CN104321611B - 层叠型全热交换元件以及热交换换气装置 - Google Patents

层叠型全热交换元件以及热交换换气装置 Download PDF

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Abstract

层叠型全热交换元件(50)具备被层叠多张的层叠板(11)、在层叠板之间形成第1流路(1)的第1间隔保持部件(21)、和在层叠板之间形成第2流路(2)的第2间隔保持部件(22),其中,第1流路被形成为能够使流体从层叠型全热交换元件的一方侧向另一方侧通过,第2流路被形成为能够使流体从层叠型全热交换元件的另一方侧向一方侧通过,形成有与第1流路在一方侧连通且与层叠板的层叠方向大致平行地延伸的第3流路(3),形成有与第2流路在另一方侧连通且与层叠板的层叠方向大致平行地延伸的第4流路(4)。

Description

层叠型全热交换元件以及热交换换气装置
技术领域
本发明涉及分别使例如空气等流体向形成在被层叠的板材之间的第1流路和第2流路流通,在两流体之间进行全热交换的层叠型全热交换元件以及具备它的热交换换气装置。
背景技术
以往的层叠型全热交换元件一般是设置将两个流体隔开的板材和保持该板材之间的间隔的多个保持构件的层叠型全热交换元件。板材具有透湿性,将它作为媒质,不使两个流体混合地同时进行显热(温度)和潜热(湿度)的热交换(例如,参见专利文献1)。
另外,也有在将两个流体隔开的传热性的板材上涂敷、含浸、粘接除湿材,通过在每个规定时间使其旋转180度,来进行显热以及潜热的热交换的层叠型全热交换元件(例如,参见专利文献2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-70070号公报
专利文献2:日本特开2007-271247号公报
发明内容
发明要解决的课题
由于层叠型全热交换元件大多用于室内的换气,所以,下面以空气的换气为例进行记载。在层叠型全热交换元件中,希望使全热交换量更大。
就以热交换为目的的两流体的流动形式而言,考虑2流体相互正交地流动的交叉流和两流体相互相向地流动的相向流。在上述专利文献1公开的结构中,采用交叉流形式。但是,在压力损失为相同的条件下,理论上每单位体积的热交换量还是相向流形式大。由此,在交叉流形式时,存在不能得到足够的热交换量的情况。
在上述专利文献2公开的结构中,虽然谋求采用相向流形式,但是,由于将第1流路的入口和出口连结的路径和将第2流路的入口和出口连结的路径交叉,所以,难以形成完全的相向流。例如,若层叠型全热交换元件的宽度大到大约几百毫米(mm),则在大部分的区域成为近似交叉流的流动形式。
本发明是鉴于上述情况作出的,其目的是得到不受尺寸大小等的影响,容易确保通过相向流形式进行两流体之间的全热交换的区域的层叠型全热交换元件。
用于解决课题的手段
为了解决上述的课题,实现目的,本发明提供一种层叠型全热交换元件,所述层叠型全热交换元件具备多张被层叠的层叠板、被插入层叠板之间并在层叠板之间形成第1流路的第1间隔保持部件、被插入层叠板之间并在层叠板之间形成第2流路的第2间隔保持部件,形成有第1流路的层和形成有第2流路的层被交替地设置,其特征在于,第1流路被形成为能够使流体从层叠型全热交换元件的一方侧通过到另一方侧,第2流路形成为能够使流体从层叠型全热交换元件的另一方侧通过到一方侧,形成有与第1流路在一方侧连通并与层叠板的层叠方向大致平行地延伸的第3流路,形成有与第2流路在另一方侧连通并与层叠板的层叠方向大致平行地延伸的第4流路。
发明效果
根据本发明,发挥如下这样的效果:不受尺寸大小等的影响,容易确保通过相向流形式进行两流体之间的全热交换的区域。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的层叠型全热交换元件的概略结构的立体图。
图2是表示透视了顶面的表示层叠型全热交换元件的概略结构的图。
图3是层叠型全热交换元件的分解立体图。
图4是示意性地表示第1间隔保持部件的结构的局部俯视图。
图5是示意性地表示作为第1间隔保持部件的其它例的结构的局部俯视图。
图6是表示使图5所示的第1间隔保持部件旋转180度,作为第2间隔保持部件使用的例的图。
图7是表示将按相同形状制作的间隔保持部件作为第1间隔保持部件使用的例的图。
图8是表示将按相同形状制作的间隔保持部件作为第2间隔保持部件使用的例的图。
图9是表示本发明的实施方式2的全热交换元件中的由第1间隔保持部件形成第1流路的层的立体图。
图10是表示本发明的实施方式2的全热交换元件中的由第2间隔保持部件形成第2流路的层的立体图。
图11是图9所示的A部分的局部放大俯视图。
图12是图10所示的B部分的局部放大俯视图。
图13是图10所示的D部分的局部放大俯视图。
图14是图9所示的C部分的局部放大俯视图。
图15是本发明的实施方式3的层叠型全热交换元件的外观立体图。
图16是外板的俯视图。
图17是沿图16所示的E-E线的向视剖视图。
图18是沿图16所示的F-F线的向视剖视图。
图19是表示具备层叠型全热交换元件的热交换换气装置的概略结构的图。
图20是表示具备层叠型全热交换元件的热交换换气装置的概略结构的图。
具体实施方式
下面,根据附图,对本发明的实施方式的层叠型全热交换元件以及热交换换气装置进行详细地说明。另外,本发明并非受该实施方式限定。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1的层叠型全热交换元件的概略结构的立体图。图2是表示透视了顶面的层叠型全热交换元件的概略结构的图。图3是层叠型全热交换元件50的分解立体图。
层叠型全热交换元件50具备层叠板11和间隔保持部件20。层叠板11设有多张并被层叠。间隔保持部件20被插入层叠板11之间,形成流体可在层叠板11彼此之间通过的流路30。
间隔保持部件20被分为形成作为流路30的第1流路1的第1间隔保持部件21和形成作为流路30的第2流路2的第2间隔保持部件22。在层叠型全热交换元件50中,交替地设置供第1间隔保持部件21插入并形成有第1流路1的层和供第2间隔保持部件22插入并形成有第2流路2的层。
第1流路1被形成为可使流体从层叠型全热交换元件50的一方侧朝向另一方侧(在箭头X所示的方向)通过。第1流路1由第1间隔保持部件21划分成多个流路。在被划分的每个流路形成流体的流入口1a和流出口1b。即,在层叠型全热交换元件50的一方侧形成多个流入口1a,在层叠型全热交换元件50的另一方侧形成多个流出口1b。另外,也可以构成为不将第1流路1划分为多个流路。在这种情况下,相对于1个流路形成多个流入口1a和流出口1b。
在层叠型全热交换元件50上形成与流入口1a连接并可使流体通过的多个第3流路3。第3流路3被形成为与层叠板11的层叠方向大致平行地延伸。另外,形成与流出口1b连接并可使流体通过的多个第5流路5。第5流路5被形成为与在第1流路1中的流体的通过方向(箭头X所示的方向)大致平行地延伸。
第2流路2被形成为可使流体从层叠型全热交换元件50的另一方侧朝向一方侧(在箭头Y所示的方向)通过。第2流路2由第2间隔保持部件22划分为多个流路。在每个被划分的流路形成流体的流入口2a和流出口2b。即,在层叠型全热交换元件50的另一方侧形成多个流入口2a,在层叠型全热交换元件50的一方侧形成多个流出口2b。另外,也可以构成为不将第2流路2划分为多个流路。在这种情况下,相对于1个流路形成多个流入口2a和流出口2b。
在层叠型全热交换元件50上形成与流入口2a连接且流体可通过的多个第4流路4。第4流路4被形成为与层叠板11的层叠方向大致平行地延伸。另外,形成与流出口2b连接且流体可通过的多个第6流路6。第6流路6被形成为与在第2流路2的流体的通过方向(箭头Y所示的方向)大致平行地延伸。
在俯视时的层叠型全热交换元件50的一方侧,第3流路3和第6流路6被交替地排列而形成为相互不重叠。因此,第3流路3和第6流路6可不会妨碍另一方的流路地与流入口1a和流出口2b连接。
另外,在俯视时的层叠型全热交换元件50的另一方侧,第4流路4和第5流路5被交替地排列而形成为相互不重叠。因此,第4流路4和第5流路5可不妨碍另一方的流路地与流出口1b和流入口2a连接。
包括第1间隔保持部件21和第2间隔保持部件22的间隔保持部件20具有俯视时与层叠板11重叠的区域33、从层叠板11向层叠型全热交换元件50的一方侧挤出的区域32和向层叠型全热交换元件50的另一方侧挤出的区域31。而且,由与第1间隔保持部件21的层叠板11重叠的区域33,形成上述的第1流路1。另外,由与第2间隔保持部件22的层叠板11重叠的区域33,形成第2流路2。
由第1间隔保持部件21和第2间隔保持部件22中的向层叠型全热交换元件50的一方侧挤出的区域32,形成第3流路3和第6流路6。更具体地说,在区域32设置有形成第3流路3和第6流路6的壁面的壁面部24。通过使该壁面部24重叠地紧贴,而形成第3流路3和第6流路6的壁面。如上所述,因为第3流路3和第6流路6被交替地排列而形成,所以,能够由第3流路3和第6流路6共享形成流路的壁面。
设置在第1间隔保持部件21上的壁面部24中,成为第3流路3的部分为与第1流路1连通而被开放,成为第6流路6的部分向层叠型全热交换元件50的一方侧开放。
另外,被设置在第2间隔保持部件22上的壁面部24中,成为第3流路3的部分俯视时呈ロ字形状,成为第6流路6的部分向第2流路2侧和层叠型全热交换元件50的一方侧开放。
由第1间隔保持部件21和第2间隔保持部件22中的向层叠型全热交换元件50的另一方侧挤出的区域31,形成第4流路4和第5流路5。更具体地说,在区域31设置有形成第4流路4和第5流路5的壁面的壁面部25。通过使该壁面部25重叠地紧贴,而形成第4流路4和第5流路5的壁面。如上所述,因为第4流路4和第5流路5被交替地排列而形成,所以,能够由第4流路4和第5流路5共享形成流路的壁面。
在设置在第1间隔保持部件21上的壁面部25中,成为第4流路4的部分俯视时呈ロ字形状,成为第5流路5的部分向第1流路1侧和层叠型全热交换元件50的另一方侧开放。
另外,在设置在第2间隔保持部件22上的壁面部25中,成为第4流路4的部分为与第2流路2连通而被开放,成为第5流路5的部分向层叠型全热交换元件50的另一方侧开放。
这样,通过第1间隔保持部件21和第2间隔保持部件22,使形成第3~第6流路3~6的壁面部24、25的形状不同,据此,使第3~第6流路3~6与所希望的流路(第1流路1或第2流路2的任意一方的流路)连通。例如,在以第3流路3为例的情况下,在形成在第1间隔保持部件21上的壁面部24中,因为第1流路1侧被开放,所以,流体能够向第1流路1流入,但是,在形成在第2间隔保持部件22上的壁面部25中,因为第2流路2侧被封闭,所以,流体没有流入第2流路2。
区域31、区域32和区域33被一体成形。壁面部24、25与第1流路1以及第2流路2的高度大致相同。因为仅通过将层叠板11和间隔保持部件20层叠,在形成第1流路1以及第2流路2的基础上,还形成第3~6流路3~6,所以,能够谋求抑制制造成本。
在这样构成的层叠型全热交换元件50中,从第3流路3流入的流体(下面也称为第1流体)例如空气在第1流路1通过,从第5流路5流出。另外,从第4流路4流入的流体(下面也称为第2流体)例如空气在第2流路2通过,从第6流路6流出。另外,壁面部24、25也可以形成于层叠板11。
这样,在本实施方式的层叠型全热交换元件50中,构成第1流路1中的流体的通过方向(箭头X所示的方向)和第2流路2中的流体的通过方向(箭头Y所示的方向)相互相向的所谓的相向流形式的层叠型全热交换元件50。因此,容易谋求使热交换效率比交叉流形式的热交换元件提高。
另外,针对第1流路1的多个流入口1a对于层叠型全热交换元件50的一方侧而言遍及其宽度方向大致整个区域地形成。另外,针对第1流路1的多个流出口1b对于层叠型全热交换元件50的另一方侧而言遍及其宽度方向大致整个区域地形成。由此,若使从流入口1a流入到第1流路1的第1流体与箭头X大致平行地流动,则能够使其从流出口1b流出。
另外,针对第2流路2的多个流入口2a对于层叠型全热交换元件50的另一方侧而言遍及其宽度方向大致整个区域地形成。另外,针对第2流路2的流出口2b对于层叠型全热交换元件50的一方侧而言遍及其宽度方向大致整个区域地形成。由此,若使从流入口2a流入到第2流路2的第2流体与箭头Y大致平行地流动,则能够使其从流出口2b流出。
即,因为第1流体和第2流体的大部分不会在与箭头X、Y不平行的方向流动,所以,在第1流路1以及第2流路2的大部分的区域能够实现以相向流形式为基础的全热交换。这点,即使增大层叠型全热交换元件50的宽度也同样。因此,能够不受层叠型全热交换元件50的尺寸的大小的影响,实现相向流形式的全热交换,谋求提高热交换效率。
层叠板11是在纸的板材上涂敷吸湿性的药液而构成的。据此,在通过第1流路1的第1流体和通过第2流路2的第2流体之间,经层叠板11可进行显热和潜热的热交换。
由于层叠型全热交换元件50将形成得比较薄的层叠板11和间隔保持部件20层叠而构成,所以,存在难以得到足够的强度的情况。另一方面,在本实施方式中,因为在层叠型全热交换元件50的一方侧和另一方侧形成将壁面部24、25重叠且在层叠方向延伸的壁面,所以,能够谋求提高层叠型全热交换元件50的强度。
层叠型全热交换元件50也可以通过分别地准备层叠板11和间隔保持部件20,使它们依次层叠来制作,还可以通过预先由镶嵌成形将层叠板11镶嵌在上下的间隔保持部件20之间来同时制作。即使是通过镶嵌成形,在间隔保持部件20中设置没有与周边的构件相连的独立壁27那样的壁面的情况,若进行镶嵌成形,则能够由层叠板11保持独立壁27。即,能够谋求提高构成流路30的壁面的设计自由度。
另外,在本实施方式中,记载了为促进潜热交换,而在层叠板11上涂敷了药剂的层叠型全热交换元件,但是,也可以做成使用没有涂敷药剂的层叠板的层叠型全热交换元件或使用不进行潜热交换的层叠板(例如,薄的树脂板等)的层叠型全热交换元件。
另外,由于即使在第3流路3和第6流路6之间以及第4流路4和第5流路5之间成为交叉流形式,但在第1流体和第2流体之间经壁面部24、25进行热交换,所以,能够谋求进一步提高热交换效率。
另外,由于交叉流与相向流相比针对相同压力损失的交换效率差,所以,希望尽量在相向流部,即,在第1流路1以及第2流路2进行全热交换,使交叉流部的压力损失极小化。
因此,在本实施方式中,做成即使使第3流路3以及第4流路4的当量直径比第1流路1以及第2流路2大,也将由交叉流进行热交换的区域的压力损失抑制得低的构造。另外,在为矩形流路的情况下,若使短边为A,长边为B,则以
当量直径=4×A×B/(2×A+2×B)来定义。
另外,通常第1流路1以及第2流路2的流路高度大约为几毫米(mm)的间隔,若特别限定,则为大约0.7毫米~4毫米的间隔。另外,间隔保持部件20的设置间隔(第1流路1和第2流路2的宽度)大约为几毫米~十几毫米。另外,第3流路3以及第4流路4的流路尺寸的一边大约为间隔保持部件20的设置间隔,另一边大约是十几毫米~几百毫米。
在本实施方式中,构成为流体在第3流路3和第4流路4的两方从顶面侧朝向底面侧通过,但并非局限于此,也可以构成为流体在第3流路3或第4流路4的一方,从底面侧朝向顶面侧通过。另外,也可以构成为第3流路3和第4流路4贯通顶面和底面之间。
图4是示意性地表示第1间隔保持部件21的结构的局部俯视图。如图4所示,在第1间隔保持部件21中设置划分壁26,以便在第1流路1内,使流入口1a和流出口1b一对一地连结。通过这样构成,能够使划分壁26的结构简洁,谋求设计的容易化。
图5是示意地表示作为第1间隔保持部件21的其它例的结构的局部俯视图。如图5所示,也可以构成为通过分割地形成划分壁26,在第1流路1内,使多个流入口1a和多个流出口1b连结。通过这样构成,即使在形成有多个的第3流路3之间,流量分布产生偏差的情况下,也能够抑制因偏流造成的热交换效率的下降。
图6是表示使图5所示的第1间隔保持部件21旋转180度,作为第2间隔保持部件22使用的例的图。若像这样,对于第1间隔保持部件21和第2间隔保持部件22使用相同形状的部件,则与分别个别地制作的情况下相比,能够谋求设计的容易化以及抑制制造成本。图7是表示将按相同形状制作的间隔保持部件20作为第1间隔保持部件21使用的例的图,图8是表示将按相同形状制作的间隔保持部件20作为第2间隔保持部件22使用的例的图。例如能够抑制用于制造间隔保持构件的模具的种类,谋求提高生产性。
另外,第1间隔保持部件21以及第2间隔保持部件22的至少一方也可以将多个间隔保持部件重叠而构成。另外,也可以在第1间隔保持部件21的基础上,重合另一种或多种其他的间隔保持部件。
另外,层叠型全热交换元件50中的流体的流动方向也可以是与上述说明相反的方向。即,也可以是第1流路1使流体从第5流路5流入,使流体向第3流路3流出,第2流路2使流体从第6流路6流入,使流体向第4流路4流出的结构。
实施方式2.
图9是表示本发明的实施方式2的全热交换元件中的由第1间隔保持部件121形成第1流路101的层的立体图。图10是表示本发明的实施方式2的全热交换元件中的由第2间隔保持部件122形成第2流路102的层的立体图。另外,对与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记,省略详细的说明。
首先,对第3流路103以及第6流路106进行说明。图11是图9所示的A部分的局部放大俯视图。图12是图10所示的B部分的局部放大俯视图。
在本实施方式2中,如图9以及图11所示,在形成第1流路101的层中,第3流路103具有从层叠板11的层叠方向看为方形形状的方形部103a和流路的宽度朝向第1流路101渐增的渐增部103b。
因为流路的宽度从第3流路103朝向第1流路101渐增,所以,与流路的宽度急剧变化的情况相比,能够抑制在流路的连接部分产生淤积(漩涡)。在产生淤积的部分流体容易滞留,传热性能容易下降。在本实施方式2中,通过抑制该淤积的产生,能够抑制热交换效率的下降。
另外,在形成第1流路101的层中,第6流路106具有从层叠板11的层叠方向看为方形形状的方形部106a和流路的宽度朝向第1流路101渐减的渐减部106b。另外,因为第3流路103和第6流路106被邻接地形成,所以,使渐增部103b的流路的宽度渐增的分隔壁在渐减部106b使流路的宽度渐减。
如图10以及图12所示,在形成第2流路102的层中,第3流路103具有从层叠板11的层叠方向看为方形形状的方形部103a和流路的宽度朝向第2流路102渐减的渐减部103c。
另外,在形成第2流路102的层中,第6流路106具有从层叠板11的层叠方向看为方形形状的方形部106a和流路的宽度朝向第2流路102渐增的渐增部106c。来自第2流路102的流体流进第6流路106。这里,通过设置渐增部106c,能够抑制在第2流路102和第6流路106的连接部分的流路面积的急剧变化。据此,能够谋求降低压力损失以及流体的流动的平滑化。
另外,因为第3流路103和第6流路106被邻接地形成,所以,使渐增部106c的流路的宽度渐增的分隔壁在渐减部103c使流路的宽度渐减。
如图12所示,第3流路103因方形部103a和渐减部103c而呈五边形形状。通过在层叠板11中的从层叠方向看与渐减部103c重叠的区域形成切口11a,能够将第3流路103作为五边形的流路形成在全热交换元件整体。据此,能够使流路的面积比仅由方形部103a形成的流路大,能够谋求降低在第3流路103部分的压力损失。
同样,如图11所示,第6流路106因方形部106a和渐减部106b而呈五边形形状。通过在层叠板11中的从层叠方向看与渐减部106b重叠的区域形成切口11a,能够将第6流路106作为五边形的流路形成在全热交换元件整体。据此,能够使流路的面积比仅由方形部106a形成的流路大,能够谋求降低在第6流路106部分的压力损失。
另外,第3流路103以及第6流路106的形状并非局限于五边形形状。若为流路的宽度朝向第1流路101或第2流路102渐减的形状,则也可以采用其它的形状,还可以是六边形以上的多边形。
接着,对第4流路104和第5流路105进行说明。图13是图10所示的D部分的局部放大俯视图。图14是图9所示的C部分的局部放大俯视图。
如图10以及图13所示,在形成第2流路102的层中,第4流路104具有从层叠板11的层叠方向看为方形形状的方形部104a和流路的宽度朝向第2流路102渐增的渐增部104b。
因为流路的宽度从第4流路104朝向第2流路102渐增,所以,与流路的宽度急剧变化的情况相比,能够抑制在流路的连接部分产生淤积(漩涡)。在产生淤积的部分,流体容易滞留,传热性能容易下降。在本实施方式2中,通过抑制该淤积的产生,能够抑制热交换效率的下降。
另外,在形成第2流路102的层中,第5流路105具有从层叠板11的层叠方向看为方形形状的方形部105a和流路的宽度朝向第2流路102渐减的渐减部105b。另外,因为第4流路104和第5流路105被邻接地形成,所以,使渐增部104b的流路的宽度渐增的分隔壁在渐减部105b使流路的宽度渐减。
如图9以及图14所示,在形成第1流路101的层中,第4流路104具有从层叠板11的层叠方向看为方形形状的方形部104a和流路的宽度朝向第1流路101渐减的渐减部104c。
另外,在形成第1流路101的层中,第5流路105具有从层叠板11的层叠方向看为方形形状的方形部105a和流路的宽度朝向第1流路101渐增的渐增部105c。来自第1流路101的流体流进第5流路105。这里,通过设置渐增部105c,能够抑制在第1流路101和第5流路105的连接部分的流路面积的急剧变化。据此,能够谋求降低压力损失以及流体流动的平滑化。
另外,因为第4流路104和第5流路105被邻接地形成,所以,使渐增部105c的流路的宽度渐增的分隔壁在渐减部104c使流路的宽度渐减。
如图14所示,第4流路104因方形部104a和渐减部104c而呈五边形形状。通过在层叠板11中的从层叠方向看与渐减部104c重叠的区域形成切口11a,能够将第4流路104作为五边形的流路形成在全热交换元件整体。据此,能够使流路的面积比仅由方形部104a形成的流路大,谋求降低在第4流路104部分的压力损失。
同样,如图13所示,第5流路105因方形部105a和渐减部105b而呈五边形形状。通过在层叠板11中的从层叠方向看与渐减部105b重叠的区域形成切口11a,能够将第5流路105作为五边形的流路形成在全热交换元件整体。据此,能够使流路的面积比仅由方形部105a形成的流路大,谋求降低在第5流路105部分的压力损失。
另外,第4流路104以及第5流路105的形状并非局限于五边形形状。若为流路的宽度朝向第1流路101或第2流路102渐减的形状,则也可以采用其它的形状,也可以是六边形以上的多边形。
在本实施方式中,图9所示的第1间隔保持部件121和图10所示的第2间隔保持部件122为相同形状,通过使之在与层叠板11相同的平面上旋转180度,也能够作为第1间隔保持部件121使用,还能够作为第2间隔保持部件122使用。另外,通过将第1间隔保持部件121和第2间隔保持部件122做成相同形状,与分别个别地制作的情况相比,能够谋求设计的容易化以及抑制制造成本。能够抑制例如用于制造间隔保持构件的模具的种类,谋求提高生产性。
另外,如在实施方式1中说明的那样,矩形(长方形)的情况下的当量直径定义为当量直径=4×A×B/(2×A+2×B)。其中,“A×B”是流路面积,“(2×A+2×B)”是周长。因此,在像本实施方式2这样,流路103~106为五边形以上的多边形的情况下,其当量直径以
当量直径=4×流路面积/周长
来定义。
实施方式3.
图15是本发明的实施方式3的层叠型全热交换元件200的外观立体图。另外,对与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记,省略详细的说明。在本实施方式3中,将使层叠板11、第1间隔保持部件121和第2间隔保持部件122层叠(也参见图9、10等)并由构成外轮廓的外板151夹着的构件作为元件单元150,排列多个元件单元150,做成层叠型全热交换元件200。
元件单元150被排列在与层叠板11的层叠方向以及第1流路101中的流体的通过方向(箭头Z所示的方向)大致垂直的方向。通过排列多个元件单元150,能够增加第3流路103以及第4流路104的面积。通过增加流路的面积,能够降低向第3流路103以及第4流路104流动的流体的风速。
据此,能够降低流体流入第3流路103以及第4流路104时因流体缩小而产生的压力损失。另外,换气装置整体所要求的风量越大,越增加所排列设置的元件单元150的数量,因此,与元件单元150的层叠高度相比,排列了元件单元150的方向的层叠型全热交换元件200的长度更大。
要降低因流体缩小而产生的压力损失,优选增加被排列设置的元件单元150的数量,减少层叠高度。其限制由制品所要求的尺寸限定。
图16是外板151的俯视图。图17是沿图16所示的E-E线的向视剖视图。图18是沿图16所示的F-F线的向视剖视图。在外板151形成成为第3流路103的入口以及第4流路104的入口的开口。
该入口如图17、18所示,成为流路的面积朝向内部渐减的形状。另外,该入口的内侧面成为曲面。据此,能够使流体平滑地进入第3流路103以及第4流路104,能够抑制因流体的缩小而产生的压力损失的增加。
外板151被设置在层叠型全热交换元件200的两面,去向第3流路103以及第4流路104的入口被设置在层叠型全热交换元件200的两面。即,第3流路103以及第4流路104贯通层叠型全热交换元件200。另外,去向第3流路103以及第4流路104的入口可以仅形成在层叠型全热交换元件200的单面,也可以形成在两面。
另外,外板151可以由金属形成,也可以由发泡聚苯乙烯等形成。另外,图17、18所示那样的入口的形状也可以应用于在实施方式1中说明的长方形形状的第3流路3以及第4流路4。即,能够不受流路的形状的影响,适用图17、18所示那样平滑地使流体进入流路的形状。
图19是表示具备层叠型全热交换元件50的热交换换气装置60的概略结构的图。热交换换气装置60在壳体61的内部收容层叠型全热交换元件50。在壳体61的内部形成用于将室外的空气向室内供气的供气风路62和用于将室内的空气向室外排气的排气风路63。
被收容在壳体61的内部的层叠型全热交换元件50的第3流路3、第1流路1、第5流路5(也参见图1等)构成供气风路62的一部分。另外,被收容在壳体61的内部的层叠型全热交换元件50的第4流路4、第2流路2、第6流路6(也参见图1等)构成排气风路63的一部分。虽然省略了图示,但是,供气风路62、排气风路63也可以具备送风机。
根据这样构成的热交换换气装置60,能够一面在室内空气和室外空气之间进行以相向流形式为基础的全热交换,一面进行换气。据此,能够谋求提高热交换效率,谋求减轻空调负荷等。
图20是表示具备层叠型全热交换元件200的热交换换气装置160的概略结构的图。在热交换换气装置160中,供气风路162连通于第3流路103(也参见图15)的两侧,该第3流路103被形成为将层叠型全热交换元件200贯通。另外,排气风路163连通于第4流路104(也参见图15)的两侧,该第4流路104被形成为将层叠型全热交换元件200贯通。
流体从层叠型全热交换元件200的两面流入第3流路103以及第4流路104。与流体从层叠型全热交换元件200的单面流入的情况相比,能够增加去向第3流路103的入口面积以及去向第4流路104的入口面积。据此,能够抑制在第3流路103以及第4流路104中的风速,能够谋求降低因流体的缩小而产生的压力损失。
在热交换换气装置160中,在层叠型全热交换元件200的上游侧设置供气送风机171和排气送风机172,将流体推入第3流路103以及第4流路104。与在层叠型全热交换元件200的下游侧设置供气送风机171和排气送风机172,将流体从第5流路105以及第6流路106引出相比,还是推入流体更能够抑制压力损失。这是因为在将流体从流路引出的情况下,从层叠板11之间流出的风和在第5流路105以及第6流路106流动的风干涉,压力损失增大。
另外,在实施方式1中说明的层叠型全热交换元件50(也参见图1)中,也可以形成为第3流路3以及第4流路4将层叠型全热交换元件50贯通,使供气风路和排气风路与其两侧连通。
产业上利用的可能性
如上所述,本发明的层叠型全热交换元件对流体之间的热交换有用。
附图标记说明
1:第1流路;1a:流入口;1b:流出口;2:第2流路;2a:流入口;2b:流出口;3:第3流路;4:第4流路;5:第5流路;6:第6流路;11:层叠板;20:间隔保持部件;21:第1间隔保持部件;22:第2间隔保持部件;24、25:壁面部;26:划分壁;27:独立壁;30:流路;31、32、33:区域;50:层叠型全热交换元件;60:热交换换气装置;61:壳体;62:供气风路;63:排气风路;101:第1流路;102:第2流路;103c:渐减部;103b:渐增部;103a:方形部;103:第3流路;104c:渐减部;104b:渐增部;104a:方形部;104:第4流路;105b:渐减部;105c:渐增部;105a:方形部;105:第5流路;106b:渐减部;106c:渐增部;106a:方形部;106:第6流路;121:第1间隔保持部件;122:第2间隔保持部件;150:元件单元;151:外板;160:热交换换气装置;162:供气风路;163:排气风路;171:供气送风机;172:排气送风机;200:层叠型全热交换元件;X、Y、Z:箭头。

Claims (15)

1.一种层叠型全热交换元件,所述层叠型全热交换元件具备多张被层叠的层叠板、被插入前述层叠板之间并在前述层叠板之间形成第1流路的第1间隔保持部件、以及被插入前述层叠板之间并在前述层叠板之间形成第2流路的第2间隔保持部件,形成有前述第1流路的层和形成有前述第2流路的层被交替地设置,其特征在于,
前述第1流路被形成为能够使流体从前述层叠型全热交换元件的一方侧通过到另一方侧,
前述第2流路被形成为能够使流体从前述层叠型全热交换元件的前述另一方侧通过到前述一方侧,
形成有与前述第1流路在前述一方侧连通并与前述层叠板的层叠方向平行地延伸的第3流路,
形成有与前述第2流路在前述另一方侧连通并与前述层叠板的层叠方向平行地延伸的第4流路,
形成有与前述第1流路在前述另一方侧连通并与前述第1流路中的流体的通过方向平行地延伸的第5流路,
形成有与前述第2流路在前述一方侧连通并与前述第2流路中的流体的通过方向平行地延伸的第6流路。
2.如权利要求1所述的层叠型全热交换元件,其特征在于,前述第3流路由前述第1间隔保持部件或前述层叠板形成,
前述第4流路由前述第2间隔保持部件或前述层叠板形成。
3.如权利要求1所述的层叠型全热交换元件,其特征在于,前述第5流路的至少一部分由前述第1间隔保持部件或前述层叠板形成,
前述第6流路的至少一部分由前述第2间隔保持部件或前述层叠板形成。
4.如权利要求1所述的层叠型全热交换元件,其特征在于,多个前述第3流路和多个前述第6流路被交替地形成在前述层叠型全热交换元件的前述一方侧。
5.如权利要求4所述的层叠型全热交换元件,其特征在于,前述第3流路在形成有前述第1流路的层中,具有从前述层叠方向看的形状为方形形状的方形部和流路的宽度朝向前述第1流路渐增的渐增部。
6.如权利要求5所述的层叠型全热交换元件,其特征在于,前述第3流路在形成有前述第2流路的层中,具有前述方形部和流路的宽度朝向前述第2流路渐减的渐减部。
7.如权利要求1所述的层叠型全热交换元件,其特征在于,多个前述第4流路和多个前述第5流路被交替地形成在前述层叠型全热交换元件的前述另一方侧。
8.如权利要求7所述的层叠型全热交换元件,其特征在于,前述第4流路,在形成有前述第2流路的层中,具有从前述层叠方向看的形状为方形形状的方形部和流路的宽度朝向前述第2流路渐增的渐增部,
在形成有前述第1流路的层中,具有前述方形部和流路的宽度朝向前述第1流路渐减的渐减部。
9.如权利要求8所述的层叠型全热交换元件,其特征在于,在前述层叠板中切出从前述层叠方向看与前述渐减部重叠的区域。
10.如权利要求1或2所述的层叠型全热交换元件,其特征在于,前述第3流路以及前述第4流路的当量直径比前述第1流路或前述第2流路的当量直径大。
11.如权利要求1或2所述的层叠型全热交换元件,其特征在于,构成前述第3流路以及前述第4流路的构件的形状,在层叠方向上邻接的层叠板彼此中不同。
12.如权利要求1所述的层叠型全热交换元件,其特征在于,前述第1流路被形成为将多个前述第3流路和多个前述第5流路连结,
前述第2流路被形成为将多个前述第4流路和多个前述第6流路连结。
13.如权利要求1或2所述的层叠型全热交换元件,其特征在于,前述第1间隔保持部件和前述第2间隔保持部件通过使任意一方旋转180度而呈相同的形状。
14.如权利要求1或2所述的层叠型全热交换元件,其特征在于,去向前述第3流路的入口以及去向前述第4流路的入口是流路面积朝向内部渐减的形状。
15.一种热交换换气装置,其特征在于,具备权利要求1或2所述的层叠型全热交换元件、和将前述层叠型全热交换元件收容在内部的壳体,
在前述壳体的内部形成有包括前述第1流路而构成并将室外空气向室内供气的供气风路、和包括前述第2流路而构成并将室内空气向室外排气的排气风路。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016097368A (ja) * 2014-11-25 2016-05-30 津福工業株式会社 除湿装置
US10486232B2 (en) * 2015-04-21 2019-11-26 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Semiconductor manufacturing device with embedded fluid conduits
DE102016114710A1 (de) * 2016-08-09 2018-02-15 Thyssenkrupp Ag Plattenwärmetauscher, Synthesevorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Produkts

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004278986A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 積層熱交換器
JP2008089223A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱交換器のヘッダ構造
JP2010223530A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Panasonic Corp 熱交換装置およびそれを用いた発熱体収納装置
CN102042772A (zh) * 2010-05-14 2011-05-04 南京工业大学 具有介质均分器的层叠板翅结构换热器

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3216495A (en) * 1963-08-07 1965-11-09 Gen Motors Corp Stacked plate regenerators
US4049051A (en) * 1974-07-22 1977-09-20 The Garrett Corporation Heat exchanger with variable thermal response core
US4503908A (en) * 1979-10-01 1985-03-12 Rockwell International Corporation Internally manifolded unibody plate for a plate/fin-type heat exchanger
DE8301708U1 (de) * 1983-01-22 1983-06-09 Gretsch-Unitas Gmbh Baubeschlaege, 7257 Ditzingen, De Lueftungsvorrichtung
JPS59208339A (ja) * 1983-05-12 1984-11-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 換気装置
JP2531026Y2 (ja) * 1989-02-21 1997-04-02 松下冷機株式会社 積層型熱交換機
JP2814765B2 (ja) * 1991-04-12 1998-10-27 三菱電機株式会社 熱交換器
JPH09292193A (ja) * 1996-04-26 1997-11-11 Showa Alum Corp 熱交換器
JPH102694A (ja) * 1996-06-13 1998-01-06 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 熱交換器
JP3858484B2 (ja) * 1998-11-24 2006-12-13 松下電器産業株式会社 積層式熱交換器
JP2001304661A (ja) * 2000-04-21 2001-10-31 Daikin Ind Ltd 天井埋込型空気調和機用室内機
US7125540B1 (en) * 2000-06-06 2006-10-24 Battelle Memorial Institute Microsystem process networks
DE10035939A1 (de) * 2000-07-21 2002-02-07 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung zur Wärmeübertragung
JP3922088B2 (ja) * 2002-05-15 2007-05-30 松下電器産業株式会社 熱交換器
AU2003902200A0 (en) * 2003-05-06 2003-05-22 Meggitt (Uk) Ltd Heat exchanger core
JP2005134066A (ja) 2003-10-31 2005-05-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 積層熱交換器
JP4341924B2 (ja) 2006-03-09 2009-10-14 新日本空調株式会社 デシカント換気システム
JP4853127B2 (ja) * 2006-06-20 2012-01-11 マックス株式会社 熱交換型換気装置
JP2008070070A (ja) 2006-09-15 2008-03-27 Techno Frontier:Kk 全熱交換器
US8033326B2 (en) * 2006-12-20 2011-10-11 Caterpillar Inc. Heat exchanger
JP2011257124A (ja) * 2010-05-11 2011-12-22 Panasonic Corp 熱交換装置
US9429366B2 (en) * 2010-09-29 2016-08-30 Kraton Polymers U.S. Llc Energy recovery ventilation sulfonated block copolymer laminate membrane
US9417016B2 (en) * 2011-01-05 2016-08-16 Hs Marston Aerospace Ltd. Laminated heat exchanger

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004278986A (ja) * 2003-03-18 2004-10-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 積層熱交換器
JP2008089223A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱交換器のヘッダ構造
JP2010223530A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Panasonic Corp 熱交換装置およびそれを用いた発熱体収納装置
CN102042772A (zh) * 2010-05-14 2011-05-04 南京工业大学 具有介质均分器的层叠板翅结构换热器

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