JPWO2017072903A1 - 風路切換装置及び熱交換換気装置 - Google Patents

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Abstract

排気風路(7)と、排気風路(7)から分岐したバイパス風路(19)とを備えた熱交換換気装置(50)に設けられて熱交換換気装置(50)内で排気風路(7)及びバイパス風路(19)のいずれに気流を通すかを切り替える風路切換装置(18)であって、熱交換換気装置(50)の底面(1b)と平行な方向に回転軸を持つ第1の風路切換部材を有する第1の風路切換ユニットと、熱交換換気装置(50)の底面(1b)と垂直な方向に回転軸を持つ第2の風路切換部材を有する第2の風路切換ユニットとを備え、第1及び第2の風路切換部材の回動位置により室内からケーシング(1)に取り込んだ空気を排気風路(7)に導くか、バイパス風路(19)に導くかを切り換える。

Description

本発明は、第1の通風路と、第1の通風路から分岐した第2の通風路とを備えた機器に設けられて機器内で第1の通風路及び第2の通風路のいずれに気流を通すかを切り替える風路切換装置及びこれを用いた熱交換換気装置に関する。
今日では、外気と室内空気との間で熱交換素子により熱交換を行いながら換気する熱交換換気と、熱交換素子による熱交換は行わずに換気する普通換気とを切り換えて空気調和を行う風路切換式の熱交換換気装置が開発されている。風路切替式の熱交換換気装置の多くは、外気を取り込んで熱交換素子経由で室内に吹き出す給気通風路と、室内空気を取り込んで熱交換素子経由で室外に吹き出す排気通風路と、室内空気を取り込んで熱交換素子を迂回させて室外に吹き出すバイパス通風路とを有している。
バイパス通風路は、熱交換素子の上流側で排気通風路から分岐しており、分岐部には風路切換装置が設けられる。熱交換換気を行うときには、風路切換装置によりバイパス通風路が閉にされる一方で、排気通風路が開にされる。したがって、給気通風路に取り込まれた外気と排気通風路に取り込まれた室内空気とが熱交換素子を経由し、外気と室内空気との間で熱交換素子を介して熱交換が行われる。
また、普通換気運転を行うときには、風路切換装置により排気通風路が閉にされる一方で、バイパス通風路が開にされ、バイパス通風路に取り込まれた室内空気は熱交換素子を迂回して室外に吹き出される。したがって、外気と室内空気との間での熱交換が実質的に起こらない。
熱交換換気装置の低騒音化、信頼性向上又は動力費の低減のために、特許文献1に開示されるような風路切換装置が開発されている。
熱交換換気装置の還気吸込口はケーシングの側面にあり、多くは給気吹出口又は外気吸込口と並列に配列される。天井埋め込み式の熱交換換気装置は、天井懐に収まる製品とするために製品の高さ寸法を小さくすることが望まれている。
旧来の熱交換換気装置は、吹出口及び吸込口が丸ダクト又は正方形ダクトであったため、特許文献1に開示される風路切換装置は、吹出口又は吸込口の開口と同等の大きさとすればよかった。
特許第4860000号公報
熱交換換気装置は、製品高さ寸法を小さくしつつ大風量の製品を得るために、吹出口及び吸込口を長方形ダクトにすることが求められている。特許文献1に開示される風路切換装置は、風路の切換を一つの風路切換板で行っているため、吸込口が長方形ダクトの熱交換換気装置に適用すると、大型化及び構造の複雑化が生じていた。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、大型化及び構造の複雑化を防止しつつ、室内側吸込口が長方形ダクトの熱交換換気装置に適用可能である風路切換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の通風路と、第1の通風路から分岐した第2の通風路とを備えた機器に設けられて機器内で第1の通風路及び第2の通風路のいずれに気流を通すかを切り替える風路切換装置であって、機器の底面と平行な方向に回転軸を持つ第1の風路切換部材を有する第1の風路切換ユニットと、機器の底面と垂直な方向に回転軸を持つ第2の風路切換部材を有する第2の風路切換ユニットとを備える。本発明は、第1及び第2の風路切換部材の回動位置により室内からケーシングに取り込んだ空気を第1の通風路に導くか、第2の通風路に導くかを切り換える。
本発明に係る風路切換装置は、大型化及び構造の複雑化を防止しつつ、室内側吸込口が長方形ダクトの熱交換換気装置に適用可能であるという効果を奏する。
本発明の実施の形態に係る熱交換換気装置の熱交換換気時の状態を示す斜視図 実施の形態に係る熱交換換気装置の熱交換換気時の状態を示す側面図 実施の形態に係る熱交換換気装置の普通換気時の状態を示す斜視図 実施の形態に係る熱交換換気装置の普通換気時の状態を示す側面図 実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の熱交換換気時の斜視図 実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の熱交換換気時の側面図 実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の普通換気時の斜視図 実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の普通換気時の側面図 実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の第2の風路切換ユニットの熱交換換気時の斜視図 実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の第2の風路切換ユニットの熱交換換気時の側面図 実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の第2の風路切換ユニットの普通換気時の斜視図 実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の第2の風路切換ユニットの普通換気時の側面図
以下に、本発明の実施の形態に係る風路切換装置及び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.
図1は、本発明の実施の形態に係る熱交換換気装置の熱交換換気時の状態を示す斜視図である。図2は、実施の形態に係る熱交換換気装置の熱交換換気時の状態を示す側面図である。図3は、実施の形態に係る熱交換換気装置の普通換気時の状態を示す斜視図である。図4は、実施の形態に係る熱交換換気装置の普通換気時の状態を示す側面図である。なお、図1及び図3では、ケーシング1の天面を部分的に切り欠いてケーシング1の内部を可視化して図示している。また、図2及び図4では、ケーシング1の室内側側面1aを部分的に切り欠いて、ケーシング1の内部を可視化して図示している。また、図1では、バイパス風路仕切り部品20を透過させて熱交換換気装置50の内部を示している。なお、図1から図4の破線の矢印は、給気流を示し、図1及び図2の実線の矢印は排気流を示し、図3及び図4の実線の矢印は、バイパス気流を示している。
熱交換換気装置50の外郭を構成するケーシング1は、室内側側面1a、底面1b、吸込側側面1c、吹出側側面1d、室外側側面1e及び天面1fを有する直方体であり、吸込側側面1cと吹出側側面1dとに開口が形成されている。吸込側側面1cに形成されている開口は、室外側吸込口2及び室内側吸込口4である。吹出側側面1dに形成されている開口は、室内側吹出口3及び室外側吹出口5である。
ケーシング1内には、室外側吸込口2と室内側吹出口3とを連通させて室外の空気を室内に供給する給気風路6と、室内側吸込口4と室外側吹出口5とを連通させて室内の空気を室外に排気する第1の通風路である排気風路7とが形成されている。ケーシング1内には、給気風路6を通過する給気流と排気風路7を通過する排気流との間で熱交換を行う熱交換器10と、給気流を発生させる給気送風機ユニット8と、排気流を発生させる排気送風機ユニット9と、排気流を熱交換器10に通すか迂回させるかを切り替える風路切換装置18とが設置されている。給気風路6と排気風路7とは、全経路にわたり独立して設けられている。熱交換器10は、ケーシング1の中央よりも吸込側側面1c寄りに、給気風路6と排気風路7とに跨がって設置されている。
ケーシング1内には、排気風路7から分岐して熱交換器10を迂回するバイパス風路19が設けられている。バイパス風路19は、第1の通風路である排気風路7から分岐した第2の通風路である。
風路切換装置18は、ケーシング1の中央よりも吸込側側面1c寄りに配置されている。
給気送風機ユニット8及び排気送風機ユニット9は、ケーシング1の中央よりも吹出側側面1d寄りに配置されている。給気送風機ユニット8は、ケーシング1の中央よりも室内側側面1a寄りに配置され、排気送風機ユニット9は、ケーシング1の中央よりも室外側側面1e寄りに配置されている。給気送風機ユニット8及び排気送風機ユニット9は、熱交換器10の二次側に位置している。給気送風機ユニット8及び排気送風機ユニット9は、互いに独立しており、風路仕切り部品12が給気風路6と排気風路7とが交わらないように、二つの送風機ユニットを分離している。
給気風路6は、熱交換器10の二次側に給気送風機ユニット8が設けられている。給気風路6を通過する給気流は、室外側吸込口2からケーシング1内に流入し、室内側側面1a側から見て熱交換器10の左下に位置する熱交換器前給気風路6a及び右上に位置する熱交換器後給気風路6bを通り、給気送風機ユニット前給気風路6c及び給気送風機ユニット後給気風路6dを経由して、吹出側側面1dに設けられている室内側吹出口3から室内側へ吹き出される。
排気風路7は、熱交換器10の二次側に排気送風機ユニット9が設けられている。排気風路7を通過する排気流は、室内側吸込口4からケーシング1内に流入し、室内側側面1a側から見て熱交換器10の左上に位置する熱交換器前排気風路7a及び右下に位置する熱交換器後排気風路7bを通り、排気送風機ユニット前排気風路7c及び排気送風機ユニット後排気風路7dを経由して、吹出側側面1dに設けられている室外側吹出口5から室外側へ吹き出される。
給気流は、室内側側面1a側から見て熱交換器10を左下から右上に向かって通過し、排気流は、室内側側面1a側から見て熱交換器10を左上から右下に向かって通過する。熱交換器10の内部で給気流と排気流とが交差することで、熱交換器10を構成する仕切り壁を介して熱交換が行われる。
バイパス風路19を通過するバイパス気流は、排気送風機ユニット9が運転されることによって生成され、室内側吸込口4からケーシング1内に流入し、風路切換装置18を通り、熱交換器10の上方で、バイパス風路仕切り部品20と天面1fとの間に挟まれたバイパス熱交換器上部風路19aを通り、排気送風機ユニット前排気風路7c及び排気送風機ユニット後排気風路7dを経由して、室外側吹出口5から室外へ吹き出される。
室内側側面1aには、熱交換器10のメンテナンス用のメンテナンス用開口部11が設けられており、メンテナンス用開口部11aは、熱交換器メンテナンスパネル11で塞がれている。熱交換器メンテナンス用パネル11は、熱交換器10の端面と接することで、熱交換器前給気風路6a、熱交換器後給気風路6b、熱交換器前排気風路7a及び熱交換器後排気風路7bと、室内側側面1aのメンテナンス用開口部とを隔てて、空気の漏れを防止する。室内側側面1aには、制御回路を収容する制御箱42が設置されている。
図5は、実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の熱交換換気時の斜視図である。図6は、実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の熱交換換気時の側面図である。図7は、実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の普通換気時の斜視図である。図8は、実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の普通換気時の側面図である。図6及び図8は、第1の側板31を透過させて図示している。
風路切換装置18は、第1の排気風路7eを開閉する第1の風路切換板21及び第1のバイパス風路19bを開閉する第2の風路切換板22を備える第1の風路切換ユニット18aと、第2の排気風路7fを開閉する第3の風路切換板35を備える第2の風路切換ユニット18bとを有する。第1の風路切換板21及び第2の風路切換板22は、第1の風路切換部材であり、第3の風路切換板35は、第2の風路切換部材である。後述するように、第1の風路切換部材である第1の風路切換板21及び第2の風路切換板22は、連動して回動する。第1の風路切換ユニット18aと第2の風路切換ユニット18bとは、動力源が異なっている。第1の風路切換ユニット18aの動力源は、第1のギヤードモータ23であり、第2の風路切換ユニット18bの動力源は、第2のギヤードモータ40である。第1のギヤードモータ23は、ギヤードモータ固定板33に設置されている。
第1の風路切換板21は、第1の側板31及び第2の側板32により、第1の風路切換板軸27が中心軸となって回動可能に支持されている。第2の側板32には、側板穴32aが設けられている。第2の風路切換板22は、第1の側板31及び第2の側板32により、一端部221に設けられた第2の風路切換板軸28が中心軸となって回動可能に支持されている。第1の側板31と第2の側板32との間には、風路仕切り部品34が架け渡されている。第1の側板31と第3の側板43との間には、風路切換ベース部品30が架け渡されている。第1の風路切換板軸27及び第2の風路切換板軸28は、風路切換ベース部品30に対して平行である。風路切換装置18は、風路切換ベース部品30がケーシング1の底面1bと平行になるように設置されるため、第1の風路切換板軸27及び第2の風路切換板軸28は、ケーシング1の底面1bに対して平行となる。すなわち、第1の風路切換板21及び第2の風路切換板22は、ケーシング1の底面1bに対して水平な回転軸を有する。
第1の排気風路7eは、風路仕切り部品34と風路切換ベース部品30との間の風路である。第1の風路切換板21には、第1の風路切換板ばね29が接続されている。
第1の風路切換ユニット18aを駆動する第1のギヤードモータ23には、ワイヤ44が接続されている。ワイヤ44は、第1のロッド24の一端部241に接続されている。第1のロッド24は、中間部242に設けられた軸45で回動自在に柱部46に軸支されている。第1のロッド24の軸45よりも他端部243側には、第2のロッド25の一端部251が接続されている。第2のロッド25の他端部252は、第1の風路切換板21に接続されている。
熱交換換気時には、風路切換板22は第3のロッド26に接続された他端部222が自重で下がるように回動することで、他端部222が風路仕切り部品34に接した状態となる。したがって、第3のロッド26を介して第1の風路仕切板21は、風路切換ベース部品30と並行な姿勢で維持される。上記の動作により、第1の風路切換ユニット18aは、第1の排気風路7eが第1の風路切換板21によって塞がれていない状態となり、第1のバイパス風路19bが第2の風路切換板22によって塞がれた状態となる。
普通換気時には、第1のギヤードモータ23は、ワイヤ44で第1のロッド24の一端部241を引き下ろす。第1のロッド24は、一端部241側が下方向に下がるように回動し、第1のロッド24の他端部243側に接続された第2のロッド25は、第1の風路切換板21を風路切換ベース部品30及び風路仕切り部品34に接触させる。第2の風路切換板22は、第1の風路切換板21の回動により、第3のロッド26によって持ち上げられ、第2の風路切換板軸28を中心に回動することで、風路仕切り部品34に対して平行な姿勢をとる。上記の動作により、第1の風路切換ユニット18aは、第1の排気風路7eが第1の風路切換板21によって塞がれた状態となり、第1のバイパス風路19bが第2の風路切換板22によって塞がれていない状態となる。
図9は、実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の第2の風路切換ユニットの熱交換換気時の斜視図である。図10は、実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の第2の風路切換ユニットの熱交換換気時の側面図である。図11は、実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の第2の風路切換ユニットの普通換気時の斜視図である。図12は、実施の形態に係る熱交換換気装置が備える風路切換装置の第2の風路切換ユニットの普通換気時の側面図である。なお、図9、図10、図11及び図12では、第3の風路切換板上面部品37を透過させて示している。
第3の風路切換板35は、風路切換ベース部品30に対して垂直な第3の風路切換板軸41を中心軸に回動可能に設置されている。すなわち、第3の風路切換板35は、ケーシング1の底面1bに対して垂直な回転軸を有する。第3の風路切換板35は、第3の風路切換板保持部品36によって第3の風路切換板軸41が軸支されている。第3の風路切換板35の一端部351側には、第3の風路切換板ロッド38が接続されている。第3の風路切換板ロッド38は、第2のギヤードモータ40と第3の風路切換板35とを繋いでいる。第3の風路切換板35には、第3の風路切換板ばね39が接続されている。第3の風路切換板35の上側には、第3の風路切換板上面部品37が設置され、第2の排気風路7fの上方を覆っている。
熱交換換気時には、第3の風路切換板ばね39の弾性力により、第3の風路切換板35はケーシング1の吸込口側側面1cと平行な姿勢となる。これにより、第2の側板32に設けられた側板穴32aから熱交換器10の積層方向へ向かう第2の排気風路7fは開放される。また、ケーシング1の吸込口側側面1cと平行な姿勢をとった第3の風路切換板35は、第2のバイパス風路19dを閉じる。したがって、室内側吸込口4からケーシング1内に流入した室内空気は、第2の側板32に設けられた第2の排気風路7f用の側板穴32aを通過し、吸込側側面1cと第3の風路切換板35との間を通過した後、熱交換器前排気風路7aに流れる。
普通換気時には、第2のギヤードモータ40は、第3の風路切換板ロッド38で第3の風路切換板35の一端部351側を引いて、第3の風路切換板35の他端部352側をケーシング1の吸込口側側面1cに接触させる。これにより、第2の側板32に設けられた側板穴32aから熱交換器10の積層方向へ向かう第2の排気風路7fは塞がれる。また、第3の風路切換板35の他端部352が第2の側板32から離れることにより、第2のバイパス風路19dは開放される。したがって、室内側吸込口4からケーシング1内に流入した室内空気は、第2の側板32に設けられた第2の排気風路7f用の側板穴32aを通過し、第2のバイパス風路19d通過した後、バイパス熱交換器上部風路19aへと流れる。
上記の動作により、第1の風路切換ユニット18aは、熱交換器10に直行する空気を排気風路7又はバイパス風路19に導く。また、第2の風路切換ユニット18bは、熱交換器10の積層方向と平行に流れる空気を排気風路7又はバイパス風路19に導く。排気風路7は、ケーシング1内で第1の風路切換ユニット18aと第2の風路切換ユニット18bとにより第1の排気風路7eと第2の排気風路7fとに分岐した後、熱交換器前排気風路7aで合流する。バイパス風路19は、ケーシング1内で第1の風路切換ユニット18aと第2の風路切換ユニット18bとにより第1のバイパス風路19bと第2のバイパス風路19dとに分岐した後、バイパス熱交換器上部風路19aで合流する。
実施の形態に係る風路切換装置18は、熱交換換気装置50の底面1bと平行な方向に回転軸となる第1の風路切換板軸27及び第2の風路切換板軸28を持つ第1の風路切換板21及び第2の風路切換板22を有する第1の風路切換ユニット18aと、熱交換換気装置50の底面1bと垂直な方向に回転軸となる第3の風路切換板軸41を持つ第3の風路切換板35を有する第2の風路切換ユニット18bとを備え、第1の風路切換板21、第2の風路切換板22及び第3の風路切換板35の回動位置により室内からケーシング1に取り込んだ空気を排気風路7に導くか、バイパス風路19に導くかを切り換える。したがって、風路切換装置18は、室内側吸込口4が長方形ダクトの熱交換換気装置50に適用可能であるが、大型化及び構造が複雑化することを防止することができる。
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 ケーシング、1a 室内側側面、1b 底面、1c 吸込側側面、1d 吹出側側面、1e 室外側側面、1f 天面、2 室外側吸込口、3 室内側吹出口、4 室内側吸込口、5 室外側吹出口、6 給気風路、6a 熱交換器前給気風路、6b 熱交換器後給気風路、6c 給気送風機ユニット前給気風路、6d 給気送風機ユニット後給気風路、7 排気風路、7a 熱交換器前排気風路、7b 熱交換器後排気風路、7c 排気送風機ユニット前排気風路、7d 排気送風機ユニット後排気風路、7e 第1の排気風路、7f 第2の排気風路、8 給気送風機ユニット、9 排気送風機ユニット、10 熱交換器、11 熱交換器メンテナンス用パネル、11a メンテナンス用開口部、12,34 風路仕切り部品、18 風路切換装置、18a 第1の風路切換ユニット、18b 第2の風路切換ユニット、19 バイパス風路、19a バイバス熱交換器上部風路、19b 第1のバイパス風路、19d 第2のバイパス風路、20 バイパス風路仕切り部品、21 第1の風路切換板、22 第2の風路切換板、23 第1のギヤードモータ、24 第1のロッド、25 第2のロッド、26 第3のロッド、27 第1の風路切換板軸、28 第2の風路切換板軸、29 第1の風路切換板ばね、30 風路切換ベース部品、31 第1の側板、32 第2の側板、32a 側板穴、33 ギヤードモータ固定板、35 第3の風路切換板、36 第3の風路切換板保持部品、37 風路切換板上面部品、38 第3の風路切換板ロッド、39 第3の風路切換板ばね、40 第2のギヤードモータ、41 第3の風路切換板軸、42 制御箱、43 第3の側板、44 ワイヤ、45 軸、46 柱部、50 熱交換換気装置、221,241,251,351 一端部、222,243,252,352 他端部、242 中間部。

Claims (5)

  1. 第1の通風路と、該第1の通風路から分岐した第2の通風路とを備えた機器に設けられて前記機器内で前記第1の通風路及び前記第2の通風路のいずれに気流を通すかを切り替える風路切換装置であって、
    前記機器の底面と平行な方向に回転軸を持つ第1の風路切換部材を有する第1の風路切換ユニットと、前記機器の底面と垂直な方向に回転軸を持つ第2の風路切換部材を有する第2の風路切換ユニットとを備え、前記第1及び第2の風路切換部材の回動位置により室内から前記機器内に取り込んだ空気を前記第1の通風路に導くか、前記第2の通風路に導くかを切り換えることを特徴とする風路切換装置。
  2. 前記第1の風路切換部材は、連動して回動する第1及び第2の風路切換板であり、前記第2の風路切換部材は、前記第1及び第2の風路切換板とは独立して回動する第3の風路切換板であることを特徴とする請求項1に記載の風路切換装置。
  3. 前記機器は、熱交換器を収容し、前記熱交換器を通して室外空気を室内に給気する給気風路と、前記熱交換器を通して室内空気を室外へ排気する排気風路と、前記熱交換器を迂回して室内空気を室外へ排気するバイパス風路とが形成されたケーシングを有する熱交換換気装置であり、
    前記第1の通風路は前記排気風路であり、前記第2の通風路は前記バイパス風路であることを特徴とする請求項1に記載の風路切換装置。
  4. 請求項3に記載の風路切換装置を備えた熱交換換気装置であって、
    前記第1の風路切換ユニットは、前記熱交換器に直行する空気を前記排気風路又は前記バイパス風路に導き、前記第2の風路切換ユニットは、前記熱交換器の積層方向と平行に流れる空気を前記排気風路又は前記バイパス風路に導くことを特徴とする熱交換換気装置。
  5. 前記排気風路は、前記ケーシング内で前記第1の風路切換ユニットと前記第2の風路切換ユニットとにより分岐したのち、合流することを特徴とする請求項4に記載の熱交換換気装置。
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