JP7254056B2 - 換気装置及び換気装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本開示は、複数のユニットを連結した換気装置及び換気装置の製造方法に関する。
従来、換気機能に加えて付加機能を有する換気装置には、複数のユニットを連結する構造が採用されることがあった。特許文献1には、給気ファン及び排気ファンを備えたファンユニットと、熱交換を行うエレメントを備えたエレメントユニットとを連結することで、換気機能に加えて付加機能である熱交換機能を有する換気装置が開示されている。
換気機能を有するユニットと付加機能を有するユニットとを連結する構造では、ユニット間の気密性及びユニット同士の連結強度を確保する必要がある。ユニット間の気密性及びユニット同士の連結強度を確保しつつユニット同士を連結する手法としては、平板状の連結部品を連結対象の二つのユニットをまたいでねじ止めする手法と、各ユニットに固定したLアングル状の連結部品をユニット連結方向に沿ってボルトナットで締結する手法とが一般的であり、どちらの手法でも、ユニット間に設置したパッキンを圧縮した状態でユニット同士を固定することによりユニット間の気密性を確保する。
特開2020-20522号公報
平板状の連結部品を用いてユニットを連結する手法では、連結部品をねじ止めする方向がユニット連結方向と直交する方向になる。このため、ユニット間の気密性を確保するためには、連結対象の二つのユニットの少なくとも一方にパッキンを圧縮する力を加え続けた状態で連結部品をねじ止めしなければならず、連結作業の難易度が高くなってしまう。
Lアングル状の連結部品を用いてユニットを連結する手法では、連結部品をねじ止めする方向がユニット連結方向となるため、パッキンを圧縮する力を別途加える必要はないが、Lアングル状の連結部品がユニットから張り出すことにより、換気装置のサイズが増大するとともに、ユニットから張り出した連結部品がユニット同士を接続する配線を配置する妨げとなり、配線設計自由度が低くなってしまう。
また、連結部品が平板状であるかLアングル状であるかによらず、連結作業に先立ってねじ止め可能な誤差の範囲内で予めユニット同士の位置合わせを行っておかなければならないため、ユニット同士を連結する作業は容易ではなかった。
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、ユニット間の気密性の確保が容易であり、装置サイズの増大と配線設計自由度の低下とを抑制した換気装置を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る換気装置は、換気機能を有する換気ユニットと、付加機能を有する少なくとも一つの付加機能ユニットとを含む複数のユニットを、パッキンを挟んで水平方向に連結した換気装置であって、連結されるユニット同士が並ぶ方向である第1の方向において互いに対向する第1の辺及び第2の辺と、第1の方向と直交する第2の方向において互いに対向する第3の辺及び第4の辺とを有する矩形面を備えた平板状であり、ユニット同士を連結する連結部品を備える。連結部品は、第1の辺から第2の辺へ向かう方向成分及び第4の辺から第3の辺へ向かう方向成分を含んで第1の辺から形成されたスリットと、スリットの先端よりも第2の辺側に形成された第1の固定用穴と、スリットの先端よりも第1の辺側に形成された第2の固定用穴とが形成されており、互いに連結される二つのユニットの一方に第1の固定用穴を通した固定用ねじで固定され、互いに連結される二つのユニットの他方に第2の固定用穴を通した固定用ねじで固定されている。スリットは、第1の辺の上での開口縁と第3の辺との距離と、先端と第3の辺との距離とが同じである。
本開示によれば、ユニット間の気密性の確保が容易であり、装置サイズの増大と配線設計自由度の低下とを抑制した換気装置を得られるという効果を奏する。
実施の形態1に係る換気装置の構成を示す上面図 実施の形態1に係る換気装置の連結部品の正面図 実施の形態1に係る換気装置の換気ユニットと加湿ユニットとを連結する前の状態の上面図 実施の形態1に係る換気装置の換気ユニットと加湿ユニットとの連結部分の拡大図 実施の形態1の変形例に係る換気装置の換気ユニットと加湿ユニットとの連結部分の拡大図 実施の形態2に係る換気装置の連結部品の上面図 実施の形態2に係る換気装置の連結部品の正面図 実施の形態2に係る換気装置の換気ユニットと加湿ユニットとを連結する前の状態の上面図 実施の形態2の変形例に係る換気装置の換気ユニットと加湿ユニットとを連結する前の状態の上面図 実施の形態3に係る換気装置の斜視図 実施の形態4に係る換気装置の上面図
以下に、実施の形態に係る換気装置及び換気装置の製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は、実施の形態1に係る換気装置の構成を示す上面図である。なお、図1では、換気装置1の天面を不図示とすることにより内部の構造を図示している。実施の形態1に係る換気装置1は、排気送風機2及び給気送風機3を有する換気ユニット15と、給気空気を加熱する温調コイル5及び加熱された給気空気を加湿させる加湿器6を有する加湿ユニット16とを備える。換気ユニット15及び加湿ユニット16の各々の外形形状は、直方体状である。換気装置1の水平方向において背中合わせに位置する二つの側面である第1の側面1a及び第2の側面1bのそれぞれには、連結部品14が設置されている。連結部品14は、換気ユニット15及び加湿ユニット16の各々に、固定用ねじ23で固定されている。換気ユニット15と加湿ユニット16とは、連結部品14によって互いに連結されている。
換気ユニット15は、室内に給気する空気となる室外空気を吸い込む給気吸込口9と、排気空気を室外へ排気する排気吹出口7とを有する。加湿ユニット16は、給気空気を室内に給気する給気吹出口8と、室内空気を吸い込む排気吸込口10とを有する。
また、換気ユニット15は、給気吸込口9から吸い込まれた室外空気と排気吸込口10から吸い込まれた室内空気との間で全熱交換を行う全熱交換器4と、全熱交換器4を迂回して室外空気を流す風路であるバイパス風路31と、室内空気を全熱交換器4へ流すかバイパス風路31へ流すかを切り替えるダンパ13とを有する。
換気ユニット15と加湿ユニット16との間には、パッキン11が設置される。パッキン11は、換気ユニット15及び加湿ユニット16の一方に固定されていてもよい。
図2は、実施の形態1に係る換気装置の連結部品の正面図である。連結部品14は、第1の方向において互いに対向する第1の辺14a及び第2の辺14bと、第1の方向と直交する第2の方向において互いに対向する第3の辺14c及び第4の辺14dとを有する矩形面を備えた平板状である。連結部品14は、第1の辺14aから第2の辺14bへ向かう方向成分及び第4の辺14dから第3の辺14cへ向かう方向成分を含んで第1の辺14aから形成されたスリット14sと、固定用穴141,142とが形成されている。スリット14sは、第1の辺14aの上での開口縁14mと第3の辺14cとの距離が、スリット14sの先端14kと第3の辺14cとの距離と同じになっている。スリット14sの第3の辺14c側の縁は、凸部14pが形成されている。固定用穴141,142は、第1の方向においてスリット14sの先端14kよりも第2の辺14b側に位置する固定用穴142が第1の固定用穴であり、第1の方向においてスリット14sの先端14kよりも第1の辺14a側に位置する固定用穴141が第2の固定用穴である。
図2に示す連結部品14は、第1の固定用穴である固定用穴142が二つ、第2の固定用穴である固定用穴141が二つ形成されている。
連結部品14は、板厚方向へのベンド加工が不要であるため、パンチ加工によりスリット14s及び固定用穴141,142を形成することで作成可能である。
図3は、実施の形態1に係る換気装置の換気ユニットと加湿ユニットとを連結する前の状態の上面図である。換気装置1は、第1の側面1a及び第2の側面1bに、連結部品14が一つずつ設置されている。第1の側面1aにおいては、連結部品14は、換気ユニット15に固定されている。第2の側面1bにおいては、連結部品14は、加湿ユニット16に固定されている。また、第1の側面1aにおいては、加湿ユニット16には案内部材24が設置されている。また、第2の側面1bにおいては、換気ユニット15には、案内部材24が設置されている。
図4は、実施の形態1に係る換気装置の換気ユニットと加湿ユニットとの連結部分の拡大図である。なお、図4は、第1の側面1aにおける換気ユニット15と加湿ユニット16との連結部分を示している。連結部品14は、固定用穴142を通した固定用ねじ23が換気ユニット15にねじ止めされることによって、第1の辺14aを連結方向に向けて、第3の辺14cが下方かつ第4の辺14dが上方となる姿勢で換気ユニット15に固定されている。加湿ユニット16の側面には、案内部材24が取り付けられている。
換気ユニット15と加湿ユニット16とを連結する際、案内部材24が凸部14pに当たると、凸部14pの傾斜に沿って加湿ユニット16が持ち上がる。案内部材24が凸部14pを乗り越えると、加湿ユニット16は、スリット14sに沿って下降する。案内部材24が凸部14pを乗り越えた状態では、加湿ユニット16の自重による鉛直下向きの力がスリット14sの傾斜によって、傾斜に平行な成分と傾斜に垂直な成分とに分解される。このため、案内部材24が凸部14pを乗り越えた状態では、加湿ユニット16には、換気ユニット15の方へ向かう力が作用する。したがって、加湿ユニット16を換気ユニット15の方へ押しつけなくても、加湿ユニット16の自重による力を利用して換気ユニット15と加湿ユニット16との間に設置されるパッキン11を圧縮することができる。換気ユニット15と加湿ユニット16との間でパッキン11が圧縮されることにより、換気ユニット15と加湿ユニット16との間の気密性が確保される。パッキン11が圧縮された状態で固定用穴141を通した固定用ねじ23を加湿ユニット16の筐体の固定用ねじ穴22にねじ止めすることにより、換気ユニット15と加湿ユニット16とが連結部品14によって連結される。
スリット14s内で案内部材24を摺動させながら換気ユニット15と加湿ユニット16とを突き合わせることにより、換気ユニット15及び加湿ユニット16は、ユニット連結方向及び上下方向の位置合わせがなされる。また、ユニット連結方向と直交する方向かつ水平な方向を幅方向と定義すると、固定用ねじ23を加湿ユニット16の固定用ねじ穴22にねじ止めすることにより、換気ユニット15と加湿ユニット16とが幅方向に位置合わせされる。したがって、換気ユニット15と加湿ユニット16とが幅方向にずれていたとしても、固定用ねじ23を加湿ユニット16の固定用ねじ穴22にねじ止めすることにより、換気ユニット15と加湿ユニット16とが幅方向に位置合わせがなされる。このため実施の形態1に係る換気装置1は、連結作業前に換気ユニット15と加湿ユニット16との幅方向の位置合わせを行う必要がなく、連結作業を容易に行える。
第2の側面1bにおける換気ユニット15と加湿ユニット16との連結部分においても同様に、第1の辺14aを連結方向に向けて加湿ユニット16に取り付けられている連結部品14により、換気ユニット15の自重による力を利用して換気ユニット15と加湿ユニット16との間に設置されるパッキン11を圧縮することができる。
なお、換気ユニット15及び加湿ユニット16の重量が大きく、固定用ねじ23の締結力だけでは換気ユニット15又は加湿ユニット16を自重による静止摩擦力に打ち勝って幅方向に移動させにくい場合であっても、換気ユニット15及び加湿ユニット16をホイストで吊り上げたり、キャスター付きの台車又はローラに載置したりすることにより、換気ユニット15及び加湿ユニット16を固定用ねじ23の締結力で幅方向に移動させることができる。
このように、換気装置1は、換気ユニット15又は加湿ユニット16に、固定用穴142を通した固定用ねじ23で連結部品14を固定する工程と、加湿ユニット16又は換気ユニット15に、案内部材24を設置する工程と、案内部材24をスリット14s内で摺動させながら、換気ユニット15と加湿ユニット16とを当接させる工程と、加湿ユニット16又は換気ユニット15に、固定用穴141を通した固定用ねじ23で連結部品14を固定する工程とを有する製造方法により製造される。
図3に示したように、換気ユニット15及び加湿ユニット16の各々に連結部品14が設置されているため、換気ユニット15と加湿ユニット16とを突き合わせる際に、連結部品14同士の間に換気ユニット15又は加湿ユニット16を挿入する必要はない。すなわち、案内部材24を連結部品14のスリット14sに挿入することができれば、固定用ねじ23を固定用ねじ穴22にねじ止めする際に換気ユニット15と加湿ユニット16との幅方向の位置合わせを行えるため、換気ユニット15と加湿ユニット16とを突き合わせる際の幅方向の位置合わせは、厳密に行う必要はない。
実施の形態1に係る換気装置1は、ユニット同士の連結作業時に、スリット14sの斜面を利用してユニットの自重から連結方向の成分を含む力を発生させるため、ユニットに外力を加えなくてもパッキン11が圧縮される。したがって、ユニット間の気密性を容易に確保することができる。パッキン11の圧縮量は、換気ユニット15及び加湿ユニット16部の少なくとも一方の固定用ねじ穴22の位置を連結方向にずらすことで、調整することができる。したがって、パッキン11の圧縮量が異なる複数の換気装置で連結部品14を共通化することができる。また、連結部品14は、平板状であるため、換気ユニット15及び加湿ユニット16から上下方向又は幅方向には張り出さない。したがって、連結部品14を用いて換気ユニット15と加湿ユニット16とを連結しても、換気装置1の製品サイズが増大することはなく、また換気ユニット15と加湿ユニット16とを接続する配線の設計自由度が低下することもない。
なお、上記の説明においては、第3の辺14cが下方かつ第4の辺14dが上方となる姿勢で連結部品14を設置する場合について説明したが、連結部品14は、第3の辺14cが上方かつ第4の辺14dが下方となる姿勢で設置してもよい。図5は、実施の形態1の変形例に係る換気装置の換気ユニットと加湿ユニットとの連結部分の拡大図である。第3の辺14cが上方かつ第4の辺14dが下方となる姿勢で連結部品14を換気ユニット15に設置した場合、換気ユニット15と加湿ユニット16との連結時に、スリット14s内を案内部材24が摺動することによって換気ユニット15が上下に移動し、連結方向及び上下方向の位置合わせがなされ、換気ユニット15の自重による力によってパッキン11を圧縮する力が生じる。幅方向の位置合わせについては、第3の辺14cが下方かつ第4の辺14dが上方となる姿勢で連結部品14を設置する場合と同様である。したがって、連結対象の二つのユニットのどちらにどの向きで連結部品14を取り付けるかを選択することで、連結作業時に移動するユニットを任意に選択することができる。
図2に示す連結部品14は、第2の方向における中央部にスリット14sが形成されているが、第2の方向におけるスリット14sの位置は中央部に限定はされない。また、スリット14sは、固定用穴141とつながっていても良い。例えば、連結部品14は、ユニットへの固定用穴141,142が三つ形成され、スリット14sが一つ形成されていてもよい。スリット14sが固定用穴141とつながっている場合には、案内部材24は、連結部品14をユニットに固定する固定用ねじを兼ねる。また、スリット14s及び固定用穴141,142の数は、例示した数よりも多くてもよい。スリット14s及び固定用穴141,142の数を増やすことにより、ユニット同士の連結強度及びユニット間の気密性を向上させるとともに、連結作業時の安定性を高めることができる。
実施の形態2.
図6は、実施の形態2に係る換気装置の連結部品の上面図である。図7は、実施の形態2に係る換気装置の連結部品の正面図である。実施の形態1に係る換気装置1と異なる部分のみ説明し、共通する部分の説明は省略する。実施の形態2に係る連結部品14は、第1の辺14a側の一部分が板厚方向に折り曲げられてガイド部14gが形成されている点で、実施の形態1に係る連結部品14と相違する。
図8は、実施の形態2に係る換気装置の換気ユニットと加湿ユニットとを連結する前の状態の上面図である。実施の形態2に係る連結部品14は、第1の辺14aが第1の側面1a又は第2の側面1bから離れる向きで換気ユニット15又は加湿ユニット16に取り付けられる。第1の辺14aが第1の側面1a又は第2の側面1bから離れていることにより、換気ユニット15と加湿ユニット16との幅方向の位置ずれ量がガイド部14gの板厚方向の寸法以下であれば、連結部品14が換気ユニット15又は加湿ユニット16に突き当たる位置から連結作業を開始した場合でも、換気ユニット15及び加湿ユニット16は、ガイド部14gに突き当たって幅方向の位置合わせがなされる。
すなわち、実施の形態2に係る連結部品14は、実施の形態1に係る連結部品14と同様に連結部品14が換気装置1の幅方向中央から遠ざかる方向の位置ずれを修正できることに加え、連結部品14が換気装置1の幅方向中央に近づく方向の位置ずれも修正できる。
図9は、実施の形態2の変形例に係る換気装置の換気ユニットと加湿ユニットとを連結する前の状態の上面図である。連結部品14は、第1の側面1a及び第2の側面1bのいずれにおいても加湿ユニット16に取り付けられている。実施の形態2に係る連結部品14は、第1の辺14a側の一部分が板厚方向に折り曲げられているため、第1の側面1aに設置された連結部品14の第1の辺14aと、第2の側面1bに設置された連結部品14の第1の辺14aとの距離は、換気ユニット15の幅方向の寸法よりも大きくなっている。したがって、換気ユニット15と加湿ユニット16との幅方向の位置ずれ量がガイド部14gの板厚方向の寸法以下であれば、幅方向の位置合わせを行って換気ユニット15と加湿ユニット16とを連結することができる。
実施の形態3.
図10は、実施の形態3に係る換気装置の斜視図である。実施の形態1に係る換気装置1と異なる部分のみ説明し、共通する部分の説明は省略する。実施の形態3に係る換気装置1は、第1の側面1a及び第2の側面1bに加えて、天面1cにも連結部品14が設置されている点で、実施の形態1に係る換気装置1と相違する。天面1cにも連結部品14を設置することにより、換気ユニット15と加湿ユニット16との間の気密性及び連結強度を高めることができる。
なお、天面1cに設置する連結部品14は、第1の側面1a及び第2の側面1bに設置する連結部品14と同一形状であってもよいし、異なる形状であってもよい。第1の側面1a及び第2の側面1bに設置する部品と同一形状とする場合には、上下方向と幅方向とで位置ずれが大きくなる方にあわせて連結部品14の形状を定めればよい。
実施の形態3に係る換気装置1は、実施の形態1に係る換気装置1と比べて換気ユニット15と加湿ユニット16との間の気密性を高めることができる。なお、換気装置1の下面にも連結部品14を設置して換気ユニット15と加湿ユニット16とを連結することで、気密性をさらに高めることができる。
実施の形態4.
図11は、実施の形態4に係る換気装置の上面図である。なお、図11では、換気装置1の天面の図示を省略している。実施の形態1に係る換気装置1と異なる部分のみ説明し、共通する部分の説明は省略する。実施の形態4に係る換気装置1は、排気送風機2を有する排気送風機ユニット18と、全熱交換器4を有する熱交換器ユニット19と、給気送風機3を有する給気送風機ユニット17と、給気空気を加熱する温調コイル5を有する温調コイルユニット25と、加熱された給気空気を加湿させる加湿器6を有する加湿ユニット21とを備える。排気送風機ユニット18、熱交換器ユニット19、給気送風機ユニット17、温調コイルユニット25及び加湿ユニット21の各々の間には、パッキン11が設置される。
排気送風機ユニット18は、室外空気を吸い込む給気吸込口9と、室外へ排気する排気吹出口7とを有する。加湿ユニット21は、給気空気を室内に給気する給気吹出口8と、室内空気を吸い込む排気吸込口10とを有する。
全熱交換器4は、給気吸込口9から吸い込まれた室外空気と排気吸込口10から吸い込まれた室内空気との間で全熱交換を行う。給気送風機ユニット17は、排気風路に配設され、排気空気を全熱交換器4又は全熱交換器4を迂回するバイパス風路31へ流すダンパ13を有する。
排気送風機ユニット18、熱交換器ユニット19、給気送風機ユニット17、温調コイルユニット25及び加湿ユニット21の各々の外形形状は、直方体状である。換気装置1の背中合わせに位置する二つの側面である第1の側面1a及び第2の側面1bには、連結部品14が設置されている。連結部品14は、排気送風機ユニット18、熱交換器ユニット19、給気送風機ユニット17、温調コイルユニット25及び加湿ユニット21の各々に、固定用ねじ23で固定されている。排気送風機ユニット18、熱交換器ユニット19、給気送風機ユニット17、温調コイルユニット25及び加湿ユニット21の各々は、連結部品14によって連結されている。
実施の形態4に係る換気装置1は、要求される仕様に合わせた機能部品を有するユニットを組み合わせて製造できる。また、換気装置1の保守作業時に、メンテナンスが必要な機能部品を有するユニットのみを分離してメンテナンスを行うことができる。実施の形態4に係る換気装置1は、仕様によらず必要となる機能部品を有するユニットを共通化してコストの低減を図れるとともに、カスタマイズ性及びメンテナンス性に優れる。
以上の実施の形態に示した構成は、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、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。
1 換気装置、1a 第1の側面、1b 第2の側面、1c 天面、2 排気送風機、3 給気送風機、4 全熱交換器、5 温調コイル、6 加湿器、7 排気吹出口、8 給気吹出口、9 給気吸込口、10 排気吸込口、11 パッキン、13 ダンパ、14 連結部品、14a 第1の辺、14b 第2の辺、14c 第3の辺、14d 第4の辺、14g ガイド部、14k 先端、14m 開口縁、14p 凸部、14s スリット、15 換気ユニット、16,21 加湿ユニット、17 給気送風機ユニット、18 排気送風機ユニット、19 熱交換器ユニット、22 固定用ねじ穴、23 固定用ねじ、24 案内部材、25 温調コイルユニット、31 バイパス風路、141,142 固定用穴。

Claims (4)

  1. 換気機能を有する換気ユニットと、付加機能を有する少なくとも一つの付加機能ユニットとを含む複数のユニットを、パッキンを挟んで水平方向に連結した換気装置であって、
    連結される前記ユニット同士が並ぶ方向である第1の方向において互いに対向する第1の辺及び第2の辺と、前記第1の方向と直交する第2の方向において互いに対向する第3の辺及び第4の辺とを有する矩形面を備えた平板状であり、前記ユニット同士を連結する連結部品を備え、
    前記連結部品は、前記第1の辺から前記第2の辺へ向かう方向成分及び前記第4の辺から前記第3の辺へ向かう方向成分を含んで前記第1の辺から形成されたスリットと、前記スリットの先端よりも前記第2の辺側に形成された第1の固定用穴と、前記スリットの先端よりも前記第1の辺側に形成された第2の固定用穴とが形成されており、互いに連結される二つの前記ユニットの一方に前記第1の固定用穴を通した固定用ねじで固定され、互いに連結される二つの前記ユニットの他方に前記第2の固定用穴を通した固定用ねじで固定されており、
    前記スリットは、前記第1の辺の上での開口縁と前記第3の辺との距離と、前記先端と前記第3の辺との距離とが同じであることを特徴とする換気装置。
  2. 前記ユニットは、直方体状であり、
    前記連結部品は、前記ユニット同士の連結面に接する四つの面のうち、水平方向で背中合わせに位置する二つの側面を含む2以上の面に設置されていることを特徴とする請求項1に記載の換気装置。
  3. 前記連結部品は、前記第1の辺側の一部分が板厚方向に曲げられており、前記第1の辺が前記ユニットから離れた状態で設置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の換気装置。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載の換気装置の製造方法であって、互いに連結される二つの前記ユニットの一方に、前記第2の固定用穴を通した固定用ねじで、前記第1の辺を連結方向に向けて、前記連結部品を固定する工程と、
    互いに連結される二つの前記ユニットの他方に、案内部材を設置する工程と、
    前記案内部材を前記スリット内で摺動させながら、互いに連結される二つの前記ユニット同士を当接させる工程と、
    互いに連結される二つの前記ユニットの他方に、前記第1の固定用穴を通した固定用ねじで前記連結部品を固定する工程とを有することを特徴とする換気装置の製造方法。
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