JPS58179744A - 空調換気扇 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は空調換気扇に係り、その目的とするところは、
熱交換素子を所定の時間間隔で回動させ熱交換効率を向
上し、熱交換素子の耐久性を向上し、かつ冷暖房しない
時期には熱交換をせずに強制同時給排を行なって換気風
量の増大をはかり、冷暖房時にはサーキュレータとして
使用し冷暖房効果を向上させることにある。

従来、空調換気扇は第１図に示すように排気通風路と給
気通風路の交差部に熱交換素子１０１を固定し、排気用
羽根１０２および給気羽根１ｏ３をモータ１０４により
回転させ熱交換素子１ｏ１により熱交換していた。熱交
換素子１０１の伝熱板は一般に透湿性を有する紙等で構
成されているが、元来紙の熱伝導率は低くまた湿度は紙
を透過して交換していたので熱交換率は十分高いとは言
えず、また排気および給気中の塵埃が紙の表面に付着し
熱伝導率および湿度交換率を低下させていた。このため
熱交換素子１ｏ１の排気および給気の入口にはフィルタ
１０５を設けて除塵を行なっていたが微小なものはフィ
ルタ１０５を通過してしまい前述のような熱交換率の低
下をきたし、またフィルタ１０５自体が抵抗となるので
好しぐなかった。そして、空調換気扇は冷暖房時にはそ
の機能を発揮するが、中間期の春秋においては熱交換は
必要がないにもかかわらず排気および給気は熱交換素子
１０１を通過するので本来空調換気扇の送風機の持つ風
量を有効に利用できず、すた従来の空調換気扇は全熱交
換換気のみあるいは顕熱交換換気のみしか行なえず１例
えば、開放式の暖房器具を使用した場合のように、燃焼
により水分が発生し、これが壁面に結露し建物や家具に
有害となるので、顕熱交換換気を行なう必要があるにも
かかわらず、それができないという欠点を有していた。

また、冷暖房時には天井付近と床付近では相当温度差が
生じるのでサーキュレータを設けるのが望ましいのであ
るが、空気調和機と空調換気扇とサーキュレータを同一
室内に設けることは費用、スペース等の点で無理があっ
た。

本発明はかかる従来の欠点を解消するものであり、以下
第２図〜第１３図にもとづいて説明する。

図において、１は室外側吸込口２と室外側吐出口３と仕
切板４を有する本体、５は室内側吸込口６と室内側吐出
ロアを有するルーバであシ１本体１に嵌合されている。

８は熱交換素子で、不透湿性の材料の両面に吸湿材を有
する伝熱板９と吸湿性を有する間隔板１０を交互に積層
したものである。１１ａ、ｂは本体１に形成された区画
板を。

如〒１１Ｃはルーバ６に形成された区画板ｔであり、こ
れらの端部は熱交換素子８の稜と接している。１２は本
体１に形成された区画板ｄで、室内側吸込口６と室外側
吐出口３を熱交換素子８を介して連通ずる開口ａ１３と
、室内側吸込口６と室外側吸込口２を熱交換素子８を介
して連通ずる開口ｂ１４と、室内側吐出ロアと室外側吐
出口３を熱交換素子８を介して連通ずる開口ｃ１５と、
室内側吐出ロアと室外側吸込口２を熱交換素子８を介し
て連通ずる開口ｄ１６を有する。１７は回転軸１８を中
心にし、扇形の開口ｅ１９と同じく扇形の開口ｆ２ｏを
回転軸１８の対称の位置に有し、モータ２１により回転
および所定の位置で停止する円板状のダンパーであり、
区画板ｄ１２に接している。２２は区画板ｄ１２とダン
パー１７に直交し、給気と排気を区画する区画板ｅであ
る。

２３は排気用羽根、２４は排気用ケーシング。

２５は給気用羽根、２６は給気用ケーシング、２７は排
気用羽根２３と給気用羽根を回転するモータである。

上記構成において、Ａ→ム′は排気通風路を示し。

室内空気はルーバ５の室内側吸込口ｅから熱交換素子８
に入り、区画板ｄ１２の開口ａ１３およびダンパー１７
の開口ｅ１９を経て、排気用ケーシング２４からモータ
２了により回転する排気用羽根２３で本体１の室外側吐
出口３から室外へ排気される。

また、Ｂ−・）Ｂは給気通風路を示し、外気は本体１の
室内側吸込口２から給気用ケーシング２６を経てモータ
２７により回転する給気用羽根２５でダンパー１７の開
口ｆ２０および区画板ｄ１２の開口ｄ１６を経て熱交換
素子８に入り、ルーバ６の室内側吐出ロアから室内に給
気される。

このように、室内空気は排気通風路ム→ム′に沿って流
れ、外気は給気通風路Ｂ−→Ｂ′に沿って流れ熱交換素
子８において、顕熱および潜熱（水分）の交換を行なう
訳であるが以下に詳細に述べる。

交換素子８に入った、外気に比べて低温低湿の室内空気
は熱交換素子８の伝熱板９を介して、給気通風路Ｂ−）
Ｂ′に沿って室内に給気される顕熱を奪い、また、伝熱
板９の吸湿材と間隔板１ｏから水分が脱着され高温高湿
となって室外へ排気される。

この場合、脱着熱（吸熱反応のため負）が生じ、外気と
熱交換を行なって高温となった室内空気の温度を下げる
ことになるが、この熱は伝熱板９を介して、給気される
外気から顕熱として奪うことになり、有効に利用される
。一方、給気通風路Ｂ＝−’に沿って熱交換素子８に入
った、室内空気に比べて高温高湿の外気は熱交換素子８
の伝熱板９を介して、排気通風路Ａ→ム′に沿って室外
に排気される室内空気に顕熱を与え、また、伝熱板９の
吸湿材と間隔板１ｏに水分が吸着され、低温低湿となっ
て室内へ給気される。この場合、吸着熱が生じ、室内空
気と熱交換を行なって低温となった外気の温度を上げる
ことになるが、との弊害は伝熱板９を介して、排気され
る室内空気に顕熱として与えることになり解消される。

次に、伝熱板９の吸湿材と間隔板１ｏにおいて、水分の
吸着脱着が飽和近くになった時点でダンノ（−１７をモ
ータ２１により９０°回転し停止すると、第４図、第６
図に示すようにダンノ（−１７の開口ｅ１９は区画板ｄ
１２の開口ｃ１５に一致し、ダンパー１７の開口ｆ２０
は区画板ｄ１２の開口ｂ１４に一致する。ここで排気通
風路ム→ム′はｉ−ム′に、また、給気通風路Ｂ→Ｂ′
はＢＨ３となる。したがってダンパー１７の回転前に室
内空気が通過していた熱交換素子８０層には外気が通過
することになり、室内空気により低温低湿となっている
この層の伝熱板９と間隔板１０に外気の持つ顕熱が奪わ
れ、同時に水分も吸着されて、外気よりも低温低湿とな
って室内に給気される。そして、顕熱は伝熱板９と間隔
板１ｏにて程なく蓄熱し飽和となり、室外へ排気される
室内空気に伝熱板９を介して奪われることになる。また
水分の吸着熱が生じるが、これは前述と同様に伝熱板９
を介して、排気される室内空気に与えられる。一方、外
気が通過していた熱交換素子８０層には室内空気が通過
することになり、外気により高温高湿となっているこの
層の伝熱板９と間隔板１ｏから、排気される室内空気に
顕熱が与えられ、水分が脱着されて、室内空気よりも高
温高湿となって室外に排気される。そして、伝熱板９と
間隔板１０に蓄えられていた顕熱は程なくして放熱され
、室内へ給気される外気から伝熱板９を介して顕熱を奪
うことになる。また、水分の脱着熱（吸熱反応のため負
）が生じるが、これは前述と同様に伝熱板９を介して、
給気される外気から顕熱を奪うことになり、有効に利用
される。

この動作を繰返して室内空気と外気の間で全熱交換換気
を行なうわけであるが、顕熱は伝熱板９を介してだけで
はなく、蓄熱と放熱によっても交換でき、また、水分の
交換は伝熱板９の吸湿材と間隔板１０での吸着脱着によ
り行ない、吸着脱着熱も伝熱板９を介してそれが弊害と
なることを解消し、有効に利用できるので、従来のよう
に透湿性を有する伝熱板を介して顕熱と水分の交換を行
なうのに比べ、全熱交換率が相当向上する。なお、暖房
時においても同様の作用で全熱交換率が向上する。

また、排気通風路ムーム′と給気通風路Ｂ−ＩＢの状態
において、入口となっていた熱交換素子８の端面に塵埃
が付着しても、ダンパー１７が回転することにより排気
および給気通風路がム→ム′。

Ｂ−◆コ′となり、出口とな−て塵埃が吹き払われ、か
つ、伝熱板９上でも、ダンパー１７を回転し排気および
給気通風路が切替えられることにより伝熱板９上の風向
きが逆になるので、微小な塵埃も付着蓄積することがな
くなり、塵埃による熱交換素子８の端面および伝熱板９
の目づまりによって起る風量や熱交換率の低下を防ぐこ
とができ、フィルタも不要となり、掃除もほとんどしな
くてよいという利点が生じる。

また、ダンパー１７を回転しなければ、水分の交換は行
なわれず、単に顕熱のみが交換され、例えば、開放式の
暖房器具を使用した場合のように燃焼により水分が発生
し、これが壁面等に結露し建物や家具等に有害となる場
合にも、水分のみを直接室外に排出あるいは熱交換素子
内で結露し排出でき、排気される室内空気の持つ顕熱は
伝熱板９を介して給気される外気に与えられる。また、
前述の熱交換素子８内で結露した水分は凝縮する時発生
する凝縮熱は伝熱板９を介して給気される外気に与えら
れ、暖房された室内空気の温度を大きく低下させること
なく湿度を下げる換気が可能となり、大きな効果がある
。

第８，９図は他の実施例であり、同一番号は第１実施例
と同一のものを示す。第６，６図において、２８は室内
側吐出ロアと室外側吐出口３とを連通ずるための区画板
ｍ１１ａに設けた排気用開口、２９は排気用開口２８を
任意に開閉するための排気用ダンパー、３ｏは室内側吸
込口６と室外画 側吸込口２とを連通ずるための区壁板り、　１　ｌ　ｂ
に設けた給気用開口、３１は給気用開口３ｏを任意に開
閉するための給気用ダンパーである。

上記構成において、室内空気は矢印Ｘ　−＊　Ｘのごと
く、ルーバ６の室内側吐出ロアがら熱交換素子８を通る
ことなく、排気用開口２８を経て区画板ｄ１２の開口ａ
１３およびダンパー１７の開口ｅ１９を経て排気用ケー
シング２４からモータ２７により回転する排気用羽根２
３で本体１の室外側吐出口３から室外へ排気される。一
方、外気は矢印Ｙ−，ゆＹ′のごとく、室外側吸込口２
から給気用ケーシング２６を経てモータ２７により回転
する給気用羽根２５でダンパー１７の開口ｆ２０および
区画板ｄ１２の開口ｄ１６を経て熱交換素子８に入るこ
となく、給気用開口３０からルーバ６の室内側吸込口６
より室内へ給気される１゜このため、排気通風路Ａ　−
＋　Ａ’　、　Ａ’−ムと給気通風路Ｂ−＋、Ｂ　、　
Ｂ−＊Ｂにおいて相当な抵抗となっている熱交換素子８
を通ることなく室内空気と外気を強制同時給排換気でき
るので、春秋の中間期に送風機が本来持つ風量を有効に
利用することができ、特に冷房時期の前後では外気によ
る冷房も可能となる。

第１０〜１３図は他の実施例であり、同一番号は第１．
第２実施例と同一のものを示す。第１゜〜１３図におい
て、３２は仕切板４に設けられた循環用開口であり、排
気通風路Ｘ　−＋　Ｘと給気通風路Ｙ−→Ｙ′を連通す
る。３３はシャ、ター回転軸３４に平行になるように固
定された外部シャッター３５と前記シャッター回転軸３
４に直角になるように固定された内部シャッター３６に
より形成され、シャッター回転軸３４を中心に開閉する
シャッターである。第１０．１１図に示すごとく、シャ
ッター３３を閉鎖すると外部シャッター３５により室外
側吸込口２と室外側吐出口３が閉鎖されて外気と遮断さ
れ、内部シャッター３６により循環用開口３２が開放さ
れる。

上記構成において、シャッター３３を閉鎖すると室外側
吸込口２と室外側吐出口ろが閉鎖され。

循環用開口３２が開放されて、排気通風路Ｘ　−＋　ｆ
と給気通風路ｙ−）ｙ’は連通し、室、内空気は室内側
吐出ロアより排気用開口２８を経て区画板ｄ・１２の開
口ａ１３およびダンパー１７の開口ｅ１９を経て、排気
用ケーシング２４がらモータ２７により回転する排気用
羽根２３により循環用開口３２に送り込まれた後、給気
用ケーシング２６を経てモータ２７により回転する給気
用羽根２５でダンパー１７の開口ｆ２０および区画板ｄ
１２の開口ｄ１６を経て、給気用開口３０からルーバ七
の室内側吸込口６より室内へ吐出される。

したがって、サーキュレータの機能を持つことになり、
例えば、暖房時には天井付近に滞溜した暖い空気を下方
へ吹き下すことができるので、温度分布の不均一による
不快感を解消でき、暖房効果を向上させることができる
。

なお、本発明の第１実施例では熱交換素子８の伝熱板９
は不透湿性の材料の両面に吸湿材を有するものであるが
、透湿性と吸湿性を有する材料で形成すハば、伝熱板９
を介して顕熱と水分を交換でき、第１実施例のように伝
熱板９を介して顕熱のみを交換するのに比べ熱交換率が
向上する。そして、従来のように熱交換素子８が静止し
ていれば、伝熱板９を介してのみ顕熱と水分の交換を行
なうが、本発明によれば、ダンパー１７を回転させ通風
路を切替えるととにより、伝熱板９と間隔板１ｏで蓄熱
放熱と水分の吸着脱着による交換が行なわれるので効率
が向上するという利点が生じる。

また、熱交換素子８の伝熱板９および間隔板１０を不透
湿性で、かつ吸湿性の無い材料で形成すれば伝熱板９を
介して顕熱のみが交換され、ダンパー１７を回転させ通
風路を切替えれば、前述のように伝熱板９と間隔板１０
の蓄熱放熱作用により熱交換率が向上し、水分の交換は
行なわれないので、例えば浴室のように湿気を排出し浴
室を湿気の害から守り、かつ、排気によって室外へ放出
される顕熱を回収し、浴室の保温をする必要がある場合
などは極めて有効である。

以上１本発明によれば、ダンパーを所定の時間間隔で回
転停止し、熱交換素子内の排気通風路と給気通風路を入
れ替えることにより、熱交換率を向上させ、併せて熱交
換素子に塵埃が蓄積するのを防止でき、フィルターも不
要となり、塵埃の蓄積による熱交換率の低下および風量
の減少が防止でき熱交換素子の耐久性が向上する。また
、冷暖房を行なわない中間期には、熱交換素子を通過さ
せることなく強制同時給排換気を行なうことができるの
で、換気風量が増大し、さらにシャッターにより冷暖房
時にはサーキュレータとしても使用でき、その上熱交換
素子を透湿性および吸湿性を有する材料や不透湿性で吸
湿性の無い材料で形成すれば、熱交換率が向上し、また
使用場所に最も適した熱交換換気が可能となり、多くの
優れた機能を有する空調換気扇を提供することができ、
その効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空調換気扇の側断面図、第２図は本発明
の第１実施例の平面断面図、第３図は同側断面図、第４
図は同ダンパー回転後の平面断面図、第６図は同側断面
図、第６図は同斜視図、第７図は同熱交換素子の斜視図
、第８図は本発明の第２実施例の平面断面図、第９図は
同側断面図、第１０図は本発明の第３実施例のシャッタ
ー閉鎖時の平面断面図、第１１図は同側断面図、第１２
図は同シャッター開放時の平面断面図、第１３図は同側
断面図である。 １・・・・・・本体、２・・・・・・室外側吸込口、３
・・・・・・室外側吐出口、６・・・・・・室内側吸込
口、７・・・・・・室内側吐出口、８・・・・・・熱交
換素子、９・・・・・・伝熱板、１ｏ・・・・・・間隔
板、１１・・・・・・区画板、１７・・・・・・ダンパ
ー、２３・・・・・・排気用羽根、２４・・・・・・排
気用ケーシング、２６・・・・・・給気用羽根、２６・
・・・・・給気用ケーシング、２了・・・・・・モータ
、２８・旧・・排気用開口、３ｏ・・・・・・給気用開
口、３２・・・・・・循環用開口、３３・・・・・・シ
ャッター〇 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名堕　
１１・４ 第２図 第３１・１ 第　４　図 第５図 第６図 第７図 Ｒ 第８図 、へ 第９図 第１０ｆｆ；４ 第１１図 第１２ｆｇ４ 第１３ｆＪ！Ｊ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）室内側吸込口と室外側吐出口を連通ずる排気通風
   路と、室内側吐出口と室外側吸込口を連通ずる給気通風
   路を有する本体と、前記排気通風路に送風するための羽
   根および前記給気通風路に送風するための羽根と、それ
   らを回転するだめのモーターと、前記排気通風路と給気
   通風路の交差部に設けた両面に吸湿性の優れた材料によ
   り形成された層を有する不透湿性の伝熱板と、前記伝熱
   板を所定間隔に保持する間隔板を交互に積層して形成し
   た熱交換素子と、排気通風路内にあって、前記室内側吸
   込口と室外側吐出口を熱交換素子を介して連通ずる開口
   と、前記室内側吐出口と室外側吐出口を熱交換素子を介
   して連通ずる開口とを有する仕切板と、給気通風路内に
   あって、前記室内側吐出口と室外側吸込口とを熱交換素
   子を介して連通する開口と、前記室内側吸込口と室外側
   吸込口とを熱交換素子を介して連通ずる開口とを有する
   仕切板を、熱交換素子と前記排気通風路および給気通風
   路に送風するだめの羽根との間に設け、前記仕切板の開
   口を、前記室内側吸込口と室外側吐出口を熱交換素子を
   介して連通ずると同時に前記室内側吐出口と室外側吸込
   口を熱交換素子を介して連通し、または前記室内側吐出
   口と室外側吐出口を熱交換素子を介して連通ずると同時
   に前記室内側吸込口と室外側吸込口を熱交換素子を介し
   て連通ずるように選択的に切り替えるダンパーを、２個
   の開口を有する円板形状とし、排気通風路と給気通風路
   の両通風路にまたがって設けた空調換気扇。 ＠）前記本体は、前記室内側吸込口と室外側吸込口とを
   任意に連通または閉鎖し、かつ前記室内側吐出口と室外
   側吐出口とを任意に連通または閉鎖するように、排気通
   風路と給気通風路の区画板に、開口部と開口部を開閉す
   るダンパーを設けた特許請求の範囲第１項記載の空調換
   気扇。 （３）前記本体は、前記室内側吸込口と室外側吸込口と
   を任意に連通または閉鎖し、かつ前記室内側吐出口と室
   外側吐出口とを任意に連通または閉鎖するように、排気
   通風路と給気通風路の区画板に開口部と開口部を開閉す
   るダン・（−とを設け、前記室外側吸込口と室外側吐出
   口を連通ずると同時に、室外側吸込口と外気とを、およ
   び室外側吐出口と外気とを遮断するためのシャッターを
   設けた特許請求の範囲第１項記載の空調換気扇。　　　
   　　− （４）前記熱交換素子の伝熱板は、透湿性を有する特許
   請求の範囲第１項記載の空調換気扇。 （６）前記熱交換素子の伝熱板は、吸湿性がなく不透湿
   性を有する特許請求の範囲第１項記載の空調換気扇。