JP6109053B2 - 熱交換換気装置 - Google Patents

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Description

本発明は、熱交換換気装置に関するものである。
換気装置には、室外空気対室内空気との熱交換を行う熱交換素子が搭載され、熱交換を行いながら同時給排気により換気を行う熱交換換気装置が各種提案されている。熱交換換気装置を使用していると、空気中に含まれる塵、埃などが熱交換素子に付着してしまう場合がある。このように、塵、埃などが熱交換素子に付着して目詰まりすると圧力損失が低減したり、この付着した塵、埃などが室内などの空調対象空間に送り込まれてしまってユーザの快適性を損ねてしまったりする可能性がある。このため、ユーザ及び管理会社などは、熱交換素子を熱交換換気装置のケーシングから取り出し、熱交換素子などの定期的な清掃、メンテナンス作業を実施することが求められている。
ここで、熱交換素子を熱交換換気装置のケーシング内から引き出して取り出すのに利用される構造として、ケーシング内にレール(隔壁)を設けたものが提案されている(たとえば、特許文献1、2参照)。
特許第5063451号公報(たとえば、図1参照) 特開昭63−194192号公報(たとえば、図1参照)
特許文献1、2に記載のようなケーシング内のレール(隔壁)は、給気路と排気路とを区画するように配置されている。このため、たとえば熱交換素子の設置位置がレール上の予め設定された位置からずれていたりすると、レールと熱交換素子との間に隙間が形成されてしまう場合がある。この場合、(レールと熱交換素子との間に隙間が形成されてしまうと)給気路の給気と排気路の排気とが混じりあってしまい、換気効率が低減してしまう。
そこで、レールと熱交換素子との間に形成されるクリアランスを狭め、レールと熱交換素子との間に隙間が形成されてしまうことを抑制する手段も考えられる。しかし、この手段を採用すると、熱交換素子をケーシングから引き出しにくくなる。これにより、ユーザ及び管理会社などの定期的な清掃、メンテナンス作業の負担が増大してしまう。
このように、従来の技術では、換気効率の低減の抑制をすること、及び熱交換素子をケーシングから引き出しやすくすることを両立しにくいという課題がある。
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたもので、換気効率の低減の抑制をすること、及び熱交換素子をケーシングから引き出しやすくすることを両立することを実現する熱交換換気装置を提供することを目的としている。
本発明に係る熱交換換気装置は、給気路及び排気路を有するケーシングと、ケーシング内に設けられ、給気路の空気と排気路の空気との熱交換を行う熱交換素子と、熱交換素子に設けられ、熱交換素子をケーシングに着脱するのに利用されるフレームと、ケーシングに設けられ、前記フレームを介して熱交換素子をスライド可能に支持する支持部と、を備え、フレームは、上側に延びるように形成された仕切部と、仕切部に接続された第1のスライド部と、第1のスライド部上に形成された第2のスライド部とを備え、支持部は、スライド方向に延びるように形成され、第1のスライド部を保持する第1のレール部と、平坦面である平坦部及び第2のスライド部が嵌まり込む嵌込部を有し、第1のレール部上に形成され、第2のスライド部を摺動自在に保持する第2のレール部とを備えたものである。
本発明に係る熱交換換気装置によれば、上記構成を有しているため、換気効率の低減の抑制をすること、及び熱交換素子をケーシングから引き出しやすくすることを両立することを実現することができる。
本発明の実施の形態1に係る熱交換換気装置の全体斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る熱交換換気装置の縦断面を模式的に示した図である。 本発明の実施の形態1に係る熱交換換気装置の上部支持部、熱交換素子の第1のスライド部及び第2のスライド部の説明図である。 本発明の実施の形態1に係る熱交換換気装置の上部支持部の片側、熱交換素子の第1のスライド部及び第2のスライド部の方側の斜視図である。 本発明の実施の形態1に係る熱交換換気装置の中間支持部などの説明図である。 本発明の実施の形態1に係る熱交換換気装置の下部支持部などの説明図である。 本発明の実施の形態2に係る熱交換換気装置の上部支持部の片側、熱交換素子の第1のスライド部及び第2のスライド部の片側の斜視図である。 第2のスライド部が切欠部に嵌りこんだ状態の説明図である。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明は、下記の実施の形態に限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る熱交換換気装置の全体斜視図である。図2は、実施の形態1に係る熱交換換気装置の縦断面を模式的に示した図である。なお、図1は、熱交換換気装置の天板1Bを外し、熱交換換気装置の内部が見える状態の図面である。また、図2は、給気ファンユニット3及び排気ファンユニット4について模式的に示している。
本実施の形態1に係る熱交換換気装置は、換気効率の低減の抑制をすること、及び熱交換素子6をケーシング1から引き出しやすくすることを両立することを実現することができる。
熱交換換気装置は、空調対象空間(たとえば、家、ビル、倉庫など)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ことができるものである。なお、以下の説明においては、空調対象空間が、家の室内である場合を例に説明する。
[構成説明]
熱交換換気装置は、図1及び図2に示すように、各種機器が搭載されるケーシング1と、取り込んだ室外空気と室内空気とを熱交換させる熱交換素子6と、室外空気を取り込む給気ファンユニット3と、室内空気を取り込む排気ファンユニット4と、各種機器を制御する制御装置5が設けられた回路ボックス1a2と、を有している。
(ケーシング1)
ケーシング1は、たとえば直方体形状の箱体であり、熱交換換気装置の外郭を構成するとともに、給気及び排気が流れる風路を有しているものである。ケーシング1には、給気ファンユニット3と、排気ファンユニット4と、熱交換素子6とが少なくとも搭載されている。
ケーシング1は、室外から室外空気を取り込むのに利用される外気吸込口21と、室内に給気をするのに利用される外気吹出口22と、ケーシング1内に設けられ、外気吸込口21と外気吹出口22とを接続する給気路Aとを有している。また、ケーシング1は、室内から室内空気を取り込むのに利用される室内空気吸込口23と、室外に排気をするのに利用される室内空気吹出口24と、ケーシング1内に設けられ、室内空気吸込口23と室内空気吹出口24とを接続する排気路Bとを有している。
なお、図示は省略しているが、外気吸込口21、外気吹出口22、室内空気吸込口23、及び室内空気吹出口24は、たとえばダクトなどを介して室内、室外などに接続される。
ケーシング1は、給気が流れる給気路A及び排気が流れる排気路Bを有している。そして、給気路Aと排気路Bは、給気と排気とが混合しないように、全経路にわたり互いに独立して設けられている。給気路Aの給気と、排気路Bの排気とを熱交換させることができるように熱交換素子6が設けられている。給気路Aには、上流側から、外気吸込口21、熱交換素子6、給気ファンユニット3、及び外気吹出口22が配置される。排気路Bには、上流側から、室内空気吸込口23、熱交換素子6、排気ファンユニット4、及び室内空気吹出口24が配置される。
ケーシング1は、直方体状に形成されており、底面1Aと、底面1Aの対向側に配置される天板1Bと、第1側面1aと、第1側面1aの対向側に配置される第2側面1bと、第3側面1cと、第3側面1cに対向する側に配置される第4側面1dとを有している。
第1側面1aには、回路ボックス1a2が取り付けられている。また、第1側面1aには、熱交換素子6の取り付け、取り外し時などに開放する熱交換素子メンテナンスパネル1a1と、給気ファンユニット3及び排気ファンユニット4の回転数などを制御する制御装置5などが設置された回路ボックス1a2とが取り付けられている。
作業者は、熱交換素子メンテナンスパネル1a1を開放することで、熱交換素子6を、メンテナンス時に、第1側面1a及び第2側面1bに平行な方向(矢印のY方向)にスライド移動させることで、ケーシング1から引き出すことができる。また、第3側面1cには、外気吹出口22及び室内空気吸込口23が形成されている。さらに、第4側面1dには、外気吸込口21及び室内空気吹出口24が形成されている。
(熱交換素子6)
熱交換素子6は、たとえば第3側面1c側から第4側面1d側に向かう方向、すなわち図1のY方向を長手方向とする直方体状部材である。熱交換素子6は、ケーシング1内に収容されている状態において、上側に配置される上側角部6Aと、下側に配置され、上側角部6Aとは対角の位置に設けられている下側角部6Dと、上側角部6Aと下側角部6Dとの間の高さ位置に設けられ、対角の位置関係にある中間角部6B及び中間角部6Cとを有している。
熱交換素子6は、ケーシング1に導入した室外空気と、室内空気とを熱交換させるものである。すなわち、熱交換素子6は、給気路Aを通過する給気と、排気路Bを通過する排気との間で、熱交換を行わせるものである。この熱交換素子6は、たとえば、シート状の紙製の仕切り部材と、山谷に折られて波形の紙製の間隔保持部材とを交互に、そして間隔保持部材の折り目が互い違いになるように積層して構成したものである。そして、仕切り部材とこの仕切り部材の一方の面に隣接する間隔保持部材との間には第1の流路が複数形成されるとともに、仕切り部材とこの仕切り部材の他方の面に隣接する間隔保持部材との間には第2の流路が複数形成されている。第1の流路及び第2の流路のうちの一方が、給気路Aの一部を構成し、他方が排気路Bの一部を構成する。このように、熱交換素子6は、この仕切り部材及び間隔保持部材を有する熱交換部材61を備えているものである。
第1の流路と第2の流路とは、仕切り部材及び間隔保持部材によって隔てられているので、第1の流路を流れる空気と第2の流路を流れる空気とは混合しないようになっている。第1の流路と第2の流路とは、熱交換素子6において交差するように設けられており、第1の流路を流れる空気と第2の流路を流れる空気との間で、仕切り部材を介して、顕熱の交換及び潜熱の交換が行われるようになっている。なお、図示は省略しているが、熱交換素子6には、排気する空気に含まれるホコリなどを除去する還気フィルタ、及び給気する空気に含まれるホコリなどを除去する外気フィルタなどが必要に応じて取り付けられる。熱交換素子6をケーシング1に取り付けるのに利用される構成などについては、図3〜図6で詳しく説明する。
(給気ファンユニット3及び排気ファンユニット4)
給気ファンユニット3及び排気ファンユニット4は、ケーシング1内に空気を取り込み放出するのに利用されるものである。給気ファンユニット3及び排気ファンユニット4は、回転するファンと、ファンを回転させるモータと、ファン及びモータなどが搭載されるファンケーシングとを有するものである。
そして、給気ファンユニット3が駆動することにより、室外空気が、外気吸込口21からケーシング1内に取り込まれる。外気吸込口21からケーシング1内に取込まれた室外空気は、熱交換素子6、給気ファンユニット3及び外気吹出口22を介して室内に吹出される。ケーシング1内での外気の流れを、図2の矢印A1で示している。
排気ファンユニット4が駆動することにより、室内空気が、室内空気吸込口23からケーシング1内に取り込まれる。室内空気吸込口23からケーシング1内に取り込まれ室内空気は、排気ファンユニット4、室内空気吹出口24を介して室外に吹き出される。ケーシング1内での室内空気の流れを、図2の矢印B1で示している。
[熱交換素子6の支持機構などの説明]
図3は、実施の形態1に係る熱交換換気装置の上部支持部25、熱交換素子の第1のスライド部60A3及び第2のスライド部60A4の説明図である。図4は、実施の形態1に係る熱交換換気装置の上部支持部25の片側(左側)、熱交換素子6の第1のスライド部60A3及び第2のスライド部60A4の方側(左側)の斜視図である。図5は、実施の形態1に係る熱交換換気装置の中間支持部26及び中間支持部27などの説明図である。図6は、実施の形態1に係る熱交換換気装置の下部支持部28などの説明図である。なお、図3は、長手方向と直交と直交する面の縦断面図である。また、図4は、図3に示すZ1断面のうちの左側についてを図示している。図5(a)は中間支持部26に関する説明図であり、図5(b)は中間支持部27に関する説明図である。図3〜図6を参照して、熱交換素子6をケーシング1に取り付けるのに利用される構成などについて説明する。
熱交換素子6は、熱交換素子6をケーシング1に着脱するのに利用される上部フレーム60A、中間フレーム60B、中間フレーム60C及び下部フレーム60Dが設けられている。
また、ケーシング1は、熱交換素子6を支持する上部支持部25、中間支持部26、中間支持部27及び下部支持部28を有している。すなわち、底面1Aには、熱交換素子6の角部のうちの下側のものを支持する部分である下部支持部28が設けられ、天板1Bには、熱交換素子6の角部のうちの上側を支持する部分である上部支持部25が設けられている。また、ケーシング1内には、熱交換素子6の角部のうちの中間位置のものを支持する中間支持部26及び中間支持部27が設けられている。
上部支持部25は、ケーシング1に設けられ、熱交換素子6をスライド可能に支持するものであり、第1のレール部25B及び第2のレール部25Cを有している。第2のレール部25Cには、平坦部25C1及び嵌込部25C2が形成されている。
(上部フレーム60A)
上部フレーム60Aは、図3に示すように、熱交換素子6の上側角部6Aに設けられているものである。上部フレーム60Aは、熱交換部材61に接続される結合部60A1と、結合部60A1から上側に延びるように形成された上部仕切部60A2と、上部仕切部60A2に形成された第1のスライド部60A3と、第1のスライド部60A3の上側に形成された第2のスライド部60A4と、第1のスライド部60A3と第2のスライド部60A4とを接続する接続部60A5とを有している。
結合部60A1は、熱交換部材61に接続されるものである。結合部60A1は、たとえば上側角部6Aの形状に合わせ、上側角部6Aに沿うように形成されているものである。すなわち、結合部60A1は、縦断面形状がたとえばL字状に形成されているものである。
上部仕切部60A2は、熱交換素子6の上部から上側に延びるように形成されたものである。すなわち、上部仕切部60A2は、結合部60A1から上側に延びるように形成されているものである。すなわち、上部仕切部60A2は、熱交換素子6の長手方向(矢印Y方向)の全域に渡って形成され、結合部60A1と第1のスライド部60A3とを接続するものである。上部仕切部60A2は、上部支持部25の併設されている2つの第1のレール部25Bの間に配置されている。
第1のスライド部60A3は、上部仕切部60A2の中間部分から水平方向に延びるように設けられている平板状部材である。第1のスライド部60A3は、上部仕切部60A2に接続されているものであり、上部シール部40Aを介して第1のレール部25B上を摺動自在に設けられているものである。第1のスライド部60A3は、上部仕切部60A2の両側に形成されているものである。すなわち、第1のスライド部60A3は、図3に示すX方向のうちの右側に延出するものと左側に延出するものが形成されている。第1のスライド部60A3は、第2のスライド部60A4と第2のレール部25Cとが接触しているときには、第1のレール部25Bの上に設けられた上部シール部40Aとは接触せず、予め設定された距離tだけ上側に設けられている。
第2のスライド部60A4は、接続部60A5の上端に設けられているものである。第2のスライド部60A4は、上部仕切部60A2の上端側にて交差するように接続されているものである。第2のスライド部60A4は、上部仕切部60A2及び接続部60A5を境として両側に形成されているものである。すなわち、第2のスライド部60A4は、図3に示すX方向のうちの右側に延出するものと左側に延出するものが形成されている。第2のスライド部60A4は、メンテナンスをする作業者などが、熱交換素子6をケーシング1内に対してスライド移動させているときに、第2のレール部25Cと接触して熱交換素子6を支持するものである。そして、第2のスライド部60A4が、第2のレール部25Cの予め設定された位置(嵌込部25C2)に位置していると、第2のスライド部60A4の高さ位置が低くなり、これに伴って第1のスライド部60A3の高さ一も低くなり上部シール部40Aの上面と接触することとなる。
接続部60A5は、熱交換素子6の長手方向(矢印Y方向)に対して断片的に複数設けられている。接続部60A5は下端側が第1のスライド部60A3に接続され、第2のスライド部60A4が接続部60A5の上端に接続されている。接続部60A5は、上部支持部25の併設されている2つの第2のレール部25Cの間に配置されている。なお、接続部60A5は、たとえば単体であってもよいし、複数設けられていてもよい。ここで、接続部60A5を単体とする場合においては、たとえば、熱交換素子6の長手方向を長手辺とする長方形形状の板材で接続部60A5を構成し、上端側に複数の第2のスライド部60A4を設けるとよい。また、接続部60A5を複数設ける場合においては、図4に示すように1つの接続部60A5に1つの第2のスライド部60A4を設けてもよいし、図示は省略しているが1つの接続部60A5に複数の第2のスライド部60A4を設けてもよい。
(中間フレーム60B及び中間フレーム60C)
中間フレーム60Bは、熱交換素子6の中間角部6Bに設けられ、熱交換部材61と中間フレーム60Bとを接続する結合部60B1と、結合部60B1から水平方向に延びるように形成された中間仕切部60B2とを有している。中間フレーム60Cは、熱交換素子6の中間角部6Cに設けられ、熱交換部材61に接続される結合部60C1と、結合部60C1から水平方向に延びるように形成された中間仕切部60C2とを有している。
中間仕切部60B2及び中間仕切部60C2は、水平方向に延びるように形成されている長方形形状の板材である。中間仕切部60B2は、中間シール部40Cが設けられた中間支持部27上に設けられているものであり、中間仕切部60C2は、中間シール部40Bが設けられた中間支持部26上に設けられているものである。
なお、本実施の形態1では、中間フレーム60B及び中間フレーム60Cの形状は同様であり、また、結合部60B1及び結合部60C1の形状は、結合部60A1と同様であるが、これらの形状については異なっていてもよい。
(下部フレーム60D)
下部フレーム60Dは、熱交換素子6の下側角部6Dに設けられ、熱交換部材61に接続される結合部60D1と、結合部60D1から鉛直方向(下側)に延びるように形成された下部仕切部60D2を有している。
下部仕切部60D2は、鉛直方向に延びるように形成された長方形形状の板材と、この板材の下端側に接続され、水平方向に延びるように形成された長方形形状の板材とを有するものである。下部仕切部60D2の下側には、下部シール部40Dが設けられている。なお、本実施の形態1では、結合部60D1の形状は、結合部60A1と同様であるが、形状は異なっていてもよい。
(上部支持部25)
上部支持部25は、図2に示すように、天板1Bに取り付けられているものである。図3の上部支持部25は、天板1Bに接続されている接続部25Aと、スライド方向に延びるように形成され、上面に取付られた上部シール部40Aを介して第1のスライド部60A3を保持する第1のレール部25Bと、平坦面である平坦部25C1及び第2のスライド部60A4が嵌まり込む嵌込部25C2を有し、第1のレール部25B上に形成され、第2のスライド部60A4を摺動自在に保持する第2のレール部25Cとを有する。なお、本実施の形態1では、嵌込部25C2は、平坦部25C1よりも下側に突出するように湾曲し、凹状に形成されたもので構成されている。
接続部25Aには、第1のレール部25B及び第2のレール部25Cが接続されている。第1のレール部25B及び第2のレール部25Cは、熱交換素子6の上側角部6Aの長手方向の全域に渡って延びるように形成されているものである。すなわち、本実施の形態1においては、接続部60A5及び第2のスライド部60A4については長手方向に断続的に形成されたものであったが、第1のレール部25B及び第2のレール部25Cについては、たとえば熱交換素子6の長手方向の全域に渡って形成されているとよい。長手方向の全域に渡って形成されていると、より確実に熱交換素子6を保持することができる。
上部支持部25は、排気路Bのうちの熱交換素子6の下流側と給気路Aのうち熱交換素子6の下流側とを区画するように設けられている。すなわち、上部支持部25は、上部仕切部60A2及び第1のスライド部60A3と協働して、給気路Aと排気路Bとを隔てる隔壁としての機能を有している。
上部支持部25は、平坦部25C1に第2のスライド部60A4が接触している状態において、第1のスライド部60A3の下面と第1のレール部25Bの上部シール部40Aとの間が離間している。そして、上部支持部25は、嵌込部25C2に第2のスライド部60A4が接触している状態においては、平坦部25C1で支持されているときよりも下側に移動することになるので、第1のスライド部60A3の下面と第1のレール部25Bの上部シール部40Aとが接触する。
なお、第2のスライド部60A4が第2のレール部25Cと接触しているときには、第1のスライド部60A3と第1のレール部25Bの上部シール部40A、中間仕切部60B2と中間支持部26の中間シール部40B、中間仕切部60C2と中間支持部27の中間シール部40C、及び、下部仕切部60D2と下部支持部28の下部シール部40Dは、それぞれ離間している。このように、本実施の形態1に係る熱交換換気装置では、熱交換素子6の挿抜時において、第2のスライド部60A4と第2のレール部25Cとにおいて接触するものであり、接触面積が抑制されている分、挿抜時の熱交換素子6とケーシング1との摩擦が抑制され、より小さい力で熱交換素子6をケーシング1に挿抜することができる。
第2のレール部25Cの嵌込部25C2は、第2のスライド部60A4が形成された数に対応するように複数形成されている。
(中間支持部26及び中間支持部27)
中間支持部26は、中間仕切部60B2の対向位置に配置され、中間シール部40Bを介して中間仕切部60B2を支持するものである。また、中間支持部27は、中間仕切部60C2の対向位置に配置され、中間シール部40Cを介して中間仕切部60C2を支持するものである。このように、熱交換素子6は、ケーシング1内に収容されている状態において、一方の側方(中間角部6B)及び他方の側方(中間角部6C)が、中間支持部26及び中間支持部27によって支持される。中間支持部26の上面には、中間シール部40Bが設けられ、中間支持部27の上面には、中間シール部40Cが設けられている。
中間支持部26及び中間支持部27は、熱交換素子6が下側に降りた状態、すなわち第1のレール部25B上の上部シール部40Aと第1のスライド部60A3とが接触している状態において、中間仕切部60B2及び中間仕切部60C2を支持する。
中間支持部26及び中間支持部27のうちの一方である中間支持部26は、排気路Bのうちの熱交換素子6の上流側と給気路Aのうち熱交換素子6の下流側とを区画するように設けられている。また、中間支持部26及び中間支持部27のうちの他方である中間支持部27は、給気路Aのうちの熱交換素子6の上流側と排気路Bのうち熱交換素子6の下流側とを区画するように設けられている。すなわち、中間支持部26及び中間支持部27は、中間仕切部60B2及び中間仕切部60C2と協働して、給気路Aと排気路Bとを隔てる隔壁としての機能を有している。
(下部支持部28)
下部支持部28は、下部仕切部60D2の下側の対向位置に配置され、下部シール部40Dを介して下部仕切部60D2を支持するものである。下部支持部28の上面には、下部シール部40Dが設けられている。下部支持部28は、熱交換素子6が下側に降りた状態、すなわち第1のレール部25B上の上部シール部40Aと第1のスライド部60A3とが接触している状態において、下部仕切部60D2を支持する。下部支持部28は、排気路Bのうちの熱交換素子6の上流側と給気路Aのうち熱交換素子6の上流側とを区画するように設けられているものである。すなわち、下部支持部28は、下部仕切部60D2と協働して、給気路Aと排気路Bとを隔てる隔壁としての機能を有している。
なお、図1及び図2で説明した外気吸込口21は、第2側面1bの内側面、底面1Aの内側面、中間支持部27、中間シール部40C、中間フレーム60C、下部支持部28、下部シール部40D及び下部フレーム60Dなどで区画された空間(給気路A)に連通している。
また、外気吹出口22は、第1側面1aの内側面、天板1Bの内側面、上部支持部25、上部シール部40A、上部フレーム60A、中間支持部26、中間シール部40B及び中間フレーム60Bなどで区画された空間(給気路A)に連通している。
また、室内空気吸込口23は、第1側面1aの内側面、底面1Aの内側面、中間支持部26、中間シール部40B、中間フレーム60B、下部支持部28、下部シール部40D及び下部フレーム60Dなどで区画された空間(排気路B)に連通している。
さらに、室内空気吹出口24は、第2側面1bの内側面、天板1Bの内側面、上部支持部25、上部シール部40A、上部フレーム60A、中間支持部27、中間シール部40C及び中間フレーム60Cなどで区画された空間(排気路B)に連通している。
ここで、上部支持部25、上部仕切部60A2、及び第1のスライド部60A3は、排気路Bのうちの熱交換素子6の下流側と給気路Aのうち熱交換素子6の下流側とを区画するように設けられている。このように、上部支持部25、上部仕切部60A2、及び第1のスライド部60A3は、給気路Aと排気路Bとの空気が混合しないように、気密性を確保する部材として機能している。
また、下部支持部28、及び下部仕切部60D2は、排気路Bのうちの熱交換素子6の上流側と給気路Aのうち熱交換素子6の上流側とを区画するように設けられている。このように、下部支持部28、及び下部仕切部60D2も、給気路Aと排気路Bとの空気が混合しないように、気密性を確保する部材として機能している。
さらに、中間支持部26、及び中間仕切部60B2は、排気路Bのうちの熱交換素子6の上流側と給気路Aのうち熱交換素子6の下流側とを区画するように設けられ、中間支持部27、及び中間仕切部60C2は、給気路Aのうちの熱交換素子6の上流側と排気路Bのうち熱交換素子6の下流側とを区画するように設けられている。このように、中間支持部26、中間仕切部60B2、中間支持部27、及び中間仕切部60C2についても、給気路Aと排気路Bとの空気が混合しないように、気密性を確保する部材として機能している。
[熱交換素子6の動作説明]
第2のスライド部60A4と上部シール部40Aの間隔をf、第2のレール部25Cの平坦部25C1と上部シール部40Aとの間隔をs、嵌込部25C2の深さをe、上部シール部40A、中間シール部40B、下部シール部40D及び中間シール部40Cの厚さをtとする。
第2のスライド部60A4と第2のレール部25Cの平坦部25C1が接触している時には、それぞれの大小関係がf>(s−t)となっている。このため、第1のスライド部60A3と上部シール部40Aとが接触していない状態となっている。この状態において、第2のスライド部60A4は、平坦部25C1上を、熱交換素子6の長手方向にスライド移動自在となっている。
熱交換素子6を予め設定された位置に移動し、複数設けた全ての第2のスライド部60A4が、複数設けた全ての嵌込部25C2と一致する位置になった場合に、上部フレーム60Aは、嵌込部25C2の深さの分だけ下方に移動する。この時、各部の大小関係が(f―e)≦(s−t)となっていることから、第1のスライド部60A3と上部シール部40Aとは接触する。
また、熱交換素子6が下方に移動したため、中間仕切部60B2と中間シール部40Bとが接触するとともに(図5(a)参照)、中間仕切部60C2と中間シール部40Cとが接触し(図5(b)参照)、さらに、下部仕切部60D2と下部シール部40Dとが接触する(図6参照)。このように、複数設けた全ての第2のスライド部60A4が、複数設けた全ての嵌込部25C2と一致する位置となった場合には、熱交換素子6が下方に移動する、すなわち上部フレーム60A、中間フレーム60B、中間フレーム60C及び下部フレーム60Dが下方に移動し、熱交換素子6の自重を上部シール部40A、中間シール部40B、下部シール部40D及び中間シール部40Cで支持することになる。熱交換素子6の自重が、上部シール部40A、中間シール部40B、下部シール部40D及び中間シール部40Cに加わると、上部シール部40A、中間シール部40B、中間シール部40C及び下部シール部40Dは圧縮される。これにより、隣接する給気路A側の空気と排気路B側の空気とが混合しないように両風路間の気密性を確保することができる。
なお、ここでは、上部シール部40A、中間シール部40B、中間シール部40C及び下部シール部40Dが圧縮されるとの説明をしたが、それに限定されるものではない。すなわち、第1のスライド部60A3と上部シール部40Aとが接触し、中間仕切部60B2と中間シール部40Bとが接触し、中間仕切部60C2と中間シール部40Cとが接触し、下部仕切部60D2と下部シール部40Dとが接触していれば、両風路間の気密性を確保することができるので、必ずしも圧縮されている必要はない。ただし、上部シール部40A、中間シール部40B、中間シール部40C及び下部シール部40Dが圧縮されていると、第1のスライド部60A3と上部シール部40Aとが密着し、中間仕切部60B2と中間シール部40Bとが密着し、中間仕切部60C2と中間シール部40Cとが密着し、下部仕切部60D2と下部シール部40Dとが密着することとなり、より気密性を高めることができる。そこで、上部シール部40A、中間シール部40B、中間シール部40C及び下部シール部40Dを構成する材料としては、たとえば、熱交換素子6の自重に基づき、適度な弾性を有する樹脂などで構成するとよい。
[本実施の形態1に係る熱交換換気装置の有する効果]
本実施の形態1に係る熱交換換気装置は、第2のスライド部60A4が嵌まり込む嵌込部25C2を有しているので、熱交換素子6のケーシング1内における設置位置が予め設定された位置からずれてしまいにくい。すなわち、熱交換素子6が予め設定された位置に納まりやすいので、給気路Aと排気路Bとを連通してしまうような隙間が形成されにくく、その分、換気効率の低減を抑制できる。
より詳細には、熱交換素子6のフレーム(上部フレーム60A、中間フレーム60B、中間フレーム60C及び下部フレーム60D)と、ケーシング1内に設けられ、隔壁としての機能を有する支持部(上部支持部25、中間支持部26、中間支持部27及び下部支持部28)及びシール部(上部シール部40A、中間シール部40B、中間シール部40C及び下部シール部40D)との間に、隙間が形成されにくく、その分、換気効率が低減してしまうことを抑制することができる。
本実施の形態1に係る熱交換換気装置は、上部フレーム60Aと上部支持部25との間のクリアランスを狭めることで、給気路Aと排気路Bとを連通してしまうような隙間の形成を抑制したものではない。すなわち、本実施の形態1に係る熱交換換気装置では、嵌込部25C2を利用して熱交換素子6の位置決めをしているものであり、上部フレーム60Aと上部支持部25との間のクリアランスに余裕を持たせても、隙間の形成が抑制されるようになっている。このため、熱交換素子6をケーシング1から引き出しにくくなることが抑制される、すなわち熱交換素子6の挿抜動作の際に要する力を抑制できる。したがって、ユーザ及び管理会社などは、定期的な清掃、メンテナンス作業の負担が増大することを抑制することができる。
このように、本実施の形態1に係る熱交換換気装置は、換気効率の低減の抑制をすること、及び熱交換素子6をケーシング1から引き出しやすくすることを両立することを実現することができる。
なお、結合部60A1と上側角部6Aとの接続手段については、特に限定されるものではないが、たとえば、接着剤を利用してもよいし、結合部60A1及び上側角部6Aに爪構造を形成して嵌合させるようにしてもよい。その他の中間角部6B、中間角部6C及び下側角部6Dについても同様である。
また、上部支持部25、中間支持部26、中間支持部27及び下部支持部28に、上部シール部40A、中間シール部40B、中間シール部40C及び下部シール部40Dを取り付ける手段については、特に限定されるものではない。たとえば、接着剤などを用いて実現してもよいし、或いは、上部支持部25、中間支持部26、中間支持部27及び下部支持部28に溝を形成し、上部シール部40A、中間シール部40B、中間シール部40C及び下部シール部40Dにその溝に嵌める凸部を形成して実現してもよい。
本実施の形態1に係る熱交換換気装置では、図2に示すように、給気ファンユニット3がケーシング1内における中間支持部26の上方に設置されているものを一例として模式的に示している。また、排気ファンユニット4については、ケーシング1内における中間支持部27の上方に設置されているものを一例として模式的に示している。しかし、給気ファンユニット3及び排気ファンユニット4の設置態様は、これに限定されるものではない。たとえば、給気ファンユニット3のファンが、給気路Aのうちの熱交換素子6の下流側に設置され、排気ファンユニット4のファンが、排気路Bのうちの熱交換素子6の下流側に設置されていればよい。
つまり、中間支持部26は、給気ファンユニット3の下方に位置していなくともよいし、図2に模式的に示したように第2側面1bに取り付けられている必要もない。たとえば、中間支持部26は、給気ファンユニット3を構成するファンケーシングの側面部分に取り付けられていてもよい。或いは、中間支持部26は、給気ファンユニット3の側方に配置されるものであって、一端側が第3側面1cの内側面或いは第3側面1c側の部材に接続され、他端側が第4側面1dの内側面或いは第4側面1d側の部材に接続されている態様であってもよい。
中間支持部27についても同様である。すなわち、中間支持部27は、給気ファンユニット3の下方に位置していなくてもよいし、図2に模式的に示したように第1側面1aに取り付けられている必要もない。たとえば、中間支持部27は、給気ファンユニット3を構成するファンケーシングの側面部分に取り付けられていてもよい。或いは、中間支持部27は、給気ファンユニット3の側方に配置されるものであって、一端側が第3側面1cの内側面或いは第3側面1c側の部材に接続され、他端側が第4側面1dの内側面或いは第4側面1d側の部材に接続されている態様であってもよい。
なお、第2のスライド部60A4と第2のレール部25Cとの摺動抵抗を低減する目的で、第2のスライド部60A4上に突起を設けてもよい。また、第2のスライド部60A4と第2のレール部25Cとの摺動抵抗を低減する目的で、第2のスライド部60A4上に車輪を設けてもよい。さらに、第2のスライド部60A4と第2のレール部25Cとの摺動抵抗を低減する目的で、第2のスライド部60A4の表面を摩擦係数の低い部材でコーティングしてもよい。
実施の形態2.
図7は、実施の形態2に係る熱交換換気装置の上部支持部70及び熱交換素子6の第1のスライド部60A3及び第2のスライド部801A、802A、803Aの斜視図である。図8は、第2のスライド部801A、802A、803Aが嵌込部701A、702A、703Aに嵌りこんだ状態の説明図である。図7も、図4と同様にZ1断面における左側について図示している。実施の形態2では、実施の形態1と同一の部材については同一の符号を付してその説明を省略し、主に、実施の形態1で説明した部分と異なる部分について説明をする。
本実施の形態2では、嵌込部25C2の代わりに嵌込部701A、702A、703Aを形成し、また、平坦部701B、平坦部702B及び平坦部703Bの長さが異なり、さらに、嵌込部701A、嵌込部702A及び嵌込部703Aの幅が異なる。また、第2のスライド部801A及び接続部801Bの幅が異なり、第2のスライド部802A及び接続部802Bの幅が異なり、第2のスライド部803A及び接続部803Bの幅が異なる。図7は、実施の形態2に係る熱交換換気装置の上部支持部70の片側及び熱交換素子6の第1のスライド部60A3及び第2のスライド部801A、802A、803Aの方側の斜視図である。図7を参照して、実施の形態2に係る熱交換換気装置について説明する。
本実施の形態2では、第2のレール部700には、切欠部が形成されている。すなわち、嵌込部701A、702A、703Aが、平坦部701B〜703Bの長手辺側の端部側に複数形成された切欠部で構成されている。そして、嵌込部701Aには第2のスライド部801Aが嵌りこみ、嵌込部701Aには第2のスライド部801Aが嵌りこみ、嵌込部702Aには第2のスライド部802Aが嵌りこみ、嵌込部703Aには第2のスライド部803Aが嵌りこむ。ここで、図8に示すように、第2のスライド部801A、802A、803Aが嵌込部701A、702A、703Aに嵌り込んだ状態においては、第2のスライド部801A、802A、803Aの上面の高さ位置L1の方が、第2のレール部700の下面の高さ位置L2よりも上側となっている。このため、ユーザなどが熱交換素子6を持ち上げて、第2のスライド部801A、802A、803Aを第2のレール部700上に載置する動作を容易とすることができる。仮に、高さ位置L1の方が、高さ位置L2よりも下側となっていると、第2のスライド部801A、802A、803Aが第2のレール部700に引っかかってしまう可能性があるためである。
また、本実施の形態2において、上部支持部70及び上部フレームは、熱交換素子6をケーシング1に挿抜しているときに、第2のスライド部801A及び第2のスライド部802Aが、予め定められた嵌込部とは異なる嵌込部に嵌りこまないように構成されている。すなわち、上部支持部70及び上部フレームは、第2のスライド部801Aが嵌込部702A及び嵌込部703Aに嵌りこまないように、第2のスライド部802Aが嵌込部703Aに嵌りこまないように構成されている。具体的な各種寸法について次に説明する。
[嵌込部及び第2のスライド部の寸法]
嵌込部701A、嵌込部702A及び嵌込部703Aは、Y方向に平行な幅が異なっている。嵌込部701A、嵌込部702A及び嵌込部703Aの順番に、Y方向に平行な幅が短くなっている。すなわち、熱交換素子6の引き出し方向の一番手前側の嵌込部703Aは、幅が一番短く、引き出し方向の一番奥側の嵌込部701Aは、幅が一番長くなっている。図7に示すように、嵌込部701Aの幅をRw1、嵌込部702Aの幅をRw2、嵌込部703Aの幅をRw3としたとき、Rw3<Rw2<Rw1の関係にあるということである。
そして、嵌込部701A、嵌込部702A及び嵌込部703Aの幅と対応するように、嵌込部701Aに嵌まる第2のスライド部801A、嵌込部702Aに嵌まる第2のスライド部802A、及び嵌込部703Aに嵌まる第2のスライド部803Aの幅も、この順番で短くなっている。すなわち、熱交換素子6の引き出し方向の一番手前側の803Aの幅が一番短く、熱交換素子6の引き出し方向の一番奥側の第2のスライド部801Aの幅が一番長い。図7に示すように、第2のスライド部801Aの幅をSw1、第2のスライド部802Aの幅をSw2、第2のスライド部803Aの幅をSw3としたとき、Sw3<Sw2<Sw1の関係にあるということである。
なお、第2のスライド部801Aの幅と接続部801Bの幅は同様であり、第2のスライド部802Aの幅と接続部802Bの幅は同様であり、第2のスライド部803Aの幅と接続部803Bの幅は同様である。
このように、上部支持部70は、熱交換素子6の長手方向に、第2のスライド部801A、第2のスライド部802A、及び第2のスライド部803Aという複数のものが形成されている。そして、第2のスライド部801A、第2のスライド部802A、及び第2のスライド部803Aは、熱交換素子6の長手方向に異なる間隔で複数形成されている。
[平坦部及び接続部の形成位置の寸法]
平坦部701B、平坦部702B及び平坦部703Bは、Y方向に平行な幅が異なっている。平坦部701B、平坦部702B及び平坦部703Bの順番に、Y方向に平行な幅が短くなっている。すなわち、熱交換素子6の引き出し方向の一番手前側の平坦部703Bは、幅が一番短く、引き出し方向の一番奥側の平坦部701Bは、幅が一番長くなっている。図7に示すように、平坦部701Bの幅をR1、平坦部702Bの幅をR2、平坦部703Bの幅をR3としたとき、R3<R2<R1の関係にあるということである。
そして、平坦部701B、平坦部702B及び平坦部703Bの幅と対応するように、接続部801Bの第1のスライド部60A3における形成位置、接続部802Bの第1のスライド部60A3における形成位置、及び接続部803Bの第1のスライド部60A3における形成位置の幅も、この順番で短くなっている。すなわち、熱交換素子6の引き出し方向の一番手前側の接続部803Bと第1のスライド部60A3の手前側の端部との間の幅が一番短く、熱交換素子6の引き出し方向の一番奥側の接続部801Bと真ん中の接続部802Bとの間の幅が一番長い。図7に示すように、一番奥側の接続部801Bと真ん中の接続部802Bとの間の幅をS1、真ん中の接続部802Bと一番手前側の接続部803Bとの間の幅をS2、一番手前側の接続部803Bと第1のスライド部60A3の手前側の端部との間の幅をS3としたとき、S3<S2<S1の関係にあるということである。
なお、図7に示すShは、第1のレール部25Bと第2のレール部700との間の間隔を示している。また、Rhは、第1のスライド部60A3と第2のスライド部801A、802A、803Aとの間の間隔を示している。
[実施の形態2に係る熱交換換気装置の有する効果]
実施の形態2に係る熱交換換気装置は、実施の形態1に係る熱交換換気装置の有する効果に加えて次の効果を有する。すなわち、本実施の形態2に係る熱交換換気装置は、嵌込部及び第2のスライド部の寸法で説明した関係及び平坦部及び接続部の形成位置の寸法で説明した関係の両方を満たしている。このため、熱交換素子6の挿抜時に、第2のスライド部801A、802A、803Aと第2のレール部700との接触が解除されてしまうことを防止することができる。すなわち、熱交換素子6を途中まで挿し込んだとき、或いは途中まで抜いたときに、第2のスライド部801A、802A、803Aが第2のレール部700から脱落してしまうことを防止することができる。
なお、嵌込部及び第2のスライド部の寸法で説明した関係、及び平坦部及び接続部の形成位置の寸法のいずれか一方の関係を満たせば同様の効果を得ることができるが、両方満たしている方が、より確実に第2のスライド部801A、802A、803Aと第2のレール部700との接触が解除されてしまうことを防止することができる。
1 ケーシング、1A 底面、1B 天板、1a 第1側面、1a1 熱交換素子メンテナンスパネル、1a2 回路ボックス、1b 第2側面、1c 第3側面、1d 第4側面、3 給気ファンユニット、4 排気ファンユニット、5 制御装置、6 熱交換素子、6A 上側角部、6B 中間角部、6C 中間角部、6D 下側角部、21 外気吸込口、22 外気吹出口、23 室内空気吸込口、24 室内空気吹出口、25 上部支持部、25A 接続部、25B 第1のレール部、25C 第2のレール部、25C1 平坦部、25C2 嵌込部、26 中間支持部、27 中間支持部、28 下部支持部、40A 上部シール部、40B 中間シール部、40C 中間シール部、40D 下部シール部、60A 上部フレーム、60A1 結合部、60A2 上部仕切部、60A3 第1のスライド部、60A4 第2のスライド部、60A5 接続部、60B 中間フレーム、60B1 結合部、60B2 中間仕切部、60C 中間フレーム、60C1 結合部、60C2 中間仕切部、60D 下部フレーム、60D1 結合部、60D2 下部仕切部、61 熱交換部材、70 上部支持部、700 第2のレール部、701A 嵌込部、701B 平坦部、702A 嵌込部、702B 平坦部、703A 嵌込部、703B 平坦部、801A 第2のスライド部、801B 接続部、802A 第2のスライド部、802B 接続部、803A 第2のスライド部、803B 接続部、A 給気路、A1 矢印、B 排気路、B1 矢印、L1 高さ位置、L2 高さ位置、Y 矢印、t 距離。

Claims (12)

  1. 給気路及び排気路を有するケーシングと、
    前記ケーシング内に設けられ、前記給気路の空気と前記排気路の空気との熱交換を行う熱交換素子と、
    前記熱交換素子に設けられ、前記熱交換素子を前記ケーシングに着脱するのに利用されるフレームと、
    前記ケーシングに設けられ、前記フレームを介して前記熱交換素子をスライド可能に支持する支持部と、
    を備え、
    前記フレームは、
    上側に延びるように形成された仕切部と、
    前記仕切部に接続された第1のスライド部と、
    前記第1のスライド部上に形成された第2のスライド部とを備え、
    前記支持部は、
    スライド方向に延びるように形成され、前記第1のスライド部を保持する第1のレール部と、
    平坦面である平坦部及び前記第2のスライド部が嵌まり込む嵌込部を有し、前記第1のレール部上に形成され、前記第2のスライド部を摺動自在に保持する第2のレール部とを備えた
    ことを特徴とする熱交換換気装置。
  2. 前記第1のレール部上に設けられたシール部をさらに有し、
    前記支持部は、
    前記平坦部に前記第2のスライド部が接触している状態において、前記第1のスライド部の下面と前記第1のレール部の前記シール部との間が離間し、
    前記嵌込部に前記第2のスライド部が接触している状態において、前記平坦部で支持されているときよりも下側に移動して前記第1のスライド部の下面と前記第1のレール部の前記シール部とが密着するように構成された
    ことを特徴とする請求項1に記載の熱交換換気装置。
  3. 前記嵌込部は、
    前記平坦部よりも下側に突出するように凹状に形成されて構成された
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の熱交換換気装置。
  4. 前記嵌込部は、
    前記平坦部に形成された切欠部で構成された
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の熱交換換気装置。
  5. 前記熱交換素子は、
    上側に配置される上側角部と、下側に配置され、前記上側角部とは対角の位置に設けられている下側角部とを有し、
    前記上側角部には、
    前記フレームが設けられ、
    前記下側角部には、
    下側に延びるように形成された下部仕切部を有し、前記熱交換素子を前記ケーシングに着脱するのに利用される下部フレームが設けられている
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱交換換気装置。
  6. 前記下部フレームの対向位置に配置され、前記下部仕切部を支持する下部支持部と、
    前記下部支持部上に設けられた下部シール部とをさらに有し、
    前記下部仕切部は、
    前記第1のスライド部の下面と前記第1のレール部の前記シール部とが接触している状態において、前記下部シール部に密着する
    ことを特徴とする請求項2に従属する請求項5に記載の熱交換換気装置。
  7. 前記支持部、前記仕切部、及び前記第1のスライド部は、
    前記排気路のうちの前記熱交換素子の下流側と前記給気路のうち前記熱交換素子の下流側とを区画するように設けられ、
    前記下部支持部、及び前記下部仕切部は、
    前記排気路のうちの前記熱交換素子の上流側と前記給気路のうち前記熱交換素子の上流側とを区画するように設けられている
    ことを特徴とする請求項6に記載の熱交換換気装置。
  8. 前記熱交換素子は、
    前記上側角部と前記下側角部との間の高さ位置に設けられ、対角の位置関係にある2つの中間角部を有し、
    前記2つの中間角部には、
    水平方向に延びるように形成された中間仕切部を有し、前記熱交換素子を前記ケーシングに着脱するのに利用される中間フレームがそれぞれ設けられている
    ことを特徴とする請求項6又は7に記載の熱交換換気装置。
  9. 前記中間フレームの対向位置に配置され、前記中間仕切部を支持する中間支持部と、
    前記中間支持部上に設けられた中間シール部とをさらに有し、
    前記中間仕切部は、
    前記第1のスライド部の下面と前記第1のレール部の前記シール部とが接触している状態において、前記中間シール部に密着する
    ことを特徴とする請求項8に記載の熱交換換気装置。
  10. 前記中間支持部の一方、及び前記中間仕切部の一方は、
    前記排気路のうちの前記熱交換素子の上流側と前記給気路のうち前記熱交換素子の下流側とを区画するように設けられ、
    前記中間支持部の他方、及び前記中間仕切部の他方は、
    前記給気路のうちの前記熱交換素子の上流側と前記排気路のうち前記熱交換素子の下流側とを区画するように設けられている
    ことを特徴とする請求項9に記載の熱交換換気装置。
  11. 前記第2のスライド部は前記熱交換素子の長手方向に複数形成され、
    前記第2のレール部の前記嵌込部は前記第2のスライド部が形成された数に対応するように複数形成されている
    ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載の熱交換換気装置。
  12. 前記支持部及び前記第2のスライド部は、
    前記熱交換素子を挿抜しているときに、前記第2のスライド部が予め定められた前記嵌込部とは異なる前記嵌込部に嵌りこまないように構成されている
    ことを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の熱交換換気装置。
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