JPS6358045A - 熱交換形換気装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業−にの利用分野） 本発明は吸気流及び排気流間で熱交換を行う熱交換形換
気装置に関する。

（従来の技術） この種の換気装置としては、従来より、いわゆる直交流
形熱交換器とこれに空気を送り込むための一対のファン
装置とを設けた構成か一般的である。直交流形熱交換器
は、周知の通り、多数の伝熱板を空気通路形成用の波板
を介して屯ねることにより互いに直交する２種の空気通
路を交互に積層するように構成されており、これら各空
気通路にファン装置から室内空気及び外気を送り込んで
熱交換させるようになっている。

ところが、上記構成の熱交換イ：における熱の移動形態
は、伝熱板を隔てて流れる両空気間の温度差に基づき伝
熱する熱透過形であるから、伝熱板の熱抵抗のために熱
交換効率を十分に高めることができない。しかも、空気
通路の内面の大部分を構成する波板は熱交換にほとんど
寄ｔ５せず、実際に熱交換に寄与するのは空気通路内面
の一部に過ぎない伝熱板部分のみであって、この而から
も熱交換効率か低く抑えられる傾向にある。このように
従来の熱交換器は熱交換効率が未だ十分でないため、十
分な熱交換量を確保するには熱交換器自体を人形化する
必要があり、結局、換気装置全体が大形化するという欠
点があった。

斯かる問題に対処すべく、例えば特開昭５５−１０７８
４８号公報に記載された構成も考えられている。これは
、蓄熱性材料により形成した円板を所定の空隙を隔てて
多数積層して積層翼車を構成し、これを正逆回転させる
ことにより横断気流を交り一に逆向きに生じさせて吸気
及び排気を交互に行わせるようにしたものである。この
構成によれば、同一の空気流路を吸気流・排気流が逆方
向に流れるから、熱の移動形態は円板への蓄熱及びこれ
からの放熱により行われるようになり、熱透過形となる
直交流形熱交換器に比べて熱抵抗による制約がないため
、その分熱交換効率が優れるという利点がある。しかし
、上記構成では、積層翼車の特性上、静圧が本来的に小
さいため、送風能力の面で改善の余地が残されていると
いうのが実情である。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べたように、従来の熱交楔形換気装置では、熱交
換効率の而で十分でないため、勢い全体が大形化すると
いう問題があり、これに対処しようとすれば送風能力の
低下を来たすという問題が惹起されたのである。

そこで、本発明の目的は、十分な送風能力を確保できな
がら、しかも熱交換効率を大幅に向上させ得て小形化を
図ることができる熱交楔形換気装置を提供するにある。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 本発明の熱交楔形換気装置は、通気路に排気用及び吸気
用の各遠心送風翼車を配設し、これらの遠心送風翼車の
うちの少なくとも一方に蓄熱性を与えると共に、前記各
遠心送風翼車を交互に回転駆動することにより前記通気
路に排気流と吸気流とを交互に流して蓄熱性を存する前
記遠心送風翼車への蓄熱及びこれからの放熱によって熱
交換させるところに特徴を何するものである。

（作用） 排気用及び吸気用の各遠心送風翼車を、交互に回転駆動
させると、通気路に交互に排気流及び吸気流が生ずる。

少なくとも一方の遠心送風翼車には蓄熱性が与えられて
いるから、例えば排気流か高、Ｒであるときには排気時
に蓄熱性がある遠心送風翼車に蓄熱され、この熱が次い
で流れる吸気流に与えられて吸気流が加熱される。この
際の熱交換は、直交流形熱交換器のような伝熱板を隔て
た透過形の熱移動によらず、同一の通気路を交互に流れ
る排気流・吸気流間での蓄熱性遠心送風翼車を介した直
接的熱移動によるから、熱交換効率が飛躍的に向１−シ
、小形であっても十分な熱交換量を得ることができる。

更には、遠心形の送風翼車であるから、小形であっても
、十分な静圧・送風はを確保することができる。

（実施例） 以下本発明の第１実施例につき第１図乃至第３図を参照
して説明する。

先ず第１図には本実施例に係る熱交楔形換気装置の全体
的構成が示されており、同図に示すように、外殻１は、
矩形の枠体２の前後に前面板３及び背面板４を取付けて
偏〒な箱形をなすように構成され、その前面板３の左寄
り部分には通気口５が形成され、背面板４の右寄り部分
には通気口６が形成されている。この構成とした外殻１
は例えば室壁７に取付けられ、その室壁７を１通ずるダ
クト８が背面板４の通気口６に連結されている。

そして、外殻１内には、遠心送風翼車のためのケーシン
グとして一般的な形状の第１及び第２のケーシング９，
１０をそれらの吐出口９ａ、１０ａにて一連に連ねた形
態のケーシング体１１が配設されている。そのケーシン
グ体１１は、第１のケーシング９の吸気口９ｂを前面板
３の通気口５に対応させ、且つ第２のケーシング１０の
吸気側の面を背面板４の通気ロ６形成部分により１１１
鎖するようにして外殻１内に設けられており、もって前
面板３の通気口５、第１のケーシング９、第２のケーシ
ング１０、前面板３の通気口６及びダクト８を順に介し
て室内外を連通させる通気路をｔｊ４成している。この
通気路を構成するケーシング体１１のうち第１のケーシ
ング９内の略中央には回転軸１２ａを室内側に指向させ
た第１のモータ１２が支持脚１３を介して固定され、第
２のケーシング１０内の略中央には回転軸１４ａを室外
側に指向させた第２のモータ１４が支持脚１５を介して
固定されている。そして、第１及び第２のモータ１２．
１４の各回転軸１２ａ、１４ａには夫々第１及び第２の
ケーシング９，１０内に位置するように第１及び第２の
遠心送風翼車１６，１７が直結されている。

ここで、各遠心送風翼車１６．１７につき詳述するが、
これらは共に同一の構成であるので、第１の遠心送風翼
車１６についてのみ第２図及び第３図を参照して説明す
る。図中、１８は外周形状が円形をなす端板で、その中
央部には第１のモータ１２を包囲するような膨出部１８
ａが形成され、この端板１８のうち膨出部１８ａの突出
側の面に環状をなす波板１９及び環状板２０が交互に多
数積層されている。波板１９及び環状板２０は共に端板
１８の外径寸法と略同−であって、且つ同一の内外径比
で、共に蓄熱性材料例えば０．２ｍ＋ｓ厚の塩化ビニル
樹脂により形成されている。また、各波板１９は、放射
方向に延びる多数の突条１９ａを全周にわたり等間隔に
配置した形態で、従って隣接する突条１９ａ間の間隔は
外周側稈広くなっている。一方、端板１８のうち環状板
２０及び波板１９の内外周縁に沿う部分には、夫々例え
ば６本計１２本の位置決めピン２１が突設され、１つこ
れらに対応して波板１９及び環状板２０に切欠部１９ｂ
、２０ａが形成されている。そして、各波板１９及び環
状板２０は、夫々の切欠部１９ｂ。

２０ａを各ピン２１に嵌め込みながら交互に積層され、
最終段の環状板２０をピン２１に接着することにより各
波板１９及び環状板２０が積層状態に保持されている。

斯かる積層状態とすることにより、波板１９と環状板２
０との間に多数の空気流路２２が放射状に区画形成され
て第３図に示すように第１の遠心送風翼巾１６が構成さ
れ、且つ波板１９及び環状Ｎ２０を蓄熱性材料により形
成したことからこの遠心送風翼車１６は蓄熱性を有して
いる。このような（ｂ成において遠心送風翼車１６が回
転駆動されると、各空気流路２２の外周側程周速が大き
くなることによる静圧１−昇及びその空気流路２２が外
周側程流路断面積が大きくなることによる流速の減少に
よる静圧」二昇が生ずるので、遠心送風翼車翼車機能し
空気が内周側から外周側に送出されることになる。以上
の構成とした第１及び第２の各遠心送風翼車１６，１７
は、夫々の端板１８の膨出部１８ａをモータに被せるよ
うにして第１及び第２の各モータ１２．１４の回転軸１
２ａ、１４ａに増付けられている。そして、第１及び第
２の各モータ１２，１４は、換気装置の図示しない運転
スイッチをオン操作すると、図示しないタイマー装置に
より例えば１分間づつ交互に通電されるようになってお
り、これにて第１及び第２の各遠心送風翼車１６，１７
が１分間づつ交互に回転駆動される。

次に、本実施例の作用につき説明する。運転スイッチを
オン操作すると、まず１分間だけ第１のモータ１２のみ
に通電されて第１の遠心送風翼車１６が回転駆動され、
第２の遠心送風翼車１７は停止状態を維持する。ここで
、第１の遠心送風翼車１６が回転する結果、その空気流
路２２内を内周側から外周側に向かって流れる気流が生
ずるため、室内空気が背面板３の通気口５から第１のケ
ーシング９内に吸引されてその吐出口９ａから第２のケ
ーシング１０内に流入し、停止ヒしている第２の遠心送
風翼巾１７の空気流路２２内を外周側から内周側に向か
って流れ背面板４の通気口６及びダクト８を通って室外
へ送出される。このようにケーシング体１１内を室外側
に向かって流れる排気流の様子を第１図に黒塗りの矢印
をもって示す。この排気状態が１分間継続すると、次い
でタイマー装置により第１のモータ１２が断電されてこ
れに代わり第２のモータ１４が１分間たけ通電されるた
め、今度は第１の遠心送風翼車１４が停止Ｉ６シて第２
の遠心送風翼車１７のみが回転駆動される。すると、第
２の遠心送風翼１ｉ１７の回転により、その空気流路２
２内を内周側から外周側に向かって流れる気流が生ずる
ため、外気が今度はダクト８から第２のケーシング１０
内に吸引され、その吐出口１０ａから第１のケーシング
９内に流入し、停止トしている第１の遠心送風翼車１６
の空気流路２２内を外周側から内周側に向かって流れ前
面板３の通気口５から室内に送出される。このようにケ
ーシング体１１内を室内側に向かって流れる吸気流の（
，１子を第１図に白抜きの矢印をもって示す。この吸気
状態が１分間だけ継続すると、タイマー装置の切替わり
により再び第１のモータ１２、次いで第２のモータ１４
の順で交互に１分づつ通電が繰返され、結局、ケーシン
グ体１１内を排気流と吸気流とが交互に流れることにな
る。

さて、今、冬期にあって暖房中の室内の換気を行ってい
るとする。この場合には、室内空気は高；Ｈで、外気は
低温である。従って、ケーシング体１１内に室内空気の
排気流が流れる排気状態では、その排気流が各遠心送風
翼車１４．１６の空気流路２２内を順に流れる際に、蓄
熱性材料にて形成した波板１９及び環状板２０が暖めら
れてこれに蓄熱される。そして、排気状態が１分間継続
した後、今度は吸気状態となってケーシング体１１内を
吸気流が流れるようになると、その吸気流は、第２及び
第１の遠心送風翼車１６．１４の空気流路２２内を順に
流れる際に排気状態において蓄熱された波板１９及び環
状板２０からの放熱により加熱され、暖かくなって室内
に送出される。このように排気状態で各遠心送風翼車１
４．１６に蓄熱され、吸気状態で遠心送風ｇ：ｔ−ｔｆ
１４，１６から放熱されることが繰返されるため、排気
流の熱が吸気流により回収され、これにて、暖房時に換
気を行って室内の汚れた空気を排気し且つ清浄な空気を
吸気しながら、熱損失を防ぐことができるものである。

このように本実施例は、ケーシング体１１内に排気流と
吸気流とを交互に流し、各遠心送風翼車１４．１６への
蓄熱及びこれからの放熱を利用して熱交換させるように
したところに特徴をａする。

この場合の熱の移動形態は、従来の直交流形熱交換器に
おけるような伝熱板を隔てた透過形の熱移動によらず、
高温の排気流が遠心送風翼車１４゜１６に直接触れて蓄
熱し、且つ低温の吸気流が蓄熱された遠心送風翼車１４
，１６から直接加熱される直接的熱移動形態を採るから
、熱伝達効率が極めて優れる。しかも、各遠心送風翼車
１４，１６の空気流路２２の内面全域が熱交換に寄与す
るから、熱交換面積が伝熱板部分に限られる従来の直交
流形熱交換器に比べて飛躍的に増大し、総じて熱交換効
率が大幅に向上する。このような高い熱交換効率を得ら
れることは、その機能を受は持つ遠心送風翼車１４．１
６を小形化できることを意味し、その遠心送風翼車１４
，１６が熱交換機能に加えて送風機能を有し専用の送風
装置を必要としないこととあいまって、換気装置全体の
大幅な小形化・薄形化を１１能にする。更には、遠心送
風翼＋１４．１６は多数の空気流路２２を放射状に形成
した遠心形であるから、前述した特開昭５５−１０７８
４８号公報に示された積層翼車形のものに比べて静圧・
送風はを大幅に増大させて送風能力を高めることができ
る。また、特に第１及び第２の両遠心送風翼車１４．１
６をケーシング体１１内に横に・ｌトベて配置した形態
とした本実施例によれば、従来のものに比べて著しい薄
形化を可能にすることができる。尚、−１１記実施例で
は、室内の暖房時に換気を行う場合について説明したが
、これに限られず夏期等において室内の冷房時に換気を
行う場合であっても、高温の外気を排気流によって冷却
しながら室内に吸入することができるので、冷房効果を
損うことなく換気を行ない得ることは勿論である。

第４図は本発明の第２実施例を示す。前記第１実施例と
の相違は、吸気用の第２の遠心送風翼車２３を一般的な
遠心形の多翼ファンとしたところにあり、その他の点は
前記第１実施例と同一であるので、同一部分に同一符号
を付して説明を省略する。斯かる構成としても、排気時
に第１の遠心送風翼車１６の空気流路２２に内周側から
外周側に向けて空気が流れる際にこれに蓄熱され、吸気
時に同じく第１の遠心送風翼車１６の空気流路２２に外
周側から内周側に向けて空気が流れる際に遠心送風翼車
１６から放熱されるので、排気流と吸気流との間で熱交
換を行うことができ、第１実施例と同様な効果を奏する
。

尚、本発明は上記し且つ図面に示す各実施例に限定され
るものではなく、例えば遠心送風翼車に蓄熱性を与える
ためには、必ずしも遠心送風翼車を蓄熱性材料にて形成
するものに限らず、第５図に示すように、一般的な遠心
形の多翼ファン２４の内周側に例えば熱容量の大きな繊
維を集合させて形成した通気性を有する蓄熱材２５を配
置する構成としてもよい。その他、本発明は要旨を逸脱
しない範囲内で種々変形して実施することができるもの
である。

［発明の効果］ 以」二述べたように、本発明は通気路に排気用及び吸気
用の各遠心送風翼車を配設し、これらの遠心送風翼車の
うちの少なくとも一方に蓄熱性を与えると共に、各遠心
送風翼車を交互に回転駆動して排気流と吸気流とを交互
に生じさせて遠心送風翼車への蓄熱及びこれからの放熱
により熱交換させるようにしたところに特徴を何するも
ので、これにて熱交換効率が飛躍的に向上して全体の小
形化を図り得ると共に、十分な送風能力を得ることがで
きるという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の第１実施例を示し、第１図
は全体の横断面図、第２図は遠心送風翼車の分解斜視図
、第３図は遠心送風翼車の斜視図、第４図は本発明の第
２実施例を示す第１図相当図、第５図は遠心送風翼車の
変形例を示す斜視図である。 図面中、１１はケーシング体（通気路）、１６は第１の
遠心送風翼車、１７．２３は第２の遠心送風翼車、２２
は空気流路である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、通気路に排気用及び吸気用の各遠心送風翼車を配設
   し、これらの遠心送風翼車のうちの少なくとも一方に蓄
   熱性を与えると共に、前記各遠心送風翼車を交互に回転
   駆動することにより前記通気路に排気流と吸気流とを交
   互に流して蓄熱性を有する前記遠心送風翼車への蓄熱及
   びこれからの放熱によって熱交換させるようにしたこと
   を特徴とする熱交換形換気装置。