JP2000283516A

JP2000283516A - 換気装置

Info

Publication number: JP2000283516A
Application number: JP11091999A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Yamamoto; 多嘉彦山本
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】屋内環境を害することなく、換気することが
できる換気装置を提供する。【解決手段】隔壁１２によって、空気を排出する排気
室１１ａと、空気を吸入する吸気室１１ｂとに仕切られ
ている中空の換気部１１と、隔壁１２を貫通し、排気室
１１ａから吸気室１１ｂに渡って形成され、熱伝導によ
って、排気室１１ａと吸気室１１ｂとの温度差を減少さ
せる熱交換部１３と、換気部１１の周囲に形成され、排
気室１１ａから排出される空気の一部を取り出して、吸
気室１１ｂの外壁周りに循環させ、その外壁の熱伝導に
より、循環している空気に熱を与え、又はその空気から
熱を奪って、吸気室１１ｂを暖め、又は冷却して、排気
室１１ａと吸気室１１ｂとの温度差を減少させる熱交換
流路とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋内の空気の換気
などに好適に用いられる換気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】換気は、居住空間等を快適な環境に保つ
ための重要な手段である。特に、最近の建物は、木造・
ＡＬＣコン造りを問わず、気密性が増しており、こまめ
に、換気する必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、暖房又は冷房
によって、屋内の温度が調整されている場合に、外気を
そのまま屋内に取り入れてしまうと、室温が急激に変化
してしまい、屋内環境の快適性が失われてしまう。ま
た、特に、都市部では、外気に粉塵や自動車の排気ガス
などが含まれていることが多く、屋内の空気をかえって
汚してしまうという可能性がある。

【０００４】本発明の課題は、屋内環境を害することな
く、換気することができる換気装置を提供することであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、以下のような
解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容
易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付
して説明するが、これに限定されるものではない。前記
課題を解決するために、請求項１の発明は、隔壁（１
２）によって、空気を排出する排気室（１１ａ）と、空
気を吸入する吸気室（１１ｂ）とに仕切られている中空
の換気部（１１）と、隔壁（１２）を貫通し、排気室
（１１ａ）から吸気室（１１ｂ）に渡って形成され、熱
伝導によって、排気室（１１ａ）と吸気室（１１ｂ）と
の温度差を減少させる熱交換部（１３）と、換気部（１
１）の周囲に形成され、排気室（１１ａ）から排出され
る空気の一部を取り出して、吸気室（１１ｂ）の外壁周
りに循環させ、その外壁の熱伝導により、循環している
空気に熱を与え、又はその空気から熱を奪って、吸気室
（１１ｂ）を暖め、又は冷却して、排気室（１１ａ）と
吸気室（１１ｂ）との温度差を減少させる熱交換流路と
を備える換気装置である。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載の換気
装置において、前記熱交換流路は、換気部（１１）の外
周に隙間を設けて配置され、その隙間に排出空気の一部
を循環させる筐体部（１４）と、換気部（１１）及び筐
体部（１４）の間に設けられ、前記隙間を仕切って、第
１循環流路（Ｂ１）及び第２循環流路（Ｂ２）に分ける
循環流路隔壁部（１５）と、換気部（１１）に設けら
れ、排気室（１１ａ）と第１循環流路（Ｂ１）とを繋げ
て通気可能にする第１通気孔（Ａ１）と、換気部（１
１）及び／又は筐体部（１４）に設けられ、第１循環流
路（Ｂ１）と第２循環流路（Ｂ２）とを繋げて通気可能
にする流路接続部（Ｂ３）と、換気部（１１）に設けら
れ、第２循環流路（Ｂ２）と排気室（１１ａ）とを繋げ
て通気可能にする第２通気孔（Ａ２）とを備えることを
特徴とする換気装置である。

【０００７】請求項３の発明は、請求項２に記載の換気
装置において、前記流路接続部は、前記筐体部の内壁面
に形成した溝であることを特徴とする換気装置である。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１から請求項３
までのいずれか１項に記載の換気装置において、熱交換
部（１３）は、通気可能な無数の微小孔（１３ｃ）を有
する金属多孔板（１３ａ，１３ｂ）であることを特徴と
する換気装置である。

【０００９】請求項５の発明は、請求項４に記載の換気
装置において、金属多孔板（１３ａ，１３ｂ）の微小孔
（１３ｃ）は、フォトエッチングにより開けられている
ことを特徴とする換気装置である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面等を参照して、本発明
の実施の形態について、さらに詳しく説明する。（第１実施形態）図１は、本発明による換気装置の第１
実施形態の構成を示す斜視図である。なお、以下、図中
の矢印は、空気の流れを示す。換気装置１０は、換気部
１１と、熱交換部１３と、筐体部１４と、循環流路隔壁
部１５とを備える。

【００１１】換気部１１は、屋内の空気を排出し、屋外
の空気を吸入して換気する部分である。換気部１１は、
中空部材であり、内部を隔壁１２によって、屋内の空気
を屋外に排出する排気室１１ａと、屋外から屋内へ空気
を取り入れる吸気室１１ｂとに区分されている。換気部
１１は、排気室１１ａの外壁に、第１通気孔Ａ１及び第
２通気孔Ａ２を有する。第１通気孔Ａ１は、排気室１１
ａと後述の第１循環流路Ｂ１とを通気可能にする孔部で
あり、排出空気の一部を、第１循環流路Ｂ１に分岐す
る。第１通気孔Ａ１は、直径３．０〜５．０ｍｍの孔で
ある。第１通気孔Ａ１は、１０〜５０個設けられてい
る。第２通気孔Ａ２は、排気室１１ａと後述の第２循環
流路Ｂ２とを通気可能にする孔部であり、第２循環流路
Ｂ２の空気を排気室１１ａに合流する。第２通気孔Ａ２
は、直径１．５〜３．０ｍｍの孔である。

【００１２】熱交換部１３は、吸気室１１ｂの温度を排
気室１１ａの温度に近づける部分である。詳細について
は、後述する。

【００１３】筐体部１４は、換気部１１の外周に隙間を
設けて配置され、その隙間に排出空気の一部を循環させ
る部分である。筐体部１４は、第１循環流路Ｂ１と第２
循環流路Ｂ２とを繋げて通気可能にする溝状の流路接続
部Ｂ３を内壁面に形成している。筐体部１４は、加工
性、量産性等を考慮すると、アクリロニトリル・ブタジ
エン・スチレン共重合（ＡＢＳ）樹脂を材料とするとよ
い。

【００１４】循環流路隔壁部１５は、換気部１１の周囲
に形成され、換気部１１と筐体部１４との間の隙間を仕
切って、空気の流路を形成する部分である。循環流路隔
壁部１５は、断面が台形又は丸形のパッキンである。循
環流路隔壁部１５は、換気部１１と筐体部１４との間の
隙間を、第１循環流路Ｂ１及び第２循環流路Ｂ２に分け
る。ここに、第１循環流路Ｂ１は、排気室１１ａから分
岐された空気を吸気室１１ｂの外壁面に導く流路であ
る。第２循環流路Ｂ２は、吸気室１１ｂの外壁面に送ら
れた空気を排気室１１ａに導く流路である。

【００１５】図２は、本発明による換気装置の第１実施
形態の構造を示す断面図である。図中、（Ａ）は、上
面、（Ｂ）は、正面、（Ｃ）は、側面を示す。換気装置
１０は、図２に示すように、複数枚の熱交換部１３（１
３ａ，１３ｂ）を有する。熱交換部１３は、隔壁１２を
貫通し、排気室１１ａから吸気室１１ｂに渡って形成さ
れている。熱交換部１３は、通気可能な無数の微小孔を
有する金属多孔板である。熱交換部１３は、熱伝導によ
って、吸気室１１ｂの温度を排気室１１ａの温度に近づ
ける。すなわち、冬季のように、室温のほうが、外気温
よりも高いときは、吸気室１１ｂに排気室１１ａの熱を
伝えて、吸気室１１ｂの温度を上げる。逆に、夏期のよ
うに、室温のほうが、外気温よりも低いときは、吸気室
１１ｂから熱を奪って、吸気室１１ｂの温度を下げる。

【００１６】図３は、本発明による換気装置の第１実施
形態の設置状態を示す正面図、図４は、側面図及び吸排
気口の上面図である。排気室１１ａは、排気ファン１６
ａに接続されており、排気ファン１６ａを作動させて、
排気口１７ａに空気を排出する。また、吸気室１１ｂ
は、吸気フィルタ１７ｃを介して、吸気ファン１６ｂに
接続されており、吸気ファン１６ｂを作動させて、吸気
口１７ｂより空気を吸入する。なお、ファン１６ａ，１
６ｂは、公称能力；風量Ｑ＝２．７ｍ³／Ｍｉｎ（実使
用風量は、１．２ｍ³／Ｍｉｎ）、静圧力Ｈ＝９．０ｍ
ｍ／Ｈ₂Ｏ（使用動圧力は、３．０〜３．５ｍｍ／Ｈ₂
Ｏ）である。また、吸気フィルタ１７ｃは、活性炭入り
のフィルタであり、塵埃・有毒ガス等を取り除く。

【００１７】図５は、多孔板のフォトエッチングによる
製造方法を説明する図である。多孔板１３ａ，１３ｂ
は、板材２３に対してフォトエッチング加工を行って、
製造する。

【００１８】板材２３は、厚みＷ１が０．３〜０．５ｍ
ｍの銅板又は銅含有率２〜３％のステンレス板等であ
る。板材２３は、上下両面のエッチング部２１ａ及び２
１ｂを除いた領域にレジスト２２ａ及び２２ｂが塗布さ
れている。エッチング部２１ａ及び２１ｂは、それぞれ
直径がφ１、φ２（φ１＞φ２）の円形であり、それぞ
れの中心を結ぶ線（補助線１９）は、上面１８ａの法線
に、ほぼ平行となっている。図５に示すようなレジスト
パターンが施された板材２３は、塩酸等の溶液に所定時
間、浸漬されてエッチングが行われる。この結果、エッ
チング部２１ａ及び２１ｂより板材２３の腐食が進行
し、最終的にエッチング部２１ａと２１ｂを結ぶ貫通孔
１３ｃが得られる。

【００１９】図６は、貫通孔を含む多孔板の部分断面図
である。図中、補助線１９は、多孔板１３ａの上面１８
ａの法線である。多孔板１３ａは、上述のようにして形
成された貫通孔１３ｃを有する。貫通孔１３ｃの断面形
状は、図６に示すように、補助線１９の方向に、すり鉢
状の形状をしており、上面１８ａにおいて最大であり、
上面１８ａと下面１８ｂの中間よりやや下よりの位置Ｓ
１において最小値φＭＩＮをとる。

【００２０】図７は、貫通孔の直径を例示する図であ
る。このように、合計８枚積層されている多孔板１３ａ
及び１３ｂのうち、ファン１６ａ，１６ｂに最も遠い位
置に配置されている多孔板１３ａを第１段目、最も近い
位置に配置されている多孔板１３ｂを第８段目とする
と、各段の多孔板１３ａ又は多孔板１３ｂは、図７に示
すような直径の貫通孔１３ｃを備えている。つまり、貫
通孔１３ｃは、排気室１１ａ及び吸気室１１ｂにおける
空気の流れ方向に沿って、次第にその直径が小さくなる
ように設けられている。

【００２１】図８は、上述のように貫通孔１３ｃを設け
た多孔板１３ａを上面１８ａ側から見た図であり、貫通
孔１３ｃの配列の様子を示している。図８に示すよう
に、貫通孔１３ｃは、ピッチがＬｃの正方形配列となる
ように多孔板１３ａに設けられている。

【００２２】図９は、図８とは異なる貫通孔１３ｃの配
列を示す図である。この例において、貫通孔１３ｃは、
一辺のピッチがＬｅの正三角形配列となるように多孔板
１３ａに設けられている。

【００２３】（動作方法）次に、図１，図２を参照しな
がら、換気装置１０の動作について説明する。換気装置
１０は、使用者の操作により不図示のスイッチが入れら
れる、又は自動ＣＯ検知センサ（不図示）によりスイッ
チが入れられると、ファン１６ａ，１６ｂを作動させ
て、動作を開始する。

【００２４】図１に示されるように、屋内より排出され
る空気は、排気室１１ａに入ると、その一部が、第１通
気孔Ａ１から、第１循環流路Ｂ１に分岐して、吸気室１
１ｂの外壁面に到達し、その外壁の熱伝導により、吸気
室１１ｂ内の空気を暖め、又は冷却する。そして、吸気
室１１ｂ内の空気を冷却等した空気は、流路接続部Ｂ３
を経由して、第２循環流路Ｂ２へ到達し、再び、吸気室
１１ｂの外壁の熱伝導により、吸気室１１ｂ内の空気を
暖め、又は冷却する。このようにして、吸気室１１ｂ内
の空気を冷却等した空気は、第２循環流路Ｂ２を通っ
て、第２通気孔Ａ２から、排気室１１ａに合流する。

【００２５】一方、図２（Ｃ）に示されるように、排気
室１１ａに入って排出される空気の残りは、積層された
多孔板１３ａ及び多孔板１３ｂを順次通過する。すなわ
ち、排出される空気は、第１段目の直径３００μｍの貫
通孔１３ｃから第８段目の直径４０μｍの貫通孔１３ｃ
までを順に通過する。この過程において、排出される空
気に含まれる異物は、大なるものから順次多孔板１３ａ
又は多孔板１３ｂに捕獲される。したがって、異物が排
気用のダクトへ流入して、ダクトを汚したり、ダクトに
損傷を与えることはない。

【００２６】また、多孔板１３ａ及び多孔板１３ｂは、
銅等の熱伝導率が大きい高い金属材料により製造されて
いるので、排出される空気は、多孔板１３ａ又は多孔板
１３ｂを通過する際に、多孔板１３ａ及び多孔板１３ｂ
を暖め、又は多孔板１３ａ及び多孔板１３ｂから熱を奪
い取り、これを冷却する。このとき、多孔板１３ａ及び
多孔板１３ｂは、複数の折り部を備え、面積が大きいの
で、排出される空気と多孔板１３ａ及び多孔板１３ｂと
の間での熱交換が効率よく行われる。さらに、多孔板１
３ａの折り部と多孔板１３ｂの折り部とは、互いに交差
するように設けられているので、多孔板１３ａ及び多孔
板１３ｂを通過する空気は、その流れに乱れを生じ、多
孔板１３ａ及び多孔板１３ｂにおける熱伝導を向上させ
る。

【００２７】さらに、図２（Ｃ）に示されるように、吸
気室１１ｂを介して屋外から吸入される空気は、排出さ
れる空気と同様に、積層された多孔板１３ａ及び多孔板
１３ｂを通過する。このときに、吸入される空気は、第
８段目の多孔板１３ｂにおける直径３００μｍの貫通孔
１３ｃから第１段目の多孔板における直径４０μｍの貫
通孔１３ｃまでを順に通過する。したがって、吸気室１
１ｂを通って吸入される空気も、異物が大きなものから
順に除去され、汚れた空気がそのまま屋内に入ることは
ない。

【００２８】また、排気室１１ａにおいて説明したのと
同様な原理により、吸気室１１ｂにおいて吸入される空
気は、多孔板１３ａ及び多孔板１３ｂとの間で、効率よ
く熱交換を行う。つまり、排出される空気が、吸入され
る空気より高温である場合には、排出される空気の熱
が、多孔板１３ａ、多孔板１３ｂを介して吸気室１１ｂ
へ伝達され、そこで吸入される空気を暖める。逆に、吸
入される空気が排出される空気より高温である場合に
は、排出される空気が多孔板１３ａ及び多孔板１３ｂを
冷却し、さらに冷却された多孔板１３ａ及び多孔板１３
ｂは、吸気室１１ｂにおいて吸入される空気より熱を奪
って、これを冷却する。

【００２９】本実施形態によれば、排出される空気の一
部が、吸気室１１ｂの周囲を循環して、外壁の熱伝導に
より、その循環している空気に熱を与え、又はその空気
から熱を奪うので、効率よく、吸気室１１ｂ内の空気を
暖め、又は冷却することができる。また、金属製の多孔
板１３ａ，１３ｂの熱交換部１３を有するので、吸入す
る空気を暖め、又は冷却することができる。さらに、多
孔板１３ａ，１３ｂは、微小の貫通孔１３ｃを有してお
り、その孔径は、排気室１１ａ及び吸気室１１ｂにおけ
る空気の流れ方向に沿って、次第にその直径が小さくな
るように設けられているので、空気中に含まれる異物を
除去することができる。さらにまた、貫通孔１３ｃは、
フォトエッチングによって、製造されているので、異な
る孔径を容易に形成することができる。なお、本実施形
態では、多孔板１３ａ及び多孔板１３ｂは、その材質と
して、銅又は銅を含有するステンレスを使用している。
一般に、銅や銀は抗菌効果を有し、例えば大腸菌、黄色
ブドウ球菌等に対して、殺菌効果を発揮する。したがっ
て、本実施形態では、換気装置１０内での雑菌の繁殖を
防止することができ、雑菌によって汚染された空気が屋
内に流入することはない。

【００３０】（変形形態）以上説明した実施形態に限定
されることなく、種々の変形や変更が可能であって、そ
れらも本発明の均等の範囲内である。例えば、流路接続
部Ｂ３は、吸気室１１ｂの外壁部を凹ませて、流路を確
保してもよい。そのようにしても、同様の効果が得られ
る。また、循環流路隔壁部１５を複数設けて、循環流路
を延長してもよい。さらに、換気部１１は、銅板等から
なる４つの面を備えた排気室１１ａ及び吸気室１１ｂを
別々に作製し、これらをそれぞれの１つの面にて接着し
て構成してもよい。この場合、隔壁１２は、排気室１１
ａと吸気室１１ｂの相互に接着された面により形成され
る。

【００３１】

【発明の効果】以上詳しく説明したように、請求項１の
発明によれば、換気部の周囲に形成され、排気室から排
出空気の一部を取り出して、その取り出した空気を吸気
室の周囲に循環させるので、吸入する空気温度を排出す
る空気温度に、一層、近づけることができる。

【００３２】請求項２の発明によれば、熱交換流路は、
筐体部及び循環流路隔壁部によって形成されるので、場
所をとらず、コンパクトである。

【００３３】請求項３の発明によれば、流路接続部は、
筐体部の内壁面の溝であるので、容易に形成することが
できる。

【００３４】請求項４の発明によれば、熱交換部は、通
気可能な無数の微小孔を有する金属多孔板であるので、
効率よく熱交換することができる。

【００３５】請求項５の発明によれば、多孔板の微小孔
は、フォトエッチングにより開けられているので、異な
る孔径を容易に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による換気装置の第１実施形態の構成を
示す斜視図である。

【図２】本発明による換気装置の第１実施形態の構造を
示す断面図である。

【図３】本発明による換気装置の第１実施形態の設置状
態を示す正面図である。

【図４】本発明による換気装置の第１実施形態の設置状
態を示す側面図及び吸排気口の上面図である。

【図５】多孔板のフォトエッチングによる製造方法を説
明する図である。

【図６】貫通孔を含む多孔板の部分断面図である。

【図７】貫通孔の直径を例示する図である。

【図８】貫通孔を設けた多孔板を上面側から見た図であ
る。

【図９】貫通孔の異なる配列を示す図である。

【符号の説明】

１０換気装置１１換気部１１ａ排気室１１ｂ吸気室１２隔壁１２ａ，１２ｂ仕切パッキン１３熱交換部１３ａ，１３ｂ多孔板１３ｃ貫通孔１４筐体部１５循環流路隔壁部１６ａ排気ファン１６ｂ吸気ファン１７ａ排気口１７ｂ吸気口１７ｃ吸気フィルタ２１ａ，２１ｂエッチング部２２ａ，２２ｂレジスト２３板材Ａ１第１通気孔Ａ２第２通気孔Ｂ１第１循環流路Ｂ２第２循環流路Ｂ３流路接続部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】隔壁によって、空気を排出する排気室
と、空気を吸入する吸気室とに仕切られている中空の換
気部と、前記隔壁を貫通し、前記排気室から前記吸気室に渡って
形成され、熱伝導によって、前記排気室と前記吸気室と
の温度差を減少させる熱交換部と、前記換気部の周囲に形成され、前記排気室から排出され
る空気の一部を取り出して、前記吸気室の外壁周りに循
環させ、その外壁の熱伝導により、循環している空気に
熱を与え、又はその空気から熱を奪って、前記吸気室を
暖め、又は冷却して、前記排気室と前記吸気室との温度
差を減少させる熱交換流路とを備える換気装置。
【請求項２】請求項１に記載の換気装置において、前記熱交換流路は、前記換気部の外周に隙間を設けて配置され、その隙間に
排出空気の一部を循環させる筐体部と、前記換気部及び前記筐体部の間に設けられ、前記隙間を
仕切って、第１循環流路及び第２循環流路に分ける循環
流路隔壁部と、前記換気部に設けられ、前記排気室と前記第１循環流路
とを繋げて通気可能にする第１通気孔と、前記換気部及び／又は筐体部に設けられ、前記第１循環
流路と前記第２循環流路とを繋げて通気可能にする流路
接続部と、前記換気部に設けられ、前記第２循環流路と排気室とを
繋げて通気可能にする第２通気孔とを備えることを特徴
とする換気装置。
【請求項３】請求項２に記載の換気装置において、前記流路接続部は、前記筐体部の内壁面に形成した溝で
あることを特徴とする換気装置。
【請求項４】請求項１から請求項３までのいずれか１
項に記載の換気装置において、前記熱交換部は、通気可能な無数の微小孔を有する金属
多孔板であることを特徴とする換気装置。
【請求項５】請求項４に記載の換気装置において、前記金属多孔板の微小孔は、フォトエッチングにより開
けられていることを特徴とする換気装置。