JPH0132417B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、建造物の外界に面する壁に設置さ
れ、外部環境下の風気流による静圧差を利用し
て、室内外の吸排気間で熱交換し、室内外換気を
動力を用いることなく実現する換気装置に関する
ものである。

従来例の構成とその問題点 建造物の室内環境を快適に保つためには、通常
冷暖房と共に、室内側空気を常にある割合で外気
と入れかえ、室内空気に混入するCO₂、COある
いは悪臭などを排出する必要がある。一般には、
空気調和装置では、一定量の外気を送風時に混入
したり、あるいはそのような装置のない場合に
は、定期的に窓を開放したり、換気扇を用いるこ
とが必要である。一方このような室内外の空気の
入れ換えは、必然的に冷暖房エネルギーを外部に
放出することを意味し、冷暖房の快適性と外気導
入による省エネルギー性は相反の関係にある。そ
のために現在、外気導入に際し、導入した外気を
あらかじめ、冷暖房された室内空気との熱交換に
より冷却又は加温して室内に送出する空調用熱交
換器や、換気扇が実用化されており、特に導入外
気と排出室内空気の熱交換に際しては、そのエネ
ルギーのうち顕熱のみならず潜熱も含めたいわゆ
る全熱交換が有効であり、かつ一般的となつてい
る。しかしながらこれらの熱交換は、外気、室内
空気の導入、排出に際し動力を必要とし、エネル
ギー面のみならず、その騒音が居住環境上問題で
ある。近年住宅の高層化の進展と共に、上空の強
い気流のため窓の開閉に際しても異常な風の吹込
音などの問題があり、又、このような建造物上部
では換気扇自身への風圧も大きく、過剰な動力負
荷が換気扇に付加される等の問題があり、高層住
宅における有効な省エネルギー換気の問題の解決
が強く望まれている。

発明の目的 本発明は、従来法の問題を解決することを意図
したもので、動力を用いることなく、外界の気流
により生ずる室内外の静圧差を利用して、外気導
入と室内空気排出を行ない、かつそれらの導入・
排出空気間の熱交換により、冷暖房された室内空
気排出による冷暖房エネルギーの不要な排出を最
小限にすることを可能とする換気装置を提供する
ものである。

発明の構成 本発明の換気装置は、建物の外界に面する壁に
設けられた貫通口に取付けることのできる換気装
置で導入空気と排出空気が交叉する関係にあり、
かつこれら二つの空気流に沿う断面が四辺形を成
す顕熱交換器又は全熱交換器と、壁面に平行でか
つ外壁面よりある距離をもつた軸上で回転可能な
角度可変の気流制御ダンパーと、これらを支持す
る支持枠より構成される。

実施例の説明 以下本発明の実施例について図面とともに詳細
に説明する。

第１図は本発明の換気装置の原理構成を壁の水
平断面について模式的に示したものである。支持
枠１は、交叉流路型熱交換器２を含む構成部品を
支持、固定すると共に、壁体３に固定した取付枠
３′に設置される。熱交換器２は断面が四辺形を
なし、一つの相対する面が導入空気用、他の相対
する面が排出空気用であり、これら導入空気と排
出空気がそれぞれ独立の空気流路を形成するよう
に構成する。

すなわち、熱交換器２の四辺形の対角上の二隅
Ａ，Ｂは壁体３の外壁面に沿う面に平行に設置さ
れ、支持枠１は、これら二隅Ａ，Ｂと結合され
る。四辺形の一つの隅Ｄは室内側にあり、かつ、
残りの一隅Ｃの近傍に気流制御ダンパー４，５の
回転軸６を空気的に四辺形の面問の空気漏洩のな
いよう構成する。二隅Ｃ，Ｄは壁体３の外壁面に
対し垂直に保持されている。熱交換器２は支持枠
１に結合された対角上の二隅Ａ，Ｂがほぼ外壁面
に沿うよう固定され、壁貫通口の辺部と支持枠１
辺部を密封する。気流制御ダンパー４，５の回転
軸６を垂直に設置した施工例の場合、熱交換器２
の二面は外壁外部に突出しており、その二面のな
す隅角部Ｃを回転中心として、左右一対の気流制
御ダンパー４，５が設置された形となる。気流制
御ダンパー４，５は回転軸６に沿つて壁に対する
設置角度が可変であり、上記隅角部Ｃの左右に広
がり、その長さは本装置を使用しない場合、夫々
の気流制御ダンパー４，５を外壁側に倒し、外部
に面する二つの熱交換器の面をおおうに必要な巾
を有するものとし、外気導入を意図しない場合室
内外の空気経路を閉じることができる。一方、熱
交換器２の他の二面は、室内側に面しており、従
つて、外壁左側に面する熱交換面は、室内では右
側に、外壁右側に面する熱交換面は、室内では左
側にそれぞれ独立空気流路が形成され、その間で
顕熱又は全熱交換が行なわれる。

７は壁面に角度をもつて吹きつける外風による
気流の流線を示す。図示した流線の場合、気流制
御ダンパー４と壁面および熱交換器２で形成され
る空洞部は陽圧となり、熱交換器２の辺Ａ，Ｃに
沿う複数の熱交換流路に沿つて、例えば流線１０
で示した如く熱交換流路にに流れ込み、流線１１
の如く室内に吹出す。一方、気流制御ダンパー５
の側は、気流制御ダンパー５の図中上面を沿う気
流の効果によつて気流制御ダンパー５と壁外表面
および熱交換器２の辺ACで形成される空洞部は
陰圧となり、室内空気は熱交換器２の辺BCに沿
う複数の熱交換流路に沿つて室外に放出される。
その状況を流線８，９で示す。一方流線８，９に
沿う熱交換流路と、流線１０，１１に沿う熱交換
流路は互いに気流が混入することのない独立流路
で、熱交換エレメントを介して隣接する関係にあ
る。顕熱交換の場合この熱交換エレメントは金属
薄板、又、全熱交換の場合には、吸放湿材として
ハロゲン化リチウムなどを含浸乾燥した多孔質板
が推奨される。このような構成により、外部から
の導入空気と室内からの排出空気は動力を用いる
ことなく量的に出入がバランスし、又相互に熱交
換されるため暖房時には排出する暖房空気で、外
部の低温空気を加温し、又、夏期の冷房時には外
部の高温空気を導入することなく換気が可能とな
り、動力を用いないことおよび、排出空気の熱回
収をしていることにより顕著な省エネルギー性を
発揮する。さらに、動力を用いた場合外風圧によ
りフアンモータが過大な負荷をうけ異常音を発生
する問題を解決することができる。この外風圧に
よるフアンの問題は、特に高層住宅など常に強い
風圧にさらされる建物で、かつ外部との換気の必
要な場合に大きな効果を発揮するものである。図
中１２は入出気流が室内側で閉回路を形成しない
よう入出気流を相反方向に導びくことを目的とし
た整流板である。１３は箱体枠１からの熱伝導に
よる熱の出入を遮断するための断熱材である。

本実施例の構成による換気装置において熱交換
エレメントとしてアルミ薄板を波型に成形し、同
じく平板アルミ薄板と重ね合わせたものを一素子
として、この素子を交互に直交させて多数積重ね
熱交換器２を構成した。壁面より充分離れた場所
での風向が壁面となす角度が45゜のとき、熱交換
器２の辺BDの室内吸込み風速は辺ADの吹込み
風速の約80％であつた。またその時の外気温度は
２℃であり、室内温度は25℃であつたが、外部か
ら熱交換器２を介して流入する空気は、排出室内
空気と互いに熱交換し、その温度は約10℃まで上
昇した。すなわち、本換気装置によれば、外気と
の換気において、動力を何ら用いることなく外気
温を低温のまま室内に導入することなく、予熱し
て導入することができ、換気による暖房負荷の増
大を抑制することが可能であることがわかる。

第１図の構成による第２の実施例は熱交換エレ
メントとしてハロゲン化リチウムを含浸したクラ
フト紙を前述のアルミエレメントと同様に構成し
た。本実施例により、出入空気の全熱交換率は約
40％を示した。すなわち本発明の換気装置によれ
ば、室内から排出する空気と流出する暖房エネル
ギーの40％を回収できることになる。

これら実施例では、暖房の例について説明した
が、本発明の換気装置が冷房時にも有効であるこ
とは明白である。

次に、気流制御ダンパー４，５の効果について
説明する。

気流制御ダンパー４，５はその角度が室内より
操作できるようレバーを設けるかあるいは、モー
タ駆動により任意の角度に調整する手段を設ける
ことが推奨される。第２の実施例において、気流
制御ダンパー４，５をそれぞれ独立に角度設定で
きるようレバーを夫々設け、吹込み側の気流制御
ダンパー４を約20゜壁面側に倒して固定した場合、
第２の実施例における熱交換率は、気流制御ダン
パー４を壁面と平行に設置した場合に比し、約15
％向上し、熱交換率は46％となつた。このように
気流制御ダンパー４，５は、換気量を制御するの
みならず、熱交換率をも調整することができ、実
際の建物に設置した場合、風速や風向に応じて、
かつ、換気必要量に応じて任意に設定することが
できる特徴を有する。

第２図に気流制御ダンパーを連動駆動させた場
合の実施例を斜視図で示した。図中、換気装置の
上部から風雨の侵入をふせぐための上部天板は、
内部構造理解のために図示していない。第２図に
おける部品番号は第１図と同様の部品の場合は同
一番号で示している。本図中２−１，２−２はそ
れぞれ気流制御ダンパー４，５の回転軸でこれら
は同一寸法のギア２−３，２−４で連結され互い
に逆方向に回転する。また、ギア２−３，２−４
のうち一個はギヤ付レバー２−５と連結し、この
レバーを室内から操作することによつて、気流制
御ダンパー４，５は熱交換器２の空気入出面をお
おう閉の状態から任意の開角度に調整できる。但
し、この場合、気流制御ダンパー４，５をそれぞ
れ独立に角度調整することは意図ではなく、簡素
な機構により、一動作で開閉角度を調整すること
が目的である。第２図ではレバー２−５による気
流制御ダンパー４，５の開閉について示してある
が、この点はモータ駆動による場合も同様であ
り、第１図の場合２個必要なモータは第２図の実
施例では１個で必要な開閉動作が可能である。本
実施例による換気装置の効果が、従前の実施例に
おいて、気流制御ダンパー４，５を独立に角度設
定したケース以外の場合と同様であることは述べ
るまでもない。

発明の効果 以上のように、本発明は導入空気と排出空気が
交叉する関係にあり、かつこれら二つの空気流に
沿う断面が四辺形を成す熱交換器と、壁面に平行
でかつ外壁面よりある距離をもつた軸上で回転可
能な角度可変の気流制御ダンパーと、これらを支
持する支持枠とを備えた換気装置で、住宅の居室
の外壁に設置し、何ら動力を用いることなく、か
つ騒音を発生することなく室内外の換気が可能で
あり、かつ、外部より導入する空気を、室内より
排出する空気と熱交換することによつて、冷暖房
エネルギーの外気への流出を減少させる省エネル
ギー型換気装置であり、特に今後共増大する高層
住宅における快適な住環境の維持に極めて顕著な
効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の換気装置の壁水平断面図につ
いての断面図、第２図は本発明の他の実施例にお
ける気流制御ダンパー部の拡大斜視図である。 １……支持枠、２……熱交換器、３……壁体、
３′……取付枠、４，５……気流制御ダンパー、
６……気流ダンパー回転軸、７……外風気流の流
線、８，９……排出空気の流線、１０，１１……
流入空気の流線、１２……整流板、１３……断熱
材、２−１，２−２……気流制御ダンパー回転
軸、２−３，２−４……ギヤ、２−５……角度調
整レバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導入空気流と排出空気流が熱伝導性もしくは
   吸放湿性熱交換エレメントを介して交叉する関係
   にあり、かつこれら二つの空気流の交叉部分のこ
   れら空気流に沿う断面が四辺形を成す熱交換器
   と、この熱交換器を前記四辺形の相対する隅角部
   の一対の近傍でそれぞれ密封保持する支持枠と、
   残与の一つの隅角部近傍に設けた回転軸に設置さ
   れた２枚の気流制御ダンパーとを備え、前記２枚
   の気流制御ダンパーの設置角度が少くとも支持枠
   で密封固定した前記隅角部を結ぶ対角線と平行な
   角度と、前記熱交換器の導入空気流路と排出空気
   流路をそれぞれ閉鎖する角度の間で調節可能な関
   係にある換気装置。 ２ ２枚の気流制御ダンパーが、それぞれ独立か
   つ平行な二つの回転軸に設置され、前記回転軸の
   一つに気流制御ダンパーの角度を調節する手段を
   設け、かつ、前記二つのダンパーがそれぞれの回
   転軸に設けられたギヤーを介して結合した特許請
   求の範囲第１項記載の換気装置。