JPH0129473Y2

JPH0129473Y2 -

Info

Publication number: JPH0129473Y2
Application number: JP10313384U
Authority: JP
Priority date: 1984-07-10
Filing date: 1984-07-10
Publication date: 1989-09-07
Also published as: JPS6118446U

Description

【考案の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本考案は空調換気扇に関し、殊に電位差を利用
して風を起こす方式の空調換気扇に関する。

＜従来の技術＞周知の通り、この種の空調換気扇としては、給
排気用の送風フアンの駆動により、室内空気を室
外へ排出して室内空気中の汚染物質例えばCO₂，
COや湿気等を除去すると同時に、室外空気を排
出される室内空気と熱交換させた後に室内へ吐出
する構成のものがある。

ところで、かかる従来の空調換気扇の給排気運
転は送風フアンを駆動することにより行なわれる
ので、送風フアンの駆動騒音が発生する。このた
め、この種の空調換気扇を寝室に設置した場合、
使用者（特に病人や乳児）によつては、特に夜間
時に安眠のため意図的に運転を停止することがあ
り、結果的に空調換気扇を充分に活用していない
という不都合があつた。因に、構造上その気密性
が比較的高い近年の一般住宅では、例えば13m²程
度の寝室に２人で睡眠したときに炭酸ガス濃度が
2500ppmを越えることがあることも知られてお
り、このように最も換気を必要とする状況下で騒
音のために空調換気扇が使用されないことは、重
大なマイナス点であるといえる。

また、室外空気の取り入れに際しては、粉塵等
の除去のため一般にフイルタを備えているが、フ
イルタを設けると圧力損失が大きくなるため、送
風フアンの駆動力を大きくする必要があり、騒音
はより増大するし、電力消費も増大する。この傾
向は集塵機能に優れた細密なフイルタ程著しくな
る。更にこのようなフイルタを設けたとしても、
近年問題とされている花粉等アレルギーの原因と
なるような微粒粉塵まで除去することは困難であ
つた。

更に、従来の空調換気扇は、熱交換時における
熱交換効率が大略60〜80％程度であり、熱エネル
ギーのロスが大きい。即ち、例えば13m²（33m³）
の部屋に２人が存室して１時間で合計６本の喫煙
を行つた場合、該部屋内の炭酸ガス濃度を
1000ppm以下にするには60m³／hrの換気で良い
が、このときの粉塵量はビル管理法の２倍程度で
ある0.29mg／m³であり、該数値を基準値である
0.15mg／m³以下に抑えるためには120m³／hrもの
換気が必要であり、かかる換気による室内空気の
清浄化を図ることは熱ロスが非常に大きいもので
ある。

＜考案が解決しようとする問題点＞このように、室内空気の清浄化という観点から
はできるだけ多量の換気を行うことが有利である
が、省エネという観点からはその換気運転を必要
最小風量に抑えることが好ましく、両者をともに
満足させるとともに、騒動騒音のない静かな運転
を行う空調換気扇の提供が汎く要望されている。

そこで、本考案は、空調換気扇を電位差により
風を起こして換気できるように構成するととも
に、室内空気中に含まれる粉塵の除去を空調換気
運転とは別にまたはこれと併用して室内空気を循
環して行う構成を備えることにより、騒音が発生
せずに熱損失を可及的に抑制しつつ作動できるよ
うにし、もつて省エネルギー効果を高め、かつ効
率良く室内空気の清浄化を図れる空調換気扇を提
供しようとするものである。

＜問題点を解決するための手段及びその作用＞このため、本考案は、空調換気扇の室内空気排
出通路と室外空気吸入通路それぞれに、相対向す
る１対の陰極板と、空気中の粉塵を陽イオン化す
る陽極体と、前記陰極板と陽極体に高電圧を印加
する手段とを設け、これにより陽イオン化された
粉塵を陰極板側に吸着させ、該粉塵の移動にとも
なつて空気流を生じせしめて換気運転ができるよ
うに構成するとともに、吸入及び排出の両通路の
陰極板と熱交換器との間それぞれに、開口部と、
該開口部を流通する空気流量と当該開口部より室
外側に位置する熱交換器に導かれる空気流量を可
変制御すべく通路を開閉する開閉手段とをそれぞ
れ設け、室内空気をそれぞれの陰極板間を通過さ
せつつ循環させて、室内空気中に含まれる粉塵等
の除去を行う一方、風量のバランスを保ちつつ空
調換気運転を行える構成とした。

＜実施例＞以下、本考案の１実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

まず構成を説明すると、全熱交換式の空調換気
扇１は、室内と室外とを隔成する壁Ｗに取付けら
れ、その本体ケース２内には室内空気排出通路３
と室外空気吸入通路４とが交叉して配設され、該
交叉部に室内空気と室外空気とを間接的に熱交換
せしめる熱交換器５が配設される。

前記両通路３，４の室内側即ち室外空気吸入通
路４の出口部及び室内空気排出通路３の入口部に
は、それぞれ通路壁に平行に相対向する１対の起
風極板（陰極板）６，６と、該相対向する起風極
板６，６の間に対向極板７と、排出通路３におけ
る起風極板６，６の室内側及び吸入通路４におけ
る起風極板６，６の熱交換器５側のそれぞれの部
位に、空気中の粉塵を陽イオン化するイオン化線
（陽極体）８と、が配設されている。

そして、室内空気排出通路３の起風極板６，６
と熱交換器５との間の通路壁には、起風極板６，
６間を通過した室内空気を再び室内に吐出して循
環させるための開口部９を形成するとともに、該
開口部９を開閉する開閉手段としてのダンパー１
０とが設けられている。このダンパー１０は、開
口部９を開としたときは排出通路３を閉とし、該
排出通路３を開としたときは開口部９を閉とし、
中間位置では開口部９と排出通路３とをそれぞれ
適宜の開度で開くように構成されている。したが
つて、開口部９の全開時には、室内空気が排出通
路３入口部から起風極板６，６間を流通した後に
開口部９を流通して再び室内に吐出されて、室内
を循環する除塵運転が行われる一方、開口部９の
全閉時には、室内空気が起風極板６，６間を流通
した後に熱交換器５を流通し、室外へ排出される
空調換気運転のみが行われる。また、ダンパー１
０の中間位置では、上記室内空気の除塵運転と空
調換気運転とが所定割合ずつ併用して行われるよ
うになつている。

一方、室外空気吸入通路４の起風極板６，６と
熱交換器５との間の通路壁には、室内空気を当該
吸入通路４内に再び導いて陰極板６，６間を通過
させて後再度室内へ吐出するための開口部１１が
形成されるとともに、該開口部１１を開閉する開
閉手段としてのダンパー１２とが設けられてい
る。このダンパー１２は開口部１１を開としたと
きは吸入通路４を閉とし、該吸入通路４を開とし
たときは開口部１１を閉とし、中間位置では開口
部１１と吸入通路４とをそれぞれ適宜の開度で開
くように構成されている。したがつて、開口部１
１の全開時には、室内空気が開口部１１を介して
起風極板６，６間を流通した後に吸入通路４出口
部から再び室内に吐出されて、室内を循環する除
塵運転が行われる一方、開口部１１の全閉時に
は、室外空気が熱交換器５通過後に起風極板６，
６を流通し、しかる後に室内へ吐出される空調換
気運転が行われる。また、ダンパー１２の中間位
置では、上記室内空気の除塵運転と空調換気運転
とを併用して行うようになつている。

尚、両通路３，４に介装される前記２つのダン
パー１０，１２は、それぞれ連動しかつ同一開度
に制御される。

さらに、排出通路３の通路壁には、流通する室
内空気中のCO₂濃度を検知するCO₂センサ１３
と、室内空気中の粉塵濃度を検知する粉塵センサ
１４とが設けられる。

また、第２図に示すように、交流電源
（AC100V）から直流高電圧を発生して前記起風
極板６，６とイオン化線８との間に印加する高電
圧印加手段としてのトランス１５が設けられる。

次に、作用を説明する。

いま、例えば起風極板６，６の電圧を−7KV、
イオン化線８の電圧を＋13KVにそれぞれ荷電
し、対向極板７を接地（OV）すると、イオン化
線８の周囲は起風極板６，６との電位差20KVで
プラズマ状になり、陰イオンはイオン化線８に衝
突吸収され、陽イオンは起風極板６，６間を直進
する。このとき、空気の粘性により、周りの空気
を一緒に引張り、イオン化線８から両極板６，６
に対する合成ベクトルの方向の風となる。

一方、粉塵の粒子もイオン化線８により陽イオ
ン化されるか、電離した空気の陽イオンに衝突し
陽イオンとなる（このとき、大きな粉塵は誘電状
態となる）。そのため、該粉塵がマイナスに荷電
されている起風極板６，６内にはいると該極板
６，６に吸着される。また、吸着されずに通過し
ようとする主として中央部分の粉塵は、対向極板
７と印加電圧−7KVの起風極板６，６との平面
電界により該起風極板６，６に押し付けられるよ
うに吸着する。

このように、イオン化線８によりプラスに帯電
された粉塵、空気は起風極板６，６に引き寄せら
れ、粉塵が該極板６，６に吸着されるとともに、
空気が特に該粉塵に引つ張られるようにして当該
極板６，６間を流れ、イオン化線８と反対側に吐
出される通風状態を連続的に生じる。この結果、
室外空気吸入通路４から外気が室内に吸入される
と同時に、室内空気排出通路３から室内空気が室
外に排出されて換気が行なわれる。

従つて、従来のように騒音の主原因となる送風
用のフアンを用いることなく極めて静かに換気を
行なえるとともに、除塵用のフイルタを用いるこ
となく効率良く粉塵の除去を行なえる。この場
合、粉塵イオン化を利用したものであるため、室
外空気から花粉アレルギーの原因となる微粒な粉
塵をも効果的に集塵除去できるとともに、印加電
圧を高めること等により、幹線道路近辺等の外気
中に含まれる多量の粉塵をも充分効果的に除去で
きる。

また、同時に発生するオゾンにより殺菌効果も
得られ、給気の清浄度を生化学的な面からも高め
ることができるので、衛生面でも有利であり、特
に病人或いは乳児にとつて好ましい環境を保持で
きる。

次に、本実施例の空調換気扇における室内空気
のCO₂と粉塵による汚染状態に対応した運転方法
を４例に分けて順に説明する。

(1) 室内空気中のCO₂濃度が特に高いときCO₂セ
ンサ１３によりCO₂濃度が高濃度に設定された
上限設定値以上であることを検知して、開口部
９，１１を全閉、両通路３，４を全開とするよ
うにダンパー１０，１２をそれぞれ位置せし
め、両通路３，４とも開通させる通常の空調換
気運転を行う。

これにより、新鮮な外気を室内に導入すると
ともに、CO₂濃度の高い汚れた室内空気を室外
へ排出する。尚、このとき、吸入空気は１対の
起風極板６，６に空気中の粉塵を吸着しつつ室
内へ吐出されるので、室内空気の清浄度がより
高まる。

尚、この場合、室内空気中の粉塵濃度が高い
こともあるが、粉塵の除去は換気によつて室外
に排出することにより行われる。

(2) 室内空気中のCO₂濃度が低くかつ粉塵濃度が
高いとき粉塵センサ１４により粉塵濃度が所定値以上
であり、かつCO₂センサ１３によりCO₂濃度が
低濃度に設定された下限設定値未満であること
を検知して、開口部９，１１を開いて両通路
３，４を閉塞するようにダンパー１０，１２を
位置させ、室内空気の一部が室内空気排出通路
３内に導入され、該通路３内の起風極板６，６
間を通過して第１の開口部９から室内に吐出さ
れると共に、室内空気の一部が第２の開口部１
１から室外空気吸入通路４内に導入され、該通
路４内の起風極板６，６間を通過して後に再び
室内に吐出されるようにする。

これにより、室内空気が両通路３，４内の起
風極板６，６を経由して循環する除塵運転のみ
が行われ、２組の起風極板６，６によつて効率
の良い除塵が行われる。このように、室内空気
を室外へ排出することなく除塵が行えるので、
熱損失を可及的に防止できる。

(3) 室内空気中のCO₂濃度が前記下限設定値以上
で上限設定値未満の中濃度でかつ粉塵濃度が高
いとき例えばCO₂濃度が2000ppm以下でかつ粉塵濃
度が0.5mg／m³以上の場合は、開口部９，１１
と両通路３，４とがそれぞれ適宜開の状態にな
るようにダンパー１０，１２を同一の中間開度
に位置させ、室内が負圧或いは正圧になること
なく吸排風量のバランスを保ちつつ、空調換気
運転と室内空気除塵運転とを行う。これによ
り、新鮮な外気の導入と除塵とを同時に行う。

このとき、室内空気の粉塵は、両通路３，４
にそれぞれ配設される起風極板６，６にその大
部分が吸着されるとともに、残りの一部分が排
気とともに室外へ排出されることによつて効率
良く除塵される。また、このように室内空気の
一部を室内を循環しながら除塵させるようにし
たため、熱損失を最小限にとどめることができ
熱交換器の消費を大幅に低減できる。さらに、
吸排風量のバランスが良く、室内が負圧又は正
圧にならずに換気或いは除塵運転を行えるの
で、室内空気の逃げやすきま風等が生じること
がなく、快適な環境を維持できる。

(4) 室内空気中のCO₂及び粉塵濃度が低いときこの場合は空調換気扇の運転を停止して、換
気及び空調運転を行わないようにする。

以上のように、本実施例装置は、CO₂センサ１
３及び粉塵センサ１４を設置して、CO₂濃度及び
粉塵濃度に応じた開閉部９，１１の開閉度と換気
のコントロールを行えるので、容易に快適な室内
環境と省エネ結果を得ることができる。

また、イオン化線８と起風極板６，６との間の
電位差を利用して風を起こし換気及び空調運転を
行うので、従来装置の主要構成部品である送風用
フアン及び除塵用フイルタを不要とし、したがつ
て極めて静かな運転を行えるとともに、陽イオン
化された粉塵を起風極板６，６へ吸着させること
により効率良く除塵を行える。

さらに、室内空気の汚染の状態に応じて空調換
気及び室内空気除塵それぞれの運転を選択的に行
えるので、熱損失を可及的に低減でき、これにと
もなつて消費電力を極力抑えることができ、省エ
ネ効果の大幅に高いものとできる。

尚、本実施例によると、室内空気排出通路３の
入口側にも起風極板６，６、イオン化線８、対向
極板７からなる起風ユニツトを設けたため、汚染
された室内空気が浄化された後熱交換器５へ導入
されるので、熱交換器５の汚染を効果的に抑制で
き、メンテナンスが容易となる利点もある。

また、従来のように除塵用のフイルタを装着し
ないので、これにともなう圧力損失がなくなり、
駆動エネルギ損失を防止でき、更に省エネ効果を
高められるという利点もある。

＜考案の効果＞以上説明したように、本考案によれば、電位差
により風を生じさせかつ同時に除塵するシステム
を利用するとともに、両通路の陰極板間を通過し
た室内空気が再び室内に吐出されて該空気が室内
を循環する室内空気除塵用の室内空気循環経路を
換気経路とは別に設けた構成としたので、導入外
気の清浄性能が高くかつ騒音のない空調換気運転
が行えるとともに、これと併用して室内空気循環
による除塵運転とを選択的に所定割合ずつ行え、
熱損失を可及的に低減して消費電力を極力抑えつ
つ効率良くCO₂，CO等の除去及び粉塵の除去を
行える省エネ効果に優れた空調換気扇を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案にかかる空調換気扇の１実施例
を示す構成図、第２図は同上換気扇の要部におけ
る空気流を説明する図である。１……空調換気扇、３……室内空気排出通路、
４……室外空気吸入通路、５……熱交換器、６…
…起風極板、７……対向極板、８……イオン化
線、９，１１……開口部、１０，１２……ダンパ
ー、１３……CO₂センサ、１４……粉塵センサ、
１５……トランス。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

室外空気吸入通路及び室内空気排出通路と、該
両通路を流通する室外空気と室内空気とを間接的
に熱交換せしめる熱交換器と、を備えた空調換気
扇において、前記両通路それぞれの室内側位置で
かつ熱交換器より室内側に、通路壁に平行に相対
向して配設された１対の陰極板と、該１対の陰極
板より通路の空気入口側に配設され粉塵を含む空
気をイオン化する陽極体と、前記１対の陰極板と
陽極体に高電圧を印加することにより陽イオンを
１対の陰極板側に吸着させて空気流を生じさせる
高電圧印加手段と、を備えるとともに、前記室内
空気排出通路の前記１対の陰極板と熱交換器との
間に、陰極板間を通過した室内空気を再び室内へ
吐出するための開口部と、該開口部から吐出され
る空気流量とこれより下流の熱交換器に導かれる
空気流量との割合を可変制御すべく通路を開閉す
る開閉手段と、を備える一方、前記室外空気吸入
通路の前記１対の陰極板と熱交換器との間に、陰
極板間を再び通過させるべく室内空気を吸入する
ための開口部と、該開口部から吸入される空気流
量とこれより上流の熱交換器から流入される空気
流量との割合を可変制御すべく通路を開閉する開
閉手段と、を備えて構成したことを特徴とする空
調換気扇。