JPS6324227B2 - - Google Patents

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、熱交換素子を通過する２種類の空気流を
所定の時間間隔で切りかえて熱交換効率を向上
し、熱交換素子の耐久性を向上することである。

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
配置し、排気用羽根１０２および給気用羽根１０
３をモータ１０４により回転させ、熱交換素子１
０１により熱交換していた。前記熱交換素子１０
１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１０１
の排気および給気の入口にはフイルタ１０５を設
けて除塵を行なつていたが、微小なものはフイル
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、またフイルタ１０５自体が抵
抗となるので好ましくなかつた。

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１４図にもとづいて説明す
る。

第２図〜第７図において、１は本体であり、後
部には室外側吸込口２と室外側吐出口３を形成
し、内部に前記室外側吸込口２と室外側吐出口３
に通じる通風路を区隔すると仕切板４を有してい
る。前記本体１の前部には２つの独立した室内側
開口部である室内側下部開口６と室内側上部開口
７を有するルーバ５を嵌合している。そして本体
１内には室内側下部開口６より室外側吐出口３に
至る排気通風路Ａ−A′と、室外側吸込口２より
室内側上部開口７に至る給気通風路Ｂ−B′が形
成されている。そして排気通風路と給気通風路の
交叉部には熱交換素子８を配設している。この熱
交換素子８は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、互いに独立した２つの通路を交差させ
て構成したものである。本体１内における熱交換
素子８の周囲には立方体形状の前記熱交換素子８
の稜に接するように区隔板１１ａ，１１ｂ，１１
ｃ，１２を設け、前記熱交換素子８が排気通風路
と給気通風路に回路的に接続されるようになつて
いる。前記排気通風路および給気通風路の熱交換
素子８に近接した部分には通路切替用のダンパー
１３および１６を設けている。具体的には通路切
替用のダンパー１３および１６はダンパー回転軸
１４により回動自在に支持され、90度の角度をも
つて二つの板をＬ字形に構成されている。そし
て、ダンパー１３は熱交換素子８と排気用羽根１
５の中間に設けられており、ダンパー１６は熱交
換素子８と給気用羽根１７の中間に設けられてい
る。前記通路切替ダンパー１３，１６はダンパー
回転軸１４に対し互いに180度位相を回転した位
置に停止保持されている。なお図中の１８は排気
用羽根１５を内蔵する排気用ケーシング、１９は
給気用の羽根１７を内蔵する給気用ケーシング、
２０はダンパー回転軸１４を回転するモータ２１
は排気用羽根１５と給気用羽根１７を回転するモ
ータである。

上記構成において、室内空気は排気通風路Ａ−
Ａ、すなわちルーバ５の室内側下部開口６から熱
交換素子８に入り、排気用ケーシング１８を経て
モータ２１により回転する排気用羽根１５により
本体１の室外側吐出口３から室外へ排気される。
また、外気は給気通風路、すなわち本体１の室外
側吸込口２から給気用ケーシング１９を経て、モ
ータ２１により回転する給気用羽根１７によつて
熱交換素子８に入り、ルーバ５の室内側上部開口
７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Ａ−A′に沿
つて流れ、外気は給気通風路Ｂ−B′に沿つて流
れ、熱交換素子８において、顕熱および潜熱（水
分）の交換を行なうわけである。

以下にその詳細を述べる。

冷房時において、排気通風路Ａ−A′に沿つて
熱交換素子８に入つた外気に比べて低温低湿の室
内空気は、給気通風路Ｂ−B′に沿つて室内に給
気される外気から熱交換素子８の伝熱板９を介し
て顕熱を奪い、また伝熱板９の吸湿材と間隔板１
０から水分が脱着され、高温高湿となつて室外へ
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つて高温となつ
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−B′に沿つて熱交換素子８に入つた
室内空気に比べて高温高湿の外気は、排気通風路
Ａ−A′に沿つて室外に排気される室内空気に熱
交換素子８の伝熱板９を介して顕熱を与え、また
伝熱板９の吸湿材と間隔板１０に水分が吸着さ
れ、低温低湿となつ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つて
低温となつた外気の温度を上げることになるが、
この弊害は伝熱板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、熱交換素子８の伝熱板９の吸湿材と間隔
板１０において、水分の吸着脱着が飽和近くなつ
た時点で、通路切替ダンパー１３，１６をダンパ
ー回転軸１４を中心にモータ２０により90度回転
し保持すると、回転前に室内空気が通過していた
熱交換素子８の層には外気が通過することにな
り、室内空気による低温低湿となつているこの層
の伝熱板９と間隔板１０に外気の持つ顕熱が奪わ
れ、水分が吸着されて外気よりも低温低湿となつ
て室内に給気される。そして、顕熱は、伝熱板９
と間隔板１０にて程なく蓄熱して飽和となり、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８の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つている
この層の伝熱板９と間隔板１０から、通過する空
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つ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給気される外気から伝熱
板９を介して顕熱として奪うことになり、有効に
利用される。

この動作を繰返して室内空気と外気との間で全
熱交換換気を行なうわけであるが、顕熱は伝熱板
９を介してだけでなく、蓄熱と放熱によつても交
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を介してその幣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、同様の作用により熱交換率が向上
する。

また、排気通風路および給気通風路において、
あるとき入口となつていた熱交換素子８の端面に
塵埃が付着しても、通路切替ダンパー１３，１６
が回転することにより出口となつて塵埃が吹き払
われ、かつ、伝熱板９上でも通路切替ダンパー１
３，１６を回転することにより伝熱板９上の風向
きが逆になるので、微少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
よび伝熱板の目づまりによつて起る風量や熱交換
率の低下を防ぐことができ、フイルタも不要とな
り、掃除もほとんどしなくてもよいという利点が
生じる。

また、通路切替ダンパー１３，１６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、たとえば地下室のように、夏季には
温度が低く湿度が高くなる場合など、顕熱交換換
気によつて地下室の低温をほぼ保ちながら温度を
下げる換気が可能となり、大きな効果がある。

第８図と第９図は本発明の他の実施例であり、
同一番号は第１実施例と同一のものを示す。この
ものは室内側下部開口６と室外側吸込口２とを連
通するための区画板２５に開口部２４を設け、室
内側上部開口７と室外側吐出口３とを連通するた
めの区画板２３に開口部２２を設け、前記開口部
２２を任意にダンパー２６で開閉するようにな
し、また開口部２４をダンパー２７で任意に開閉
するようにしたものである。

上記構成において、第８図と第９図のようにダ
ンパー２６，２７を開いた状態にてモータ２１を
運転すれば、室内空気はルーバ５の室内側上部開
口７から吸込まれ、矢印Ｘ−X′のように開口部
２２を経て、排気用ケーシング１８より排気用羽
根１５によつて室外側吐出口３から室外へ排気さ
れる。一方、外気は矢印Ｙ−Y′のように室外側
吸込口２から給気用ケーシング１９を経て、給気
用羽根１７により、開口部２４を通つてルーバ５
の室内側下部開口６から室内へ給気される。

このため排気通風路と給気通風路において相当
な抵抗となつている熱交換素子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。

なお、本発明の第１実施例では熱交換素子８の
伝熱板９は不透湿の材料の両面に吸湿材を有する
ものであるが、透湿性を有する材料で形成すれ
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
ように通路切替ダンパー１３，１６が静止してい
れば、伝熱板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、通路切替ダンパー１
３，１６が回転し、伝熱板９と間隔板１０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、間隔板１０を
不透湿性材料で形成すれば、伝熱板９を介して顕
熱のみが交換され、通路切替ダンパー１３，１６
を回動す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る熱交換率が向上し、水分の
交換は行なわれないので、たとえば、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
気によつて室外へ放出される顕熱を回収し、浴室
の保湿をする必要がある場合などは極めて有効で
ある。

以上の実施例の説明より明らかなように、本発
明によれば通路切替ダンパーを所定の時間間隔で
回転し、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、フイルタも不要となり、塵埃の蓄積による熱
交換率の低下、及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、熱交換素子を透湿性を有する材料や不透
湿性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
とが可能となり、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実施例の空調換気扇の仕切板と平
行な位置で通路切替ダンパーを保持した時の平面
断面図、第３図は同側断面図、第４図は同空調換
気扇の通路切替ダンパーが90度回転した時の平面
断面図、第５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実施例の空調換気扇の平面断面図、第
９図は同側面図である。 １……本体、２……室外側吸込口、３……室外
側吐出口、４……仕切板、５……ルーバ、６……
室内側下部開口、７……室内側上部開口、８……
熱交換素子、９……伝熱板、１０……間隔板、１
１……区画板、１２……区画板、１３……通路切
替ダンパー、１４……ダンパー回転軸、１５……
排気用羽根、１６……通路切替ダンパー、１７…
…給気用羽根、１８……排気用ケーシング、１９
……給気用ケーシング、２０……モータ、２１…
…モータ、２２……開口部、２３……区画板、２
４……開口部、２５……区画板、２６……ダンパ
ー、２７……ダンパー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 本体１内に二つの独立した室内側開口部６，
   ７と、室外側吐出口３に連通する排気通風路およ
   び室外側吸込口２に連通する給気通風路を形成
   し、前記排気通風路に送風する羽根１５および前
   記給気通風路に送風する羽根１７と、それらを回
   転するためのモータ２１を備え、前記排気通風路
   と給気通風路との交差部に、伝熱板９を所定間隔
   に保持して構成し、互いに独立した通路が交互に
   形成されこれにより交差する２つの通路を構成す
   る熱交換素子８を設け、この前記熱交換素子８の
   ２つの通路と排気通風路および給気通風路との連
   通状態を切換える複数の開口部および複数のダン
   パー１３，１６とからなる空調換気扇。 ２ 前記本体１は排気通風路と給気通風路の区画
   板２３，２５を有し、この区画板２３，２５に開
   口部２２，２４とこの開口部２２，２４を開閉す
   るダンパー２６，２７とを設けた特許請求の範囲
   第１項記載の空調換気扇。 ３ 前記熱交換素子の伝熱板９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。 ４ 前記熱交換素子の伝熱板９は、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。