(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下に、本発明の実施の形態にかかる熱交換型換気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。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【0010】
熱交換型換気装置は、空調対象空間の空気を取り込んで空調対象空間外に排出するとともに、空調対象空間外の空気を取り込んで空調対象空間に供給する。空調対象空間の例には、家屋、ビルディングおよび倉庫を挙げることができる。以下の説明においては、空調対象空間が建築物の室内とする。また、「室外空気」は、熱交換型換気装置から室内に供給される給気を指し、「室内空気」は、熱交換型換気装置によって室外へ排出される排気を指す。
【0011】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる熱交換型換気装置100から天面51を取り外した状態を上方から見た斜視図である。
図2は、本発明の実施の形態1にかかる熱交換型換気装置100から底面52を取り外した状態を下方から見た斜視図である。
図3は、本発明の実施の形態1にかかる熱交換型換気装置100の構成を示す斜視図である。なお、
図3では、熱交換型換気装置100の天面51、前面53および内気側側面55の一部を透過させて図示している。また、
図3中のハッチングがドットの矢印は給気流の流れを示し、ハッチングが斜線の矢印は排気流の流れを示している。
図4は、本発明の実施の形態1にかかる熱交換型換気装置100が備える熱交換器8の斜視図である。
図4は、熱交換器8を
図3と同じ方向から見た状態を示している。
図5は、本発明の実施の形態1にかかる熱交換型換気装置100の組み立て時に熱交換器8およびエアフィルター12が外装箱5に挿入された状態を示す模式図である。
図6は、本発明の実施の形態1にかかる熱交換型換気装置100の組み立て時に熱交換器8およびエアフィルター12が固定された状態を示す模式図である。また、
図6には、給空気の流れを細実線の矢印で示し、細破線の矢印は排気流の流れを示している。
図7は、本発明の実施の形態1にかかる熱交換型換気装置100のメンテナンス時に熱交換器8およびエアフィルター12の固定が解除された状態を示す模式図である。
【0012】
熱交換型換気装置100は、天井裏の空間に取り付けられ、ダクトを通じて給排気する天井埋め込み型の熱交換型換気装置である。熱交換型換気装置100は、天面51、底面52、前面53、後面54、内気側側面55および外気側側面56を有する直方体形状であって、外郭を構成する外装箱5を備える。外装箱5は、室外から空気を取り込む外気口1、室外へ空気を排気する排気口2、室内から空気を取り込む還気口3および室内へ空気を給気する給気口4を有する。外気口1および排気口2は、外気側側面56に設けられている。また、還気口3および給気口4は、内気側側面55に設けられている。
【0013】
外装箱5の内部には、給気通風路5Aと排気通風路5Bとが形成されている。給気通風路5Aは、外気口1から取り込んだ室外空気を給気口4から室内へ給気するための風路である。排気通風路5Bは、還気口3から取り込んだ室内空気を排気口2から室外へ排気するための風路である。したがって、外装箱5は、第1面である天面51と天面51と対向する第2面である底面52とを有し、第1面と第2面との間に、給気流を通す給気通風路5Aおよび排気流を通す排気通風路5Bを備える。また、内気側側面55は、外装箱5において給気通風路5Aの下流側に配置された側面といえる。外気側側面56は、外装箱5において排気通風路5Bの下流側に配置された側面といえる。
【0014】
給気通風路5Aには、給気送風機6が設けられている。給気送風機6を運転することにより室外から室内へ向かって空気流である給気流が進行し、給気通風路5Aを通過する。給気送風機6は、電動機61と、電動機61の運転によって回転する羽根部材62とが、給気用ファンケーシング63で囲まれて構成されている。
【0015】
排気通風路5Bには、排気送風機7が設けられている。排気送風機7を運転することにより室内から室外へ向かって空気流である排気流が進行し、排気通風路5Bを通過する。排気送風機7は、電動機71と、電動機71の運転によって回転する羽根部材72とが、排気用ファンケーシング73で囲まれて構成されている。
【0016】
熱交換器8は、給気通風路5Aおよび排気通風路5Bの途中であって、外装箱5の中央に配置されている。熱交換器8は、四角柱状の全熱交換素子80と、全熱交換素子80の軸方向Xに沿って延びる辺21aごとに取り付けられる4つの熱交換器枠22と、を備える。熱交換器8は、全熱交換素子80の四角柱の対角線を上下方向および水平方向にした横倒しの状態で、積層方向が内気側側面55および外気側側面56と平行となった状態で、前面53と後面54とに跨がるように設置される。本実施の形態1において、上下方向は、天面51から底面52に向かう方向と平行な方向であり、
図5から
図7におけるY方向に対応する。また、左右方向は、内気側側面55から外気側側面56に向かう方向と平行な方向である。
【0017】
全熱交換素子80は、特殊加工紙により形成されており、軸方向Xに垂直な平面で切断した切断面が正方形となる角柱形状を呈する。なお、全熱交換素子80は、軸方向Xに垂直な平面で切断した切断面が長方形となるものであってもよいし、軸方向Xに垂直な平面で切断した切断面が多角形となるものであってもよい。すなわち、全熱交換素子80は、多角柱状に形成されてもよい。
【0018】
全熱交換素子80は、平板81に接着された波板82による積層構造をなす給気通風路83と、平板81に接着された波板84による積層構造をなす排気通風路85とが、給気通風路5Aの方向と排気通風路5Bの方向とが直交するように複数積層された直方体形状の積層構造体である。全熱交換素子80の軸方向Xに沿って延びる辺21aは、全熱交換素子80における積層方向の4つの稜線部である。
【0019】
給気通風路5Aは、外気口1から熱交換器8の給気通風路83および給気送風機6を経由して、給気口4に至る。排気通風路5Bは、還気口3から熱交換器8の排気通風路85および排気送風機7を経由して、排気口2に至る。給気通風路5Aおよび排気通風路5Bは、熱交換型換気装置100内において、給気と排気との混合が無いように互いに独立して構成されている。
【0020】
外装箱5の前面53の熱交換器8の端面に対向する位置には、メンテナンスカバー9が設けられている。メンテナンスカバー9を開くことで、熱交換器8を外装箱5から出し入れ可能となる。
【0021】
外装箱5の前面53の中央よりも内気側側面55寄りの位置には、電源への接続用の端子台を収容した電源ボックス10が設けられている。
【0022】
また、外装箱5の内部には、熱交換器8の熱交換器枠22に係合して、外装箱5への熱交換器8の着脱を案内するとともに熱交換器8を支持する複数のガイドレール11が設けられている。ガイドレール11は、外装箱5の天面51と底面52と前面53と後面54とに取り付けられている。熱交換器8は、ガイドレール11に沿って、天面51と平行な方向に出し入れ可能に組み込まれている。ガイドレール11の詳細については、後述する。
【0023】
つぎに、外装箱5内における熱交換器8およびエアフィルター12の支持構造について説明する。以下の説明においては、全熱交換素子80の天面51側の辺21aに取り付けられる熱交換器枠22を第1熱交換器枠221、全熱交換素子80の底面52側の辺21aに取り付けられる熱交換器枠22を第2熱交換器枠222、全熱交換素子80の外気側側面56の辺21aに取り付けられる熱交換器枠22を第3熱交換器枠223、および全熱交換素子80の内気側側面55側の辺21aに取り付けられる熱交換器枠22を第4熱交換器枠224とする。全熱交換素子80の天面51側は、
図5から
図7における上側である。全熱交換素子80の底面52側は、
図5から
図7における下側である。全熱交換素子80の外気側側面56側は、
図5から
図7における左側である。全熱交換素子80の内気側側面55側は、
図5から
図7における右側である。
【0024】
熱交換器8は、外装箱5内に設けられた複数のガイドレール11によって支持される。複数のガイドレール11は、熱交換器8を向く側が開放されて全熱交換素子80の熱交換器枠22が嵌め込まれる溝部を有するU形状を有するガイドレールであり、
図5に示すように熱交換器8を囲んで配置されている。複数のガイドレール11は、外装箱5に固定される第1固定ガイドレール111および第2固定ガイドレール112と、熱交換器8の軸方向Xと垂直な方向であって第1面である天面51から第2面である底面52に向かう方向と平行な移動方向において移動可能に外装箱5に支持される第1可動ガイドレール113および第2可動ガイドレール114とを有する。第1固定ガイドレール111および第2固定ガイドレール112は、上下方向において熱交換器8を挟んで設けられている。第1可動ガイドレール113および第2可動ガイドレール114は、左右方向において熱交換器8を挟んで設けられている。
【0025】
第1固定ガイドレール111は、全熱交換素子80の第1熱交換器枠221が嵌め込まれるガイドレール11であり、熱交換器8の軸方向Xに延びるレールである。第1固定ガイドレール111は、メンテナンス時に取り外しを行わないネジによって外装箱5の左右方向の中央部において天面51に固定されている。第1固定ガイドレール111は、第1熱交換器枠221の幅よりも大きい溝幅を有する。第1固定ガイドレール111は、外気側側面56側に位置して内気側側面55および外気側側面56と平行に延びる内側面に、弾力性のあるシール部材18が貼り付けられている。
【0026】
第2固定ガイドレール112は、全熱交換素子80の第2熱交換器枠222が嵌め込まれるガイドレール11であり、熱交換器8の軸方向Xに延びるレールである。第2固定ガイドレール112は、メンテナンス時に取り外しを行わないネジによって外装箱5の左右方向の中央部において底面52に固定されている。第2固定ガイドレール112は、第2熱交換器枠222の幅よりも大きい溝幅を有する。第2固定ガイドレール112は、内気側側面55側に位置して内気側側面55および外気側側面56と平行に延びる内側面に、弾力性のあるシール部材18が貼り付けられている。
【0027】
第1可動ガイドレール113および第2可動ガイドレール114は、熱交換器8の軸方向Xに延びるレールであり、移動可能に前面53および後面54によって支持されている。前面53および後面54における、第1可動ガイドレール113および第2可動ガイドレール114の支持部は、例えば上下方向に延びる長穴に対してネジを固定する構造、または上下方向において複数設けられた取り付け穴への差し込み構造等の構造とされている。これにより、第1可動ガイドレール113および第2可動ガイドレール114は、前面53および後面54に垂直な状態で上下方向に移動可能に支持されている。第1可動ガイドレール113および第2可動ガイドレール114は、
図5に示すように、左右方向において熱交換器8を挟んで両側に1つずつ設けられる。第1可動ガイドレール113および第2可動ガイドレール114は、熱交換器8に
図6に円形矢印で示す一方向側への回転力Fを付与する回転力付与部としても機能する。なお、第1可動ガイドレール113および第2可動ガイドレール114は、移動方向に移動可能に給気用ファンケーシング63と排気用ファンケーシング73とによって支持されてもよい。
【0028】
第1可動ガイドレール113は、熱交換器8における外気側側面56側に配置される。すなわち、第1可動ガイドレール113は、排気通風路5Bの下流側に配置された辺21aに取り付けられた熱交換器枠22であ
る、全熱交換素子80の第3熱交換器枠223が嵌め込まれるガイドレール11であり、第3熱交換器枠223の幅よりも大きい溝幅を有する。第1可動ガイドレール113は、天面51側に位置して天面51および底面52と平行に延びる内側面に、弾力性のあるシール部材18が貼り付けられている。
【0029】
第2可動ガイドレール114は、熱交換器8における内気側側面55側に配置される。すなわち、第2可動ガイドレール114は、外装箱5内において、給気通風路5Aの下流側に配置された辺21aに取り付けられた熱交換器枠22であ
る、全熱交換素子80の第4熱交換器枠224が嵌め込まれるガイドレール11であり、第4熱交換器枠224の幅よりも大きい溝幅を有する。第2可動ガイドレール114は、底面52側に位置して天面51および底面52と平行に延びる内側面に、弾力性のあるシール部材18が貼り付けられている。
【0030】
また、第2可動ガイドレール114の上方の天面51には、エアフィルター12を保持するためのエアフィルター保持部であるエアフィルター保持ガイドレール13が固定されている。エアフィルター保持ガイドレール13は、熱交換器8の軸方向Xに延びるレールである。エアフィルター保持ガイドレール13は、底面52側が開放されてエアフィルター12の上端部が嵌め込まれる溝部を有するU形状を有するガイドレールである。エアフィルター保持ガイドレール13は、給気通風路5Aにおいてエアフィルター12によって区画されるエアフィルター12よりも上流側の空間からエアフィルター12よりも下流側の空間へのエアフィルター12以外からの空気の流れを抑制するために、弾力性のある天面51と平行なシール部材18が溝部の内側面に貼り付けられている。なお、
図1から
図3においては、エアフィルター12は図示していない。
【0031】
このように構成された熱交換型換気装置100において、エアフィルター12の外装箱5への取り付け時には、まず、
図5に示すように、第1可動ガイドレール113を上方側すなわち天面51側に移動させるとともに、第2可動ガイドレール114を下方側すなわち底面52側に移動させて配置する。
【0032】
これにより、
図5に示すように、第1可動ガイドレール113に貼り付けられたシール部材18および第1可動ガイドレール113と全熱交換素子80の第3熱交換器枠223との間、および第2可動ガイドレール114に貼り付けられたシール部材18および第2可動ガイドレール114と全熱交換素子80の第4熱交換器枠224との間を離した状態で、前面53に形成されたメンテナンス開口17から熱交換器8を外装箱5内へと容易にスライドさせて挿入することができる。この場合、第1可動ガイドレール113に貼り付けられたシール部材18および第1可動ガイドレール113と全熱交換素子80の第3熱交換器枠223との間にクリアランスが設けられており、第2可動ガイドレール114に貼り付けられたシール部材18および第2可動ガイドレール114と全熱交換素子80の第4熱交換器枠224との間にクリアランスが設けられているため、メンテナンス開口17から外装箱5内への熱交換器8の挿入が容易になる。
【0033】
すなわち、第1可動ガイドレール113は、第1可動ガイドレール113に貼り付けられたシール部材18の厚みと第3熱交換器枠223の幅との合計よりも大きい溝幅を有する。第2可動ガイドレール114は、第2可動ガイドレール114に貼り付けられたシール部材18の厚みと第4熱交換器枠224の幅との合計よりも大きい溝幅を有する。
【0034】
また、この状態で、第2可動ガイドレール114とエアフィルター保持ガイドレール13に貼り付けられたシール部材18との間に、エアフィルター12の縦方向の幅寸法よりも大きい寸法のクリアランスが設けられる。これにより、前面53に形成されたメンテナンス開口17からエアフィルター12を外装箱5内へと容易にスライドさせて挿入することができる。エアフィルター12の縦方向の幅寸法は、エアフィルター12における上下方向の寸法であり、高さ寸法である。
【0035】
この場合、エアフィルター保持ガイドレール13に貼り付けられたシール部材18と第2可動ガイドレール114との間にエアフィルター12の縦方向の幅寸法よりも大きい寸法のクリアランスを設けられているため、メンテナンス開口17から外装箱5内への熱交換器8の挿入が容易になる。また、エアフィルター保持ガイドレール13にシール部材18が貼り付けられていない場合には、第2可動ガイドレール114とエアフィルター保持ガイドレール13の内底面との間に、エアフィルター12の縦方向の幅寸法よりも大きい寸法のクリアランスが設けられることになる。
【0036】
その後、
図6に示すように、第1可動ガイドレール113を下方側すなわち底面52側に移動させた位置に固定し、第1可動ガイドレール113に貼り付けられたシール部材18を第3熱交換器枠223の天面51側の側面に押し当てる。この結果、第1可動ガイドレール113がシール部材18を介して第3熱交換器枠223を下方に押圧する。さらに、第2可動ガイドレール114を上方側すなわち天面51側に移動させた位置に固定し、第2可動ガイドレール114に貼り付けられたシール部材18を第4熱交換器枠224の底面52側の側面に押し当てる。この結果、第2可動ガイドレール114がシール部材18を介して第4熱交換器枠224を上方に押圧する。
【0037】
これにより、熱交換器8には、
図6に円形矢印で示す一方向側への回転力Fが付与され、第1固定ガイドレール111に貼り付けられたシール部材18に第1熱交換器枠221の外気側側面56側の側面が押し当てられ、第2固定ガイドレール112に貼り付けられたシール部材18に第2熱交換器枠222の内気側側面55
側の側面が押し当てられる。第1固定ガイドレール111が天面51に固定されており、第2固定ガイドレール112が底面52に固定されている。この結果、熱交換器8の四隅の角部の熱交換器枠22の全てが複数のガイドレール11に押し当てられ、熱交換器8が外装箱5内で複数のガイドレール11によって支持され、固定される。
【0038】
また、第2可動ガイドレール114がエアフィルター12の下面、すなわち底面52側の端面に押し当てられることにより、エアフィルター12は、天面51側に押圧された状態で、第2可動ガイドレール114とエアフィルター保持ガイドレール13との間にエアフィルター12が保持される。ここで、回転力Fによって第2可動ガイドレール114がエアフィルター12に押し当てられることにより、エアフィルター12の縦方向の幅寸法に個体差があった場合、および第2可動ガイドレール114の縦方向の幅寸法に個体差があった場合でも、第2可動ガイドレール114とエアフィルター保持ガイドレール13との間の隙間の発生を抑制してエアフィルター12を保持することができる。これにより、第2可動ガイドレール114とエアフィルター保持ガイドレール13との間から空気が漏えいして室内へ塵埃および虫が侵入することを抑制できる。このように、エアフィルター12を天面51側に押圧した状態で固定することにより、エアフィルター12の保持構造における隙間を減らすことが可能であり、給気通風路5Aにおいてエアフィルター12によって区画されるエアフィルター12よりも上流側の空間からエアフィルター12よりも下流側の空間へのエアフィルター12以外での空気の流れを抑制することができる。
【0039】
また、エアフィルター12は、メンテナンスカバー9を閉じることにより、メンテナンスカバー9と後面54とに挟まれた状態で固定される。これにより、エアフィルター12の保持構造における隙間を減らすことが可能であり、給気通風路5Aにおいてエアフィルター12によって区画されるエアフィルター12よりも上流側の空間からエアフィルター12よりも下流側の空間へのエアフィルター12以外での空気の流れを、より抑制することができる。そして、エアフィルター12は、メンテナンスカバー9と後面54とに密着した状態で固定されることが好ましい。
【0040】
また、エアフィルター保持ガイドレール13とエアフィルター12との間にシール部材18を設けることにより、シール部材18がエアフィルター12に押し当てられ、シール部材18が圧縮される。これにより、第2可動ガイドレール114とエアフィルター保持ガイドレール13との間の隙間の発生をより抑制することができる。
【0041】
また、熱交換器8は、外装箱5内において、
図6に円形矢印で示す熱交換器8の軸を中心とした一方向側への回転、および熱交換器8の軸を中心とした円形矢印と逆方向である他方向側への回転が可能とされている。このため、熱交換器8を、外装箱5への取り付け後の適正な姿勢から熱交換器8の軸を中心とした他方向側へわずかに回転させた状態で外装箱5内へスライドさせて挿入することができる。
【0042】
この場合には、第1固定ガイドレール111に貼り付けられたシール部材18および第1固定ガイドレール111と第1熱交換器枠221との間を離し、第2固定ガイドレール112に貼り付けられたシール部材18および第2固定ガイドレール112と第2熱交換器枠222との間を離し、第1可動ガイドレール113に貼り付けられたシール部材18および第1可動ガイドレール113と第3熱交換器枠223との間を離し、第2可動ガイドレール114に貼り付けられたシール部材18および第2可動ガイドレール114と第4熱交換器枠224との間を離した状態で、熱交換器8を外装箱5内へスライドさせて挿入することができる。これにより、メンテナンス開口17から外装箱5内への熱交換器8の挿入がより容易になる。
【0043】
一方、メンテナンス時には、上述した熱交換器8およびエアフィルター12の外装箱5への取り付け時と反対の作業を行えばよい。すなわち、第1可動ガイドレール113を上方側すなわち天面51側に移動させた位置に固定し、第1可動ガイドレール113に貼り付けられたシール部材18を第3熱交換器枠223
の側面から離す。この結果、第1可動ガイドレール113による回転力Fが解除され、第1可動ガイドレール113がシール部材18を介して第3熱交換器枠223を下方に押圧する状態が解除される。
【0044】
さらに、第2可動ガイドレール114を下方側すなわち底面52側に移動させた位置に固定し、第2可動ガイドレール114に貼り付けられたシール部材18を第4熱交換器枠224
の側面から離す。この結果、第2可動ガイドレール114による回転力Fが解除され、第2可動ガイドレール114がシール部材18を介して第4熱交換器枠224を上方に押圧する状態が解除される。この結果、熱交換器8を容易にスライドさせて外装箱5から抜き取ることが可能となり、熱交換器8および外装箱5の内部のメンテナンスを行うことができる。
【0045】
また、第
2可動ガイドレール
114を
下方側すなわち
底面52側に移動させた位置に固定することで、エアフィルター12の下面が第2可動ガイドレール114から離れ、またはエアフィルター保持ガイドレール13に貼り付けられたシール部材18からエアフィルター12の上面が離れる。この結果、エアフィルター保持ガイドレール13に貼り付けられたシール部材18と第2可動ガイドレール114との間にエアフィルター12の縦方向の幅寸法よりも大きい寸法のクリアランスが設けられる。また、エアフィルター保持ガイドレール13にシール部材18が貼り付けられていない場合には、エアフィルター保持ガイドレール13の内底面と第2可動ガイドレール114との間に、エアフィルター12の縦方向の幅寸法よりも大きい寸法のクリアランスが設けられることになる。
【0046】
これにより、エアフィルター12がエアフィルター保持ガイドレール13と第2可動ガイドレール114とに挟持された状態が解除される。この結果、エアフィルター12を容易にスライドさせて外装箱5から抜き取ることが可能となり、エアフィルター12および外装箱5の内部のメンテナンスを行うことができる。また、エアフィルター保持ガイドレール13に貼り付けられたシール部材18をエアフィルター12との干渉によって劣化させることなく、干渉によるシール部材18の破れおよび剥がれを防止して、エアフィルター12を着脱することが可能である。また、エアフィルター12の着脱時におけるエアフィルター12の押し込み荷重および引き出し荷重を小さくすることができる。
【0047】
したがって、第2可動ガイドレール114は、移動方向において予め定められた上方側の第1の位置において、熱交換器8が適正な取り付け位置において熱交換器8を支持および固定するとともにエアフィルター12をエアフィルター保持ガイドレール13との間に保持する。また、第2可動ガイドレール114は、移動方向において予め定められた下方側の第2の位置において、熱交換器8およびエアフィルター12から離間している。
【0048】
また、第1可動ガイドレール113は、移動方向において予め定められた下方側の第3の位置において、熱交換器8の適正な取り付け位置において熱交換器8を支持および固定する。また、第1可動ガイドレール113は、熱交換器8が支持および固定されない、移動方向において予め定められた第4の位置において、
熱交換器8から離間している。
【0049】
上述したように、本実施の形態1にかかる熱交換型換気装置100は、エアフィルター12の保持構造における隙間を減らすことが可能であり、給気通風路5Aにおいてエアフィルター12によって区画されるエアフィルター12よりも上流側の空間からエアフィルター12よりも下流側の空間へのエアフィルター12以外での空気の流れを抑制することができる。これにより、第2可動ガイドレール114とエアフィルター保持ガイドレール13との間から空気が漏えいして室内へ塵埃および虫などの不純物が侵入することを抑制でき、エアフィルター12の保持構造に起因して不純物が室内へ侵入することを抑制できる。これにより、熱交換型換気装置100は、室内へ導入する空気の清浄度を高めることができる。
【0050】
また、熱交換型換気装置100は、熱交換器8を固定することによりエアフィルター12が同時に固定され、熱交換器8の固定を解除することによりエアフィルター12の固定が同時に解除されるため、エアフィルター12の着脱が容易である。
【0051】
また、熱交換型換気装置100は、エアフィルター保持ガイドレール13、シール部材18、および熱交換器8を固定するガイドレール11といった簡単な構成によりエアフィルター12を固定可能であり、耐久性にも問題が生じない。
【0052】
すなわち、熱交換型換気装置100は、簡単な構成で、エアフィルター12の着脱を伴う場合のメンテナンス性と、塵埃および虫などの不純物の室内への侵入の抑制とを実現できる。
【0053】
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。