(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【0010】
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る換気装置100の設置状態を示す図である。換気装置100は、建物の屋内の壁面2に取り付けられ、建物の屋外と屋内との間で空気を給排気して換気する。
図1では、換気装置100は、窓4と天井6の間の壁面2に取り付けられている。
【0011】
図2〜3は、換気装置100を示す。
図2は、換気装置100の斜視図である。
図3(a)〜(c)はそれぞれ、換気装置100の上面、正面図、下面図である。換気装置100は、筐体10と、熱交換素子20と、第1ファンユニット30と、第2ファンユニット40と、第1仕切部材50と、第2仕切部材60と、ダクト70と、を備える。
【0012】
筐体10は、長尺形状を有する。筐体10は、本実施の形態では直方体の箱形状を有し、第1側面部11と、第2側面部12と、第3側面部13と、第4側面部14と、正面部15と、背面部16と、を含む。以下、筐体10の長手方向をx方向、背面部16の法線方向をy方向、x方向およびy方向に直交する方向をz方向として説明する。
【0013】
正面部15は、x方向に長い長尺形状を有する。背面部16は、x方向に長い長尺形状を有し、正面部15と対向する。背面部16は、換気装置100が建物の壁面に取り付けられるときに壁面と当接する。背面部16には、給排気口16aが形成されている。換気装置100は、この給排気口16aが、壁面に形成された給排気のための壁穴と対向するよう取り付けられる。
【0014】
給排気口16aは、本実施の形態では、円形状に形成されている。給排気口16aは、第2仕切部材60により給気吸込口16bと排気吹出口16cとに仕切られている。給気吸込口16bから屋外の空気が取り込まれる。排気吹出口16cから、排気吸込口12a(後述)から筐体10内に取り込まれた室内空気であって後述するように熱交換素子20で熱交換された空気が屋外に排出される。
【0015】
第1側面部11は、x方向に長い長尺形状を有し、正面部15および背面部16に接続される。第1側面部11には、給気吸込口16bから筐体10内に取り込まれ、後述するように熱交換素子20で熱交換された空気を屋内に供給するための給気吹出口11aが形成されている。給気吹出口11aは、本実施の形態では、正面部15側の端部に形成されている。
【0016】
第2側面部12は、x方向に長い長尺形状を有し、第1側面部11と対向するように正面部15および背面部16に接続される。第2側面部12には、筐体10内に屋内(室内)空気を取り込むための排気吸込口12aが形成されている。排気吸込口12aは、本実施の形態では、正面部15側の端部に形成されている。
【0017】
熱交換素子20は、筐体10内に配置され、屋外から吸い込まれた空気と、屋内から吸い込まれた空気とで熱交換させる。熱交換素子20は、本実施の形態では、六角柱形状を有する。熱交換素子20は、複数枚の六角形の伝熱シートをスペーサを介して間隔を空けながらy方向に積層して形成される。伝熱シートは、例えば紙などの透湿性を有する素材により形成される。複数の伝熱シートの間には、屋外から吸い込まれる空気が通るべき流路の一部を構成する給気流路と、屋内から吸い込まれる空気が通るべき流路の一部を構成する排気流路とがy方向に交互に形成される。
【0018】
熱交換素子20は、そのz方向の幅が、筐体10内の収容空間のz方向の幅と同じかそれより僅かに(例えば10〜20mm)短くなるよう形成される。逆に言うと、筐体10がその収容空間のz方向の幅が、熱交換素子20のz方向の幅と同じかそれより僅かに長くなるよう形成される。
【0019】
第1仕切部材50は、熱交換素子20とx方向に隣接するよう筐体10内の第1空間81に配置される。第1空間81は、熱交換素子20とx方向に隣接する筐体10内の空間である。第1仕切部材50は、本実施の形態では板状の部材であり、その2つの主面がそれぞれ第1側面部11、第2側面部12に対向するよう配置される。第1空間81は、第1仕切部材50により、第1側面部11側の第1室91と第2側面部12側の第2室92とに仕切られる。第1室91は、給気流路の下流側に設けられ、給気流路の出口21bに通じる。第2室92は、排気流路の上流側に設けられ、排気流路の入口22aに通じる。
【0020】
第2仕切部材60は、熱交換素子20とx方向に隣接するよう筐体10内の第2空間82に配置される。第2空間82は、熱交換素子20とx方向に隣接する筐体10内の空間であって、x方向において熱交換素子20に対して第1空間81とは反対側に位置する空間である。第2仕切部材60は、本実施の形態では板状の部材であり、その2つの主面がそれぞれ第1側面部11、第2側面部12に対向するよう筐体10内に配置される。第2空間82は、第2仕切部材60により、第1側面部11側の第3室93と第2側面部12側の第4室94とに仕切られる。第3室93は、排気流路の下流側に設けられ、排気流路の出口22bに通じる。第4室94は、給気流路の上流側に設けられ、給気流路の入口21aに通じる。また上述したように、給排気口16aは、この第2仕切部材60により給気吸込口16bと排気吹出口16cとに仕切られる。
【0021】
第1ファンユニット30は、第1空間81に収容される。第1ファンユニット30は、第1ファンケース31と、第1ファン32と、第1モータ33と、を含む。第1ファンケース31は、巻き貝状のケースである。第1ファン32は、例えば、シロッコファンなどの遠心送風機である。第1ファン32は、第1ファンケース31に収容される。第1モータ33は、第1ファンケース31に固定され、そのモータ軸(不図示)が第1ファンケース31に進入して第1ファン32に取り付けられている。第1モータ33が駆動して第1ファン32が回転すると、吸込口31aから空気が吸い込まれ、吹出口31bから吹き出される。
【0022】
第1ファンユニット30は、第1ファンケース31が第1仕切部材50に載置された状態で第1仕切部材50に固定される。第1ファンユニット30は、第1ファン32の回転軸Rとz方向とがなす鋭角が90度以下になるよう配置される。好ましくは、第1ファンユニット30は、第1ファン32の回転軸Rとz方向とがなす鋭角が45度以下になるよう配置される。なお、第1ファン32の回転軸Rとz方向とがなす鋭角は小さいほど好ましく、
図3(b)では、第1ファンユニット30は、第1ファン32の回転軸Rとz方向とがなす鋭角が0度になるよう、すなわち第1ファン32の回転軸Rとz方向とが平行となるよう配置されている。
【0023】
また、第1ファンユニット30は、第1室91と第2室92とに跨って配置される。具体的には、第1ファンユニット30は、第1ファンケース31の少なくとも一部(および第1ファン32の少なくとも一部)が第1室91に位置し、第1モータ33の少なくとも一部が第2室92に位置するように配置される。
図3(b)では、第1ファンケース31の全体が第1室91に位置し、第1仕切部材50に形成された挿通孔50aから第1モータ33が第2室92に進入して第1モータ33の全体が第2室92に位置する場合が示されている。
【0024】
さらにまた、第1ファンユニット30は、本実施の形態では、第1ファンケース31の少なくとも一部が熱交換素子20供気流路の出口21bとx方向において対向し、第1モータ33の少なくとも一部が熱交換素子20排気流路の入口22aとx方向において対向するよう配置される。
図3(b)では、第1ファンケース31が供気流路の出口21bおよび排気流路の入口22aとx方向において対向し、第1モータ33が排気流路の入口22aとx方向において対向する場合が示されている。
【0025】
第2ファンユニット40は、筐体10内の第2空間82に収容される。第2ファンユニット40は、第2ファンケース41と、第2ファン42と、第2モータ43と、を含む。第2ファンケース41、第2ファン42、第2モータ43はそれぞれ、第1ファンケース31、第1ファン32、第1モータ33と同様に構成される。
【0026】
第2ファンユニット40は、第2ファンケース41が第2仕切部材60に載置された状態で第2仕切部材60に固定される。第2ファンユニット40は、第2ファン42の回転軸Rとz方向とがなす鋭角が90度以下になるよう配置される。好ましくは、第2ファンユニット40は、第2ファン42の回転軸Rとz方向とがなす鋭角が45度以下になるよう配置される。なお、第2ファン42の回転軸Rとz方向とがなす鋭角は小さいほど好ましく、
図3(b)では、第2ファンユニット40は、第2ファン42の回転軸Rとz方向とがなす鋭角が0度になるよう、すなわち第2ファン42の回転軸Rとz方向とが平行となるよう配置されている。
【0027】
また、第2ファンユニット40は、第3室93と第4室94とに跨って配置される。具体的には、第2ファンユニット40は、第2ファンケース41の少なくとも一部(および第2ファン42の少なくとも一部)が第3室93に位置し、第2モータ43の少なくとも一部が第4室94に位置するように配置される。
図3(b)では、第2ファンケース41の全体が第3室93に位置し、第2仕切部材60に形成された挿通孔60aから第2モータ43の全体が第4室94に進入して第2モータ43の全体が第4室94に位置する場合が示されている。
【0028】
さらにまた、第2ファンユニット40は、本実施の形態では、第2ファンケース41の少なくとも一部が熱交換素子20の排気流路の出口22bとx方向において対向し、第2モータ43の少なくとも一部が熱交換素子20の給気流路の入口21aとx方向において対向するよう配置される。
図3(b)では、第2ファンケース41が排気流路の出口22bおよび給気流路の入口21aとx方向において対向し、第2モータ43の全体が給気流路の入口21aとx方向において対向する場合が示されている。
【0029】
ダクト70は、第1ファンケース31の吹出口31bから第1側面部11の給気吹出口11aに伸びるダクトである。ダクト70により、第1ファンケース31と、筐体10の外の屋内空間とが連通される。
【0030】
以上のように構成された換気装置100の動作を説明する。
不図示の制御装置に制御されて第1ファンユニット30および第2ファンユニット40が駆動する。第1ファンユニット30が駆動することにより、背面部16の給気吸込口16bから第4室94に屋外の空気が吸い込まれ、熱交換素子20の給気流路を通って第1室91に流れ込み、吸込口31aから第1ファンケース31に吸い込まれる。第1ファンケース31に吸い込まれた空気は吹出口31bから吹き出され、ダクト70を通って第1側面部11の給気吹出口11aから屋内に吹き出される。また、第2ファンユニット40が駆動することにより、第2側面部12の排気吸込口12aから第2室92に屋内の空気が吸い込まれ、熱交換素子20の排気流路を通って第3室に流れ込み、吸込口41aから第2ファンケース41に吸い込まれる。第2ファンケース41に吸い込まれた空気は吹出口41bから吹き出され、排気吹出口16cから屋外に吹き出される。
【0031】
このとき、熱交換素子20の給気流路を通る空気と、熱交換素子20の排気流路を通る空気とで熱交換される。これにより、屋外から流入する空気の温度が屋内の空気の温度に近くなる。
【0032】
以上説明した換気装置100によると、第1ファンユニット30および第2ファンユニット40は、x方向に熱交換素子20を挟み込むように配置される。そして、各ファンユニットは、ファンの回転軸がz方向を向き、かつ、ファンケースおよびファンが第1室91または第3室93に位置し、モータが第2室92または第4室94に位置した状態で配置される。これにより、例えば、ファンユニットがファンの回転軸がx方向を向くように配置された場合や、ファンユニットの全体が第1室91または第3室93に位置する場合に比べて、z方向の換気装置100の幅を短くできる。
【0033】
また、換気装置100によると、第2側面部12に形成された排気吸込口12aから屋内の空気が第2室92に吸い込まれる。また、ダクト70を介して、第1側面部11(第2側面部12と対向する側面部)に形成された給気吹出口11aから屋内に空気が吹き出される。すなわち、屋内の空気の出入口が対向する側面部に形成されているため、ショートサーキットが生じるのが抑止される。また、出入口が対向する側面部に形成されているため、換気装置100が設置されている部屋全体の空気が循環する。
【0034】
(第2の実施の形態)
図4、5は、第2の実施の形態に係る換気装置200を示す。
図4(a)、(b)は、第2空間82とその周辺を、背面部16側から見た斜視図である。
図4(a)は第2ファンユニット140が取り付けられた状態を示し、
図4(b)は第2ファンユニット140が取り外された状態を示す。
図5は、xy平面に平行な平面であって、第2ファンユニット140の第2ファン42を通る平面で切断した断面図である。
図6(a)、(b)はそれぞれ、第2ファンケース141の可動部144を別々の方向から見た斜視図である。
【0035】
換気装置100との違いに焦点を当てる。換気装置200は、第2ファンユニット40の代わりに第2ファンユニット140を備える。また、換気装置200では、背面部16に第1給排気口116aが形成され、第4側面部14に第2給排気口114aが形成されている。つまり、換気装置200は、2つの給排気口を有する。
【0036】
第1給排気口116aは、本実施の形態では、矩形状に形成されている。第1給排気口116aは、第2仕切部材60により第1給気吸込口116bと第1排気吹出口116cとに仕切られている。第1給気吸込口116b、第1排気吹出口116cはそれぞれ、第1の実施の形態の給気吸込口16b、排気吹出口16cに対応する。
【0037】
第2給排気口114aは、本実施の形態では、矩形状に形成されている。第2給排気口114aは、第2仕切部材60により第2給気吸込口114bと第2排気吹出口114cとに仕切られている。第2給気吸込口114b、第2排気吹出口114cはそれぞれ、第1の実施の形態の給気吸込口16b、排気吹出口16cに対応する。
【0038】
第2ファンユニット140は、第2ファンケース141と、第2ファン42と、第2モータ43と、を含む。第2ファンケース141は、本体部146と2つの張出部147とを有する可動部144と、固定部145と、を含む。
【0039】
本体部146は、側面を形成する筒部146aと、筒部146aの一端を塞ぐ底部146bと、筒部146aの他端を塞ぐ蓋部146cとを有する筒状体であり、第2ファン42を収容する。本体部146は、筒部146aの周方向に回転可能に構成される。筒部146aは、円筒状の外周面を有し、その径方向の厚みが周方向(
図5では時計回り)に進むにつれて厚くなるよう形成される。また、筒部146aには、径方向の厚みが最も厚い部分と薄い部分との間に吹出口(開口)146dが形成されている。第2モータ43が駆動して第2ファン42が回転すると、蓋部146cに形成された吸込口146eから空気が吸い込まれ、吹出口146dから吹き出される。
【0040】
2つの張出部は、吹出口146dの両サイドから筒部146aの軸方向と平行に張り出す。2つの張出部147は、円弧状の板状に形成される。張出部147は、後述するように、使用しない給排気口を筒部146aとともに塞ぐ。
【0041】
固定部145は、第2仕切部材60に固定される。固定部145は、第1ダクト部145aと、第2ダクト部145bとを含む。第1ダクト部145aは、筒部146aの吹出口146dが第1排気吹出口116cとy方向で対向しているときに吹出口146dと第1排気吹出口116cとを接続する(連通させる)。この場合、吹出口146dから吹き出された空気は、第1ダクト部145aを通って第1排気吹出口116cから屋外に排出される。第2ダクト部145bは、筒部146aの吹出口146dが第2排気吹出口114cとx方向で対向しているときに吹出口146dと第2排気吹出口114cとを接続する(連通させる)。この場合、吹出口146dから吹き出された空気は、第2ダクト部145bを通って第2排気吹出口114cから屋外に排出される。
【0042】
筒部146aの吹出口146dが第1排気吹出口116cと接続されているときには、筒部146aにより第2排気吹出口114cが塞がれ、張出部147により第2給気吸込口114bが塞がれる。一方、筒部146aの吹出口146dが第2排気吹出口114cと接続されているときには、筒部146aにより第1排気吹出口116cが塞がれ、張出部147により第1給気吸込口116bが塞がれる。
【0043】
本実施の形態に係る換気装置200によると、使用する給排気口を第1給排気口116aまたは第2給排気口114aに切り替えることができる。例えば、換気装置200を設置する作業者が、換気装置200を設置する際に使用する給排気口を切り替えることができる。これにより、第1給排気口116aと壁穴とが対向するよう換気装置200を壁面に取り付けることができないときには、すなわち第1給排気口116aを壁穴と接続できないときには、第2給排気口114aを給排気口としてとして使用し、第2給排気口114aからダクトを延ばして壁穴と接続できる。したがって、第1給排気口116aしかない場合に設置できない建物にも、換気装置200を設置することが可能となる。また、換気装置200の設置自由度が向上する。壁穴を後から形成しにくいマンションリフォームでは特に有効である。一方で、第1給排気口116aと壁穴とが対向するよう換気装置200を壁面に取り付けることができるときには、第1給排気口116aを給排気口として使用できるため、壁穴に延ばすダクトが不要になり、屋内の良好な美観を維持できる。
【0044】
また、本実施の形態に係る換気装置200によると、第2ファンケース141の可動部144を回転させて、その吹出口146dが第1排気吹出口116cと対向している位置と第2排気吹出口114cと対向している位置とで切り替えることにより、使用する給排気口を切り替えることができる。つまり、特別な工具やスキルがなくても、使用する給排気口を切り替えることができる。
【0045】
また、本実施の形態に係る換気装置200によると、固定部145すなわちダクト部を回転させることなく、可動部144を回転させることにより、使用する給排気口を切り替えることができる。したがって、可動部144に加えてダクト部も回転させる場合と比べて必要なスペースが小さくて済む。これにより、筐体10ひいては換気装置100のスリム化を実現できる。
【0046】
以上、実施の形態に係る換気装置の構成と動作ついて説明した。これらの実施の形態は例示であり、各構成要素の組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【0047】
(変形例1)
第1〜2の実施の形態では、第1ファンユニット30および第2ファンユニット40がいずれも2つの室に跨って配置される場合について説明したが、これに限られず、第1ファンユニット30および第2ファンユニット40の少なくとも一方が2つの室に跨って配置されてもよい。
【0048】
図7は、変形例に係る換気装置300を示す。換気装置300では、第1ファンユニット30は2つの室には跨らず、第1室91にだけ位置するように配置される。一方、第2ファンユニット40は、第2室92および第3室93の2つの室に跨るように配置される。なお、第1ファンユニット30が2つの室に跨るように配置され、第2ファンユニット40が2つの室には跨らず、1つの室にだけ位置するように配置されてもよい。本変形例によれば、少なくとも部分的に、z方向の換気装置300の幅を短くできる。
【0049】
(変形例2)
第1〜2の実施の形態では、熱交換素子が六角柱形状を有する場合について説明したが、これに限られず、熱交換素子は様々な形状をとり得る。
図8(a)、(b)はそれぞれ、変形例に係る換気装置400、換気装置500を示す。
【0050】
図8(a)に示される換気装置400では、熱交換素子20は四角柱形状を有する。熱交換素子20は、複数枚の四角形(菱形)の伝熱シートをスペーサを介して間隔を空けながらy方向に積層して形成される。
【0051】
図8(b)に示される換気装置500では、熱交換素子20は直方体形状を有する。熱交換素子20は、複数枚の長方形の伝熱シートをスペーサを介して間隔を空けながらy方向に積層して形成される。
【0052】
これらの変形例によると、実施の形態に係る換気装置によって奏される作用効果と同様の作用効果が奏される。
【0053】
(変形例3)
第1〜2の実施の形態では特に言及しなかったが、第1ファンケース31および第1ファン32が第1室91に配置され、第1モータ33が第1室91および第2室92に跨がって配置されてもよい。あるいはまた、第1ファンケース31および第1ファン32が第1室91および第2室92に跨がって配置され、第1モータ33が第2室92に配置されてもよい。なお、後者の場合、少なくとも第1ファンケース31の吸込口31aは第1室91に位置する必要がある。第2ファンケースについても同様である。
【0054】
(変形例4)
第1〜2の実施の形態では、換気装置がダクト70を備える場合について説明したが、これに限られない。換気装置がダクト70を備えない構成も考えられる。この場合、第1側面部11の代わりに第3側面部13に給気吹出口が形成され、第1ファンユニット30は、第1ファンケース31の吹出口31bが第3側面部13に形成された給気吹出口と対向するよう配置されればよい。
【0055】
(変形例5)
第2の実施の形態では、第2ファンケース141の可動部を回転することにより、使用する給排気口を切り替える場合について説明したが、これに限られない。
【0056】
例えば、換気装置は、第2ファンユニット140の代わりに第2ファンユニット40を備え、第2ファンユニット40全体を回転することにより、使用する給排気口を切り替えてもよい。
【0057】
また例えば、換気装置は、第2ファンユニット140の代わりに第2ファンユニット40を備え、さらに、第2ファンユニット40の第2ファンケース41の吹出口41bと給排気口とを接続するフレキシブルなホースを備えてもよい。この場合、ホースの接続先を第1給排気口116aと第2給排気口114aとで切り替えることにより、使用する給排気口を切り替えてもよい。
【0058】
(変形例6)
第2の実施の形態では、筐体10に第1給排気口116aと第2給排気口114aの2つの給排気口が形成される場合について説明したが、これに限られず、3つ以上の給排気口が形成されてもよい。例えば、第1給排気口116a、第2給排気口114aに加えて、正面部15に第3給排気口が形成され、第2ファンユニット140の固定部145が、第1ダクト部145a、第2ダクト部145bに加えて、第3ダクト部を含んでもよい。第3ダクト部は、筒部146aの吹出口146dが第3給排気口の第3排気吹出口とy方向で対向しているときに吹出口146dと第3排気吹出口とを接続させる(連通させる)。
【0059】
上述した実施の形態および変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施の形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。また、請求項に記載の各構成要件が果たすべき機能は、実施の形態および変形例において示された各構成要素の単体もしくはそれらの連携によって実現されることも当業者には理解されるところである。
【0060】
以上の記載から、下記の発明が認識される。
本発明のある態様の換気装置は、筐体と、筐体内に配置され、屋外から吸い込まれる空気と屋内から吸い込まれる空気との間で熱交換させるための熱交換素子と、筐体内に配置され、屋内から吸い込まれる空気を屋外に排気するためのファンユニットと、を備える。筐体には、複数の排気吹出口が形成されており、ファンユニットの排気先となる排気吹出口が切り替えられるよう構成されている。
【0061】
この態様によると、屋内から吸い込まれる空気を屋外に排気するための排気吹出口を切り替えることができる。
【0062】
ファンユニットは、ファンと、ファンを収容するファンケースと、を含んでもよい。ファンケースの少なくとも一部を回転させることにより、ファンユニットの排気先となる排気吹出口を切り替えられるよう構成されていてもよい。
【0063】
筐体は、壁に当接される背面部と、背面部に接続される側面部と、を含んでもよい。背面部には第1排気吹出口が形成され、側面部には第2排気吹出口が形成されており、ファンケースは、ファンが収容され、側面に吹出口が形成された筒状の本体部と、一端が第1排気吹出口に接続された第1ダクト部と、一端が第2排気吹出口に接続された第2ダクト部と、を含んでもよい。本体部が周方向に回転することにより、その吹出口と接続されるダクト部が切り替えられてもよい。
【0064】
筐体は、長尺状であり、熱交換素子とファンユニットは、筐体の長手方向に並ぶよう配置され、ファンユニットは、ファンの回転軸が長手方向および背面部の法線方向に直交するよう配置されてもよい。