JPWO2017006428A1 - 熱交換換気装置 - Google Patents

Abstract

熱交換換気装置は、熱交換素子と、熱交換素子のうち第１の方向に沿って延びる辺に取り付けられる枠（４ａ）と、熱交換素子を内部に収容し、熱交換素子を第１の方向に沿って挿抜可能とする開口が形成された箱体と、箱体の内部に設けられて、枠（４ａ）と嵌り合うレールと、を備える。レールのうち枠（４ａ）と対向する面には、開口から熱交換素子の挿入方向における奥側に向かうにしたがって熱交換素子に近づく第１の傾斜面が形成され、枠（４ａ）のうちレールと対向する面（１４）には、開口から熱交換素子の挿入方向における奥側に向かうにしたがって熱交換素子に近づいて第１の傾斜面と当接する第２の傾斜面（１４ａ）が形成される。

Description

本発明は、給気流と排気流との間で熱交換を行いながら換気を行う熱交換換気装置に関する。

建物内の換気を行う換気装置として、給気流と排気流との間で熱交換させる熱交換素子を箱体の内部に備えた熱交換換気装置が用いられている。熱交換素子は、箱体に形成された開口を通して挿抜可能に箱体内に収容される。熱交換素子を挿抜する際の熱交換素子のスライド移動を案内するとともに、箱体の内部での熱交換素子の位置決めを行うレールが箱体の内部に設けられた構成が特許文献１に開示されている。

特開２００１−２６３７５２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された熱交換換気装置では、熱交換素子を円滑にスライド移動させるために、熱交換素子とレールとの間にはある程度の隙間が必要となる。また、レールと熱交換素子との当接部分を挟んで、給気流が通過する給気風路と、排気流が通過する排気風路とが隣接している。そのため、レールと熱交換素子との間に隙間を通して、給気風路および排気風路の一方の風路から他方の風路へ気流が漏れることで、排気流に含まれる汚染要素の給気流への混入および熱交換効率の低下が問題となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、熱交換素子の円滑なスライド移動および熱交換素子とレールとの気密性の向上を図ることのできる熱交換換気装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、第１の方向に沿って延びるとともに第１の方向に垂直な面で切断した切断面が多角形となる柱状形状を呈する熱交換素子と、熱交換素子のうち第１の方向に沿って延びる辺に取り付けられる枠と、熱交換素子を内部に収容し、熱交換素子を第１の方向に沿って挿抜可能とする開口が形成された箱体と、箱体の内部に設けられて、枠と嵌り合うレールと、を備える。レールのうち枠と対向する面には、開口から熱交換素子の挿入方向における奥側に向かうにしたがって熱交換素子に近づく第１の傾斜面が形成され、枠のうちレールと対向する面には、開口から熱交換素子の挿入方向における奥側に向かうにしたがって熱交換素子に近づいて第１の傾斜面と当接する第２の傾斜面が形成される。

本発明にかかる熱交換換気装置は、熱交換素子の円滑なスライド移動および熱交換素子とレールとの気密性の向上を図ることができるという効果を奏する。

実施の形態１にかかる熱交換換気装置の側面断面図 実施の形態１にかかる熱交換換気装置の平面断面図 実施の形態１における熱交換素子の分解斜視図 実施の形態１における枠の三面図 実施の形態１における枠の三面図 実施の形態１における熱交換素子を挿入方向に沿って見た図 実施の形態１におけるレールの平面図 実施の形態１におけるレールの正面図 図７に示すＡ−Ａ線に沿った断面図 図７に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図 実施の形態１における熱交換素子がレールに支持された状態を示す平面図 図１１に示すＣ−Ｃ線に沿った断面図 図１１に示すＤ−Ｄ線に沿った断面図 図１１に示すＥ−Ｅ線に沿った断面図 図１１に示すＦ−Ｆ線に沿った断面図 図１１に示すＧ−Ｇ線に沿った断面図

以下に、本発明の実施の形態にかかる熱交換換気装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる熱交換換気装置の側面断面図である。図２は、実施の形態１にかかる熱交換換気装置の平面断面図である。熱交換換気装置１０は、天井裏の空間に取付けられ、ダクト（図示せず）を通じて給排気する。熱交換換気装置１０は、内部に給気風路（図１に矢印Ｖで示す風路）と排気風路（図１に矢印Ｗで示す風路）とが形成された箱体１１と、箱体１１の内部に収容された熱交換素子１とを備える。熱交換素子１は、給気風路を通過する給気流と排気風路を通過する排気流との間で熱交換を行わせる。給気風路に設けられた給気送風機３ａは、給気風路内に矢印Ｖに示す方向に向かう気流を発生させる。排気風路に設けられた排気送風機３ｂは、排気風路内に矢印Ｗに示す方向に向かう気流を発生させる。

図３は、実施の形態１における熱交換素子１の分解斜視図である。熱交換素子１は、矢印Ｘに示す第１の方向に沿って延びるとともに第１の方向に垂直な面で切断した切断面が四角形となる柱状形状を呈する。熱交換素子１には、詳細な構成の図示は省略するが、複数の仕切板が第１の方向に沿って間隔を空けて積層されている。仕切板を挟んだ一方側に給気流が通過し、他方側に排気流が通過することで、仕切板を挟んで熱交換が行われる。箱体１１には、熱交換素子１を挿抜可能とする開口１１ａが形成されている。開口１１ａは、パネル１２によって塞がれる。熱交換素子１は、図２および図３に矢印Ｘで示した方向に熱交換素子１をスライド移動させることで、開口１１ａを通して箱体１１の内部への熱交換素子１の挿入が行われる。また、矢印Ｘに示す方向と逆方向に熱交換素子１をスライド移動させることで、開口１１ａを通して箱体１１の内部からの熱交換素子１の抜き取りが行われる。なお、以下の説明において、矢印Ｘに示す方向、すなわち第１の方向を、単に挿入方向ともいい、その反対方向を抜き取り方向ともいう。

熱交換素子１のうち、挿入方向に沿って延びる４つの辺には、挿入方向に沿って延びる枠４ａ，４ｂが取り付けられる。枠４ａ，４ｂは、箱体１１の内部に設けられたレール７（図１を参照）と嵌り合う。

図４は、実施の形態１における枠４ａの三面図である。図５は、実施の形態１における枠４ｂの三面図である。図６は、実施の形態１における熱交換素子１を挿入方向に沿って見た図である。枠４ａ，４ｂは、熱交換素子１と対向する面である対向面１４が、枠側傾斜面（第２の傾斜面）１４ａと枠側平行面（第２の平行面）１４ｂとに分けられている。枠側傾斜面１４ａと枠側平行面１４ｂとは、挿入方向と垂直な方向に並べて形成されている。これは、枠側傾斜面１４ａと枠側平行面１４ｂとが長手方向となる辺同士が隣接するように形成されていると換言できる。

枠側傾斜面１４ａは、熱交換素子１の挿入方向における奥側に向かうにしたがって、熱交換素子１に近づく面となっている。また、枠側平行面１４ｂは、枠４ａ，４ｂが取り付けられる熱交換素子１の辺と平行な面となっている。図６に示すように、点対称の対称点１５を中心に１８０°回転させた場合に、互いに重なる枠４ａ，４ｂ同士は、枠側傾斜面１４ａと枠側平行面１４ｂとの並びが逆になる。具体的には、図６において、熱交換素子１の左右の辺に取り付けられた枠４ａ，４ｂは、枠側傾斜面１４ａが枠側平行面１４ｂの上に並ぶが、その状態から対称点１５を中心に１８０°回転させた場合には、枠側傾斜面１４ａが枠側平行面１４ｂの下に並ぶようになる。

図７は、実施の形態１におけるレール７の平面図である。図８は、実施の形態１におけるレール７の正面図である。図９は、図７に示すＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１０は、図７に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図である。レール７は、箱体１１の内部に取り付けられる。レール７は、箱体１１の内部に熱交換素子１が収容された状態で、枠４ａ，４ｂが嵌まる位置に設けられる。

レール７は、熱交換素子１に取り付けられた枠４ａ，４ｂと対向する面である対向面１６が、レール側傾斜面（第１の傾斜面）１６ａとレール側平行面（第１の平行面）１６ｂとに分けられている。レール側傾斜面１６ａは、熱交換素子１の挿入方向における奥側に向かうにしたがって、熱交換素子１に近づく面となっており、上述した枠側傾斜面１４ａと平行となる。また、レール側平行面１６ｂは、枠４ａ，４ｂが取り付けられる熱交換素子１の辺と平行な面となっている。レール側傾斜面１６ａとレール側平行面１６ｂとは、挿入方向と垂直な方向に並べて形成されている。これは、レール側傾斜面１６ａとレール側平行面１６ｂとが長手方向となる辺同士が隣接するように形成されていると換言できる。

本実施の形態１では、箱体１１の内部には、開口１１ａを通して挿入された２個の熱交換素子１が挿入方向に並べて配置される。そのため、レール７は、挿入方向に沿った長さが、熱交換素子１の２個分の長さとなっている。

レール７の対向面１６は、挿入方向手前側に収容された熱交換素子１に取り付けられた枠４ａ，４ｂと対向する手前側対向面１７と、挿入方向奥側に収容された熱交換素子１に取り付けられた枠４ａ，４ｂと対向する奥側対向面１８とに分けられる。レール７は、手前側対向面１７と、奥側対向面１８とで、レール側傾斜面１６ａとレール側平行面１６ｂとの並びが逆になっている。

図７では、手前側対向面１７では、レール側傾斜面１６ａがレール側平行面１６ｂの上方に形成され、奥側対向面１８では、レール側傾斜面１６ａがレール側平行面１６ｂの下方に形成されている。

図１１は、実施の形態１における熱交換素子１がレール７に支持された状態を示す平面図である。図１２は、図１１に示すＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図１３は、図１１に示すＤ−Ｄ線に沿った断面図である。図１４は、図１１に示すＥ−Ｅ線に沿った断面図である。図１５は、図１１に示すＦ−Ｆ線に沿った断面図である。図１６は、図１１に示すＧ−Ｇ線に沿った断面図である。図１３から図１６では、上部に設けられたレール７と枠４ａとの嵌め合い部分を拡大して示している。

挿入方向奥側に収容される熱交換素子１と、挿入方向手前側に収容される熱交換素子１とでは、対称点１５を中心として１８０°異なった姿勢で箱体１１の内部に挿入される。挿入方向奥側に挿入される熱交換素子１は、レール７の手前側対向面１７部分を通過する際に、枠４ａ，４ｂの枠側傾斜面１４ａがレール側平行面１６ｂと対向する位置を通過し、枠側平行面１４ｂがレール側傾斜面１６ａと対向する位置を通過する。この際、枠側傾斜面１４ａがレール側平行面１６ｂに引っ掛からずに、挿入方向奥側まで熱交換素子１を挿入されるためには、手前側対向面１７に形成されたレール側平行面１６ｂは、挿入方向奥側に挿入される熱交換素子１に取り付けられた枠４ａ，４ｂの枠側傾斜面１４ａが通過する領域を避けて形成されている必要がある。

レール７の手前側対向面１７部分を通過した熱交換素子１が、奥側対向面１８部分まで挿入されると、図１５および図１６に示すように、枠側傾斜面１４ａがレール側傾斜面１６ａに当接して、熱交換素子１の位置決めがなされる。また、熱交換素子１を挿入方向に押し込むことで、枠側傾斜面１４ａとレール側傾斜面１６ａとの気密性を高めることができるため、給気風路と排気風路との間での空気の混入を抑制することができる。これにより、排気流に含まれる汚染要素の給気流への混入および熱交換効率の低下の抑制を図ることができる。なお、枠側傾斜面１４ａがレール側傾斜面１６ａに当接するまでは、枠側傾斜面１４ａとレール側傾斜面１６ａとの間には隙間が形成されるため、熱交換素子１の円滑な挿入が可能となる。また、熱交換素子１を抜き取り方向に移動させればすぐに隙間が形成されるため、円滑な抜き取りが可能となる。奥側対向面１８では、挿入方向手前側に挿入される熱交換素子１の枠側傾斜面１４ａを、レール側平行面１６ｂに対向する領域に通過させる必要がないため、図９、図１０、図１３から図１６に示すように、奥側対向面１８におけるレール側平行面１６ｂは、手前側対向面１７におけるレール側平行面１６ｂよりも熱交換素子１側に形成されていてもよい。

挿入方向手前側に挿入される熱交換素子１は、手前側対向面１７部分において、図１３および図１４に示すように、枠側傾斜面１４ａがレール側傾斜面１６ａに当接して、熱交換素子１の位置決めがなされる。また、熱交換素子１を挿入方向に押し込むことで、枠側傾斜面１４ａとレール側傾斜面１６ａとの気密性を高めることができるため、給気風路と排気風路との間での空気の混入を抑制することができる。これにより、排気流に含まれる汚染要素の給気流への混入および熱交換効率の低下の抑制を図ることができる。なお、枠側傾斜面１４ａがレール側傾斜面１６ａに当接するまでは、枠側傾斜面１４ａとレール側傾斜面１６ａとの間には隙間が形成されるため、熱交換素子１の円滑な挿入が可能となる。また、熱交換素子１を抜き取り方向に移動させればすぐに隙間が形成されるため、円滑な抜き取りが可能となる。なお、レール７の対向面１６の両側に形成されて挿入方向に沿って延びる壁２０によっても、枠４ａ，４ｂすなわち熱交換素子１の位置決めがなされる。

このように、レール７の手前側と奥側で、レール側傾斜面１６ａとレール側平行面１６ｂの並びを異ならせるとともに、熱交換素子１の姿勢を変化させることで枠４ａ，４ｂの枠側傾斜面１４ａと枠側平行面１４ｂの並びを異ならせることができるようにしたことで、挿入方向に２個の熱交換素子１を並べつつ、傾斜面１４ａ，１６ａ同士の当接による熱交換素子１の位置決めおよび傾斜面１４ａ，１６ａ同士が当接するまでの隙間の形成による挿入作業の円滑化を図ることのできる熱交換換気装置１０を得ることができる。

また、レール７に形成されたレール側傾斜面１６ａに当接する熱交換素子１側の傾斜面を、熱交換素子１に取り付けられる枠４ａ，４ｂに形成したので、熱交換素子１に傾斜面を形成するよりも加工費用を抑えることができる。熱交換素子１に傾斜面を形成するためには、積層後に傾斜面が形成されるように積層前の仕切板の形状を予め異ならせておくか、仕切板の積層後に熱交換素子１の切断等により傾斜面を形成することが考えられる。仕切板の形状を予め異ならせる場合には、大きさの異なる多数の仕切板を用意する必要があり、さらに仕切板の積層順も守る必要があるため、製造コストが増大する。また、仕切板の積層後に熱交換素子１をする場合には、仕切板が間隔を空けて積層された熱交換素子１は、柔らかいために加工が難しく、十分な加工精度を得るために加工費用が増大する。一方、本実施の形態１では、上述したように、枠４ａ，４ｂに傾斜面を形成することで、加工費用を抑えることができる。

また、図２に示すように、箱体１１の開口１１ａを塞ぐパネル１２に対して、熱交換素子１に当接して熱交換素子１を挿入方向に付勢する付勢部１２ａを設ければ、パネル１２で開口１１ａを防ぐことで枠側傾斜面１４ａとレール側傾斜面１４ｂとの気密性をより一層向上させて、給気風路と排気風路との間での空気の混入をより確実に抑制することができる。

また、レール７を板材で形成することで、レール７の両面に傾斜面と平行面を形成することが可能となる。この場合、いずれの面を熱交換素子１側に向けるか選択することで、傾斜面と平行面の配置を変更することができるため、レール７の種類を抑えることが可能となる。なお、レール７のどちらの面であっても熱交換素子１側に向けて取り付けることができるように、図１３から図１６に示すように、取付け用のボス１９も一方の面側と他方の面側の両方に形成されている。

また、熱交換素子１の切断面の形状は、四角形に限られない。また点対称ではない多角形であってもよい。熱交換素子１の挿入方向に沿って延びるすべての辺に枠が取り付けられていなくてもよい。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 熱交換素子、３ａ 給気送風機、３ｂ 排気送風機、４ａ，４ｂ 枠、７ レール、１０ 熱交換換気装置、１１ 箱体、１１ａ 開口、１２ パネル、１２ａ 付勢部、１４ 対向面、１４ａ 枠側傾斜面（第２の傾斜面）、１４ｂ 枠側平行面（第２の平行面）、１５ 対称点、１６ 対向面、１６ａ レール側傾斜面（第１の傾斜面）、１６ｂ レール側平行面（第１の平行面）、１７ 手前側対向面、１８ 奥側対向面、１９ ボス、２０ 壁。

Claims (4)

1. 第１の方向に沿って延びるとともに前記第１の方向に垂直な面で切断した切断面が多角形となる柱状形状を呈する熱交換素子と、
   前記熱交換素子のうち前記第１の方向に沿って延びる辺に取り付けられる枠と、
   前記熱交換素子を内部に収容し、前記熱交換素子を前記第１の方向に沿って挿抜可能とする開口が形成された箱体と、
   前記箱体の内部に設けられて、前記枠と嵌り合うレールと、を備え、
   前記レールのうち前記枠と対向する面には、前記開口から前記熱交換素子の挿入方向における奥側に向かうにしたがって前記熱交換素子に近づく第１の傾斜面が形成され、
   前記枠のうち前記レールと対向する面には、前記開口から前記熱交換素子の挿入方向における奥側に向かうにしたがって前記熱交換素子に近づいて前記第１の傾斜面と当接する第２の傾斜面が形成されることを特徴とする熱交換換気装置。
2. 前記熱交換素子は、前記挿入方向に２つ並べて前記箱体の内部に収容され、
   前記レールのうち前記枠と対向する面には、前記第１の傾斜面に対して前記第１の方向と垂直な方向に隣接するとともに、前記枠が取り付けられる辺と平行な第１の平行面が形成され、
   前記枠のうち前記レールと対向する面には、前記第２の傾斜面に対して前記第１の方向と垂直な方向に隣接するとともに、前記枠が取り付けられる辺と平行な第２の平行面が形成され、
   挿入方向手前側に収容された前記熱交換素子に取り付けられた前記枠と、挿入方向奥側に配置された前記熱交換素子に取り付けられた前記枠とでは、前記第２の傾斜面と前記第２の平行面との並びが逆になっており、
   前記レールは、挿入方向手前側に収容された前記熱交換素子に取り付けられた前記枠と対向する領域と、挿入方向奥側に配置された前記熱交換素子に取り付けられた前記枠と対向する領域とで、前記第１の傾斜面と前記第１の平行面との並びが逆になっていることを特徴とする請求項１に記載の熱交換換気装置。
3. 前記熱交換素子を前記第１の方向に垂直な面で切断した切断面は、点対称となる多角形であり、対称点を中心に１８０°回転させた場合に、互いに重なる前記枠同士は、前記第２の傾斜面と前記第２の平行面との並びが逆になることを特徴とする請求項２に記載の熱交換換気装置。
4. 前記熱交換素子は、前記開口を覆うパネルによって挿入方向側に付勢されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の熱交換換気装置。

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