JPH0231298B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱交換形換気装置に係り、特に、そ
の小形化、薄形化を図りうるとともに、熱交換器
の温度および湿度交換性能を同時に向上させるこ
とのできる熱交換形換気装置に関するものであ
る。

この種の装置の従来例について説明すると、ま
ず、その熱交換器は、第１図の斜視図に示すよう
なものである。

すなわち、給気流である一次気流イと排気流で
ある二次気流ロとは、熱交換器１内で直交するよ
うに流れ、一次気流イは一次気流通路２を通り、
二次気流ロは二次気流通路３を通り、その波形の
形成方向に交互に90度違えて重ねられた鋸歯状断
面を有する仕切体４を介して、それぞれの保有す
る温度と湿度とを交換するというものである。

しかし、このような熱交換器においては、仕切
体４に和紙やプラスチツクを用い、伝熱特性にす
ぐれる金属および非鉄金属に係るものは、通湿性
がないということから使用することができず、そ
の性能向上に限界があるという欠点を有してい
た。

また、上記のような熱交換器１を用いるように
した従来の熱交換形換気装置を例示すると、ま
ず、第２図に示すようなものである。

すなわち、第２図は、従来の熱交換形換気装置
を説明するための略示断面図である。

給気流５は、室外給気口６から給気フアン７、
熱交換器１を通り、室内給気口８へと流れるもの
であり、また排気流９は、室内排気口１０から排
気フアン１１、熱交換器１を通り室外排気口１２
へと流れるものであり、このため、上述構成の熱
交換器１は、図示のように斜設されるものであ
る。

したがつて、枠体１３内部に、送風ユニツト１
４と熱交換器１とを並設することにより、各デツ
ドスペース１５ができるので、装置全体を小形化
することへの障害となつていた。

また、給気流５と排気流９とは、熱交換器１の
上記形状と配置とにより、それぞれ熱交換器１の
前後で、折曲部１６が２ケ所形成され、これが大
きな圧力損失を生じるという欠点を有するもので
あつた。

次に、第３図は、同様に上記熱交換器１を用い
るようにした、他の従来の熱交換形換気装置を説
明するための略示断面図である。

給気流５は、室外給気口６から給気フアン７、
熱交換器１を通り、室内給気口８へと流れ、また
排気流９は、室内排気口１０から排気フアン１
１、熱交換器１を通り、室外排気口１２へと流れ
るものであり、このため、第２図と同様に熱交換
器１は斜設されるものである。

したがつて、さきと同様に、枠体１３の内部に
送風ユニツト１４と熱交換器１とを並設すること
で各デツドスペース１５ができ、小形の装置に向
かず、また、さきに述べた屈曲部が同様にでき
て、大きな圧力損失を生ずるものである。

本発明の目的は、機器の小形化、薄形化を図り
得るとともに、熱交換器の温度および湿度交換性
能を同時に向上させることのできる熱交換形換気
装置を提供することにある。

しかして、本発明は、ケース［１９，１９Ａ：
なお、符号は図面参照。以下同じ］内に、給気流
である一次気流２６，２６Ａと排気流である二次
気流２７，２７Ａとを形成して給、排気をするよ
うにした送風機２５，２５Ａと、前記一次気流２
６，２６Ａと二次気流２７，２７Ａとの交差部分
へ設けるようにした熱交換器３１，３１Ａとを備
え、ケース１９，１９Ａ内、外への給、排気を行
う熱交換形換気装置において、ジグザグ状左右交
互に設けられた、一次気流２６，２６Ａ、二次気
流２７，２７Ａの流入部のそれぞれから流入され
る、送風機２５，２５Ａのそれぞれの吐出部から
の一次気流２６，２６Ａと二次気流２７，２７Ａ
とが、相互に仕切られた、一次気流２６，２６
Ａ、二次気流２７，２７Ａの流出部のそれぞれに
より交差せしめられて流出するように形成された
熱交換器３１，３１Ａを、その一次気流２６，２
６Ａ、二次気流２７，２７Ａの流入部が上記送風
機２５，２５Ａの吐出部へ、直接、面するように
配設するとともに、前記一次気流２６，２６Ａと
二次気流２７，２７Ａとを仕切る熱交換器３１，
３１Ａの流体通路を、アルミ系の伝熱性を有する
波形状仕切体（仕切板）３２，４５によつて構成
し、かつ前記一次気流２６，２６Ａと二次気流２
７，２７Ａとの流体通過部を、不織布系の通湿性
を有する間隔板３３，４８によつてジグザグ状左
右交互に仕分けて、前記熱交換器３１，３１Ａを
２種類の材料で構成したことを特徴とするもので
ある。

次に、本発明に係る各実施例を、各図に基づい
て説明する。

まず、第４図は、本発明の一実施例に係る熱交
換形換気装置の斜視図、第５図は、その壁面取付
け略示断面図、第６図は、熱交換器の拡大斜視
図、第７図は、熱交換器の送風機との位置関係を
説明するための拡大斜視図である。

まず、本実施例に係るものは、前面に室内給気
口１７、室内排気口１８が形成され、後述する送
風部品などを内蔵したケース１９と、それぞれダ
クト２３を介して室外と連通するようにした室外
給気口２１と室外排気口２２とが設けられた背面
取付板２０とにより構成されるものである。

そして、その取付けは、まず、背面取付板２０
を壁面２４に取付け、次にダクト２３を接続する
もので、ケース１９は背面取付板２０に着脱自在
に係合されるものである。

前記のケース１９の内部は、背面取付板２０に
並設される、送風ユニツト側と熱交換器側とに二
分割され、送風ユニツトにおける送風機２５の運
転により、給気流２６と排気流２７とが形成され
るものである。

そして、送風機２５側には、給気用フアン２８
および排気用フアン２９ならびに、これらの一対
のフアンを同時に駆動回路させる送風機電動機３
０などが内蔵されるもので、これらは送風ユニツ
トを形成するものである。

また、熱交換器側には、一次気流に係る給気流
２６と二次気流に係る排気流２７との間で熱交換
する固定式の、後述する熱交換器３１が内蔵され
ているものである。

上記の構成を概括的に述べると、第５図に示す
ごとく、給気流２６は、室外給気口２１から給気
フアン２８、熱交換器３１を通り室内給気口１７
へと流れるものであり、一方、排気流２７は、室
内排気口１８から排気フアン２９、熱交換器３１
を通り室外排気口２２へと流れるものである。

次に、第６図により、上記の熱交換器３１につ
いて詳述する。

３２は、コ字状または弧状折曲部を有し波形状
に連続して屈曲形成され、一つ置きに左右へ開口
するようにして、さきに述べた給気流および排気
流の流出部に係る両通気路を交互に形成した伝熱
性を有する波形状仕切体であり、３３は、上記通
気路の入口を部分的に閉塞する前面部を有し側部
が開口した、コ字状またはＬ字状の、通湿性を有
する間隔板であり、３４は、上記波形状仕切体３
２にたいする端面仕切体である。そして、本発明
において、上記の波形状仕切体３２は、アルミに
より作られ、また間隔板３３は、不織布で作られ
るものである。

すなわち、その一端面を端面仕切体３４で塞い
だ波形状仕切体３２の反対側の端面における両通
気路の側部開口側へコ字状の間隔板３３を嵌入し
て、それらの通気路を部分的に閉塞せしめて熱交
換器３１を構成するものである。

そして、前記により、波形状仕切体３２の通気
路において、間隔板３３が嵌入されずに、ジグザ
グ状に左右交互に形成された不閉塞部分の片側
を、その反対側の一次気流の流出部に係る給気流
出口３６へ通ずる、一次気流の流入部に係る給気
流入口３５とし、他の片側を、その反対側の二次
気流の流出部に係る排気流出口３８へ通ずる、二
次気流の流入部に係る排気流入口３７とするとと
もに、その給気流出口３６と排気流出口３８とを
相互に仕切るようにしたものである。

つまり、第６図に示すように、ジグザグ状左右
交互に設けられた、一次気流に係る給気流２６、
二次気流に係る排気流２７の流入部に係る給気流
入口３５、排気流入口３７のそれぞれから流入さ
れる、その給気流２６、排気流２７が、相互に仕
切られた、給気流２６の給気流出口３６と排気流
２７の排気流出口３８とのそれぞれにより交差せ
しめられて流出するようにしたものである。

これにより、熱交換器３１において、給気流２
６は給気流入口３５から入り給気流出口３６へ流
れ、排気流２７は排気流入口３７から入り排気流
出口３８へと交差して流れ、給気流２６と排気流
２７とは、伝熱性を有する波形状仕切体３２の屈
曲部各層を交互に通り、給気流２６と排気流２７
との間で熱交換が行われるものである。

これをさらに詳述すると、伝熱性を有する波形
状仕切体３２は、給気流２６の通気路と排気流２
７の通気路とが、それぞれ交互に逆方向になるよ
うに形成されているので、これらの気流は交差せ
しめられて流出し、給気流２６の温度と排気流２
７の温度とが、伝熱性を有する波形状仕切体３２
を介して交換される。

また、前記熱交換作用に際し、第６図の熱交換
器３１に注目すると、一次気流の流入部である給
気流入口３５の上下は、間隔板３３の端面（第６
図に符号Ｘで示す）によつて閉塞されている。し
たがつて、熱交換器３１の給気流入口３５に向か
う給気流２６の一部は、前記間隔板３３の端面Ｘ
部分に当接する。そして、このとき、熱交換器３
１の排気流入口３７から入つて排気流出口３８へ
と流れる排気流２７は、前記間隔板３３の端面Ｘ
部分において、その内側を流れるため、この間隔
板３３、すなわち通湿性を有する間隔板３３の端
面Ｘ部内外で湿度交換が行われる。他方、前記熱
交換作用に際し、これまた第６図の熱交換器３１
に注目すると、二次気流の流入部である排気流入
口３７の上下は、間隔板３３の端面（第６図に符
号Ｙで示す）によつて閉塞されている。したがつ
て、熱交換器３１の排気流入口３７に向かう排気
流２７の一部は、前記間隔板３３の端面Ｙ部分に
当接する。そして、このとき、熱交換器３１の給
気流入口３５から入つて給気流出口３６へと流れ
る給気流２６は、前記間隔板３３の端面Ｙ部分に
おいて、その内側を流れるため、この間隔板３
３、すなわち通湿性を有する間隔板３３の端面Ｙ
部内外で湿度交換が行われる。

なお、ケース１９の壁体を端面仕切体として用
いるようにすれば、特に上記した端面仕切体３４
を必要としないものである。

しかして、この熱交換器３１における上記給気
流入口３５、排気流入口３７から入る給気流２
６、排気流２７は、さきに述べた送風ユニツトに
おける吐出部から吐出されるものであり、これの
流入と、熱交換器３１と送風ユニツトにおける送
風機２５の配置に係る本実施例の構成について、
第７図により、次に述べる。

第７図は、既述のように、熱交換器３１と送風
機２５との位置関係を説明するための斜視図であ
る。

図示のように、送風ユニツトの吐出部に係る、
送風機２５の給気側吐出口３９は、熱交換器３１
の給気流入口３５に直接、面するように配設さ
れ、同様の送風機２５の排気側吐出口４０は、熱
交換器３１の排気流入口３７に、直接、面するよ
うに配設されるようにしたものであつて、給、排
気流入口３５，３７が送風機２５の軸方向へ平行
になるように配置されたものである。

したがつて、図示のごとく、給気流２６は、送
風機２５の給気口４１から給気側吐出口３９に吐
出され、熱交換器３１の給気流入口３５を通り給
気流出口３６へと流れるものであり、また排気流
２７は、送風機２５の排気口４２から排気側吐出
口４０に吐出され、熱交換器３１の排気流入口３
７を通り排気流出口３８へと流れるものである。

以上に述べたように、本実施例によれば、ま
ず、送風機の給気流吐出口と排気流吐出口とが、
熱交換器の端面流入、両側面流出構成により、熱
交換器の給気流入口と排気流入口とに、直接、面
するようになつているので、従来例のような給気
路と排気路のデツドスペースが僅少で、また気流
の折曲部が熱交換器内の１ケ所のみであるため、
線路内の圧力損失が少ないものである。

また、送風機の給気流および排気流吐出口と、
熱交換器の給気流および排気流入口とが、相い接
するように合致されているので、第２図および第
３図の従来例で説明したごときデツドスペースが
なくなり、装置全体の小形化、薄形化を可能とす
るものであり、また後述するように、伝熱性にす
ぐれたアルミを波形状仕切体とし、通湿性にすぐ
れた不織布を間隔板とすることにより、熱交換器
の温度および湿度交換性能を同時に向上させるこ
とができる。

次に、第８図は、本発明の他の実施例に係るも
のの略示断面図であり、第９図は、その熱交換器
の拡大斜視図、第１０図は、第９図に係るものの
分解説明斜視図である。

まず、第８図において、２６Ａは給気流の一次
気流、２７Ａは、排気流の二次気流を示すもので
あり、また、１７Ａは室内給気口、１８Ａは室内
排気口、１９Ａは枠体、２１Ａは室外給気口、２
２Ａは室外排気口、２５Ａは送風機、２８Ａは給
気フアン、２９Ａは排気フアン、３０Ａは送風機
電動機で、３１Ａは熱交換器であり、上記の送風
機２５Ａ、給気フアン２８Ａ、排気フアン２９
Ａ、送風機電動機３０Ａなどは、送風ユニツトを
構成するものである。

すなわち、実線で示す、一次気流２６Ａは、室
外給気口２１Ａから給気フアン２８Ａ、熱交換器
３１Ａを通り室内給気口１７Ａへと流れ、二次気
流２７Ａは、室内排気口１８Ａから排気フアン２
９Ａ、熱交換器３１Ａを通り室外排気口２２Ａへ
と流れるように構成されているものである。

そして、送風ユニツトにおける吐出部が、後述
する熱交換器３１Ａの一次、二次気流の流入部に
係る一次気流通気口４６，４７（第９図）へ、直
接、面するように、熱交換器３１Ａを送風機２５
Ａの軸方向へ平行に配設せしめたものである。

次に、第９，１０図により、上記の熱交換器３
１Ａについて詳述する。

４５は、第１０図に示すように、さきの波形状
仕切体３２と同材料で、同様に、連続して屈曲形
成され一つ置きに左右へ開口するようにして、一
次気流２６Ａおよび二次気流２７Ａの流出部に係
る通気路４３，４４を交互に形成した伝熱性を有
する波形状仕切板、また４８は、一次気流２６Ａ
の流入部に係る通気口４６および二次気流２７Ａ
の流入部に係る通気口４７をジグザグ状に左右交
互に設けた通湿性を有する間隔板であり、その材
料は、さきの間隔板３３と同様である。

そして、これら波形状仕切板４５と間隔板４８
とを、第９図に示すように複数層に重ね合わせ
て、通気路４３，４４を仕切るようにし、熱交換
器３１Ａを構成せしめたものである。

上記により、伝熱性を有する波形状仕切板４５
は、一次気流２６Ａの通気路４３と二次気流２７
Ａの通気路４４とが、それぞれ交互に逆方向にな
るように形成されているので、これらの気流は交
差せしめられて流出し、一次気流２６Ａの温度と
二次気流２７Ａの温度が、伝熱性を有する波形状
仕切板４５を介して交換されるようになつている
ものである。

また、通湿性を有する間隔板４８は、一次気流
２６Ａの通気口４６および二次気流２７Ａの通気
口４７をそれぞれ複数個有し、一次気流２６Ａの
湿度と二次気流２７Ａの湿度が通湿性を有する間
隔板４８を介して交換されるようになつているも
のである。

そして、この熱交換器３１Ａは、第８図に示す
装置に組込まれた際に、さきの実施例のような端
面仕切体を有しなくとも、ケース１９Ａの壁体に
より仕切られるので差支えはないものであるが、
もちろん上記の端面仕切体を設けることを妨げる
ものではない。

ここで、以上に述べた本実施例に係る装置にお
いて、上記の熱交換器３１Ａに、一次気流２６Ａ
として冷たい乾いた空気、たとえば冬期の戸外か
らの吸込空気を通し、二次気流２７Ａとして暖か
い湿つた空気、たとえば暖房加湿した室の排出空
気を通した場合について説明すると、二次気流２
７Ａの熱が波形状仕切板４５を透過し、また、二
次気流２７Ａの湿気が間隔板４８を透過して一次
気流２６Ａ側に、同時かつ連続的に移動するの
で、二次気流２７Ａと一次気流２６Ａとの間の温
度交換と湿度交換の、いわゆる全熱交換がなさ
れ、一次気流２６Ａの温度および湿度は、二次気
流２７Ａの排気側温度および湿度に近づけられる
ものである。

以上に述べたところにより、本実施例に係るも
のにおいては、さきの実施例と同等の効果を所期
できるほか、熱交換器の構成において、温度交換
する仕切板と湿度交換する間隔板とを単純に複数
層に重ね合わせることにより、自動組立による生
産性のよい熱交換器を提供することができ、また
仕切板に発生する結露を、不織布系の間隔板で、
吸着、発散させることができるものである。

また、交互に重ね合わせることを多重にするこ
とにより、温度湿度交換機能を同時に大幅に向上
させることができるものである。

さらに、さきの実施例と同様に、一次、二次気
流の間で、これらの気流の間を完全に仕切つた状
態で、温、湿度を、同時、かつ連続的に交換する
ことができるものである。

前後したが、各実施例の波形状仕切体、同仕切
板および間隔板の材料についての実験結果を、次
に述べることとする。

すなわち、温度交換効率と湿度交換効率につい
てみると、温度交換効率は、波形状仕切体３２、
同仕切板４５の伝熱特性によつて決まり、湿度交
換効率は、間隔板３３，４８の通湿性によつて決
まるものである。

第１１図は、仕切板の材質と温度交換効率との
関係特性図であるが、横軸は空気流量Ｇ、縦軸は
温度交換効率Ｈに係り、破線Ｓは、パルプ系の仕
切板、実線Ａは、アルミ系の仕切板に係るもの
で、アルミ系の仕切板の方がパルプ系の仕切板よ
りも、温度交換効率が高い結果となつたものであ
る。

また、第１２図は、間隔板の材質と湿度交換効
率との関係特性図であるが、横軸は空気流量Ｇ、
縦軸は湿度交換効率Ｕに係り、破線Ｐは、プラス
チツク系間隔板、実線は、不織布系間隔板に係る
もので、不織布系間隔板の方がプラスチツク系間
隔板よりも湿度交換効率の高い結果となつたもの
である。

以上に述べたところをも総合して、本発明によ
るときは、機器の小型化、薄形化を図り得るとと
もに、熱交換器の温度および湿度交換機能を同時
に向上させることのできる熱交換形換気装置の提
供を可能とするもので、すぐれた実用的効果を奏
する発明ということができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の熱交換器の斜視図、第２，３
図は、従来の熱交換形換気装置を説明するための
略示断面図、第４図は、本発明の一実施例に係る
熱交換形換気装置の斜視図、第５図は、その壁面
取付け略示断面図、第６図は、熱交換器の拡大斜
視図、第７図は、熱交換器の送風機との位置関係
を説明するための拡大斜視図、第８図は、本発明
の他の実施例に係るものの略示断面図、第９図
は、その熱交換器の拡大斜視図、第１０図は、第
９図に係るものの分解説明斜視図、第１１図は、
仕切板の材質と温度交換効率との関係特性図、第
１２図は、間隔板と湿度交換効率との関係特性図
である。 １９……ケース、１９Ａ……ケース、２０……
背面取付板、２５，２５Ａ……送風機、２６，２
６Ａ……給気流（一次気流）、２７，２７Ａ……
排気流（二次気流）、２８，２８Ａ……給気フア
ン、２９，２９Ａ……排気フアン、３０，３０Ａ
……送風機電動機、３１，３１Ａ……熱交換器、
３２……波形状仕切体、３３，４８……間隔板、
３５……給気流入口、３６……給気流出口、３７
……排気流入口、３８……排気流出口、３９……
給気側吐出口、４０……排気側吐出口、４３，４
４……通気路、４５……波形状仕切板、４６，４
７……通気口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ケース１９，１９Ａ内に、給気流である一次
   気流２６，２６Ａと排気流である二次気流２７，
   ２７Ａとを形成して給、排気をするようにした送
   風機２５，２５Ａと、前記一次気流２６，２６Ａ
   と二次気流２７，２７Ａとの交差部分へ設けるよ
   うにした熱交換器３１，３１Ａとを備え、ケース
   １９，１９Ａ内、外への給、排気を行う熱交換形
   換気装置において、ジグザグ状左右交互に設けら
   れた、一次気流２６，２６Ａ、二次気流２７，２
   ７Ａの流入部のそれぞれから流入される、送風機
   ２５，２５Ａのそれぞれの吐出部からの一次気流
   ２６，２６Ａと二次気流２７，２７Ａとが、相互
   に仕切られた、一次気流２６，２６Ａ、二次気流
   ２７，２７Ａの流出部のそれぞれにより交差せし
   められて流出するように形成された熱交換器３
   １，３１Ａを、その一次気流２６，２６Ａ、二次
   気流２７，２７Ａの流入部が上記送風機２５，２
   ５Ａの吐出部へ、直接、面するように配設すると
   ともに、前記一次気流２６，２６Ａと二次気流２
   ７，２７Ａとを仕切る熱交換器３１，３１Ａの流
   体通路を、アルミ系の伝熱性を有する波形状仕切
   体（仕切板）３２，４５によつて構成し、かつ前
   記一次気流２６，２６Ａと二次気流２７，２７Ａ
   との流体通過部を、不織布系の通湿性を有する間
   隔板３３，４８によつてジグザグ状左右交互に仕
   分けて、前記熱交換器３１，３１Ａを２種類の材
   料で構成したことを特徴とする熱交換形換気装
   置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の発明において、
   熱交換器３１は、コ字状に連続して屈曲形成さ
   れ、一つ置きに左右へ開口するようにして、一次
   気流２６および二次気流２７の流出部である両通
   気路を交互に形成したアルミ系の伝熱性を有する
   波形状仕切体３２の、上記両通気路の側部開口側
   へ、その通気路入口を部分的に閉塞し側部開放の
   不織布系の通湿性を有する間隔板３３を嵌入し
   て、一次気流２６、二次気流２７の流入部をジグ
   ザグ状左右交互に仕分けた熱交換形換気装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の発明において、
   熱交換器３１Ａは、コ字状に連続して屈曲形成さ
   れ、一つ置きに左右へ開口するようにして、一次
   気流２６Ａおよび二次気流２７Ａの流出部である
   両通気路を交互に形成したアルミ系の伝熱性を有
   する波形状仕切板４５と、一次気流２６Ａの流入
   部である通気口および二次気流２７Ａの流入部で
   ある通気口をジグザグ状左右交互に仕分ける不織
   布系の通湿性を有する間隔板４８とを、複数層に
   重ね合わせた熱交換形換気装置。