(57)【要約】【課題】  本発明は、目詰まりするフィルタを不要とした熱交換換気装置を提供する。【解決手段】  複数の熱交換用パイプ２と、熱交換用パイプ２を収容するケース３と、開放時に少なくとも熱交換用パイプ２を露出させるカバー１４と、熱交換用パイプ２の一端部を支持する第１の隔壁５と、熱交換用パイプ２の他端部を支持する第２の隔壁４と、ケース３と第１の隔壁５とにより形成され、熱交換用パイプ２内に連通される第１の空間９と、第１の空間９に連通され、外気を吸引する第１のファン１２ａと、熱交換用パイプ２内と、畜舎８内とに連通され、ケース３と第２の隔壁４とにより形成される第２の空間６と、ケース３と、第１、第２の隔壁５，４と、熱交換用パイプ２の外部とにより形成され、畜舎８内に連通される第３の空間１０と、第３の空間１０に連通され、外部に排気する第２のファン７ａと、を有することを特徴とする。【選択図】      図１０
2019207093.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱交換用パイプと、
前記熱交換用パイプを収容するケースと、
前記ケースの一部を構成するとともに開閉可能に設けられ、開放時に少なくとも前記熱交換用パイプを露出させるカバーと、
前記熱交換用パイプの一端部を支持する第１の隔壁と、
前記熱交換用パイプの他端部を支持する第２の隔壁と、
前記ケースと前記第１の隔壁とにより形成され、前記熱交換用パイプ内に連通される第１の空間と、
前記第１の空間に連通され、外気を吸引する第１のファンと、
前記熱交換用パイプ内と、建物内とに連通され、前記ケースと前記第２の隔壁とにより形成される第２の空間と、
前記ケースと、前記第１、第２の隔壁と、前記熱交換用パイプの外部とにより形成され、前記建物内に連通される第３の空間と、
前記第３の空間に連通され、外部に排気する第２のファンと、
を有することを特徴とする熱交換換気装置。
【請求項２】
前記第３の空間により形成された、前記第２のファンと前記建物との間の流路を迂回させる仕切り部を前記第３の空間に有することを特徴とする請求項１に記載の熱交換換気装置。
【請求項３】
前記仕切り部は、前記複数の熱交換用パイプの外周面の少なくとも一部に接しない開口を有することを特徴とする請求項２に記載の熱交換換気装置。
【請求項４】
前記熱交換用パイプを垂直方向に設置し、前記第２の空間を上部に配置すると共に、前記第１の空間を下部に配置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の熱交換換気装置。
【請求項５】
前記第２の空間から前記建物内に外気を吹き出す方向を変更する給気ダクトを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の熱交換換気装置。
【請求項６】
前記第３の空間に溜まる水または粉塵を排出する排出口を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の熱交換換気装置。
【請求項７】
前記ケース内部に粉塵を清掃する水路パイプを設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱交換換気装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の熱交換換気装置を設置したことを特徴とする建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉塵が発生し易い建物に取り付けられる熱交換換気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粉塵が発生し易い建物の一例として、家畜を飼育する畜舎内は、常に好環境に保つことが飼育上、好ましい。このため換気装置により畜舎内の換気を行い、空気質を改善する必要がある。ここでいう空気質とは、空気中の酸素濃度、二酸化炭素濃度、一酸化炭素濃度、アンモニア濃度、粉塵濃度といった、空気中の各成分の濃度をいう。冬期は冷たい外気の導入によって畜舎内の温度は急激に低下する。そこで、換気量を減らすことが行われる。これは、畜舎内の空気質を劣化させる原因となる。このような課題を解決する方法として、熱交換換気装置の使用が検討されている。
【０００３】
従来の熱交換換気装置は、畜舎外に大風量で大型の熱交換換気装置を設置し畜舎内の給排換気を1箇所で行っていたため換気ムラがあり、飼育上、好ましくない。そのため小型の熱交換換気装置を必要台数設置することで換気ムラを解消する。
【０００４】
特許文献１では、畜舎の床面近傍に吸気用ダクトを配置し、畜舎の天井部近傍に給気用ダクトを配置し、それぞれのダクトを熱交換器に接続して吸入外気と室内排気との間で熱交換することで吸入外気を昇温させていた。
【０００５】
特許文献２では、鶏舎の長手方向に沿って鶏舎の短手方向の中央に複数の暖房機が設けられ、鶏舎の両側壁に中央の暖房機を挟んで一対の熱交換器を設けることで鶏舎の長手方向において空気質や温度の均一化を図ることができる。
【０００６】
特許文献３では、鶏舎の長手方向に沿って鶏舎の短手方向の中央に複数の暖房機が設けられ、鶏舎の両側壁で隣設された暖房機の間に対応する位置を挟んで一対の熱交換器を設けることで鶏舎の長手方向において空気質や温度の均一化を図ることができる。更に、外気温度に応じて熱交換器の動作をＯＮ／ＯＦＦして、より細かい温度調節ができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実願昭５５−８１４２８号（実開昭５７−５６４０号）のマイクロフィルム
【特許文献２】特開２０１７−１６９５３０号公報
【特許文献３】特開２０１７−１７２９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の熱交換換気装置には、建物内の粉塵が熱交換換気装置内で目詰まりしないように熱交換換気装置の上流側にフィルタを設けているのが一般であった。
【０００９】
熱交換換気装置の上流側にフィルタを設けた場合には、建物内の粉塵がフィルタ自体に目詰まりするといった課題があった。
【００１０】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、目詰まりするフィルタを不要とした熱交換換気装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するための本発明に係る熱交換換気装置の代表的な構成は、複数の熱交換用パイプと、前記熱交換用パイプを収容するケースと、前記ケースの一部を構成するとともに開閉可能に設けられ、開放時に少なくとも前記熱交換用パイプを露出させるカバーと、前記熱交換用パイプの一端部を支持する第１の隔壁と、前記熱交換用パイプの他端部を支持する第２の隔壁と、前記ケースと前記第１の隔壁とにより形成され、前記熱交換用パイプ内に連通される第１の空間と、前記第１の空間に連通され、外気を吸引する第１のファンと、前記熱交換用パイプ内と、建物内とに連通され、前記ケースと前記第２の隔壁とにより形成される第２の空間と、前記ケースと、前記第１、第２の隔壁と、前記熱交換用パイプの外部とにより形成され、前記建物内に連通される第３の空間と、前記第３の空間に連通され、外部に排気する第２のファンと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、複数の熱交換用パイプの外部の間が流路になっており、通常の熱交素子より粉塵による閉塞が起こりにくいためフィルタが不要で、フィルタレスの熱交換換気装置が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の熱交換換気装置の構成を示す斜視図である。
【図２】第１実施形態の熱交換換気装置のカバーを開いた様子を示す斜視図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】（ａ）は給気ダクトを上向きにした様子を示す斜視図である。（ｂ）は給気ダクトを下向きにした様子を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は給気ダクトを上向きにした状態でルーバを給気ダクトの開口部の側壁面に対して平行な向きに設定した様子を示す正面図である。（ｂ）は給気ダクトを上向きにした状態でルーバを給気ダクトの開口部の側壁面に対して交差し開口から外側に広がる角度に設定した様子を示す正面図である。（ｃ）は給気ダクトを上向きにした状態でルーバを給気ダクトの開口部の側壁面に対して交差し開口から一方に向かう角度に設定した様子を示す正面図である。（ｄ）は、給気ダクトを上向きにした状態で片側のルーバを給気ダクトの開口部の側壁面に対して交差し開口から外側に広がる角度に設定し、他の片側のルーバを給気ダクトの開口部の側壁面に対して平行な向きに設定した様子を示す正面図である。
【図６】（ａ）は、畜舎の壁面に取り付けられた熱交換換気装置を畜舎側から見た斜視図である。（ｂ）は、畜舎の壁面に取り付けられた熱交換換気装置の構成を示す断面図である。
【図７】（ａ）は、畜舎の短手方向中央で、畜舎の長手方向に沿って複数のヒータが設けられ、畜舎の両側壁にヒータを挟んで一対の熱交換換気装置を設けた様子を示す平面図である。（ｂ）は、（ａ）に示す熱交換換気装置の給気ダクトによって制御される気流を示す断面図である。
【図８】ケース内部に設けた粉塵を清掃する水路パイプの構成を示す平面図である。
【図９】第２実施形態の熱交換換気装置の構成を示す斜視図である。
【図１０】第３実施形態の熱交換換気装置の構成を示す斜視図である。
【図１１】第４実施形態の熱交換換気装置の構成を示す斜視図である。
【図１２】熱交換換気装置の仕切り部の構成を示す水平方向の断面図である。
【図１３】第５実施形態の熱交換換気装置の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図により本発明に係る熱交換換気装置の一実施形態を具体的に説明する。
【００１５】
〔第１実施形態〕
先ず、図１〜図８を用いて本発明に係る熱交換換気装置及びこれを備えた建物の第１実施形態の構成について説明する。
【００１６】
＜熱交換換気装置＞
図１〜図８において、熱交換換気装置１は、鉛直方向に配置された複数の熱交換用パイプ２と、熱交換用パイプ２を収容するケース３と、ケース３の一部を構成するとともにケース３の筺体３ｈに対して開閉可能に設けられ、開放時に少なくとも熱交換用パイプ２を露出させるカバー１４と、熱交換用パイプ２の一端部となる下端部を支持する第１の隔壁５と、熱交換用パイプ２の他端部となる上端部を支持する第２の隔壁４と、ケース３と第１の隔壁５とにより形成され、熱交換用パイプ２内に連通される第１の空間９と、第１の空間９に連通され、外気を吸引する第１のファン１２ａと、熱交換用パイプ２内と、粉塵が発生する建物としての畜舎８の内部８ｃとに連通され、ケース３と第２の隔壁４とにより形成される第２の空間６と、ケース３と、第１、第２の隔壁５，４と、熱交換用パイプ２の外部とにより形成され、畜舎８の内部８ｃに連通される第３の空間１０と、第３の空間１０に連通され、畜舎８の外部１１に排気する第２のファン７ａと、第３の空間１０により形成された、第２のファン７ａと建物としての畜舎８との間の流路を迂回させる仕切り部１３ａ，１３ｂと、を有して構成されている。仕切り部１３ａ，１３ｂは、第３の空間１０に設けられ、筺体３ｈに対して支持されている。
【００１７】
図１に示す熱交換換気装置１は、複数の熱交換用パイプ２を垂直方向（図１の上下方向）に設置し、第２の空間６を熱交換換気装置１の上部に配置すると共に、第１の空間９を熱交換換気装置１の下部に配置した一例である。
【００１８】
尚、粉塵が発生する建物としては、家畜を飼育する畜舎８以外にも、胞子やおが屑が発生するキノコ栽培施設、工場なども適用可能である。
【００１９】
本実施形態のカバー１４は、図２に示すように、ケース３の筺体３ｈに設けられた図示しないヒンジにより開閉可能に構成される。筺体３ｈと、このカバー１４とにより熱交換用パイプ２を収容するケース３が構成される。本実施形態のカバー１４は、ケース３の筺体３ｈに対して図示しないヒンジを中心に回動可能に設けられた一例である。カバー１４を開放することで、第３の空間１０内に配列された複数の熱交換用パイプ２が露出するとともに、熱交換換気装置１の下部に配置した第１の空間９が露出する。カバー１４は、ケース３の筺体３ｈに対して着脱可能に係合するカバーであっても良い。また、カバー１４は、本実施形態のように１枚で構成して、ケース３の前面を覆うものでも良いし、それ以外の枚数で構成することもできる。
【００２０】
熱交換用パイプ２は、熱伝導率が高いアルミニウムや銅等の金属製もしくは薄肉の樹脂製で中空に形成されている。熱交換用パイプ２の下端部及び上端部を支持する第１、第２の隔壁５，４は、図３に示すように、複数の熱交換用パイプ２が挿通される複数の貫通穴５ａ，４ａがそれぞれ形成され、その貫通穴５ａ，４ａ内に熱交換用パイプ２が圧入され、第１、第２の隔壁５，４により気密性及び液密性が確保されている。また、熱交換用パイプ２の径及び間隔については、熱交換換気の風量等により適宜決定されるが、特に間隔については、粉塵で目詰まりしないように、５ｍｍ以上が好ましい。熱交換効率の観点からすると、熱交換用パイプ２の径や材質や形状にもよるが、熱交換用パイプ２の外径以下の間隔が好ましい。
【００２１】
また、複数の貫通穴５ａ，４ａの配置は、後述する熱交換用パイプ２の洗浄を容易にするために熱交換用パイプ２は碁盤の目状に配置され、熱交換用パイプ２間の隙間が直線状に配置されていれば好ましい。
【００２２】
図１に示すように、カバー１４を閉じた状態で、ケース３は、畜舎８の内部８ｃ（図７に記載）に連通される開口３ａと、給気ダクト１６が接続される開口３ｃと、畜舎８の外部１１に連通される開口３ｂ，３ｄ以外は、気密性及び液密性が確保されている。ケース３の筺体３ｈの下部奥側に設けられた開口３ｂにはファンボックス１２が連通されており、ファンボックス１２の内部に第１のファン１２ａが設けられている。また、ケース３の筺体３ｈの上部奥側に設けられた開口３ｄにはファンボックス７が連通されており、ファンボックス７の内部に第２のファン７ａが設けられている。第１のファン１２ａと第２のファン７ａは、遠心ファンにより構成され、中央の回転軸方向から空気を吸い込み、外周の遠心方向に空気を吹き出す。第２のファン７ａは、ファンボックス７内の下部に固定されている。
【００２３】
図３に示すように、ケース３の筺体３ｈの内面には、断熱材２６が設けられている。本実施形態では、ケース３の筺体３ｈの背面側、天井側、底面側、側面側のそれぞれの内面と、カバー１４の第１の空間９を覆う内面に断熱材２６を設けた一例である。これにより畜舎８の内部８ｃの結露を防止することができる。また、熱交換換気装置１の熱交換効率の向上ができる。
【００２４】
図１及び図２に示すように、ケース３の筺体３ｈの背面側には、第３の空間１０内に連通する排出口２７が形成された排水ダクト２８が設けられている。これにより第３の空間１０内に結露して溜まる水または粉塵を、排出口２７を介して排水ダクト２８により外部１１に排出することができる。
【００２５】
図１及び図２に示すように、本実施形態の仕切り部１３ａ，１３ｂは、それぞれ長手方向を鉛直方向とし、熱交換用パイプ２間に配置されている。一方の仕切り部１３ａの上端部１３ａ１は、第２の隔壁４から所定の距離だけ離れた位置に配置され、仕切り部１３ａの下端部１３ａ２は、第１の隔壁５に対して気密性及び液密性が確保されて接続されている。仕切り部１３ａの上端部１３ａ１及び下端部１３ａ２に接続される両側端部は、ケース３の筺体３ｈの背面側の内面とカバー１４に対して気密性及び液密性が確保されて接続されている。
【００２６】
他方の仕切り部１３ｂの上端部１３ｂ１は、第２の隔壁４に対して気密性及び液密性が確保されて接続されている。仕切り部１３ｂの下端部１３ｂ２は、第１の隔壁５から所定の距離だけ離れた位置で、熱交換用パイプ２間に配置されている。仕切り部１３ｂの上端部１３ｂ１及び下端部１３ｂ２に接続される両側端部は、ケース３の筺体３ｈの背面側の内面とカバー１４に対して気密性及び液密性が確保されて接続されている。
【００２７】
図１に示すように、ケース３の筺体３ｈに対してカバー１４を閉じた状態で、第２のファン７ａをＯＮにすると、畜舎８の内部８ｃの図７に示すヒータ１５により温められた畜舎８の内部８ｃの空気は、ケース３のカバー１４に設けられた開口３ａから第３の空間１０内に導かれる。そして、ケース３の筺体３ｈとカバー１４と第１、第２の隔壁５，４と仕切り部１３ａとにより形成された空間１０ａ内を図１の矢印Ｂ１方向に向かって流れ込む。その後、第２の隔壁４と仕切り部１３ａの上端部１３ａ１との間の隙間を通って図１の矢印Ｂ２方向に流れ込み、更に、ケース３の筺体３ｈとカバー１４と第１、第２の隔壁５，４と仕切り部１３ａ，１３ｂとにより形成された空間１０ｂ内を図１の下方に向かって流れ込む。その後、第１の隔壁５と仕切り部１３ｂの下端部１３ｂ２との間の隙間を通って図１の矢印Ｂ３方向に流れ込み、空間１０ｂからケース３の筺体３ｈとカバー１４と第１、第２の隔壁５，４と仕切り部１３ｂとにより形成された空間１０ｃ内を図１の上方に向かって流れ込む。その後、ケース３の筺体３ｈに設けられた開口３ｄから図１の矢印Ｂ４方向に流れ込み、第２のファン７ａを介して畜舎８の外部１１に排気される。
【００２８】
このとき、第３の空間１０内を仕切り部１３ａ，１３ｂによりクランク状に形成された空間１０ａ〜１０ｃ内を畜舎８の内部８ｃの温められた空気が通るため熱交換用パイプ２は温められる。すなわち、仕切り部１３ａ，１３ｂにより熱交換の時間及び流路距離を増加させることで、熱交換換気装置１の熱交換効率の向上が図れる。
【００２９】
一方、第１のファン１２ａをＯＮにすると、外気が開口３ｂを介して第１の空間９内に導かれ、複数の熱交換用パイプ２の内部を通って図１の上方に向かって流れ込み、第２の空間６内に導かれる。このとき、畜舎８の内部８ｃのヒータ１５により温められた畜舎８の内部８ｃの温かい空気に外周面が曝されて温められている熱交換用パイプ２により熱交換用パイプ２の内部を通る外気が温められて熱交換される。
【００３０】
熱交換用パイプ２により温められた外気は、第２の空間６内に連通され、ケース３の筺体３ｈに設けられた開口３ｃに接続された給気ダクト１６を介して畜舎８の内部８ｃに吹き出される。
【００３１】
ここで、熱交換する外気とヒータ１５により温められた畜舎８の内部８ｃの空気（以下、「内気」という）の流れる方向を見てみる。図１のケース３内の空間１０ａ内を図１の矢印Ｂ１方向に向かって流れるヒータ１５により温められた空気の流れる方向と、熱交換用パイプ２内を流れる外気の流れる方向とは同方向である。空間１０ｂ内を図１の矢印Ｂ２，Ｂ３方向に向かって流れるヒータ１５により温められた空気の流れる方向と、熱交換用パイプ２内を流れる外気の流れる方向とは逆方向である。空間１０ｃ内を図１の矢印Ｂ３，Ｂ４方向に向かって流れるヒータ１５により温められた空気の流れる方向と、熱交換用パイプ２内を流れる外気の流れる方向とは同方向である。流れる方向の違いについての作用・効果は後述する。
【００３２】
尚、本実施形態では、畜舎８の内部８ｃのヒータ１５により温められた畜舎８の内部８ｃの温かい空気が流れる第３の空間１０内を鉛直方向に配置した２つの仕切り部１３ａ，１３ｂにより仕切ってクランク状に形成した一例であるが、仕切り部１３は、１つでも良いし、３つ以上の仕切り部１３を用いて第３の空間１０内を仕切ることもできる。
【００３３】
また、本実施形態の仕切り部１３ａ，１３ｂは、仕切り部１３ａの上端部１３ａ１と第２の隔壁４との間に隙間を設け、仕切り部１３ｂの下端部１３ｂ２と第１の隔壁５との間に隙間を設けて気流が上下方向に迂回して流れるように構成した一例であるが、仕切り部１３ａの上端部１３ａ１と第２の隔壁４とが気密性及び液密性が確保されて接続され、仕切り部１３ｂの下端部１３ｂ２と第１の隔壁５とが気密性及び液密性が確保されて接続され、仕切り部１３ａの前端部とカバー１４の内面との間に隙間を設け、仕切り部１３ｂの後端部とケース３の筺体３ｈの内面との間に隙間を設けて気流が前後方向に迂回して流れるように構成することもできる。或いは、仕切り部１３ａの後端部とケース３の筺体３ｈの内面との間に隙間を設け、仕切り部１３ｂの前端部とカバー１４の内面との間に隙間を設けて気流が前後方向に迂回して流れるように構成することもできる。この前後方向に迂回する場合も、仕切り部１３は、１つでも良いし、３つ以上の仕切り部１３を用いて第３の空間１０内を仕切ることもできる。
【００３４】
＜給気ダクト＞
給気ダクト１６は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、第２の空間６を形成するケース３に対して回動軸１７を中心に回動可能に支持されている。給気ダクト１６には、畜舎８の内部８ｃに吹き出される給気の方向を変更する複数のルーバ１８ａ〜１８ｄが設けられている。各ルーバ１８ａ〜１８ｄは、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、給気ダクト１６に対して各回動軸１９ａ〜１９ｄを中心に回動可能に支持されている。
【００３５】
例えば、ケース３の筺体３ｈの両側面３ｆ，３ｇには、回動軸１７を中心とする円周上に所定のピッチで複数の貫通孔２０ａ〜２０ｅが設けられている。ケース３の筺体３ｈに対して回動軸１７を中心に給気ダクト１６を所望の方向に回動させた状態で、ケース３の筺体３ｈの両側面３ｆ，３ｇにそれぞれ設けられた貫通孔２０ａ〜２０ｅの何れかにビス２２を挿入し、給気ダクト１６の両側面１６ａ，１６ｂにそれぞれ設けられたネジ孔２１にビス２２を螺合締結することにより給気ダクト１６から畜舎８の内部８ｃに給気される外気の吹き出し方向を図４（ａ），（ｂ）に示す上下方向に適宜変更することができる。また、貫通孔２０ａ〜２０ｅを連続した１つのスリットにすることにより、吹き出し方向を無段階で調節できる。なお、畜舎８に熱交換換気装置１を設置する場合には、家畜に直接気流が当たらないよう、水平より上向の吹出し方向を調整できるのが好ましい。
【００３６】
一方、図５（ａ）〜（ｄ）に示すように、給気ダクト１６の天面１６ｃと底面１６ｄには、各回動軸１９ａ〜１９ｄを中心とする円周上に所定のピッチで複数の貫通孔２３ａ〜２３ｅが設けられている。給気ダクト１６に対して各回動軸１９ａ〜１９ｄを中心に複数のルーバ１８ａ〜１８ｄを所望の方向に回動させた状態で、給気ダクト１６の天面１６ｃと底面１６ｄに設けられた貫通穴２４にビス２２を挿入し、各ルーバ１８ａ〜１８ｄの上下端面にそれぞれ設けられた図示しないネジ孔にビス２２を螺合締結することにより給気ダクト１６から畜舎８の内部８ｃに吹き出される給気の方向を図５（ａ）〜（ｄ）に示す所望の方向に変更することができる。このような給気ダクト１６により図１に示す第２の空間６から畜舎８の内部８ｃに給気を吹き出す方向を変更することができる。また、貫通孔２３ａ〜２３ｅを連続した１つのスリットにすることにより、吹き出し方向を無段階で調節できる。この給気ダクト１６を取り付けることにより、畜舎８の内部８ｃの換気ムラが解消できるためより好ましい。
【００３７】
熱交換換気装置１は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、畜舎８の側壁面８ａに設置される。図７（ａ）に示すように、鶏舎等の畜舎８の長手方向に沿って畜舎８の短手方向の中央に複数のヒータ１５が所定ピッチで設けられ、畜舎８の両側壁面８ａに中央のヒータ１５を挟んで一対の熱交換換気装置１を設ける。これにより畜舎８の長手方向において空気質や温度の均一化を図ることができる。
【００３８】
本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、給気ダクト１６により図１に示す第２の空間６から畜舎８の内部８ｃに外気を給気する気流２５の方向を上向きで且つ図７（ａ）に示すように、左右方向に広角度に広がるように設定することができる。
【００３９】
これにより畜舎８の両側壁面８ａに設けられた一対の熱交換換気装置１の給気ダクト１６から畜舎８の内部８ｃに給気された気流２５は、図７（ｂ）に示すように、それぞれ天井８ｂに向かって吹き出され、ヒータ１５により温められた天井８ｂ付近の暖気と混合されて、畜舎８の内部８ｃに均一に拡散される。これにより畜舎８の内部８ｃの空気質や温度を均一化でき、畜舎８の内部８ｃ全体を循環的に換気することで好環境に保つことができる。
【００４０】
＜ケース内部の洗浄＞
熱交換換気装置１内には、第２のファン７ａにより第３の空間１０を介して畜舎８の内部８ｃから吸引された空気に含まれる粉塵が堆積する。そのためユーザは、熱交換換気装置１の第１、第２のファン１２，７を停止して、図２に示すように、カバー１４を開き、シャワー等によりケース３の筺体３ｈの内部を容易に洗浄できる。このためフィルタ使用時に比べ清掃・洗浄が容易でサービスマン等によるメンテナンス作業が低減できる。図示しないが、洗浄時には、ケース３の筺体３ｈの排水ダクト２８が設置されている部分を開閉または着脱可能とする構成により、洗浄した粉塵や洗浄水をその開口から容易に排出できる。
【００４１】
図８に示すように、ケース３の筺体３ｈの内部には、粉塵を清掃する水路パイプ２９が設けられている。本実施形態の場合は、水路パイプ２９が、隔壁５の上面に設けられている。水路パイプ２９から洗浄水を吹き出すことによりケース３の筺体３ｈの背面側に溜まった粉塵を除去し易くすることができる。また、図示しないが、変形例として、水路パイプ２９をケース３の筺体３ｈの背面側にも延長して配置し、カバー１４側に向かって洗浄水を吹き出す噴出口を複数設けることにより、ケース３の筺体３ｈ内の奥側から手前にかけて溜まった粉塵を広い範囲で除去することができる。
【００４２】
本実施形態によれば、複数の熱交換用パイプ２の外部の間に形成される第３の空間１０が第２のファン７ａにより畜舎８の内部８ｃから吸引された空気の流路になっており、上記のように粉塵が付着した複数の熱交換用パイプ２を容易に洗浄できるので、別途、フィルタを設ける必要が無く、フィルタレスの熱交換換気装置１が可能となる。
【００４３】
また、本実施形態では、外気のケース３内の流れを第１の空間９から第２の空間６への一方向としたが、変形例として、第２の空間６を２分割し、第１のファン１２ａを分割した一方の空間に接続し、外気の流れを分割した一方の空間から第１の空間９、第１の空間９から分割した他方の空間へ折り返し、熱交換の距離を増加させることで、熱交換換気装置１の熱交換効率向上が図れる。このように、第３の空間１０に仕切り部１３ａ，１３ｂを設けることで、熱交換の距離を増加させることができ、熱交換換気装置１の熱交換効率が向上する。
【００４４】
〔第２実施形態〕
次に、図９を用いて本発明に係る熱交換換気装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。前記第１実施形態では、熱交換換気装置１の第３の空間１０内を鉛直方向に配置した仕切り部１３ａ，１３ｂにより仕切って気流２５の流路をクランク状に形成した。本実施形態では、熱交換換気装置１の第３の空間１０内を水平方向に配置した仕切り部３０ａ〜３０ｄにより仕切って気流２５の流路をクランク状に形成した一例である。
【００４５】
本実施形態の仕切り部３０ａ〜３０ｄは、それぞれ長手方向が水平方向に配置されている。仕切り部３０ａの前端部３０ａ１は、ケース３の筺体３ｈやカバー１４に対して気密性及び液密性が確保されて接続されている。仕切り部３０ａの後端部３０ａ２は、ケース３の筺体３ｈの奥側の内面から所定の距離だけ離れた位置に配置されている。仕切り部３０ａの前端部３０ａ１と後端部３０ａ２とに接続された両側端部は、ケース３の筺体３ｈの両側面の内面に対して気密性及び液密性が確保されて接続されている。
【００４６】
仕切り部３０ｂの前端部３０ｂ１は、ケース３の筺体３ｈやカバー１４の内面から所定の距離だけ離れた位置に配置されている。仕切り部３０ｂの後端部３０ｂ２は、ケース３の筺体３ｈの奥側の内面に対して気密性及び液密性が確保されて接続されている。仕切り部３０ｂの前端部３０ｂ１と後端部３０ｂ２とに接続された両側端部は、ケース３の筺体３ｈの両側面の内面に対して気密性及び液密性が確保されて接続されている。
【００４７】
仕切り部３０ｃの前端部３０ｃ１は、ケース３の筺体３ｈやカバー１４の内面に対して気密性及び液密性が確保されて接続されている。仕切り部３０ｃの後端部３０ｃ２は、ケース３の筺体３ｈの奥側の内面から所定の距離だけ離れた位置に配置されている。仕切り部３０ｃの前端部３０ｃ１と後端部３０ｃ２とに接続された両側端部は、ケース３の筺体３ｈの両側面の内面に対して気密性及び液密性が確保されて接続されている。
【００４８】
仕切り部３０ｄの前端部３０ｄ１は、ケース３の筺体３ｈやカバー１４の内面から所定の距離だけ離れた位置に配置されている。仕切り部３０ｄの後端部３０ｄ２は、ケース３の筺体３ｈの奥側の内面に対して気密性及び液密性が確保されて接続されている。仕切り部３０ｄの前端部３０ｄ１と後端部３０ｄ２とに接続された両側端部は、ケース３の筺体３ｈの両側面の内面に対して気密性及び液密性が確保されて接続されている。第２のファン７ａは、ファンボックス７内の水平方向中央で、高さ方向上部に設けられている。一方、第１のファン１２ａは、ファンボックス１２内の水平方向中央で、高さ方向下部に設けられている。
【００４９】
図９に示すように、カバー１４を閉じた状態で第２のファン７ａをＯＮにすると、畜舎８の内部８ｃの図７（ａ），（ｂ）に示すヒータ１５により温められた畜舎８の内部８ｃの空気は、ケース３のカバー１４に設けられた開口３ａから第３の空間１０内に導かれる。そして、ケース３の筺体３ｈとカバー１４と第２の隔壁４と仕切り部３０ａとにより形成された空間１０ｄ内を図９の矢印Ｄ１方向に向かって流れ込み、ケース３の筺体３ｈの奥側の内面と仕切り部３０ａの後端部３０ａ２との間の隙間を通って図９の矢印Ｄ２方向に流れ込み、更に、ケース３の筺体３ｈとカバー１４と仕切り部３０ａ，３０ｂとにより形成された空間１０ｅ内を図９の手前に向かって流れ込み、更に、ケース３の筺体３ｈとカバー１４の内面と仕切り部３０ｂの前端部３０ｂ１との間の隙間を通って図９の矢印Ｄ３方向に流れ込み、更に、ケース３の筺体３ｈとカバー１４と仕切り部３０ｂ，３０ｃとにより形成された空間１０ｆ内を図９の奥側に向かって流れ込み、更に、ケース３の筺体３ｈの奥側の内面と仕切り部３０ｃの後端部３０ｃ２との間の隙間を通って図９の矢印Ｄ４方向に流れ込み、更に、ケース３の筺体３ｈとカバー１４と仕切り部３０ｃ，３０ｄとにより形成された空間１０ｇ内を図９の手前に向かって流れ込み、更に、ケース３の筺体３ｈとカバー１４の内面と仕切り部３０ｄの前端部３０ｄ１との間の隙間を通って図９の矢印Ｄ５方向に流れ込み、更に、ケース３の筺体３ｈとカバー１４と仕切り部３０ｄと第１の隔壁５とにより形成された空間１０ｈ内を図９の奥側に向かって流れ込み、更に、ケース３の筺体３ｈに設けられた開口３ｄから第２のファン７ａを介して畜舎８の外部１１に排気される。このとき、第３の空間１０内をクランク状に形成された空間１０ｄ〜１０ｈ内を畜舎８の内部８ｃの温められた空気が通るため熱交換用パイプ２は温められる。
【００５０】
一方、第１のファン１２ａをＯＮにすると、外気がケース３のカバー１４に設けられた開口３ｂから第１の空間９内に導かれ、複数の熱交換用パイプ２の内部を通って図９の上方に向かって流れ込み、第２の空間６内に導かれる。このとき、畜舎８の内部８ｃのヒータ１５により温められた畜舎８の内部８ｃの温かい空気に外周面が曝されて温められている熱交換用パイプ２により熱交換用パイプ２の内部を通る外気が温められて熱交換される。
【００５１】
熱交換用パイプ２により温められた外気は、第２の空間６内に連通され、ケース３の筺体３ｈに設けられた図示しない開口に接続された給気ダクト１６を介して畜舎８の内部８ｃ斜め上方に向かって開口３ｃから吹き出される。尚、本実施形態の給気ダクト１６にも図４及び図５に示す外気の吹き出し方向を変更する構成を採用することもできる。本実施形態では、図８に示す水路パイプ２９は、隔壁５の上面及び仕切り部３０ｂ，３０ｄの上面に設けられている。
【００５２】
尚、本実施形態では、畜舎８の内部８ｃのヒータ１５により温められた畜舎８の内部８ｃの温かい空気が流れる第３の空間１０内を水平方向に配置した仕切り部３０ａ〜３０ｄにより仕切ってクランク状に形成した一例であるが、仕切り部３０は、１つでも良いし、４つ以外の数の仕切り部３０を用いて第３の空間１０内を仕切ることもできる。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。尚、前記各実施形態では、複数の熱交換用パイプ２が鉛直方向に配置された一例について説明したが、複数の熱交換用パイプ２が水平方向に配置されたり、斜め方向に配置されている場合でも適宜応用が可能である。
【００５３】
〔第３実施形態〕
次に、図１０を用いて本発明に係る熱交換換気装置の第３実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。前記各実施形態では、第３の空間１０内に仕切り部１３ａ，１３ｂ，３０ａ〜３０ｄを設けた一例について説明した。本実施形態では、図１０に示すように、第３の空間１０内に仕切り部を設けていない。即ち、図１０に示すように、カバー１４を閉じた状態で第２のファン７ａをＯＮにすると、畜舎８の内部８ｃの図７（ａ），（ｂ）に示すヒータ１５により温められた畜舎８の内部８ｃの空気は、ケース３のカバー１４に設けられた開口３ａから第３の空間１０内に矢印Ｄ１方向に導かれる。そして、ケース３の筺体３ｈとカバー１４と第２の隔壁４と第１の隔壁５とにより形成された第３の空間１０内を複数の熱交換用パイプ２の外周面の間に設けられた隙間に沿って矢印Ｄ６方向に通過してケース３の筺体３ｈに設けられた開口３ｄから第２のファン７ａを介して畜舎８の外部１１に排気される。このとき、第３の空間１０内を畜舎８の内部８ｃの温められた空気が通るため熱交換用パイプ２は温められる。開口３ｄには、ファンボックス７が接続され、第２のファン７ａは、ファンボックス７内の高さ方向上部に固定され、ファンボックス７内の第２のファン７ａの下方には、吸い込み空間が設けられている。
【００５４】
第３の空間１０において、ヒータ１５により温められた空気の流れる方向と熱交換用パイプ２内を流れる外気の流れる方向とは、逆方向で対向流となるため、空間１０における熱交換効率は、第１、２の実施形態で使用した仕切り部を用いないワンパスの場合、並行流や直交流と比較して高くなる。これにより、開口３ｃから吹き出される空気の温度が高くできるという効果を得ることができる。
【００５５】
本実施形態では、第３の空間１０内に仕切り部がないことで、複数の熱交換用パイプ２の外周面の間に設けられた隙間に沿って矢印Ｄ６方向に流れる気流の流路抵抗を低減できるため、第２のファン７ａは、出力の小さなファンを用いることが出来るため騒音や消費電力を低減することができる。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【００５６】
〔第４実施形態〕
次に、図１１を用いて本発明に係る熱交換換気装置の第４実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。前記第２実施形態では、仕切り部３０ａ〜３０ｄの前後の端部とケース３の筺体３ｈとカバー１４の内面との間に隙間を設けて気流が前後方向に迂回する構成とした。本実施形態では、図１１に示すように、ケース３のカバー１４に縦長の開口３ａが設けられ、第３の空間１０内に１枚の仕切り部４０が設けられている。
【００５７】
仕切り部４０の前端部４０ａと左端部４０ｂと後端部４０ｃは、ケース３の筺体３ｈやカバー１４の内面に対して気密性及び液密性が確保されて接続されている。仕切り部４０の右端部４０ｄは、ケース３の筺体３ｈの右側の内面から所定の距離だけ離れた位置に配置されている。
【００５８】
開口３ａの下方でケース３の筺体３ｈの奥側には、縦長の開口３ｄが設けられ、開口３ｄには、第２のファン７ａを内蔵したファンボックス７が接続されている。ファンボックス７は、高さ方向における仕切り部４０と第１の隔壁５との間の中央に設けられ、第２のファン７ａは、ファンボックス７内の向かって右面に垂直方向に配置されて固定されている。
【００５９】
図１１に示すように、カバー１４を閉じた状態で第２のファン７ａをＯＮにすると、畜舎８の内部８ｃの図７（ａ），（ｂ）に示すヒータ１５により温められた畜舎８の内部８ｃの空気は、カバー１４に設けられた開口３ａから第３の空間１０内に導かれる。そして、ケース３の筺体３ｈとカバー１４と第２の隔壁４と仕切り部４０とにより形成された空間１０ｉ内を図１１の矢印Ｄ１，Ｄ７方向に向かって流れ込み、ケース３の筺体３ｈの右側の内面と仕切り部４０の右端部４０ｄとの間の隙間を通って図１１の矢印Ｄ７方向に流れ込み、更に、ケース３の筺体３ｈとカバー１４と仕切り部４０とにより形成された空間１０ｊ内を図１１の左に向かって流れ込み、更に、ケース３の奥側下部に設けられた開口３ｄから第２のファン７ａを介して畜舎８の外部１１に排気される。
【００６０】
このとき、第３の空間１０内をコの字形状に形成された空間１０ｉ〜１０ｊ内を畜舎８の内部８ｃの温められた空気が通るため熱交換用パイプ２は温められる。仕切り部４０により熱交換の時間及び流路距離を増加させることで、熱交換換気装置１の熱交換効率の向上が図れる。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【００６１】
次に、図１２を用いて本発明に係る熱交換換気装置の仕切り部４０の構成について説明する。仕切り部４０は、図１２に示すように、櫛状で形成され、複数の熱交換用パイプ２の外周面の少なくとも一部に接しないスリット状の開口４１が設けられている。複数の熱交換用パイプ２の外周面の少なくとも一部に接しないスリット状の開口４１を設けることで、複数の熱交換用パイプ２の外周面の間に設けられた開口４１を介して図１１の上下方向にも気流の流れができるため仕切り部４０上で熱交換用パイプ２の外周近傍の吹き溜まり（デッドスペース）を無くし、第３の空間１０内を流れる気流の流路抵抗を低減できる。これにより第２のファン７ａは、出力の小さなファンを用いることが出来るため騒音や消費電力を低減することができる。さらに、仕切り部４０上で熱交換用パイプ２の外周近傍に堆積しやすい粉塵も低減でき、洗浄性も向上できる。
【００６２】
仕切り部４０をスリット状の開口４１を設けた櫛状で形成したことで、カバー１４を開放した状態で、ケース３の内面に設けられた図示しないガイドに沿って図１２に示すように碁盤の目状に所定ピッチで配列された複数の熱交換用パイプ２の外周面の隙間に仕切り部４０を差し込むことが容易にできる。
【００６３】
また、仕切り部４０に設ける開口４１は、スリット状に限定されるものではなく、熱交換用パイプ２の外径よりも大きな内径を有する貫通穴を仕切り部４０に設け、熱交換用パイプ２の上下方向の端部側から仕切り部４０の開口４１内に熱交換用パイプ２を挿通して複数の熱交換用パイプ２の外周面の隙間に仕切り部４０を差し込むことが容易にできる。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。なお、仕切り部４０の構成は、第２実施形態の仕切り部３０ａ〜３０ｄにも適用できる。
【００６４】
〔第５実施形態〕
次に、図１３を用いて本発明に係る熱交換換気装置の第５実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。前記第１実施形態では、ケース３の第３の空間１０内に縦方向に２枚の仕切り部１３ａ，１３ｂを設けた一例について説明した。本実施形態では、ケース３の第３の空間１０内に縦方向に１枚の仕切り部１３ａを設けた一例である。
【００６５】
仕切り部１３ａの前端部と下端部１３ａ２と後端部は、ケース３やカバー１４の内面や第１の隔壁５に対して気密性及び液密性が確保されて接続されている。仕切り部１３ａの上端部１３ａ１は、第２の隔壁４から所定の距離だけ離れた位置に配置されている。第３の空間１０は、仕切り部１３ａにより空間１０ａと空間１０ｂとに仕切られている。
【００６６】
カバー１４には、ケース３内の第３の空間１０の空間１０ａと、建物としての畜舎８内とを連通する開口３ａが設けられており、ケース３の奥側で空間１０ｂには、第３の空間１０内の空気を外部に排気する第２のファン７ａを内蔵したファンボックス７に連通された開口３ｄが設けられている。ケース３の奥側でケース３内の第１の空間９には、外気を吸引する第１のファン１２ａを内蔵したファンボックス１２と連通された開口３ｂが設けられている。第２のファン７ａは、ファンボックス７内の高さ方向上部に固定され、ファンボックス７内の第２のファン７ａの下方には、吸込み空間が設けられている。
【００６７】
図１３に示すように、カバー１４を閉じた状態で第２のファン７ａをＯＮにすると、畜舎８の内部８ｃの図７（ａ），（ｂ）に示すヒータ１５により温められた畜舎８の内部８ｃの空気は、カバー１４に設けられた開口３ａから第３の空間１０の空間１０ａ内に導かれる。そして、ケース３の筺体３ｈとカバー１４と第２の隔壁４と第１の隔壁５と仕切り部１３ａとにより形成された空間１０ａ内を図１３の矢印Ｂ１，Ｂ２方向に向かって流れ込み、仕切り部１３ａの上端部１３ａ１と第２の隔壁４との間の隙間を通って図１３の矢印Ｂ３方向に流れ込み、更に、ケース３の筺体３ｈとカバー１４と第２の隔壁４と第１の隔壁５と仕切り部１３ａとにより形成された空間１０ｂ内を図１３の下に向かって流れ込み、更に、ケース３の奥側下部に設けられた開口３ｄから第２のファン７ａを介して畜舎８の外部１１に排気される。
【００６８】
一方、カバー１４を閉じた状態で第１のファン１２ａをＯＮにすると、外気が開口３ｂを介して第１の空間９内に吸引され、熱交換用パイプ２の内部を通って第２の空間６を介して給気ダクト１６から建物としての畜舎８内に給気される。このとき、第３の空間１０内をコの字形状に形成された空間１０ａ〜１０ｂ内を畜舎８の内部８ｃの温められた空気が通るため熱交換用パイプ２は温められる。
【００６９】
ここで、本実施形態と第１実施形態との違い、すなわち、仕切り部１３の枚数の違いについて説明する。第１実施形態では、仕切り部１３を２枚構成としたことにより、熱交換する外気とヒータ１５により温められた畜舎８の内部８ｃの空気（以下、「内気」という）の流れる方向は、並行流（同方向）、対向流（逆方向）、並行流（同方向）となるのに対し、本実施形態では、並行流、対向流となる。熱交換器では一般に、並行流より対向流のほうが熱交換効率は高いと言われており、高温側の内気の出口側を対向流にする方が良いと言われている。理論的には、対向流は熱交換する２流体の出口温度は、それぞれの入口温度に近づけることはできるが、並行流の出口温度は、２流体の入口温度の平均値までしか近づけることはできない。発明者らの実験等による確認においても、第１実施形態の仕切り部１３が１枚多い分、熱交換の時間及び流路距離を増加しているが、本実施形態と第１実施形態の熱交換効率はほぼ同じとなった。従って、本実施形態の方が気流の流路抵抗を低減できるため、第２のファン７ａは、出力の小さなファンを用いることが出来る。
【００７０】
なお、第１実施形態において、内気の吸込み口を上部に設け、対向流、並行流、対向流となるよう、２枚の仕切り部１３を配置した場合は、本実施形態よりも熱交換効率は高くなると考えられる。出力の大きなファンを用いても熱交換効率を上げたい場合は、このように仕切り部２枚を配置しても良い。本実施形態は、第４実施形態に比べ、仕切り部１３ａにより熱交換の時間及び流路距離を増加させることで、熱交換換気装置１の熱交換効率の向上が図れる。他の構成は前記各実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の活用例として、粉塵が発生し易い建物に取り付けられる熱交換換気装置に適用できる。粉塵が発生する建物としては、家畜を飼育する畜舎以外にも、胞子やおが屑が発生するキノコ栽培施設、工場なども適用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１…熱交換換気装置
２…熱交換用パイプ
３…ケース
３ａ〜３ｄ…開口
３ｆ，３ｇ…側面
３ｈ…筺体
４…第２の隔壁
４ａ…貫通穴
５…第１の隔壁
５ａ…貫通穴
６…第２の空間
７…ファンボックス
７ａ…第２のファン
８…畜舎
８ａ…側壁面
８ｂ…天井
８ｃ…内部
９…第１の空間
１０，１０ａ〜１０ｆ，１０ｉ，１０ｊ…第３の空間
１１…外部
１２…ファンボックス
１２ａ…第１のファン
１３，１３ａ，１３ｂ…仕切り部
１３ａ１…上端部
１３ａ２…下端部
１３ｂ１…上端部
１３ｂ２…下端部
１４…カバー
１５…ヒータ
１６…給気ダクト
１６ａ，１６ｂ…側面
１６ｃ…天面
１６ｄ…底面
１７…回動軸
１８ａ〜１８ｄ…ルーバ
１９ａ〜１９ｄ…回動軸
２０ａ〜２０ｅ…貫通孔
２１…ネジ孔
２２…ビス
２３ａ〜２３ｄ…貫通孔
２４…貫通穴
２５…気流
２６…断熱材
２７…排出口
２８…排水ダクト
２９…水路パイプ
３０ａ〜３０ｄ…仕切り部
３０ａ１…前端部
３０ａ２…後端部
３０ｂ１…前端部
３０ｂ２…後端部
３０ｃ１…前端部
３０ｃ２…後端部
３０ｄ１…前端部
３０ｄ２…後端部
４０…仕切り部
４０ａ…前端部
４０ｂ…左端部
４０ｃ…後端部
４０ｄ…右端部
４１…開口
【図１】
2019207093.tif 000003
【図２】
2019207093.tif 000004
【図３】
2019207093.tif 000005
【図４】
2019207093.tif 000006
【図５】
2019207093.tif 000007
【図６】
2019207093.tif 000008
【図７】
2019207093.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
2019207093.tif 000012
【図１１】
2019207093.tif 000013
【図１２】
2019207093.tif 000014
【図１３】
2019207093.tif 000015