(57)【要約】【課題】室内に騒音が伝わるのを抑えることのできる空調装置を提供する。【解決手段】室内空気を吸い込み、その室内空気を外部へ排気する排気ファン２５と、外部から外気を取り入れ、その外気を各部屋に給気する給気ファン２６と、排気ファン２５および給気ファン２６を回転駆動するモータ２７と、室内空気の流れに沿って排気ファン２５よりも上流側に設けられ、排気ファン２５により吸い込まれた室内空気と給気ファン２６により取り入れられた外気との間で熱交換を行う熱交換素子１１と、排気ファン２５、給気ファン２６、モータ２７および熱交換素子１１が収納された本体ケース２とを備えた空調装置１であって、本体ケース２には、室内空気が排気ファン２５で吸い込まれて本体ケース２内に流入する吸込口１６が形成され、その吸込口１６の開口面積は、熱交換素子１１の空気流路Ｐの合計断面積よりも小さい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内空気を吸い込み、その室内空気を外部へ排気する排気ファンと、外部から外気を取り入れ、その外気を各部屋に給気する給気ファンと、前記排気ファンおよび前記給気ファンを回転駆動する駆動部と、吸い込まれた前記室内空気の流れに沿って前記排気ファンよりも上流側に設けられ、前記排気ファンにより吸い込まれた室内空気と前記給気ファンにより取り入れられた外気との間で熱交換を行う熱交換素子と、前記排気ファン、給気ファン、駆動部および熱交換素子が収納されたケースとを備えた空調装置であって、
前記ケースには、前記室内空気が前記排気ファンで吸い込まれてケース内に流入する流入口が形成され、その流入口の開口面積は、前記熱交換素子の空気流路断面積よりも小さいことを特徴とする空調装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空調装置において、
前記ケースの下面には開口部を有するフロントパネルが取り付けられ、該開口部は前記流入口からずらせて配置されていることを特徴とする空調装置。
【請求項３】
請求項２に記載の空調装置において、
前記ケースの下面と前記フロントパネルとの間には前記室内空気が流れる空気流路が形成され、その空気流路と前記熱交換素子の空気流路とは、前記流入口を含む迂回路で互に接続されていることを特徴とする空調装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の空調装置において、
前記ケースの下面とフロントパネルとの間に形成された空気流路の断面積は、前記流入口の開口面積よりも大きいことを特徴とする空調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物内の換気を行う換気機能を有する換気装置等の空調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に換気機能を有する空調装置は、室内空気を吸い込み、その室内空気を外部へ排気する排気ファンと、外部から外気を取り入れ、その外気を各部屋に給気する給気ファンと、排気ファンおよび給気ファンを回転駆動するモータと、室内空気の流れに沿って排気ファンよりも上流側に配設された熱交換素子とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記熱交換素子は、排気ファンにより吸い込まれた室内空気と給気ファンにより取り入れられた外気との間で熱交換を行っており、例えば、冬場の暖房時には室内の暖かさが外気中に放出されるのを防ぎ、また夏場の冷房時には室内の涼しさが外気中に放出されるのを防ぐことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２４３２３８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１に記載された空調装置を含めて、一般に空調装置としては、装置本体が天井裏に設置され部屋の中からは装置本体が見えない、いわゆる天井埋込型の空調装置と、装置本体が天井から室内に露出して設置され室内から装置本体が見える、いわゆる天井カセット型の空調装置とが知られている。
【０００６】
このうち、天井埋込型の空調装置は装置本体が天井裏に隠されているので、装置本体内の排気ファン、給気ファンおよびモータ等で発生した騒音が室内まで伝わってくることは比較的少ないが、天井カセット型の空調装置は装置本体に取り付けられたフロントパネルが部屋内部に露出した状態であるから、排気ファン、給気ファンおよびモータ等で発生した騒音が室内に伝わりやすく、居住者に不快感を与えてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、室内に騒音が伝わるのを抑えることのできる空調装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、室内空気を吸い込み、その室内空気を外部へ排気する排気ファンと、外部から外気を取り入れ、その外気を各部屋に給気する給気ファンと、前記排気ファンおよび前記給気ファンを回転駆動する駆動部と、吸い込まれた前記室内空気の流れに沿って前記排気ファンよりも上流側に設けられ、前記排気ファンにより吸い込まれた室内空気と前記給気ファンにより取り入れられた外気との間で熱交換を行う熱交換素子と、前記排気ファン、給気ファン、駆動部および熱交換素子が収納されたケースとを備えた空調装置であって、前記ケースには、前記室内空気が前記排気ファンで吸い込まれてケース内に流入する流入口が形成され、その流入口の開口面積は、前記熱交換素子の空気流路断面積よりも小さいことを特徴としている。
【０００９】
上記構成によれば、室内空気が吸い込まれてケース内に流入する流入口の開口面積が、熱交換素子の空気流路断面積よりも小さくなっているので、排気ファン、給気ファンおよび駆動部等で発生した騒音の多くがケース内に閉じ込められ、その結果、室内に漏れる騒音量が低減される。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記ケースの下面には開口部を有するフロントパネルが取り付けられ、該開口部は前記流入口からずらせて配置されていることを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、開口部は流入口からずらせて配置されているので、流入口を通過した騒音はフロントパネル内側で反射され、開口部を介して室内に伝えられる騒音量は更に低減される。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記ケースの下面と前記フロントパネルとの間には前記室内空気が流れる空気流路が形成され、その空気流路と前記熱交換素子の空気流路とは、前記流入口を含む迂回路で互に接続されていることを特徴としている。
【００１３】
上記構成によれば、騒音が伝えられる伝播距離が長くなるので、騒音を低減することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３において、前記ケースの下面とフロントパネルとの間に形成された空気流路の断面積は、前記流入口の開口面積よりも大きいことを特徴としている。
【００１５】
上記構成によれば、ケース下面とフロントパネルとの間の空気流路内が膨張室の役割をなし、流入口を通過して空気流路内に伝わった騒音は、ケース下面およびフロントパネルの内面で反射を繰り返し、その反射を繰り返している間に音が干渉し合い、その結果、騒音が低減される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図６は本実施の形態による空調装置１が建物１００の天井３に設置された様子を示す図、図７は図６の矢印Ａ方向からの矢視図、図８は図７のＢ−Ｂ線に沿った矢視図である。
【００１７】
建物１００は、図に示すように、内部に３つの部屋１０１，１０２，１０３を有し、部屋１０１と部屋１０２とは壁１０４で、部屋１０２と部屋１０３とは壁１０５でそれぞれ仕切られ、また壁１０４，１０５の下部には床面１０６との間に隙間１０４ａ，１０５ａがそれぞれ形成されている。そして空調装置１を作動させたとき、部屋１０１内の空気は矢印Ｃ１，Ｃ２のように隙間１０４ａを通って部屋１０２へ流入し、また部屋１０３内の空気は矢印Ｄ１，Ｄ２のように隙間１０５ａを通って部屋１０２へ流入する。
【００１８】
空調装置１には、部屋１０２内の室内空気（還気）ＲＡを吸い込む吸込口（流入口）１６と、吸込口１６から吸い込んだ空気を排気空気ＥＡとして外部へ排気する排気口６と、外気ＯＡを取り入れる取入口７と、取入口７から取り入れた外気をダクト１０７を介して給気空気ＳＡとして部屋１０１に給気するための給気口３３と、が設けられている。
【００１９】
次に、空調装置１の内部構成について詳細に説明する。
図１および図２は空調装置１の内部構成を示しており、図１は空調装置１の縦断面図、図２は要部の拡大断面図である。部屋１０２の天井３には開口部４が形成され、空調装置１は開口部４に合わせて天井３の上に設置されている。空調装置１は、その本体ケース２のほぼ半分だけが開口部４から部屋１０２内に露出するように配置されている。
【００２０】
本体ケース２は直方体形状の箱形金属ケースからなり、その本体ケース２の長手方向の一方の側壁部５には排気口６および取入口７が、他方の側壁部８には給気口３３がそれぞれ形成されている。また天井３に接する、本体ケース２の底板部１０側には、熱交換素子１１の保持部材１２，１３を脱着するための開口部１４が形成され、この開口部１４には、開口部１４を閉鎖する蓋板１５が設けられている。この蓋板１５には吸込口１６が形成されている。また蓋板１５は、前記開口部１４の縁部に図示しないヒンジにより取り付けられ、開閉自在となっている。
【００２１】
本体ケース２の保持部材１２，１３から離間した部位には、ファンケース１７，１８を格納する固定枠１９が取り付けられており、固定枠１９の高さ方向の中央部には、風路を仕切る仕切板２０が取り付けられている。
【００２２】
仕切板２０の上部に配設されるファンケース１７の排気口部は、固定枠１９の縦壁部１９Ａに固定されており、縦壁部１９Ａに排気開口部２１が開口されている。仕切板２０の下部に配設されるファンケース１８の排気口部は、固定枠１９の縦壁部１９Ｂに固定されており、縦壁部１９Ｂに給気開口部２２が開口されている。
【００２３】
また、固定枠１９の縦壁部１９Ａには、外気を導入する導入開口部２３が形成され、固定枠１９の縦壁部１９Ｂには、室内空気ＲＡを建物外部に排気する開口部２４が形成されている。
【００２４】
ファンケース１７の内部には排気ファン２５が配設され、ファンケース１８の内部には給気ファン２６が配設されている。排気ファン２５および給気ファン２６は、仕切板２０に取り付けられたモータ（駆動部）２７の回転軸２７Ａに回り止めされて固定されている。モータ２７は図示しない制御基板に接続され、この制御基板からの電力制御により回転する。ファンケース１７，１８はそれぞれ空気取り入れのための開口部となるベルマウス１７Ａ，１８Ａを備えている。
【００２５】
固定枠１９と本体ケース２の側壁部５との間には、弾性のある発泡樹脂（例えば発泡ポリスチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリ塩化ビニル等）からなる樹脂板２８が設けられている。樹脂板２８には、排気口６および取入口７にそれぞれ通じる開口部２９，３０が形成されており、開口部２９，３０の縁部に筒状のダクトジョイント３１，３２が接触している。
【００２６】
本体ケース２の側壁部８側には、部屋に外気を給気する給気口３３と、他の室内の空気を吸い込んで建物外部に排出するための吸込口３４とが形成されている。給気口３３の縁部には筒状のダクトジョイント３５が接触しており、吸込口３４の縁部にはダクトジョイント３６が接触している。ダクトジョイント３６は蓋３７が装着されており、この実施の形態では閉鎖されている。ダクトジョイント３１，３２には建物外部と通じる図示しないダクトが接続される。ダクトジョイント３５には本体ケース２に取り入れた新しい空気を供給するための室内天井に延びる図示しないダクトが接続される。なお、ダクトジョイント３６には、換気を希望する室内の天井や壁面等に設けた吸気グリル等に接続されるダクトが装着可能となっている。
【００２７】
熱交換素子１１は、図３に示すように、段ボール紙の断面形状に似た断面構成を有するプラスチック製のシート４０，４１を多数積層したものであり、個々のシート４０，４１は室内の空気を通す細長い通路Ｐが多数平行に配列されている。シート４０とシート４１は交互に積層され、またシート４０の通路Ｐとシート４１の通路Ｐとは互に直交して配置されている。熱交換素子１１の４つの角部には面取り部４３が形成されている。このような構成の熱交換素子１１において、シート４０の通路Ｐに例えば部屋１０２の室内空気ＲＡを流し、シート４１の通路Ｐに例えば建物外から取り入れた外気ＯＡを流せば、空気ＲＡと外気ＯＡとの間で熱交換を行うことができる。
【００２８】
熱交換素子１１は保持部材１２，１３の間に挟まれて保持される。保持部材１２，１３は弾性のある発泡樹脂（例えば発泡ポリスチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリ塩化ビニル等）からなるものであり、圧縮したときに短時間で原型復帰する弾性を有する。保持部材１２，１３は熱交換素子１１を保持した状態で、側壁部８と固定枠１９の縦壁部１９Ｂとの間に圧入されるものであり、保持部材１２，１３間に熱交換素子１１を挟着した組立体は、側壁部８と固定枠１９の縦壁部１９Ｂとの距離より圧入可能な程度に大きめに形成され、側壁部８と固定枠１９の縦壁部１９Ｂからの反力により、熱交換素子１１および保持部材１２，１３が逆さまに装着されても落下しないようになっている。
【００２９】
保持部材１２は、側壁部８と同形同大形状の縦壁部４９と、縦壁部４９の両側から本体ケース２の中央部側に突出する縦壁部５０と、本体ケース２の天井板部２Ａに面接触する天井板部５１と、熱交換素子１１への空気の風路を仕切る仕切板部５２とを有する。仕切板部５２の縁部５２Ａは熱交換素子１１の角部の面取り部４３を保持する。
【００３０】
縦壁部５０は、熱交換素子１１を挿入するための垂直な縁部５０Ａと、熱交換素子１１の左右端部を保持するために傾斜した縁部５０Ｂとを備えており、この縁部５０Ｂと仕切板部５２の縁部５２Ａによって熱交換素子１１の一部を支える。
【００３１】
縦壁部４９の内側であって蓋板１５側の部分には、蓋板１５に形成された箱体形状の空気案内部５３を収納する凸状の枠部５４が形成されている。さらに、縦壁部５０の仕切板部５２の上部には給気口３３およびダクトジョイント３５に通じる開口部５５が形成され、縦壁部５０の仕切板部５２の下部には吸込口３４およびダクトジョイント３６に通じることが可能な開口部５６が形成されている。
【００３２】
保持部材１３は、本体ケース２の縦断面形状とほぼ同形同大形状の縦壁部６０と、縦壁部６０の両側から保持部材１２側に突出する縦壁部６１と、本体ケース２の天井板部２Ａに面接触する天井板部６２と、熱交換素子１１への空気の風路を仕切る仕切板部６３とを有する。仕切板部６３の縁部６３Ａは熱交換素子１１の角部の面取り部４３を保持する。
【００３３】
縦壁部６１は、熱交換素子１１を挿入するための垂直な縁部６１Ａと、熱交換素子１１の左右端部を保持するために傾斜した縁部６１Ｂとを備えており、この縁部６１Ｂと仕切板部６３の縁部６３Ａによって熱交換素子１１の一部を支える。さらに、天井板部６２の縁部６２Ａは保持部材１２の天井板部５１の縁部５１Ａと協働して熱交換素子１１の上部の面取り部４３を保持する。なお、熱交換素子１１の４つの角部は面取りされ、さらにシール部材４８が貼られていることにより、交差する通路Ｐ同士の空気が混入しないようになっている。
【００３４】
保持部材１３の縦壁部６０の仕切板部６３の上部には、ファンケース１７に空気を通すための開口部６４が開口されている。また、保持部材１３の縦壁部６０の仕切板部６３の下部には、ファンケース１８に空気を通すための開口部６６が開口されている。
【００３５】
蓋板１５の上面部には、図１および図２に示すように、熱交換素子１１の通路Ｐに細かな塵埃が入り込むことを防止するためのフィルタ８０，８１の取付枠８２，８３が着脱可能に支持されている。
【００３６】
蓋板１５の下方には、部屋１０２内の室内空気ＲＡを蓋板１５の吸込口１６に導入するためのフロントパネル８８が着脱可能に取り付けられている。フロントパネル８８には空気を取り入れるためのパネル側吸込口８９を有しており、フロントパネル８８と蓋板１５との間には空気を通す空気流路９０が形成されている。
【００３７】
図４は、本体ケース２の底面図である。蓋板１５には、図４に示すように、ダクトジョイント３５，３６側に接近して長方形の吸込口１６が形成され、この吸込口１６の開口面積は、熱交換素子１１の空気流路断面積（つまり、シート４０のすべての通路Ｐの流路断面積を合計した断面積）よりも小さくなっている。
【００３８】
図５は、フロントパネル８８が取り付けられた本体ケース２の底面図である。フロントパネル８８には、図５に示すように、中央に格子状の開口部９０が形成されている。この開口部９０はダクトジョイント３５，３６からは離間しており、蓋体１５に形成された吸込口１６からはずれた位置に配置されている。
【００３９】
フロントパネル８８と蓋板１５間の空気流路９０の断面積は、吸込口１６の開口面積よりも大きく形成されている。また、空気流路９０と熱交換素子１１の各通路Ｐとは、吸込口１６を含む迂回路で互に接続されている。すなわち、空気流路９０は、図２に示すように、吸込口１６の所でＵターンする迂回流路９１に接続され、この迂回流路９１は熱交換素子１１の各通路Ｐに連通されている。
【００４０】
上記構成に空調装置１において、モータ２７を回転駆動させると、排気ファン２５が回転して、部屋１０２内の室内空気ＲＡは、フロントパネル８８のパネル側吸込口８９を介して空気流路９０内に流入し、吸込口１６を通った後、向きを反転させて熱交換素子１１の通路Ｐに流れ込む。このとき、給気ファン２６も回転するので、外気ＯＡがダクトジョイント３２を介して本体ケース２内に流入し、給気開口部２２を通って熱交換素子１１の通路Ｐに流れ込む。そして、熱交換素子１１において、空気ＲＡと外気ＯＡとの間で熱交換が行われ、空気ＲＡはダクトジョイント３１を介して排気空気ＥＡとして外部へ排気され、外気ＯＡはダクトジョイント３５を介して給気空気ＳＡとして各部屋に給気される。
【００４１】
本実施の形態では、吸込口１６の開口面積が熱交換素子の空気流路断面積よりも小さくなっているので、排気ファン２５、給気ファン２６およびモータ２７等で発生した騒音の多くを本体ケース２内に閉じ込めることができ、その結果、部屋１０２内に漏れる騒音量を低減することができる。
【００４２】
また、フロントパネル８８の開口部９０が吸込口１６からずらせて配置されているので、仮に吸込口１６を通過した騒音があっても、その騒音はフロントパネル８８の内側で反射されてしまい、開口部９０を介して部屋１０２内に伝えられる騒音量を更に低減することができる。
【００４３】
また、空気流路９０と熱交換素子１１の各通路Ｐとが、吸込口１６を含む迂回路で互に接続されているので、騒音が伝えられる伝播距離が長くなり、騒音を更に低減することができる。
【００４４】
さらに、空気流路９０の断面積が吸込口１６の開口面積よりも大きいため、空気流路９０が膨張室の役割をなし、吸込口１６を通過して空気流路９０内に伝わった騒音は、蓋体１５（ケース下面）およびフロントパネル８８の内面で反射を繰り返すことになる。そして、その反射の繰り返しによって、音が干渉し合うので、騒音を更に低減することができる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、流入口の開口面積を熱交換素子の空気流路断面積よりも小さくしたので、排気ファン、給気ファンおよび駆動部等で発生する騒音をケース内に閉じ込めることができ、室内に漏れる騒音量を大幅に低減することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空調装置の構成を示す断面図である。
【図２】空調装置の要部拡大断面図である。
【図３】保持部材および熱交換エレメントの組立状態を示す分解斜視図である。
【図４】本体ケースの底面図である。
【図５】フロントパネルが取り付けられた本体ケースの底面図である。
【図６】空調装置が部屋の天井に取り付けられた様子を示す図である。
【図７】図６の矢印Ａ方向からの矢視図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線に沿った矢視図である。
【符号の説明】
１  空調装置
２  本体ケース
３  天井
１１  熱交換素子
１６  吸込口
２５  排気ファン
２６  給気ファン
２７  モータ
８８  フロントパネル
８９  パネル側吸込口
９０  空気流路
９１  迂回流路
ＥＡ  排気空気
ＯＡ  外気
ＲＡ  室内の空気（還気）
ＳＡ  給気空気
Ｐ  通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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