(57)【要約】【課題】給気フィルタ清掃を本体の大型化及び風路延長による圧損の増大なく実現することができる給排気型換気装置を提供する。【解決手段】本体２内に、給気風路８と排気風路９それぞれに配置した給気用ファン１２と排気用ファン１３と、フィルタ反転手段１５と風路切り替え手段１６と排気側開閉手段１８を備え、フィルタ反転手段１５により給気フィルタ１９の室内側と室外側を反転させ、排気側開閉手段１８によって熱交換素子１４の上流側開口を閉鎖し、給気側開閉手段１７及び風路切り替え手段１６によって熱交換素子１４の下流側開口を閉鎖し、風路切り替え手段１６により給気風路８における熱交換素子１４の上流側と排気風路９における熱交換素子１４の下流側とを連通させ排気用ファン１３を駆動して給気フィルタ１９に付着した塵埃を室外側吐出口５から排出させる給排気型換気装置を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
室内側吸込口と室内側吐出口と室外側吸込口と室外側吐出口とを設けた本体と、
室外の空気を前記室外側吸込口から前記室内側吐出口へ導く給気風路と、
室内の空気を前記室内側吸込口から前記室外側吐出口へ導く排気風路と、
前記給気風路を通過する室外からの空気と前記排気風路を通過する室内からの空気との間で熱を交換させる熱交換素子と、
前記室外側吸込口から前記室内側吐出口に空気を導く給気用ファンと、
前記室内側吸込口から前記室外側吐出口に空気を導く排気用ファンと、
前記給気風路における熱交換素子の上流に設けられて給気時に前記給気風路内に侵入する塵埃を補足する給気フィルタとを備えた給排気型換気装置であって、
前記給気風路における熱交換素子の上流側開口を開閉する給気側開閉手段と、
前記給気風路における熱交換素子の上流側と前記排気風路における熱交換素子の下流側とを連通させる風路切り替え手段と、
前記排気風路における熱交換素子の下流側開口を開閉する排気側開閉手段と、
前記給気側開閉手段によって熱交換素子の上流側開口を閉鎖し、前記排気側開閉手段によって熱交換素子の下流側開口を閉鎖し、前記風路切り替え手段により前記給気風路における熱交換素子の上流側と前記排気風路における熱交換素子の下流側とを連通させ前記排気用ファンを駆動して前記給気フィルタに付着した塵埃を前記室外側吐出口から排出する風路制御手段と、
を備えた給排気型換気装置。
【請求項２】
さらに、前記給気フィルタの上流面と下流面とを反転させるフィルタ反転手段を備え、
前記風路制御手段は、
前記塵埃を排出する際に前記フィルタ反転手段を介して前記給気フィルタの上流面と下流面とを反転させる請求項１記載の給排気型換気装置。
【請求項３】
前記風路制御手段は、
前記塵埃を排出する際に前記排気用ファンを逆回転させる請求項１記載の給排気型換気装置。
【請求項４】
前記風路制御手段は、前記塵埃を排出する際に前記給気用ファンを停止する請求項１から３のいずれかに記載の給排気型換気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室外から空気を取り入れるとともに、室内の空気を室外へ排出する給排気型換気装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術について図３，図４を参照しながら説明する。従来、この種の給排気型装置は、本体１０１内部に、給気風路１０２と、排気風路１０３と、給気風路１０２内に給気用ファン１０４と、排気風路１０３内に排気用ファン１０５と、熱交換素子１０６とを備えた給排気型換気装置が知られていた。さらにこの給排気型換気装置は熱交換素子１０６をバイパスするバイパス風路１１１と給気風路１０２と排気風路１０３を接続する連通風路１０９と、給気風路１０２の入り口に給気フィルタ１０７とを備えていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この給排気型換気装置は、連通ダンパ１０８とバイパスダンパ１１０を動作させ、連通風路１０９とバイパス風路１１１によって給気フィルタ１０７に付着した塵埃を除去するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５７６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の給排気型換気装置は、連通風路１０９とバイパス風路１１１を使用し、室外側から給気フィルタ１０７を経由して室内側へ給気される風路を、室内側から給気フィルタ１０７を経由して室外側へ空気が排出される風路へ切り替えることができる。これにより、給気フィルタ１０７に付着した塵埃を除去することが可能である。
【０００６】
しかし、連通風路１０９及びバイパス風路１１１を備えることで本体１０１が大型化してしまうという課題や、風路の延長により圧損が増大しフィルタ清掃時の風量が減少してしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は、前記の課題を解決し、連通風路やバイパス風路による本体の大型化や風路延長による圧損増大を抑制しながらも、効率よく給気フィルタを清掃する給排気型換気装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、この目的を達成するために、本発明に係る給排気型換気装置は、室内側吸込口と室内側吐出口と、室外側吸込口と室外側吐出口とを設けた本体と、この本体内に、室外の空気を前記室外側吸込口から前記室内側吐出口へ導く給気風路と、室内の空気を前記室内側吸込口から前記室外側吐出口へ導く排気風路と、前記給気風路を通過する室外からの空気と前記排気風路を通過する室内からの空気との間で熱を交換させる熱交換素子と、前記室外側吸込口から前記室内側吐出口に空気を導く給気用ファンと、前記室内側吸込口から前記室外側吐出口に空気を導く排気用ファンと、前記給気風路における熱交換素子の上流に設けられて給気時に前記給気風路内に侵入する塵埃を補足する給気フィルタとを備えた給排気型換気装置であって、前記給気風路における熱交換素子の上流側開口を開閉する給気側開閉手段と、前記給気風路における熱交換素子の上流側と前記排気風路における熱交換素子の下流側とを連通させる風路切り替え手段と、前記排気風路における熱交換素子の下流側開口を開閉する排気側開閉手段と、前記給気側開閉手段によって熱交換素子の上流側開口を閉鎖し、前記排気側開閉手段によって熱交換素子の下流側開口を閉鎖し、前記風路切り替え手段により前記給気風路における熱交換素子の上流側と前記排気風路における熱交換素子の下流側とを連通させ前記排気用ファンを駆動して前記給気フィルタに付着した塵埃を前記室外側吐出口から排出させるものであり、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、連通風路やバイパス風路による本体の大型化や風路延長による圧損増大を抑制しながらも、効率よく給気フィルタを清掃する給排気型換気装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る給排気型換気装置の通常動作時における模式図
【図２】本発明の実施の形態に係る給排気型換気装置の給気フィルタ清掃時における模式図
【図３】従来の給排気型装置の上面視による模式図
【図４】従来の給排気型装置の側面視による模式図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の請求項１記載の給排気型換気装置は、室内側吸込口と室内側吐出口と、室外側吸込口と室外側吐出口とを設けた本体と、この本体内に、室外の空気を前記室外側吸込口から前記室内側吐出口へ導く給気風路と、室内の空気を前記室内側吸込口から前記室外側吐出口へ導く排気風路と、前記給気風路を通過する室外からの空気と前記排気風路を通過する室内からの空気との間で熱を交換させる熱交換素子と、前記室外側吸込口から前記室内側吐出口に空気を導く給気用ファンと、前記室内側吸込口から前記室外側吐出口に空気を導く排気用ファンと、前記給気風路における熱交換素子の上流に設けられて給気時に前記給気風路内に侵入する塵埃を補足する給気フィルタとを備えた給排気型換気装置であって、前記給気風路における熱交換素子の上流側開口を開閉する給気側開閉手段と、前記給気風路における熱交換素子の上流側と前記排気風路における熱交換素子の下流側とを連通させる風路切り替え手段と、前記排気風路における熱交換素子の下流側開口を開閉する排気側開閉手段と、前記給気側開閉手段によって熱交換素子の上流側開口を閉鎖し、前記排気側開閉手段によって熱交換素子の下流側開口を閉鎖し、前記風路切り替え手段により前記給気風路における熱交換素子の上流側と前記排気風路における熱交換素子の下流側とを連通させ前記排気用ファンを駆動して前記給気フィルタに付着した塵埃を前記室外側吐出口から排出させるものである。
【００１２】
これにより、本体の大型化及び風路延長による圧損の増大なく給気フィルタの清掃を実現することが可能である。
【００１３】
また、前記給気フィルタ清掃時に前記給気側開閉手段と、前記排気側開閉手段により室内側と室外側を完全に遮断することで、逆風が発生しても塵埃が室内に侵入することを防ぐ効果を奏する。
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、全図面を通して、同一の部位については同一の符号を付して二度目以降の説明を省略している。さらに、各図面において、本発明に直接には関係しない各部の詳細については説明を省略している。
【００１５】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る給排気型換気装置は、建物内の天井裏または、側面壁内もしくは床下に設置されるものであり、以下、床下に設置した場合について説明する。なお、図１に本実施の形態に係る給排気型換気装置１の通常動作時における模式図を示す。
【００１６】
給排気型換気装置１は、本体２を備える。
【００１７】
本体２は、直方体形状をしており、給排気型換気装置１の内部と外部とを隔てる外郭として機能する。また、本体２の室外側端面（図１左側）に室外側吸込口４と室外側吐出口５を有している。前記室外側端面の対向面である室内側端面（図１右側）には室内側吸込口６と室内側吐出口７を有している。
【００１８】
室外側吸込口４と室外側吐出口５は、例えば床下から室外に連通するダクトに接続されている。
【００１９】
室内側吸込口６と室内側吐出口７は、例えば床下から室内に連通するダクトに接続されている。
【００２０】
本体２は、室外側吸込口４から導入された外気すなわち室外の空気を室内側吐出口７に導く給気風路８と、室内側吸込口６から室内の空気を室外側吐出口５に導く排気風路９を備えている。
【００２１】
給気風路８と排気風路９は、本体２に備えられた熱交換素子１４の室内側にて仕切り板１１に、熱交換素子１４の室外側にて仕切り板１０にそれぞれ仕切られている。
【００２２】
熱交換素子１４は、給気風路８を通過する室外からの空気と排気風路９を通過する室内からの空気との間で熱を交換させる。
【００２３】
給気風路８には、室外側吸込口４から室内側吐出口７に空気を導くシロッコ型の給気用ファン１２と、排気風路９には、室内側吸込口６から室外側吐出口５に空気を導く排気用ファン１３を設けている。また、給気風路８における熱交換素子１４の上流側に室外側吸込口４から本体２内に流入する塵埃を除去する給気フィルタ１９を設けている。
【００２４】
また、本実施の形態に係る給排気型換気装置１は、さらに給気側開閉手段１７と、風路切り替え手段１６と、排気側開閉手段１８と、フィルタ反転手段１５と、風路制御手段２０とを備えている。
【００２５】
給気側開閉手段１７は、給気風路８における熱交換素子１４の上流側開口を開閉する。
【００２６】
風路切り替え手段１６は、給気風路８における熱交換素子１４の上流側と排気風路９における熱交換素子１４の下流側とを連通させる。
【００２７】
なお、本実施の形態においては、風路切り替え手段１６及び給気側開閉手段１７として、例えばシャッターを使用することで、風路切り替え手段１６と給気側開閉手段１７の機能をひとつのシャッターで実現する構成としている。当然、給気側開閉手段１７と風路切り替え手段１６に別々のシャッターを適用する構成としても良い。ここで言うシャッターとは、軸を中心して回転動作することにより風路を開状態または閉状態にするものであり、風路用ダンパと同意である。
【００２８】
排気側開閉手段１８は、排気風路９における熱交換素子１４の下流側開口を開閉する。排気側開閉手段１８としては、例えばシャッターを使用する。
【００２９】
風路制御手段２０は、例えばマイクロコンピュータが該当する。風路制御手段２０は、給気側開閉手段１７と、風路切り替え手段１６と、排気側開閉手段１８を構成するシャッターの開閉を電気信号で制御する。
【００３０】
フィルタ反転手段１５は、給気フィルタ１９の室内側と室外側、すなわち上流面と下流面を反転させる機能を備える。フィルタ反転手段１５には、例えば給気フィルタ１９にリング状のフィルタと、給気フィルタ１９におけるリングの内側両端（給気フィルタ両端３）に給気フィルタ１９を回転駆動するステッピングモータを配置する。これにより、ステッピングモータを駆動してベルトを回転させることで給気フィルタ１９の室内側と室外側を可逆的に反転することができる。
【００３１】
以上が給排気型換気装置１の構成である。
【００３２】
続いて、図１、図２を用いて、通常運転（熱交換運転）時及びフィルタ清掃運転時の風路構成について説明する。なお図２は、給排気型換気装置１の給気フィルタ清掃時における模式図である。
【００３３】
通常運転時には、図１に示すように、風路切り替え手段１６は、給気風路８と排気風路９とを連通させず、すなわち閉じた状態としている。また、給気側開閉手段１７は、給気風路８における熱交換素子１４の上流側開口を開いた状態としている。さらにフィルタ反転手段１５は、給気フィルタ１９の付着面（上流面）を給気風路８の上流側に向けた状態で保持している。この状態では、付着面の裏面（下流面）は給気風路８の下流側に向けた状態となる。排気側開閉手段１８は、排気風路９における熱交換素子１４の下流側開口を開いた状態としている。
【００３４】
上記状態への遷移は、風路制御手段２０からの各手段への指示信号により行われる。
【００３５】
このような状態で、風路制御手段２０が排気用ファン１３を回転駆動させると、室内の空気は室内側吸込口６から熱交換素子１４を介して室外側吐出口５に導かれる。また、風路制御手段２０が給気用ファン１２を回転駆動させると、室外の空気は室外側吸込口４から吸い込まれ、給気フィルタ１９を通過した後、熱交換素子１４を介して室内側吐出口７に導かれる。
【００３６】
熱交換素子１４内では、給気風路８と排気風路９とは独立しているが近接している。つまり、熱交換素子１４を通過するに際して、室外の空気と室内の空気との熱交換が行われる。熱交換が行われた後、室内の空気は室外側吐出口５から排出され、室外の空気は室内側吐出口７から室内へ排出（給気）される。
【００３７】
上記処理により、室内の空気と室外の空気が熱交換されながら入れ替えられる。
【００３８】
ところで、長時間にわたって通常運転を行っていると、給気フィルタ１９の付着面には塵埃が付着し、すなわち圧損となるため給排気型換気装置１の効率が低下する。したがって、定期的に給気フィルタ１９を清掃することが望ましい。しかしながら、給排気型換気装置１は上述のように床下や天井裏に備えられるのが通常である。このため、可能であればメンテナンスフリーとすることが望ましい。
【００３９】
そこで、本実施の形態においては、以下に示すフィルタ清掃運転を行う。
【００４０】
すなわち図２に示すように、風路制御手段２０は、排気側開閉手段１８を動作させ熱交換素子１４の下流側開口を閉鎖する。また、風路制御手段２０は、給気側開閉手段１７及び風路切り替え手段１６を動作させて給気風路８における熱交換素子１４の上流側開口を閉鎖し、給気風路８における熱交換素子１４の上流側と排気風路９における熱交換素子１４の下流側とを連通させる。また風路制御手段２０は、フィルタ反転手段１５を動作させ給気フィルタの室内側と室外側を反転し、すなわち前記付着面を給気風路８における下流側に向ける。
【００４１】
以上により、フィルタ清掃運転の条件が整う。この状態において、室外側吸込口４から本体２内を通過し、さらに室外側吐出口５に向かう清掃運転用風路３０が構成される。
【００４２】
この状態で、風路制御手段２０は、排気用ファン１３を駆動させ、給気フィルタ１９の前記付着面に付着した塵埃を室外側吐出口５から排出させる。この際に、風路制御手段２０は、給気用ファン１２を停止させる。
【００４３】
風路制御手段２０は、フィルタ清掃運転を所定時間、例えば２４時間中の５分行った後、各部を駆動させて通常運転時の風路構成に戻すと共に、フィルタ反転手段１５を動作させて前記付着面を給気風路８の上流側に戻す。
【００４４】
以上の処理により、フィルタ清掃運転が完了する。
【００４５】
上述したフィルタ清掃運転においては、例えば隣接する室外側吸込口４と室外側吐出口５とを利用し、すなわち短い距離でかつ熱交換素子１４を介さない清掃運転用風路３０を利用する。このため、通常運転に比べて圧損が減少し、清掃時の風圧を上げることができるため、給気フィルタ１９を高圧で効率よく清掃することが可能となる。
【００４６】
また別途バイパス風路を設けることも無いため、本体２の大型化を伴うことも無い。
【００４７】
（変形例）
なお、上記実施の形態では、フィルタ反転手段１５を備えて給気フィルタ１９の付着面を清掃時の下流側に向けることで塵埃の剥離を促しているが、フィルタ反転手段１５を利用しない構成としてもよい。すなわち、給気フィルタ１９の付着面を反転させずに排気用ファン１３を通常運転時とは逆回転させる構成とする。
【００４８】
これによっても本体２の大型化を伴わず、また圧損を増加させることも無い。しかもフィルタ反転手段１５を備える必要も無い。
【００４９】
また、上記実施の形態では、清掃時間を１日あたり５分とした。しかしながら、以下のように給気フィルタ１９の汚れ（目詰まり）を判定することで、さらに効率よく清掃することが可能になる。すなわち、給気用ファン１２と排気用ファン１３にＤＣモータを使用し、モータの状態をマイクロコンピュータで読み取る構成とする。ＤＣモータを使用することで、ＤＣモータの制御ドライバからモータ回転数（例えば、ホール素子によりＤＣモータのロータの回転数を検出する）、モータ電流値（例えば、ＤＣモータのグランドに抵抗を接続し、オペアンプ等で電圧を増幅しマイクロコンピュータで検出する）を取得することが可能である。
【００５０】
これにより、風量、モータ回転数、モータの電流値の相関を風量テーブルとして設定しておくことで、モータ回転数とモータ電流値から間接的に風量を算出することが可能である。給気フィルタ１９の目詰まりしていない初期状態の風量テーブルをマイクロコンピュータ内に保存し、モータ回転数、モータ電流値を監視することで給気フィルタ１９の目詰まりによる風量の低下を検知することが可能となる。ここで、例えば従来風量の９０％のまで風量が低下した時にフィルタの清掃を行うことで、塵埃の付着している場合のみフィルタ清掃をする仕組みとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明にかかる空気調和機は、給気フィルタのメンテナンスフリーを本体の大型化及び風路延長による圧損の増大なく実現するためのものであり、一般住宅などに用いられる同時給気排気型の空気調和機に有用である。
【符号の説明】
【００５２】
１  給排気型換気装置
２  本体
４  室外側吸込口
５  室外側吐出口
６  室内側吸込口
７  室内側吐出口
８  給気風路
９  排気風路
１０  仕切り板
１１  仕切り板
１２  給気用ファン
１３  排気用ファン
１４  熱交換素子
１５  フィルタ反転手段
１６  風路切り替え手段
１７  給気側開閉手段
１８  排気側開閉手段
１９  給気フィルタ
２０  風路制御手段
３０  清掃運転用風路
１０１  本体
１０２  給気風路
１０３  排気風路
１０４  給気用ファン
１０５  排気用ファン
１０６  熱交換素子
１０７  給気フィルタ
１０８  連通ダンパ
１０９  連通風路
１１０  バイパスダンパ
１１１  バイパス風路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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