JP4807885B2 - 換気ろ過装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気中に含まれる湿気やほこりや排気微粒子等をろ過処理し、屋外の騒音を吸音処理する換気ろ過装置に関するものである。

従来、住宅、ビル、マンション等の建物の壁に設けられた換気口には、非特許文献１〜３に示すように、室内の空気を循環する等のために換気装置が設置される場合がある。

このような換気装置では、空気中に含まれている湿気やほこりや排気微粒子を、その屋内外の間に生じる気圧差を利用して、屋外防雨用カバーに覆われる防虫網の隙間と空気流入管等を通過させてろ過処理する。また、換気装置の中には、上下に所定の間隔で配設された吸音板にグラスウールを貼って構成された吸音手段が備えられている。
アイエム株式会社、換気設備総合カタログ、VOL.11、2005.8、インターネット<http://www.imcompany.com/> 株式会社ユニックス、換気設備総合カタログ、VOL.3、2005.8、インターネット<http://www.unix-coltd.co.jp/> 株式会社シルファー、換気設備総合カタログ、2005年版、VOL.III、インターネット<http://sylpha.co.jp/>

ところで、上述した従来の換気装置の中に用いられた吸音手段では、空気中に含まれている湿気やほこりや排気微粒子がグラスウール等に捕集されながら吸音される。また、この吸音手段は、換気装置内に複雑な構造で固定されているため、吸音板に貼られたグラスウールのみを外すことができない。

よって、グラスウールにこびり付いた多量のほこりや排気微粒子を取り除くことができず、また、洗浄することもできない。

さらに、換気装置内部の構造上の問題から隙間等に残されたほこりや排気微粒子を取り除くことができず、長期間経つと蓄積されてしまう。

このような状態では、徐々に空気の流れとともに屋内にほこりや排気微粒子が流れ込んできてしまい、屋内の壁面や床等、あらゆる所に付着し、ほこりや排気微粒子の跡が残され、屋内の空気環境が汚染される可能性があるという問題があった。

また、吸音手段に湿気やほこりや排気微粒子が付着するために、吸音効果が低減してしまうという問題があった。騒音により、屋内の人間の健康、睡眠が害され、仕事効率が落ちるなどの問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、ろ過効果及び吸音効果が向上した換気ろ過装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の換気ろ過装置は、
建物の壁の換気口に同心円状に配置されるとともに、対向する互いの壁面間で屋外から屋内へ流れる空気の流路を構成する複数のフィルターユニットを有する浄化フィルターを備えた換気ろ過装置であって、
前記フィルターユニットは、
前記壁面に周方向に沿って形成され、前記複数のフィルターユニット間において径方向に重なる位置に配置された、空気の流入側から流出側に向かって軸心側に傾斜した第１の傾斜面と、
前記壁面の内側における前記第１の傾斜面の軸心側の端に、周方向に沿って形成された、空気の流入側に突出した第１の突出部と、
前記壁面に周方向に沿って形成され、前記複数のフィルターユニット間において径方向に重なる位置に、かつ、前記第１の傾斜面と軸方向に交互に配置された、空気の流入側から流出側に向かって外側に傾斜した第２の傾斜面と、
前記壁面の内側における前記第２の傾斜面の軸心側の端に、周方向に沿って形成された、空気の流出側に突出した第２の突出部と、
前記壁面の外側に周方向に沿って形成され、軸方向に前記第１の傾斜面より空気の流入側に配置された、前記第１の突出部側に開口した溝部と、
前記壁面の外側に周方向に沿って形成され、軸方向に前記第２の傾斜面より空気の流出側に配置された、前記第２の突出部側に開口した溝部とを有することを特徴とする。

また、前記フィルターユニットは、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面との間において、連結リングにより軸方向に連結されて構成され、
該連結リングを覆う吸音リングを有するようにしてもよい。

また、前記フィルターユニットは、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面との間において、連結リングにより軸方向に連結されて構成され、
該連結リングが吸音リングを兼ねるようにしてもよい。

また、前記溝部の断面形状がＣ字型であるようにしてもよい。

また、前記浄化フィルターは、前記複数のフィルターユニットの中心に、フィルター中心軸を有し、
該フィルター中心軸は、
前記フィルターユニットの壁面と対向する外壁面に周方向に沿って形成され、軸方向に前記第１の傾斜面より空気の流入側に配置された、前記第１の突出部側に開口した溝部と、
前記フィルターユニットの壁面と対向する外壁面に周方向に沿って形成され、軸方向に前記第２の傾斜面より空気の流出側に配置された、前記第２の突出部側に開口した溝部とを有するようにしてもよい。

また、前記複数のフィルターユニット及び前記フィルター中心軸を挟持した屋外側の押え及び屋内側の押えをさらに備えるようにしてもよい。

また、前記換気口内の屋外側に配設され、前記浄化フィルターが差し入れられる差込管をさらに備え、
該差込管は、底部に形成された屋外に連通する排水溝を有し、
該排水溝は、最も屋外側に配置された前記第１の傾斜面と前記第１の突出部により構成された溝に溜った水を排水可能であるようにしてもよい。

また、前記換気口内の空気の流入側に配置される第一の浄化フィルターと、前記換気口内の空気の流出側に配置される第三の浄化フィルターとをさらに備え、
前記浄化フィルターを第二の浄化フィルターとして、前記第一の浄化フィルターよりも空気流出側、かつ、前記第三の浄化フィルターよりも空気流入側に配置してもよい。

また、前記第三の浄化フィルターは、前記第一の浄化フィルターよりも目付が大きいようにしてもよい。

また、前記傾斜面の角度は、４０度以上４５度以下であるようにしてもよい。

また、前記第２の傾斜面及び前記第２の突出部により構成される溝部が、前記流路内に負圧ゾーンを構成するようにしてもよい。

また、前記フィルターユニットは、フィルター部材が連結リングにより連結されて構成されるようにしてもよい。

また、前記フィルター部材は、同じ形状であるようにしてもよい。

また、前記フィルターユニットの断面構造は、中心線の方向に同じ凹状の形状が連続するようにしてもよい。

また、前記浄化フィルターは、前記フィルターユニットの中心に、貫通孔が形成されたフィルター中心軸を有し、
前記フィルター中心軸の貫通孔に挿嵌可能であり、前記浄化フィルターを前記換気口内に固定するための固定用ボルトを備えるようにしてもよい。

また、前記浄化フィルターは、前記固定用ボルトを外すことにより、前記換気口内から取り外し可能であるようにしてもよい。

また、前記フィルター中心軸には、前記流路内に負圧ゾーンを構成するとともに前記流路に流入した空気中のほこりを捕集するための複数の溝部が形成されるようにしてもよい。

また、前記吸音リングは、前記流路内において鉛直方向に段差を付けて設けられるようにしてもよい。

また、前記第一の浄化フィルター及び前記第三のフィルターの中心には、前記固定用ボルトが挿嵌可能な貫通孔が形成されるようにしてもよい。

また、前記第一の浄化フィルター及び前記第三のフィルターの少なくともいずれか一方は、前記固定用ボルトを外すことにより、前記換気口内から取り外し可能であるようにしてもよい。

本発明によれば、ろ過効果及び吸音効果が向上した換気ろ過装置を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る換気ろ過装置について、以下図面を参照して説明する。
本実施形態の換気ろ過装置１は、空気中に含まれている湿気やほこりや排気の微粒子等を効率的に捕集、除塵、ろ過、浄化処理するとともに、屋外における騒音を低減すべく吸音するものである。換気ろ過装置１は、図１に示すように、住宅、家屋、ビル、マンション等の建物の壁に設けられた貫通丸孔である換気口に設置される。換気ろ過装置１は、屋内外の間に生じる気圧差を利用するものであって、図１に示すように、屋外から処理前空気が流入し、屋内へ処理後空気が流出される。

換気ろ過装置１は、図１に示すように、換気口に挿入される屋外差込管２及び屋内差込管３と、屋外側に配置される空気導入管４、防虫網５及び屋外防雨カバー６と、屋内側に配置される屋内通気グリル１４とを有する。

また、換気ろ過装置１は、図１に示すように、屋外側に第一の浄化フィルター８と、屋内側に第三の浄化フィルター１２と、第一の浄化フィルター８と第三の浄化フィルター１２との間に配置される第二の浄化フィルター９と、第二の浄化フィルター９を挟持する屋外側押え１０及び屋内側押え１１と、第一の浄化フィルター８、第二の浄化フィルター９及び第三の浄化フィルター１２等を固定する固定用ボルト１５と、固定用ボルト１５を螺合する固定用ナット１３とを有する。

固定用ナット１３は、図１及び図３に示すように、空気導入管４の中心部に溶接し、空気導入管４に固定する。空気導入管４には、空気を通すために、例えば四つの扇形孔や四分の一円形孔が設けられる。四つの扇形孔や四分の一円形孔のそれぞれの間には、例えば幅４ｍｍ〜６ｍｍの四本のリブが設けられる。

屋外差込管２及び屋内差込管３には、ほぼ円筒状で、それぞれフランジ部２ａ，フランジ部３ａが形成されている。屋外差込管２及び屋内差込管３は、壁に設けられた貫通丸孔である換気口に、互いにフランジ部２ａ，フランジ部３ａと逆側が接触するように配設される。

また、屋外差込管２には、図１及び図３に示すように、排水溝１６が底部に形成されている。排水溝１６は屋外と連通しており、換気ろ過装置１内に流入した水は屋外へと排水される。

第一の浄化フィルター８は、流入した空気中の湿気やほこりや排気微粒子等を捕集し、除塵するとともに、第三の浄化フィルター１２と比べると粗めにろ過する。第一の浄化フィルター８は、例えばポリエステル、ナイロンなどの合成繊維を素材としたステッチボンド不織布を材料にして製作され、目付は６０（g/ｍ²）以下に、円形板状に製作したものである。

第三の浄化フィルター１２は、第一の浄化フィルター８及び第二の浄化フィルター９等を通過した、径の小さい排気微粒子等を捕集し、除塵し、第一の浄化フィルター８と比べると細かめにろ過する。第三の浄化フィルター１２は、例えばポリエステル、ナイロンなどの合成繊維を素材としたステッチボンド不織布を材料にして製作され、目付は２００（g/ｍ²）以上、円形板状に製作したものである。

第二の浄化フィルター９は、第一の浄化フィルター８等を通過した空気中の湿気やほこりや排気微粒子等を捕集し、除塵し、ろ過するとともに、屋外における騒音を低減すべく吸音するものである。第二の浄化フィルター９は、図１乃至図３に示すように、同心円状に４層に配置されたフィルターユニット９ａと、片側吸音リング２３及び両側吸音リング２４と、フィルター中心軸２８とにより構成されている。第二の浄化フィルター９の断面構造は、図１及び図２に示すように、フィルター中心軸２８の軸線に対して対称であるとともに、フィルター中心軸２８の軸線と垂直な中心線に対しても対称である。

最内層のフィルターユニット９аとフィルター中心軸２８との間、及び、各フィルターユニット９ａの間の空間により、それぞれ空気の流路が構成される。流路の各間隔は、例えば１５ｍｍ〜３０ｍｍとする。

各フィルターユニット９ａは、４つの同じ形状のフィルター部材９１ａが、片側連結リング２２又は両側連結リング３２により連結されて構成されている。各フィルターユニット９ａは、中心軸の軸線及び軸線と垂直な中心線に対して対称な断面構造を有する。各フィルターユニット９ａの断面構造は、空気が流れる方向である屋外から屋内の方向に、中心軸に対して凹状の２つの同じ形状が連続することになる。なお、各フィルターユニット９ａを構成するフィルター部材９１ａの径は、各フィルターユニット９ａの配設位置によって異なる。また、最外層のフィルターユニット９ａを構成するフィルター部材９１ａは一部形状が異なっている。

各フィルター部材９１ａには、角度が４０度の傾斜面２１と、傾斜面２１と連続して形成された突状部３１とが形成され、傾斜面２１と突状部３１によりフィルター部材９１ａの内側に第一の溝２６が構成される。なお、第一の溝２６の断面はＶ字型である。

第一の溝２６及び傾斜面２１は、流路に流入した空気と接触することにより、空気を回転させ、空気の流れに遠心力を発生させる。また、半数の第一の溝２６は、後述する負圧ゾーン２７を構成する。さらに、最も屋外側の第一の溝２６は、図１に示すように、溜まった水を上述した排水溝１６を介して屋外に排水する役割も果たす。

また、各フィルター部材９１ａには、傾斜面２１と連続して第二の溝２５が形成されている。第二の溝２５は、傾斜面２１と連続する突状部３１とは逆側、かつ、フィルター部材９１ａの外側に形成されている。なお、第二の溝２５の断面は、Ｃ型に形成されている。第二の溝２５は、後述する負圧ゾーン２７を構成し、ほこりや排気の微粒子等を捕集する。

片側吸音リング２３及び両側吸音リング２４は、屋外における騒音を低減するものである。両側吸音リング２４は、図２において主に中央で各フィルター部材９１ａを連結している両側連結リング３２を両側から覆うように設けられている。片側吸音リング２３は、図２において主に屋内側または屋外側で各フィルター部材９１ａを連結している片側連結リング２２を片側から覆うように設けられており、また、後述するフィルター中心軸部材２８ａを連結する片側連結リング２２を片側から覆うように設けられている。

片側吸音リング２３及び両側吸音リング２４は、例えば発泡樹脂材料からなるスポンジなどにより形成されている。

一つの流路において、片側吸音リング２３及び両側吸音リング２４の一方側が、鉛直方向に段差を付けて設けられているので、段階的に屋外の騒音を低減することができる。

フィルター中心軸２８は、４つの同じ形状のフィルター中心軸部材２８ａが片側連結リング２２により連結されて構成されている。２つずつフィルター中心軸部材２８ａが対向するように連結される。各フィルター中心軸部材２８ａは連結されることにより、固定用ボルト１５が挿嵌されるボルト貫通孔２９を構成する。また、各フィルター中心軸部材２８ａには、各フィルター部材９１ａと同様に、傾斜面２８１ａに連続する第二の溝２５が形成されている。

一つの流路内において、図２に示すように、空気の流れを遮る部材の空気流入側とは反対側（空気流出側）などに有効な負圧ゾーン２７が１０か所形成される。具体的には、空気流出側に開口された２つの第一の溝２６と、４つの第二の溝２５と、計４つの片側吸音リング２３または両側吸音リング２４の一方の空気流出側の１０か所である。

第一の溝２６及び傾斜面２１により、流路に流入した空気の流れに遠心力が発生することによって、空気中のほこりや排気の微粒子等はフィルターユニット９ａ内の壁面に沿って流れるとともに、空気中の湿気の水分がフィルターユニット９ａ内の壁面に付着される。この壁面に付着された水分が空気中のほこりや排気微粒子等を捕集等することになり、１０か所の負圧ゾーン２７により、空気中のほこりや排気微粒子等を捕集し、除塵し、ろ過する。

次に、本実施の形態の換気ろ過装置１を建物の換気口へ設置する方法について説明する。

まず、貫通孔からなる換気口に、屋外差込管２及び屋内差込管３を互いにフランジ部２ａ，フランジ部３ａと逆側が接触するように配設し、フランジ部２ａを屋外の外壁面に貼り付け、フランジ部３ａを屋内の内壁面に貼り付ける。

次に、空気導入管４を屋外側から屋外差込管２内に差し入れる。空気導入管４の屋内側から屋外差込管２に第一の浄化フィルター８を差し入れる。第一の浄化フィルター８の屋内側から屋外差込管２及び屋内差込管３内に、屋外側押え１０及び屋内側押え１１で挟持された第二の浄化フィルター９を差し入れる。また、屋内側押え１１の屋内側から、屋内差込管３内に、第三の浄化フィルター１２、屋内通気グリル１４を順次、差し入れる。

次に、固定用ボルト１５を、屋内側から、屋内通気グリル１４の貫通孔１４ａ、第三の浄化フィルター１２の貫通孔１２ａ、屋内側押え１１の貫通孔１１ａ、ボルト貫通孔２９、屋内側押え１０の貫通孔１０ａ、及び、第一の浄化フィルター８の貫通孔８ａに挿入して、空気導入管４に固定された固定用ナット１３に螺合して固定する。これにより、第二の浄化フィルター９の中心を保つことができる。

次に、屋内通気グリル固定ねじ１７により、図４に示すように、屋内通気グリル１４を屋内差込管３のフランジ３ａに固定する。また、屋外の開孔を防虫網５と屋外防雨カバー６で覆った後、それらの外周にシリコン剤を塗布して外壁面に接着する。防虫網固定ねじ７により、防虫網５を屋外差込管２のフランジ２ａに固定する。これにより換気ろ過装置１の一体性が保持され、換気ろ過装置１の建物の換気口への設置が完了する。

このように本実施の形態の換気ろ過装置によれば、換気ろ過装置１内の各流路に流入した空気中に含まれる湿気、ほこり、排気微粒子等を、第一の浄化フィルター８、第二の浄化フィルター９、第三の浄化フィルター１２により効率的に捕集、除塵、ろ過、浄化処理することができる。

特に、第二の浄化フィルター９では、第一の溝２６及び傾斜面２１を設けることにより、流路に流入した空気の流れに遠心力を発生させて、ほこり等が捕集しやすくなる。また、第二の浄化フィルター９では、第二の溝を設けることにより、負圧ゾーン２７を構成させて、ほこりや排気の微粒子等を捕集しやすくなる。

また、本実施の形態の換気ろ過装置によれば、一つの流路において、片側吸音リング２３及び両側吸音リング２４の一方側が、鉛直方向に段差を付けて設けられているので、吸音効果が向上し、段階的に屋外の騒音を低減することができる。

さらに、本実施の形態の換気ろ過装置によれば、第一の浄化フィルター８、第二の浄化フィルター９、第三の浄化フィルター１２に、ほこり、排気微粒子等が蓄積された場合にも、固定用ボルト１５と固定用ナット１３の螺合を解除すれば、第一の浄化フィルター８、第二の浄化フィルター９、第三の浄化フィルター１２を換気口から取り外すことができるので、フィルターを清掃したり、フィルターを交換して使い続けることができる。このため、換気ろ過装置のろ過効果及び吸音効果を長く保つことができる。

また、本実施の形態の換気ろ過装置によれば、屋外差込管２の底部に排水溝１６が形成されているので、装置内の不要な水を屋外に排出することができる。

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、本実施の形態では、傾斜面２１の角度を４０度としたが、例えば４０〜４５度が適切な角度である。

また、上記実施の形態では、フィルターユニット９ａを４層に配置したが、一つ以上の流路が形成されれば、フィルターユニット９ａの層の数は限定されない。また、フィルターユニット９ａを構成するフィルター部材９１ａの数も４つには限定されない。

また、上記実施の形態では、換気口が貫通丸孔の場合について説明したが、換気口が丸孔ではなく多角形であっても、本発明は適用可能である。

また、上記実施の形態では、第一の浄化フィルター８、第二の浄化フィルター９、第三の浄化フィルター１２を備えた例について説明したが、第二の浄化フィルター９のみ備えるようにしてもよく、また、第二の浄化フィルター９と、第二の浄化フィルター９または第三の浄化フィルター１２のどちらか一つを備えるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、固定用ボルト１６と固定用ナット１３を用いる例について説明したが、両側から固定用ボルトで貫通孔に螺合させることも可能である。また、片側連結リング２２、両側連結リング３２を用いる例について説明したが、片側吸音リング２３及び両側吸音リング２４を連結リングとして兼用するようにしてもよい。

本発明の実施形態に係る換気ろ過装置の全体構成を表す断面図である。 図１に示した換気ろ過装置が備えた第二の浄化フィルターの構成を表す断面図である。 図１におけるＡ−Ａ線での矢視断面図である。 図１におけるＢ方向から見た換気ろ過装置の正面図である。

１ 換気ろ過装置
２ 屋外差込管
３ 屋内差込管
４ 空気導入管
５ 防虫網
６ 屋外防雨カバー
８ 第一の浄化フィルター
９ 第二の浄化フィルター
９ａ フィルターユニット
１２ 第三の浄化フィルター
１３ 固定用ナット
１４ 屋内通気グリル
１５ 固定用ボルト
１６ 排水溝
２１ 傾斜面
２２ 片側連結リング
２３ 片側吸音リング
２４ 両側吸音リング
２５ 第二の溝
２６ 第一の溝
２７ 負圧ゾーン
２８ フィルター中心軸
２８ａ フィルター中心軸部材
２８１ａ 傾斜面
２９ ボルト貫通孔
３１ 突状部
３２ 両側連結リング
９１ａ フィルター部材

Claims (9)

1. 建物の壁の換気口に同心円状に配置されるとともに、対向する互いの壁面間で屋外から屋内へ流れる空気の流路を構成する複数のフィルターユニットを有する浄化フィルターを備えた換気ろ過装置であって、
   前記フィルターユニットは、
   前記壁面に周方向に沿って形成され、前記複数のフィルターユニット間において径方向に重なる位置に配置された、空気の流入側から流出側に向かって軸心側に傾斜した第１の傾斜面と、
   前記壁面の内側における前記第１の傾斜面の軸心側の端に、周方向に沿って形成された、空気の流入側に突出した第１の突出部と、
   前記壁面に周方向に沿って形成され、前記複数のフィルターユニット間において径方向に重なる位置に、かつ、前記第１の傾斜面と軸方向に交互に配置された、空気の流入側から流出側に向かって外側に傾斜した第２の傾斜面と、
   前記壁面の内側における前記第２の傾斜面の軸心側の端に、周方向に沿って形成された、空気の流出側に突出した第２の突出部と、
   前記壁面の外側に周方向に沿って形成され、軸方向に前記第１の傾斜面より空気の流入側に配置された、前記第１の突出部側に開口した溝部と、
   前記壁面の外側に周方向に沿って形成され、軸方向に前記第２の傾斜面より空気の流出側に配置された、前記第２の突出部側に開口した溝部とを有することを特徴とする換気ろ過装置。
2. 前記フィルターユニットは、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面との間において、連結リングにより軸方向に連結されて構成され、
   該連結リングを覆う吸音リングを有することを特徴とする請求項１に記載の換気ろ過装置。
3. 前記フィルターユニットは、前記第１の傾斜面と前記第２の傾斜面との間において、連結リングにより軸方向に連結されて構成され、
   該連結リングが吸音リングを兼ねることを特徴とする請求項１に記載の換気ろ過装置。
4. 前記溝部の断面形状がＣ字型であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の換気ろ過装置。
5. 前記浄化フィルターは、前記複数のフィルターユニットの中心に、フィルター中心軸を有し、
   該フィルター中心軸は、
   前記フィルターユニットの壁面と対向する外壁面に周方向に沿って形成され、軸方向に前記第１の傾斜面より空気の流入側に配置された、前記第１の突出部側に開口した溝部と、
   前記フィルターユニットの壁面と対向する外壁面に周方向に沿って形成され、軸方向に前記第２の傾斜面より空気の流出側に配置された、前記第２の突出部側に開口した溝部とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の換気ろ過装置。
6. 前記複数のフィルターユニット及び前記フィルター中心軸を挟持した屋外側の押え及び屋内側の押えをさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の換気ろ過装置。
7. 前記換気口内の屋外側に配設され、前記浄化フィルターが差し入れられる差込管をさらに備え、
   該差込管は、底部に形成された屋外に連通する排水溝を有し、
   該排水溝は、最も屋外側に配置された前記第１の傾斜面と前記第１の突出部により構成された溝に溜った水を排水可能であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の換気ろ過装置。
8. 前記換気口内の空気の流入側に配置される第一の浄化フィルターと、前記換気口内の空気の流出側に配置される第三の浄化フィルターとをさらに備え、
   前記浄化フィルターを第二の浄化フィルターとして、前記第一の浄化フィルターよりも空気流出側、かつ、前記第三の浄化フィルターよりも空気流入側に配置したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の換気ろ過装置。
9. 前記第三の浄化フィルターは、前記第一の浄化フィルターよりも目付が大きいことを特徴とする請求項８に記載の換気ろ過装置。

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