特許第6982724号(P6982724)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6982724
(24)【登録日】2021年11月25日
(45)【発行日】2021年12月17日
(54)【発明の名称】熱交換形換気装置
(51)【国際特許分類】
   F24F 7/08 20060101AFI20211206BHJP
   F24F 13/20 20060101ALI20211206BHJP
   F24F 6/00 20060101ALI20211206BHJP
   F24F 6/16 20060101ALI20211206BHJP
【FI】
   F24F7/08 101G
   F24F13/20 205
   F24F6/00 H
   F24F6/16
【請求項の数】4
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2017-198181(P2017-198181)
(22)【出願日】2017年10月12日
(65)【公開番号】特開2019-74219(P2019-74219A)
(43)【公開日】2019年5月16日
【審査請求日】2020年8月24日
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックIPマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106116
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100115554
【弁理士】
【氏名又は名称】野村 幸一
(72)【発明者】
【氏名】平田 泰基
(72)【発明者】
【氏名】清本 訓央
(72)【発明者】
【氏名】東条 匠
(72)【発明者】
【氏名】樋口 智之
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 康浩
【審査官】 柳本 幸雄
(56)【参考文献】
【文献】 特開2005−106443(JP,A)
【文献】 特開2013−164198(JP,A)
【文献】 特開平09−159209(JP,A)
【文献】 特開2001−324185(JP,A)
【文献】 特開2015−087058(JP,A)
【文献】 特開2013−194958(JP,A)
【文献】 特開2011−017522(JP,A)
【文献】 特開2011−141057(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F24F 7/08
F24F 13/20
F24F 6/00
F24F 6/16
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
本体ケースと、ファンユニットと、熱交換素子と、を備えた熱交換形換気装置であって、前記本体ケースは、室内空気を吸い込む室内吸込口と、吸い込んだ室内空気を外部に排出する排気口と、外気を吸い込む外気吸込口と、吸い込んだ外気を室内に供給する給気口と、を有し、
前記ファンユニットは、給気ファンと、排気ファンと、を有し、
前記排気口、前記外気吸込口、前記室内吸込口、および前記給気口は、前記本体ケースの第1側面に設けられ、
前記本体ケースは、前記第1側面に対向する第2側面を有し、
前記給気ファンにより前記外気吸込口から前記給気口へ屋外の空気が送風される給気経路が形成され、
前記排気ファンにより前記室内吸込口から前記排気口へ室内の空気が送風される排気経路が形成され、
前記熱交換素子は、前記本体ケース内において、前記給気経路と前記排気経路とが交差する位置に設けられ、
前記本体ケースは、前記第1側面を上、前記第2側面を下とした状態で床に設置され
前記給気ファンおよび前記排気ファンは、前記本体ケース内において、前記熱交換素子の下部に設けられる、ことを特徴とする熱交換形換気装置。
【請求項2】
前記給気口に接続される加湿ユニットを備え、
前記加湿ユニットは、流入口と、流出口と、加湿部と、を有し、
前記流入口は、前記給気口と連通し、
前記加湿部は、前記流入口から吸い込まれた空気を加湿し、
前記流出口は、前記加湿部により加湿された空気を室内に供給し、
前記加湿ユニットは、前記本体ケースに着脱可能であることを特徴とする請求項1に記載の熱交換形換気装置。
【請求項3】
前記加湿ユニットは、前記加湿部の上流側に加熱部を備え、
前記加熱部は、前記流入口から吸い込まれた空気を加熱し、
前記加湿部は、前記加熱部により加熱された空気を加湿することを特徴とする請求項2に記載の熱交換形換気装置。
【請求項4】
前記本体ケースの下方に、前記加湿ユニットからの排水を受けるドレンパンを備えたことを特徴とする請求項2に記載の熱交換形換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、外気と室内空気を熱交換する熱交換形換気装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の換気装置としては、建物内に設置され外気を外気給気口から導入し、内蔵する熱交換素子を経て室内に供給する換気装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
以下、その換気装置について図9を参照しながら説明する。
【0004】
図9に示すように、換気装置本体101は、建物内の屋根裏空間または天井裏空間に設置される。新鮮外気は、外気給気口102から導入され、内蔵する熱交換素子103を通過して室内給気口104を経て室内に供給される。一方、室内の汚れた空気は、室内排気口105から導入され、熱交換素子103を通過し、室外排気口106を経て室外に排気される。外気給気口102から導入される新鮮外気と室内排気口105から導入される室内の汚れた空気は、熱交換素子103を経て電動機107に同一軸108にて連結された給気用ファン109と排気用ファン110により移送される構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2013−194931号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
このような従来の家庭用熱交換形換気装置は天井裏へ設置されるため、ダクト配管や電装施工の際に、脚立を用いなければならないことがある。加えて狭小空間での作業となるため、施工が困難となるおそれがあるという課題を有していた。
【0007】
本発明は上記課題を解決するために、施工性を向上させた熱交換形換気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
そして、この目的を達成するために、本発明の一態様に係る熱交換形換気装置は、本体ケースと、ファンユニットと、熱交換素子と、を備えた熱交換形換気装置であって、前記本体ケースは、室内空気を吸い込む室内吸込口と、吸い込んだ室内空気を外部に排出する排気口と、外気を吸い込む外気吸込口と、吸い込んだ外気を室内に供給する給気口と、を有し、前記ファンユニットは、給気ファンと、排気ファンと、を有し、前記排気口、前記外気吸込口、前記室内吸込口、および前記給気口は、前記本体ケースの第1側面に設けられ、前記本体ケースは、前記第1側面に対向する第2側面を有し、前記給気ファンにより前記外気吸込口から前記給気口へ屋外の空気が送風される給気経路が形成され、前記排気ファンにより前記室内吸込口から前記排気口へ室内の空気が送風される排気経路が形成され、前記熱交換素子は、前記本体ケース内において、前記給気経路と前記排気経路とが交差する位置に設けられ、前記本体ケースは、前記第1側面を上、前記第2側面を下とした状態で床に設置され、前記給気ファンおよび前記排気ファンは、前記本体ケース内において、前記熱交換素子の下部に設けられる、ことを特徴とする熱交換形換気装置である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、製品設置の際における施工性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1】本発明の実施の形態1の熱交換形換気装置の構成を示す斜視図
図2】同熱交換形換気装置の構成を示す側面断面図
図3】同熱交換形換気装置の構成を示す側面断面図
図4】同熱交換形換気装置の加湿ユニットの構成を示す斜視図
図5】同熱交換形換気装置の加湿部の構成を示す断面図
図6】本発明の実施の形態3の加熱部の構成を示す図
図7】本発明の実施の形態4のドレンパンの構成を示す斜視図
図8】同熱交換形換気装置の構成を示す側面図
図9】同熱交換形換気装置の構成を示す上面図
図10】本発明の実施の形態5の分岐チャンバーボックスを示す斜視図
図11】同熱交換形換気装置の構成を示す斜視図
図12】同熱交換形換気装置の構成を示す側面図
図13】従来の熱交換形換気装置の構成を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の一態様に係る熱交換形換気装置は、本体ケースと、ファンユニットと、熱交換素子と、を備えた熱交換形換気装置であって、前記本体ケースは、室内空気を吸い込む室内吸込口と、吸い込んだ室内空気を外部に排出する排気口と、外気を吸い込む外気吸込口と、吸い込んだ外気を室内に供給する給気口と、を有し、前記ファンユニットは、給気ファンと、排気ファンと、を有し、前記排気口、前記外気吸込口、前記室内吸込口、および前記給気口は、前記本体ケースの第1側面に設けられ、前記本体ケースは、前記第1側面に対向する第2側面を有し、前記給気ファンにより前記外気吸込口から前記給気口へ屋外の空気が送風される給気経路が形成され、前記排気ファンにより前記室内吸込口から前記排気口へ室内の空気が送風される排気経路が形成され、前記熱交換素子は、前記本体ケース内において、前記給気経路と前記排気経路とが交差する位置に設けられ、前記本体ケースは、前記第1側面を上、前記第2側面を下とする構成を有する。
【0012】
これにより、排気口、外気吸込口、室内吸込口、および給気口を、本体ケースの1つの面に集中して設けることで、ダクトの接続が容易になり、製品設置の際における施工性を改善することができる。
【0013】
また、前記給気口に接続される加湿ユニットを備え、前記加湿ユニットは、流入口と、流出口と、加湿部と、を有し、前記流入口は、前記給気口と連通し、前記加湿部は、前記流入口から吸い込まれた空気を加湿し、前記流出口は、前記加湿部により加湿された空気を室内に供給し、前記加湿ユニットは、前記本体ケースに着脱可能である、という構成としてもよい。
【0014】
これにより、加湿した空気を給気口から室内に供給できるので、室内の快適性を向上させることができる。また、加湿ユニットを着脱可能とすることで、必要に応じて加湿ユニットの有無を選択できる。
【0015】
また、前記加湿ユニットは、前記加湿部の上流側に加熱部を備え、前記加熱部は、前記流入口から吸い込まれた空気を加熱し、前記加湿部は、前記加熱部により加熱された空気を加湿する、という構成としてもよい。
【0016】
これにより、加湿される空気があらかじめ加熱部で加熱されるので、さらに効率よく室内を加湿することができる。
【0017】
また、前記本体ケースは、側壁もしくは床に設置される、という構成にしてもよい。
【0018】
これにより、本体ケースへのアクセスが容易となり、メンテナンス性が向上するという効果を奏する。
【0019】
また、前記本体ケースの下方に、前記加湿ユニットからの排水を受けるドレンパンを備えた、という構成にしてもよい。
【0020】
これにより、加湿ユニットからの排水等が外部に流出することを抑制できる。
【0021】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【0022】
(実施の形態1)
図1に示すように、熱交換形換気装置1は、本体ケース2を備えている。
【0023】
本体ケース2は、室内吸込口3と、排気口4と、外気吸込口5と、給気口6と、熱交換素子7と、第1側面8と、第2側面9と、制御部18と、制御パネル19と、を備えている。
【0024】
室内空気は、室内吸込口3から吸い込まれ、排気口4から外部、例えば屋外に排出される。
【0025】
外気は、外気吸込口5から吸い込まれ、給気口6から室内に供給される。
【0026】
室内吸込口3、排気口4、外気吸込口5、および給気口6は、本体ケース2の第1側面8に設けられる。すなわち、外気の吸い込みと室内空気の吸い込みが同一方向からなされ、外気の吹き出しと室内空気の吹き出しを同一方向に対して行う構成である。
【0027】
第2側面9は、第1側面8に対向する面である。
【0028】
制御パネル19による指示を受けた制御部18は、給気ファン10や排気ファン11などの運転を制御する。
【0029】
図2に示すように、本体ケース2は、ファンユニット12を備えている。また、ファンユニット12は、給気ファン10と、排気ファン11と、を有する。
【0030】
給気ファン10および排気ファン11は、本体ケース2内において、熱交換素子7の下部に設けられる。すなわち、給気ファン10および排気ファン11は、熱交換素子7よりも第2側面9側に設けられる。
【0031】
給気ファン10により外気吸込口5から給気口6へ屋外の空気が送風される給気経路13が形成される。また、排気ファン11により室内吸込口3から排気口4へ室内の空気が送風される排気経路14が形成される。
【0032】
熱交換素子7は、本体ケース2内において、給気経路13と排気経路14とが交差する位置に設けられる。熱交換素子7は、室内に給気される空気と外部に排出される空気との間で熱交換を行う。
【0033】
本体ケース2は、第1側面8を上(天面)、第2側面9を下(底面)とした状態で設置される。すなわち、室内吸込口3、排気口4、外気吸込口5、および給気口6は、本体ケース2の上面に設けられる。よって本体ケース2の上部から空気を吸い込み、本体ケース2の上部から空気を吹き出す。
【0034】
このような構成になることによって、製品設置の際における施工性を改善することができる。
【0035】
なお、本体ケース2は、住宅等において側壁もしくは床に設置されていてもよい。これにより、メンテンナンス性が向上する。
【0036】
さらに、図3に示すように、給気ファン10および排気ファン11は、熱交換素子7の上部に設けられてもよい。すなわち、給気ファン10および排気ファン11は、熱交換素子7より第1側面8側に設けられてもよい。
【0037】
また、給気口6に接続される加湿ユニット15を備える、という構成であってもよい。
【0038】
以下、加湿ユニット15について図4および図5を用いて詳述する。
【0039】
加湿ユニット15は、流入口16と、流出口17と、加湿部30と、を有する。
【0040】
流入口16は、例えば加湿部ケース37側部に設けられ、給気口6と連通する。
【0041】
流出口17は、例えば加湿部ケース37上部に設けられ、加湿部30により加湿された空気を室内に供給する。
【0042】
加湿部30は、吹上風路34と、底部35と、加湿部排水口36と、加湿部ケース37と、を有する。
【0043】
加湿部ケース37は、例えば円筒形状である。
【0044】
加湿部30は、流入口16から吸い込まれた空気を加湿する。
【0045】
また、加湿部30は、遠心破砕部60を備えていてもよい。このとき加湿部ケース37は、内壁32で仕切られた遠心破砕部60を内蔵することとなる。
【0046】
遠心破砕部60は、例えば揚水管61と、遠心破砕円板62と、破砕モータ63と、を備える。
【0047】
揚水管61は、破砕モータ63の作動に基づいて回転し、底部35に貯水されている水を巻き上げる。
【0048】
遠心破砕円板62は、揚水管61で巻き上げた水を破砕する。遠心破砕円板62で破砕された水滴により、遠心破砕部60を通過する空気が加湿される。
【0049】
吹上風路34は、内壁32と加湿部ケース37側面とで仕切られた領域であり、遠心破砕部60で加湿された空気が通過する。吹上風路34を通過する空気は、遠心破砕部60から底部35に向かって吹き出された後、流出口17に向かって送風される。
【0050】
底部35は、加湿のための水が貯水される貯水部としての機能を有する。加湿部ケース37において、底部35は、遠心破砕部60の下方に設けられる。
【0051】
加湿部排水口36は、底部35に設けられ、加湿部排水路38(図8参照)と連通する。加湿ユニット15の運転終了後などにおいて、底部35に溜まっている水は、加湿部からの排水44として加湿部排水口36から排水される。加湿部からの排水44は、加湿部排水口36から加湿部排水路38を通って外部に排水される。
【0052】
ここで加湿ユニット15における空気の流れについて説明する。
【0053】
まず、本体ケース2の給気口6から吹き出された空気は、流入口16から加湿部ケース37に流入する。流入口16から吸い込まれた空気は、遠心破砕部60で加湿される。遠心破砕部60で加湿された空気は、底部35に向かって送風された後、吹上風路34を通って流出口17から室内に供給される。
【0054】
この構成により、流出口17から室内に供給される外気を加湿し、室内を加湿することが出来る。また、加湿部30で発生した水分は重力によって底部35へ落ちるため、熱交換形換気装置1へ逆流して熱交換素子7へ水がかかりにくいという効果を得ることができる。
【0055】
なお、加湿部30による加湿方法として、水を遠心破砕して加湿する方法で説明したが、加湿方法はこれに限らない。
【0056】
また、加湿部排水口36には、例えば制御部18により制御される電磁弁(図示せず)等を設け、貯水と排水とを切り替える構成としてもよい。すなわち加湿ユニット15の運転時には、電磁弁を閉として貯水し、底部35に溜まった水を排水する際には、電磁弁を開として加湿部排水口36より排水するという構成であってもよい。これにより、底部35において貯水が不要となった場合に速やかに排水することができる。
【0057】
また、加湿ユニット15は、本体ケース2に着脱可能であってもよい。これにより、必要に応じて加湿ユニットの有無を選択できる。したがって、加湿ユニットを設けない場合、加湿ユニットと本体ケースが一体(着脱不可能)の場合に比べて、省スペース化が可能となる。
【0058】
なお、加湿ユニット15は、本体ケース2の上部もしくは側部に取り付けられてもよい。
【0059】
(実施の形態2)
加湿ユニットの流出口17は、図5に示すように、加湿部ケース37において上部の側面に設けられるような構成であってもよい。すなわち加湿ユニット15からの吹き出し風を横方向に吹き出す構成としてもよい。この構成によれば、熱交換形換気装置1が設置されるような狭小空間において、給気ダクトの吹出し方向を上方向にも横方向にも選択でき、より施工性を向上させることができる。
【0060】
(実施の形態3)
また、加湿ユニット15は、加湿部30の上流側に加熱部40を備えていてもよい。加熱部40は、流入口16から吸い込まれた空気を加熱し、加熱部40の下流にある加湿部30は、加熱部40により加熱された空気を加湿する。
【0061】
加湿ユニット15において上流側に加熱部40、下流側に加湿部30を備えることで、加湿する空気をあらかじめ加熱し、効率よく室内を加湿することができる。
【0062】
ここで、加熱部40について図6を用いて説明する。
【0063】
図6に示すように、加熱部40は、加熱部材41と、傾斜部材42と、を有している。
【0064】
加熱部材41として、例えばラジエータやヒータを用いてもよい。ラジエータを用いた場合、ラジエータと、例えば床暖房用の温水管(給湯管)とを接続し、ラジエータの管内に温水を流して加熱部40を通過する空気を加熱する構成としてもよい。これにより、既存の熱源を有効的に用いて、空気を加熱することができる。
【0065】
またラジエータの管内に冷水を流す、という構成としてもよい。これにより、加熱部40を通過する空気でラジエータを結露させ、室内に供給する空気を除湿することができる。すなわち、加湿ユニット15に除湿機としての機能を持たせることができる。
【0066】
なお、図5において示す結露水43は、ラジエータの管内に冷水を流した際に発生する結露水である。
【0067】
傾斜部材42は、流入口16の下流側、かつ、加熱部材41の上流側に設けられる。また、傾斜部材42は、流入口16から加湿部30側に向かって下方向に傾斜している。すなわち、流入口16側が高く、加湿部30側が低くなっている。この時に加熱部材41で発生した結露水43は、傾斜部材42によって加湿部30、特に底部35に向かって案内されるので、熱交換形換気装置1へ逆流して熱交換素子7へ水がかかりにくいという効果を得ることができる。
【0068】
なお、傾斜部材42の形状は図5および図6に示すものに限られず、熱交換形換気装置1への逆流を抑制するために必要な形状に適宜設定できるものとする。
【0069】
(実施の形態4)
本体ケース2の下方に、排水装置としてドレンパン70を設けるような構成としても良い。
【0070】
ここで、ドレンパン70について図7図9を用いて説明する。
【0071】
図7に示すように、ドレンパン70は、例えば樹脂製で、本体ケース2の下側に配置された平たい皿状の容器であり、熱交換素子からの結露水45や、加湿部排水路38から出る加湿部からの排水44等を受ける。
【0072】
ドレンパン70は、排水部71と、保持部72と、傾斜部73と、周壁74と、底壁75と、を備えている。
【0073】
底壁75は、本体ケース2の下面(第2側面9)と対向する位置に設けられる。
【0074】
周壁74は、底壁75の周囲を囲む側壁である。
【0075】
保持部72は、底壁75から突出して設けられ、本体ケース2を支持する。すなわち、ドレンパン70は、保持部72により第2側面9と接続される。すなわちドレンパン70は、本体ケース2を支持する役割と排水装置としての役割を果たす。
【0076】
排水部71として、例えばドレンパン70の中央に排水口が設けられ、熱交換素子からの結露水45や加湿部からの排水44、本体ケース2の外側壁面(外装)で発生する外装からの結露水46が排水口から排水される。
【0077】
底壁75の一部は傾斜部73を形成する。傾斜部73は、ドレンパン70において排水部71へ排水が向かうように案内する役割を果たしている。
【0078】
このような構成によれば、熱交換素子7からの結露水43、本体ケース2の外側壁面(外装)で発生する外装からの結露水46、加湿ユニット15からの排水等をドレンパン70で受けることができる。すなわち、ドレンパン70の上方に設けられる熱交換形換気装置1もしくは加湿ユニット15にて発生した水が外部へ流出するのを抑制できる。
【0079】
なお、ドレンパン70の形状は図面に示すものに限られず、適宜設定できるものとする。また、室内吸込口3と、排気口4と、外気吸込口5と、給気口6と、加湿ユニット15の位置は、図9に示すものに限られず、適宜設定できるものとする。
【0080】
(実施の形態5)
加湿ユニット15の流出口17に着脱可能な分岐チャンバーボックス50を設けてもよい。
【0081】
ここで、分岐チャンバーボックス50について図10図12を用いて説明する。
【0082】
分岐チャンバーボックス50は、ボックス本体51と、チャンバーボックス流入口52と、チャンバーボックス流出口53と、を有する。
【0083】
ボックス本体51は、例えば加湿ユニット15の上部に接続される。また、加湿ユニット15が本体ケース2の側部に設けられる場合は、ボックス本体51は加湿ユニット15の側部もしくは上部に設けられてもよい。
【0084】
チャンバーボックス流入口52およびチャンバーボックス流出口53は、ボックス本体51に設けられる。
【0085】
チャンバーボックス流入口52は、加湿ユニット15の流出口17に接続される。加湿ユニット15を通過した空気が分岐チャンバーボックス50に流入した後、チャンバーボックス流出口53から室内に供給される。
【0086】
ボックス本体51は、例えば発泡スチロールのような高断熱性を有するような材料で構成される。
【0087】
なお、チャンバーボックス流出口53は複数設けられてもよい。このとき、ボックス本体51のチャンバーボックス流出口53にダクトを接続することで複数の給気口を持つような構成となり、より多くの部屋を効率的に給気することが可能となる。
【0088】
また、分岐チャンバーボックス50は、本体ケース2の給気口6と直接接続されてもよい。
【0089】
以上、本発明に係る熱交換形換気装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【0090】
本発明に係る熱交換形換気装置は、給気口、排気口、外気吸込口、室内吸込口を同一面に設けることで施工性向上を可能とするものであるので、外気と室内空気の熱交換を目的とするダクト式の換気装置、ダクト式の空気調和装置等の用途としても有用である。
【符号の説明】
【0091】
1 熱交換形換気装置
2 本体ケース
3 室内吸込口
4 排気口
5 外気吸込口
6 給気口
7 熱交換素子
8 第1側面
9 第2側面
10 給気ファン
11 排気ファン
12 ファンユニット
13 給気経路
14 排気経路
15 加湿ユニット
16 流入口
17 流出口
18 制御部
19 制御パネル
30 加湿部
32 内壁
34 吹上風路
35 底部
36 加湿部排水口
37 加湿部ケース
38 加湿部排水路
40 加熱部
41 加熱部材
42 傾斜部材
43 結露水
44 加湿部からの排水
45 熱交換素子からの結露水
46 外装からの結露水
50 分岐チャンバーボックス
51 ボックス本体
52 チャンバーボックス流入口
53 チャンバーボックス流出口
60 遠心破砕部
61 揚水管
62 遠心破砕円板
63 破砕モータ
70 ドレンパン
71 排水部
72 保持部
73 傾斜部
74 周壁
75 底壁
図1
図2
図3
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