【手続補正書】
【提出日】平成16年2月24日(2004.2.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】換気兼熱交換装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】ケーシングと、ケーシング内に収容されたヒートパイプからなる熱交換器とを備え、ケーシング内に、ケーシング内を仕切る仕切板を介して屋外から屋内に供給される空気が流れる給気通路と、屋内から屋外に排出される空気が流れる排気通路とが設けられ、熱交換器が両通路間に跨るようにして配置された、屋外に排出される空気の熱を回収する換気兼熱交換装置において、仕切板によりケーシング内が上下に仕切られ、ケーシング内上部が給気通路、下部が排気通路となされた換気兼熱交換装置。
【請求項２】ヒートパイプが、上下に互いに間隔をあけて配されかつ内部に左右方向の作動流体流路が設けられた複数の略水平状プレートと、プレートの左方および右方にそれぞれ配されて各プレートの流路をつないだ略垂直状ヘッダとを備えている請求項１記載の換気兼熱交換装置。
【請求項３】熱交換器が、さらに最上位のプレートの上面、最下位置のプレートの下面および上下に隣り合ったプレート同士間とに配されてそれぞれ左右方向にのびている波板状のフィンを備えている請求項２記載の換気兼熱交換装置。
【請求項４】ケーシング内を仕切る仕切板は、ケーシングの前壁および後壁内周面の高さの中央にケーシング内方突出状に設けられた前仕切板および後仕切板と、熱交換器の高さの中央に設けられかつこれから前後左右に突出し、左端がケーシングの左壁内面に、右端がケーシングの右壁内面に、前端が前壁に設けられた前仕切板に、後端が後壁に設けられた後仕切板にそれぞれ当接せしめられている中仕切板とよりなり、給気通路および排気通路にそれぞれ複数のプレートが位置し、ヘッダが中仕切板を貫通して給気通路および排気通路に跨っている請求項１ないし３のいずれか一項に記載の換気兼熱交換装置。
【請求項５】ケーシングの前壁および後壁の左右にケーシング 内の空間に連通した貫通孔がそれぞれ２個ずつ形成されて前壁左側の貫通孔が給気出口、前壁右側の貫通孔が給気入口、後壁左側の貫通孔が給気出口および後壁右側の貫通孔が給気入口となされるとともに、前後の仕切板にそれぞれ左右にならんだ切欠が形成され、ケーシング 内部空間の左前下部に、上端が前仕切板の前切欠の周縁部に固定されるとともに、前端が給気出口のケーシング 内側開口の周縁部下半分に固定された開口下半閉鎖体が配され、同右後下部に、上端が前仕切板の前切欠の周縁部に固定されるとともに、前端が給気入口のケーシング 内側開口の周縁部下半分に固定された開口下半閉鎖体が配され、給気出口および給気入口が給気通路のみと連通するようになされ、同右前上部に、下端が前仕切板の前切欠の周縁部に固定されるとともに、前端が排気入口のケーシング 内側開口の周縁部上半分に固定された開口上半閉鎖体が配され、同右後下部に、下端が後仕切板の後切欠の周縁部に固定されるとともに、後端が排気出口のケーシング 内側開口の周縁部上半分に固定された開口上半閉鎖体が配され、排気入口および排気出口が排気通路のみと連通するようになされている請求項４記載の換気兼熱交換装置。
【請求項６】熱交換器は、ケーシング内において各プレートが後方に向かって下方に傾斜するように配置せられている請求項２ないし５のいずれか一項に記載の換気兼熱交換装置。
【請求項７】熱交換器は、排気通路内の凝縮水が排気出口方向に流れるように、さらに左方に向かって下方に傾斜するように配置せられている請求項６記載の換気兼熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、換気のさいに、屋内から排出される空気の熱を回収する換気兼熱交換装置に関する。特に、冬季において屋内から排出される高温空気の熱を回収して屋外から供給される低温空気に熱を与える換気兼熱交換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の換気兼熱交換装置として、ケーシングの前面に左右に隣り合って給気出口と排気入口とが設けられ、かつケーシングの後面に左右に
隣り合って給気入口と排気出口とが設けられ、ケーシング内に、ケーシング内を左右に仕切る垂直仕切板を介して給気出入口と連通した給気通路と、排気出入口と連通した排気通路とが左右に隣り合って設けられ、仕切板を貫通し、かつ両通路間に跨がるようにして配置された複数のヒートパイプからなる熱交換器を備えたものがある。（実公平３−５６８２９号公報参照）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
換気兼熱交換装置を冬季において使用する場合、換気兼熱交換装置の排気通路において室内から排出された高温の空気が露点温度以下に冷却され、凝縮水が発生する。
【０００４】
従来の換気兼熱交換装置の場合、排気通路側で発生した凝縮水が、隣り合う給気通路に流入することがあり、この流入した凝縮水が給気通路において氷結し、給気通路の空気の流れを阻害したり、凝縮水が屋内に吹き込まれることがあるという問題がある。この問題を解決するために、熱交換器は、凝縮水排出口が最下端になるように、傾斜して設けられているが、上記問題を完全に解決することはできない。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解決した、排気通路側で発生した凝縮水が給気通路側に流入することがない換気兼熱交換装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による換気兼熱交換装置は、ケーシングと、ケーシング内に収容されたヒートパイプからなる熱交換器とを備え、ケーシング内に、ケーシング内を仕切る仕切板を介して屋外から屋内に供給される空気が流れる給気通路と、屋内から屋外に排出される空気が流れる排気通路とが設けられ、熱交換器が両通路間に跨るようにして配置された、屋外に排出される空気の熱を回収する換気兼熱交換装置において、仕切板によりケーシング内が上下に仕切られ、ケーシング内上部が給気通路、下部が排気通路となされた換気兼熱交換装置。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１記載の換気兼熱交換装置において、ヒートパイプが、上下に互いに間隔をあけて配されかつ内部に左右方向の作動流体流路が設けられた複数の略水平状プレートと、プレートの左方および右方にそれぞれ配されて各プレートの流路をつないだ略垂直状ヘッダとを備えているものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２記載の換気兼熱交換装置において、熱交換器が、さらに最上位のプレートの上面、最下位置のプレートの下面および上下に隣り合ったプレート同士間とに配されてそれぞれ左右方向にのびている波板状のフィンを備えているものである。
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の換気兼熱交換装置において、ケーシング内を仕切る仕切板は、ケーシングの前壁および後壁内周面の高さの中央にケーシング内方突出状に設けられた前仕切板および後仕切板と、熱交換器の高さの中央に設けられかつこれから前後左右に突出し、左端がケーシングの左壁内面に、右端がケーシングの右壁内面に、前端が前壁に設けられた前仕切板に、後端が後壁に設けられた後仕切板 にそれぞれ当接せしめられている中仕切板とよりなり、給気通路および排気通路にそれぞれ複数のプレートが位置し、ヘッダが中仕切板を貫通して給気通路および排気通路に跨っているものである。
請求項５の発明は、請求項４記載の換気兼熱交換装置において、ケーシングの前壁および後壁の左右にケーシング 内の空間に連通した貫通孔がそれぞれ２個ずつ形成されて前壁左側の貫通孔が給気出口 、前壁右側の貫通孔が排気入口、後壁左側の貫通孔が排気出口および後壁右側の貫通孔が給気入口となされるとともに、前後の仕切板にそれぞれ左右にならんだ切欠が形成され、ケーシング 内部空間の左前下部に、上端が前仕切板の前切欠の周縁部に固定されるとともに、前端が給気出口のケーシング 内側開口の周縁部下半分に固定された開口下半閉鎖体が配され、同右後下部に、上端が前仕切板の前切欠の周縁部に固定されるとともに、前端が給気入口のケーシング 内側開口の周縁部下半分に固定された開口下半閉鎖体が配され、給気出口および給気入口 が給気通路のみと連通するようになされ、同右前上部に、下端が前仕切板の前切欠の周縁部に固定されるとともに、前端が排気入口のケーシング 内側開口の周縁部上半分に固定された開口上半閉鎖体が配され、同右後下部に、下端が後仕切板の後切欠の周縁部に固定されるとともに、後端が排気出口のケーシング 内側開口の周縁部上半分に固定された開口上半閉鎖体が配され、排気入口および排気出口が排気通路のみと連通するようになされているものである。
請求項６の発明は、請求項２ないし５のいずれか一項に記載の換気兼熱交換装置において、熱交換器は、ケーシング内において各プレートが後方に向かって下方に傾斜するように配置せられているものである。
請求項７の発明は、熱交換器は、請求項６記載の換気兼熱交換装置において、排気通路内の凝縮水が排気出口方向に流れるように、さらに左方に向かって下方に傾斜するように配置せられているものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７を参照して本発明の１実施形態について説明する。なお、以下の説明において、前後左右は、図１を基準にいうものとし、前とは図１の右を、後とは左を、左とは図１の紙面裏側を、右とは図１の紙面表側をいうものとする。
【００１０】
換気兼熱交換装置は、直方体状のケーシング(1) と、ケーシング(1) 内に形成された直方体状の空間に収められたドローンカップ式熱交換器(2) とを備えている。図４および図５に示したように、熱交換器(2) は、上下に間隔をあけて配置された水平薄板状の複数のプレート(3) と、各プレート(3) の左右両端において各プレート(3) と一体に成形された複数のカップ状部からなる複数の略垂直状ヘッダ(4) と、最も上に位置したプレート(3) の上面、最も下に位置したプレート(3) の下面および上下に隣り合ったプレート(3) 同士間とに配されたそれぞれ左右方向にのびている波板状のフィン(15)とを備えている。プレート(3) は、内部に左右方向の複数の管路（作動流体流路）を、ヘッダ(4) は、プレート(3) の管路と連通した上下方向の管路をそれぞれ備えており、本実施形態においては、熱交換器(2) の非作動時において、下３／１０〜５／１０に位置するプレート(3) 内に満たされた作動流体が、プレート(3) の管路およびヘッダ(4) の管路からなる循環路を循環し、ヒートパイプとして作動するようになされている。この熱交換器(2) は、ケーシング(1) 内において、プレート(3) が後方に向かって下方に傾斜するように配置されている。
【００１１】
ケーシング(1) の前壁および後壁内周面の高さの中央に、水平な前仕切板(5)および後仕切板(6)がそれぞれケーシング(1) 内方に突出して設けられている。さらに、熱交換器(2) の高さの中央に、熱交換器(2) の前後左右から前後左右に突出した中仕切板(7) が設けられている。中仕切板(7) は、左端がケーシング(1) の左壁内面に、右端がケーシング(1) の右壁内面に、前端が前壁に設けられた前仕切板(5) に、後端が後壁に設けられた後仕切板(6) にそれぞれ当接している。これらの仕切板(5)(6)(7) によりケーシング(1) 内部の空間が上下に仕切られており、ケーシング(1) 内の上部が給気通路(A)、下部が排気通路(B)となされ、給気通路(A)および排気通路(B)にそれぞれ複数のプレート(3) が位置しているとともに、ヘッダ(4) が中仕切板(7) を貫通して給気通路(A)および排気通路(B)に跨がっている。
【００１２】
ケーシング(1) の前壁および後壁の左右にケーシング(1) 内の空間に連通した貫通孔がそれぞれ２個ずつ形成されており、前壁左側の貫通孔が給気出口(8) 、前壁右側が排気入口(10)、後壁左側が排気出口(11)および後壁右側が給気入口(9) となされている。また、前後の仕切板(5)(6)にそれぞれ、左右にならんだ切欠(12)(13)が形成されている。
【００１３】
そして、ケーシング(1) 内部空間の左前下部および右後下部に開口下半閉鎖体(14) が配され、右前上部および左後上部に開口上半閉鎖体(23)が配されている。各閉鎖体(14) (23)は、配置位置や向きは異なるが同形状で熱交換器(2)に向かって膨出した板状である。左前下部の開口下半閉鎖体(14)は、上端が前仕切板(5) に形成された前切欠(12)の周縁部に固定されるとともに、前端が給気出口(8) のケーシング(1) 内側開口の周縁部下半分に固定されており、同様に右後下部の開口下半閉鎖体(14) は、上端が後仕切板(6) に形成された後切欠(13) の周縁部に固定されるとともに、後端が給気入口(9) のケーシング(1) 内側開口の周縁部下半分に固定され、給気出口(8)および給気入口(9) が給気通路（A）のみと連通するようになされている。他方、右前上部の開口上半閉鎖体(23)は、下端が前仕切板(5)に形成された前切欠(12)の周縁部に固定されるとともに、前端が排気入口(10) のケーシング(1) 内側開口の周縁部上半分に固定されており、同様に左後上部の開口上半閉鎖体(23)は、下端が後仕切板(6) に形成された後切欠(13)の周縁部に固定されるとともに、前端が排気出口(11) のケーシング(1) 内側開口の周縁部上半分に固定され、排気入口(10)および排気出口(11)が排気通路（B）のみと連通するようになされている。
【００１４】
給気入口(9) の途中には、フィルタ(16)が配されている。図６に示したように、フィルタ(16)は、フィルタエレメント(17)と、フィルタエレメント(17)の周囲に配されたフィルタ枠(18)と、フィルタ枠(18)の上下に配された断熱材(19)とを備えている。断熱材(19)の前後方向の厚さは、フィルタ枠(18)の前後方向の厚さより僅かに厚くなされている。例えば、フィルタ枠(18)の前後方向の厚さが１０ｍｍであるさいに、断熱材(19)の前後方向の厚さを１３ｍｍ程度にすることが望ましい。また、フィルタエレメント(17)下端とフィルタ枠(18)との間には、帯状の引張体(20)が取り付けられている。
【００１５】
ケーシング(1) の上壁および下壁の右後部にフィルタ枠(18)の前後方向の厚さにより定められた前後方向の長さを有し、かつ給気入口(9) に連通した断面長方形状の貫通孔(21)が設けられている。図７に示したように、フィルタ(16)は、上部および下部がそれぞれ上下の貫通孔(21)に嵌め入れられて固定されている。フィルタ(16)を上下の貫通孔(21)に嵌め入れるさい、断熱材(19)が潰され、断熱材(19)前後面およびフィルタ枠(18)前後面がそれぞれ上下の貫通孔(21)の後壁および前壁に当接し、フィルタ(16)と貫通孔(21)との間に間隙が形成されることがないので、吸入される空気とともに吸い込まれる小さな虫や埃等が屋内に入り込むことがない。なお、通常時、上下の貫通孔(21)は蓋(22)により閉鎖されている。そして、フィルタ(16)を交換するさいは、下の蓋(22)を取り外し、引張体(20)を下方に引っ張ってケーシング(1) からフィルタ(16)を取り外せばよい。
【００１６】
また、熱交換器(2) の給気出口(8) および排気入口(10)の前方には、それぞれ図示しないファンが左右にならんで配されている。そして、ファンを屋内側にして所定の場所に取り付けるようになされている。
【００１７】
この換気兼熱交換装置において、屋内から排出される高温の空気は、ケーシング(1) 右前部の排気吸込口(10)からケーシング(1) 内に吸い込まれ、ケーシング(1) 内下部の排気通路(B)部分の熱交換器(2) の前方あるいは後方において左方向に流れ、かつ前方から後方に向かって熱交換器(2) を通過して熱が回収された後、ケーシング(1) の左後部の排気出口(11)から屋外に排出される。一方、屋内に供給される低温の空気は、ケーシング(1) の右後部の給気入口(9) からケーシング(1) 内に吸い込まれ、ケーシング(1) 内上部の給気通路(A)部分の熱交換器(2) の前方あるいは後方において左方向に流れ、かつ後方から前方に向かって熱交換器(2) を通過して熱が与えられた後、ケーシング(1) の左前部の給気出口(8) から屋内に供給される。
【００１８】
すなわち、図３に実線で示したように、屋外から吸い込まれた空気が熱交換器(2) の上部において、右方から左方へ流れた後、屋内に供給され、図３に破線で示したように、屋内から吸い出された空気が熱交換器(2) の下部において右方から左方へ流れた後、屋外に排出され、両空気が右方から左方へ流れるさいに熱交換が行われ、排気通路(B)内に位置したプレート(3) 内の作動流体が蒸発してヘッダ(4) を経て給気通路(A)内に位置したプレート(3) 内へと移動し、給気通路(A)内に位置したプレート(3) 内において凝結し、ヘッダ(4) を介して排気通路(B)内に位置したプレート(3) 内へと戻るようになされている。
【００１９】
また、この換気兼熱交換装置においては、熱交換器(2) は、後方に向かって下方に傾斜しているので、排気通路(B)において排出される高温空気が露点温度以下に冷却されて発生した凝縮水は、プレート(3) に付着して後方すなわち排気出口(11)方向に向かって流れる。なお、排気通路(B)内の凝縮水が確実に排気出口(11)方向に流れるように、熱交換器(2) を左方に向かって下方に傾斜するように配置してもよい。
上記のケーシング(1) は、従来の換気兼熱交換装置に用いられていたものと同形状であり、新たなケーシングをつくる必要がなく、換気兼熱交換装置作成に要するコストが高くなることがない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の換気兼熱交換装置によれば、仕切板によりケーシング内が上下に仕切られ、ケーシング内上部が給気通路、下部が排気通路となされているので、冬季において屋内から排出される高温空気から熱を回収して屋外から供給される低温空気に熱を与えるさい、凝縮水が下部の排気通路において発生するので、凝縮水を容易に排出できる。また、その凝縮水が上部の給気通路に流入することがないので、流入した凝縮水が給気通路において氷結し、給気通路の空気の流れを阻害したり、凝縮水が屋内に吹き込まれることがない。さらに、排気通路の開口高さを低くすることができるので凝縮水の飛散を容易に防止できる。
【００２１】
また、熱交換器を構成するヒートパイプが、上下に互いに間隔をあけて配されかつ内部に左右方向の作動流体流路が設けられた複数の略水平状プレートと、プレートの左方および右方にそれぞれ配されて各プレートの流路をつないだ略垂直状ヘッダとを備えたものとなし、これにより上下に仕切られた給気通路と排気通路との間で熱交換を行なうようにすれば、略垂直方向にのびて仕切板を貫通し、かつ両通路間に跨がるようにして配置された複数のヒートパイプにより熱交換を行なう場合に比べて、熱交換器の高さを低くすることができ、この熱交換器を含む換気兼熱交換装置の取り付け位置の自由度を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態の換気兼熱交換装置の排気通路を示す垂直断面図である。
【図２】同換気兼熱交換装置の給気通路を示す垂直断面図である。
【図３】同換気兼熱交換装置の水平断面図である。
【図４】同換気兼熱交換装置用のヒートパイプからなる熱交換器の正面図である。
【図５】同熱交換器の側面図である。
【図６】同換気兼熱交換装置に用いられるフィルタの斜視断面図である。
【図７】同換気兼熱交換装置におけるフィルタ取付部分の断面図である。
【符号の説明】
(1)  ケーシング
(2)  熱交換器
(3)  プレート
(4)  ヘッダ
(5)  前仕切板
(6)  後仕切板
(7)  中仕切板
(8)  給気出口
(9)  給気入口
(10)  排気入口
(11)  排気出口
(12)  前切欠
(13)  後切欠
(14)  開口下半閉鎖体
(23)  開口上半閉鎖体
(A)  給気通路
(B)  排気通路
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
1998246484.tif 000001
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
1998246484.tif 000002
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
1998246484.tif 000003
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
1998246484.tif 000004
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
1998246484.tif 000005