JP3660955B2 - 熱交換換気装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
屋外からの給気と室内からの排気との間で熱交換させつつ換気する天井埋込形の熱交換換気装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記の熱交換換気装置では、この熱交換エレメントで交差する給気及び排気の流れは、それぞれシロッコファンやターボファン等の遠心ファンによって生成されている。この種のファンは、遠心式の羽根車と、この羽根車を収容したファンケーシングにより構成されている。
【０００３】
また、通常、この種のファンでは、羽根車を収容した羽根車室と、羽根車を駆動するためのモータを収容したモータ室とが、独立して構成されているが、このモータ室内にモータが発生する熱が滞留するのを防止することが要望されていた。
従来、排気のみを目的とする換気扇において、遠心ファンとして、両吸込形の羽根を用い、モータ室側とこれの反対側の双方から室内空気を吸い込むようにしたものが提供されている（実公平６−３３２１号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報のものでは、両吸込形の羽根を使用しなければならず、製造コストが高くなる。
ところで、風量が少なくても空気が流れておれば、モータの冷却には十分である一方、モータに風を当て過ぎると、モータの駆動軸やこれを支持する軸受に多くの塵埃が付着し、軸受の寿命を低下させる傾向にある。
【０００５】
これに対して、上記の両吸込形の羽根車では、一般に、両側からの吸い込み風量に差を持たせ難いので、モータを通過する風量をあまり小さく設定することができない。したがって、モータの駆動軸等に塵埃等が付着し易い。
そこで、本発明の目的は、製造コストが安く且つモータの駆動軸等への塵埃等の付着を抑制することができる熱交換換気装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、
１）請求項１記載の発明は、
箱型の本体ケーシング内に、熱交換エレメント及びこの熱交換エレメントで交差する給気と排気の流れをそれぞれ生成する一対のファンを収容した熱交換換気装置において、
少なくとも一のファンは、モータと同軸に連結され且つモータと反対側から空気を吸い込む片吸込形の羽根車と、この羽根車を収容した羽根車室を区画形成したファンケーシングとで構成され、上記ファンケーシングによって、上記モータを収容したモータ室の少なくとも一部が区画され、上記羽根車室は、収容した羽根車の吸込側に対応して吸込口を形成しており、この吸込口へは、モータ室を経由する風路およびモータ室を経由しない風路を介して空気が吸い込まれ、上記ファンケーシング (18) は上下に二分割された第１および第２の分割体 (19,20) からなり、各分割体 (19,20) の３つの側面が本体ケーシング (1) の対応する３つの側板 (11 〜 13) にそれぞれ当接して位置決めされることを特徴とする。
【０００６】
上記構成では、モータ室を経由する風路とモータ室を経由しない風路とが、ともに羽根車の同側に導かれるように風路構成し、これに応じて安価な片吸込形の羽根車を用いた。また、羽根車を片吸込形としたので、モータ室を経由する風路の風量とモータ室を経由しない風路の風量の比を所望に設定でき、ひいては、モータ室を経由する風路の風量を、モータの冷却が可能な必要最小限の風量に設定できる結果、モータの駆動軸への塵埃の付着を抑制できる。
【０００７】
また、ファンケーシングによってモータ室の一部が区画されるので、これを区画するために別部材を設ける場合と比較して、部品コスト及び組立コストを削減できる結果、製造コストを安価にすることができる。
２）請求項２記載の発明は、
請求項１記載の熱交換換気装置において、上記モータ室を経由する風路は、モータ室と上記羽根車室の吸込口を連通する連通空間を含み、この連通空間は、上記ファンケーシングの上部に形成された凹部と本体ケーシングの天板との間に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
上記構成では、本体ケーシングにファンケーシングを組み込むだけで、これら両者の間に、第１の排気風路に含まれる連通空間を形成できるので、上記両者と別の部材を用いて連通空間を形成する場合と比較して、部品コスト及び組立コストの低減を通じて製造コストを安価にすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態に係る熱交換換気装置の概略構成を示す分解斜視図であり、図２はメンテナンス時において本装置を下方から見た一部破断斜視図であり、図３は本装置の組み立て工程を説明するための部分断面分解側面図である。
【００１１】
図１を参照して、本熱交換換気装置Ａ（以下、単に換気装置Ａという）は、屋外からの給気Ｓ（図中、実線矢印で示す）と室内からの排気Ｅ（図中では、経路毎にハッチング付矢符Ｅ１、白抜き矢符Ｅ２で示し、両排気Ｅ１，Ｅ２が合流したものを黒抜き矢符で示す）との間で熱交換エレメント２を介して熱交換させつつ換気する天井埋込形のものである。１は、下面が開口１ａにより全開放した箱型の本体ケーシングであって、天板１０、第１側板１１、第２側板１２、第３側板１３及び第４側板１４により構成されている。第１側板１１と第２側板１２が互いに対向し、第３側板１３と第４側板１４が互いに対向している。第１側板１１には、屋外空気を本体ケーシング１内へ吸い込むための（給気のための）室外側吸込口３と、室内空気を本体ケーシング１外へ吹き出すための（排気のための）室外側吹出口４が設けられている。これら室外側吸込口３と室外側吹出口４は、天井裏空間に配管されたダクト（図示せず）にそれぞれ接続されている。
【００１２】
図１を参照して、本体ケーシング１の下面の開口１ａの周縁部には、各辺毎にフランジ１ｂが形成されており、これらフランジ１ｂと四角環状の化粧パネル７（図２参照）との間で、天井面８を挟み込んで本体ケーシング１が取り付けられている。
開口１ａは、格子状のグリル６０（図２参照）によって覆われるが、このグリル６０と矩形のゴム板等からなる仕切板９（図２参照）によって、開口１ａが、屋外空気を室内へ吹き出すための（給気のための）室内側吹出口６１と、室内空気を本体ケーシング１内に吸い込むための（排気のための）室内側吸込口６２とに仕切られるようになっている。グリル６０は、化粧パネル７から完全に取り外せるものであっても良いし、化粧パネル７に対して回動により開閉自在に取り付けられているものであっても良い。
【００１３】
熱交換エレメント２は、多数のライナが所定間隔毎に積層され、積層方向に長い略四角柱形状をした公知の構成（例えば特公昭４７−１９９９０号公報参照）のものである。熱交換エレメント２の長手方向は、第４側板１４に平行になっている。熱交換エレメント２は本体ケーシング１内で浅い角度で傾斜しており、上向きに傾斜した給気側吸込面２ａと排気側吹出面２ｂとを有し、また、下向きに傾斜した給気側吹出面２ｃと排気側吸込面２ｄとを有している。
【００１４】
給気の流れを生成するための給気ファンと排気の流れを生成するための排気ファンとは、一体的なファンユニットＵとして構成されている。
このファンユニットＵは、両軸モータ１５と、このモータ１５の両駆動軸１５ａにそれぞれ一体回転可能に連結された給気用羽根車１６及び排気用羽根車１７と、モータ１５の駆動軸１５ａを境に上下に２分割された第１の分割体１９及び第２の分割体２０からなるファンケーシング１８とにより構成されている。このファンケーシング１８は、発泡スチロール等の発泡樹脂により形成されている。
【００１５】
両分割体１９，２０が組み合わされて形成されるファンケーシング１８は、上記給気用羽根車１６を収容するための給気用羽根車室２１、及び上記排気用羽根車１７を収容するための排気用羽根車室２２を区画していると共に、両羽根車室２１，２２間に、モータ室２３の周壁を区画している。本実施形態では、給気のためのファンは、給気用羽根車１６と、ファンケーシング１８の給気用羽根車室２１を区画する部分とで構成され、排気のためのファンは、排気用羽根車１７と、ファンケーシング１８の排気用羽根車室２２を区画する部分とで構成されることになる。
【００１６】
上記のモータ１５は、上下の取付部材２４，２５によって、天板１０に固定される。一方、本体ケーシング１内において、ファンケーシング１８は、第２の分割体２０の下面４４を下方の支持板２６によって支持される。この支持板２６の下面には、電装品２７が取り付けられており、この電装品２７を覆うようにしてカバー部材２８が取り付けられている。したがって、化粧パネル７の内方に配置されたグリル及びカバー部材２８を取り外せば、図２に示すように、電装品２７が下方の室内空間側へ露出する状態となり、電装品２７に対して容易にメンテナンスが行えるようになっている。
【００１７】
上記の支持板２６には、電装品２７が取り付けられた状態で、モータ室２３に連通する開口２９が形成されるようになっている。また、支持板２６は、第１切欠部３０及び第２切欠部３１を有している。
上記のカバー部材２８は、支持板２６の下面に密着して取り付けられる第１の部分３２と、電装品２７及び第２切欠部３１を一体的に覆うために第１の部分３２に対して膨出形成された第２の部分３３とを有している。第１の部分３２には、支持板２６の開口２９に連通する開口３４が形成されている。
【００１８】
ファンケーシング１８の第１の分割体１９には、モータ室２３を形成するための貫通孔３５が上下に貫通形成され、第１の分割体１９の下面には、給気用羽根車室２１を形成するための第１の凹部３６と、排気用羽根車室２２を形成するための第２の凹部３７が形成されている。第１の分割体１９の上面３８は、本体ケーシング１の天板１０に当接して位置決めされるようになっている。また、第１の分割体１９の対向する両端面３９，４０は、それぞれ対応する、第１の側板１１及び第２の側板１２に当接することにより、本体ケーシング１内で位置決めされる。第１の分割体１９の一側面４７は、本体ケーシング１の第３側板１３と当接することにより、本体ケーシング１内で位置決めされる。第１の分割体１９を本体ケーシング１内へ挿入する際には、第１〜第３側板１１〜１３によって、第１の分割体１９の３つの面３９，４０，４７が案内される。
【００１９】
第２の分割体２０には、モータ室２３を形成するための貫通孔４１が上下に貫通形成され、また、第２の分割体２０の上面には、給気用羽根車室２１を形成するための第１の凹部４２と、排気用羽根車室２２を形成するための第２の凹部４３が形成されている。第２の分割体２０の上面は、第１の分割体１９の下面に当接して位置決めされるようになっている。また、第２の分割体２０の対向する両端面４５，４６は、それぞれ対応する、第１の側板１１及び第２の側板１２に当接することにより、本体ケーシング１内で位置決めされる。第２の分割体２０の一側面４８は、本体ケーシング１の第３側板１３と当接することにより、本体ケーシング１内で位置決めされる。第２の分割体２０を本体ケーシング１内へ挿入する際には、第１〜第３側板１１〜１３によって、第２の分割体２０の３つの面４５，４６，４８が案内される。
【００２０】
また、図において、４９は給気用羽根車室２２の吸込口であり、５０は給気用羽根車室２１の吹出口である。また、５１は排気用羽根車室２２の吸込口であり、５２は排気用羽根車室２２の吹出口である。
第１の分割体１９の上面には、排気用羽根車室２２の裏面に対応して凹部５３が形成されており、この凹部５３と本体ケーシング１の天板１０との間に、モータ室２３と排気用羽根車室２２の吸込口５１とを連通する連通空間５４が形成されている。
【００２１】
本換気装置Ａでは、室外空気は、本体ケーシング１の室外側吸込口３、吸込口４９、給気用羽根車室２１、吹出口５０、熱交換エレメント２の給気側吸込面２ａ及び給気側吹出面２ｃ、並びに本体ケーシング１の下面の室内側吹出口を順次に介して、給気Ｓとして室内に供給される。
一方、室内空気は、モータ室２３を経由しないで排気用羽根車室２２の吸込口５１に至る主風路５５（ハッチング付き矢符Ｅ１を順次に辿る風路）と、モータ室２３を経由して上記吸込口５１に至る副風路５６（白抜き矢符Ｅ２を順次に辿る風路）を介して、室外へ排出される。即ち、主風路５５は、ケーシング１の下面の室内側吸込口から、切欠部３０を経て吸込口５１に至る風路であり、副風路５６は、ケーシング１の下面の室内側吸込口、カバー部材２８の開口３４、支持板２６の開口２９、モータ室２３、連通空間５４を順次に介して、排気用羽根車室２２の吸込口５１に至る風路である。主風路５５及び副風路５６は、排気用羽根車室２２で合流し、以降は、黒抜き矢符で示すように、吹出口５２、熱交換エレメント２の排気側吸込面２ｄ及び排気側吹出面２ｂ、並びに、本体ケーシング１の室外側吹出口４を、順次に経由して、室外へ排出される。
【００２２】
上記の副風路５６は、モータ１５を冷却するための風路であり、モータ１５を冷却するのに必要最小限の風量に設定されている。即ち、副風路５６の風量は、主風路５５と比較して非常に微小な風量に設定されている。
次いで、図３を参照して、本換気装置Ａを組み立てる工程について、説明する。本体ケーシング１を開口１ａが上向きとなる状態で机面等に載置しておく。モータ１５を取り付けるための一方の取付部材２４は、本体ケーシング１の天板１０に予め取り付けておく。まず、ファンケーシング１８の第１の分割体１９を、上方から開口１ａを通して挿入し、本体ケーシング１の３側板１１〜１３をガイドにして天板１０に当接するまで押し込む。
【００２３】
次いで、羽根車１６，１７の付きのモータ１５を第１の分割体１９に装着した後、他方の取付部材２５を一方の取付部材２４にビス止めにより固定し、両取付部材２４，２５によってモータ１５の軸受部分（図示せず）を上下から挟持することにより、モータ１５を本体ケーシング１に対して固定する。
次いで、ファンケーシング１８の第２の分割体２０を、上方から開口１ａを通して挿入し、本体ケーシング１の３側板１１〜１３をガイドにして第１の分割体１９に密接するまで押し込む。その後、電装品２７付きの支持板２６を本体ケーシング１内に挿入して、これを本体ケーシング１に（具体的には本体ケーシング１内に設けられた図示しない取付ステーに）ビス止めにより固定し、該支持板２６を、第２の分割体２０の下面４４（組立中は、上下逆になっているため、下面４４が上方に向いている）に当接させることにより、ファンケーシング１８を、支持板２６と天板１０との間に挟持して固定し、ファンユニットＵの組立が完了する。
【００２４】
なお、ファンケーシング１８が熱交換エレメント２側へ移動しないための位置決めストッパ（図示せず）が、本体ケーシング１の第１側板１１及び第２側板１２にそれぞれ設けられている。これらのストッパが、本体ケーシング１内に挿入される各分割体１９，２０に形成した溝に係合することにより、各分割体１９，２０の挿入を案内するようにしても良い。また、支持板２６は、本体ケーシング１内に設けられた取付ステー（図示せず）にビス止めされる。
【００２５】
このように、本実施形態では、ファンユニットＵを構成する各部品を、上下逆向きにした本体ケーシング内に順次に挿入して積み重ねた後、支持板２６を取り付けることにより、ファンユニットＵを完成させることができる。従来は、ファンを構成する各部品を、本体ケーシングの外で一旦仮組みしてから、本体ケーシング内に挿入して組み立てていたが、本発明では、直接、本体ケーシング１内に組み込んでいくことができ、従来必要であった仮組み作業を不要にすることができる結果、組立工数を削減して、製造コストを安価にすることができる。
【００２６】
また、ファンケーシング１８の各分割体１９，２０を、本体ケーシング１内に組み込む際には、本体ケーシング１の側板１１〜１３をガイド面や位置決め面として利用できるので、組立が容易になる。また、ガイド面や位置決め面を構成する部材を別途に形成する場合と比較して、部品点数及び組立工数の削減を通じて製造コストをより安価にできる。
【００２７】
特に、給気及び排気のための両ファンを、一体的なファンユニットＵとして構成したので、簡単な積み重ね作業にて、一括して両ファンを組み立てることができる。
加えて、グリル６０やカバー部材２８を取り外すことにより、電装品２７を、本体ケーシング１の開口１ａを通して下方の室内空間に、容易に露出させることができるので、他の多くの部材を取り外さなければならない場合と比較して、電装品２７に対するメンテナンスが非常に容易に行える。しかも、ファンケーシング１８を本体ケーシング１に取り付けるための支持板２６が、電装品２７の取付板を兼用しているので、電装品２７の取付板を別構成する場合と比較して、部品コスト及び組立コストの低減を通じて、製造コストをより安価にできる。
【００２８】
また、本実施形態では、モータ室２３を経由する副風路５６とモータ室２３を経由しない主風路５５とが、ともに給気用羽根車１７の同側に導かれるように風路構成し、これに応じて安価な片吸込形の羽根車を用いることができた。また、羽根車１７を片吸込形としたので、モータ室２３を経由する副風路５６の風量とモータ室２３を経由しない主風路５５の風量の比を所望に設定でき、ひいては、モータ室２３を経由する副風路５６の風量を、モータ１５の冷却が可能な必要最小限の風量に設定できる結果、モータ１５の駆動軸１５ａへの塵埃の付着を抑制できる。したがって、駆動軸１５ａやこれを支持する軸受の劣化を防止することができ、駆動軸１５ａや軸受の寿命を向上させることができる。また、仮に、モータ１５の冷却のために室外空気を用いた場合には、砂等を含む塵埃を吸い込んで駆動軸１５ａ等の劣化を促進するおそれがあるが、本実施形態では、室内空気を用いてモータ１５を冷却するので、駆動軸１５ａ等の寿命を低下させるおそれがない。
【００２９】
また、ファンケーシング１８によってモータ室２３の周壁が区画されるので、これを区画するために別部材を設ける場合と比較して、部品コスト及び組立コストを削減できる結果、製造コストを安価にすることができる。
また、モータ室２３を経由する風路に不可欠な、モータ室２３と排気用羽根車室２２の吸込口５１を連通する連通空間５４が、第１の分割体１９に形成された凹部５３と本体ケーシング１の天板１０との間に形成されていることから、本体ケーシング１にファンケーシング１８（第１の分割体１９）を組み込むだけで、上記連通空間５４を形成できる。したがって、ファンケーシング１８とは別の部材を用いて連通空間を形成する場合と比較して、部品コスト及び組立コストの低減を通じて製造コストを安価にすることができる。
【００３０】
さらに、ファンケーシング１８によって、両羽根車室２１，２２とモータ室２３の周壁を一括して形成できるので、これらを別々に形成する場合と比較して、部品コスト及び組立コストの低減を通じて製造コストを安価にすることができる。
なお、本実施形態では、給気及び排気の両ファンをファンユニットとして一括構成したが、各ファンが、それぞれ個別のモータ、羽根車及びファンケーシングで構成されるようにし、各ファン毎に別構成しても良い。
【００３１】
また、上記実施形態においては、熱交換換気装置として、本体ケーシング１の室内に面する下面に、給排気を行うためのグリル６０を配したタイプの天井埋め込み形のものを示したが、これに限定されるものではなく、天井裏空間内に完全に収容され、全てダクトを介して給排気を行うタイプの天井埋め込み形のものにも適用することができる。また、天井吊り下げ形のものや、建物の天井以外の部分に取り付けられるものにも適用することができる。
【００３２】
また、上記実施形態においては、グリル６０を開放して電装品２７のメンテナンスを行うようにしたが、給排気のためのグリルが設けられないタイプのものでは、下面に設けたメンテナンス用の蓋を開閉してメンテナンスするようにすれば良い。
【００３３】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、モータ室を経由する風路とモータ室を経由しない風路とが、ともに羽根車の同側に導かれるように風路構成し、これに応じて安価な片吸込形の羽根車を用いたので、製造コストを安価にすることができる。また、片吸込形としたので、モータ室を経由する風路の風量を、モータの冷却が可能な必要最小限の風量に設定できる結果、モータの駆動軸等への塵埃の付着を抑制でき、ひいては、駆動軸やこれを支持する軸受の寿命を向上できる。
また、ファンケーシングの各分割体を、本体ケーシング内に組み込む際には、本体ケーシングの側板をガイド面や位置決め面として利用できるので、組立が容易になる。ガイド面や位置決め面を構成する部材を別途に形成する場合と比較して、部品点数及び組立工数の削減を通じて製造コストをより安価にできる。
【００３４】
請求項２記載の発明では、モータを経由する経路を構成するための連通空間が、ファンケーシング及び本体ケーシングによって形成できるので、上記両者と別の部材を用いて連通空間を形成する場合と比較して、部品コスト及び組立コストの低減を通じて製造コストを一層安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱交換換気装置の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】メンテナンス時において、本装置を下方から見た一部破断斜視図である。
【図３】本装置の部分断面分解斜視図である。
【符号の説明】
１ 本体ケーシング
２ 熱交換エレメント
Ｓ 給気
Ｅ，Ｅ１，Ｅ２ 排気
１０ 天板
１５ モータ
１６ 給気用羽根車
１７ 排気用羽根車
１８ ファンケーシング
２１，２２ 羽根車室
２３ モータ室
５１ 吸込口
５３ 凹部
５５ 主風路（モータ室を経由しない風路）
５６ 副風路（モータ室を経由する風路）

Claims (2)

1. 箱型の本体ケーシング(1) 内に、熱交換エレメント(2) 及びこの熱交換エレメント(2) で交差する給気(S) と排気(E,E1,E2) の流れをそれぞれ生成する一対のファンを収容した熱交換換気装置において、
   少なくとも一のファンは、モータ(15)と同軸に連結され且つモータ(15)と反対側から空気を吸い込む片吸込形の羽根車(17)と、この羽根車(17)を収容した羽根車室(22)を区画形成したファンケーシング(18)とで構成され、
   上記ファンケーシング(18)によって、上記モータ(15)を収容したモータ室(23)の少なくとも一部が区画され、
   上記羽根車室(22)は、収容した羽根車(17)の吸込側に対応して吸込口(51)を形成しており、この吸込口(51)へは、モータ室(23)を経由する風路(56)およびモータ室(23)を経由しない風路(55)を介して空気が吸い込まれ、
   上記ファンケーシング (18) は上下に二分割された第１および第２の分割体 (19,20) からなり、
   各分割体 (19,20) の３つの側面が本体ケーシング (1) の対応する３つの側板 (11 〜 13) にそれぞれ当接して位置決めされることを特徴とする熱交換換気装置。
2. 請求項１記載の熱交換換気装置において、上記モータ室(23)を経由する風路(56)は、モータ室(23)と上記羽根車室(22)の吸込口(51)を連通する連通空間(54)を含み、この連通空間(54)は、上記ファンケーシング(18)の上部に形成された凹部(53)と本体ケーシング(1) の天板(10)との間に形成されていることを特徴とする熱交換換気装置。

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