JPS58179746A - 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移動、可能とし、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１ｏ１を固定し、排気用
羽根１０２及び給気羽根１０３をモータ１０４により回
転させ熱交換素子１０１Ｖｃ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、また排気及び給気中の塵埃が紙の表面に付着し
熱伝導率及び湿度交換率を低下させていた。

このため、熱交換素子１０１の排気及び給気の入口には
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
なるので好しくなかった。

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心安がないにもか
かわらず排気及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、まだ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、例えば地下室等では
通常は全熱交換換気で良いが夏季には湿度が高くなり顕
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、その
一実施例を以下第２図〜第１１図にもとづいて説明する
。

第２〜５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、６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り本体１に嵌合されて
いる。８は回転中心軸となる回転軸９を有しモータ１ｏ
により回転及び所定の位置に停止保持される熱交換素子
で、不透湿性の材料の両面に吸湿材を有する伝熱板１１
と、吸湿性を有する間隔板１２を交互に積層したもので
ある。１３ａ　、１３ｂ　、１３ｃ　、１３ｄは本体１
に形成された区画板、１４ａ　、１４ｂ　、１４ｃ　。

１４ｄはルーバ５に形成された区画板で、これらの端部
は熱交換素子の稜と接する。１６は排気用羽根、１６は
排気用ケーシング、１７は給気用羽根、１８は給気用ケ
ーシング、１９は排気用羽根１６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、ム→Ａ′は排気通風路を示し、室内
空気はルーバ６の室内側吸込口６がら熱交換素子８に入
シ、排気用ケーシング１６を経てモータ１９により回転
する排気用羽根１５にょシ本体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の室外側吸込口２から給気用ケーシング
１８を経てモータ１９により回転する給気用羽根１７に
より熱交換素子８に入すルーバ５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、顕熱及び潜熱（水分）の交換を行なうわ
けであるが、以下に詳細に述べる。

冷房時において、排気通風路ム→ム′に沿って熱交換素
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１１を介して、給気通風路Ｂ−＋Ｂ
’に沿−て室内に給気される外気から顕熱を奪い、まだ
伝熱板１１の吸湿材と間隔板１２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１１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、排気通風路ム→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１１の吸湿材と間隔
板１２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
、この常置は伝熱板１１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１１の吸湿材と間隔板１２において、水分
の吸着脱着が飽和近くなった時点で、熱交換素子８を、
回転軸９を中心にモータ１ｏにより回転保持すると、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、室内空気により低温低湿とな
っているこの層の伝熱板１１と間隔板１２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
湿となって、室内に給気される。そして、顕熱は伝熱板
１１と間隔板１２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１１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１１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
となっているこの層の伝熱板１１と間隔板１２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って室外に排気される。そして
、伝熱板１１と間隔板１２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１１
を介して顕熱を奪うことになる。また、水分の脱着熱（
吸熱反応のだめ負）が生じるが、これは前述と同様に伝
熱板１１を介して、給気される外気から顕熱として奪う
ことに々す、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１１を介してだ
けでなく、蓄熱と放熱によっても交換でき、まだ、水分
の交換は伝熱板１１の吸着板と間隔板１２での吸着脱着
により行ない、吸着脱着熱も伝熱板１１を介してその常
置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、排気通風路及び給気通風路において、ある時入口
となっていた熱交換素子８の端面に塵埃が付着しても、
熱交換素子８が９０度回転することにより出口となって
塵埃が吹き払われ、かつ、伝熱板１１上でも、熱交換素
子８を回転することにより、伝熱板１１上の風向きが′
逆になるので、微少な塵埃も付着蓄熱することがなくな
り、塵埃による熱交換素子８の端面及び伝熱板１１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
もよいという利点が生じる。

まだ、室内側吐出口及び室内側吸込口にダクトを接続す
ることによって、本体１の設置場所から離れた部屋の全
熱交換、あるいは同時に二室の全熱交換−も可能となる
。

寸だ、熱交換素子８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１１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１１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１．大きな効
果がある。

第６図、第７図は本発明の他の実施例であり、同一部分
は前述の実施例と同一のものを付し説明を略する。図に
おいて、２ｏは給気用ケーシング１８の吐出口を直接室
内に開放するためのルーバ５に設けた開口部、２１は排
気用ケーシング１６の吸込口を直接室内に開放するだめ
の、ルーバ６に設けた開口部、２２は開口部２ｏを任意
に開閉する為のダンパー、２３は開口部２１を任意に開
閉する為のダンパーである。

上記構成において、第６，７図のごとくダンパー２２．
２３を開いた状態にてモータ１９を運転すれば、室内空
気はルーバ５の開口部２１から吸込まれ、矢印ｘ−，ｘ
’のごとく排気用ケーシング１６より排気用羽根１６に
よって室外側吐出口３から室外へ排気される。一方、外
気は矢印Ｙ→Ｙ′のごとく室外側吸込口２から給気用羽
根１７により、給気用ケーシング１８を経て、ルーバ５
の開口部２０から室内に給気される。

このだめ排気通風路ム→Ａ′と給気通風路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８図〜第１１図は本発明のさらに他の実施例であり、
同一部分は前述の実施例と同一のものを付し説明を略す
る。図において、２４は仕切板４に設けられた循環゛用
開口であり、排気通風路ム→Ａ′と給気通風路Ｂ−＋Ｂ
′を連通ずる。２６はシャッター回転軸２６に平行にな
るように固定された外部シャッター２７と前記シャッタ
ー回転軸２６に直角になるように固定された内部シャッ
ター２８により形成され、シャッター回転軸を中心に開
閉するシャッターである。第８，９図のようにシャッタ
ー２５を開放すると外部シャッター２７により室外側吸
込口２と室外側吐出口３が外気に開放され、内部シャッ
ター２８によシ循環用開口２４が閉鎖される。第１０．
１１図のようにシャッター２５を閉鎖すると外部シャッ
ター２７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２８により循環
用開口２４が開放される。

上記構成において、シャッター２５を閉鎖すると室外側
吸込口２と室外側吐出口３が閉鎖され、循環用開口２４
が開放されて、排気通風路ム→ム′と給気通風路Ｂ−＋
Ｂ’は連通し、室内空気は矢印ｚ　−＊　ｚ’のごとく
、開口部２１より吸込まれ、排気用ケーシング１６から
排気用羽根１６により循環用開口２４に送り込まれた後
、給気用ケーシング１８から給気用羽根１７により開口
部２ｏから室内に吐出される。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
に滞留した暖か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番目の実施例では熱交換素子８の伝
熱板１１は不透湿の材料の両面に吸湿材を有するもので
あるが、透湿性と吸湿性を有する材料で形成すれば、伝
熱板１１を介して顕熱と水分を交換でき、同実施例のよ
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、従来のように熱交換素子８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、熱交換素子８が回転し、伝熱板１１と間隔
板１２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。

壕だ、熱交換素子８の伝熱板１１、間隔板１２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１１
を介して顕熱のみが交換され、熱交換素子８を回動すれ
ば前述のように伝熱板１１と間隔板１２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、本発明によれば、熱交換素子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、フィルタも不要と
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、ダ
クトの接続による離れた部屋および同時二室の全熱交換
換気を行う事も可能となる。そして、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事なく強制同時
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、及び吸
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、捷だ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
の一実施例の平面断面図、第３図は同側断面図、第４図
は同斜視図、第５図は同熱交換素子の斜視図、第６図は
本発明の他の実施例の平面断面図、第７図は同側断面図
、第８図は本発明のさらに他の実施例のシャッター開放
時の平面断面図、第９図は同側断面図、第１０図は同シ
ャッター閉鎖時の平面断面図、第１１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、４・・・・・・仕切板、５
・・・・・・ルーバ、６・・・・・・室内側吸込口、了
・・・・・・室内側吐出口、８・・・・・・熱交換素子
、９・・・・・・回転軸、１ｏ・・・・・・モータ、１
１・・・・・・伝熱板、１２・・・・・・間隔板、１３
・・・・・・区画板、１４・・・・・・区画板、１５・
・・・・・排気用羽根、１６・・・・・・排気用ケーシ
ング、１７・・・・・・給気用羽根、１８・・・・・・
給気用ケーシング、１９・・・・・・モータ、２ｏ・・
・・・・開口部、２１・・・・・・開口部、２２・・・
・・・ダンパー、２３・・・・・・ダンパー−２４・・
・・・・循環用開口、２６・・・・・・シャッター、２
６・・・・・・シャッター回転軸、２７・・・・・・外
部シャッター、２８・・・・・・内部シャッター。 代坤人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第　；（図 １４　　図 第６図 第５図 第７１１

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
   及び前記給気通風路に送風するだめの羽根と、それらを
   回転するためのモーターと、伝熱性を有する伝熱板を所
   定間隔に複数配置して構成し前記排気通風路と給気通風
   路の交差部に回動自在に設けた熱交換素子とを有し、前
   記熱交換素子は、前記伝熱板によって仕切られた隣接す
   る独立した少なくとも二つの空気通路を構成し、この各
   通路の一方が排気通風路の一部となると共に他方の通路
   が給気通風路の一部となるよう構成すると共に、前記複
   数の伝熱板の配置方向及び回転中心軸の方向を前記室内
   側と室外側の吸込口と吐出ロー間の空気の流れ方向と平
   行に配置した空調換気扇。 （２）前記伝熱板を両面に吸湿性を有する層を有すると
   共に、不透湿とした特許請求の範囲第１項記載の空調換
   気扇。 （３）伝熱板が透溝性を有する特許請求の範囲第１項記
   載の空調換気扇。 （４）伝熱板は両面に吸湿性の優れた材料の層を備えだ
   特許請求の範囲第１項記載の空調換気扇。 （６）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だめの羽
   根及び前記給気通風路に送風するだめの羽根とそれらを
   回転するためのモーターと、伝熱性を有する伝熱板を所
   定間隔に複数設けて構成され、かつ、前記排気通風路と
   給気通風路が交差す名部分に回動自在かつ任意の位置に
   停止可能に設けられた熱交換素子とを有し、前記熱交換
   素子は前記伝熱板によって仕切られた隣接する独立した
   少なくとも二つの空気通路を構成し、この各通路の一方
   が排気通風路の一部となると共に、他方の通路が給気通
   風路の一部となる位置を少なくともとり得るよう支持す
   ると共に、前記複数の伝熱板の配置方向及び前記熱交換
   素子の回転中心軸方向を、前記室内側と室外側との間の
   吸込口と吐出口間の空気の流れ方向と平行に配置し、さ
   らに、前記排気通風路と室内とを、及び給気通風路と室
   内とを、熱交換素子を介さずに連通ずる開口部と、前記
   開口部を開閉可能とするダンパーとを備えた空調換気扇
   。 （６）熱交換素子は伝熱板を、吸湿性を有する間隔板に
   よって所定間隔に配置して構成した特許請求の範囲第５
   ．項記載の空調換気扇。 （７）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５項記載の空調換気扇。 （８）伝熱板は両面に吸湿性の優れた材料の層を備えだ
   特許請求の範囲第６項記載の空調換気扇。 （９）本体に室外側吸入口及び吐出口を閉じるダンパー
   を備えだ特許請求の範囲第５項記載の空調換気扇−