JPH10227505A - 熱交換ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 熱交換ユニットにおいて、性能低下がなくコ
ンパクト化を実現し、良好なメンテナンス性を得る。 【解決手段】 複数枚の板状素子４３，・・を所定間隔
で積層し、板状素子４３・・間に通風方向が略直交する
第１流路７１と第２流路７２とを設けてなる熱交換器４
を、円弧状又は屈曲状の外観形態に形成し、かつこれを
ケーシング１の底板３に対向させた状態で配置すると共
に、熱交換器４の上側に給気用ファン５と排気用ファン
６とを、共にその回転軸心をケーシング１の底板３に略
直交させる。この構成により、ケーシングの平面スペー
スをより有効に利用して、板状素子４３，・・の積層枚
数を増やすことができ、素子４３の形状の小型化、ひい
てはケーシング１の平面形状の狭小化と薄形化を可能と
し、ケーシング１の高さ寸法を大きくせずにファン５，
６の羽根車の外径寸法を大とでき、熱交換器内の風速分
布の改善、圧損及び運転騒音の低減が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、全熱交換器を用
いて給気と排気との間で熱交換を行わせるようにした熱
交換ユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、空気調和された室内の換気を行う
方法として、室内に供給される給気（外気）と室内から
排出される空調空気、即ち、排気との間において相互に
熱交換を行うことで空気調和機の運転負荷の低減を図る
ことが試みられており、そのための熱交換ユニットとし
て種々のものが提案されており、その一つとして、例え
ば特開昭６３−２０７９４３号公報に開示されるものが
ある。

【０００３】この従来の熱交換ユニットは、矩形箱状形
態をもつケーシング内に、比較的に大きい正方形状の板
状素子を直線方向に積層し該各板状素子間に直交する二
方向に延びる流路を形成した直方体状の熱交換器を配置
するとともに、該熱交換器の前後両位置に給気用ファン
と排気用ファンとを、それらの回転軸がほぼ水平で且つ
上記熱交換器の配置方向に直交する方向に向けてそれぞ
れ配置し、上記給気用ファンにより上記ケーシングの一
側に設けた給気吸込口から取り入れた給気を上記熱交換
器の一方の流路を通して上記ケーシングの他側に設けた
給気吹出口から吹き出すと同時に、上記排気用ファンに
より上記ケーシングの他側に設けた排気吸込口から取り
入れた排気を上記熱交換器の他方の流路を通して上記ケ
ーシングの一側に設けた排気吹出口から吹き出すこと
で、上記熱交換器において上記給気と排気との間で熱交
換を行わせるようになっている。また、上記熱交換器等
のメンテナンスに際しては、該熱交換器を横方向（軸方
向）にスライドさせてこれを上記ケーシングから取り出
すようになっている。

【０００４】ところで、かかる換気用の熱交換ユニット
は、室内の美観性を考慮して、天井裏に主として吊り下
げ状態で設置されるのが一般的である。従って、かかる
熱交換ユニットにおいては、室内空間の拡大要求に伴う
天井裏スペース（特に、高さ方向）の狭小傾向から、該
熱交換ユニットそのもののコンパクト化、特に上下方向
のコンパクト化が要請されるとともに、該熱交換ユニッ
トに接続されるダクトの細径化に伴う圧力損失の増大に
も対処する必要があり、さらに室内の静粛性の確保とい
う観点から運転騒音、特にファンの送風騒音の低減が望
まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上掲公知例
の如き従来の熱交換ユニットにおいては、熱交換器が直
方体状の形態をもち、且つこの熱交換器に対して上記給
気用ファンと排気用ファンとがその回転軸を水平方向か
ら該熱交換器に直交する方向に向けて配置されているこ
とから、元々、該熱交換器における風速分布が悪く、機
内通風に伴う圧力損失が比較的大きい構造となってい
る。このような構造の熱交換ユニットにおいて、その形
態の高さ方向のコンパクト化（即ち、薄型化）を、熱交
換能力を維持しつつ図ろうとすれば、例えば上記熱交換
器の板状素子の形状を小さくするとともにその積層枚数
を増加させる必要があり、この結果、該熱交換を収容す
る上記ケーシングの平面寸法（特に、上記板状素子の積
層方向における平面寸法）が大きくなり、高さ方向のコ
ンパクト化による利点が損なわれ、トータル的にみて、
好ましくないものとなる。

【０００６】また、上記給気用ファンと排気用ファンと
が共にその回転軸を水平方向に向けて配置されているこ
とから、上記ケーシングの高さ寸法を小さくすると、そ
れに伴って該各ファンにおける羽根車の外径寸法も小さ
くしなければならない。ところが、このようなファンの
羽根車の小径化は、上記熱交換器における風速分布をさ
らに悪化させ、機内通風に伴う圧力損失をさらに増大さ
せることになるため、例えばダクトの細径化に伴う圧力
損失の増大に対処することができないことになる。

【０００７】さらに、熱交換ユニットにおいては、熱交
換器の大きさによって必要風量がほぼ決まっているが、
この場合、熱交換ユニットの高さ方向のコンパクト化に
伴ってファンの羽根車の外径寸法が小さくなると、必要
風量を稼ぐために羽根車の回転数を挙げて風速を高める
ことが必要であり、この結果、羽根車の回転数の上昇に
伴ってその運転騒音（送風騒音）が増大し、熱交換ユニ
ットの静粛運転の要請に逆行する結果となる。

【０００８】一方、熱交換ユニットの熱交換器等のメン
テナンスに際しては、該熱交換器をケーシングから水平
方向に引き出す必要があることから、例えば天井裏に吊
り下げ配置されるものにあっては、作業者が天井裏に入
ってメンテナンス作業を行う必要があり、メンテナンス
作業における作業性が悪いという問題もあった。

【０００９】そこで本願発明は、上述の如き従来の熱交
換ユニットにおける問題点に鑑み、性能低下を招くこと
なくコンパクト化を実現するとともに、良好なメンテナ
ンス性を備えた熱交換ユニットを提供することを目的と
してなされたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。

【００１１】本願の第１の発明では、図１及び図２に例
示するように、矩形箱状形態を有し且つその対向する一
対の側面１ａ，１ｂのうち、一方の側面１ａに給気吹出
口８と排気吸込口９とを、他方の側面１ｂには給気吸込
口７と排気吹出口１０とを、それぞれ設けるとともにそ
の底面１ｃに位置する底板３を下方に向けた状態で配置
されるケーシング１内に、複数枚の板状素子４３，４
３，・・を所定間隔で積層して該各板状素子４３，４３
・・間に通風方向が略直交する第１流路７１と第２流路
７２とを設けた円弧状又は屈曲状の外観形態をもつ熱交
換器４を上記底板３に対向させた状態で配置する一方、
上記ケーシング１内における上記熱交換器４の上側に、
給気用ファン５と排気用ファン６とを、共にその回転軸
心を上記ケーシング１の底板３に略直交させた状態で配
置し、上記給気用ファン５により上記給気吸込口７から
取り入れた給気を上記熱交換器４の上記第１流路７１又
は第２流路７２を通して上記給気吹出口８から吹き出す
とともに、上記排気用ファン６により上記排気吸込口９
から取り入れた排気を上記熱交換器４の上記第２流路７
２又は第１流路７１を通して上記排気吹出口１０から吹
き出すことで上記熱交換器４において上記給気と排気と
の間で熱交換を行わせるようにしたことを特徴としてい
る。

【００１２】本願の第２の発明では、図１及び図２に例
示するように、上記第１の発明にかかる熱交換ユニット
において、上記熱交換器４の外周側に上記第１流路７１
と第２流路７２のうちのいずれか一方側の流路７１の入
口端を開口させるとともに、その内周側には上記いずれ
か他方側の流路７２の入口端を開口させ、さらに上記一
方側の流路７１の入口端はこれを上記熱交換器４の外周
側に形成される空間部４８を介して上記給気吸込口７又
は排気吸込口９に連通させるとともに、上記他方側の流
路７２の入口端はこれを上記熱交換器４の軸方向の両端
にそれぞれ位置する一方の端面板４１と他方の端面板４
２との間に形成される空間部５０を介して上記排気吸込
口９又は給気吸込口７に連通させたことを特徴としてい
る。

【００１３】本願の第３の発明では、図７に例示するよ
うに、上記第１又は第２の発明にかかる熱交換ユニット
において、上記給気用ファン５と排気用ファン６とを単
一のモータ５５により回転駆動するように構成したこと
を特徴としている。

【００１４】本願の第４の発明では、図７に例示するよ
うに、上記第３の発明にかかる熱交換ユニットにおい
て、上記排気吸込通路１３又は排気吹出通路１４にその
通路面積を絞る絞り機構５７を設けたことを特徴として
いる。

【００１５】本願の第５の発明では、図８に例示するよ
うに、上記第１、第２、第３又は第４の発明にかかる熱
交換ユニットにおいて、上下方向に配置された上記給気
用ファン５と排気用ファン６のうち、少なくとも下側に
位置するファン５を、上下方向において上記熱交換器４
と重合させたことを特徴としている。

【００１６】本願の第６の発明では、図１〜図４に例示
するように、上記第１、第２、第３、第４又は第５の発
明にかかる熱交換ユニットにおいて、上記ケーシング１
の一方の側面１ａに開口する上記給気吹出口８と排気吸
込口９、及び他方の側面１ｂに開口する上記給気吸込口
７と排気吹出口１０とを、共に略同一高さ位置に設定す
るとともに、上記給気吸込口７と給気吹出口８、及び上
記排気吸込口９と排気吹出口１０とをそれぞれ略同軸上
に位置せしめたことを特徴としている。

【００１７】本願の第７の発明では、図２に例示するよ
うに、上記第１、第２、第３、第４、第５又は第６の発
明にかかる熱交換ユニットにおいて、上記ケーシング１
における上記底板３を着脱自在としたこと特徴としてい
る。

【００１８】

【発明の効果】本願発明ではかかる構成とすることによ
り次のような効果が得られる。

【００１９】 本願の第１の発明にかかる熱交換ユニ
ットによれば、複数枚の板状素子４３，４３，・・を所
定間隔で積層して該各板状素子４３，４３・・間に通風
方向が略直交する第１流路７１と第２流路７２とを設け
てなる熱交換器４を、円弧状又は屈曲状の外観形態に形
成し、且つこれをケーシング１の底板３に対向させた状
態で配置しているので、例えば該熱交換器４を従来のよ
うに直方体状に形成する場合に比して、該ケーシング１
の平面スペースをより有効に利用できる（換言すれば、
平面スペースにおける熱交換器４の占有比率を大きくと
ることができる）ことから、それだけ熱交換器４を構成
する上記板状素子４３，４３，・・の積層枚数を増やす
ことが可能となる。この結果、例えば上記熱交換器４全
体としての必要な伝熱面積を同じとすれば、上記板状素
子４３の積層枚数が増加する分だけ、該板状素子４３の
形状の小型化、延いては上記ケーシング１の平面形状の
狭小化と薄型化とが可能となり、熱交換ユニットのコン
パクト化が容易に実現できる。

【００２０】さらに、この熱交換ユニットは、上記熱交
換器４の上側に、給気用ファン５と排気用ファン６と
を、共にその回転軸心を上記ケーシング１の底板３に略
直交させた状態で配置しているので、上記ケーシング１
の高さ寸法を大きくすることなく該各ファン５，６の羽
根車の外径寸法の拡大が容易に図れる。この各ファンの
略軸対称状の吸込流れの形成と外径寸法の拡大によっ
て、第１に、上記熱交換器４における風速分布が改善さ
れることで機内通風の圧力損失が低減され、例えばダク
トの細径化に伴う機外の圧力損失の増大にも容易に対応
して高い熱交換性能を維持することが可能となり、第２
に、上記熱交換器４の必要風量をより低い羽根車回転数
で確保することができることから、各ファン５，６の運
転騒音の低減が図れ、延いては熱交換ユニットの静粛性
の向上が期待できる、等の効果が得られるものである。

【００２１】 本願の第２の発明にかかる熱交換ユニ
ットによれば、上記に記載の効果に加えて次のような
特有の効果が奏せられる。即ち、この発明では、上記熱
交換器４の外周側に上記第１流路７１と第２流路７２の
うちのいずれか一方側の流路７１の入口端を開口させる
とともに、その内周側には上記いずれか他方側の流路７
２の入口端を開口させ、さらに上記一方側の流路７１の
入口端はこれを上記熱交換器４の外周側に形成される空
間部４８を介して上記給気吸込口７又は排気吸込口９に
連通させるとともに、上記他方側の流路７２の入口端は
これを上記熱交換器４の軸方向の両端にそれぞれ位置す
る一方の端面板４１と他方の端面板４２との間に形成さ
れる空間部５０を介して上記排気吸込口９又は給気吸込
口７に連通させているので、上記給気用ファン５と排気
用ファン６とを上下方向に配置した配置構成に拘わら
ず、給気及び排気の吸い込みを共に上記ケーシング１の
側面から行うことができ、例えば上記熱交換器４の内周
側に開口する上記他方側の流路７２を通る給気又は排気
を上記ケーシング１の下面側から吸い込む構成とする場
合に比して、上記ケーシング１の高さ寸法を低く抑える
ことができ、延いては熱交換ユニットの高さ方向のコン
パクト化をより一層促進させることができるものであ
る。

【００２２】 本願の第３の発明にかかる熱交換ユニ
ットによれば、上記又はに記載の効果に加えて次の
ような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明では、
上記給気用ファン５と排気用ファン６とを単一のモータ
５５により回転駆動するように構成しているので、例え
ば上記各ファン５，６にそれぞれ専用のモータを設ける
場合に比して、部品点数の削減によるコストダウン、及
び構造の簡略化によるコンパクト化が図れるものであ
る。

【００２３】 本願の第４の発明にかかる熱交換ユニ
ットによれば、上記に記載の効果に加えて次のような
特有の効果が奏せられる。即ち、この発明では、上記排
気吸込通路１３又は排気吹出通路１４にその通路面積を
絞る絞り機構５７を設けているので、該絞り機構５７の
絞り作用により、上記給気用ファン５と排気用ファン６
とを単一のモータ５５により回転駆動させた構成である
にも拘わらず、給気風量と排気風量との比率を任意に変
更調整することができ、例えばトイレや厨房の臭気の室
内への逆流を防止する時とか、室内空気のフレッシュア
ップ運転時のように給気量を排気量よりも多くする必要
がある場合にも容易に対応することができることにな
る。

【００２４】 本願の第５の発明にかかる熱交換ユニ
ットによれば、上記，，又はに記載の効果に加
えて次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発
明では、上下方向に多段配置された上記給気用ファン５
と排気用ファン６のうち、少なくとも下側に位置するフ
ァン５を、上下方向において上記熱交換器４と重合させ
ているので、例えば下側に位置するファン５とその下側
に配置される上記熱交換器４とを上下方向において重合
させない場合に比して、これら両者が上下方向において
重合している分だけ上記熱交換器４と上側に位置するフ
ァン６との間の高さ寸法を低く抑えることができ、延い
ては上記ケーシング１の高さ方向における更なるコンパ
クト化が図れることになる。

【００２５】 本願の第６の発明にかかる熱交換ユニ
ットによれば、上記，，，又はに記載の効果
に加えて次のような特有の効果が奏せられる。即ち、こ
の発明では、上記ケーシング１の一方の側面１ａに開口
する上記給気吹出口８と排気吸込口９、及び他方の側面
１ｂに開口する上記給気吸込口７と排気吹出口１０と
を、共に略同一高さ位置に設定するとともに、上記給気
吸込口７と給気吹出口８、及び上記排気吸込口９と排気
吹出口１０とをそれぞれ略同軸上に位置せしめているの
で、上記給気吸込口７と給気吹出口８とに接続される給
気ダクト１５、及び上記排気吸込口９と排気吹出口１０
とに接続される排気ダクト１６の設置作業を、誤接続を
生じることなく簡単に行うことができ、特に該各ダクト
１５，１６の設置作業が天井裏での作業であることを考
えれば、その効果は極めて有用である。

【００２６】 本願の第７の発明にかかる熱交換ユニ
ットによれば、上記，，，，又はに記載の
効果に加えて次のような特有の効果が奏せられる。即
ち、この発明では、上記ケーシング１における上記底板
３を着脱自在としているので、該底板３を取り外すこと
で、室内側から直接上記熱交換器４等のメンテナンスを
行うことができ、例えば熱交換器をケーシングから水平
方向に引き出す必要のある従来の熱交換ユニットに比し
て、メンテナンス作業の簡易化が図れるものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本願発明を添付図面に示す
実施形態に基づいて具体的に説明する。第１の実施形態 図１〜図４には、本願発明の第１の実施形態にかかる熱
交換ユニットＺ₁を示している。この熱交換ユニットＺ₁
は、天井３１の上側（天井裏）に吊り下げ設置されるも
のであって、複数の吊り金具３５，３５，・・により吊
下支持されるケーシング１を備えるとともに、該ケーシ
ング１内に後述する熱交換器４と給気用ファン５と排気
用ファン６とを配置して構成される。

【００２８】「ケーシング１」上記ケーシング１は、矩
形箱状形態をもつものであって、下面が開口したケーシ
ング本体２と、該ケーシング本体２の開口部を着脱自在
に覆蓋する底板３とで構成される。尚、上記ケーシング
１の下方に設置された上記天井３１における上記底板３
に対向する位置には、着脱自在の開口蓋３３により開閉
蓋される開口３２が設けられており、該開口蓋３３を取
り外すと、上記ケーシング１の底板３が室内側に臨むよ
うになっている。

【００２９】一方、上記ケーシング１の対向する一方の
側面１ａの下半部には、図１〜図３に示すように、矩形
状の給気吹出口８と排気吸込口９とが略同一高さに位置
するようにして設けられている。また、他方の側面１ｂ
の下半部には、図１，図２及び図４に示すように、給気
吸込口７と排気吹出口１０とが略同一高さに位置するよ
うにして設けられている。この一方の側面１ａに設けら
れた上記給気吹出口８と他方の側面１ｂに設けられた上
記給気吸込口７、及び一方の側面１ａに設けられた上記
排気吸込口９と他方の側面１ｂに設けられた上記排気吹
出口１０とは、それぞれ上記ケーシング１を挟んで同軸
上に位置している。

【００３０】尚、上記給気吸込口７には後述する給気吸
込通路１１が、上記給気吹出口８には後述する給気吹出
通路１２が、上記排気吸込口９には後述する排気吸込通
路１３が、さらに上記排気吹出口１０には後述する排気
吹出通路１４がそれぞれ接続されている。また、上記給
気吸込口７と給気吹出口８の機外側には、天井裏に設置
される給気ダクト１５がそれぞれ接続され、また上記排
気吸込口９と排気吹出口１０の機外側には天井裏に設置
される排気ダクト１６がそれぞれ接続される（図１及び
図２参照）。

【００３１】「熱交換器４」上記熱交換器４は、室内に
供給される給気（外気）と室内から排出される排気との
間において熱交換を行う、所謂「全熱交換器」であっ
て、図１及び図２に示すように、正方形板材でなる複数
の板状素子４３，４３，・・を、その対角方向を上下方
向及び水平方向に略合致させた配置姿勢で、且つ所定幅
の間隔板４４により各板状素子４３，４３，・・間に所
定間隔を確保した状態で順次積層するとともに、この間
隔板４４の配置方向を各間隔毎に９０°づつ異ならせる
ことで該各間隔部分に流路方向が直交する二種類の流路
７１，７２を交互に形成して構成される。そして、この
実施形態においては、上記熱交換器４の平面形態を、従
来一般的な形態である直線状形態とはせず、これを所定
曲率をもって円弧状に延びる略「Ｃ」字状形態（換言す
れば、環状の一部を切り欠いた形態）としており、その
弧状方向の両端に設けられた一対の端面板４１，４２間
は欠落部分とされている。尚、この欠落部分には、図２
に示すように、熱交換器４の内側の断面形状に沿う如く
略直交状に屈曲形成された斜壁２１が設けられている。

【００３２】このように構成された熱交換器４は、上記
ケーシング１内の上記底板３の直上位置に且つ該底板３
に対向した状態（図２参照）で、しかも上記端面板４
１，４２間の欠落部分を上記排気吸込口９側に位置せし
めた状態（図１参照）で設置される。尚、上記熱交換器
４の設置状態において、上記熱交換器４の外周下部から
内周上部に向かう流路方向をもつ流路を第１流路７１と
し、上記熱交換器４の内周下部から外周上部に向かう流
路方向をもつ流路を第２流路７２とする。

【００３３】上記熱交換器４は、上記底板３の内面側に
設けた筒状隔壁２５によってその下側稜線部が支持さ
れ、上記ケーシング１の内面側に設けた外周隔壁２４に
よって外側稜線部が支持され、上記底板３と略平行に配
置された下側隔壁１８によって内側稜線部が支持される
とともに、その上側稜線部は後述する給気用ファン５に
おけるファンケーシング５３の外壁部分を延長させてな
る中間隔壁１９によって支持されている。

【００３４】そして、これら各隔壁によって上記熱交換
器４の周囲に四つの空間部が形成されている。即ち、上
記底板３と上記筒状隔壁２５と上記下側隔壁１８とによ
って空間部４５が形成され、上記下側隔壁１８と中間隔
壁１９によって空間部４６が形成され、上記筒状隔壁２
５の径方向外側には空間部４８が形成され、さらに上記
中間隔壁１９の上側には空間部４９が形成されている。
また、これら各空間部４５，４６，４７，４８のうち、
上記空間部４５には上記熱交換器４における第２流路７
２の入口端が開口し、上記空間部４６には上記熱交換器
４における第１流路７１の出口端が開口し、上記空間部
４８には上記第１流路７１の入口端が開口し、さらに上
記空間部４９には上記第２流路７２の出口端が開口して
いる。

【００３５】さらに、上記空間部４５は、上記斜壁２１
の空間部４５側部分に設けた空間部５０及び該空間部５
０に接続された排気吸込通路１３をそれぞれ介して上記
排気吸込口９に接続されている。また、上記空間部４８
は、給気吸込通路１１を介して上記第２流路７２に接続
されている。従って、図５に示すように、上記給気吸込
口７から導入される給気は、上記給気吸込通路１１を通
って上記空間部４８に流入し、さらに該空間部４８から
上記熱交換器４の第１流路７１を通って上記空間部４６
側に流れる。また、上記排気吸込通路１３から導入され
る排気は、上記排気吸込通路１３及び上記空間部５０を
通って上記空間部４５に流入し、さらに該空間部４５か
ら上記熱交換器４の第２流路７２を通って上記空間部４
９側に流れる。

【００３６】「給気用ファン５」上記給気用ファン５
は、シロッコファンであって、偏平大径の羽根車５１
と、該羽根車５１を回転駆動するモータ５２と、該羽根
車５１の外側を囲むスクロール部をもつとともにその前
壁５３ａには上記空間部４６に臨んで開口する吸込口５
４を設けたファンケーシング５３とで構成され、その回
転軸心を上記底板３に直交させた状態で設置されてい
る。尚、上記ファンケーシング５３の前壁５３ａは上記
中間隔壁１９の一部を構成するものであり、また該ファ
ンケーシング５３の後壁５３ｂはスクロール部からさら
に外側に延出して上記ケーシング本体２の内面に至る上
側隔壁２０を構成している。そして、この上側隔壁２０
は、上記中間隔壁１９と上記ケーシング１の上面１ｄと
の中間位置にあって、該上側隔壁２０の下側に位置する
上記空間部４９とその上側に位置する空間部４７とを区
画するが、該空間部４９と空間部４７とは該上側隔壁２
０の上記ファンケーシング５３よりも外側部分に形成し
た開口２３を介して連通されている。

【００３７】また、上記給気用ファン５の吹出部は、図
１及び図２に示すように、給気吹出通路１２を介して上
記給気吹出口８に接続されている。この場合、上記給気
吹出通路１２は、上記熱交換器４の外周部とケーシング
１との間に形成される空きスペースを利用して、高位の
上記給気用ファン５側から低位の上記給気吹出口８に向
けて降下するように形成されている。従って、図５に示
すように、上記空間部４６内の給気は、上記給気用ファ
ン５の吸込口５４から吸い込まれ、上記給気吹出通路１
２を通って上記給気吹出口８側に吹き出されることにな
る。

【００３８】「排気用ファン６」上記排気用ファン６
は、上記給気用ファン５と同様にシロッコファンであっ
て、偏平大径の羽根車６１と、該羽根車６１を回転駆動
するモータ６２と、該羽根車６１の外側を囲むスクロー
ル部をもつとともにその前壁６３ａには上記空間部４７
に臨んで開口する吸込口６４を設けたファンケーシング
６３とで構成され、その回転軸心を上記底板３に直交さ
せた状態で設置されている。

【００３９】また、上記排気用ファン６の吹出部は、図
１及び図２に示すように、排気吹出通路１４を介して上
記排気吹出口１０に接続されている。この場合、上記排
気吹出通路１４は、上記熱交換器４の外周部とケーシン
グ１との間に形成される空きスペースを利用して、高位
の上記排気用ファン６側から低位の上記排気吹出口１０
に向けて降下するように形成されている。従って、図５
に示すように、上記空間部４７内の排気は、上記排気用
ファン６の吸込口６４から吸い込まれ、上記排気吹出通
路１４を通って上記排気吹出口１０側に吹き出されるこ
とになる。

【００４０】「作動説明等」続いて、この実施形態にお
ける熱交換ユニットＺ₁の作動等について、図１、図２
及び図５を参照して説明する。

【００４１】先ず、この熱交換ユニットＺ₁における給
気及び排気の流れは、図５に示す通りである。

【００４２】先ず、給気の流れであるが、上流側の給気
ダクト１５内の給気は、上記給気吸込口７から給気吸込
通路１１を経て空間部４８に導入され、さらに該空間部
４８から上記熱交換器４の第１流路７１を通って上記空
間部４６に入り、上記給気用ファン５にその吸込口５４
から吸い込まれ、さらに該給気用ファン５から給気吹出
通路１２を通って給気吹出口８から吹き出され、該給気
吹出口８に接続された下流側の給気ダクト１５を介して
室内に供給される。

【００４３】一方、排気の流れであるが、上流側の排気
ダクト１６内の排気は、上記排気吸込口９から排気吸込
通路１３及び空間部５０を経て空間部４５に導入され、
さらに該空間部４５から上記熱交換器４の第２流路７２
を通って上記空間部４９に入り、さらに該空間部４９か
ら開口２３を通って空間部４７に流れ、該空間部４７に
開口する上記排気用ファン６の吸込口６４から該排気用
ファン６内に吸い込まれた後、排気吸込通路１３を通っ
て排気吹出口１０から吹き出され、該排気吹出口１０に
接続された下流側の排気ダクト１６を介して室外に排出
される。

【００４４】このようにして、給気作用と排気作用とが
行われることで、室内の換気が実現される。この場合、
給気と排気とが上記熱交換器４を通過する際、これらの
間において熱交換が行われ、例えば室内の暖房運転時に
は、室内から排出される温度の高い排気によって屋外か
ら供給される低温の給気が加熱されることで廃熱の回収
が行われ、結果的に空調装置の暖房負荷が低減される。

【００４５】ところで、この熱交換ユニットＺ₁におい
ては、上記の如き本来の基本的な作用効果に加えて、本
願発明を適用した特有の構造に基づいて以下に述べるよ
うな特有の作用効果が得られるものである。

【００４６】即ち、上記熱交換ユニットＺ₁において
は、複数枚の板状素子４３，４３，・・を積層してなる
上記熱交換器４を、円弧状形態をもつ如く形成し、且つ
これをケーシング１の底板３に対向させた状態で配置し
ているので、例えば従来のように熱交換器４を直方体状
に形成する場合に比して、該ケーシング１の平面スペー
スをより有効に利用できる。換言すれば、該ケーシング
１の平面スペースにおける上記熱交換器４の占有比率を
大きくとることができる。この結果、上記熱交換器４を
構成する上記板状素子４３，４３，・・の積層枚数を増
やすことが可能となり、例えば上記熱交換器４全体とし
ての必要な伝熱面積を同じとすれば、上記板状素子４３
の積層枚数が増加する分だけ、該板状素子４３の形状の
小型化、延いては上記ケーシング１の平面形状の狭小化
と薄型化とによって上記熱交換ユニットＺ₁のコンパク
ト化が容易に実現できることになる。

【００４７】また、この熱交換ユニットＺ₁は、上記熱
交換器４の上側に、給気用ファン５と排気用ファン６と
を、共にその回転軸心を上記ケーシング１の底板３に略
直交させた状態で多段配置しているので、上記ケーシン
グ１の高さ寸法を大きくすることなく該各ファン５，６
の羽根車５１，６１の外径寸法を容易に拡大することが
できる。この結果、上記熱交換器４における風速分布が
改善されることで機内通風の圧力損失が低減され、例え
ば上記給気ダクト１５あるいは排気ダクト１６の細径化
に伴う機外の圧力損失の増大にも容易に対応することが
できる。また、上記熱交換器４の必要風量をより低い羽
根車回転数で確保することができることから、回転数が
低い分だけ上記各ファン５，６の運転騒音の低減が図
れ、延いては熱交換ユニットの静粛性が向上することに
なる。

【００４８】さらに、上記熱交換器４の内周側に位置す
る上記空間部４５側への排気の吸い込みを、該熱交換器
４の下方側（即ち、上記底板３側）から行うのではな
く、該熱交換器４の欠落部を利用して設けた上記空間部
５０を介して該熱交換器４の側方から吸い込むようにし
ているので、例えば排気を上記熱交換器４の下方側から
吸い込む場合に比して、上記ケーシング１の高さ寸法を
低く抑えることができ、延いては熱交換ユニットＺ₁の
高さをより一層低くすることが可能となる。

【００４９】また、上記ケーシング１の対向する両側面
１ａ，１ｂにそれぞれ設けられた上記給気吸込口７と給
気吹出口８、及び上記排気吸込口９と排気吹出口１０
が、共に同軸上に位置していることから、上記給気吸込
口７と給気吹出口８とに接続される給気ダクト１５、及
び上記排気吸込口９と排気吹出口１０とに接続される排
気ダクト１６の天井裏での設置作業を、誤接続を生じる
ことなく簡単に行うことができる。

【００５０】さらに、上記ケーシング１の上記底板３を
上記ケーシング本体２に対して着脱自在としているの
で、該底板３を取り外すことで、室内側から直接上記熱
交換器４等のメンテナンスを行うことができ、例えば熱
交換器をケーシングから水平方向に引き出す必要のある
従来の熱交換ユニットに比して、メンテナンス作業の簡
易化が図れる。

【００５１】第２の実施形態 図６には、本願発明の第２の実施形態にかかる熱交換ユ
ニットＺ₂を示している。この熱交換ユニットＺ₂は、上
記第１の実施形態における上記熱交換ユニットＺ₁と基
本構成をほぼ同じにするものであって、該熱交換ユニッ
トＺ₁と異なる点は、該熱交換ユニットＺ₁においては上
記給気用ファン５と排気用ファン６とがそれぞれ専用の
モータ５２，６２を備えていたのに対して、この実施形
態の熱交換ユニットＺ₂においては、単一のモータ５５
によって上記給気用ファン５と排気用ファン６とを回転
駆動するようにした点である。尚、上記モータ５５の共
用化に伴って上記排気用ファン６はこれを上記給気用フ
ァン５と背向状態に配置し、その吸込口６４を上方に向
けている。

【００５２】このような構成とすることで、上記第１の
実施形態における熱交換ユニットＺ₁と同様の作用効果
が得られるのに加えて、上記モータ５５を共用したこと
による部品点数の削減によってコストダウン、及び構造
の簡略化によるコンパクト化が図れるという特有の作用
効果がえられるものである。

【００５３】さらに、このように上記給気用ファン５と
排気用ファン６とを単一のモータ５５で回転駆動する構
成とした場合には、該給気用ファン５による給気風量と
排気用ファン６による排気風量とが略同一に固定される
ので、例えばトイレや厨房の臭気の室内への逆流を防止
する時とか、室内空気のフレッシュアップ運転時のよう
に給気風量を排気風量よりも多くする必要がある場合に
は対応できないことになる。このため、この実施形態の
熱交換ユニットＺ₂においては、上記排気吹出通路１４
に、その通路面積を絞る絞り機構５７を設け、必要に応
じて該絞り機構５７により排気吹出通路１４の通路面積
を絞ることで上記の如き給気風量と排気風量との比率を
変更する必要のある運転状態に対応できるようにしてい
る。

【００５４】尚、上記第１の実施形態にかかる熱交換ユ
ニットＺ₁と同一の部材についてはこれと同一の符号を
付することでその説明を省略する。また、この熱交換ユ
ニットＺ₂における給気と排気の流れは、図７に示す通
りである。

【００５５】第３の実施形態 図８には、本願発明の第３の実施形態にかかる熱交換ユ
ニットＺ₃を示している。この熱交換ユニットＺ₃は、上
記第１の実施形態にかかる熱交換ユニットＺ₁とその基
本構造を同じにするものであって、該熱交換ユニットＺ
₁と異なる点は、上記熱交換ユニットＺ₁においては上記
給気用ファン５を上記熱交換器４の上側に配置していた
のに対して、この熱交換ユニットＺ₃においては、上記
給気用ファン５の下部を上記熱交換器４の上部と上下方
向において重合させた点である。

【００５６】かかる構成とすることで、上記第１の実施
形態における熱交換ユニットＺ₁と同様の作用効果が得
られるのに加えて、上記給気用ファン５を熱交換器４に
重合させた分だけ、かかる重合構造をもたない場合に比
して、該熱交換器４の下端から上記排気用ファン６の上
端に至る高さ寸法を低くすることができ、結果的に上記
ケーシング１の高さ方向における更なるコンパクト化が
図れるという特有の効果が得られる。

【００５７】尚、上記第１の実施形態にかかる熱交換ユ
ニットＺ₁と同一の部材についてはこれと同一の符号を
付することでその説明を省略する。また、この熱交換ユ
ニットＺ₃における給気と排気の流れは、図９に示す通
りである。

【００５８】第４の実施形態 図１０には、本願発明の第４の実施形態にかかる熱交換
ユニットＺ₄を示している。この熱交換ユニットＺ₄は、
上記各実施形態の熱交換ユニットＺ₁，Ｚ₂，Ｚ₃におい
ては上記熱交換器４を円弧状形態をもつように構成して
いたのに対して、該熱交換器４を直線状に延びる複数の
エレメント４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄを組み合わせて略
「コ」字状の屈曲形態としたものであり、該熱交換器４
以外の構成については上記各実施形態の場合と同様であ
る。

【００５９】このように上記熱交換器４を屈曲形態とし
た場合には、該熱交換器４を円弧状形態とする場合に比
して該熱交換器４の製作が容易であり、それだけコスト
ダウンが期待できるという利点がある。

【００６０】尚、上記第１の実施形態にかかる熱交換ユ
ニットＺ₁と同一の部材についてはこれと同一の符号を
付することでその説明を省略する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施形態にかかる熱交換ユニ
ットの平面図である。

【図２】図１のII-II断面図である。

【図３】図２のIII-III矢視図である。

【図４】図２のIV-IV矢視図である。

【図５】第１の実施形態における熱交換ユニット内の空
気の流れを示す説明図である。

【図６】本願発明の第２の実施形態にかかる熱交換ユニ
ットの断面図である。

【図７】第２の実施形態における熱交換ユニット内の空
気の流れを示す説明図である。

【図８】本願発明の第３の実施形態にかかる熱交換ユニ
ットの断面図である。

【図９】第３の実施形態における熱交換ユニット内の空
気の流れを示す説明図である。

【図１０】本願発明の第４の実施形態にかかる熱交換ユ
ニットの平面図である。

【符号の説明】

１はケーシング、２はケーシング本体、３は底板、４は
熱交換器、４Ａ〜４Ｄエレメント、５は給気用ファン、
６は排気用ファン、７は給気吸込口、８は給気吹出口、
９は排気吸込口、１０は排気吹出口、１１は給気吸込通
路、１２は給気吹出通路、１３は排気吸込通路、１４は
排気吹出通路、１５は給気ダクト、１６は排気ダクト、
１８は下側隔壁、１９は中間隔壁、２０は上側隔壁、２
１は斜壁、２２及び２３は開口、２４は外周隔壁、２５
は筒状隔壁、３１は天井、３２は開口、３３は開口蓋、
３５は吊り金具、４１は端面板、４２は端面板、４３は
板状素子、４４は間隔板、４５〜５０は空間部、５１は
羽根車、５２はモータ、５３はファンケーシング、５４
は吸込口、５５はモータ、５７は絞り機構、６１は羽根
車、６２はモータ、６３はファンケーシング、６４は吸
込口、Ｚ₁はＺ₄熱交換ユニットである。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形箱状形態を有し且つその対向する一
   対の側面（１ａ），（１ｂ）のうち、一方の側面（１
   ａ）に給気吹出口（８）と排気吸込口（９）とを、他方
   の側面（１ｂ）には給気吸込口（７）と排気吹出口（１
   ０）とを、それぞれ設けるとともにその底面（１ｃ）に
   位置する底板（３）を下方に向けた状態で配置されるケ
   ーシング（１）内に、 複数枚の板状素子（４３），（４３），・・を所定間隔
   で積層して該各板状素子（４３），（４３）・・間に通
   風方向が略直交する第１流路（７１）と第２流路（７
   ２）とを設けた円弧状又は屈曲状の外観形態をもつ熱交
   換器（４）を上記底板（３）に対向させた状態で配置す
   る一方、 上記ケーシング（１）内における上記熱交換器（４）の
   上側に、給気用ファン（５）と排気用ファン（６）と
   を、共にその回転軸心を上記ケーシング（１）の底板
   （３）に略直交させた状態で配置し、 上記給気用ファン（５）により上記給気吸込口（７）か
   ら取り入れた給気を上記熱交換器（４）の上記第１流路
   （７１）又は第２流路（７２）を通して上記給気吹出口
   （８）から吹き出すとともに、上記排気用ファン（６）
   により上記排気吸込口（９）から取り入れた排気を上記
   熱交換器（４）の上記第２流路（７２）又は第１流路
   （７１）を通して上記排気吹出口（１０）から吹き出す
   ことで上記熱交換器（４）において上記給気と排気との
   間で熱交換を行わせるようにしたことを特徴とする熱交
   換ユニット。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記熱交換器（４）は、その外周側に上記第１流路（７
   １）と第２流路（７２）のうちのいずれか一方側の流路
   （７１）の入口端を開口させ、またその内周側には上記
   いずれか他方側の流路（７２）の入口端を開口させる一
   方、 上記一方側の流路（７１）の入口端はこれを上記熱交換
   器（４）の外周側に形成される空間部（４８）を介して
   上記給気吸込口（７）又は排気吸込口（９）に連通させ
   るとともに、 上記他方側の流路（７２）の入口端はこれを上記熱交換
   器（４）の軸方向の両端にそれぞれ位置する一方の端面
   板（４１）と他方の端面板（４２）との間に形成される
   空間部（５０）を介して上記排気吸込口（９）又は給気
   吸込口（７）に連通させたことを特徴とする熱交換ユニ
   ット。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、 上記給気用ファン（５）と排気用ファン（６）とを単一
   のモータ（５５）により回転駆動するように構成したこ
   とを特徴とする熱交換ユニット。
4. 【請求項４】 請求項３において、 上記排気吸込通路（１３）又は排気吹出通路（１４）に
   その通路面積を絞る絞り機構（５７）が設けられている
   ことを特徴とする熱交換ユニット。
5. 【請求項５】 請求項１，２、３又は４において、 上下方向に配置された上記給気用ファン（５）と排気用
   ファン（６）のうち、少なくとも下側に位置するファン
   （５）が、上下方向において上記熱交換器（４）と重合
   されていることを特徴とする熱交換ユニット。
6. 【請求項６】 請求項１，２，３，４又は５において、 上記ケーシング（１）の一方の側面（１ａ）に開口する
   上記給気吹出口（８）と排気吸込口（９）、及び他方の
   側面（１ｂ）に開口する上記給気吸込口（７）と排気吹
   出口（１０）とが、共に略同一高さ位置に設定されると
   ともに、上記給気吸込口（７）と給気吹出口（８）、及
   び上記排気吸込口（９）と排気吹出口（１０）とがそれ
   ぞれ略同軸上に位置せしめられていることを特徴とする
   熱交換ユニット。
7. 【請求項７】 請求項１，２，３，４，５又は６におい
   て、 上記ケーシング（１）における上記底板（３）が着脱自
   在とされていること特徴とする熱交換ユニット。