JPH0328687A - 換気用熱交換器 - 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】 産業上の利川分野 この発明は、特に一般家庭で用いられるのに適した換気
用熱交換器に関し、さらに詳しくいえば、冬季において
は屋内から排出される暖かい空気と、屋外から取入れら
れる冷たい空気との間で熱交換しうるとともに、夏季に
おいては、冷房されかつ屋内から排出される冷たい空気
と、屋外から取入れられる熱い空気との間で熱交換しつ
る換気用熱交換器に関する。

以下の説明において、全図面を通じて同一物および同一
部分には同一符号を付して説明を省略する。また、以下
の説明において、上下、左右は第２図および第１９図の
上下、左右をいうものとする。また、前とは第１図およ
び第１８図に矢印（Ａ）で示す方向をいい、後とはこれ
と反対側をいうものとする。

従来の技術 一般に建物の屋内を冷暖房する場合には、新鮮な外気を
少しでも多く取入れて屋内を健康的に空調することが望
まれる。しかしながら、外気を多く取入れると、取入れ
られた外気によって屋内温度が変動し、その結果冷暖房
効率が悪くなって冷暖房装置の運転費がかさむという問
題があった。

従来、この問題を解決するために、第１８図および第１
９図に示すような換気用熱交換器が用いられていた。こ
の換気用熱交換器は、上下両縁に後方屈曲部（１ａ）が
設けられた仕切壁（１）と、左右両縁に後方屈曲部（２
ａ）が設けられた仕切壁（２）とが交互に配置され、各
後方屈曲部（１ａ）　（２ａ）の先端が後隣の仕切壁（
２）（１）の後面に接合されたものである。上下両縁に
後方屈曲部（１ａ）が設けられた仕切壁０）とその後隣
の仕切り壁（２）との間が高温流体通路（３）となされ
、左右両縁に後方屈曲部（２ａ）が設けられた仕切壁（
２）とその後隣の仕切壁（１）との間が低温流体通路〈
４）となされ゜Ｃいる。高温流体通路（３）にはコルゲ
ートフィン（５〉が、その平坦部の長さ方向を左右方向
に向けて配置され、低温流体通路（４）にはコルゲート
フィン（５〉が、その平坦部の長さ方向を上下方向に向
けて配置されている。

また、前端部の仕切壁（２〉の前面には、サイドプレー
ト（６）が接合されている。後端部の仕切壁（１）の後
方には、これと所定間隔をおいてサイドプレート（７）
が配置されており、後方屈曲部（ｌａ）の先端部がサイ
ドプレート（７）に接合されている。後側のサイドプレ
ートク７）と仕切聖（１）との間も高温流体通路（３）
となされている。

この熱交換器において、低温流体は、低温流体通路（４
）内を第１８図および第１９図に矢印（Ｘ）で示すよう
に下方に流れ、高温流体は、高温流体通路（３）内を同
図に矢印（Ｙ）で示すように右方に流れる。

発明が解決しようとする課題 ところが、従来の換気用熱交換器を冬季において高温排
気と低温給気との熱交換に使用した場合、次のような問
題があった。すなわち、高温流体通路（３〉内の入口寄
りの部分の仮想線（Ｌ１）上における排気（高温流体）
の温度分布は、第２０図に示すように低温流体通路（４
）の入口に近い点（Ａ）から出口に近い点（Ｂ）に向か
って徐々に高くなっており、出口寄りの部分の仮想線（
　Ｌ　２　）上における排気の温度分布は第２０図に示
すように低温流体通路（４〉の入口に近い点（Ｃ）から
出口に近い点（Ｄ）に向かって徐々に高くなっている。

点（＾）および点（Ｂ）での排気の温度は、それぞれ点
（Ｃ）および点（Ｄ）での排気の温度よりも高い。また
、低温流体通路（４）内の入口寄りの部分の仮想線（Ｌ
３）上における給気（低温流体）の温度分布は、第２１
図に示すように高温流体通路（３〉の入口に近い点（Ａ
）から出口に近い点（Ｃ）に向かって徐々に低くなって
おり、出口寄りの部分の仮想線（Ｌ４）上における給気
の温度分布は第２１図に示すように高温流体通路（３）
の入口に近い点（Ｂ）から出口に近い点（Ｄ）に向かっ
て徐々に低くなっている。点（Ａ）および点（Ｃ’）で
の給気の温度は、それぞれ点（Ｂ）および点（Ｄ）での
給気の温度よりも低い。

したがって、冬季においては低温流体通路（４）の出口
から流出する給気の温度分布が不均一となり、暖房効果
に悪影響を及ぼす。

また、従来の換気用熱交換器を夏季において高温給気と
低温排気との熱交換に使用した場合、上述したのと同様
な理由で高温流体通路（３）の出口から流出する給気の
温度分４１が不均一となり、冷房効果に悪影響を及ぼす
。

さらに、寒冷地において冬季に使用する場合、第１９図
において斜め線を付した部分（Ｓ）の仕切り壁（１）　
（２）に結露水が発生し、特に第１９図において格子線
を付した部分（Ｔ）で結露水が凍結し、流体通路（３）
（４）にめづまりが起こったり、性能が低下したりする
という問題がある。

この発明の目的は、上記問題を解決した換気用熱交換器
を提供することにある。

問題点を解決するための手段 この発明による第１の換気用熱交換器は、仕切壁を介し
て高温流体通路と低温流体通路とが、高温流体および低
温流体の流れ方向が直交するように設けられている換気
用熱交換器において、高温流体通路内の入口寄り部分で
かつ低温流体通路内の出口寄り部分と、高温流体通路内
の出口寄り部分でかつ低温流体通路内の入口寄り部分と
にまたがってヒートパイプ部が設けられているものであ
る。

この発明による第２の換気用熱交換器は、仕切壁を介し
て高温流体通路と低温流体通路とが、高温流体および低
温流体の流れ方向が直交するように設けられている換気
用熱交換器において、高温流体通路外でかつその入口よ
りも上流側における低温流体通路の出口寄り部分と、低
温流体通路外でかつその入口よりも上流側における高温
流体通路の出口寄り部分とにまたがってヒートパイプ部
が設けられているものである。

作　　　用 上記第１の熱交換器のように構成されていれば、高温流
体通路内の入口寄り部分でかつ低温流体通路内の出口寄
り部分の熱が、高温流体通路内の出口寄り部分でかつ低
温流体通路内の入口寄り部分に輸送される。また、上記
第２の熱交換器のように構成されていれば、高温流体通
路の入口における低温流体通路の出口寄り部分に流入す
る前の高温流体の有する熱が、低温流体通路の入口にお
ける高温流体通路の出口寄り部分に流入する低温流体に
輸送される。したがって、第１７図の点（Ｉ３〉の温度
が下がるとともに、点（Ｃ）の温度が上がり、高温流体
通路の出口から流出する流体、および低温流体通路の出
口から流出する流体は、それぞれ均温化される。

実　　施　　例 以下、この発明の実施例を、図面を参照して説明する。

実施例１ この実施例は第１図および第２図に示すものである。第
１図および第２図において、この考案による換気用熱交
換器は、高ａ！流体通路（３）外でかつその入口よりも
上流側における低温流体通路（４）の出口寄り部分と、
低温流体通路〈４）外でかつその入口よりも上流側にお
ける高温流体通路（３）の出口寄り部分とにまたがって
ヒートパイプ部（１０）が設けられている。ヒートパイ
プ部（Ｉｎ）は、作動流体の封入された内部が真空の２
つのループ状管（ｌ１）により形成されている。各ルー
プ状管（１ｌ）は、高温流体通路（３）外でかつその入
口よりも上流側における低温流体通路（４）の出口寄り
部分、すなわち仕切壁（ｌ）（２）よりも左側の下部に
位置する蒸発部用直管部（ｌｌａ）と、低温流体通路（
４）外でかつその入口よりも上流側における高温流体通
路（３）の出口寄り部分、すなわち仕切壁（１）　（２
）よりも上側の右側部に位置する凝縮部用直管部（ｆｌ
ｂ）とを含んだ横長楕円形である。２つのループ状管（
１１）の蒸発部用直管部（ｌｌａ）にまたがって、直管
部（ｌｌａ）の長さ方向に所定間隔をおいて複数のフィ
ン（ｌ２）が取付けられている。また、２つのループ状
管（ｉｔ）の凝縮部用直管部（１ｉｂ）にまたがって、
直管部（ｌｌｂ）の長さ方向に所定間隔をおいて複数の
フィン（ｉ３）が取付けられている。作動流体は、図示
しない注入口から管（ｌ１）内に注入されて蒸発部用直
管部（ｌｌａ）に滞留している。

注入口は、作動流体の注入後に閉じられる。

このような構成において、第１８図および第１９図に示
す従来の熱交換器と同様に、低温流体は、第１図および
第２図に矢印（Ｘ）で示す方向に流れ、高温流体は、同
図に矢印（Ｙ）で示す方向に流れる。高温流体通路（８
）の下部に流入する高温流体の有する熱により、両ルー
プ状管〈１１）の蒸発部用直管部（ｌｌａ）に滞留して
いた作動流体が加熱気化せしめられ、ループ状管（１１
）の両端屈曲部（ｌｌｃ）を経て凝縮部用直管部（ｌｌ
ｂ）に至り、ここでガス状作動流体は放熱液化した後蒸
発部用直管部（ｌｌａ）に還流す′る。ガス状作動流体
が液化するさいに放たれた熱は、直管部（ｌｌｂ）の管
壁を経てフィン（ｌ３）に伝わり、フィン（１３）から
低温流体通路（４〉の右側部分に流入する低温流体に放
射される。その結果、低温流体通路（４〉の右側部分に
流入する低温流体が加熱され、第１９図の点（Ｂ）に相
当する部分の温度が下がるとともに、点（Ｃ）に相当す
る部分の温度が上がる。したがって、低温流体通路（４
）の出口における左側部分から流出する低温流体の温度
が上がるとともに、高温流体通路（３〉の出［コにおけ
る上側部分から流出する高温流体の温度が下がる。そし
て、高温流体通路〈３〉の出口から流出する流体、およ
び低温流体通路（４）の出口から流出する流体の温度が
均温化される。

実施例２ この大施例は第３図に示すものである。第３図において
、仕切壁（１５）には後方屈曲部は設けられておらず、
その左側縁の下部に連なって左方突出部（１５ａ）が設
けられているとともに、仕切壁ク１５）の上縁の右側部
に連なって上方突出部（１．５ｂ）が没けられている。

高温流体通路（３）は、隣接する仕切壁（１５〉の上縁
部間にスベーザ（１Ｂ）を配置して仕切壁（１５）に接
合することにより形成されている。低温流体通路（４）
は、隣接する仕切壁（１５）の左右両側縁部間にスベー
サ（１７〉を配置１−て仕切壁（ｌ５〉に接合すること
により形成されている。ループ状管（１１）の蒸発部用
直管部（１１．ａ）は仕切壁（１５）の左方突出部（１
５ａ）に形成された孔（１８）に貫通固定され、凝縮部
用直管部（ｉｔｂ）は仕切壁（ｌ５〉の上方突出部（１
５ｂ）に形威された孔〈１９〉に貫通固定される。隣り
会う仕切壁（１５）の左方突出部（１５ａ）どうしの間
、および燐り合う仕切壁（ｌ５）の上方突出部（１５ｂ
）どうしの間には、それぞれフィン（１２）　（１３）
が配置される。この換気用熱交換器の作用は、実施例１
のものと突質的に同一である。

上記実施例２において、仕切壁（１５）の左方突出部（
１．５ａ）におけるスベーサ（１７）よりも外側の部分
および仕切壁（ｌ５）の上方突出部（１５ｂ）における
スベーサ（１６〉よりも外側の部分には、第４図に示す
ように、それぞれ複数のスリット（２０）が形成されて
いてもよい。

また、上記実施例２において、第５図に示すように、仕
切壁（１５）の左方突出部（１５ａ）および１，方突出
部（１５ｂ）にそれぞれ切欠き（２２）（２３）を形戊
しておき、ループ状管（１１）の蒸発部用直管部（１．
ｌ．ａ）をｋ方突出部（１５ａ）に形成された切欠き（
２２）に、凝縮部用直管部（ｌｌｂ）を仕切璧０５）の
−Ｌ方突出部（１５ｂ）に形成された切欠き（２３）に
それぞれかち込むことにより固定してもよい。

第５図に示す熱交換器において、仕切壁（｝５）の左方
突出部（　１　５　ａ．）におけるスベーサ（１７）よ
りも外側の部分および仕切壁（ｌ５）の」二方突出部０
５ｂ）におけるスベーサ（１８）よりも外側の部分には
、第６図に示すように、それぞれ複数のスリッ＋−（２
４）が形成されていてもよい。

大施例３ この実施例は第７図に示すものである。第７図において
、高温流体通路（３）外でかつその入口よりも上流側に
おける低温流体通路（４）の出Ｉｆｌ　＃り部分と、低
温流体通路（４〉外でかつその入口よりも上流側におけ
る高温流体通ｋａ（３）の出口寄り部分とにまたがって
設けられたヒートベイブ部（１０）は、作動流体が封入
された内部が真空の２本のヘアピン状管（２１）からな
る。ヘアピン状管（２ｌ）は、高温流体通路（３）の入
「ゴよりも」二流側における低温流体通路（４〉の出口
寄り部分に位置する蒸発部用直管部（２１ａ）と、低温
流体通路（４）の入口よりも上流側における高温流体通
路（３）の出口寄り部分に位置する凝縮部用直管部（２
ｌｂ）とを含んでいる。この換気用熱交換器の作用は、
実施例１のものと実質的に同一である。

実施例４ この実施例は第８図に示すものである。第８図において
、換気用熱交換器は、高温流体通路（３〉内の入口寄り
部分でかつ低温流体通路（４）内の出口寄り部分と、高
温流体通路（３）内の出口寄り部分でかつ低温流体通路
（４）内の入口寄り部分とにまたがってヒートパイプ部
（２５）が設ｉ１られているものである。ヒートパイプ
部（２５〉は、作動流体の封入された内部が真空の２つ
のループ状管（２６〉により形威されている。各ループ
状管（２６〉は、仕切壁（１）（２）およびサイドブレ
ート（６）　（７）の左側部下部に貫通固定された蒸発
部用直管部（２８ａ）と、仕切壁（＋）（２）およびサ
イドプレート（ｆ３）（７）の右側部上部に貫通固定さ
れた凝縮部用直管部（２８ｂ）とを含んだ横長楕円形で
ある。作動流体は、図示しない注入口から管（２６）内
に注入されて蒸発部用直管部（２８ａ）に滞留している
。注入口は、作動流体の注入後に閉じられる。この換気
用熱交換器の作用は、実施例１のものと実質的に同一で
ある。

実施例５ この実施例は第９図に示すものである。第９図に示す換
気用熱交換器において、前後両方のサイドプレート（８
）（７）が、その外面に外方に突出した管状膨出部（２
７）が形成されている合せ板よりなる。合せ板は、たと
えばいわゆるロールボンド法で製造される。高温流体通
路（３）の入ｌコ寄り部分でかつ低温流体通路（４）の
出口寄り部分、すなわち仕切壁（＋．）（２）およびサ
イドプレート（Ｂ）　（７）の左側部下部において、仕
切壁（ｌ）（２）に、両端がサイドプレート（８）（７
）の管状膨出部〈２７〉に接続された１本の蒸発部用直
管（２８）が貫通固定されている。また、低温流体通路
（４〉の入口寄り部分でかつ高温流体通路（３）の出口
寄り部分、すなわち仕切９（１）（２）およびサイドプ
レート（８）（７）の右側部上部において、仕切壁（１
）（２）に、両端がサイドプレー｝　（６）（７）の管
状膨出部（２７〉に接続された１本の凝縮部用直管く２
９〉が貫通固定されている。そして、両直ＴＴ（２８）
（２９〉と、両サイドプｌノー｝−（６）（７）の管状
膨出部（２７）とにより、内部に作動流体が封入されて
真空となされたヒートパイプ部〈２５）が形威されてい
る。この換気用熱交換器の作用は、実施例１のものと実
質的に同一である。

実施例６ この実施例は第１０図に示すものであるｅ，第１０図に
おいて、換気用熱交換器の一方のサイドプレート（６）
だけが、その外面に外方に突出した管状膨山部（２７）
が形成されている合せ板よりなる。そして、仕切壁（１
．）（２）および他方のサイドプレート（７）の左側部
下部に、一端がサイドブレート（８）の管状膨田部（２
７）に接続されるとともに他端が閉鎖された１本の蒸発
部用直管＜３０）が貫通固定されている。また、仕切壁
（１）（２〉および他方のサイドプレート（７）の右側
部上部に、一端がサイドプレート（Ｂ）の管状膨出部（
２７〉に接続されるとともに他端が閉鎖された１本の凝
縮部用直管（３１）が貫通固定されている。

そして、両直管（３０）（３１）ε、サイドプレート（
６）の管状膨山部（２７）とにより、内部に作動流体が
封入されて真空となされたヒートパイプ部（２５）が形
成されている。この換気用熱交換器の作用は、実施例１
のものと実質的に同一である。

」二記実施例５および実施例６１ごおいて、高温流体通
路（３）の入口寄り部分でかつ低温流体通路〈４〉の出
口寄り部分、および低温流体通路（４〉の入口寄り部分
でかつ高温流体通路（３）の出口寄り部分に、それぞれ
２本の直管（２ｇ）　（２９）　（３０）（３１．）が
配置されていてもよい。この場合、両サイドプレート（
８）（７）または一方の｛ｔイドブレ−　ｈ　（８）と
しては、第１１図または第１２図に示すような管状膨出
部（３２）（３３）を有する合せ板からなるものを用い
るのがよい。

実施例７ この実施例は第１３図に示すものである。第１３図にお
いて、換気用熱交換器の仕切壁〈ｌ〉（２）が、それぞ
れ内部に作動流体が封入されて真空となされた管状膨山
部（３７）（３８）からなるヒートパイプ部（３９）を
備えている。仕切壁（１）　（２）は、たとえばいわゆ
るロールボンド法で製造された合せ板からなる。各管状
膨山部（３７）（３８’）は、１−１温流体通路（３〉
の入口寄り部分でかつ低温流体通路（４〉の出口寄り部
分と、低ａ流体通路ク４）の入口寄り部分でか・つ高温
流体通路〈３）の出口寄り部分とを迎通させる２本の傾
斜部（３７ａ）　（３７ｂ）　（３８ａ）　＜３８ｂ）
を備えている。両傾斜部（３７ａ）　（３７ｂ）　（３
８ａ）　（３８ｂ）の左斜め下端は、垂直状の接続部（
３７ｃ）　（３８ｃ）で接続されている。この換気用熱
交換器の作用は、実施例１のものと実質的にｌ’ｉ１１
　−である。

上記実施例７の換気用熱交換器におい゛Ｃ、ヒ−トバイ
ブ部（３９）は、第１４図〜第１７図に示すような形状
でかつ内部に作動流体が封入されて真空となされた管状
膨山部（４０）＜４１）（４２）　（４ｇ）からなるも
のを用いてもよい。

上記実施例１、２および４おけるループ状管（１．　１
）（２６）、ならびに実施例３におけるヘアピン状管〈
２１）の数はそれぞれ２本ずつであるが、これに限らず
、これらの数は１本でもよく、ある０３本以上でもよい
。また、実施例５および６における蒸発部用直管（Ｈ）
　（３０）および凝縮部用直管（２９）　（３１）の数
はそれぞれ１本ずつであるが、これに限らず、これらの
数は２本以上でもよい。

発明の効果 この発明の換気用熱交換器によれば、上述のようにして
、高温流体通路の出口から流出する流体、および低温流
体通路の出口から流出する流体の温度が均温化される。

また、低温流体通路の入口における高ｌｉＡ流体通路の
出口寄り部分に流入する低温流体の温度、または低温流
体通路内における高温流体通路の出口寄り部分を流れる
流体の温度が上がるので、この熱交換器を寒冷地で冬季
に使用した場合にも、上記部分に結露水が発生し、これ
が凍結するのが防止される。したがって、熱交換器の性
能が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例１を示す斜視図、第２図は同
じく正面図、第３図はこの発明の実施例２を示す一部を
分解した斜視図、第４図は大施例２の仕切壁の変形例を
示す一部を分解した斜視図、第５図は実施例２の仕切壁
の他の変形例を示す一部を分解した斜視図、第６図は実
施例２の仕切壁のさらに他の変形例を示す一部を分解し
た斜視図、第７図はこの発明の実施例３を示す斜視図、
第８図はこの発明の実施例４を示す斜視図、第９図はこ
の発明の実施例５を示す斜視図、第１０図はこの発明の
実施例６を示す斜視図、第１１図および第１２図はそれ
ぞれ実施例５および６のサイドプレートの変形例を示す
正面図、第１３図はこの発明の実施例７を示す斜視図、
第１４図〜第１７図はそれぞれ実施例７の仕切壁の変形
例を示す正面図、第ＩＲ図は従来例を示す斜視図、第１
９図は同じく疋而図、第２０図は従来の熱交換器におけ
る高温流体通路内の温度分布を示すグラフ、第２１図は
従来の熱交換器における低温流体通路内の温度分布を示
すグラフである。 （ｉ）　（２）　（１５）・・・仕切壁、（３）・・・
高温流体通路、（４〉・・・低温流体通路、（１０）（
２５）　（３９）・・・ヒートパイプ部。 以　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、仕切壁を介して高温流体通路と低温流体通路とが、
   高温流体および低温流体の流れ方向が直交するように設
   けられている換気用熱交換器において、 高温流体通路内の入口寄り部分でかつ低温流体通路内の
   出口寄り部分と、高温流体通路内の出口寄り部分でかつ
   低温流体通路内の入口寄り部分とにまたがってヒートパ
   イプ部が設けられている換気用熱交換器。 ２、仕切壁を介して高温流体通路と低温流体通路とが、
   高温流体および低温流体の流れ方向が直交するように設
   けられている換気用熱交換器において、 高温流体通路外でかつその入口よりも上流側における低
   温流体通路の出口寄り部分と、低温流体通路外でかつそ
   の入口よりも上流側における高温流体通路の出口寄り部
   分とにまたがってヒートパイプ部が設けられている換気
   用熱交換器。