、いずれ
も室の縦断面図を示す、ここに、ρ１は室内空気の密度
、ρ。は外気の密度である。冷房の場合は、冷やされた
室内空気の密度が大きくなり、第１５図（イ）（ロ）に
示すように、圧力の働（方向および空気の流れの方向は
暖房の場合と逆になるが、同様に換気が行なわれる。暖
房冷房を問わず、窓を部分的に開けた場合も、同じ原理
により換気が行なわれる。これらは、浮力による換気と
も言われる。ここまでは、既知の事実である。

本発明は５以上の原理をそのまま利用した単純な換気方
式ではなく、室外環境からの直接的な影響を遮断して、
室内環境の快適さを保ちつつ、必要な換気量が確保でき
るようにした点に特長がある。すなわち、第１４図（ハ
）［暖房時］および第１５図（ハ）［冷房時］の縦断面
図に示すように、基本的に、室の上下二箇所に設けた開
口部、それらを連通する管路および管路と外気との間の
通気層を持つことを特徴としている。ここにおいて、上
下開口部は、内外気の温度差による換気を行なうために
必須である、通気層は、人体に例えると肺に相当するも
ので、室外環境からの直接的な影響を遮断し、そこを通
じて流出入する空気流を減速するが、それでも必要な換
気量を確保できるよう、広い面積に拡散して吸排気を行
なう機能をもつ、管路は、通気層との間で空気のやり取
りを行なう。

管路のもう一つの機能として次がある。いま暖房時につ
いてみると、室内から上開口部に流入した暖気の一部は
、管路のなかで徐々に冷やされて下降流となり、通気層
から流入した外気に混ざって、その冷気を緩和しつつ、
下開口部より室内へ還流する。逆に冷房時には、室内か
ら下開口部に流入した冷気の一部は、管路のなかで徐々
に暖められて上昇流となり、同様に外気（暖気）を冷却
しつつ室内に還流する０以上に対応して、室内では、上
下開口部を結ぶ形で、恒常的に微弱な空気の流れが起こ
り、全体として理想的な換気が行なわれるものである。

換気量および上下開口部の空気温度は、主として次の諸
要素によって決まる。

（１）上下開口部の面積、（２）上下開口部の高さの差
、（３）管路の形状および水平断面積、（４）通気層の
位置、面積および厚さ、（５）通気層の材質、（６）外
気温および室内外温度差 ［効果］ この発明は１次のような優れた効果がある。

（１）この発明に係る換気装置は、家屋の各居室に独立
して設置するので、家屋全体としての構造に無関係であ
る。また、きわめてシンプルな構造であり、安価な材料
で容易に製作することができる０以上により、低コスト
で、適切な換気機能を家屋に導入するものである。

（２）三つの基本タイプからの選択により、新築、改築
、単体での後付けなど、何れにも対応できる。即ち適用
範囲が広い。

（３）Ｎ内の上下二箇所に開口部をもつことにより、暖
房、冷房の何れにも適用でき、確実に作動する。しかも
、切り賛え、調節、スイッチのオン・オフなどの操作は
一切無い、即ち、使い勝手が優れている。

（４）通気層と管路との相乗的作用により、換気に伴う
気流はマイルドな微風である。したがって室内の気流も
人体に感じない程度のものである。また通気層から吸入
した外気は、その温度が、管路な通る上昇流（または下
降流）゛により緩和されて、室内に流入する。適当な対
流が行なわれることにより、室内温度分布の偏りも少な
い、さらに装置自体が無音であり、吸排気口を室内外に
水平に貫通させる方式や窓を直接開けるのにくらべて、
室外の音への防音効果に優れる１以上のように、全くな
にも感じないうちに、確実かつ持続的に空気がリフレッ
シェされるという快適な室内空間を実現する。即ち、最
近の潮流である「アメニティ−」の実現に寄与する。

（５）自然力を利用するので、運転のための動力を必要
としない、即ちランニングコストはゼロである。また持
続的に一定水準の換気を行なうので、換気負荷の変動が
微少であり、対流による室内温度分布の適正化と相まっ
て、暖房や冷房は極小のレベルを維持すれば済む、即ち
、全体としてのエネルギー効率が優れている。

（６）電気や機械部分がないので安全である。

（７）暖房や冷房を行なわない場合も、室内外の温度差
の発生や風の影響などにより１通気層を通して空気の出
入りが起こる。これによる家屋や建具の寿命延長の効果
も期待できる

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明請求項１の実施例を示すもので同図（イ
）は室内側斜視図、同図（ロ）は室外側斜視図 第２図は本発明請求項２の実施例を示すもので同図（イ
）は室内面側斜視図、同図（ロ）は室外面側斜視図 第３図は本発明請求項３の第１実施例を示すもので、同
図（イ）は室内面側斜視図、同図Ｃ口）は室外面側斜視
図 第４図は本発明請求項３の第１実施例における換気箱取
付は前の状況を示す室内面側斜視図第５図は本発明請求
項３の第２実施例の室内面側斜視図 第６図は本発明請求項１．２ｊ５よび３に共通する内部
構造の実施例を示すもので、第１図、第２図および第３
図に対応する縦断面図第７図（イ）および同図（ロ）は
、それぞれ第６図に対応する管路と通気層の部分につい
ての実施例を示す斜視図 第８図は本発明請求項１．２および３に共通する内部構
造の別の実施例を示すもので、第１図、第２図および第
３図に対応する縦断面図第９図（イ）および同図（ロ）
は、それぞれ第８図に対応する管路と通気層の部分につ
いての実施例を示す斜視図 第１０図は第６図の一つの変形としての実施例を示す縦
断面図 第１１図（イ）および同図（ロ）は、それぞれ第６図の
別の変形としての実施例を高さの中央部のみについて示
す部分縦断面図 第１２図は第６図のさらに他の変形としての実施例を示
す縦断面図 第１３図は本発明請求項１．２および３に共通する実施
例としての風向制御板の斜視図第１４図（イ）、同図（
ロ）ｊ５よび同図（ハ）は、暖房時の作用説明図（室の
縦断面図）第１５図（イ）、同図（ロ）および同図（ハ
）は、冷房時の作用説明図（室の縦断面図）Ａ−−一室
外 Ｂ−−一室内 １−−一上開口部 ２−一一下開口部 ３−ｍ−通気層 ４−ｍ−箱枠 ５−ｍ−仕切板をもつサツシ枠 ７−−−サツシ枠兼箱枠 ８−ｍ−非通気性構成材 ９−ｍ−室内側非通気性パネル ｌＯ−ｍ−管路 １１−一一室内側ルーバー １２−一一室外側ルーバー １３−ｍ−風向制御板 特許出願人　株式会社エスエヌ研究所 代表者　小　松　英　星 第１Ｍ 第２図 （イ）　　　　　　　　　　　　　（ロ）第４図　　　
　　　　　　　第５図 第６図　　　　　　　　　　第７図 （イ）　　　　　　　（ロ） 第８図　　　　　　　　　　第９図 （イ）　　　　　　（ロ） 第１０図　　　　　　　　第１１図 （イ）　　　　　　（ロ） 第１２図 第１３図 （イ） （ρ。＞　ｐ　ｌ）　　　　　（ ρ　−二　　二 （イ） （ρ。くρ、）（ ４図 （帽　　　　　　　（ハ） ρ。〉ρＩ）　　　（ｐｏ〉ρ、） 計 への密度 猟１５図 （ロ）　　　　　　　（ハ） ρ　Ｏ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、次の事項を内容とする家屋の壁 ａ、壁の上下二箇所に、室内側に開口部をもつ空間を設
   ける。第一の空間は、壁の高さの中央より少なくとも上
   部に設ける。第二の空間は、第一の空間の下方に、壁の
   高さの中央より少なくとも下部に設ける。 ｂ、それら二つの空間を、一個または複数個の管路によ
   り連通させる。 ｃ、その管路に対応する室外側の壁面は、室外空間との
   間および管路の内部空間との間に閉塞物を持たない通気
   層とする。この通気層は、金属、非金属、または合成樹
   脂を素材とした通気性繊維集積体、通気性細片集積体、
   通気性多孔体または通気性発泡体の層である。 ２、次の事項を内容とする箱 ａ、家屋の壁面または窓の一部に縦長の開口部を設け、
   そこに嵌込む箱である。この箱は、室内側の面において
   、上下両端に開口部をもつ。 ｂ、それら二つの開口部を、箱の内部に一個または複数
   個の管路を形成することにより連通させる。 ｃその管路に対応する室外側の箱面は、室外空間との間
   および管路の内部空間との間に閉塞物を持たない通気層
   とする。この通気層は、金属、非金属、または合成樹脂
   を素材とした通気性繊維集積体、通気性細片集積体、通
   気性多孔体または通気性発泡体の層である。３、次の事
   項を内容とする窓枠またはサッシ窓枠またはサッシの外
   枠に縦の仕切板を設け、仕切板の一方の側は窓を嵌込む
   構造とし、他方の側に請求項２記載の箱を嵌込んだもの
   。上記の外枠の一部および仕切板と、請求項２記載の箱
   の箱枠とを共用させたものを含む。