JP4794280B2 - 空気調和機 - Google Patents

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Description

本発明は、換気装置を組み込んだ空気調和機に関し、特に、給気と排気と同時給排気が選択可能な換気ユニット付き空気調和機に関する。
同一モータで排気ファンと吸気ファンを同時駆動して、同時に排気と吸気を行う換気装置を空気調和機の室内ユニット内に収納した熱交換器の側方空間に収納配置したものがある。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−００５４７２号公報
特許文献１のものでは、同一モータで排気ファンと吸気ファンを同時駆動するため、排気と吸気を同時に行う換気装置としての機能は果たせるが、排気のみ、吸気のみを行うようには構成されていない。また、モータの左右両側にそれぞれシロッコタイプのファンが取り付けられ、それぞれのファンケーシングに排気ホースと吸気ホースが取り付けられた構成であるため、左右方向に長い形態の換気装置となり、空気調和機の室内ユニットをかなり横長タイプに改善しなければならない問題が生じる。
本発明は、このような点を考慮して、給気、排気及び同時給排気の動作が選択可能である換気ユニットを室内設置の空気調和機内に収納して、室内の効果的な換気を行うことができるようにするものである。また、室内設置の空気調和機内の熱交換器の側方空間に収納配置する場合にも、空気調和機が上記のように大きく横長にしなくても十分収納可能なるように、換気ユニットを薄型化できるようにする。特に、同時給排気の動作において、排気される室内空気と取り込まれる室外空気とが、全熱交換器によって熱交換するようにして、効果的な外気の取入れが可能な空気調和機を提供するものである。
第１の発明は、室内の空気調和を行うように内部に熱交換器と送風機が配置された空気調和機本体に、前記室内の空気を室外に排出する排気動作と前記室外の空気を前記室内に導入する給気動作をする換気装置が組み込まれた空気調和機において、前記換気装置は、給排気部と排気専用部を備え、前記給排気部は給排気兼用ファンとこれに関連する給排気通路を備え、前記排気専用部は排気専用ファンとこれに関連する排気通路を備え、前記給排気通路は切り替え弁の切り替え制御にて、給気モードにおいて室外空気を前記給排気兼用ファンへ吸い込んで前記室内へ供給する給気経路と、排気モードにおいて前記室内の空気を室内空気吸い込み口から前記給排気兼用ファンへ吸い込んで室外へ排気する排気経路とに切り替えられる通路構成であり、給気モードでは前記排気専用ファンは停止状態であって前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給され、排気モードでは前記給排気兼用ファンと前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記給排気通路のうちの排気経路及び前記排気専用部の前記排気通路を通って室外へ排出され、給排気モードでは前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給されると共に前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記排気専用部の前記排気通路を通って室外へ排出されるよう制御され、且つ、前記給排気モードでは、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが全熱交換器にて熱交換されることを特徴とする。
第２の発明は、室内の空気調和を行うように内部に熱交換器と送風機が配置された空気調和機本体に、前記室内の空気を室外に排出する排気動作と前記室外の空気を前記室内に導入する給気動作をする換気装置が組み込まれた空気調和機において、前記換気装置は、給排気部と排気専用部を備え、前記給排気部は一方向回転の給排気兼用ファンとこれに関連する給排気通路を備え、前記排気専用部は排気専用ファンとこれに関連する排気通路を備え、且つ前記給排気通路は切り替え弁の切り替え制御にて、給気モードにおいて室外空気を前記給排気兼用ファンへ吸い込んで前記室内へ供給する給気経路と、排気モードにおいて前記室内の空気を室内空気吸い込み口から前記給排気兼用ファンへ吸い込んで室外へ排気する排気経路とに切り替えられる通路構成の換気ユニットを構成し、前記換気ユニットは、給気モードでは前記排気専用ファンは停止状態であって前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給され、排気モードでは前記給排気兼用ファンと前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記給排気通路のうちの排気経路及び前記排気専用部の前記排気通路を通って室外へ排出され、給排気モードでは前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給されると共に前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記排気専用部の前記排気通路を通って室外へ排出されるよう制御され、且つ、前記給排気モードでは、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが全熱交換器にて熱交換されることを特徴とする。
第３の発明は、第１または第２発明において、前記切り替え弁は、前記給排気兼用ファンへの空気吸い込み経路を室内空気吸い込み口からの室内空気吸い込み経路と室外空気の吸い込み口からの室外空気吸い込み経路とに切り換える第１切り替え弁Ａと、前記給排気兼用ファンからの空気吐出経路を室内空気の吐出口から室外へ排気する室外排気経路と室外空気の給気口から前記室内へ供給する室内供給経路とに切り換える第２切り替え弁Ｂを備え、前記給排気兼用ファンから吹き出される空気の流れが、前記第２切り替え弁Ｂを通って前記全熱交換器へ導かれる経路と、前記第２切り替え弁Ｂを通って室外へ導かれる経路とに切り替え制御されることを特徴とする。
第４の発明は、第１乃至第３発明のいずれかにおいて、前記全熱交換器は、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが熱交換可能な透湿性区画シートを境にして交差する流れをなすように複数段に空気通路が形成された全熱交換素子がケースに着脱自在に収納され、前記ケースが前記換気装置から着脱自在であることを特徴とする。
第５の発明は、第１乃至第４発明のいずれかにおいて、前記全熱交換器は、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが熱交換可能な透湿性区画シートを境にして略直角に交差する流れをなすように間隔を保って積層した前記区画シート間に波形又は山形の通路部材によって空気通路を形成したものが複数段に形成された全熱交換素子がケースに着脱自在に収納され、前記全熱交換器が前面パネルで覆われた状態であり、前記ケースが空気調和機の前面パネルを開いた状態で前面側から着脱自在であることを特徴とする。
第１の発明は、給気モード、排気モード及び給排気モードが選択可能であり、排気モードでは、給排気兼用ファンと排気専用ファンの運転（ＯＮ）により、室内の排気を速やかに行うことができるため、室内空気が汚れた場合には効果的である。そして、給気モードでは、給排気兼用ファンの運転により、外気を取り入れて室内空気の清浄化をすることも効果的である。そして、給排気モードでは、給排気兼用ファンと排気専用ファンの運転（ＯＮ）により、給気と排気が同時に行われるため、室内の空気浄化促進効果が十分発揮できる。特に、給排気モードでは、給気経路を通る室外空気と排気通路を通る室内空気とが全熱交換器にて熱交換されるため、顕熱と潜熱の熱交換効果によって、冷房時には取り入れる室外空気の冷却と湿気の減少効果が得られ、暖房時には取り入れる室外空気の暖めと加湿効果が得られるため、排気される室内空気を有効利用して好ましい換気効果が得られるものとなる。
第２の発明では、第１の発明の効果に加えて、換気装置は、給排気兼用ファンを備えた給排気部と排気専用ファンを備えた排気専用部を組み合わせて一体化した換気ユニット構成であるため、空気調和機とは独立して組み立てができると共に、空気調和機内への組み込みが簡素化されるものとなる。
第３の発明では、第１の発明の効果に加えて、給気モード、排気モード及び給排気モードにおけるこれらの制御は、第１切り替え弁と第２切り替え弁とによる通路切り替えと、給排気兼用ファンと排気専用ファンの運転（ＯＮ）によって達成できるため、制御もし易く的確となる。
第４の発明では、第３発明の効果に加えて、全熱交換器は、給気経路を通る室外空気と排気通路を通る室内空気との間で行われる熱交換と透湿作用によって、冷房運転又は暖房運転においても、排出される室内空気の影響を導入する室外空気に与えるため、好ましい状態で室外空気を導入できることとなる。また、全熱交換素子がケースに着脱自在に収納され、ケースが換気装置から着脱自在であるため、換気装置への全熱交換素子の組み込みや、全熱交換素子の清掃や交換がし易くなる。
第５の発明では、上記の効果に加えて、全熱交換器は、室外空気と室内空気とが区画シートを介して複数段に略直角に交差するため、一方の空気と他方の空気との間で行われる熱交換と透湿作用が効果的となる。そして、冷房運転又は暖房運転においても、排出される室内空気の影響を導入する室外空気に与えるため、好ましい状態で室外空気を導入できることとなる。また、全熱交換器は、前面パネルで覆われた状態であるため、空気調和機の運転中は全熱交換器が隠れた状態となり、空気調和機の外観デザインの向上となり、換気装置への全熱交換素子の組み込みや、全熱交換素子の清掃や交換の際には、空気調和機の前面パネルを開いた状態で行えるため、作業もし易くなる。
本発明の空気調和機における換気ユニットは、給排気モード時に、給気経路を通って室内へ供給される室外空気と排気通路を通って室外へ排出される室内空気とが熱交換される全熱交換器を備え、この全熱交換器は、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが熱交換可能な仕切り壁を境にして交差する流れをなす全熱交換素子がケースに着脱自在に収納され、前記ケースが空気調和機から着脱自在であり、以下に本発明の実施形態を記載する。
次に、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明に係る空気調和機と室外機のセットである分離型空気調和装置の斜視図、図２は本発明に係る空気調和機の縦断側面図、図３は本発明に係る空気調和機の前面パネルを開いた状態での換気ユニット収納部を示す空気調和機本体の正面斜視図、図４は本発明に係る換気ユニットの右側斜視図、図５は本発明に係る換気ユニットの給排気部の断面図、図６は本発明に係る換気ユニットの給気モードを説明する斜視図、図７は本発明に係る換気ユニットの給気モードにおける第１切り替え弁Ａの状態説明図、図８は本発明に係る換気ユニットの給気モードにおける第２切り替え弁Ｂの状態説明図、図９は本発明に係る換気ユニットの排気モードを説明する斜視図、図１０は本発明に係る換気ユニットの排気モードにおける第１切り替え弁Ａの状態説明図、図１１は本発明に係る換気ユニットの排気モードにおける第２切り替え弁Ｂの状態説明図、図１２は本発明に係る換気ユニットの同時給排気モードにおける室内空気の排気と室外空気の給気の流れを説明する斜視図、図１３は本発明に係る換気ユニットの同時給排気モードにおける室内空気の排気と室外空気の給気の流れを説明する斜視図、図１４は本発明に係る換気ユニットから全熱交換器を取り出した状態を説明する空気調和機本体の正面斜視図、図１５は本発明に係る換気ユニットから全熱交換器を取り出した状態を説明する換気ユニットの正面斜視図、図１６は本発明に係る全熱交換器から全熱交換素子を取り外した状態を説明する正面斜視図である。
図において、本発明に係る空気調和機１は、室内の壁に掛けられるタイプの壁掛け式室内用空気調和機であり、冷媒の圧縮機と凝縮器とこれらの熱交換用送風機８等を収納した室外機１０とで一組の分離型空気調和装置を構成するものであり、空気調和機１と室外機１０とは、冷媒配管回路１８と電気回路１９とで連結された状態である。空気調和機１は内部に熱交換器３と送風機４等が配置され、上面と前面にそれぞれ空気吸い込み部（後述の空気吸い込み口）を形成している。前記分離型空気調和装置は、空気調和機１によって家屋の室内の空気調和を行うために、冷房動作、暖房動作、除湿動作、換気動作、室内空気循環動作を選択スイッチの操作に基づき選択できるものである。この選択スイッチは、使用性の向上から一般的に使用者が任意に遠隔操作可能なリモートコントローラ（図示せず）に設けられたスイッチで構成される。
これを具体的に説明すると、空気調和機１は、空気調和機本体２と前面パネル７とで構成された横長形状をなし、空気調和機本体２は空気調和機１の背面側に位置する基体部２Ａと、その基体部２Ａの前面側に組み合わされたカバー部２Ｂとで構成され、カバー部２Ｂは前後に開口して空気調和機１の外形形状をした枠状をなし、このカバー部２Ｂの前面開口を覆うように前面パネル７が着脱可能に取り付けられている。前面パネル７は、取り外し又は開閉可能であり、その開閉する構成として、カバー部２Ｂの上部に軸支持して上方へ回動にて開くことができる方式や、通常は閉じているが空気調和機１の運転に伴って電動機装置によって前方へ移動して空気吸い込み口を上下に形成する方式や、その他の方式による構成がある。基体部２Ａの前面側には、熱交換器３と送風機４と電装箱等が取り付けられ、カバー部２Ｂがこれらの周囲を覆い、空気調和機１の前面を前面パネル７が覆う状態である。空気調和機１は、家屋の室内の壁にネジ固定した固定板１６に対して、基体部２Ａの背面の引っ掛け部を引っ掛けることによって取り付けられる。
熱交換器３と送風機４は空気調和機本体２内に配置されており、熱交換器３は略逆Ｖ字状に配置した前面側熱交換部３Ａと後面側熱交換部３Ｂとで構成され、前面側熱交換部３Ａは下部が後方へ屈曲した部分３Ａ１を形成した形状をなす。熱交換器３は、並列配置の多数のアルミニウム薄板Ｐを冷媒パイプＱが貫通配置されたプレートフィン型熱交換器の構成である。送風機４は、左右方向に延びた多数の羽根４Ａが円周に配置され横軸４Ｂを電動機で回転する横流式ファンであり、熱交換器３の内側に配置されて、略熱交換器３の左右全幅に渡る長さを有する。
送風機４の運転によって空気吸い込み部から空気調和機１内へ吸い込まれる空気は、空気調和機本体２の上面と前面から熱交換器３へ向けて流入するように、横長の空気調和機本体２の上面と前面にそれぞれ左右方向に長く空気吸い込み口５Ａ、５Ｂ、５Ｃを形成している。上面空気吸い込み口５Ａは、空気調和機本体２の上面に左右方向に長く形成し、空気調和機本体２の前面側には、前面パネル７の上端との間に左右方向に長く前面空気吸い込み口５Ｂが形成され、前面パネル７の下部には空気の吸い込み口５Ｃが形成されている。これらの空気の吸い込み口５Ａ、５Ｂ、５Ｃに対応して、空気調和機本体２の前面側には網状のフィルタ６が配置されている。
フィルタ６は、フィルタ網をその周囲に形成される合成樹脂製枠を射出成形すると同時に一体化したものであり、前面パネル７を開いた状態で、空気調和機本体２のカバー部２Ｂの左右両側部とその中間部に形成したフィルタ支持レール部９に対して、カバー部２Ｂの前面開口側から上方へ向かうスライド式挿入によって、左右のフィルタ６が着脱自在に保持されている。フィルタ６をフィルタ支持レール部９にスライドし易くするためと、フィルタ６の中間部が熱交換器３側へ落ち込まないようにするために、フィルタ６の裏側の支持部として左右のフィルタ支持レール部９、９間に渡る横桟９Ａと、この横桟９Ａ相互に上下に渡る縦桟９Ｂでもって格子状の桟を形成している。
送風機４の運転によって熱交換器３Ａ、３Ｂと熱交換した空気は、空気調和機１の前面下部に形成した横長矩形状の空気吹き出し口１１から前方へ吹き出す。空気吹き出し口１１には、軸１２Ａで上下動するように軸支持された上下動風向板１２と、吹き出す空気流を左右の複数流に分割する左右動風向板１３を備えている。熱交換器３Ａ、３Ｂから流下する露は、その下方の露受け皿１４、１５で受けられ、ドレンパイプ１７から室外に排出される。
空気調和機構の一つとして、建物（家屋）の室内への室外空気の取り込み（給気）と室内空気の排出（排気）を行う換気装置２０が、空気調和機１内に組み込まれている。換気装置２０は、後述のように、給排気部２１と排気専用部２２を備え、給排気部２１は一方向回転の給排気兼用ファン２３とこれに関連する給排気通路を備え、排気専用部２２は排気専用ファン２４とこれに関連する排気通路を一体化したユニット構成でもって換気ユニットを形成している。このため、換気装置２０は、以下、換気ユニット２０と称することとする。換気ユニット２０は、熱交換器３と送風機４の側方に配置された状態であり、図３には左側の内部空間に配置された形態を示している。換気ユニット２０は、空気調和機１の使用者が選択スイッチによって、給気モード、排気モード及び同時給排気モードに切り替え制御できるものである。換気ユニット２０は、給排気部２１と排気専用部２２が一体化された構成であり、空気調和機１内の熱交換器３の側方の空間に組み込まれた状態において、後述の室外給気管路２６と室外排気管路２７が接続される構成である。
給排気部２１は一方向回転の給排気兼用ファン２３とこれに関連する給排気通路を備えており、排気専用部２２は排気専用ファン２４とこれに関連する排気通路を備えている。給排気兼用ファン２３と排気専用ファン２４とは略同一平面状になるように配置されて、給排気部２１と排気専用部２２が略同一平面状の配置である。図では給排気兼用ファン２３と排気専用ファン２４とが略同一平面的な上下関係になるように、給排気部２１と排気専用部２２が略同一平面的な上下関係の配置である。これによって、換気ユニット全体が薄型の小型化が図られるものとなり、空気調和機１内で熱交換器３の側方の小空間に組み込まれるものに適したものとなる。
前記給排気通路は、給排気兼用ファン２３への空気吸い込み経路を室内空気吸い込み口２５からの室内空気吸い込み経路Ｐと室外給気管路２６からの室外空気吸い込み経路Ｑとに切り換える第１切り替え弁Ａと、給排気兼用ファン２３からの空気吐出経路を室外排気管路２７から室外へ排気する室外排気経路Ｒと家屋の室内へ供給する室内供給経路Ｓとに切り換える第２切り替え弁Ｂを備えている。
給排気兼用ファン２３と排気専用ファン２４は、十分な送風量を得るために遠心送風ファンで構成され、実施例ではその一つであるシロッコファンで構成している。シロッコファン２３は、円盤状の端板２３Ｂの中心は駆動用電動機２３Ａの回転軸に取り付けられ、端板２３Ｂの周縁には端板２３Ｂと直角方向へ延びた多数の羽根２３Ｃが取り付けられ、端板２３Ｂの対向面が吸い込み側２３Ｄとなり、吸込んだ空気は羽根２３Ｃから周辺へ吐出される動作をする。シロッコファン２４もシロッコファン２３と同様の構成である。
排気専用部２２は、排気専用ファン２４とこれに関連する排気通路を備える。排気専用シロッコファン２４とその駆動用電動機２４Ａがファンケーシング２８内に収納され、ファンケーシング２８の一側面にはシロッコファン２４の吸い込み側に対面して吸い込み口２８Ａが形成され、シロッコファン２４の周辺に対応したファンケーシング２８の周囲壁の一部には吐出口２８Ｂが形成されている。この構成によって、吸い込み口２８Ａから吐出口２８Ｂへ至る空気通路が、排気専用部２２の排気通路を形成する。吐出口２８Ｂは室外排気管路２７に連通してもよいが、室外へ延びる別個の排気パイプ（図示せず）を接続してもよい。
給排気部２１は、給排気兼用ファン２３とその駆動用電動機２３Ａがファンケーシング２９内に収納され、ファンケーシング２９の一側面にはシロッコファン２３の吸い込み側に対面して吸い込み口２９Ａが形成され、シロッコファン２３の周辺の吐出空間３０Ｂに対応したファンケーシング２９の周囲壁の一部には吐出口２９Ｂが形成されている。吸い込み口２９Ａの全周からへ空気を吸込むために、吸い込み口２９Ａの周縁に拡がった吸い込み空間３０Ｃを形成する。この吸い込み空間３０Ｃは、ファンケーシング２９を延長してその端部を側板３１で覆った状態で形成されている。この吸い込み空間３０Ｃの周囲壁の一部には、吐出口２９Ｂと同じ側に吐出口２９Ｂと区画して吸い込み口３０Ａが形成されている。
給排気部２１は、この他にダクト部３２がファンケーシング２９に連結された構成である。ダクト部３２は、室外給気管路２６から室外空気を吸い込む吸い込み口３３と、吸い込み口３０Ａと連結される吸い込み口３４とを吸い込み空間３０Ｃと同じ側に同一平面状に形成して、これらが室外空気吸い込み経路Ｑの一部通路Ｑ１を構成している。室内空気吸い込み口２５は、この室外空気吸い込み経路Ｑの一部通路Ｑ１の側面に、熱交換器３側に向いて開口するように形成されているが、側板３１に掛かるように形成してもよい。
また、ダクト部３２は、吐出口２９Ｂと連結される吐出口３５と、室外排気管路２７へ室内空気を排出する吐出口３６と、室外空気を家屋の室内へ供給する給気口３７とを吐出空間３０Ｂと同じ側に略同一平面状に形成して、これらが室外排気経路Ｒの一部通路Ｒ１と室内供給経路Ｓの一部通路Ｓ１を構成している。この構成によって、室外排気経路Ｒの一部通路Ｒ１と室内供給経路Ｓの一部通路Ｓ１は、区画壁Ｚを介して室外空気吸い込み経路Ｑの一部通路Ｑ１に重ね合わせ状態の配置となる。
また、ダクト部３２には、第１切り替え弁Ａと第２切り替え弁Ｂとが設けられ、第１切り替え弁Ａと第２切り替え弁Ｂは、ダクト部３２に取り付けた単一の電動機４０とこれによって回転する減速歯車機構４１によって作動するように構成している。第１切り替え弁Ａは、室内空気吸い込み経路Ｐの開閉と室外空気吸い込み経路Ｑの開閉とを行う。また、第２切り替え弁Ｂは、室外排気経路Ｒの開閉と室内供給経路Ｓの開閉を行う。このような切り替え制御は、前記リモートコントローラのスイッチによって給気モードと排気モードとを使用者が選択することにより行われる。
家屋の室内へ供給する室外空気の殺菌又は減菌のために、紫外線発生装置５０が換気ユニット２０と一体化されて、空気調和機１内において熱交換器３の前面側でフィルタ６の背面側に配置している。この紫外線発生装置５０は、横方向に長い紫外線ランプ又は紫外線発光素子（ＬＥＤ）などの紫外線発生部５２の周囲に、換気ユニット２０によって家屋の室内へ供給される室外空気の空気通路を形成するように、上部から下部の範囲に空気の吹き出し口５１Ａを複数形成したダクト構成のカバー５１によって紫外線発生部５２を覆った構成であり、給気口３７に一端が連通し他端がカバー５１の一端開口に連通したダクト部材５３によって、紫外線発生装置５０とダクト部３２とが連結されている。
ダクト部材５３には、ダクト部材５３内を流れる室外空気と室内空気とが、それぞれの通路を通りつつ混ざり合わない状態で交差して相互に熱交換するための全熱交換器５４が着脱自在に取り付けられている。このため、換気ユニット２０が空気調和機１に組み込まれた状態で、空気調和機１の前面側から全熱交換器５４を着脱できるように、ダクト部材５３には全熱交換器５４の収納部８０が空気調和機１の前面側に開口した状態で形成されている。
上記のように、換気ユニット２０は、給排気部２１と排気専用部２２を備え、給排気部２１は一方向回転の給排気兼用ファン２３とこれに関連する給排気通路として、室内空気吸い込み経路Ｐ、室外空気吸い込み経路Ｑ、室外排気経路Ｒ、室内供給経路Ｓを備える。また、排気専用部２２は排気専用ファン２４とこれを取り囲むファンケーシング２８によって関連する排気通路Ｗを形成している。そして、給排気部２１の前記給排気通路は、給排気兼用ファン２３への空気吸い込み経路を室内空気吸い込み口２５からの室内空気吸い込み経路Ｐと室外給気管路２６からの室外空気吸い込み経路Ｑとに切り換える第１切り替え弁Ａと、給排気兼用ファン２３からの空気吐出経路を室外排気管路２７から室外へ排気する室外排気経路Ｒと家屋の室内へ供給する室内供給経路Ｓとに切り換える第２切り替え弁Ｂを備えている。
次に、換気ユニット２０による給気モード、排気モード及び給排気モードの動作を説明する。上記の選択スイッチによって換気ユニット２０が給気モードに選択されたときは、排気専用ファン２４は停止状態（ＯＦＦ）であって給排気兼用ファン２３の運転（ＯＮ）により前記給排気通路のうちの給気経路である室外空気吸い込み経路Ｑと室内供給経路Ｓを通って室外空気が家屋室内へ供給される。また、上記の選択スイッチによって換気ユニット２０が排気モードに選択されたときは、排気専用ファン２４の運転により排気通路Ｗを通って家屋室内の空気が室外に排出されると共に、給排気兼用ファン２３の運転により、家屋室内の空気が前記給排気通路のうちの排気経路である室内空気吸い込み経路Ｐと室外排気経路Ｒを通って室外へ排出されるよう制御される。
これを更に詳細に説明することとする。給気モードは空気の流れを図６、図７及び図８に矢印で示しており、図７に示すように、第１切り替え弁Ａが室外空気の吸い込み口３３を開くと共に室内空気吸い込み口２５を閉じ、図８に示すように、第２切り替え弁Ｂが室外空気の給気口３７を開くと共に室内空気の吐出口３６を閉じる。このため、給排気兼用ファン２３の運転（ＯＮ）により、室外空気は室外給気管路２６から吸い込まれて吸い込み口３３から室外空気吸い込み経路Ｑと室内供給経路Ｓからなる給気経路を通り、給気口３７からダクト５３へ入って、全熱交換器５４の通路５４Ａを通った後、紫外線発生装置５０のカバー５１内を流れ、紫外線発生部５２で殺菌又は減菌された状態で吹き出し口５１Ａから空気調和機１内に流出する。空気調和機１内に流出した室外空気は、空気調和機１内の送風機４によって熱交換器３のフィン間を通過して家屋室内に循環される。
また排気モードは空気の流れを図９、図１０及び図１１に示しており、図１０に示すように、第１切り替え弁Ａが室外空気の吸い込み口３３を閉じる共に室内空気吸い込み口２５を開き、図１１に示すように、第２切り替え弁Ｂが室外空気の給気口３７を閉じる共に室内空気の吐出口３６を開く。このため、給排気兼用ファン２３の運転（ＯＮ）により、空気調和機１内に入った室内空気は、室内空気吸い込み口２５から吸い込まれて室内空気吸い込み経路Ｐと室外排気経路Ｒを通り、室内空気の吐出口３６から室外排気管路２７内を流れて室外へ排出される。そして、排気モードでは排気専用ファン２４が運転され、それによって、ダクト５３の一部分に形成した吸い込み口５３Ａから家屋の室内空気が吸い込まれ、全熱交換器５４の通路５４Ｂを通り、排気専用ファン２４を経て吐出口２８Ｂから室外排気管路２７又は別個の排気パイプ（図示せず）を通る排気通路Ｗにて室外に排出される。
また、同時給排気モードでは、図１２及び図１３に示すように、給排気兼用ファン２３の運転（ＯＮ）により前記給排気通路のうちの給気経路ＱとＳを通って室外空気が前記室内へ供給されると共に、前記排気専用ファンの運転（ＯＮ）により前記室内の空気が前記排気通路Ｗを通って室外へ排出されるよう制御される。即ち、図７に示すように、第１切り替え弁Ａが室外空気の吸い込み口３３を開くと共に室内空気吸い込み口２５を閉じ、図８に示すように、第２切り替え弁Ｂが室外空気の給気口３７を開くと共に室内空気の吐出口３６を閉じる。このため、上記の給気モードように、給排気兼用ファン２３の運転（ＯＮ）により、室外空気は室外給気管路２６から吸い込み口３３を通って吸い込まれて室外空気吸い込み経路Ｑと室内供給経路Ｓを通り、更に給気口３７からダクト５３へ入る。ダクト５３へ入った空気は、全熱交換器５４の通路５４Ａを通った後、紫外線発生装置５０のカバー５１内を流れ、紫外線発生部５２で殺菌又は減菌された状態で吹き出し口５１Ａから空気調和機１内に流出する。空気調和機１内に流出した室外空気は、空気調和機１内の送風機４によって熱交換器３を通過して家屋室内に循環される。また、これと共に、上記のように、排気専用ファン２４が運転され、それによって、ダクト５３の一部分に形成した吸い込み口５３Ａから家屋の室内空気が吸い込まれ、全熱交換器５４の通路５４Ｂを通り、排気専用ファン２４を経て吐出口２８Ｂから室外排気管路２７又は別個の排気パイプ（図示せず）を通る排気通路Ｗにて室外に排出される。
このように、排気モードでは、給排気兼用ファン２３と排気専用ファン２４の運転（ＯＮ）により、室内の排気を速やかに行うことができるため、室内空気が汚れた場合には効果的である。そして、給気モードでは、給排気兼用ファン２３の運転により、外気を取り入れて室内空気の清浄化をすることも効果的である。そして、同時給排気モードでは、給排気兼用ファン２３と排気専用ファン２４の運転（ＯＮ）により、給気と排気が同時に行われるため、室内の空気浄化促進効果が発揮できる。これらの制御は、第１切り替え弁Ａと第２切り替え弁Ｂによる通路切り替えと、給排気兼用ファン２３と排気専用ファン２４の運転（ＯＮ）によって達成できるため、制御もし易く的確となる。
上記のように、同時給排気モードでは、排気専用ファン２４の運転により、家屋の室内空気が全熱交換器５４の通路５４Ｂを通ると共に、給排気兼用ファン２３の運転により、室外空気が全熱交換器５４の通路５４Ａを通る。この全熱交換器５４の通路５４Ａを通る室外空気と通路５４Ｂを通る室内空気とは、混ざり合わない状態で熱交換するように全熱交換器５４の通路５４Ａと通路５４Ｂが構成されている。全熱交換器５４は、合成樹脂製のケース５４Ｋ内に全熱交換素子５４Ｓが着脱自在に収納される。このために、ケース５４Ｋは、室外空気の給気経路Ｓの方向の面に開口５４Ｍ１と開口５４Ｍ２を形成し、室内空気の排気通路Ｗの方向の面に開口５４Ｍ３を形成している。ケース５４Ｋには、フィルタ５４Ｄを着脱自在に支持するフィルタ枠５４Ｃが、開口５４Ｍ１を開閉するように取り付けられている。
全熱交換素子５４Ｓは、図１６に示すように、給気経路Ｓを通る室外空気と排気通路Ｗを通る室内空気とが熱交換可能な透湿性区画シート５４Ｐを境にして略直角に交差する流れをなすように、間隔を保って積層した区画シート５４Ｐ間に波形又は山形の通路部材５４Ｑによって空気通路５４Ａと５４Ｂを形成したものが複数段に形成されたものである。即ち、間隔を存して積層配置した紙製の区画シート５４Ｐ間に、波形又は山形の紙製等の通路部材５４Ｑが一段間隔で給気経路Ｓの方向に配置され、これに略直角に交差する方向に、間隔を存して積層配置した紙製の透湿性区画シート５４Ｐ間に、波形又は山形の紙製等の通路部材５４Ｑが一段間隔で排気通路Ｗの方向に配置されている。
これによって、給気経路Ｓの方向に室外空気が通る通路５４Ａが一段間隔（例えば奇数段ごと）に形成され、これに略直角に交差する方向に、室内空気が通る排気通路Ｗの通路５４Ｂが一段間隔（例えば偶数段ごと）に形成され、全体として、通路５４Ａを通る室外空気と通路５４Ｂを通る室内空気とが、区画シート５４Ｐによって混ざり合わないように区画されると共に、区画シート５４Ｐを介して相互に熱交換する。区画シート５４Ｐは、二酸化炭素（ＣＯ２）の透過は阻止するが水分の透過は許容する性質を持つものであり、それに適したものとして紙製であり、その紙のパルプ繊維間ではＣＯ２分子の透過を阻止するが水分子は透過して水分移動作用をする構成である。このため、セルロースや適切な薬剤処理によって、区画シート５４Ｐの透湿性を高めるようにすることができる。
このため、夏季などの高温多湿期間において空気調和機１が冷房運転の状態では、建物の室内空気は乾燥した空気であるため、この空気が通路５４Ｂを通る際に、区画シート５４Ｐを介して、通路５４Ａを通る湿気の多い室外空気と熱交換してこの室外空気が冷却されると共に、この室外空気の湿気が区画シート５４Ｐを透過して通路５４Ｂを通る乾燥した室内空気へ放湿（気化）して湿気が減少する。このため、室内に取り入れられる室外空気の湿度減少と冷却効果が得られ、好ましい状態で室外空気が室内へ導入されることとなる。また、冬季などの乾燥した低温期間において空気調和機１が暖房運転の状態では、建物の室内の空気は暖かく若干湿気を多く含んだ空気であるため、この室内空気が通路５４Ｂを通る際に、区画シート５４Ｐを介して通路５４Ａを通る乾燥した冷たい室外空気と熱交換して、この室外空気が暖められると共に、この室内空気の湿気は区画シート５４Ｐを透過して通路５４Ａを通る乾燥した室外空気へ放湿（気化）して、この室外空気に湿気を含ませる。このため、室内に取り入れられる室外空気の加湿効果と加温効果が得られ、好ましい状態で室外空気が室内へ導入されることとなる。
全熱交換器５４は、ケース５４Ｋに全熱交換素子５４Ｓを収納し、フィルタ５４Ｄを取り付けたフィルタ枠５４Ｃで開口５４Ｍ１を閉じた状態で、フィルタ５４Ｄを通して開口５４Ｍ１から開口５４Ｍ２へ至る空気通路５４Ｂが形成され、それによって室外空気の給気経路Ｓが形成される。このため、導入する室外空気に含まれる塵埃はフィルタ５４Ｄで阻止され、全熱交換素子５４Ｓの通路が塞がれる虞はなく、全熱交換素子５４Ｓの寿命も長くなる。また、開口５４Ｍ３から空気通路５４Ａを通って全熱交換素子５４Ｓを通過した室内空気は、全熱交換素子５４Ｓとその前方のケース５４Ｋの前壁５４Ｋ１との間隔へ達し、前壁５４Ｋ１に衝突して図１６の矢印Ｊのように下方へ流れ、排気専用ファン２４から排気通路Ｗを通って室外へ排気される。前壁５４Ｋ１には取っ手５４Ｙが設けられているため、全熱交換器５４は、この取っ手５４Ｙを持って操作することによって、換気ユニット２０のダクト５３に形成した全熱交換器５４の収納部８０へ着脱自在に取り付けられる。
このような構成によって、空気調和機１の前面パネル７を開いた状態で、空気調和機１の前面に全熱交換器５４の前面が露出する状態となるため、この状態で取っ手５４Ｙを持って引き出すことによって、換気ユニット２０の収納部８０から全熱交換器５４を引き出すことができる。このため、全熱交換素子５４Ｓやフィルタ５４Ｄの交換や掃除が容易となる。
なお、室外給気管路２６と室外排気管路２７は、図のように二本の管ではなく、室外空気の吸い込み口３３と室内空気の吐出口３６とに連通する一本の管（パイプ）で給気と排気を兼用するように構成すれば、空気調和機１から室外へ延びるパイプは、この一本の管（パイプ）と排気専用部２２の排気通路を形成する吐出口２８Ｂに接続されたパイプの二本構成となる。更に、吐出口２８Ｂに接続されるパイプを省略して、前記一本の管（パイプ）でもって吐出口２８Ｂに接続されるパイプを兼用すれば、空気調和機１から室外へ延びるパイプは、この一本の管（パイプ）のみとすることも可能である。
また、換気ユニット２０が給気モードで終了した状態では、第２切り替え弁Ｂが給気口３７を開いたままとなり、家屋の室内と室外とが換気ユニット２０内を通して連通状態となるため、この連通を遮断するために、ダクト部材３２又は５３には、電動機で作動するダンパを設けることができる。このダンパは、給気モードと排気モードの何れかが選択された状態では、ダクト部材３２又は５３内の空気通路を開き、給気モードと排気モードと給排気モードの何れが終了したときでも、ダクト部材５３内の空気通路を閉じるように制御されればよい。
本発明の空気調和機は、空気調和機１および換気ユニット２０の形態等については、上記実施形態に限定されず、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り種々の空気調和機に適用できるものである。
本発明に係る空気調和機と室外機のセットである分離型空気調和装置の斜視図である。（実施例１） 本発明に係る空気調和機の縦断側面図である。（実施例１） 本発明に係る空気調和機の前面パネルを開いた状態での換気ユニット収納部を示す空気調和機本体の正面斜視図である。（実施例１） 本発明に係る換気ユニットの右側斜視図である。（実施例１） 本発明に係る換気ユニットの給排気部の断面図である。（実施例１） 本発明に係る換気ユニットの給気モードを説明する斜視図である。（実施例１） 本発明に係る換気ユニットの給気モードにおける第１切り替え弁Ａの状態説明図である。（実施例１） 本発明に係る換気ユニットの給気モードにおける第２切り替え弁Ｂの状態説明図である。（実施例１） 本発明に係る換気ユニットの排気モードを説明する斜視図である。（実施例１） 本発明に係る換気ユニットの排気モードにおける第１切り替え弁Ａの状態説明図である。（実施例１） 本発明に係る換気ユニットの排気モードにおける第２切り替え弁Ｂの状態説明図である。（実施例１） 本発明に係る換気ユニットの同時給排気モードにおける室内空気の排気と室外空気の給気の流れを説明する斜視図である。（実施例１） 本発明に係る換気ユニットの同時給排気モードにおける室内空気の排気と室外空気の給気の流れを説明する斜視図である。（実施例１） 本発明に係る換気ユニットから全熱交換器を取り出した状態を説明する空気調和機本体の正面斜視図である。（実施例１） 本発明に係る換気ユニットから全熱交換器を取り出した状態を説明する換気ユニットの正面斜視図である。（実施例１） 本発明に係る全熱交換器から全熱交換素子を取り外した状態を説明する正面斜視図である。（実施例１）
符号の説明
１・・・空気調和機
２・・・空気調和機本体
３・・・熱交換器
４・・・送風機
５Ａ・・上面側空気吸い込み口
５Ｂ・・前面側空気吸い込み口
５Ｃ・・前面側空気吸い込み口
６・・・フィルタ
７・・・前面パネル
１０・・室外機
１１・・空気吹き出し口
２０・・換気ユニット
２１・・給排気部
２２・・排気専用部
２３・・給排気兼用ファン
２４・・排気専用ファン
２５・・室内空気吸い込み口
２６・・室外給気管路
２７・・室外排気管路
２８・・給排気兼用ファンのファンケーシング
２９・・排気専用ファンのファンケーシング
３２・・ダクト部
３３・・室外空気の吸い込み口
３６・・室内空気の吐出口
３７・・室外空気の給気口
４０・・電動機
４１・・減速歯車機構
５０・・・紫外線ランプ装置
５０・・・紫外線ランプ
５１・・・カバー
５３・・・ダクト
５４・・・全熱交換器
５４Ａ・・給気通路
５４Ｂ・・排気通路
５４Ｃ・・フィルタ枠
５４Ｄ・・フィルタ
５４Ｐ・・区画シート
５４Ｓ・・全熱交換素子
５４Ｑ・・通路部材
５４Ｋ・・ケース
Ａ・・・・第１切り替え弁
Ｂ・・・・第２切り替え弁
Ｐ・・・・室内空気吸い込み経路
Ｑ・・・・室外空気吸い込み経路
Ｒ・・・・室外排気経路
Ｓ・・・・室内供給経路

Claims (5)

  1. 室内の空気調和を行うように内部に熱交換器と送風機が配置された空気調和機本体に、前記室内の空気を室外に排出する排気動作と前記室外の空気を前記室内に導入する給気動作をする換気装置が組み込まれた空気調和機において、前記換気装置は、給排気部と排気専用部を備え、前記給排気部は給排気兼用ファンとこれに関連する給排気通路を備え、前記排気専用部は排気専用ファンとこれに関連する排気通路を備え、前記給排気通路は切り替え弁の切り替え制御にて、給気モードにおいて室外空気を前記給排気兼用ファンへ吸い込んで前記室内へ供給する給気経路と、排気モードにおいて前記室内の空気を室内空気吸い込み口から前記給排気兼用ファンへ吸い込んで室外へ排気する排気経路とに切り替えられる通路構成であり、給気モードでは前記排気専用ファンは停止状態であって前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給され、排気モードでは前記給排気兼用ファンと前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記給排気通路のうちの排気経路及び前記排気専用部の前記排気通路を通って室外へ排出され、給排気モードでは前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給されると共に前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記排気専用部の前記排気通路を通って室外へ排出されるよう制御され、且つ、前記給排気モードでは、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが全熱交換器にて熱交換されることを特徴とする空気調和機。
  2. 室内の空気調和を行うように内部に熱交換器と送風機が配置された空気調和機本体に、前記室内の空気を室外に排出する排気動作と前記室外の空気を前記室内に導入する給気動作をする換気装置が組み込まれた空気調和機において、前記換気装置は、給排気部と排気専用部を備え、前記給排気部は一方向回転の給排気兼用ファンとこれに関連する給排気通路を備え、前記排気専用部は排気専用ファンとこれに関連する排気通路を備え、且つ前記給排気通路は切り替え弁の切り替え制御にて、給気モードにおいて室外空気を前記給排気兼用ファンへ吸い込んで前記室内へ供給する給気経路と、排気モードにおいて前記室内の空気を室内空気吸い込み口から前記給排気兼用ファンへ吸い込んで室外へ排気する排気経路とに切り替えられる通路構成の換気ユニットを構成し、前記換気ユニットは、給気モードでは前記排気専用ファンは停止状態であって前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給され、排気モードでは前記給排気兼用ファンと前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記給排気通路のうちの排気経路及び前記排気専用部の前記排気通路を通って室外へ排出され、給排気モードでは前記給排気兼用ファンの運転により前記給排気通路のうちの給気経路を通って室外空気が前記室内へ供給されると共に前記排気専用ファンの運転により前記室内の空気が前記排気専用部の前記排気通路を通って室外へ排出されるよう制御され、且つ、前記給排気モードでは、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが全熱交換器にて熱交換されることを特徴とする空気調和機。
  3. 前記切り替え弁は、前記給排気兼用ファンへの空気吸い込み経路を室内空気吸い込み口からの室内空気吸い込み経路と室外空気の吸い込み口からの室外空気吸い込み経路とに切り換える第１切り替え弁Ａと、前記給排気兼用ファンからの空気吐出経路を室内空気の吐出口から室外へ排気する室外排気経路と室外空気の給気口から前記室内へ供給する室内供給経路とに切り換える第２切り替え弁Ｂを備え、前記給排気兼用ファンから吹き出される空気の流れが、前記第２切り替え弁Ｂを通って前記全熱交換器へ導かれる経路と、前記第２切り替え弁Ｂを通って室外へ導かれる経路とに切り替え制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和機。
  4. 前記全熱交換器は、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが熱交換可能な透湿性区画シートを境にして交差する流れをなすように複数段に空気通路が形成された全熱交換素子がケースに着脱自在に収納され、前記ケースが前記換気装置から着脱自在であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気調和機。
  5. 前記全熱交換器は、前記給気経路を通る室外空気と前記排気通路を通る室内空気とが熱交換可能な透湿性区画シートを境にして略直角に交差する流れをなすように間隔を保って積層した前記区画シート間に波形又は山形の通路部材によって空気通路を形成したものが複数段に形成された全熱交換素子がケースに着脱自在に収納され、前記全熱交換器が前面パネルで覆われた状態であり、前記ケースが空気調和機の前面パネルを開いた状態で前面側から着脱自在であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和機。
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