JP2001157807A - 空気浄化換気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 換気と空気の浄化を一台で行うこ
とができ、的確かつ迅速に室内空気の汚濁状態を、換気
と循環の各機能の使い分けや複合によって改善すること
ができる空気浄化換気装置を得る。 【解決手段】 室内の空気を室外の空気と交換す
る気流を室内に形成する換気用の送風機３，４を備えた
換気部５と、室内の空気を取込み取込んだ空気の汚濁成
分を除去して室内へ戻す循環用送風機６と脱臭フィルタ
ー７とを備えた浄化部８とを単一の本体箱体１内に構成
し、換気用の送風機３，４及び循環用送風機６の運転を
室内の空気の汚濁状態を検知する臭気センサー２３の出
力に応じて個別的に制御するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内の空気を交換
して換気する換気機能と、室内の空気を循環させて室内
の空気を浄化する浄化機能を併せ持つ空気浄化換気装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】室内の空気を排気や給気、或いは給排気
により交換して換気する換気装置は、多種多様のものが
開発されている。それらの中には、排気のみのものや、
給排気するものや、熱交換器を備え給排気流間で熱交換
しながら給排気による換気を行うものもある。一方、室
内の空気を循環させて室内の空気を浄化する空気浄化装
置も種々のものが開発されている。集塵フィルターで気
流を濾過するものや、電気集塵器を備えたものや脱臭フ
ィルターを備えたものなどである。空気浄化装置は、室
内の空気を循環させて浄化処理するため、換気機能は果
たさないが、換気装置は室内の空気を置換することにな
るため、室内の空気を浄化する機能も果たす。しかしな
がら、空気の汚濁が急速に進んだり、臭気の充満しやす
い部屋では換気による浄化処理では時間がかかったり、
大風量の換気で対応すれば消費電力も嵩むうえ、室内の
温度や湿度といった状態量も変動して空調環境が損なわ
れ易い。こうした理由で換気装置と空気浄化装置は個別
に設置され、必要に応じ個別に機能するようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】換気装置と空気浄化装
置を個別に設けることは、設置スペースの確保も工事も
簡単ではなく、設備コストが高くつくことになるのみな
らず、相互の設置場所によっては換気のための気流と浄
化処理のための気流とが影響し合い、相互の機能が阻害
されることも起き勝ちである。また、的確かつ迅速に室
内空気の汚濁状態を改善するためには、換気による室内
空気の汚濁状態の改善と、室内空気の循環による室内空
気の汚濁状態の改善とを、使い分け、或いは複合させて
行うことが必要であるが、換気装置と空気浄化装置を総
合的に制御する制御手段もなく、多くは利用者がその感
覚に頼って換気装置と空気浄化装置を適宜に運転させて
いる。

【０００４】本発明は、上記した従来の問題点を解消す
るためになされたもので、その課題とするところは、換
気と空気の浄化を一台で行うことができ、的確かつ迅速
に室内空気の汚濁状態を、換気と循環の各機能の使い分
けや複合によって改善することができる空気浄化換気装
置を得ることであり、その換気浄化の機能の向上を推進
することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を達成するため
に請求項１の発明は、室内の空気を室外の空気と交換す
る気流を室内に形成する換気用の送風機を備えた換気部
と、室内の空気を取込み取込んだ空気の汚濁成分を除去
して室内へ戻す循環用の送風機とエアーフィルターとを
備えた浄化部とを単一の箱体内に構成し、換気用の送風
機及び循環用の送風機の運転を室内の空気の汚濁状態を
検知する環境検知手段の出力に応じて個別的に制御する
ようにする手段を採用する。

【０００６】前記課題を達成するために請求項２の発明
は、室外の空気を室内へ供給するための給気通路と、室
内の空気を室外へ排気するための排気通路とを独立状態
に箱体内に画成し、排気通路には排気流を形成する排気
用の送風機を、給気通路には給気流を形成する給気用の
送風機をそれぞれ組込み、給気通路と排気通路のそれぞ
れの一部を内蔵した熱交換器の二系統の作動流体通路で
構成し、排気流と給気流との間で連続的な熱交換を可能
に構成した換気部の箱体内に、室内の空気を取込み取込
んだ空気の汚濁成分を除去して室内へ戻す循環用の送風
機とエアーフィルターとを備えた浄化部を構成し、換気
部の各送風機及び浄化部の送風機の運転を室内の空気の
汚濁状態を検知する環境検知手段の出力に応じて個別的
に制御するようにする手段を採用する。

【０００７】前記課題を達成するために請求項３の発明
は、請求項１又は請求項２のいずれかに係る前記手段に
おけるエアーフィルターを、空気中の臭気成分を除去す
る脱臭フィルターとするとともに、環境検知手段を臭気
センサーとする手段を採用する。

【０００８】前記課題を達成するために請求項４の発明
は、請求項１又は請求項２のいずれかに係る前記手段に
おける環境検知手段を、雑ガスセンサーで構成する手段
を採用する。

【０００９】前記課題を達成するために請求項５の発明
は、請求項１〜請求項４までのいずれかに係る前記手段
における浄化部の送風機と換気部の送風機のうちの少な
くとも浄化部の送風機を風量可変に構成し、その送風機
の風量を環境検知手段の出力に応じて可変制御するよう
にする手段を採用する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜図７によって示す本実施の
形態は、室内の空気を室外へ排気し、室外の空気を室内
に給気しつつ給排気流間で熱交換して換気する換気機能
と、室内の空気を循環させて室内の空気を浄化する浄化
処理機能を併せ持つ空気浄化換気装置に関するものであ
る。この空気浄化換気装置は、一面の開放した直方体の
箱構造に構成された本体箱体１内に、積層型で六面体の
熱交換器２と給気用送風機３と排気用送風機４とによる
換気部５と、循環用送風機６と脱臭フィルター７とによ
る浄化部８とを隣接して構成したものである（図１，図
４参照）。

【００１１】換気部５は本体箱体１内の２／３程を占
め、本体箱体１内の一側寄りの他の１／３程を浄化部８
が占め、両者間は図４に示すように隔壁９で離隔されて
いる。換気部５となる本体箱体１内には熱交換器２の一
方の作動流体通路を介して連続する、一次気流である排
気流を通す排気通路１０と、熱交換器２の他方の作動流
体通路を介して連続する、二次気流である給気流を通す
給気通路１１とが互いに全経路にわたり独立状態に構成
されている。

【００１２】熱交換器２は、本体箱体１内のほぼ中央に
おいて稜角部が側方と前後に向き、閉塞した二面の小口
がそれぞれ本体箱体１の背面と正面の開放部に向くよう
に、作動流体通路を略水平方向に向けて上下方向に差し
抜き可能に組込まれている。熱交換器２の給気通路１１
に連絡する作動流体通路の出口端と入口端は、対向する
二面にそれぞれ開口し、排気通路１０に連絡するもう一
方の作動流体通路の出口端と入口端は、他の対向する二
面にそれぞれ開口している。熱交換器２の二面の小口を
除く他の四面の境界部となる四つの稜角部は熱交換器２
を保持する保持枠により構成され、この保持枠にはそれ
ぞれアングル状のフィルター装着レールが対向状に設け
られ、熱交換器２の小口側からの抜き差しによりフィル
ター１２を脱着することができるように構成されてい
る。

【００１３】排気通路１０は、図４に示すように本体箱
体１の正面の開放部における後面側に形成された室内吸
込口１３を入口端とし、本体箱体１内の前面側部側に通
じ熱交換器２の一方の作動流体通路を経て本体箱体１の
後面に開設された室外吹出口１４を出口端とする一連の
通風路で、室内吸込口１３と熱交換器２との間に排気用
送風機４が組付けられている。給気通路１１は、本体箱
体１の後面に開設された室外吸込口１５を入口端とし、
本体箱体１内の後面側部側に通じ熱交換器２の他方の作
動流体通路を経て本体箱体１の正面に開設された室内吹
出口１６を出口端とする一連の通風路で、室外吸込口１
５と熱交換器２との間に給気用送風機３が組付けられて
いる。排気用送風機４と給気用送風機３のモータ１７は
共通であり、風量切替え手段としての強ノッチと弱ノッ
チを有し、給気通路１１と排気通路１０とを仕切る隔壁
９に、両軸のモータ軸が前後方向（幅方向）にほぼ水平
になるように取付けられている（図１，図４参照）。室
外吸込口１５と室外吹出口１４にはそれぞれ図示しない
ダクトが接続され、室外（多くは屋外）に連絡される。

【００１４】一方、浄化部８となる本体箱体１内には、
換気部５の室内吸込口１３に隣接して横並びに構成され
た室内吸込口１８を入口端とし、本体箱体１内の一側部
側から換気部５の室内吹出口１６に隣接して横並びに構
成された室内吹出口１９を出口端とする循環風路が構成
され、その本体箱体１内の一側部側の部分に循環用送風
機６が組込まれている。循環用送風機６は両吸込み式の
多翼ファンを備え、そのモータ２０は風量切替え手段と
して強ノッチと弱ノッチを備えている。換気部５の本体
箱体１の開放部における室内吸込口１３側には、脱臭フ
ィルター７が着脱可能に装着されている。脱臭フィルタ
ー７は、基材となる紙に活性炭を添着させ、ハニカム構
造とした濾材を保持枠で保持した構成で、主としてアン
モニア、メチルメルカブタン、硫化水素、喫煙に伴う煙
草の臭い等を吸着する。なお、濾材は寿命を長くするた
めに銅イオン化の浸漬処理がなされている。

【００１５】本体箱体１の正面は、換気部５も浄化部８
もともに着脱可能に構成された単一の化粧グリル２１に
より被覆される。化粧グリル２１には、換気部５の室内
吸込口１３と浄化部８の室内吸込口１８の双方に連通す
る室内空気の通過部として横長の吸込開口部が形成され
ている。また、この吸込開口部に離反して換気部５の室
内吹出口１６と浄化部８の室内吹出口１９の双方に連通
する室内空気の通過部としての横長の吹出開口部が形成
されている。化粧グリル２１には外観上、吸込開口部と
吹出開口部の二つの開口部しかなく、換気部５と浄化部
８の室内側の気流の出入口を共通化した簡素な意匠構成
となっているが、それらは相互に本体箱体１と化粧グリ
ル２１の背面との間に構成された仕切構造により離隔さ
れている。

【００１６】換気部５の排気用送風機４の吸込部分には
室内空気の汚濁状態を検知し制御回路２２に出力する環
境検知手段としての臭気センサー２３がクリップ等の固
定手段で取付けられている。臭気センサー２３は、アン
モニア、メチルメルカブタン、硫化水素等の汚濁成分を
検知し、マイコン等で構成された制御回路２２は臭気セ
ンサー２３の出力に応じて循環用送風機６の運転と、給
気用送風機３と排気用送風機４の運転を停止も含め図５
に示す九つの運転パターン１〜９でそれぞれ個別的に制
御する。

【００１７】この空気浄化換気装置は、天井裏等の空間
にアンカーボルト等を使って本体箱体１の正面を天井面
側にして吊り固定される。化粧グリル２１は天井面に沿
う形態に室内側に装着される。これにより、当該室内空
間に対して熱交換を伴う換気機能と臭気を除去する浄化
処理機能を個別に又は並行して果させることができる。
なお、換気部の処理風量は毎分１００立方センチメート
ル程度であり、浄化部の処理風量は毎分２７０立方セン
チメートル程度である。

【００１８】換気部５のモータ１７が通電されると排気
用送風機４と給気用送風機３が運転され排気流と給気流
が形成される。即ち、化粧グリル２１の吸込開口部を通
じて排気通路１０の室内吸込口１３から吸込まれた室内
の空気は、排気流として排気通路１０を流れ排気用送風
機４から熱交換器２の一方の作動流体通路に押込まれ、
これを通過して排気通路１０の室外吹出口１４からダク
トを経て室外へ排気される。また、ダクトを経て給気通
路１１の室外吸込口１５から吸込まれた新鮮な外気は、
給気流として給気通路１１を流れ給気用送風機３から熱
交換器２の他方の作動流体通路に押込まれ、これを通過
して給気通路１１の室内吹出口１６から化粧グリル２１
の吹出開口部を通じて室内へ吹出される。給気流と排気
流とは熱交換器２を通過するときに熱交換し、室内の状
態量の変動を抑えた給排気による換気が行なわれる。

【００１９】給気用送風機３も排気用送風機４も強ノッ
チと弱ノッチの運転切替えが可能であるが、いずれのノ
ッチでの運転でも排気風量の方が給気風量より多めに設
定され、室内を負圧条件に措きドアの開閉や、隙間等か
ら室内の空気が外に流出しないようにしている。室内吸
込口１３と室内吹出口１６は反対方向に離反して設けら
れているため、給排気流間での短絡も起き難く、効果的
な熱交換換気が行われる。

【００２０】一方、モータ２０が通電され浄化部８が動
作すると、循環用送風機６が室内に循環気流を形成す
る。室内の空気は化粧グリル２１の吸込開口部から吸込
まれ、脱臭フィルター７を通過して室内吸込口１８から
循環用送風機６を経て室内吹出口１９を通り化粧グリル
２１の吹出開口部から再び室内に吹出される。脱臭フィ
ルター７を通過する際に室内の空気の気流に含まれてい
る臭気成分は除去され、浄化処理された室内の空気が室
内に戻される。この室内の空気の循環により室内全体の
空気が浄化される。

【００２１】換気部５と浄化部８は臭気センサー２３の
出力を受け制御回路２２により個別的にも複合的にも図
５に示す九つの運転パターン１〜９で運転制御される。
九つの運転パターン１〜９の内の運転パターン３と運転
パターン５を除く他のパターンはリモコン２４等の設定
手段によって設定される。運転パターン１は停止設定で
あり換気部５も浄化部８もともに停止する。運転パター
ン２が設定され、臭気センサー２３が設定値以上の臭気
濃度を検知すると、制御回路２２は給気用送風機３と排
気用送風機４を強ノッチで運転させる処理を行い、浄化
部８については停止させる処理を行う。臭気センサー２
３が設定値以下の臭気濃度を検知すると、制御回路２２
は給気用送風機３と排気用送風機４を弱ノッチで運転さ
せる処理を行う（運転パターン３）。臭気センサー２３
の出力が略無くなると、制御回路２２は給気用送風機３
と排気用送風機４を停止させる処理を行う。この運転パ
ターン２，３は、室内の温度と戸外の温度に温度差が少
ない春秋等の中間期の室内空気の浄化に有効である。こ
の時期は室内の空気の入れ替えにより脱臭を行う方が快
適であり、室内の汚濁具合に応じて換気風量を大小に切
替え汚濁を除き、大風量の浄化部８の循環用送風機６に
ついては停止させ節電運転を行う。

【００２２】運転パターン４が設定され、臭気センサー
２３が設定値以上の臭気濃度を検知すると、制御回路２
２は循環用送風機６を強ノッチで運転させる処理を行
い、給気用送風機３と排気用送風機４については停止さ
せる処理を行う。臭気センサー２３が設定値以下の臭気
濃度を検知すると、制御回路２２は循環用送風機６を弱
ノッチで運転させる処理を行う（運転パターン５）。臭
気センサー２３の出力が略無くなると、制御回路２２は
循環用送風機６を停止させる処理を行う。この運転パタ
ーン４，５は、厳寒期など熱交換換気といえども換気に
より室内環境が損なわれるような時期に有効である。こ
の時期は室内の空気の入れ替えによる脱臭はせずに、室
内の汚濁具合に応じて循環用送風機６の風量を大小に切
替えて室内空気を循環させ、室内空気の脱臭を行う方が
室内快適性は高く、換気部５については停止させ節電運
転を行う。運転パターン５については、夜間や就寝時の
ように人の動きも少なく、静粛な環境が優先されるよう
な場合の運転に適したパターンでもある。

【００２３】運転パターン６は強制換気浄化運転であ
り、この運転パターン６が設定されると制御回路２２は
給気用送風機３も排気用送風機４も循環用送風機６も全
て強ノッチで運転させる処理を行う。この運転パターン
６は臭気が急激に発生した場合等、短い時間に迅速に室
内の空気を確実に浄化するのに有効である。換気と循環
とにより速やかに室内空気の清浄化が図られる。この運
転パターン６での運転で臭気センサー２３が設定値以下
の臭気濃度を検知すると、制御回路２２は給気用送風機
３も排気用送風機４も循環用送風機６も全て弱ノッチで
運転させる処理を行う（運転パターン７）。臭気センサ
ー２３の出力が略無くなると、制御回路２２は給気用送
風機３も排気用送風機４も循環用送風機６も全て停止さ
せる処理を行う。

【００２４】運転パターン８，９は、空気浄化換気装置
を使用する季節や、室内空気の汚れ具合、人員数の変化
に応じて室内空気の浄化を図るための運転パターンであ
る。換気部５と浄化部８を同時運転した場合、換気部５
の室内への給気流の吹出し方向と浄化部８の室内の空気
の室内への吹出し方向は同じ向きであり、両気流は横並
びに吹出されるため、干渉しあうことなく一列の空気流
として室内に効果的な空気の流れを作る。一方、換気部
５の室内の空気の吸込み方向と浄化部８の室内の空気の
吸込み方向も同じ向きであり、両気流は横並びに吹出さ
れるため、干渉しあうことなく一列の空気流として室内
に効果的な空気の流れを作る。

【００２５】この空気浄化換気装置は、一台で換気と空
気浄化処理が可能であるため施工工事も容易であり設置
場所に困ることもない。本実施の形態で示したものは、
福祉施設や介護施設、或いは病室等の換気浄化設備に適
している。例えば、***物の処理時等、急速に空気の臭
気が高まる時に、運転パターン６で運転させれば迅速に
臭気を除去し被介護者にとっても介護者にとっても都合
がよい。換気部５は熱交換換気を行うため、空調環境を
損なうことも少なく、室内の空気の交換によっても室内
の空気の浄化を推進することになる。また、室内を負圧
条件にするため、例えば、当該病室の空気を他の病室や
通路等に流出させることが少なく、緩い隔離を必要とす
る場所に好適である。勿論こうした施設以外にも、一般
家庭や臭気を伴う作業所などに広く利用することができ
る。

【００２６】脱臭フィルター７を塵埃除去機能を持つエ
アーフィルターや煙草の煙や臭気を除去する機能を持つ
フィルター等に交換することにより、幅広い空気清浄化
機能を持つ空気浄化換気装置となる。なお、換気部５に
ついては排気用送風機４のみで構成しても、給気用送風
機３のみで構成してもよく、さらには同時給排気式の換
気装置として構成してもよい。

【００２７】また、環境検知手段は、臭気センサー２３
の他にも炭酸ガスや煙草の煙等を検知する雑ガスセンサ
ー２５とすることも可能であり、図６に示すように臭気
センサー２３と雑ガスセンサー２５とを併設することも
できる。この場合には臭気センサー２３と雑ガスセンサ
ー２５とを並列の回路構成とする。環境検知手段の配置
に関しては、臭気とか雑ガスといった室内空気の汚濁の
原因が当初は発生箇所について高濃度で、時間の経過と
ともに拡散していく性質を有したり、空気より軽かった
り重かったりするため、図７に示すように本体箱体１の
外の任意の位置（天井や壁面、ベッドの傍等）に配置で
きるように構成した方が実情に合った的確性の高い検知
ができる。また風量を可変にする手段についてはインバ
ータ制御や位相制御による手段によっても実施すること
ができ、少なくとも浄化部８の処理風量を可変に構成す
れば実情に適した空気浄化機能は得られる。

【００２８】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、換気と空気の
浄化を一台で行うことができ、的確かつ迅速に室内空気
の汚濁状態を、換気と循環の各機能の使い分けや複合に
よって改善することができる空気浄化換気装置が得られ
る。

【００２９】請求項２の発明によれば、熱交換換気と空
気の浄化を一台で行うことができ、的確かつ迅速に室内
空気の汚濁状態を、熱交換換気と循環の各機能の使い分
けや複合によって改善することができる空気浄化換気装
置が得られる。

【００３０】請求項３の発明によれば、請求項１又は請
求項２のいずれかに係る前記効果とともに臭気による汚
濁を除去する機能を具備させることができる。

【００３１】請求項４の発明によれば、請求項１又は請
求項２のいずれかに係る前記効果とともにガス成分によ
る汚濁を除去する機能が得られる。

【００３２】請求項５の発明によれば、請求項１〜請求
項４までのいずれかに係る前記効果とともに実情に適し
た効果的な空気浄化機能を具備させ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態の空気浄化換気装置の構成を示す
断面透視斜視図である。

【図２】 実施の形態の空気浄化換気装置の外観を示す
斜視図である。

【図３】 実施の形態の空気浄化換気装置を示す縦断面
図である。

【図４】 実施の形態の空気浄化換気装置を示す正面図
である。

【図５】 実施の形態の空気浄化換気装置の運転パター
ンを示す説明図である。

【図６】 実施の形態の空気浄化換気装置の環境検知手
段の回路構成の一例を示す構成図である。

【図７】 実施の形態の空気浄化換気装置の環境検知手
段の配置例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 本体箱体、 ２ 熱交換器、 ３ 給気用送風機、
４ 排気用送風機、５ 換気部、 ６ 循環用送風
機、 ７ 脱臭フィルター、 ８ 浄化部、１０ 排気
通路、 １１ 給気通路、 １３ 室内吸込口、 １４
室外吹出口、 １５ 室外吸込口、 １６ 室内吹出
口、 １８ 室内吸込口、 １９ 室内吹出口、 ２２
制御回路、 ２３ 臭気センサー、 ２５ 雑ガスセ
ンサー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L061 BE03 BF08 4C080 AA01 BB02 CC01 HH05 JJ03 KK08 QQ11 QQ17 QQ20 4D058 KC02 NA01 QA01 QA03 QA21 QA25 TA03 TA07 UA01 UA03 UA06

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室内の空気を室外の空気と交換する気流
   を室内に形成する換気用の送風機を備えた換気部と、室
   内の空気を取込み取込んだ空気の汚濁成分を除去して室
   内へ戻す循環用の送風機とエアーフィルターとを備えた
   浄化部とを単一の箱体内に構成し、前記換気用の送風機
   及び前記循環用の送風機の運転を室内の空気の汚濁状態
   を検知する環境検知手段の出力に応じて個別的に制御す
   るようにした空気浄化換気装置。
2. 【請求項２】 室外の空気を室内へ供給するための給気
   通路と、室内の空気を室外へ排気するための排気通路と
   を独立状態に箱体内に画成し、前記排気通路には排気流
   を形成する排気用の送風機を、前記給気通路には給気流
   を形成する給気用の送風機をそれぞれ組込み、前記給気
   通路と前記排気通路のそれぞれの一部を内蔵した熱交換
   器の二系統の作動流体通路で構成し、排気流と給気流と
   の間で連続的な熱交換を可能に構成した換気部の前記箱
   体内に、室内の空気を取込み取込んだ空気の汚濁成分を
   除去して室内へ戻す循環用の送風機とエアーフィルター
   とを備えた浄化部を構成し、前記換気部の各送風機及び
   前記浄化部の送風機の運転を室内の空気の汚濁状態を検
   知する環境検知手段の出力に応じて個別的に制御するよ
   うにした空気浄化換気装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２のいずれかに記載
   の空気浄化換気装置であって、エアーフィルターを空気
   中の臭気成分を除去する脱臭フィルターとするととも
   に、環境検知手段を臭気センサーとした空気浄化換気装
   置。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２のいずれかに記載
   の空気浄化換気装置であって、環境検知手段を雑ガスセ
   ンサーで構成した空気浄化換気装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４までのいずれかに記
   載の空気浄化換気装置であって、浄化部の送風機と換気
   部の送風機のうちの少なくとも浄化部の送風機を風量可
   変に構成し、その送風機の風量を環境検知手段の出力に
   応じて可変制御するようにした空気浄化換気装置。