JP2009133526A - 換気塔利用式自然換気システム及びこの自然換気システム用の導風装置 - Google Patents

Abstract

【課題】建物から起立した換気塔を排気ダクト及び給気ダクトとして兼用し、気象条件に応じて排気用及び給気用として使い分けることができるようにすることで、自然換気の利用率を高めるようにした自然換気システム及び風向切替機能付き捕風装置を提供する。
【解決手段】換気口２付き建物から起立する換気塔４の上下端間の空気の密度差による重力換気作用を利用して、建物中の空気を換気塔より排気するとともに換気口から給気することが可能な自然換気システムにおいて、上記換気塔４の上端に、風向切替機能を備えた捕風装置６を付設しており、この捕風装置は、横方向に開通する通気路を含み、この通気路の途中部分を換気塔４の上端開口に臨ませて、風速が基準速度未満である第１のモードで横風が通気路を通過するとともに風速が基準速度以上である第２のモードで横風を捕捉して換気塔内に押し込むようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、換気塔利用式自然換気システム及びこの自然換気システム用の導風装置に関する。

尚、本明細書における自然換気システムとは、自然の力を主として換気を行うことができるシステムをいう。当該システムには、補助的に機械換気を併用することが可能なもの、或いは操作モードの変更のために補助動力源を用いるものを排除しないものとする。

近年省エネルギーの要請から自然換気方式が注目されている。この方式として、外部風圧を利用する風力換気と、空気密度の差による重力作用を利用する重力換気とがある。

風力換気システムとして、回動自在な逆Ｌ字形の換気パイプの上部を地上に突出するとともに、換気パイプの先端開口部を風上に向けるためのフィンを付設し、このパイプの下端を地下ピットに連通させたものが知られている（特許文献１）。

重力換気システムとしては、太陽熱や建物内部で発生する廃熱による空気密度の差を利用するものがある。特に縦方向の排気路を太陽熱で温めて煙突効果による上昇気流を生じさせるものは、「ソーラーチムニー」と呼ばれている。

例えば高層建物の南側に、各階に連通する縦シャフト（ソーラーチムニー）を縦設し、この縦シャフトが日射で温まることで縦シャフト内に上昇気流を生じさせ、各階内の空気を吸引して縦シャフトの上端から排気するようにものが知られている（特許文献２）。

こうした建物の一側に縦設したソーラーチムニーの換気性能を評価するために、非特許文献１では、大学校舎の外→教室→ラウンジ→ソーラーチムニー→外という経路に関して実験を行った。その結果、中間期や冬期ではチムニーの内外温度差が４．６〜２０．４℃と大きくなったため、内外温度差とチムニー頂部の処理風量との間に比例関係があることが観測された。

更に、煙突効果と外部風による誘引効果とを利用するものも提案されている（特許文献３）。これは、低層建物の側壁に給気ダクトを設けるとともに、建物の天井から換気塔型の排気ダクトを高く起立させて上記誘引効果を増大するように構成したものである。一般に外部風の風速は、地表と大気との摩擦力の影響で上空にいく程大きくなり、またエネルギーの保存則より速度が大きくなると空気の静圧が低下するので、無風時と比較して排気ダクトの上端では風速に応じた負圧が発生して空気を引き上げる効果を生ずるからである。また特許文献３のシステムでは、気流の誘引効果を効果的に引き出すために、排気ダクトの上端には、前後左右に開口する十字形の通風路を備え、その各開口面付近に逆流防止用ダンパーを内装した排気口機構であって、排気ダクトの開口部の真上を、前後方向又は左右方向に横風が通過するように構成している（同文献の図２参照）。
特開平１０−３３９４８６号 特開２０００−２１３１８４号 特開２００３−８３５７５号 「ソーラーチムニーを主体とする環境配慮型大学校舎の設備システムに関する研究（第４報）チムニーによる中間期、冬季の自然換気量の測定と評価」前坂彰子 空気調和・衛生工学会大学学術講演集第１４０９〜１４１２頁 ２００６.０９．２７〜２９

自然換気システムは、不安定な自然力を利用するものであるため、電気などの安定的なエネルギー源を利用できる機械換気と比較すると、その換気の方式も自然任せという面が強くなり易い。そうした欠点を克服して換気方式としての信頼性・安定性を高め、実用性を向上することが大きな課題となっている。その点で前述の特許文献３のシステムは、煙突効果と外部風による誘引効果とを組み合わせているので、システムの適用範囲を、従来ならば十分な換気性能が得られない微風時にまで広げるものと期待されている。

しかしながら、煙突状の換気塔を高く起立した自然換気システムでは、外部風の風向きや風速などの気象条件次第では、外部風が換気塔内へ吹き込んでしまうことがある。

特に建物の立地条件・プラニングの制約から、外部風の出現頻度の高い主風向において、換気対象室の換気開口（通常時の給気口）を建物の周辺のうち風下側、即ち負圧が発生する側にしか確保できない場合には、前述したように換気塔上端から換気開口へ空気が逆流する現象が顕著に生じていた。これは風が強いときには建物の周りでは空気の流れが不安定となり、換気塔の上端の排気口での負圧よりも建物外壁の給気口での負圧が一時的かつ断続的に大きくなってしまうことがあるからであると考えられる。

このように換気塔内を空気が下向きに逆流する現象は、常に生じているわけではないので、従来は成り行きに任せておくか、或いは換気塔内に設けたダンパーを閉鎖させるなどして自然換気を停止し、機械換気に切り替えるようなシステムを計画していた。しかし、こうしたシステム計画にも後述のようにさまざまな欠点があった。

そこで本発明は、建物から起立した換気塔を排気ダクト及び給気ダクトとして兼用し、気象条件に応じて排気用及び給気用として使い分けることができるようにすることで、自然換気の利用率を高めるようにした自然換気システムと、このシステムに適した導風装置とを提供することを目的とする。

第１の手段は、換気口２付き建物から起立する換気塔４の上下端間の空気の密度差による重力換気作用を利用して、建物中の空気を換気塔より排気するとともに換気口から給気することが可能な自然換気システムにおいて、
上記換気塔４の上端に、排気口及び吸気口を兼ねた導風装置６を付設しており、
この導風装置は、横方向に開通する通気路を含み、この通気路の途中部分を換気塔４の上端開口に臨ませて、風速が基準速度未満である第１のモードで横風が通気路を通過するとともに風速が基準速度以上である第２のモードで横風を捕捉して換気塔内に押し込むようにしており、
この導風装置の第１モードと第２モードとの間の切替を、機械的な動力或は風力により行うことが可能に構成されており、
更に上記第２モードにあって、上記導風装置６による横風の押込み力を、少なくとも重力換気作用よりも大とすることで、換気塔４を介して外気を建物へ供気することが可能としている。

本手段は、建物の起立した換気塔を、基準風速未満では排気ダクトとして、基準風速以上では給気ダクトとして使い分けするものである。この目的のために換気塔の上端に、風速が基準速度以上のときに横風を換気塔内に押し込むように設けた導風装置を付設している。

こうした導風装置を設けなくても、風速がある程度大きくなると換気塔上端の排気口から建物適所の給気口へ逆流するという現象は自然に起こることである。建物の周囲では例えばビル風と呼ばれる不安定な気流が生じ、それにより給気口付近に一時的な負圧が発生するからである。しかしながら、こうした負圧は不安定なので、自然の成り行きに任せると、換気塔の内部では正逆方向に風向がめまぐるしく変化するおそれがある。そうなると同じエアが換気塔内を昇降するだけで換気対象室内の空気がなかなか外部に排出されず、単位時間当たりの換気風量は著しく低下することになる。即ち、ビル回りに自然に発生する負圧は高品質の換気の動力源として適していない。

このため、自然逆流を生じるような気象環境となると、前述のように自然換気を機械換気に切り替えるのが普通であるが、機械換気に切り替えることで余分なエネルギーを必要とするばかりでなく、そもそもランダムに発生する逆流の条件をアルゴリズムに組み込むのが簡単でないという問題がある。もっとも風速がある速度以上になったら逆流を生じ易いという大よその傾向を経験的又は実験的に把握することは比較的容易である。そこで、本出願人は自然逆流を回避する代わりに風速が基準速度以上になったときに人工的に換気塔内に逆流を起こさせることを内容とする本手段を提案している。

逆流を起こすための条件は、「導風装置による横風の押込み力を、少なくとも重力換気作用よりも大とすること」である。まず、換気塔の高さをＨ、風向切替のときの風速（基準速度）をＶ、ｇを重力加速度、ρを空気密度とする。仮に導風装置が横風の運動量を全く運動エネルギーの損失なく、下向きに切り替えることができるとすると、導風装置による押込み力（圧力）Ｐ_Ｄは横風の動圧に等しく、（ρ／２）Ｖ^２である。現実には運動エネルギーの損失があるので損失係数をλ（０＜λ＜１）とする。また重力換気作用はρｇＨである。従って求める条件は、
［数式１］ λ（ρ／２）Ｖ^２＞ρｇＨ
λは導風装置の形状に依存する数値であり、実験的に設定すればよい。また、建物の給気口付近で発生した負圧をΔＰ（＜０）、換気塔を通過する際の損失をＨ_Ｌとすると、上記の数式１はより正確には次式のようになる。
［数式２］ λ（ρ／２）Ｖ^２＞ρｇ（Ｈ+Ｈ_Ｌ）+ΔＰ
ここで「換気塔」は、少なくとも建物の上部から起立しているものをいうが、その換気塔の下部を建物の下層階へ延長して、縦シャフトとしても良い。

「基準速度」は、換気効率が高くなるように適宜設定することができる。風速がある程度以上となると建物の周りの空気が不安定となり、換気口付近に強い負圧が発生して換気塔から換気口へ空気が流れる可能性があるので、そうならない範囲で基準速度を設定するとよい。

「換気塔」は、煙突効果により建物内部の空気を排気する機能と、導風装置が捉えた建物上空の空気を建物内に給気する機能とを有する。風が建物の周囲を通り抜けるときに、建物の周りには剥離領域Ｓが発生し、この領域内では圧力が低下する。よって領域内に導風装置があるとエアの押込み力が低下することになるため、換気塔は、少なくとも自然換気を行う風速上限での剥離領域よりも上方へ突出させることが望ましい。剥離領域（負圧領域）が如何なる風速でどの程度発生するのかについては例えば空洞実験を行えば判る。また外部風の速度は地面からの高さの平方根に比例するため、換気塔の高さを大きくするほど導風装置内での空気の押込み力が向上することになる。他方、換気塔の長さが大きくなるほど換気塔内面との摩擦が大きくなるため、両者のバランスをとることが望ましい。

「導風装置」は、換気塔を給気路として用いるときには、自由空間を流れる外部風を捕捉して強制的に換気塔内へ押し込むことができ、また換気塔を排気路として用いるときには、外部風を単に通過させることができる機能を有する装置である。導風装置は横方向に開通する通気路を有しており、排気モードでの誘引効果を持たせるために、当該通気路は横方向にほぼ真直ぐ延びているもの（風道）であることが望ましい。しかしながら、必ずしもそうである必要はない。

導風装置にはさまざまなタイプが考えられる。例えば導風装置の動力という面では、風力で動く受動タイプ又は機械力で動く自動タイプの何れとしてもよい。また、導風装置の受風面の構造としては、風道の内部に受風体として風向切替用ダンパーを内装してもよいが、受風体が風道を画成する壁の一部であって、この一部が動くことで、風が風道を素通りしたり風向を換気塔側へ変更するようにしてもよい。

第２の手段は、建物の換気塔の上端に付設できるように設けられ、
横方向に開通する風道を含み、
この風道の途中部分を換気塔の上端開口に臨ませた状態で、風速が基準速度未満である第１のモードで横風が風道を通過するとともに風速が基準速度以上である第２のモードで横風を捕捉して換気塔内に押し込むように設けた、捕風作用を有する導風装置であって、
上記風道は横方向にほぼ真直ぐ延びており、
上記横風を換気塔へ導く導風部１８を、相互に向かい合って風道２２を規定する一対の気流案内板２０と、少なくとも第２モードにおいてこれら気流案内板の間に在る受風体２４とで構成しており、
この受風体２４は、横風が風道２２を水平に吹き抜けることが可能な第１の位置と、横風を受けるために風道２２を遮る第２の位置との間を移動できるように設けている。

本手段は、前述の換気塔利用式自然換気システム用の捕風作用を有する導風装置である。一般に流路の途中の分岐点内に流路切替え用のダンパーを設けることは従来よく知られている。しかし、本手段の導風装置（ウィンドキャッチャー）は、換気塔である排気路の末端に付設され、ある風速以上で屋外の自由空間を水平に流れる風を捕えるとともに、捕えた風を流路本来の搬送動力（重力作用）に抗して周囲を囲われた空間である換気塔内部へ押し込むという機能を有するものであり、その点で単なる風向切替装置と異なっている。

「建物の換気塔の上端に付設され」とあるのは、少なくとも導風部を含む導風装置の本体が換気塔の上端に付設されていれば足り、例えば後述の如く装置の動作を制御するための制御部を地上に設置しても良いものとする。

「導風部」は、横風を捕捉して第２モードにて換気塔内に圧送する機能と、第１モードにて換気塔上方を素通りするように案内する機能を有する。そして前者の機能のために例えば左右一対の気流案内板と、風道の上方側を仕切る受風体とで横風の総圧（動圧＋静圧）を導風部内でそっくり受け止め、換気塔内への押込み力に変換するように構成している。

「受風体」は、第２モードにおいて横風の行く末を遮り、換気塔側へ風向を変更する機能を有する。受風体は、後述のシーソー型、シャッター型などさまざまな形がある。受動部材が第１、第２の位置の間を移動するとは、直線上又は曲線上を移動することのほか、軸周りに二つの向き（回動位置）の間を移動することを含むものとする。受風体の素材は、台風などの強風時にかかる風圧力に耐えうるための強度を有すること、屋外での日射や雨に曝されるような状況で使用されるときには、耐候性に優れた材料とすることが好ましい。具体的にはアルミニウム、ステンレス、チタンなどの耐（腐）食性に優れた金属材料、炭素繊維強化樹脂などが挙げられる。

「気流案内板」は、受風体の側方に向かい合って配置され、受風体に衝突した風が側方に逃げないように気流を換気塔側へ案内する機能を有する。

「風道」は、外部風の通り道であって、風本来の運動量を損なわないような形状のものが望ましい。特に横方向にほぼ真っ直ぐに延びているものが好適であるが、通路の一部が屈曲していても屈曲角が１３５°以上の鈍角であればよい。また通路の断面積を徐々に絞って縮流を生じさせるようにしたものであってもよいが、意図的に空気を迂回させるような形状の通気路は含まれない。

第３の手段は、第２の手段を有し、かつ上記受風体２４は、風力により第１の位置と第２の位置との間を移動するように構成している。

本手段では、受風体の位置の切替を風力で行うことで、省エネルギー型の換気システムを提供している。

具体的には、受風体の一部に有する受風面を、横風の風圧を推進力に変換するように設計するとともに、風速が一定以上に達したときに、重力などの復元力に抗して第１の位置から第２の位置へ移動し、風圧が一定未満となったときに上記復元力によりもとの位置に復帰するように構成すればよい。上記復元力を実現するためにゴムやスプリングなどの弾性体を用いてもよい。弾性力や粘性力を利用して、受動部材が第１の位置から離脱する動きに抵抗する抵抗機構を設けることで、換気塔を介して排気する第１のモードと換気塔を介して給気する第２のモードとの切替を的確に行うことができる。

受動タイプの受動部材としては、水平軸周りに羽根状の板が風圧周りに回転して自重＋弾性力により復帰するものを好適例として挙げている。しかし本発明の範囲はこれに限られるものではなく、例えば横軸周りに回動して弾性力により復帰するものや、揚力翼を用いて揚力により上昇し重力により下降するものなどについても適用することが可能である。

第４の手段は、第２の手段を有し、かつ
少なくとも前述の導風部１８とこの導風部の受風体２４を動かすための駆動部３４とを含む導風装置本体６ａを、換気塔４の上端部に取り付け可能に構成するとともに、その駆動部を制御するための制御部３８と、この制御部に接続され、建物又は換気塔の周囲の風速或いは空気圧を測定するためのセンサ部３６とを具備しており、
このセンサ部が測定した風速或いは空気圧に応じて、受風体２４が第１の位置と第２の位置との間を移動するように駆動部を制御することを特徴としている。

本手段では、機械力で受風体の位置を制御することにしており、これにより安定した動作特性が得られる。例えば前述のように風力で位置を制御する場合には、風速が基準速度付近で不規則に変化しているときに、受風体が第１、第２位置の間を頻繁に移動し、受風体の故障を生じたり、或いは換気効率が悪くなる可能性がある。しかしながら、機械で位置制御するときには制御サイクルを工夫することで適正な動作を得られる。尚、機械力による自動モードと風力による受動モードとを切り替えることができるようにしたものも、本手段の範囲に含まれる。

「センサ部」は、風速センサ（風向風速センサを含む）、あるいは圧力センサの何れでもよい。風速センサは、換気塔の上部に付設することが望ましいが、換気口付近に設置してもよい。圧力センサは差圧センサとすることができる。この差圧センサの用い方としては、単に風速センサの代わりに用いても良いが、風速センサに代えて或いは風速センサとともに、換気塔の上部及び換気口付近の圧力の差を測定する圧力センサを設け、その出力により第１、第２モードの切替を行っても良い。

第５の手段は、第２の手段から第４の手段のいずれかを有し、かつ
上記受風体２４は、支軸２８の周りを回動することで、第１の位置と第２の位置との間を移行可能な羽根板２６で形成している。

本手段では、受風体２４が回動することで支軸周りに第１、第２の位置の間を移動できるように設けている。この構成の利点は受風体を設計し易いということである。この導風装置は、換気塔の上端部という狭い場所に設置されるものであるから、換気塔上方で受風体が支軸周りに向きを変えるだけで第１、第２位置間の移動が可能な構造は、設計上都合が良い。また受風体である羽根板は、一旦傾斜状態となると風上流から見た見かけ上の面積（見つけ面積）が増大するために水平状態から傾斜状態へ移行することで横風から受ける風圧が増大する。これは、自然界の風が基準速度の付近で増減しても、一旦傾斜した状態になってしまえば安定してその状態が維持されることを意味し、チャタリングのような不安定な動作を防止することができる。

「羽根板」は、風速に応じて回って風向を調節する機能を有し、水平方向に対する傾斜が小さい第１のモード（又は位置）と、傾斜が大きい第２のモード（又は位置）との間を回動する板材として形成することができる。ここで傾斜が小さいとは、傾斜が零の場合及び羽根板の一部分（例えば先部）のみが傾斜している場合との双方を含むものとする。その回動力は、機械力を用いてもよいが、羽根板の傾斜部分が横風から受ける風圧を用いてもよい。尚、本明細書において、「回動」とは、主として一つの方向に回った後に反対方向へ戻ることを意図して設計された動きをいうが、一方向にのみ周り続けることが可能なものを排除する意味ではない。

第６の手段は、第５の手段を有し、かつ
上記一対の気流案内板２０は、換気塔４の開口部の両側に配置できるように垂直かつ平行に設置するとともに、
上記受風体２４は、風道２２の方向に長い羽根板２６の表裏両面を上下に向けて、この羽根板の中間部を水平な支軸２８に支承させ、上記風道２２内へ一方向から横風が吹き込んだときには、羽根板２６の他方端部が換気塔４の開口部他方縁部側の風道部分を遮蔽し、また、風道２２内へ他方向から横風が吹き込んだときには、羽根板２６の他方端部が換気塔４の開口部他方縁部側の風道部分を遮蔽するように形成している。

本手段では、羽根板の回転により風道方向のどちら側から風が吹き込んでも換気塔内に送り込むことができるようにしている。

第７の手段は、第６の手段を有し、かつ
上記羽根板２６は水平状態で中間部から湾曲して上外方へ自由端部を突出することで、換気塔の開口部に設置した状態で、この開口部の上端面と羽根板２６の裏面の間の風道２２の流路巾が羽根板２６の中間部で狭まるように形成している。

第８の手段は、第４の手段を有し、かつ
上記風道２２を画成する一対の気流案内板２０を基板１０の両側から起立するとともに、両気流案内板の上部間に頂板４０を横設し、
上記風道２２の両端部２２ａ、２２ｂを除く中間部分２２ｃ内で、上記基板１０に換気塔内部との連通孔１２を穿設し、
この連通孔の上方を横切る支軸２８を両気流案内板２０、２０の間に架設し、
この支軸から連結片４６を介して閉塞板４８を突設してなる受風体２４を、支軸周りを回転可能に設けて、
上記閉塞板４８は、支軸２８回りの回転によって順次、風道２２の一方端部２２ａを閉塞し、連通孔１２を閉塞し、或いは風道２２の他方端部２２ｂを閉塞するように構成し、
更に上記連通孔１２の上部開口を含む基板中間部分上面と、対応する頂板部分下面との一方又は双方に、待避凹部４４，４５を凹設して、
支軸２８回りの回動により閉塞板４８を待避凹部４４，４５内へ収納させることができるように構成している。

本手段では、支軸周りを回転する閉塞板を第１モードにおいて凹部内に待機させるとともに、第２モードにおいて風道の一方端部又は他方端部を閉塞することができるように設け、更に暴風雨の際に換気塔と連続する連通孔を閉塞することができるように構成したものである。

「閉塞板」は、風道の各端部及び連通孔を閉塞する機能を有し、この機能を担保する限りにおいてどのような形状であっても構わない。しかしながら、好ましい例として、閉塞板の外面を、支軸を中心とする円弧形状とし、これに対応して風道の側方から見た凹部及び連通孔の形状を円弧状とすると開閉操作をスムーズに行うことができる。また閉塞板の内面が、連通孔を閉塞しているとき或いは凹部内に収納されているときに風道の内面と面一になるように設計すると風道を通過する横風の抵抗を減らすことができて良好である。尚、本明細書で「回転」とは、一の方向に周り続けることと、一の方向に回り元の方向に戻ることの双方を含む意味で使われている。

第９の手段は、第４の手段を有し、かつ
上記受風体２４は、一対のガイドレール５０の間に架け渡され、相互に連結された複数の帯板５２からなるシャッターとして、そのガイドレール５０に沿って第１の位置と第２の位置との間を線状移動するように構成している。

本手段では、シャッタータイプの受風体を備えた、導風装置を提案している。この構成では、ガイドレールの形を適宜設計することで、横風を効率良く換気塔内に押し込むように受風体の形状を決定することができる。

第１の手段に係る発明によれば、導風装置６を換気塔の上端に付設することにより、風が弱いときには換気塔を排気路として重力換気を行うことができ、また風が強いときには換気塔を給気路として風圧を利用する圧力換気を行うことができ、２種類の換気方式を組み合わせて自然換気の可能な範囲を広げることができる。

第２の手段に係る発明によれば、次の効果を奏する。
○導風装置の導風部１８を、相互に向かい合う一対の気流案内板２０と、これら気流案内板の間を移動可能な受風体２４とで形成したから、第２モードにおいて横風を一対の気流案内板２０と受風体２４とで確実にキャッチして換気塔内へ押し込むことができ、圧力換気の効率を向上させることができる。
○風道を真直ぐ横向きにしたから、横風の風力を削ぐことがなく、第１のモードにおいて建物内の空気を引き上げる誘引効果が期待できる。

第３の手段に係る発明によれば、受風体２４は風力で作動するから、その動きを制御するためのエネルギーが不要である。

第４の手段に係る発明によれば、センサ部３６の出力により受風体の位置の切替を行うから安定した動作が得られる。

第５の手段に係る発明によれば、次の効果を奏する。
○受風体２４を回動型の羽根板としたから、換気塔の上方で風道を開閉するように受風体の傾斜を変更させるように形成すればよく、第１位置において受風体を引き込むスペースを確保する必要がなく、装置の構造が簡単となる。
○受風体である羽根板は、一旦傾斜状態となると風向方向から見た見かけ上の面積（見つけ面積）が増大するために傾斜状態をしっかり維持することができ、安定した動作が保障される。

第６の手段に係る発明によれば、受風体２４は、風道２２の方向に長い羽根板２６の中間部を支承させたから、風道方向のどちら側から風が吹いても、風を捉えて換気塔４内に押し込むことができ、効率が良い。

第７の手段に係る発明によれば、羽根板２６を、中間部から湾曲して上外方へ自由端部を突出する形状とすることで、風道２２の流路巾が中間部で狭まるようにしたから、第１モードにおいて風道２２の中間部で風速の増大により負圧が生じ、換気塔４内の空気が引き上げられるようにしたから、重力換気モードにおいて負圧による圧力換気の作用を付加することができ、換気効率を高めることができる。

第８の手段に係る発明によれば、次の効果を奏する。
○例えば暴風雨の際には閉塞板４８で連通孔１２を閉塞するから、連通孔から換気塔４内へ風雨が吹き込むことを防止することができる。
○横風が風道２２を素通りする第１のモードにおいては閉塞板４８を待避凹部４４、４５内に収納させることとしたから、導風装置の構造を複雑化させずに閉塞板をコンパクトに組み込むことができるとともに、第１のモードで強風が吹いても閉塞板は予め凹部内へ退避させているので、支軸が損傷したり、閉塞板が飛ばされることを防止できる。

第９の手段に係る発明によれば、上記受風体２４を、一対のガイドレール５０の間に架け渡したシャッタータイプとしたから、効率良く風を捕捉して換気塔内へ押し込むことができるように、側方から見た形状を設計することが容易である。

図１から図７は、本発明の第１の実施形態に係る自然換気システム及びこのシステムに利用される導風装置を示している。このシステムは、換気口２と、換気塔４と、導風装置６とで構成されている。本実施形態の導風装置は、風力を利用して動く受動タイプであり、自動タイプのものに関しては後の実施形態で説明する。

換気口２は、建物Ｂの各階の外壁に穿設されている。換気口内には双方向風量調整ダンパーを設けることができる。

換気塔４は、建物Ｂの上方へ起立する筒状（或いは煙突状）の構造物であり、その下部を下方へ延長して、建物と一体化した縦シャフトとしている。図示の換気塔は上方から見て円筒形であるが、例えば四角形などの多角筒形に形成してもよい。

導風装置６は、換気塔４の上端に取り付けられている。受動タイプの導風装置は、少なくとも基部８と、導風部１８とを含んでいる。

上記基部８は、基板１０と装着筒１６とを有している。基板１０は中央部に換気塔の筒孔と同程度の大きさの連通孔１２を有しており、この連通孔の回りの基板部分裏面から、装着筒１６を垂下している。

上記基板１０の前後両端１４は、後述の羽根板の下面と当接して羽根板を係止する受部としている。図示例では、上方から見た基板の全体形状を、換気塔の開口部形状に対応してほぼ円形とするとともに基板の前後両縁の左右両部を前後方向へ延長して、この延長板部１０ａの前後各端が直線状となるようにし、その端部全体で羽根板を指させるようにいる。

装着筒１６の上端部は、連通孔の周りの基板部分裏面に上端部を連結させている。そしてこの装着筒を換気塔４の筒壁外面の上端部分に嵌合して固定させている。尚、装着筒とは別に基板の裏面側から換気塔の内側へ嵌合する補助筒を垂下し、これら補助筒及び装着筒をそれぞれ換気塔に強固に固定するようにしても良い。

上記導風部１８は、一対の気流案内板２０と受風体２４とで形成している。

各気流案内板２０は、基板１０のうち連通孔１２の左右両側部分から、互いに向き合うように起立し、かつ対峙している。各気流案内板２０の適所（図示例では上部）には軸受け孔２１を穿設している。また図３に示すように気流案内板２０の前後両縁は、連通孔１２の前方乃至後方にそれぞれ伸びており、これら気流案内板の間に風の通り道、即ち風道２２を形成するようにしている。

受風体２４は、第１のモードでは風道内を前後方向に通る気流を邪魔しないような位置に待機しており、第２のモードでは風道の風下側を仕切るように構成している。図示の例では、各気流案内板２０の軸受け孔２１の間に支軸２８を架設し、この支軸で枢着した羽根板２６で受風体２４を形成している。この羽根板は、図２の如く側方から見て上前方乃至上後方に湾曲しており、真横から横風が羽根板の前後両部裏面に風が当たって回動するように形成している。また、羽根板と気流案内板との間には、回転力と反対側に抵抗を生ずる抵抗機構３０を設け、その抵抗力の大きさの設定により風速が基準風速以下であるときには羽根板２６を維持するように構成している。図示例では、抵抗機構をゼンマイ形のコイルスプリングとし、そのスプリングの内端を、軸受け孔２１外方へ突出させた支軸２８部分に係止させ、またスプリングの外端を気流案内板２０の外面に固定させている。しかし抵抗機構の構成は適宜変更することができる。

尚、建物Ｂは、図示例では換気塔４下部の縦シャフト５から廊下Ｃを介して換気対象室Ｒに連続しており、この換気対象室に換気口２を形成している。もっとも廊下を省略して縦シャフト５と換気対象室Ｒとを隣接させ、これらを開口部又は換気ダクトを介して連通させてもよい。

図４は、羽根板が回動し始める条件の設計に関して説明するための図である。図２に示すような断面円弧状では計算が複雑となるので、代わりに図５(Ａ)のような横向きコ状のモデルの回転体を使用する。この回転体の水平板部分の横巾は２Ｌ（ｍ）とし、この水平板の端部Ｅと直角にｘ軸をとる。回転体の縦板部分の高さはＬtanθ（＝ｘ_０）とする。回転体の奥行きをｗ（ｍ）、単位面積当たりの重量をｍ(kg/m^２)とする。更にこの回転体に当たる横風の風速をｖ(m/s)とし、この風により回転体に軸周りに作用するモーメントをＭ（Ｎｍ）とし、空気の密度をρとする。無風水平状態では、回転体のうち水平板部分は横風が当たらないから、モーメントへの寄与は零である。羽根板に働くモーメントの式は次のようになる。
［数式３］Ｍ＝ｍＬtanθｗｇＬ−ｍＬtanθｗｇＬ＝０
前述の抵抗機構の抵抗モーメントをＲとして、風速ｖ（０＜ｖ＜ｖ_１）の外部風が吹いたとすると、羽根体に働くモーメントは次の通りとなる。但しｃは風圧係数、αは回転角である。
［数式４］Ｍ＝∫^Ｌtanθ _０(ｃρ/2)ｖ^２ｇｄＬ×ｗＬ＋ｍＬtanθｗｇＬ−ｍＬtanθｗｇＬ−Ｒ
更に風速がｖ＞ｖ_１となったときには、
［数式５］Ｍ＝∫^Ｌtanθ _０(ｃρ/2)×（ｖ・ｃｏｓα）^２×ｄＬｗＬ−Ｒ‘＝∫^Ｌtanθ _０(ｃρ/2)×（ｖ・ｃｏｓα）^２×ｗＬ×ｄＬ−Ｒ‘
但し、Ｒ‘は回転時の抵抗モーメントである。

図５は、羽根板の復元力Ｆと風速ｖとの関係を表している。同図にあるように、風速が０〜ｖ_１の範囲は、換気塔を介して排気する第１のモードに対応しており、このモードでは抵抗機構３０のスプリングについてフックの法則が成立している。しかしながら風速がｖ_１を超えると、羽根板２６は急に回動するので、スプリングの変形量も急増してフックの法則が成り立つ範囲を外れる。その結果としてスプリングの抵抗力、即ち復元力は急減してその後一定になる。

図６は、本システムにおける換気量と風速とのある条件下での関係を表わす図である。細い実線のラインは排気モードを、また太い実線のラインは給気モードを示している。また太い点線のラインは、対比のために太い実線のラインを軸を中心に反転させたものである。これによれば、風速２．５ｍ／ｓ付近で二つのラインが交差することが判る。これより、２．５ｍ／ｓ以下では排気モードとし、それ以上では給気モードとなるようにすると、換気能力を向上することができる。

これらのラインは次のように計算したものである。まず換気（排気）流量は、次の数式６で与えられる。
［数式６］Ｑ＝αＡ×［｜２｛１−(Ｔｏ／Ｔｃ) ｝ｇＨ＋(Ｃｗ−Ｃｃ)Ｖ^２｜］^０．５
但しＣｗは居室の窓内の風圧係数、Ｃｃは煙突のトップの風圧係数、Ｔｏは外気温（Ｋ）、Ｔｃは煙突内部の温度（Ｋ）である。なお、Ｃｗ＝−０．４、Ｃｃ＝−０．６として計算している。

また換気（給気）量は、次の式７で与えられる。
［数式７］Ｑ＝−αＡ×［｜２｛１−(Ｔｏ／Ｔｃ)｝ｇＨ＋(Ｃｗ−Ｃｃ)Ｖ^２｝｜］^０．５
ここでＣｗ＝−０．４、Ｃｃ＝０．８として計算している。

図７は、本実施形態に係るシステムの作用を示している。図７（Ａ）は、無風状態を示している。導風装置６は第１のモードにあり、風道２２の両側が開いている。このとき建物内外の温度差により、建物内の暖かい空気が煙突効果により換気塔４の上部から排気されるとともに、各室の窓（換気口）から外気が流入する。

図７（Ｂ）は、微風〜中風時の状態を示している。導風装置は依然第１のモードにあり、風道２２の風上側及び風下側の双方が開口している。このとき、横風は風道２２を通って風上から風下に流れ、羽根板２６は弧状であるので風道２２中で縮流が生じる。このため、誘引効果によって排気が促進される。このときの様子は図６の細い実線のラインで表されている。

図７（Ｃ）は、強風時の状態を示している。導風装置６は第２のモードにあり、羽根板２６が大きく回転して風道２２の風下側が閉じる。そして風道２２内に入った風は羽根板２６に当たった後に換気塔４内へ押し込まれる。このときの様子は図６の太い実線のラインで表されている。

尚、風圧係数は、矩形の建物の各部にかかる風圧について求めたものが公知であり、それをもとに大まかに推定することができる。より詳細には、風洞模型実験によって開口等の所要の各部に係る風圧について、風圧係数を求めておくことが望ましい。

図８は、第１の実施形態の受動型（風力作動型）の導風装置の変形例を示している。この例では、羽根状の羽根板に代えて、頂板を兼ねた揺動板を受風体２４としている。この揺動板は、支軸２８よりも風上側に重心を有し、常時は各気流案内板の内側上部に付設したストッパ４１に係止している。この揺動板の前部は緩やかに上方へ傾斜しており、ここで風圧を受けて図９のように風上側で開放するとともに、風下側で風道２２を遮断するように設けている。また、気流案内板２０の風上側は、図９に示す受風体２４の傾斜状態の位置に合致するように上方へ延長しており、この延長板部分２０ａと受風体２４とで横風を漏らさず捕らえ、換気塔４側へ集風するように設計されている。

以下本発明の他の実施形態について説明する。これらの構成のうち第１の実施形態と同じ事項については同一の符号を付することで説明を省略する。

図１０から図１２は、本発明の第２実施形態を示しており、受風体の第１、第２のモードの切り替えを機械力で行うようにしたものである。

本実施形態では、換気塔４の上端部に取り付けられる導風装置本体６ａを、基部８と導風部１８と駆動部３４とセンサ部３６とで形成している。

駆動部３４は、導風部１８の羽根板２６を回転させるためのものである。駆動部は、基部８或いは気流案内板２０のうち羽根板の動きを妨げないような適所に固定すればよい。

センサ部３６は、風向風速センサ３６Ａと、差圧センサ３６Ｂ、３６Ｃとで構成している。風向風速センサ３６Ａは、羽根板２６の動きを妨げないように、基部から十分に起立する支持棒の上部に取り付けられている。差圧センサ３６Ｂは、換気対象室Ｒ内外の圧力差を測定するように構成している。差圧センサとしては、例えばピトー管の原理を利用したもので、電気信号として出力を取り出せるものが、従来公知である。差圧センサ３６Ｃは、風道内の圧力と換気対象室との間の圧力を測定するように構成している。また図１０中、符号３７Ａは外気温湿度センサ、３７Ｂは降雨センサである。これらの出力により外気エンタルピを計算することができる。

更に本実施形態の導風装置６は、利用者が操作し易いように導風装置本体６ａとは別体とした制御部３８を有している。制御部３８は、センサ部３６からの風速信号を受け取って駆動部３４に指令を送り、受風体２４の第１、第２位置の切替を行うとともに、各階の換気口２に設置したダンパーの開度を調節することができるように設けている。

図１２は本実施形態の制御方法を示している。即ち、一定の制御サイクル（更新周期）において第２のモード（給気）が有効かどうかを判定する。センサ部として風向風速センサを用いるときには、測定された風速が基準速度で、風向が一定の範囲（θ_Ａ＜風向（°）＜θ_B）である状態で第１のモードと第２のモードとの間で切り替えるようにすることができる。また風速センサに代えて差圧センサを用いるときには、例えば一つの観測点で風の方向に総圧を、風向と直角方向に静圧をそれぞれ測定して、その圧力差（動圧）から風速を計算するようにすればよい。そして計測された風速が基準速度である状態で第１、第２モードの間で切り替えればよい。その他の方法としては、まず換気塔の上部での圧力Ｓｃｔと換気口での圧力Ｓｃｓとをそれぞれ測定する。通常は上空の方が風が強いために換気口が風上側となるときにはＳｃｔ＜Ｓｃｓであるが、これが逆転してＳｃｔ＞Ｓｃｓとなったときに第１、第２モード間の切替を行うことができる。

尚、羽根板が風力により動くモードと機械力で動くモードとを使い分けすることもできる。そのためには、図１３に示す如く駆動部と支軸との間に、従来公知の回動リンク／解除機構４２を設ければよい。

図１４は、第２の実施形態の第１の変形例を示している。図１０〜図１３の例では、風道を形成する壁の一部を受風体としていたのに対して、本例では、風道を形成する通路壁の内部に受風体２４としてダンパーを設置したものである。ダンパーは風道の一端部に設置され、風道の他端は常時開口している。上記ダンパーは図示しない駆動部により開閉可能とすればよい。

図１５は、第２の実施形態の第２の変形例を示している。この例では、各気流案内板の上端部の間に頂板４０を掛け渡して風道２２を画成し、かつこの風道の換気塔よりも外側部分（図１５に矢示する風向の風上及び風下部分）に一対のダンパー形の受風体２４、２４を設けたものである。各受風体は風道を完全に遮断して風道内に入った空気を全て換気塔内へ送り込むように設けることが望ましい。各受風体は、図示しない駆動部により開閉操作される。図１６は、この変形例の操作の制御方式を示すフローチャートである。即ち、ある制御サイクルにおいて、図面右側からの風が一定の給気条件（風速が一定以上など）を満たしていれば、同図左側の受風体が閉、同図右側の受風体が開となる（給気１モード）。次のサイクルで図面左側からの風が一定の給気条件を満たしていれば、同図右側の受風体が閉、同図左側の受風体が開となる（給気２モード）。更に次のサイクルで図面左右何れからも給気条件を満たす風が入って来なければ左右双方の受風体が閉となる（排気モード）。更に台風のような強風のときには、両受風体２４を閉とするとよい。

図１７は、第３の実施形態の第３の実施例を示している。この例では一枚の受風体２４が風道の下端の適所を中心に１８０°起立状態と垂下状態との間を回動可能にしている。

図１８から図１９は、本発明の第３の実施形態として、受動型の自然換気、自動型の自然換気、及び機械換気を併用する換気システムについて説明している。

まず一般的に自然換気は過度の強風・大雨・酷寒・酷暑のときには利用し難いので、これらの環境下では機械換気に切り替えるように図１８に示すようなアルゴリズムを用いると良い。このアルゴリズムを自然換気をすべきでない場合を判定する自然換気許可ブロックとして、全体の制御の流れを構成すると図１９のようになる。即ち、自然換気が可能である場合において、風力による作動（自力作動）が望ましいときには、受風体回動用の駆動部の回転力が受風体に伝わらないロックオフ状態に、また機械力による作動（動力作動）が望ましいときには上記回転力が受動部材に伝わるロックオン状態になるようにすればよい。

図２０及び図２１は、本発明の第４の実施形態を示している。本実施形態は、第１実施形態のフィン形の羽根板に代えて、閉塞板が支軸の周りを回るように構成したものである。

まず本実施形態では、前後方向に長い水平な基板１０の左右両端部から、互いに平行な一対の気流案内板２０を垂直に起立するとともに、この気流案内板２０の上端部の間に頂板４０を掛け渡して、これら基板、気流案内板及び頂板で、前後方向から見て長方形状の風道２２を形成している。そしてこの風道の前後方向中間部２２ｃに臨むように、基板１０の対応部分に連通孔１２を穿設している。この連通孔１２の上半部と重なるように、基板１０の中間部分には、第１の待避凹部４４を凹設している。図示の待避凹部は、図２１に示すように左右方向へ基板全巾に亘って延びる待避溝である。側方から見た待避凹部の断面形状は、図２０に示す通り、後述の支軸２８を曲率中心とする円弧状をなしている。

頂板４０の中間部分裏面には、第１の待避凹部４４と向かい合うように、第２の待避凹部４５を形成している。この第２の待避凹部も、頂板４０の左右方向へ頂板全巾に渡って延びる待避溝に形成している。この第２の待避凹部の断面形状も、やはり支軸２８を曲率中心とし、第１の待避凹部と同じ曲率を有する。

第１、第２の待避凹部の間には、両気流案内板２０、２０の間で支軸２８を架設している。この支軸は図示しない制御部により回転するように構成している。

支軸２８の周囲には、受風体２４を回転自在に設けている。受風体２４は、支軸２８から突設した複数の連結片（連結棒）４６と、これらの連結片によって支持された閉塞板４８とで形成している。この閉塞板は、側方から見て、第１、第２待避凹部の断面よりもやや小さい円弧形状である。閉塞板は、各待避凹部内に収納されたときにその外面が凹部の周囲の空洞内面部分とほぼ面一になるように形成し、これにより、強い風が風道内に吹き込んだときに閉塞板に作用する風圧を抑制することができる。

上記構成において、第１のモードのときには、上記閉塞板４８を第２の待避凹部４５内に待避させればよく、これにより横風は風道２２内を素通りする。第２のモードのときには、閉塞板４８に、風道の一方端部２４ａ又は他方端部２４ｂのうち風下側のものを遮蔽させる。また、台風などの場合には、第１の待避凹部４４内に閉塞板４８を収納させるとともに、この閉塞板で連通孔１２を閉塞させる。これにより換気塔内に風雨が吹き込まれることを防止できる。

図２２から図２４は、本発明の第５の実施形態を示している。本実施形態では、受風体２４をシャッター型にしたものを示している。即ち、左右一対の気流案内板２０、２０を下方に長く延長して、この延長部分を含む各板の内面周縁部分に溝状のガイドレール５０を逆U字形に形成する。特にガイドレールの上隅部を緩やかな曲線とすることで、受風体を沿って換気塔４へ送り込まれる気流のエネルギー損失を少なくすることができる。

上記各ガイドレールの間には、シャッタータイプの受風体２４を掛け渡す。この受風体は複数の帯板５２が連結してレールに沿って移動することができるように設けている。ガイドレール内にはチェーンなどの牽引手段を設け、これを伝動車５４などを介して駆動部３４と連動させて、ガイドレールを可動とすればよい。上記構成において、第１モードにおいては、図２２に示す如く受風体２４は、換気塔４の風下側に待避させている。第２モードにおいて、受風体は、湾曲した状態で気流案内板２０の風下側を覆っており、横風がその湾曲面に沿ってカーブしながら換気塔４内へスムーズに送り込まれるようにしている。

本発明の第1の実施形態に係る自然換気システムの全体構成図である。 図１のシステムに使用される導風装置の正面図である。 図２の導風装置の平面図である。 図２の装置の原理説明図である。 図２の装置の作用説明図である。 図１のシステムにおける換気量と風速との関係を示すグラフである。 図１のシステムの作用説明図である。 図２の導風装置の変形例である。 図８の導風装置の作用説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る自然換気システムの全体構成図である。 図１０のシステムに使用される導風装置の平面図である。 図１０のシステムの動作のフローチャートである。 図１０のシステムの要部を拡大して示す図面である。 図１０のシステムの導風装置の他の変形例である。 図１０のシステムの導風装置の変形例である。 図１５の変形例の動作のフローチャートである。 図１０のシステムの導風装置の更に他の変形例である。 本発明の第３の実施形態に係るシステムの作用説明図である。 図１８のシステムの動作の全体を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態の要部を側方から見た拡大断面図である。 図２０の装置の要部を正面から見た拡大正面図である。 本発明の第５の実施形態に係る換気塔利用式自然換気システムの導風装置を示す側面図である。 図２２の導風装置の平面図である。 図２２のシステムの作用説明図である。

符号の説明

２…換気口 ４…換気塔 ５…縦シャフト ６…導風装置 ６ａ…導風装置本体
８…基部 １０…基板 １０ａ…延長板部
１２…連通孔 １４Ａ、１４Ｂ…基板前後端 １６…装着筒
１８…導風部 ２０…気流案内板
２１…軸受け孔 ２２…風道 ２２ａ、２２ｂ…同端部 ２２ｃ…同中間部
２４…受風体 ２６…羽根板 ２８…支軸
３０…抵抗機構 ３４…駆動部 ３６…センサ部 ３６Ａ…風向風速計
３６Ｂ、３６Ｃ…差圧センサ ３７Ａ…外気温湿度センサ ３７Ｂ…降雨センサ
３８…制御部 ４０…頂板
４１…ストッパ ４２…回動リンク／解除機構 ４４…第１退避凹部
４５…第２退避凹部 ４６…連結片 ４８…閉塞板
５０…ガイドレール ５２…帯板 ５４…伝動車
Ｂ…建物 Ｒ…換気対象室 Ｃ…廊下

Claims (9)

1. 換気口２付き建物から起立する換気塔４の上下端間の空気の密度差による重力換気作用を利用して、建物中の空気を換気塔より排気するとともに換気口から給気することが可能な自然換気システムにおいて、
   上記換気塔４の上端に、排気口及び吸気口を兼ねた導風装置６を付設しており、
   この導風装置は、横方向に開通する通気路を含み、この通気路の途中部分を換気塔４の上端開口に臨ませて、風速が基準速度未満である第１のモードで横風が通気路を通過するとともに風速が基準速度以上である第２のモードで横風を捕捉して換気塔内に押し込むようにしており、
   この導風装置の第１モードと第２モードとの間の切替を、機械的な動力或は風力により行うことが可能に構成されており、
   更に上記第２モードにあって、上記導風装置６による横風の押込み力を、少なくとも重力換気作用よりも大とすることで、換気塔４を介して外気を建物へ供気することが可能としたことを特徴とする、換気塔利用式自然換気システム。
2. 建物の換気塔の上端に付設できるように設けられ、
   横方向に開通する風道を含み、
   この風道の途中部分を換気塔の上端開口に臨ませた状態で、風速が基準速度未満である第１のモードで横風が風道を通過するとともに風速が基準速度以上である第２のモードで横風を捕捉して換気塔内に押し込むように設けた、捕風作用を有する導風装置であって、
   上記風道は横方向にほぼ真直ぐ延びており、
   上記横風を換気塔へ導く導風部１８を、相互に向かい合って風道２２を規定する一対の気流案内板２０と、少なくとも第２モードにおいてこれら気流案内板の間に在る受風体２４とで構成しており、
   この受風体２４は、横風が風道２２を水平に吹き抜けることが可能な第１の位置と、横風を受けるために風道２２を遮る第２の位置との間を移動できるように設けたことを特徴とする、換気塔利用式自然換気システム用の捕風作用を有する導風装置。
3. 上記受風体２４は、風力により第１の位置と第２の位置との間を移動するように構成したことを特徴とする、請求項２記載の換気塔利用式自然換気システム用の捕風作用を有する導風装置。
4. 少なくとも前述の導風部１８とこの導風部の受風体２４を動かすための駆動部３４とを含む導風装置本体６ａを、換気塔４の上端部に取り付け可能に構成するとともに、その駆動部を制御するための制御部３８と、この制御部に接続され、建物又は換気塔の周囲の風速或いは空気圧を測定するためのセンサ部３６とを具備しており、
   このセンサ部が測定した風速或いは空気圧に応じて、受風体２４が第１の位置と第２の位置との間を移動するように駆動部を制御することを特徴とする、請求項２記載の換気塔利用式自然換気システム用の捕風作用を有する導風装置。
5. 上記受風体２４は、支軸２８の周りを回動することで、第１の位置と第２の位置との間を移行可能な羽根板２６で形成したことを特徴とする、請求項２から請求項４のいずれかに記載の換気塔利用式自然換気システム用の捕風作用を有する導風装置。
6. 上記一対の気流案内板２０は、換気塔４の開口部の両側に配置できるように垂直かつ平行に設置するとともに、
   上記受風体２４は、風道２２の方向に長い羽根板２６の表裏両面を上下に向けて、この羽根板の中間部を水平な支軸２８に支承させ、上記風道２２内へ一方向から横風が吹き込んだときには、羽根板２６の他方端部が換気塔４の開口部他方縁部側の風道部分を遮蔽し、また、風道２２内へ他方向から横風が吹き込んだときには、羽根板２６の他方端部が換気塔４の開口部他方縁部側の風道部分を遮蔽するように形成したことを特徴とする、請求項５記載の換気塔利用式自然換気システム用の捕風作用を有する導風装置。
7. 上記羽根板２６は水平状態で中間部から湾曲して上外方へ自由端部を突出することで、換気塔の開口部に設置した状態で、この開口部の上端面と羽根板２６の裏面の間の風道２２の流路巾が羽根板２６の中間部で狭まるように形成したことを特徴とする、請求項６記載の換気塔利用式自然換気システム用の捕風作用を有する導風装置。
8. 上記風道２２を画成する一対の気流案内板２０を基板１０の両側から起立するとともに、両気流案内板の上部間に頂板４０を横設し、
   上記風道２２の両端部２２ａ、２２ｂを除く中間部分２２ｃ内で、上記基板１０に換気塔内部との連通孔１２を穿設し、
   この連通孔の上方を横切る支軸２８を両気流案内板２０、２０の間に架設し、
   この支軸から連結片４６を介して閉塞板４８を突設してなる受風体２４を、支軸周りを回転可能に設けて、
   上記閉塞板４８は、支軸２８回りの回転によって順次、風道２２の一方端部２２ａを閉塞し、連通孔１２を閉塞し、或いは風道２２の他方端部２２ｂを閉塞するように構成し、
   更に上記連通孔１２の上部開口を含む基板中間部分上面と、対応する頂板部分下面との一方又は双方に、待避凹部４４，４５を凹設して、
   支軸２８回りの回動により閉塞板４８を待避凹部４４，４５内へ収納させることができるように構成したことを特徴とする、請求項４に記載の換気塔利用式自然換気システム用の捕風作用を有する導風装置。
9. 上記受風体２４は、一対のガイドレール５０の間に架け渡され、相互に連結された複数の帯板５２からなるシャッターとして、そのガイドレール５０に沿って第１の位置と第２の位置との間を線状移動するように構成したことを特徴とする、請求項４に記載の換気塔利用式自然換気システム用の捕風作用を有する導風装置。