(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体ケース内に設置されたファンを駆動して屋外から外気を吸引してこれを室内に導入するとともに、室内空気を吸引してこれを屋外に排出することによって室内を換気する換気ユニットにおいて、
前記本体ケース内の外気導入経路に遠心力を利用した分離器を略垂直に設置し、該分離器の下端に形成された集塵室を前記本体ケースの屋外に臨む下面から屋外に開口させ、少なくとも前記ファンの駆動時には前記集塵室に回収された異物を集塵室の内圧によって屋外に自動的に排出することを特徴とする換気ユニット。
【請求項２】
室内から屋外に排出される室内空気と屋外から室内に導入される外気とを全熱交換させる全熱交換器を前記本体ケース内に設置し、室内空気の全量を前記全熱交換器を通過させて外気との全熱交換に供した後、該全熱交換器を通過した室内空気の一部を室内に還流させ、残りの室内空気を再び前記全熱交換器を通過させて外気との全熱交換に供するようにしたことを特徴とする請求項１記載の換気ユニット。
【請求項３】
前記全熱交換器を通過した室内空気の室内温度に近い部分を室内に還流させるようにしたことを特徴とする請求項２記載の換気ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、防虫・防塵機能を備えた換気ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば住宅用の換気ユニットは、本体ケース内に設置されたファンを駆動して屋外から外気を吸引してこれを室内に導入するとともに、汚れた室内空気を吸引してこれを屋外に排出することによって室内を換気するものであるが、この換気ユニットには、室内に導入される外気に浮遊している虫や埃等の異物を取り除くためのフィルタが設けられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来の換気ユニットにおいては、外気に含まれる虫や埃等によってフィルタが目詰まりを起こして性能低下の原因となるため、フィルタの清掃や交換等のメンテナンスを頻繁に行う必要があって煩わしく、又、メンテナンスを行う場合においても虫や埃が付着したフィルタを取り扱うために精神衛生的にも問題があった。
【０００４】
従って、本発明の目的とする処は、外気に含まれる虫や埃等をプレフィルタを用いないで除去することによってメンテナンス性を高めることができる防虫・防塵機能を備えた換気ユニットを提供することにある。
【０００５】
一方、例えば住宅用のセントラル換気システムにおいては室内空気をそのまま屋外に排出すると、室内に新たに導入された外気が所定の室内温度と湿度に達するまでに多大なエネルギーと時間を要するため、換気ユニットに全熱交換器を設け、室内から屋外に排出される室内空気と屋外から室内に導入される外気との間で全熱交換させることが行われているが、斯かる全熱交換型の換気ユニットにおいても前記と同様の問題があった。
【０００６】
従って、本発明の目的とする処は、防虫・防塵機能と全熱交換機能を兼備した換気ユニットを提供することにある。
【０００７】
ところで、従来の全熱交換型換気ユニットにおいては、外気との間で全熱交換に供された室内空気の全てを排気として屋外に排出するようにしていたため、外気との全熱交換に十分供されなかった部分の空気を含んだ室内空気もそのまま屋外に排出されることとなり、全熱交換効率が上がらないという問題があった。
【０００８】
従って、本発明の目的とする処は、防虫・防塵機能と全熱交換機能を兼備するとともに、全熱交換効率の向上による省エネルギーと低コストを実現することができる換気ユニットを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的と達成するため、請求項１記載の発明は、本体ケース内に設置されたファンを駆動して屋外から外気を吸引してこれを室内に導入するとともに、室内空気を吸引してこれを屋外に排出することによって室内を換気する換気ユニットにおいて、前記本体ケース内の外気導入経路に遠心力を利用した分離器を略垂直に設置し、該分離器の下端に形成された集塵室を前記本体ケースの屋外に臨む下面から屋外に開口させ、少なくとも前記ファンの駆動時には前記集塵室に回収された異物を集塵室の内圧によって屋外に自動的に排出することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、室内から屋外に排出される室内空気と屋外から室内に導入される外気とを全熱交換させる全熱交換器を前記本体ケース内に設置し、室内空気の全量を前記全熱交換器を通過させて外気との全熱交換に供した後、該全熱交換器を通過した室内空気の一部を室内に還流させ、残りの室内空気を再び前記全熱交換器を通過させて外気との全熱交換に供するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記全熱交換器を通過した室内空気の室内温度に近い部分を室内に還流させるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
従って、請求項１記載の発明によれば、本体ケース内の外気導入経路を通過する外気に含まれる虫や埃等の異物は遠心力を利用した分離器によって除去されるため、これらの異物を除去するためのプレフィルタが不要となり、プレフィルタの清掃や交換等の精神衛生的にも問題のある作業を省略して換気ユニットのメンテナンス性を高めることができる。そして、遠心力を利用した分離器には稼働部が存在しないために換気ユニットに安定した防虫・防塵機能を半永久的に確保することができる。
【００１６】
又、分離器の下端に形成された集塵室を少なくともファンの駆動時には前記本体ケースの屋外に臨む下面から屋外に常時開口させたため、略垂直に設置された遠心力を利用した分離器によって除去されて集塵室に回収された虫や埃等の異物は集塵室の下端開口部から屋外にそのまま排出される。このため、異物を定期的に回収して廃棄する必要がなく、メンテナンスフリーを実現することができる。
【００１７】
請求項２記載の発明によれば、全熱交換器を本体ケース内に設置したため、換気ユニットは防虫・防塵機能と全熱交換機能を発揮することができる。又、室内に導入される外気との全熱交換に供された室内空気の全てをそのまま屋外に排出することなく、その一部を質内に還流させ、残りの室内空気を再び全熱交換器を通過させて外気との全熱交換に供するようにしたため、全熱交換器において室内空気との間で全熱交換された外気の温度と湿度が室内温度と湿度に近づいて室内温度と湿度の変動が小さく抑えられ、所要の防虫・防塵機能を確保しつつ、全熱交換効率を高めて省エネルギーと低コストを実現することができる。
【００１８】
請求項３記載の発明によれば、全熱交換器を通過した室内空気の室内温度に近い部分（つまり、外気との全熱交換に十分供せられなかった部分）を室内に還流させるようにしたため、全熱交換器の全熱交換効率が更に高められる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明に係る換気ユニットの側面図、図２は同換気ユニットの平面図、図３は図１の矢視Ｘ方向の図、図４は図１の矢視Ｙ方向の図、図５は同換気ユニットに備えられた全熱交換器の作用を示す部分斜視図、図６は全熱交換器における全熱交換方式を示す模式図である。
【００２１】
図１〜図４に示す換気ユニット１は矩形ボックス状の本体ケース２を有しており、この本体ケース２の屋外に臨む端面の上下には外気吸気口３と排気口４がそれぞれ開口しており（図３参照）、同本体ケース２の室内に臨む他端面の上下には室内吸気口５と室内換気口６がそれぞれ開口している（図４参照）。
【００２２】
ところで、本体ケース２内の略中央には図２に示すように電動モータ７が横置きに設置されており、該電動モータ７の左右に延出する共通の駆動軸８の各端部にはシロッコ型のファン９，１０がそれぞれ取り付けられている。尚、電動モータ７は円筒状のケーシング１１内に収納されている。
【００２３】
又、本体ケース２内の幅方向中央の屋外側端部には遠心力を利用した分離器１２が垂直に立設されている。この遠心力を利用した分離器１２は、下半部が下方に向かって絞られた略円筒状の集塵タンク１３の下部に集塵ボックス１４（図１参照）を取り付けて構成されており、集塵タンク１３の上部には前記ファン９の吐出側から導出する吸気管１５が接続され、この吸気管１５は集塵タンク１３内に接線方向に開口している。そして、集塵タンク１３内の中心部には上方から吐出管１６が垂直に導入されており、該吐出管１６は集塵タンク１３外で直角に曲げられて本体ケース２内の上部を室内側に向かって水平に延出し、その端部は本体ケース２内の室内側端部に形成された上下方向に長い断面矩形の空間Ｓ１に接続されている。
【００２４】
而して、図１に示すように、集塵ボックス１４の底面からは排出管１７が垂直下方に突設されており、この排出管１７は本体ケース２の底面を貫通して屋外に開口している。従って、集塵ボックス１４内に形成された集塵室１４ａは排出管１７を介してケース本体２の屋外に臨む下面から屋外に開口している。
【００２５】
他方、ケース本体２内の屋内側端部の前記空間Ｓ１に隣接する部分には全熱交換器１８が設置されており、この全熱交換器１８の一部にはミキシングボックス１９が一体に形成されている。全熱交換器１８は、図５に示すように、水平方向に貫通する流路を形成する紙製の波板状フィン２０とこれに直交する上下方向に配されて上下方向に貫通する流路を形成する紙製の波板状フィン２１とを幅方向（横方向）に交互に重ねて構成されており、その一端面は図２に示すように前記空間Ｓ１に臨み、その部分には目に見えない花粉等の微粒子を除去するためのフィルタ２２が着脱自在に取り付けられている。又、全熱交換器１８の他端面は本体ケース２内の室内側端部に形成された断面矩形の空間Ｓ２に臨んでいる。
【００２６】
次に、以上の構成を有する換気ユニット１の作用を説明する。
【００２７】
換気ユニット１に内蔵された前記ファン９，１０が電動モータ７によって一体的に回転駆動されると、屋外の新鮮な外気ＯＡ（その量を図６に示すように１００％とする）は外気吸気口３（図３参照）から換気ユニット１に導入され、この外気ＯＡは図１及び図２に破線矢印にて示すようにファン９の中心部から吸引されて昇圧された後、径方向に前記吸気管１５へと排出されて遠心力を利用した分離器１２の集塵タンク１３内の上部に接線方向に流入する。
【００２８】
而して、吸気管１５から遠心力を利用した分離器１２の集塵タンク１３内の上部に接線方向に流入した外気ＯＡは図１に示すように集塵タンク１３内で螺旋運動しながら下方へ進み、この外気ＯＡに含まれる虫や埃等の異物は螺旋運動に伴う遠心力によって空気と分離されて集塵タンク１３の壁面に沿って下方に落下し、集塵ボックス１４内の集塵室１４ａに回収される。そして、集塵室１４ａに回収された虫や埃等の異物は集塵室１４ａの内圧によって排出管１７を通って屋外に自動的に排出される。
【００２９】
以上のようにして虫や埃等の異物が除去された外気ＯＡは集塵タンク１３の中心部を上方へ向かって流れ、吐出管１６を通って遠心力を利用した分離器１２から空間Ｓ１へと流れ、全熱交換器１８に取り付けられたフィルタ２２を通過することによって花粉等の微粒子が除去されて浄化された後、全熱交換器１８内を空間Ｓ２に向かって横方向に流れ、後述の室内空気ＲＡ（その量を図６に示すように１００％とする）との間で温度（熱）と湿度（湿気）が交換（全熱交換）されて１００％の給気ＳＡとして前記室内換気口６（図４参照）から室内に供給される。
【００３０】
一方、室内の汚れた１００％の量の室内空気ＲＡはファン１０に吸引されて図２に実線矢印にて示すように本体ケース２に開口する前記室内吸気口５（図４参照）から換気ユニット１内に導入され、ファン１０から吐出された室内空気ＲＡは室内方向へ向かって流れて全熱交換器１８を水平に横切る。
【００３１】
従って、全熱交換器１８においては、新鮮な外気ＯＡと汚れた室内空気ＲＡの直交流が生じ、両者は前記波板状フィン２０，２１（図５参照）を介して全熱交換され、このようにして全熱交換された室内空気ＲＡは図６に示すようにその半分（５０％）が還気ＣＡとして１００％の量の前記給気ＳＡと混合されて前記室内換気口６（図４参照）から室内に供給され、残り５０％の室内空気ＲＡは図２に示すようにミキシングボックス１９において流れ方向が１８０°転換されて全熱交換器１８を水平に流れてそこを流れる外気ＯＡとの間で再び全熱交換に供された後、排気ＥＡとして本体ケース２内を屋外に向かって流れ、排気口４（図３参照）から屋外に排出される。
【００３２】
而して、本実施の形態では、本体ケース２内に導入された外気ＯＡに含まれる虫や埃等の異物は遠心力を利用した分離器１２によって除去されるため、これらの異物を除去するためのプレフィルタが不要となり、このプレフィルタの清掃や交換等の精神衛生的にも問題のある作業を省略することができるとともに、全熱交換器１８に取り付けられた中性能フィルタ２２の汚れを極端に抑えることができ、これによって当該換気ユニット１のメンテナンス性を高めることができる。そして、遠心力を利用した分離器１２には稼働部が存在しないために換気ユニット１に安定した防虫・防塵機能を半永久的に確保することができる。
【００３３】
又、本実施の形態においては、垂直に設置された遠心力を利用した分離器１２によって除去されて集塵ボックス１４内の集塵室１４ａに回収された虫や埃等の異物は排出管１７から屋外にそのまま自動的に排出されるため、異物を定期的に回収して廃棄する必要がなく、メンテナンスフリーを実現することができる。
【００３４】
更に、換気ユニット１は全熱交換器１８を備えるため、防虫・防塵機能と全熱交換機能を同時に発揮することができる。
【００３５】
ところで、本実施の形態に係る換気ユニット１においては、室内に導入される外気ＯＡとの全熱交換に供された室内空気ＲＡの全てをそのまま屋外に排出するのではなく、その一部（本実施の形態では半分の５０％）の全熱交換効率の低い空気（室内温度に近い空気）を還気ＣＡとして室内に還流させるようにしたため、室内温度と湿度の変動が小さく抑えられる。
【００３６】
又、本実施の形態では、室内空気ＲＡの一部（本実施の形態では５０％）を全熱交換器１８を通過させて外気ＯＡとの間で全熱交換を行わせ、更にミキシングボックス１９にて均一になるように撹拌を行い、再び外気ＯＡとの間で全熱交換を行った後に排気ＥＡとして屋外に排出するようにしたため、全熱交換器１８の全熱交換効率が更に高められ、全熱交換器１８において室内空気ＲＡとの間で全熱交換された外気ＯＡの温度と湿度は室内温度と湿度に近づき（例えば、夏期においては十分冷やされるとともに除湿され、逆に冬期においては十分暖められるとともに加湿される）、全熱交換器１８を通過した外気ＯＡは給気ＳＡとして前記還気ＣＡと共に室内換気口６から室内に供給される。
【００３７】
従って、室内温度と湿度に十分近づいた給気ＳＡが所定の設定室内温度と湿度に達するに要するエネルギーは少なくて済み、室内温湿度状態の変動を最小限に抑えることができ、エアコン等の空調設備のランニングコストが低く抑えられる。
【００３８】
尚、全熱交換器１８を通過した室内空気ＲＡの室内温度及び湿度に近い部分（つまり、外気ＯＡとの全熱交換に十分供せられなかった部分）を還気ＣＡとして室内に還流させ、外気温度と湿度に近い部分（つまり、外気ＯＡとの全熱交換に十分供せられた部分）を排気ＥＡとして屋外に排出するようにすれば、全熱交換器１８の全熱交換効率が更に高められる。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１記載の発明によれば、本体ケース内の外気導入経路を通過する外気に含まれる虫や埃等の異物は遠心力を利用した分離器によって除去されるため、これらの異物を除去するためのプレフィルタが不要となり、プレフィルタの清掃や交換等の精神衛生的にも問題のある作業を省略して換気ユニットのメンテナンス性を高めることができる。そして、遠心力を利用した分離器には稼働部が存在しないために換気ユニットに安定した防虫・防塵機能を半永久的に確保することができるという効果が得られる。
【００４０】
又、分離器の下端に形成された集塵室を少なくともファンの駆動時には前記本体ケースの屋外に臨む下面から屋外に常時開口させたため、略垂直に設置された遠心力を利用した分離器によって除去されて集塵室に回収された虫や埃等の異物は集塵室の下端開口部から屋外にそのまま排出される。このため、異物を定期的に回収して廃棄する必要がなく、メンテナンスフリーを実現することができるという効果が得られる。
【００４１】
請求項２記載の発明によれば、全熱交換器を本体ケース内に設置したため、換気ユニットは防虫・防塵機能と全熱交換機能を発揮することができるという効果が得られる。又、室内に導入される外気との全熱交換に供された室内空気の全てをそのまま屋外に排出することなく、その一部を質内に還流させ、残りの室内空気を再び全熱交換器を通過させて外気との全熱交換に供するようにしたため、全熱交換器において室内空気との間で全熱交換された外気の温度と湿度が室内温度と湿度に近づいて室内温度と湿度の変動が小さく抑えられ、所要の防虫・防塵機能を確保しつつ、全熱交換効率を高めて省エネルギーと低コストを実現することができるという効果が得られる。
【００４２】
請求項３記載の発明によれば、全熱交換器を通過した室内空気の室内温度に近い部分（つまり、外気との全熱交換に十分供せられなかった部分）を室内に還流させるようにしたため、全熱交換器の全熱交換効率が更に高められるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る換気ユニットの側面図である。
【図２】本発明に係る換気ユニットの平面図である。
【図３】図１の矢視Ｘ方向の図である。
【図４】図１の矢視Ｙ方向の図である。
【図５】本発明に係る換気ユニットに備えられた全熱交換器の作用を示す部分斜視図である。
【図６】本発明に係る換気ユニットに備えられた全熱交換器における全熱交換方式を示す模式図である。
【符号の説明】
１          換気ユニット
２          本体ケース
９，１０    ファン
１２        遠心力を利用した分離器
１４        集塵ボックス
１４ａ      集塵室
１８        全熱交換器
ＣＡ        還気
ＥＡ        排気
ＯＡ        外気
ＲＡ        室内空気
ＳＡ        給気
【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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