JP5076930B2 - 送風装置 - Google Patents

Description

本発明は、空気を吸い込んで吹き出す送風装置に関する。

空気を吸い込んで吹き出す送風装置として、建物の換気を行う換気装置が存在し、このような換気装置として、外気を吸い込んで室内に給気すると共に、室内の空気を吸い込んで屋外に排気し、かつ、外気と室内の空気との間で熱交換を行う熱交換素子を備えた熱交換型換気装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

熱交換素子は、室内へ給気される空気が通る風路が形成された素材と、屋外へ排気される空気が通る風路が形成された素材が、風路を直交する向きとして積層される構成である。熱交換素子は、十分な風量を確保するため、積層される素材の枚数が多く、素材の積層方向に長い直方体形状である。

一方、熱交換型換気装置に用いられるファンは、シロッコファンと称される多翼ファンが用いられる。多翼ファンは、ファンの軸方向から空気を吸い込んで径方向に吹き出すファンケースを備え、ファン吹出口の面積は、熱交換素子における空気の吸込口より小さい。このため、ファン吹出口より熱交換素子側で風路が広げられている。

特開２００７−２４４１５号公報

熱交換型換気装置では、熱交換素子とファンとの間の長さを短くすると、小型化が可能である。しかし、熱交換素子とファンとの間の長さを短くするため、ファン吹出口と熱交換素子の間の風路を急激に広くすると、ケースに沿って流れる空気が剥離する際に渦等が発生して、バサバサという異音（バサバサ音）を発生させるおそれがあるという問題があった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、異音の発生を防ぐことができる送風装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の送風装置は、駆動手段に回転駆動されるファンと、ファンの軸方向にファン吸込口が形成されると共に、ファンの径方向にファン吹出口が形成され、ファンが回転駆動されることで、ファン吸込口から吸い込まれた空気がファン吹出口から吹き出される風路を形成する風路形成部材と、ファン吹出口から吹き出される空気が通る機能素子とを備え、風路形成部材は、ファン吹出口の下流に平坦部が形成されると共に、機能素子の吸込口の上端とつながって上方に傾斜し、機能素子に向けて上方に風路を広げる斜面部が形成され、斜面部が形成されて機能素子に向けて風路が広くされる側に、平坦部の先端から略垂直な面で上方に向けた段差部が形成され、段差部で平坦部と斜面部とがつながっていることを特徴とする。

本発明の送風装置では、ファンが回転駆動されると、風路形成部材のファン吸込口から空気が吸い込まれ、ファン吸込口から吸い込まれた空気は、風路形成部材によって形成される風路により、ファン吹出口から吹き出される。

風路形成部材は、ファン吹出口から延びる平坦部と風路を広げる斜面部の間に段差部が形成されることで、傾斜面で空気の流れが広がる際の異音の発生が抑えられる。

本発明の送風装置では、ファン吹出口の下流で風路を広くしても、異音の発生を抑えることができる。これにより、ファン吹出口と機能素子の間隔を短くでき、装置の小型化を図ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の送風装置の実施の形態について説明する。

＜熱交換型換気装置の構成例＞
図１は、送風装置の実施の形態としての熱交換型換気装置の一例を示す側断面図、図２は、熱交換型換気装置の内部構成を示す下面図である。

本実施の形態の熱交換型換気装置１Ａは、屋外から吸い込んだ外気ＯＡと室内から吸い込んだ空気である還気ＲＡとの間で熱交換を行う熱交換素子２と、外気ＯＡを吸い込んで給気ＳＡを吹き出す給気ファン部３と、還気ＲＡを吸い込んで排気ＥＡを吹き出す排気ファン部４を備える。

熱交換素子２は機能素子の一例で、給気側熱交換風路２０ＳＡを構成する素材と排気側熱交換風路２０ＥＡを形成する素材が、給気側熱交換風路２０ＳＡと排気側熱交換風路２０ＥＡを直交する向きとして積層された直方体形状である。

熱交換素子２は、給気側熱交換風路２０ＳＡの外気吸込口２１ＯＡと給気吹出口２１ＳＡが、直方体形状の一方の対向する面に形成され、排気側熱交換風路２０ＥＡの還気吸込口２１ＲＡと排気吹出口２１ＥＡが、直方体形状の他方の対向する面に形成される。

熱交換素子２は、給気側熱交換風路２０ＳＡと排気側熱交換風路２０ＥＡが、熱伝導性を有すると共に空気を通さない隔壁で仕切られ、給気側熱交換風路２０ＳＡを通る空気と排気側熱交換風路２０ＥＡを通る空気との間で熱交換される。

給気ファン部３は、駆動手段としてのファンモータ５に回転駆動される多翼のファン３０と、熱交換素子２の給気側熱交換風路２０ＳＡを通る給気風路２２ＳＡを形成する風路形成部材３１を備える。

また、排気ファン部４は、ファンモータ５に回転駆動される多翼のファン４０と、熱交換素子２の排気側熱交換風路２０ＥＡを通る排気風路２２ＥＡを形成する風路形成部材４１を備える。

給気ファン部３の風路形成部材３１は、ファン３０の上方を覆う上面部３１ａと、ファン３０の円周方向に沿った側方を覆う側壁部３１ｂが、例えば発泡スチロール等の発泡樹脂材で一体に形成され、下面が開口して下面開口部３１ｃが形成される。

また、風路形成部材３１は、上面部３１ａを開口させて、ファン３０の軸方向にファン吸込口３２ａが形成される。

更に、風路形成部材３１は、ファン３０の円周方句に沿って一方の側壁部３１ｂを突出させて舌片部３３が形成され、舌片部３３と、舌片部３３と対向する他方の側壁部３１ｂとの間を開口させて、ファン３０の径方向にファン吹出口３２ｂが形成される。

図３は、給気ファン部３のファン吹出口３２ｂの要部構成を示す斜視図、図４は、給気ファン部３のファン吹出口３２ｂの要部構成を示す平面図、図５は、給気ファン部３のファン吹出口３２ｂの要部構成を示す正面図である。

給気ファン部３の風路形成部材３１は、空気の流れる方向に対してファン吹出口３２ｂの下流側に平坦部３４ａを備える。平坦部３４ａは、風路形成部材３１の上面部３１ａが延ばされて、ファン吹出口３２ｂから所定の長さを有して形成される。

また、風路形成部材３１は、熱交換素子２の形状に合わせて給気風路２２ＳＡを広げる斜面部３４ｂを備える。斜面部３４ｂは、熱交換素子２の外気吸込口２１ＯＡの上端とつながって上方に傾斜する。

更に、風路形成部材３１は、平坦部３４ａと斜面部３４ｂとの間に段差部３４ｃを備える。段差部３４ｃは、平坦部３４ａの先端が略垂直な面で上方に落とし込まれ、斜面部３４ｂとつながっている。

ここで、ファン吹出口３２ｂの幅Ｌ１より、平坦部３４ａの幅Ｌ２を広くすることで、平坦部３４ａの先端部と側部に段差部３４ｃが形成される。

給気ファン部３の風路形成部材３１は、舌片部３３と対向する側壁部３１ｂに突起部３５を備える。突起部３５は、断面が例えば半円形状で、側壁部３１ｂから舌片部３３方向に突出して形成される。

また、突起部３５は、風路形成部材３１の上面部３１ａ側の上部３５ａの突出量を大きくし、下面開口部３１ｃ側の下部３５ｂの突出量を少なくして、舌片部３３と対向する面を傾斜させた傾斜部３５ｃが形成される。

風路形成部材３１の舌片部３３は、風路形成部材３１の上面部３１ａ側の上部３３ａの突出量を大きくし、下面開口部３１ｃ側の下部３３ｂの突出量を少なくして、突起部３５と対向する面を傾斜させた傾斜部３３ｃが形成される。舌片部３３の傾斜部３３ｃは、突出量の多き上部３３ａが、下部３３ｂに対して空気の流れる方向に対して上流側に向かって斜めに延びている。

給気ファン部３において、風路形成部材３１の舌片部３３と突起部３５の位置関係は、突起部３５が舌片部３３より空気の流れる方向に対して上流側に形成され、かつ、舌片部３３の突出している上部３３ａと突起部３５が略対向する位置である。

図１等に戻り、排気ファン部４の風路形成部材４１は、ファン４０の上方を覆う上面部４１ａと、ファン４０の円周方向に沿った側方を覆う側壁部４１ｂが、例えば発泡スチロール等の発泡樹脂材で一体に形成される。

また、風路形成部材４１は、上面部４１ａを開口させて、ファン４０の軸方向にファン吸込口４２ａが形成されると共に、ファン４０の径方向に図示しないファン吹出口が形成される。

熱交換型換気装置１Ａは、給気ファン部３と排気ファン部４がキャビネット６に取り付けられる。キャビネット６は、下面が開口した直方体形状を有し、樹脂材料で例えば一体に形成される。

キャビネット６に取り付けられた給気ファン部３と排気ファン部４は、ファンモータ５が取り付けられた仕切り部材５０が間に挟まれ、風路形成部材３１のファン吹出口３２ｂと風路形成部材４１の図示しないファン吹出口を逆向きとして、風路形成部材３１と風路形成部材４１が積層される。

これにより、熱交換型換気装置１Ａは、単一のファンモータ５で給気ファン部３と排気ファン部４が駆動され、給気ファン部３は、ファン３０が回転駆動されると、空気がファン吸込口３２ａから吸い込まれてファン吹出口３２ｂから吹き出される。また、排気ファン部４は、ファン４０が回転駆動されると、空気がファン吸込口４２ａから吸い込まれて図示しないファン吹出口から吹き出される。

キャビネット６は、熱交換素子２を支持する素子支持部６０が上面部に一体に形成される。素子支持部６０は、排気ファン部４に吸い込まれる空気の流れに沿って傾斜して、排気風路２２ＥＡの一部を構成する。

また、キャビネット６は、風路形成部材３１の下面開口部３１ｃを塞ぐ押さえ部材６２を風路形成部材３１との間に挟み、下面の開口部に押さえ板金６３が取り付けられる。

押さえ部材６２は、熱交換素子２を支持する素子支持部６２ａが一体に形成される。素子支持部６２ａは、風路形成部材３１の斜面部３４ｂと対向して傾斜して、給気風路２２ＳＡの一部を構成する。

これにより、風路形成部材３１と風路形成部材４１が積層されたキャビネット６内に熱交換素子２が挿入され、押さえ部材６２が風路形成部材３１との間に挟まれて、キャビネット６の下面の開口部に押さえ板金６３が取り付けられると、熱交換素子２は、長手方向の両側が、風路形成部材３１と風路形成部材４１に支持される。

また、熱交換素子２は、外気吸込口２１ＯＡと排気吹出口２１ＥＡの間の角部が、風路形成部材３１と風路形成部材４１に支持され、外気吸込口２１ＯＡと還気吸込口２１ＲＡの間の角部が、押さえ部材６２の素子支持部６２ａに支持される。

更に、熱交換素子２は、給気吹出口２１ＳＡと排気吹出口２１ＥＡの間の角部が、キャビネット６の素子支持部６２ａに支持され、給気吹出口２１ＳＡと還気吸込口２１ＲＡの間の角部が、キャビネット６の一の側面に支持される。

キャビネット６は、下面の開口部に押さえ板金６３が取り付けられると、熱交換素子２の還気吸込口２１ＲＡとつながる還気吸込開口部６３ａが、キャビネット６の一の側面と押さえ板金６３との間の隙間によって形成される。

熱交換型換気装置１Ａは、キャビネット６の下面の開口部が、強度がある金属の板材で形成される押さえ板金６３で覆われることで、ビビリ音等と称される騒音の発生が抑制される。

熱交換型換気装置１Ａは、キャビネット６の一の側面に、熱交換素子２の給気吹出口２１ＳＡとつながるＳＡダクトジョイント６４ＳＡが取り付けられる。本例では、図２に示すように、４個のＳＡダクトジョイント６４ＳＡが取り付けられる。

また、熱交換型換気装置１Ａは、キャビネット６の他の側面に、給気ファン部３のファン吸込口３２ａとつながるＯＡダクトジョイント６４ＯＡと、排気ファン部４の図示しないファン吹出口とつながるＥＡダクトジョイント６４ＥＡが取り付けられる。なお、熱交換素子２を通さずに排気を行う副吸込口ダクトジョイント６５を備えても良い。

熱交換型換気装置１Ａは、給気ファン部３のファン吸込口３２ａより上流の給気風路２２ＳＡに空気清浄フィルタ６６を備える。空気清浄フィルタ６６は、風路形成部材３１，４１に形成された図示しないガイド部に支持されて、キャビネット６の下面から引き出して着脱できるように取り付けられる。

熱交換型換気装置１Ａは、キャビネット６の下面にフロントパネル７が取り付けられる。フロントパネル７は、還気吸込開口部６３ａとつながる吸込グリル７０が形成される。吸込グリル７０は、還気吸込開口部６３ａと重ならない位置に形成されることで、還気吸込開口部６３ａからの音漏れが抑えられる。

また、フロントパネル７は、空気清浄フィルタ６６にあわせて取出口カバー７１が取り付けられる。取出口カバー７１は、フロントパネル７に対して開閉可能に構成され、取出口カバー７１を開けることで、空気清浄フィルタ６６の着脱作業が行われる。なお、吸込グリル７０の内側には、図示しない空気清浄フィルタが着脱できるように取り付けられる。

＜熱交換型換気装置の設置例＞
図６は、本実施の形態の熱交換型換気装置１Ａの設置例を示す建物の構成図である。なお、図６では、建物２００は一戸建ての住宅を例にしている。

建物２００は、壁等によって仕切られた複数の部屋Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及び廊下Ｒ４等を備える。部屋Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及び廊下Ｒ４を仕切る壁及び扉には、図示しないガラリを備える。また、扉の下部にアンダーカットを備える。

建物２００は、例えば廊下Ｒ４の天井裏に、図１に示すフロントパネル７を室内に露出させる形態で、熱交換型換気装置１Ａが設置される。また、部屋Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の天井に給気グリル２０１が取り付けられる。

熱交換型換気装置１Ａは、図２に示す４個のＳＡダクトジョイント６４ＳＡに、それぞれ給気ダクト２０２が接続され、４本の給気ダクト２０２のそれぞれは、部屋Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の天井に設置された給気グリル２０１まで延在して、給気グリル２０１に接続される。

ここで、部屋Ｒ１は、例えばリビングルームであって、リビングルーム等のように面積が広い部屋は、給気グリル２０１を２箇所に設置しても良い。

熱交換型換気装置１Ａは、図２に示すＯＡダクトジョイント６４ＯＡに吸込ダクト２０３が接続され、吸込ダクト２０３は、建物２００の屋外に面した壁に設置された図示しない屋外グリルと接続される。

また、熱交換型換気装置１Ａは、図２に示すＥＡダクトジョイント６４ＥＡに排気ダクト２０４が接続され、排気ダクト２０４は、建物２００の屋外に面した壁に設置された図示しない屋外グリルと接続される。

熱交換型換気装置１Ａのフロントパネル７に形成された吸込グリル７０は、廊下Ｒ４に位置している。そして、建物２００は、扉に設けたアンダーカットやガラリ等の開口部を通して各部屋Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と廊下Ｒ４との間等で空気が流れる構成である。

これにより、各部屋Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の給気グリル２０１から給気ＳＡが吹き出されると共に、各部屋Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の空気が、アンダーカットやガラリ等の開口部を通り廊下Ｒ４の熱交換型換気装置１Ａから吸い込まれる空気の流れが形成される。

なお、図２に示す副吸込口ダクトジョイント６５が備えられている構成では、副吸込口ダクトジョイント６５が、寝室等の部屋Ｒ３の天井に設置された吸込グリル２０５と排気ダクト２０６で接続される。

＜熱交換型換気装置の動作例＞
次に、各図を参照して、本実施の形態の熱交換型換気装置１Ａの動作について説明する。

熱交換型換気装置１Ａは、給排気が機械換気で行われる第１種換気システムを構成し、所定時間で建物２００の空気が入れ替えられる換気風量で、２４時間連続運転される。すなわち、熱交換型換気装置１Ａでは、給気ファン部３と排気ファン部４が、所定の換気風量が得られる回転数で駆動される。

熱交換型換気装置１Ａは、ファンモータ５で給気ファン部３のファン３０が駆動されると、給気風路２２ＳＡにおいてファン吸込口３２ａから空気が吸い込まれ、ファン吸込口３２ａから吸い込まれた空気がファン吹出口３２ｂから吹き出される。

また、熱交換型換気装置１Ａは、ファンモータ５で排気ファン部４のファン４０が駆動されると、排気風路２２ＥＡにおいてファン吸込口４２ａから空気が吸い込まれ、ファン吸込口４２ａから吸い込まれた空気が図示しないファン吹出口から吹き出される。

これにより、熱交換型換気装置１Ａでは、建物外壁の屋外グリルから吸込ダクト２０３を通り給気風路２２ＳＡへ外気ＯＡが吸い込まれ、熱交換素子２を通って給気ＳＡが吹き出される。

また、アンダーカットやガラリ等の図示しない開口部を通して、廊下Ｒ４に面したフロントパネル７の吸込グリル７０から排気風路２２ＥＡへ各部屋Ｒ１〜Ｒ３からの還気ＲＡが吸い込まれ、熱交換素子２を通った排気ＥＡが、排気ダクト２０４を通り建物外壁の屋外グリルから屋外へ排出される。

そして、給気風路２２ＳＡを通る外気ＯＡと排気風路２２ＥＡを通る還気ＲＡが、熱交換素子２を通ることで熱交換されて、室温に近づけられた給気ＳＡが、給気グリル２０１から室内に吹き出されることで、温度が調整された新鮮な空気（外気）が、各部屋Ｒ１〜Ｒ３に供給される。また、室内の汚れた空気が屋外に排気される。

熱交換型換気装置１Ａは、給気風路２２ＳＡにおいて、給気ファン部３のファン吹出口３２ｂの側に熱交換素子２が取り付けられている。熱交換素子２の外気吸込口２１ＯＡは、給気ファン部３のファン吹出口３２ｂよりも面積が大きいため、ファン吹出口３２ｂと熱交換素子２の外気吸込口２１ＯＡの間は、斜面部３４ｂを形成して給気風路２２ＳＡを広くしている。

ここで、給気ファン部３のファン吹出口３２ｂから平坦部３４ａが所定の長さで延ばされ、平坦部３４ａと斜面部３４ｂの間に段差部３４ｃが形成される。これにより、ファン吹出口３２ｂを通り斜面部３４ｂで広がる空気の流れが、平坦部３４ａと段差部３４ｃできれいに剥離されて、バサバサ音と称される異音の発生が抑えられる。

また、給気ファン部３のファン吹出口３２ｂを形成する舌片部３３と対向する側壁部３１ｂに、舌片部３３より空気の流れる方向に対して上流側に突起部３５が形成される。これにより、ファン吹出口３２ｂを通り熱交換素子２の長手方向に広がる空気の流れが、突起部３５できれいに剥離されて、バサバサ音等の異音の発生が抑えられる。

更に、突起部３５は、舌片部３３と対向する面を傾斜させた傾斜部３５ｃが形成され、舌片部３３は、突起部３５と対向する面を傾斜させた傾斜部３３ｃが形成される。これにより、突起部３５及び舌片部３３に空気が当たる際の異音の発生が抑えられる。

本実施の形態の熱交換型換気装置１Ａは、給気ファン部３に段差部３４ｃと突起部３５を備えたことで、特定の周波数では約５ｄＢ程度、全体で約１ｄＢ程度低音化が測られることが確認できた。

このように、給気ファン部３のファン吹出口３２ｂより熱交換素子２側の給気風路２２ＳＡを幅広に設計した場合でも、異音の発生が抑えられるため、ファン吹出口３２ｂと熱交換素子２の間隔を狭く設計することができ、熱交換型換気装置１Ａの小型化を図ることができる。

＜熱交換型換気装置の変形例＞
図７は、本実施の形態の熱交換型換気装置の変形例を示す給気ファン部３の要部断面図である。

給気ファン部３の段差部３４ｃは、図７（ａ）に示すように、平坦部３４ａに対して約９０度の角度が好ましい。なお、風路形成部材３１を金型を使用して成形する際の抜きテーパ等を考慮して、段差部３４ｃは、斜面部３４ｂ側より平坦部３４ａ側が内側に入り込む方向に、９０度に対して１〜２°程度の傾斜が付けられていても良い。

その他、図７（ｂ）に示すように、段差部３４ｃを平坦部３４ａに対して鋭角にしても良いし、図７（ｃ）に示すように、平坦部３４ａが突出した形状でも良い。

本発明は、一般住宅に設置され、２４時間換気機能を有した空調装置に適用される。

送風装置の実施の形態としての熱交換型換気装置の一例を示す側断面図である 熱交換型換気装置の内部構成を示す下面図である。 給気ファン部のファン吹出口の要部構成を示す斜視図である。 給気ファン部のファン吹出口の要部構成を示す平面図である。 給気ファン部のファン吹出口の要部構成を示す正面図である。 本実施の形態の熱交換型換気装置の設置例を示す建物の構成図である。 熱交換型換気装置の変形例を示す給気ファン部の要部断面図である。

符号の説明

１Ａ・・・熱交換型換気装置、２・・・熱交換素子、２２ＳＡ・・・給気風路、２２ＥＡ・・・排気風路、３・・・給気ファン部、３１・・・風路形成部材、３２ａ・・・ファン吸込口、３２ｂ・・・ファン吹出口、３３・・・舌片部、３３ｃ・・・傾斜部、３４ａ・・・平坦部、３４ｂ・・・斜面部、３４ｃ・・・段差部、３５・・・突起部、３５ｃ・・・傾斜部

Claims (3)

1. 駆動手段に回転駆動されるファンと、
   前記ファンの軸方向にファン吸込口が形成されると共に、前記ファンの径方向にファン吹出口が形成され、前記ファンが回転駆動されることで、前記ファン吸込口から吸い込まれた空気が前記ファン吹出口から吹き出される風路を形成する風路形成部材と、
   前記ファン吹出口から吹き出される空気が通る機能素子とを備え、
   前記風路形成部材は、前記ファン吹出口の下流に平坦部が形成されると共に、前記機能素子の吸込口の上端とつながって上方に傾斜し、前記機能素子に向けて上方に風路を広げる斜面部が形成され、前記斜面部が形成されて前記機能素子に向けて風路が広くされる側に、前記平坦部の先端から略垂直な面で上方に向けた段差部が形成され、前記段差部で前記平坦部と前記斜面部とがつながっている
   ことを特徴とする送風装置。
2. 前記風路形成部材は、前記ファンの円周方向に沿って突出する舌片部と、前記舌片部と対向する側壁部との間に前記ファン吹出口が形成され、前記舌片部と対向する前記側壁部に、前記舌片部方向に突出した突起部を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の送風装置。
3. 前記突起部は、前記舌片部と対向する面を傾斜させた傾斜部が形成され、前記舌片部は、前記突起部と対向する面を傾斜させた傾斜部が形成された
   ことを特徴とする請求項２記載の送風装置。

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