【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种常用的热交换型通风装置，该通风装置由设置在空气通路内将室内空气排出室外和将室外空气吸入待通风的室内的离心通风机组成，离心通风机交替驱动，尤其是该类装置，其中任一个离心通风机由蓄热材料制成和热交换在排出室内空气操作时将热蓄于用蓄热材料制成的离心通风机及在吸入室外空气操作时将蓄入的热释放到室外空气来完成。现有技术的热交换型通风装置通常如日本实用新案专利公报84-38668号所示那样，由一交叉气流热交换器和一对用以将室外空气通过该交换器吸入室内和将室内空气排出室外的风扇装置组成。众所周知，在这现有技术中，交叉气流热交换器的结构是将许多热转移片叠加在一起并在每二片热转移片中夹有一片波纹状圆片，以交替地形成两条交叉气流的通道。热交换是通过风扇将室内空气和室外空气引入该交叉气流的通道来实现的。在上述的交叉气流热交换器中，因热是根据沿着各自的热转移板边沿流动的室内外空气的温度差来转移的。故热交换效率不可避免地将因热交换板的热阻而下降。而且，占有各气流通道的大部份内表面的波纹片不起热交换作用，而起实质性热交换作用的却是仅占有各气流通道的部份内表面。其结果，现有技术...
【技术保护点】
一种热交换型通风装置，包括蓄热装置和通风机，本专利技术的特征有：各自将待通风的房间内部和室外连通的第１和第２空气通路；用于将室外空气吸入房间内的第１离心通风机和用于将室内空气排出室外的第２离心通风机，上述第１和第２两个离心通风机按气流方 向设置在上述第１空气通路内的前后；用于将室外空气吸入房间内的第３离心通风机和用于将室内空气排出室外的第４离心通风机，上述第３和第４两个离心通风机按气流方向设置在上述第２空气通路内的前后；上述第１、第２、第３和第４离心通风机由蓄热材料 制成，并具有许多径向延伸的空气通道，所以可将在排出室内空气时所得到的热可积蓄在上...
【技术特征摘要】
JP 1986-8-28 202198/86;JP 1986-8-29 203932/86;JP 1中说明的实施例的理解，本发明的其他和进一步的目的将是显而易见的，通过本发明的实践应用，对本专业的技术熟练人员来说，将发现本文中尚未指出的其他各种优点。附图简介图1是本发明第1实施例的热交换型通风装置的局部剖视图;图2是去掉前栅后的第1实施例通风装置的正视图;图3A是第1实施例通风装置的横向断面剖视图;图3B同图3A表示与图3A通风装置的不同的工作方式;图4是本发明第1实施例中通风装置使用的离心通风机剖视图;图5是组装的离心通风机透视图;图6是表示在第1实施例通风装置附近不同点测得的温度曲线的图表;图7是表示与第1实施例通风装置有关的温度效率的图表;图8同图3A是表示第2实施例通风装置的剖视图;图9同图3A，表示第3实施例通风装置的剖视图;图10是图9X-X连线的轴向截面图;图11是同图3A，表示第4实施例通风装置的剖视图;图12是第5实施例通风装置使用的离心通风机的剖视图;图13是第6实施例通风装置中使用的离心通风机的透视图;图14是如图5所示的离心通风机组合在通风装置中的截面图;图15类似图3A，示出第7实施例的通风装置的剖视图;图16也类似图3A，示出第8实施例通风装置的剖视图;图17A也类似图3A，示出第8实施例通风装置的剖视图;图17B类似图17A，示出通风装置处于与图17A不同工作方式的剖视图;图18是表示用在如图17A所示的通风装置中的蓄热型热交换器透视图;图19类似图17A，是示出第10实施例的通风装置的剖视图;图20是第11实施例的通风装置中的离心透风机的透视图。第1实施例(参照图1～7)按照本发明的第1实施例热交换型通风装置总结构示于图1、2、3A和3B。如图所示，机罩(1)有一长方型的框架(2)，前栅(3)和后板(4)。前栅(3)和后板(4)分别固定在框(2)的前边和后边，使机罩(1)构成一个扁平的箱形。通风孔(5a)和(5b)横向设置在前栅(3)上。后板(4)上也有2个通风孔(5a)和(5b)，分别对应通风孔(6a)和(6b)。例如，外罩(1)固定在待通风的房间的墙(7)上，设置在后板上的通风孔(6a)和(6b)与穿过墙(7)的通道(8)和(9)相连接，使通风孔(6a)和(6b)能与室外连通。隔板(10)与前栅(3)和后板(4)平行地设置在机罩(1)内。第1和第2电机(11)和(12)各自安装在隔板(10)的两个位置，每个位置各自与通风孔(5a)和(5b)的中心位置基本上相一致。电机(11)和(12)是双轴型，即电机轴端(11a)和(12a)伸出于电机外壳。第1离心通风机(13)安装在电机(11)的轴(11a)的一端，该端对着后板(4)。第4离心风机(14)安装在轴(11a)的另一端，该端对着前栅(3)。第13离心通风机(15)安装在电机(12)的轴(12a)的一端，该端对着后板(4)。第2离心通风机(16)安装在轴(12a)的另一端，该端对着前栅(3)。第1和第4离心通风机(13)，(14)同时由第1电机(11)驱动，第3和第2离心通风机(15)、(16)同时由电机(12)驱动。现在详细地说明离心通风机(13)-(16)。由于离心通风机(13)-(16)的结构相同。所以只结合图4和图5说明第1离心通风机(13)。数字(17)表示一个具有环形外周状的端板。端板(17)有一个罩住第1电机(11)部分的平截头圆锥体(17a)。一些环状盘(18)和环状波纹盘(19)交替地叠在端板(17)的一侧，在这一侧设有平截头圆锥体。这些环状盘(18)和波纹盘(19)具有同样的外径，例如224mm和相同的内经和外经比，如端板(17)为0.63。环状盘(18)和波纹盘(19)用蓄热材料制成，即一种具有高比热容量的材料，如0.2mm厚的氯乙烯树脂。每个波纹盘(19)有例如沿经向延伸的180条波纹(19a)。因为波纹(19a)在每个波纹盘(19)的整个圆周上以相等的间隔排列着，故圆盘19外周附近的每相邻两条波纹(19a)的空间比圆盘19内周附近的为大。如每条波纹(19a)为1.6mm高。沿着端板(17)的外周设有6个定位销(20)和沿着端板(17)的一部份设有另外6个定位销(20)，该部份对应于盘(18)和(19)内周。在盘(18)和(19)上各自设有开口(18a)和(19a)，与定位销(20)相应。环状盘(18)和波纹盘(19)通过对应的开口(18a)和(19a)交替地插叠在定位销(20)上，最后一个环状盘(18)用粘合剂固定在定位销(20)上，使环状盘(18)和波纹盘(19)固定在位置上。其结果，许多径向的通气道(21)由环状盘(18)和波纹盘(19)来确定。离心通风机13外周附近的各通气道(21)的横截面(13)比其内周附近的为大。当如上所述结构的离心通风机(13)被驱动时，因为气流朝着每个通气道(21)的外圆周边流动，外周速度增加，所以静压力提高。具体地说，由于外周边附近的横截面大于内周边的横截面，流速降低，以致静压力提高。结果是，通风机(13)作为离心通风机转动，和空气沿着通气道(21)从内周引向外周，每个离心通风机(13)～(16)的外径约为224mm的轴向尺寸约为37mm。每个离心通风机大约有20层通气道(21)。第1和第4离心通风机(13)和(14)安装在由平截头圆锥体盖住的第1电机(11)的电机轴(11a)上，同样第2和第3离心通风机(16)和(15)安装在由平截头圆锥体(17a)盖住的第2电机(12)的电机轴(12a)上。如图1所示，外罩成形件(22)固定在隔板(10)的前侧，第4和第2离心通风机(14)，(16)，除上面部分外，由外罩成形件22盖住，因而分别形成离心通风机(14)，(16)的成形外罩(23)和(24)。同样另外一个外罩成形件(25)与外罩成形件(22)具有相同的结构，固定在隔板(10)的后侧分别形成第1和第3离心通风机(13)和(15)的外罩(26)和(27)。外罩形成件(22)和(25)具有一个中央平面位置(22a)，其上安装有一个穿过隔板(10)的横流通道装置(28)。横流通道装置(28)由一些菱形结构的隔板(29)构成。隔板(29)叠合在一起，在邻近的隔板(29)之间插有垫片(30)，形成了基本上向垂直方向延伸的横流通道。横流通道装置(28)设有使外罩(24)和(26)互通的第1通气道(31)及使外罩(23)和(27)互通的第2通气道(32)。数字(33)如图1所示是开关拉线。当一旦拉动开关拉线(33)时，第1和第2电机(11)和(12)交替通电，如每隔一分钟在计时器控制下(没有图示)启动通风机。当开关拉线再次按动一下时，电机(11)和(12)就断电。如图3A所示，第1空气通路C通过通风孔(6a)使室内和室外互通。第1通气道(31)使外罩(26)和(24)及通风孔(5b)互通。第2空气通路D通过通风孔(5a)，第2通气道(32)外罩(27)和通风孔(6b)使室内外互通。结果是，第1离心通风机(13)排出区通到第1空气通路C的第2离心通风机(16)的排出区，第4离心通风机(14)排出区通到第2空气通路D的第3离心通风机(15)排出区。即，第1和第2离心通风机(13)和(16)按气流方向设在第1空气通路C的前后，第4和第3离心通风机(14)和(15)按气流方向设在第2空气通路D的前、后。现在说明第1实施例通风装置的运行。当操作员拉动开关拉线(33)，第1电机(11)通电1分钟，同时驱动第1和第2离心通风机(13)和(14)。在第1电机(11)通电的同时;第2电机(12)不通电，所以第2和第3离心通风机(16)和(15)保持停止运转状态。由于第1离心通风机(13)的旋转使空气通过通气道(21)从内周边流向外周边，室外空气通过管道(8)引到外罩(26)内。室外空气通过横流通道装置(28)的第1通气道(31)进而引入外罩(24)。在外罩(24)中，室外空气通过通气道(21)从未被驱动的第2离心通风机(16)的外周边流向内周边，由此，把室外空气通过前栅(3)的通风孔(5b)引入房间。上面所述的室外气流在图3A中用白箭头表示。由于第4离心风机(14)同时被驱动，气流通过通气道(21)，从离心通风机(14)的内周边流到外周边，由此将室内空气通过通风孔(5a)引到外罩(23)。室内空气通过横流通道装置(28)的第2通气道(32)。进一步引入外罩(27)。在外罩(27)中，室内空气通过通气道(21)从未被驱动的第3离心通风机(15)的外周边流向内周边，由此通过管道(9)排出室内空气于室外。上述排出的空气流在图3A中周黑箭头表示。这里由第1和第4离心通风机(13)和(14)同时进行的排出-吸入运转过程下称为“第1运转过程”。在第1运转过程继续1分钟后，在定时器控制下，第1电机(11)断电。第2电机(12)通电1分钟，代替第1电机(11)，由此驱动第2和第3离心通风机(16)和(15)。由于第3离心通风机(15)的旋转使空气通过通气道(21)从内周边流向外周边，室外空气通过管道(9)被引入外罩(27)。室外空气然后通过横流通道装置(28)的第2通气道(32)被引入外罩(23)。在外罩(23)中，室外空气通过通气道(21)从未被驱动的第4离心通风机(14)的外周边流到内周边。从而该室外空气通过前栅(3)的通风孔(5a)引入室内。上述吸入的空气流在图3B中用白箭头表示。通过图3A和图3B比较，非常明显，在图3B中的吸入空气流与第1运转过程的排气流相反。另一方面，第2离心通风机(16)的旋转使空气通过通气道(21)从通风机(16)的内周边流到外周边，由此将室内空气通过前栅(3)的通风孔(5b)引到外罩(24)。该室内空气然后通过横流通道装置(28)的第1通气道(31)引入到外罩(26)中。在外罩(26)中，室内空气通过通气道(21)从未被驱动的第1离心通风机(13)的外周边流到内周边。该室内空气从而通过管道(8)排出于室外。上述排气流在图3B中用黑箭头表示。通过图3B和图3A比较，非常明显，该排气流相反于第1运转过程中的吸气流。由第3和第2离心通风机(15)和(16)同时进行的排气-吸气运转过程在以后称为“第2运转过程”。在第2运转过程继续1分钟后，第1电机(11)再次通电。从而，电机(11)和(12)以1分钟的间隔交替通电，即，第1和第2运转过程以1分钟的间隔交替地重复进行。假设现在正在对一个用适当的加热装置加热的房间进行通风。室内空气温度高于室外空气温度。其结果，因为在第1运转过程中，温度高的室内空气被引入到第4和第3离心通风机(14)和(15)的通气道(21)，离心通风机(16)和(14)的环状盘(18)和波纹盘(19)在室内空气流过的时候被加热，由此蓄热在那里。在如图3B所示的第2运转过程中，温度低的室外空气被吸入到第3和第4离心通风机(15)和(14)的通气道(21)中。同时，该室外空气流过第2和第1离心通风机(16)和(13)的通气道(21)。其结果，在第2运转过程中，当室外空气流经第3和第4离心通风机(15)和(14)的通气道(21)时，由于在第1运转过程中，在第3和第4离心通风机(15)和(14)的环状盘(18)和波纹盘(19)上所积蓄的热释放出来，故室外空气被加热。在这时，由于室内空气通过第2和第1离心通风机(16)和(13)的通气道(21)被吸入，故热积蓄在通风机(16)和(13)中。该热被释放到在下一次的第1运转过程中通过第1和第2离心通风机(13)和(16)的通气道(21)吸入的室外空气中，并且被加热的室外空气被吸入室内。在室内正在加热的同时，混浊的室内空气被排出室外，清洁的室外空气被吸入室内。结果是有效地防止了热损耗。发明者在室内正在加热的情况下，已测得由于同时进行的排出-吸入运转过程而吸入的室外空气所升高的温度。图6表示的是前栅(3)的通风孔(5a)的附近地点的温度变化，该地点与图3A和图3B中的点I相一致，而管道(9)的附近地点的温度变化，该地点与图3A和3B中的点E相一致。这种情况是在冬天室内外空气各为21℃和5℃的条件下测得的。该温度变化由自动温度记录仪测得。参照图6，因为室内空气中的热在第1运转过程中被转移和积蓄到第4和第3离心通风机(14)和(15)中，所以尽管室内温度是21℃，点E的温度并不立即升高。在另一方面，由于温暖的室内空气流经通风孔(5a)，点I的温度迅速地接近室内温度。在第2运转过程中，当低温度的室外空气流过管道(9)时，点E的温度迅速下降。然而不管室外温度多低，点I的温度通过室外的空气流动，首先接近室温，和点I的温度下降程度呈下降曲线。这是因为室外空气流经在第1次运转过程中已积蓄热的第4和第3离心通风机(14)和(15)时被加热的原因。在第2运转过程中对点I温度变化加以平均所得到的平均温度ti约为17.5℃，该值高于室外温度。即根据第1实施例的通风装置5℃的清洁室外空气以上升到接近17.5℃的温度被吸入室内，而房间温度为21℃。图7所示的是在每个运转过程中，当各电机(11)和(12)通电时的温度效率η和时间周期τ的关系。在这情况中，温度效率η是吸入方面温度效率η1和排出方面温度效率η2的算术平均值。吸入和排出温度效率η1和η2的定义如下η1＝(ti-Te)/(Ti-Te)η2＝(Ti-te)/(Ti-te)其中，ti＝第2运转过程中点I上的平均温度Tc＝第1运转过程中点E上的平均温度Ti＝房间温度Te＝室外温度从图7可明显地看到，当电机通电的时间周期取60秒时，尽管温度效率由于电机通电时间周期τ的增加而降低;但仍可获得约70%的温度效率。第1实施例的热交换型通风装置的特征是，其热交换是通过用同一个空气通道交替地排出和吸入空气流以将热积蓄到离心通风机中和从离心通风机中释放出热而进行的。在现有技术的交叉空气流热交换机中没有采用这种热交换方法。即在本发明中，温度高的排出空气直接与离心风机接触使热积蓄到离心通风机中。温度低的吸入空气当其流经离心通风机时，由于离心通风机释放热，故被直接予以加热。其结果，与使用交叉气流热交换机的现有技术通风装置相比较，本发明的通风装置的热交换效率提高了。另外，由于各离心通风机通气道(21)的整个表面起到热交换作用，故与热交换面积限于热转移板表面的现有技术的交叉气流热交换器相比较，本发明的热交换表面积增加了。作为结果，热交换率提高了，它可使各离心通风机的尺寸变小。另外，由于各离心通风机有充够的送风量及充分的热交换容量，就不需要使用外加的送风设备。作为结果，该通风装置能做得又小又薄。将本发明的通风装置和使用交叉气流热交换器的现有技术的通风装置相比较，总容积减少约40%。另外，由于本发明的通风装置使用的离心通风机具有众多的呈放射状的通气道(21)，故与日本发明专利公开号80-107848所揭示的平盘风机相比较，前者静压力和送风量都提高。在本发明通风装置中，由于排出和吸入操作同时进行，故它能用于有高气密性要求的房间进行通风。在第1实施例中，尤其是离心通风机(13)到(16)是同样的结构，以致零件的种类减少，导致成本降低。尽管在第1实施例中，对正在加热的房间进行通风的情况作了说明，但本发明的通风装置对在夏天正在进行降温的房间也可用来通风。在这种情况中，由于室外温度高的空气被致冷，并被吸入室内，故进行通风时不会降低致冷效应。另外，当第1和第2电机(11)和(12)中任何一个连续通电时，排出和吸入的空气流是连续的，气流方向不变。其结果，进行通风时，不产生热交换现象。第2实施例(参见图8)现将参照图8说明根据本发明的第2实施例的通风装置。第2实施例的通风装置的第1和第2通气道的结构不同于第1实施例。在前面的实施例中，横流通道装置(28)设置有由第1和第2通气道(31)和(32)，每个通气道由多层通气道组成。在第2实施例中，第1和第2管道(34)和(35)垂直相邻地设置着。排出口(26a)和(24a)被设置在相对于外罩(26)和(24)各自较低的位置上。管道(34)连通排出口(26a)和(24a)，形成第1通气道。排出口(23a)和(27a)被设置在外罩(23)和(27)较高的位置上。管道(35)位于管道(34)上，连通排出口(23a)和(27a)，形成第2通气道。其它部件的设置同第1实施例，所以相同的部件使用第1实施例中同样的参考号码来标志。根据第2实施例的结构，在第1运转过程中，排出空气流也用图3A中的白箭头来表示和吸入空气流由图3A中的黑箭头表示。在第2运转过程中，排出空气流相反于第1运转过程中的吸入空气流和吸入空气流相反于第1运转过程中的排出空气流。因此，可获得与第1实施例相同的效应。第3实施例(参照图9和图10)图9和图10表示本发明的第3实施例。机罩(1)被罩在外罩(36)内，在机罩(1)与外罩(36)的内表面之间有数个垫片(37)，以此限定附加的通气道(38)和(39)。附加的通气道(38)与罩(24)的通风孔(5b)互通，另一个附加的通气道(39)与罩(27)的通风孔(6b)互通。附加的通风孔(36a)和(36b)各自设置在外罩(36)的前、后侧。附加的通气孔(36a)和(36b)各自与通气孔(5a)和(6a)互通。附加的通气道(38)通过开口(38a)与室内互通。附加的通气道(39)通过内管道(40)和开口(40a)与管道(9)互通。附加的通气道(38)和(39)为第1实施例中的横流通道装置(28)和第2实施例中的管道(35)和(36)工作。在上述结构中，室外和室内的空气流在第1运转过程中各自用白箭头和黑箭头表示，在第2运转过程中排出和吸入的气流各自相反于在第1运转过程中排出和吸入气流，由此进行热交换。第4实施例(参照图11)图11表示本发明的第4实施例。第1和第2双轴电机(41)和(42)横向安置在隔板(10)上。第1离心通风机(13)安装在电机(41)的轴(41a)的一端，该端朝着后板(4)，在第1离心通风机(13)和轴(41a)之间由一单通联轴器(43)联接。第2离心通风机(16)安装在电机(41)的轴(41a)的另一端，该端朝着前栅(3)，它们之间用第2单通联轴器(44)联接。同样，第3离心通风机(15)安装在电机(42)的轴(42a)的一端，该端朝着后板(4)，由第3单通联轴器(45)联接和第4离心通风机(14)安装在电机(42)的轴(42a)的另一端，由设置在它们之间的第4单通联轴器(46)联接。从房间内看当轴(41a)和(42a)顺时针方向旋转时，电机(41)和(42)的转动通过第1和第4单通联接器(43)和(46)各自传动到第1和第4离心通风机(13)和(14)。电机轴(41a)和(42a)的顺时针旋转以下称作“正旋转”。从房间内看，当电机轴(41a)和(42a)逆时针方向旋转时，电机轴(41a)和(42a)的转动没有传动到第1和第4离心通气道(13)和(14)。电机轴(41a)和(42a)的逆时针旋转以下称作“反旋转”。当电机轴(41a)和(42a)以反向转动时，它们的转动通过第2和第3单通联...
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