JP7053534B2 - 外気処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、給気の空気清浄を行う外気処理装置に関する。

建築物の気密性向上による換気の必要性が高まり、住宅では２４時間換気システムの設置が義務化されている。また、近年、ＰＭ２．５に代表される微小粒子状物質の飛来およびスギ、ヒノキなどの花粉の飛来の影響によって、外気を屋内に給気する際に微小粒子状物質および花粉を除去する必要性が求められている。また、給気では外気と共に虫等が吸い込まれる可能性がある。そのため、室内に給気される外気から虫等を除去して、屋内への虫の侵入を防止することも求められている。

微小粒子状物質および虫等を除去する方法の一つとして、換気装置の前段に外気処理装置を設置する場合がある。外気処理装置では、特許文献１に開示されているように、虫等の除去を目的としたネット状のフィルターが搭載されたり、微小粒子状物質の除去を目的としたフィルターまたは電気集塵装置が搭載されたりする。

特許第４６７０４４１号公報

しかしながら、フィルターが設置された流路と、フィルターとの間の気密性が不十分であると、流路とフィルターとの間を通して虫等が室内に侵入してしまう場合がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、流路とフィルターとの間の気密性を確保することができる外気処理装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１の方向に向かうにしたがって幅が狭くなる第１のテーパ部と、第１の方向の反対方向である第２の方向に向かうにしたがって幅が狭くなるとともに第１のテーパ部に対して第２の方向側に設けられた第２のテーパ部とを有する枠部と、枠部の内側に設けられた網部と、を有するフィルターと、第１面に開口が形成されるとともに、第１の方向に沿ってフィルターが差し込まれて第１のテーパ部が嵌まる差込部が形成された収容部と、開口を塞ぐとともに、第２のテーパ部が嵌まる押え部が形成された蓋部と、収容部と第１のテーパ部との間に挟み込まれる第１の弾性部と、押え部と第２のテーパ部との間に挟み込まれる第２の弾性部と、を備える。フィルターは、第１のテーパ部と第２のテーパ部との接続部分において第１のテーパ部のほうが第２のテーパ部よりも幅が広く、接続部分で第１のテーパ部と第２のテーパ部とを接続させる接続部を有する。蓋部は、開口を塞いだ状態で接続部に当接する。

本発明にかかる外気処理装置によれば、流路とフィルターとの間の気密性を確保することができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態１にかかる外気処理装置を用いた換気システムの概略構成を示した断面図 実施の形態１にかかる外気処理装置を蓋部側から見た斜視図 実施の形態１にかかる外気処理装置を開口側から見た斜視図であって、蓋部を外した状態を示す図 実施の形態１にかかる外気処理装置の他の設置状態を示した図 実施の形態１にかかる外気処理装置の断面図 実施の形態１におけるダクト接続部の斜視図 実施の形態１における収容部の斜視図 実施の形態１におけるダクト接続部固定部品の斜視図 実施の形態１におけるダクト接続部固定部品の断面図 実施の形態１における収容部の断面図 実施の形態１における蓋部の斜視図 実施の形態１における蓋部の断面図 実施の形態１におけるフィルターを上流側から見た斜視図 実施の形態１におけるフィルターの正面図 実施の形態１におけるフィルターを下流側から見た斜視図 図１に示すＸＶＩ－ＸＶＩ線に沿った断面図であって、開口を上方に向けて外気処理装置を設置した状態を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる外気処理装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる外気処理装置を用いた換気システムの概略構成を示した断面図である。換気システム２０は、屋外給気口１と、屋内給気口１２と、外気処理装置５と、換気装置２１と、ダクト３とを備える。屋外給気口１は、建物の外壁２に取り付けられている。屋内給気口１２は、屋内の天井４に取り付けられている。ダクト３は、屋外給気口１と屋内給気口１２とに接続された筒状の部材であり、屋外と室内空間とを連通させる。外気処理装置５と換気装置２１は、ダクト３の間に接続される。屋外側から外気処理装置５、換気装置２１の順で並べて配置される。換気装置２１が運転されると、屋外給気口１から屋内給気口１２に向けた気流が発生し、屋外給気口１に取り込まれた外気８が屋内給気口１２から屋内に給気される。屋内に給気される外気８は、外気処理装置５、換気装置２１の順に通過する。

外気処理装置５は、屋外給気口１を通して外気８とともに取りこまれる微小粒子および虫等を除去する。微小粒子は、例えばＰＭ２．５または花粉等である。次に、外気処理装置５の詳細な構成について説明する。

外気処理装置５には、虫等の捕集を目的としたネットフィルター１０と、微小粒子状物質の除去を目的としたプリーツ状のプリーツフィルター１１が搭載されている。ネットフィルター１０、プリーツフィルター１１によって外気８は清浄化されて、清浄空気９となって屋内給気口１２から室内空間に供給される。

図２は、実施の形態１にかかる外気処理装置を蓋部側から見た斜視図である。図３は、実施の形態１にかかる外気処理装置を開口側から見た斜視図であって、蓋部を外した状態を示す図である。外気処理装置５は、収容部５ａを備える。収容部５ａは、第１面５ｈに開口５ｉが形成された箱体である。

図１に戻って、外気処理装置５は、天井４の上に設置される場合には、収容部５ａの第１面５ｈを下方に向けた姿勢で設置される。外気処理装置５は、アンカーボルトなどで天井４の上に吊下げて設置される。収容部５ａの鉛直下方の天井４には、製品のメンテンナンスを可能とするために開閉可能な点検口４ａが設置される。

図４は、実施の形態１にかかる外気処理装置の他の設置状態を示した図である。図４に示すように、野縁１４へ木ねじにて製品を固定して外気処理装置５を天井４の上に設置してもよい。外気処理装置５が天井の上に設置される場合には、点検口４ａの代わりに意匠パネル１３が収容部５ａの開口５ｉに取付けられる場合もある。

外気処理装置５は、床下に設置される場合もある。外気処理装置５が床下に設置された場合には、床面に設けられた点検口を通してメンテナンスを行う必要がある。そのため、外気処理装置５が床下に設置される場合には、収容部５ａの第１面５ｈを鉛直上方に向けた姿勢で外気処理装置５が設置される。これにより、床面に形成された点検口を通して、第１面５ｈに形成された開口５ｉに容易にアクセスすることが可能となり、メンテナンス性が向上する。

図２および図３に示すように、収容部５ａには、外気８が取り込まれるダクト３が接続される屋外側ダクト接続部７ａが設けられている。収容部５ａには、ネットフィルター１０およびプリーツフィルター１１によって清浄化された清浄空気９が通過するダクト３が接続される屋内側ダクト接続部７ｂが設けられている。以下の説明において、屋外側ダクト接続部７ａと屋内側ダクト接続部７ｂとを区別せずにダクト接続部７とも称する。

外気処理装置５は、ダクト接続部７を固定するための固定部となるダクト接続部固定部品５ｃを備える。外気処理装置５は、収容部５ａの開口５ｉを塞いで、取外し可能とされた蓋部６を備える。収容部５ａと蓋部６とに囲まれた空間は、外気８または清浄空気９が通過する流路となる。収容部５ａおよび蓋部６は、取り込んだ外気８が低温で屋内が高温時に結露する懸念があるため、断熱性能が高い発泡スチロール製となっている。

ダクト接続部７は、ダクト３と接続するための強度が必要なため、樹脂成型品となっている。蓋部６は、収容部５ａに設けられた本体カバー固定部品５ｅを回転することで、収容部５ａへの固定と、収容部５ａからの取外しとを行うことができる。

図５は、実施の形態１にかかる外気処理装置の断面図である。図６は、実施の形態１におけるダクト接続部の斜視図である。図７は、実施の形態１における収容部の斜視図である。図８は、実施の形態１におけるダクト接続部固定部品の斜視図である。図９は、実施の形態１におけるダクト接続部固定部品の断面図である。

図６に示すように、ダクト接続部７は、筒状の筒状部７ｄと、筒状部７ｄの一端部に形成されたフランジ部７ｃとを有する。フランジ部７ｃは、筒状部７ｄの中心軸に沿って見ると円環形状となっている。

図５に示すように、ダクト接続部７は、収容部５ａのうち第１面５ｈとは異なるダクト接続面５ｊに取り付けられる。図７に示すように、収容部５ａのダクト接続面５ｊには、ダクト接続部７の筒状部７ｄに接する受け面５ｋが形成されている。ダクト接続部７は、受け面５ｋとダクト接続部固定部品５ｃとに挟み込まれて固定される。

受け面５ｋには、ダクト接続部７のフランジ部７ｃの一部が差し込まれる差し込み受部となるダクト接続部嵌合用溝５ｂが形成されている。また、図９に示すように、ダクト接続部固定部品５ｃにも、ダクト接続部７のフランジ部７ｃのうちダクト接続部嵌合用溝５ｂに差し込まれていない部分が差し込まれるダクト接続部嵌合用溝５ｄが形成されている。

受け面５ｋとダクト接続部固定部品５ｃとにダクト接続部７が挟み込まれた状態で、フランジ部７ｃがダクト接続部嵌合用溝５ｂとダクト接続部嵌合用溝５ｄとに差し込まれることで、ダクト接続部７の抜け落ちが防がれる。なお、本実施の形態１では、フランジ部７ｃのうち半円部分がダクト接続部嵌合用溝５ｂに差し込まれ、残りの半円部分がダクト接続部嵌合用溝５ｄに差し込まれている。収容部５ａとダクト接続部固定部品５ｃの合わせ部はクッションにて気密が確保される。

換気システム２０では、取り込んだ外気８の湿度が高い場合がある。湿度が高い外気８が外気処理装置５内に流入した場合には凝縮水が発生する場合がある。外気処理装置５には、凝縮水が室内に漏れることを防ぐために凝縮水を保水できる構造が必要である。

図１０は、実施の形態１における収容部の断面図である。図１０に示すように、開口５ｉを上方に向けた場合に底面となる面、すなわち収容部５ａの内側面のうち開口５ｉと対向する第１の対向面５ｆよりも、開口５ｉ側にずらして受け面５ｋを形成することで、第１の対向面５ｆ上に凝縮水を保水可能な第１の水受部である保水部５ｇが形成される。収容部５ａは、発泡スチロール製であるため水を通しにくく、凝縮水の漏れを防ぐことができる。開口５ｉを上方に向けて外気処理装置５を設置した場合、すなわち床下に設置した場合に、凝縮水の漏れを防ぐことができる。

図１１は、実施の形態１における蓋部の斜視図である。図１２は、実施の形態１における蓋部の断面図である。図１１では、収容部５ａの第１の対向面５ｆと対向する第２の対向面６ｄ側から見た蓋部６の斜視図を示している。

図１１および図１２に示すように、蓋部６の第２の対向面６ｄの周囲には、第１の対向面５ｆに向けて突出するリブ６ａが設けられている。蓋部６の第２の対向面６ｄには、リブ６ａに囲まれた第２の水受部である保水部６ｂが形成される。蓋部６は、発泡スチロール製であるため水を通しにくく、凝縮水の漏れを防ぐことができる。開口５ｉを下方に向けて外気処理装置５を設置した場合、すなわち天井４の上に設置した場合に、凝縮水の漏れを防ぐことができる。なお、リブ６ａの高さは、想定される凝縮水を十分に溜めることができる高さとする。

このように、外気処理装置５を天井４の上に設置した場合には、蓋部６で凝縮水を保水し、外気処理装置５を床下に設置した場合には、収容部５ａで凝縮水を保水できるので、外気処理装置５の設置場所に関わらず、凝縮水の漏れを防ぐことができる。

図１３は、実施の形態１におけるフィルターを上流側から見た斜視図である。図１４は、実施の形態１におけるフィルターの正面図である。図１５は、実施の形態１におけるフィルターを下流側から見た斜視図である。図１６は、図１に示すＸＶＩ－ＸＶＩ線に沿った断面図であって、開口を上方に向けて外気処理装置を設置した状態を示す図である。なお、上流、下流といった場合には、屋外給気口１から屋内給気口１２に向かう外気の流れ方向における上流、下流を示す。

プリーツフィルター１１よりも上流側に設けられるフィルターであるネットフィルター１０は、樹脂成型品の枠部１０ａと、枠部１０ａの内側に設けられた網部１０ｂを有する。ネットフィルター１０は、インサート成型により製造される。網部１０ｂは、側方かつ収容部５ａ内での外気８の流れ方向と垂直な方向から見た場合に、下流方向側に凸となる形状で設けられている。より具体的には、側方かつ収容部５ａ内での外気８の流れ方向と垂直な方向から見た場合に台形形状となっている。この形状によって、網部１０ｂの面積を広くすることができ、圧力損失の低減を図ることができる。以下の説明において、側方かつ収容部５ａ内での外気８の流れ方向と垂直な方向から見ることを、単に側面視と称する。

枠部１０ａには、収容部５ａにネットフィルター１０が収容された状態で、第１の対向面５ｆ側となる部分と、第２の対向面６ｄ側となる部分に、網部１０ｂから落下した虫を受ける受部１０ｃが形成されている。第１の対向面５ｆ側となる部分と、第２の対向面６ｄ側となる部分の両方に受部１０ｃが形成されているので、外気処理装置５の設置場所に関わらず、虫等が第１の対向面５ｆまたは第２の対向面６ｄに落下するのを防ぐことができる。

図１４に示すように、枠部１０ａは、収容部５ａに収容された状態で第１の対向面５ｆに向かう方向である第１の方向に向かうにしたがって幅が狭くなる第１のテーパ部３１を有する。枠部１０ａは、第１の方向と反対方向である第２の方向、すなわち、収容部５ａに収容された状態で第２の対向面６ｄの方向に向かうにしたがって幅が狭くなる第２のテーパ部３２を有する。第２のテーパ部３２は、第１のテーパ部３１に対して第２の方向側に設けられる。

第１のテーパ部３１と第２のテーパ部３２との接続部分では、第１のテーパ部３１のほうが第２のテーパ部３２の幅よりも広くなっている。枠部１０ａは、第１のテーパ部３１と第２のテーパ部３２とを接続させる接続部３３を有する。枠部１０ａは、接続部３３部分で一部の角部に段差を有する六角形形状となる。枠部１０ａには、外周の全周に渡って外側に向けて突出する気密リブ１０ｅが形成されている。

図７および図１６に示すように、収容部５ａには、第１の方向に沿って枠部１０ａが差し込まれて第１のテーパ部３１が嵌まる差込部３４が形成されている。差込部３４も、第１のテーパ部３１と同様に、第１の方向に向かうにしたがって幅が狭くなる。

差込部３４には、第１のテーパ部３１との間に挟み込まれる第１の弾性部４１が設けられている。第１の弾性部４１は、弾性力を有して差込部３４と第１のテーパ部３１とに押し潰されて、差込部３４と第１のテーパ部３１に密着すればよく、例えばゴムまたはスポンジである。なお、枠部１０ａに形成された気密リブ１０ｅは、第１の弾性部４１に当接する。

図１１および図１６に示すように、蓋部６には、収容部５ａの開口５ｉを塞いだ状態で、第２のテーパ部３２が嵌まる押え部３５が形成されている。押え部３５も、第２のテーパ部３２と同様に、第２の方向に向かうにしたがって幅が狭くなる。蓋部６には、収容部５ａの開口５ｉを塞いだ状態で、ネットフィルター１０の接続部３３に当接する当接部６ｃが形成されている。

押え部３５には、第２のテーパ部３２との間に挟み込まれる第２の弾性部４２が設けられている。第２の弾性部４２は、弾性力を有して押え部３５と第２のテーパ部３２とに押し潰されて、押え部３５と第２のテーパ部３２とに密着すればよく、例えばゴムまたはスポンジである。なお、枠部１０ａに形成された気密リブ１０ｅは、第２の弾性部４２に当接する。

ネットフィルター１０は、第１のテーパ部３１の幅の狭い方から収容部５ａに挿入できるので、メンテナンス時のネットフィルター１０の挿入性の向上を図ることができる。

また、蓋部６に形成された当接部６ｃが、ネットフィルター１０の接続部３３に当接するので、枠部１０ａが第１の方向に押し付けられて、第１のテーパ部３１と差込部３４との間で第１の弾性部４１が押し潰される。したがって、収容部５ａの開口５ｉを蓋部６で塞ぐだけで、第１のテーパ部３１と差込部３４との間の気密性の向上が図られる。また、枠部１０ａの外周面に形成された気密リブ１０ｅが第１の弾性部４１に食い込むことで、気密性のより一層の向上が図られる。また、収容部５ａおよび枠部１０ａの寸法誤差は、第１の弾性部４１の変形量によって吸収できるので、収容部５ａおよび枠部１０ａの寸法誤差によらず安定して機密性の向上を図ることができる。

また、収容部５ａの開口５ｉを蓋部６で塞ぐ際には、ネットフィルター１０の第２のテーパ部３２の幅の狭い方から押え部３５に嵌るので、蓋部６の一部が枠部１０ａに引っ掛かりにくい。したがって、収容部５ａの開口５ｉを蓋部６で塞ぐ際の作業性が向上する。また、第２の方向に向かうにしたがって幅が狭くなる押え部３５の形状に合わせて、ネットフィルター１０に第２のテーパ部３２が形成されているので、押え部３５の間の領域に入り込む大きさで網部１０ｂを形成しても、押え部３５とネットフィルター１０との間で気密性が低下することがない。これにより、網部１０ｂの領域の面積、すなわち空気の通過可能な領域の面積を確保することができ、圧力損失の抑制を図ることができる。

また、第２の弾性部４２が、押え部３５と第２のテーパ部３２とに押し潰されるため、押え部３５と第２のテーパ部３２との間の気密性の向上が図られる。また、枠部１０ａの外周面に形成された気密リブ１０ｅが第２の弾性部４２に食い込むことで、気密性のより一層の向上が図られる。また、蓋部６および枠部１０ａの寸法誤差は、第１の弾性部４１の変形量によって吸収できるので、蓋部６および枠部１０ａの寸法誤差によらず安定して機密性の向上を図ることができる。

また、収容部５ａと蓋部６のそれぞれに保水部５ｇ，６ｂが形成されているので、外気処理装置５を天井４の上に設置した場合、および床下に設置した場合のどちらの場合であっても、発生した凝縮水を保水部５ｇ，６ｂに溜めて、外部に漏れるのを防ぐことができる。

本実施の形態の換気装置２１は、屋内に取入れる空気と屋外へ排出される空気の熱交換を行う全熱交換器付の換気装置２１も含まれる。また、換気システム２０の構成において前記構成とは順序を変更し換気装置２１を上流側、外気処理装置５を下流側に設置しても良い。

なお、微小粒子状物質の除去方法は、プリーツ状のプリーツフィルター１１だけではなく、電気集塵装置やその他物理的に除去可能なフィルターの構成でも良い。電気集塵装置は、微小粒子状物質に電荷を与える荷電部と荷電した微小粒子状物質を集塵する集塵部からなり、荷電部により荷電された微小粒子状物質は、クーロン力により集塵部で捕捉される。

また、ネットフィルター１０の網部１０ｂの側面視における形状は、台形形状に限らず正方形形状または長方形形状であってもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 屋外給気口、２ 外壁、３ ダクト、４ 天井、４ａ 点検口、５ 外気処理装置、５ａ 収容部、５ｂ，５ｄ ダクト接続部嵌合用溝、５ｃ ダクト接続部固定部品、５ｅ 本体カバー固定部品、５ｆ 第１の対向面、５ｇ 保水部、５ｈ 第１面、５ｉ 開口、５ｊ ダクト接続面、５ｋ 受け面、６ 蓋部、６ａ リブ、６ｂ 保水部、６ｃ 当接部、６ｄ 第２の対向面、７ ダクト接続部、７ａ 屋外側ダクト接続部、７ｂ 屋内側ダクト接続部、７ｃ フランジ部、７ｄ 筒状部、８ 外気、９ 清浄空気、１０ ネットフィルター、１０ａ 枠部、１０ｂ 網部、１０ｃ 受部、１０ｅ 気密リブ、１１ プリーツフィルター、１２ 屋内給気口、１３ 意匠パネル、１４ 野縁、２０ 換気システム、２１ 換気装置、３１ 第１のテーパ部、３２ 第２のテーパ部、３３ 接続部、３４ 差込部、３５ 押え部、４１ 第１の弾性部、４２ 第２の弾性部。

Claims (3)

1. 第１の方向に向かうにしたがって幅が狭くなる第１のテーパ部と、前記第１の方向の反対方向である第２の方向に向かうにしたがって幅が狭くなるとともに前記第１のテーパ部に対して前記第２の方向側に設けられた第２のテーパ部とを有する枠部と、前記枠部の内側に設けられた網部と、を有するフィルターと、
   第１面に開口が形成されるとともに、前記第１の方向に沿って前記フィルターが差し込まれて前記第１のテーパ部が嵌まる差込部が形成された収容部と、
   前記開口を塞ぐとともに、前記第２のテーパ部が嵌まる押え部が形成された蓋部と、
   前記収容部と前記第１のテーパ部との間に挟み込まれる第１の弾性部と、
   前記押え部と前記第２のテーパ部との間に挟み込まれる第２の弾性部と、を備え、
   前記フィルターは、前記第１のテーパ部と前記第２のテーパ部との接続部分において前記第１のテーパ部のほうが前記第２のテーパ部よりも幅が広く、前記接続部分で前記第１のテーパ部と前記第２のテーパ部とを接続させる接続部を有し、
   前記蓋部は、前記開口を塞いだ状態で前記接続部に当接することを特徴とする外気処理装置。
2. 前記枠部の外周面には、前記収容部または前記押え部に向けて突出するリブが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の外気処理装置。
3. 前記網部は、前記第１の方向と垂直に見た場合に前記枠部から一方側に凸となる形状で設けられ、
   前記枠部は、前記網部から落下した虫を受ける受け部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の外気処理装置。

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