(57)【要約】  【課題】  極めて安価に製造することができ、しかも、そのまま廃棄しても環境汚染の惧れも殆どない使い捨て式の熱交換ユニットを提供すること。  【解決手段】  室外から導いた給気Ｃと室内から導いた排気Ｄとの間で熱交換をしながら換気する換気システムに用いる熱交換ユニット１０であって、多数の貫通孔が形成されて成る段ボール１１、１２を複数枚、各段ボールの貫通孔の方向を異なる二つの方向のいずれか一方に合わせて交互に積層して構成され、一方の段ボール１１の貫通孔が給気Ｃを通すための給気通路とされ、他方の段ボール１２の貫通孔が排気Ｄを通すための排気通路とされた熱交換部１と、一端側が段ボール１１に固着されて給気通路と連通し、他端側が換気システムの給気用パイプに着脱自在に接続し得る給気管３Ａ、３Ｂと、一端側が段ボール１２に固着されて排気通路と連通し、他端側が換気システムの排気用パイプに着脱自在に接続し得る排気管４Ａ、４Ｂと、から構成した。  【選択図】  図１
2007064533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
室外から導いた給気と室内から導いた排気との間で熱交換をしながら換気する換気システムに用いる熱交換ユニットであって、
波形に成形された中芯と該中芯に貼設されたライナとにより多数の貫通孔が形成されて成る段ボールを複数枚、各段ボールの貫通孔の方向を異なる二つの方向のいずれか一方に合わせて交互に積層して構成されており、一方の方向に合わせた段ボールの貫通孔が前記給気を通すための給気通路とされ、他方の方向に合わせた段ボールの貫通孔が前記排気を通すための排気通路とされた熱交換部と、
一端側が前記給気通路を備える段ボールに固着されて該給気通路と連通し、他端側が前記換気システムの給気用パイプに着脱自在に接続し得る給気管と、
一端側が前記排気通路を備える段ボールに固着されて該排気通路と連通し、他端側が前記換気システムの排気用パイプに着脱自在に接続し得る排気管と、
から成ることを特徴とした熱交換ユニット。
【請求項２】
前記給気管および前記排気管が紙質材から成る請求項１に記載の熱交換ユニット。
【請求項３】
前記給気通路にフィルタ部を備えている請求項１または請求項２に記載の熱交換ユニット。
【請求項４】
前記フィルタ部が、
前記給気通路を備える段ボールに形成された切欠部と該切欠部が形成された段ボールに隣接する段ボールとによって形成された収容空間と、
前記収容空間に収容されたろ過材と、
から構成されている請求項３に記載の熱交換ユニット。
【請求項５】
前記ろ過材が炭材から成る請求項４記載の熱交換ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室外から導いた給気と室内から導いた排気との間で熱交換をしながら換気する換気システムに用いる熱交換ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、建物や住宅等の換気システムにおいて、省エネルギーの観点から、給気と排気との間で熱交換を行わせる熱交換式の換気装置の導入が推奨されている。従来、この熱交換式換気装置として、例えば下記の特許文献１に記載のものが提案されている。
【０００３】
ところが、従来の熱交換式換気装置にあっては、例えば長時間の運転により熱交換素子の換気通路が塵埃等で目詰まりなどして性能が低下した場合には、換気装置から熱交換素子を取り外し、その熱交換素子の表面を掃除機で吸引することによって塵埃等を吸引除去するしかなく、十分な塵埃除去を為し得なかったのが実情である。しかも、掃除機で吸引する際に、吸引ノズルで熱交換素子の表面を傷付けて換気通路を潰してしまわないように配慮しなければならず、熱交換素子のメンテナンスに手間がかかる難点があった。また、従来の熱交換素子は、給気と排気と混合しないように気密状態を保って換気装置内に直接、セットされていたため、熱交換素子の脱着操作も容易でなかった。
【特許文献１】特開平９−１３３３８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来の換気装置の熱交換素子に上記のような難点があったことに鑑みて為されたもので、頗る安価に製造することができ、しかも、そのまま廃棄しても環境汚染の惧れの殆どない、使い捨て式の熱交換ユニットを提供することを技術的課題とする。
【０００５】
また、本発明の他の解決課題は、極めて簡単に交換作業を行い得る熱交換ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、室外から導いた給気と室内から導いた排気との間で熱交換をしながら換気する換気システムに用いる熱交換ユニットであって、
波形に成形された中芯と該中芯に貼設されたライナとにより多数の貫通孔が形成されて成る段ボールを複数枚、各段ボールの貫通孔の方向を異なる二つの方向のいずれか一方に合わせて交互に積層して構成されており、一方の方向に合わせた段ボールの貫通孔が前記給気を通すための給気通路とされ、他方の方向に合わせた段ボールの貫通孔が前記排気を通すための排気通路とされた熱交換部と、
一端側が前記給気通路を備える段ボールに固着されて該給気通路と連通し、他端側が前記換気システムの給気用パイプに着脱自在に接続し得る給気管と、
一端側が前記排気通路を備える段ボールに固着されて該排気通路と連通し、他端側が前記換気システムの排気用パイプに着脱自在に接続し得る排気管と、から成ることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明は、前記給気管および前記排気管が紙質材から成ることを特徴とする。
【０００８】
更にまた、本発明は、前記給気通路にフィルタ部を備えていることを特徴とする。
【０００９】
更にまた、本発明は、前記フィルタ部が、前記給気通路を備える段ボールに形成された切欠部と該切欠部が形成された段ボールに隣接する段ボールとによって形成された収容空間と、前記収容空間に収容されたろ過材と、から構成されていることを特徴とする。
【００１０】
更にまた、本発明は、前記ろ過材が炭材から成ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る熱交換ユニットにあっては、その熱交換部が段ボールから構成されているので、頗る安価に製造することができる。したがって、例えば、長時間の運転により熱交換部の性能が低下した場合、従来のように熱交換ユニットのメンテナンスを行わずとも、別に用意した新規の熱交換ユニットと交換することによって性能を回復させることができる。しかも、熱交換部が段ボールから構成されているので、使用済みの熱交換ユニットをそのまま廃棄しても、環境汚染の惧れも殆どない。公知の段ボールの再生リサイクルシステムと同様、使用済みの熱交換ユニットを回収して再生使用することも可能である。
【００１２】
また、熱交換部に接続された給気管および排気管を紙質材から構成すれば、更に安価な熱交換ユニットを提供することができ、廃棄後の環境汚染の惧れもなくなる。
【００１３】
また、本発明に係る熱交換ユニットにあっては、熱交換部に給気管および排気管が固着されており、これら給気管および排気管の開口端部を換気システムの各換気パイプに着脱自在に接続するように構成されているので、従来の熱交換式換気装置のように、熱交換素子自体を気密状態を保って換気装置の内部にセットしなければならないといった煩わしさもなく、熱交換ユニットの着脱作業を極めて簡単に行うことができる。
【００１４】
また、熱交換部の給気通路にフィルタ部を備えた熱交換ユニットによれば、給気と排気との間で熱交換を行うとともに、給気の脱臭、浄化等を行うことができる。また、このフィルタ部を、給気通路を備える段ボールに形成した収容空間内にろ過材を収容することによって構成すれば、熱交換ユニットの製造コストの上昇を抑えることができる。さらに、ろ過材として炭材を使用すれば、熱交換ユニットを廃棄処分する際、このフィルタ部が環境に悪影響を及ぼすこともない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本実施形態の熱交換ユニット１０について、図１〜図６を参照しながら説明する。本実施形態の熱交換ユニット１０は、主として、図１に示すように、室外から導いた給気Ｃと室内から導いた排気Ｄとの間で熱交換を行なわせる熱交換部１と、熱交換部１の給気通路と連通する給気管３Ａ、３Ｂと、熱交換部１の排気通路と連通する排気管４Ａ、４Ｂと、から構成されている。
【００１６】
熱交換部１は、図２〜図５に示すように、複数枚の矩形板状の段ボール１１、１２を積層して構成されている。段ボール１１、１２は、市場で容易に入手し得る紙質材から成る一般的な段ボールを使用しており、図２に示すように、波形に成形された中芯１３と中芯１３を挟むように上下に貼設された一対のライナ１４とから構成され、これら中芯１３とライナ１４とにより形成された多数の貫通孔１５を備えている。
【００１７】
本実施形態の熱交換部１は、複数枚の段ボール１１、１２が、各段ボールの貫通孔１５の方向を互いに直交する二つの方向のいずれか一方に合わせるように交互に積層されて構成されている。そして、一方の方向に合わせた段ボール１１の貫通孔が、給気Ｃを通すための給気通路１１０とされ（図４参照）、他方の方向に合わせた段ボール１２の貫通孔が排気Ｄを通すための排気通路１２０とされている（図３参照）。熱交換部１は、給気通路１１０を流れる給気Ｃと排気通路１２０を流れる排気Ｄとの間で各段ボールのライナ１４を介して熱交換を行なう。
【００１８】
なお、本実施形態では、熱交換部１を、計３枚の段ボール１１と計４枚の段ボール１２とを交互に積層して構成しているが、段ボールの積層枚数は、勿論これに限定されるものではない。また、各段ボール１１、１２は、図２に示す両面段ボールに限らず、例えば、片面段ボール、複両面段ボール、複々両面段ボール等を使用することができ、或いはこれらを組み合わせて熱交換部１を構成しても良い。
【００１９】
また、熱交換部１は、図５に示すように、段ボール１１の給気通路１１０の途中にフィルタ部２を備えている。即ち、各段ボール１１には、その長手方向に並んだ計３つの切欠部２１が形成されており、各切欠部２１に多数の給気通路１１０が連通している。そして、この切欠部２１と、切欠部２１が形成された段ボール１１に積層されて隣接する上下の段ボール１２、１２とによって収容空間２２が形成されている。フィルタ部２は、これら収容空間２２と、各収容空間２２に収容されたろ過材２３とから構成されている。このフィルタ部２によって、室外から導かれて給気通路１１０を通過する給気Ｃに含まれる、例えば、花粉、塵埃、悪臭物質等を取り除いて給気Ｃを清浄、脱臭する。なお、図５においては、給気通路１１０の最も下流側の収容空間２２に収容されるろ過材２３の図示を省略しているが、本実施形態の熱交換部１においては、段ボール１１毎に３つのフィルタ部２を備えている。
【００２０】
また、本実施形態では、ろ過材２３として粉状の竹炭を使用している。この粉状の竹炭は、給気通路１１０の孔径よりも大きなサイズに粉砕されており、収容空間２２に直接、収容されている。ろ過材２３は、竹炭の他、木炭、活性炭等の種々の炭材を、単独或いは組み合わせて使用しても良い。これら炭材は、そのまま廃棄しても環境汚染の惧れがなく安全である。
【００２１】
また、本実施形態では、図５に示すように、給気通路１１０、排気通路１２０がそれぞれ開口する段ボール１１、１２の両側の小口端部を、積層されて隣接する段ボール１２、１１の側縁部からそれぞれ突出させている。そして、段ボール１２の両側の突出部における段ボール１２同士の隙間を埋めるために、段ボール１１と同じ厚みをもつスペーサ１６を介在させており、また同様に、段ボール１１の両側の突出部における段ボール１１同士の隙間を埋めるために、段ボール１２と同じ厚みをもつスペーサ１７を介在させている。本実施形態では、スペーサ１６、１７についても一般的な段ボールを使用しているが、その貫通孔には給気Ｃや排気Ｄは流れない。
【００２２】
給気管３Ａ、３Ｂは、室外からの給気Ｃを上記熱交換部１へ導き、そして熱交換部１を通過した給気Ｃを室内側へ導くためのものである。図１及び図３に示すように、熱交換部１の給気通路１１０が開口する段ボール１１の両側の小口端部に、それぞれ給気管３Ａ、３Ｂが固着されており、給気管３Ａ、３Ｂは、各段ボール１１の全ての給気通路１１０と連通している。
【００２３】
本実施形態の給気管３Ａ、３Ｂは、紙質材から成り、市場で容易に入手し得る円管状の紙管３１を用いて構成されている。即ち、図１に示すように、紙管３１の一端部には底部３２が設けられて封鎖されており、他端部が開口端部３３とされている。そして、紙管３１の側面には、その長手方向に沿って矩形の切欠部３４が開設されている。図３に示すように、この切欠部３４に熱交換部１の段ボール１１の小口端部を差し込むようにして熱交換部１と給気管３Ａ、３Ｂとが連結されている。熱交換部１と給気管３Ａ、３Ｂとの接触部は、図示しないホットメルト接着剤（積水化学工業（株）製；エスダイン）が塗布されて封止接着されており、段ボール１１と給気管３Ａ、３Ｂとは気密状態を保って固着されている。
【００２４】
排気管４Ａ、４Ｂは、室内からの排気Ｄを上記熱交換部１へ導き、そして熱交換部１を通過した排気Ｄを室外側へ導くためのものである。図１及び図４に示すように、熱交換部１の排気通路１２０が開口する段ボール１２の両側の小口端部に、それぞれ排気管４Ａ、４Ｂが固着されており、排気管４Ａ、４Ｂは、各段ボール１２の全ての排気通路１２０と連通している。
【００２５】
本実施形態の排気管４Ａ、４Ｂは、上記給気管３Ａ、３Ｂと同様に、紙質材から成り、市場で容易に入手し得る円管形状の紙管４１を用いて構成されている。即ち、図１に示すように、紙管４１の一端部には底部４２が設けられて封鎖されており、他端側は、直角に屈曲して開口端部４３が形成されている。そして、紙管４１の側面には、その長手方向に沿って矩形の切欠部４４が開設されている。図４に示すように、この切欠部４４に熱交換部１の段ボール１２の小口端部を差し込むようにして熱交換部１と排気管４Ａ、４Ｂとが連結されている。上述した給気管と同様、熱交換部１と排気管４Ａ、４Ｂとの接触部は、図示しないホットメルト接着剤が塗布されて封止接着されており、段ボール１２と排気管４Ａ、４Ｂとは気密状態を保って固着されている。
【００２６】
なお、これら給気管および排気管は、合成樹脂材から構成されていても良い。特に生分解性樹脂材から構成すれば、熱交換ユニットをそのまま廃棄しても、これら給気管および排気管が生分解される結果、環境に重大な悪影響を及ぼすこともない。
【００２７】
以下、図６を参照しながら、既設された換気システムに対する熱交換ユニット１０の着脱手順について説明する。
【００２８】
本実施形態の熱交換ユニット１０は、既設された換気システムの各換気パイプに、給気管３Ａ、３Ｂ及び排気管４Ａ、４Ｂを着脱自在に接続するだけで簡単にセットすることができる。具体的には、図６に示すように、熱交換ユニット１０の一方の給気管３Ａの開口端部３３を換気システムの給気用パイプ５１に接続するとともに、他方の給気管３Ｂの開口端部３３を換気システムの給気用パイプ５２に接続し、さらに、熱交換ユニット１０の一方の排気管４Ａの開口端部４３を換気システムの排気用パイプ６１に接続するとともに、他方の排気管４Ｂの開口端部４３を換気システムの排気用パイプ６２に接続することによって、熱交換ユニット１０を換気システムにセットすることができる。換気システムのこれら換気パイプは自由に曲げ変形させることができる。
【００２９】
図６中、符号５３で指示するものは、給気用パイプ５２に接続された給気用送風機であり、符号６３で指示するものは、排気用パイプ６２に接続された排気用送風機である。熱交換ユニット１０を換気システムにセットした後、これら送風機５３、６３を作動させることによって、熱交換ユニット１０により給気Ｃと排気Ｄとの間で熱交換を行い、給気Ｃを脱臭、浄化しながら、室内の換気を行なう。
【００３０】
そして、例えば長時間の運転により熱交換ユニット１０の熱交換部１やフィルタ部２の性能が低下した場合には、換気システムから熱交換ユニット１０を取り外し、この取り外した熱交換ユニット１０を廃棄し、別に用意した新規の熱交換ユニットをセットする。熱交換ユニット１０の給気管３Ａ、３Ｂ及び排気管４Ａ、４Ｂを、換気システムの各パイプから外すだけで簡単に熱交換ユニット１０を換気システムから取り外すことができる。
【００３１】
このように、本実施形態の熱交換ユニット１０にあっては、熱交換部１が安価な段ボールから構成され、また、給気管３Ａ、３Ｂ及び排気管４Ａ、４Ｂも安価な紙質材から構成されているので、ユニット全体を頗る安価に製造することができる。したがって、例えば長時間の運転により熱交換部１の性能が低下した場合、従来のように、熱交換ユニットのメンテナンスを行わずとも、別に用意した新規の熱交換ユニットと容易に交換することによって簡単に性能を回復させることができる。
【００３２】
しかも、熱交換ユニット１０の主成分が紙質材であるので、使用済みの熱交換ユニット１０をそのまま廃棄したとしても環境汚染の惧れも殆どない。また、主成分が紙質材であるので、段ボールや紙管の再生リサイクルシステムと同様に、使用済みの熱交換ユニットを回収して再生使用することも容易に行い得る。
【００３３】
また、本実施形態の熱交換ユニット１０は、熱交換部１に給気管３Ａ、３Ｂ及び排気管４Ａ、４Ｂが固着されており、これら給気管および排気管の開口端部を、換気システムの各パイプに着脱自在に接続するように構成されているので、従来の熱交換式換気装置のように、熱交換素子自体を気密状態を保って換気装置の内部にセットしなければならない煩わしさもなく、熱交換ユニット１０の着脱作業を極めて簡単に行うことができる。
【００３４】
また、本実施形態の熱交換ユニット１０は、熱交換部１の給気通路１１０にフィルタ部２を備えているので、給気Ｃと排気Ｄとの間で熱交換を行うとともに、給気Ｃの脱臭、浄化等を行うことができる。しかも、このフィルタ部２が、給気通路１１０を備える段ボール１１に形成した収容空間２２内にろ過材２３を収容することによって極めて簡単に構成されているので、熱交換ユニット１０の製造コストの上昇を抑えることができる。さらに、ろ過材２３として炭材を使用しているので、熱交換ユニット１０を廃棄処分する際に、このフィルタ部２が環境に悪影響を及ぼすこともない。
【００３５】
以上、本実施形態の熱交換ユニット１０について説明したが、本発明に係る熱交換ユニットは、その他の形態でも実施することができる。
【００３６】
例えば、上記実施形態では、給気管および排気管の各開口端部の開口方向を、異なる二つの向きに揃えているが、これら給気管及び排気管の開口方向、或いはその開口位置は、勿論これに限定されるものではない。例えば、既設の換気システムの各換気パイプの開口端部の方向、位置等を考慮して、これら給気管及び排気管の開口端部を任意の向き、位置に設けることができる。
【００３７】
例えば、図７に示す熱交換ユニット２０のように、段ボール１１に固着された給気管５Ａ、５Ｂ、及び段ボール１２に固着された排気管６Ａ、６Ｂの各開口端部を、同じ向きに揃えても良い。このことで、熱交換ユニット２０全体を給気管および排気管の開口方向に移動させることによって、全ての給気管および排気管を、換気システムの各換気パイプに同時に接続することも可能となり、熱交換ユニット２０の脱着作業を更に容易化することができる。この場合、換気システムの各換気パイプの開口端部は位置固定されている必要がある。
【００３８】
本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内で、当業者の知識に基づいて種々の改良、修正、変形を加えた態様で実施し得るものである。同一の作用または効果が生じる範囲内でいずれかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良く、また、一体に構成されている発明特定事項を複数の部材から構成したり、複数の部材から構成されている発明特定事項を一体に構成した形態で実施しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る熱交換ユニットの全体平面図である。
【図２】同熱交換ユニットの熱交換部を構成する段ボールの横断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】同熱交換ユニットの熱交換部の部分分解斜視図である。
【図６】同熱交換ユニットを換気システムに接続した状態の概略平面図である。
【図７】本発明に係る他の熱交換ユニットを換気システムに接続した状態の概略平面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０、２０  熱交換ユニット
１  熱交換部
１１、１２  段ボール
１３  中芯
１４  ライナ
１５  管通孔
１１０  給気通路
１２０  排気通路
２  フィルタ部
２１  切欠部
２２  収容空間
２３  ろ過材
３Ａ、３Ｂ、５Ａ、５Ｂ  給気管
４Ａ、４Ｂ、６Ａ、６Ｂ  排気管
Ｃ  給気
Ｄ  排気
【図１】
2007064533.tif 000003
【図２】
2007064533.tif 000004
【図３】
2007064533.tif 000005
【図４】
2007064533.tif 000006
【図５】
2007064533.tif 000007
【図６】
2007064533.tif 000008
【図７】
2007064533.tif 000009