CN115997101A - 热交换元件以及热交换换气装置 - Google Patents

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Abstract

热交换元件具有交替地层叠的第一流路形成部件(1)和第二流路形成部件。第一流路形成部件(1)和第二流路形成部件分别具有：肋部(31)，其具有构成第一方向上的第一流路的端部的第一壁部、构成第一方向上的第二流路的端部的第二壁部、以及对在第二方向上相互相邻的第一流路和第二流路进行分隔的第三壁部；板部(15)，其与肋部(31)中的第三方向上的端部(37)相接，并对与第一流路相连的第一连接流路和与第二流路相连的第二连接流路进行分隔；第一封闭部(38)，其设置于肋部(31)的端部(37)，并将第一流路与第二连接流路之间堵塞；以及第二封闭部(39)，其设置于肋部(31)的端部(37)，并将第二流路与第一连接流路之间堵塞。

Description

热交换元件以及热交换换气装置
技术领域
本公开涉及进行空气流彼此的热交换的热交换元件以及热交换换气装置。
背景技术
公知有一种热交换换气装置，其进行从室外向室内的供气流与从室内向室外的排气流的热交换。通过进行使用了热交换元件的换气，由此能够提高室内的制冷制热的效率，实现室内的空气调节所使用的能量的降低，并且在室内确保优质的空气质量。
在一般的热交换元件设置有：将供气流通过的流路和排气流通过的流路隔开的板材、和用于保持板材彼此的间隔的保持部件。为了提高热交换效率，而期望热交换元件能够进行流路间的高效的热传递。
在热交换元件中在使供气流和排气流流通的形式中，公知有通过热交换元件的供气流的方向与通过热交换元件的排气流的方向相互垂直的直交流型、和通过热交换元件的供气流的方向与通过热交换元件的排气流的方向相互相反的对置流型。在压力损失成为相互相同的条件下，对置流型的热交换元件的每单位体积的热交换效率理论上比直交流型高。因此，以往的热交换换气装置大多采用对置流型的热交换元件。
在专利文献1中公开有一种热交换元件，其具有由板材形成的多个流路，且各流路的横截面为矩形。板材发挥对相互相邻的流路彼此进行分隔的作用。专利文献1的热交换元件由于能够在构成流路的整个面进行空气流彼此的热交换，因此能够增加热交换量。另外，专利文献1的热交换元件由于各流路的横截面为矩形，因此在由板材构成的各层被层叠的状态下各流路不易被压扁，能够减少压力损失。此外，专利文献1的热交换元件由于各流路仅由板材构成，因此能够减少部件件数。
专利文献1：国际公开第2013/091099号
在专利文献1公开的以往的热交换元件中，作为用于实现进一步提高热交换效率的手段，考虑使层叠的板材增加。但是为了能够在热交换换气装置中收纳热交换元件，伴随热交换元件的大型化的板材的增加是有限的。为了在不使热交换元件大型化的情况下增加板材，考虑缩小各流路的截面积。在该情况下，产生压力损失增加的问题。
发明内容
本公开是鉴于上述情况所做出的，目的在于获得能够提高热交换效率的热交换元件。
为了解决上述课题并实现目的，本公开的热交换元件具有交替地层叠的第一流路形成部件和第二流路形成部件并构成有对置流部，该对置流部包括供空气通过的第一流路、和供空气向与通过第一流路的空气相反的方向流动的第二流路。第一流路形成部件和第二流路形成部件分别具有：肋部，其具有：构成第一流路形成部件和第二流路形成部件层叠的第一方向上的第一流路的端部的第一壁部、构成第一方向上的第二流路的端部的第二壁部、以及对在与第一方向垂直的第二方向上相互相邻的第一流路和第二流路进行分隔的第三壁部，并且构成对置流部。第一流路形成部件和第二流路形成部件分别具有：板部，其与肋部中的与第一方向和第二方向垂直的第三方向上的端部相接，并对与第一流路相连的第一连接流路和与第二流路相连的第二连接流路进行分隔；第一封闭部，其设置于肋部的端部，并将第一流路与第二连接流路之间堵塞；以及第二封闭部，其设置于肋部的端部，并将第二流路与第一连接流路之间堵塞。
本公开的热交换元件发挥能够提高热交换效率的效果。
附图说明
图1是表示实施方式1的热交换元件的整体结构的立体图。
图2是表示构成实施方式1的热交换元件的第一流路形成部件的立体图。
图3是表示构成实施方式1的热交换元件的第二流路形成部件的立体图。
图4是表示实施方式1的热交换元件所具有的对置流部的立体图。
图5是表示图2所示的第一流路形成部件的一部分的立体图。
图6是表示图5所示的结构中的肋部的立体图。
图7是表示图5所示的结构中的肋部和封闭部的立体图。
图8是表示在实施方式1的热交换元件所具有的对置流部中构成的第一流路和第二流路的立体图。
图9是表示图8所示的第一流路以及第二流路和板部的俯视图。
图10是表示构成图8以及图9所示的第一流路以及第二流路的第一流路层和第二流路层中的Y轴方向上的中心部分的截面的图。
图11是用于对供气流和排气流通过实施方式1的热交换元件的情形进行说明的第一图。
图12是用于对供气流和排气流通过实施方式1的热交换元件的情形进行说明的第二图。
图13是用于对供气流和排气流通过实施方式1的热交换元件的情形进行说明的第三图。
图14是表示构成实施方式2的热交换元件的肋部的截面的图。
图15是构成实施方式2的热交换元件的片材的示意剖视图。
图16是表示实施方式3的热交换元件的整体结构的立体图。
图17是表示实施方式4的热交换换气装置的概略结构的图。
具体实施方式
以下，基于附图对实施方式的热交换元件以及热交换换气装置进行详细地说明。
实施方式1
图1是表示实施方式1的热交换元件的整体结构的立体图。实施方式1的热交换元件100是对置流型的热交换元件。热交换元件100是具有交替地层叠的第一流路形成部件1和第二流路形成部件2的层叠体。构成热交换元件100的第一流路形成部件1的数量和构成热交换元件100的第二流路形成部件2的数量均是任意的。在以下说明中，所谓层叠方向是指层叠第一流路形成部件1和第二流路形成部件2的方向。
在热交换元件100中构成有第一流路和第二流路。第一流路和第二流路构成为通过第一流路的空气和通过第二流路的空气不会相互混合。在实施方式1中，第一流路是供从室外朝向室内的供气流通过的供气流路。第二流路是供从室内朝向室外的排气流通过的排气流路。在热交换元件100构成有进行供气流与排气流的热交换的对置流部3。对置流部3包括第一流路和第二流路，该第二流路供排气流向与通过第一流路的供气流相反的方向流动。即，在对置流部3中，供气流的行进方向与排气流的行进方向相互相差180度。
图2是表示构成实施方式1的热交换元件的第一流路形成部件的立体图。图3是表示构成实施方式1的热交换元件的第二流路形成部件的立体图。
第一流路形成部件1具有：构成对置流部3的第一流路层10、第一入口集管部11、以及第一出口集管部12。第二流路形成部件2具有：构成对置流部3的第二流路层20、第二入口集管部21、以及第二出口集管部22。对置流部3由交替地层叠的第一流路层10和第二流路层20构成。
第一入口集管部11具有板部15和竖立于板部15的流路壁17。板部15的端部13构成热交换元件100中的供气流的入口。第一入口集管部11构成供气流的入口与对置流部3之间的入口侧流路。流路壁17将供气流从供气流的入口向对置流部3引导。第一出口集管部12具有板部16和竖立于板部16的流路壁18。板部16的端部14构成热交换元件100中的供气流的出口。第一出口集管部12构成供气流的出口与对置流部3之间的出口侧流路。流路壁18将供气流从对置流部3向供气流的出口引导。在实施方式1中，板部15和板部16分别是与层叠方向垂直的平板。
第二入口集管部21具有板部25和竖立于板部25的流路壁27。板部25的端部23构成热交换元件100中的排气流的入口。第二入口集管部21构成排气流的入口与对置流部3之间的入口侧流路。流路壁27从排气流的入口向对置流部3引导排气流。第二出口集管部22具有板部26、和竖立于板部26的流路壁28。板部26的端部24构成热交换元件100中的排气流的出口。第二出口集管部22构成排气流的出口与对置流部3之间的出口侧流路。流路壁28从对置流部3向排气流的出口引导排气流。在实施方式1中，板部25和板部26分别是与层叠方向垂直的平板。
第一入口集管部11和第二出口集管部22交替地层叠。通过用板部26中的与设置有流路壁28的面相反侧的面覆盖第一入口集管部11，由此构成供气流的入口侧流路。通过用板部15中的设置有流路壁17的面相反侧的面覆盖第二出口集管部22，由此构成排气流的出口侧流路。
第一出口集管部12和第二入口集管部21交替地层叠。通过用板部25中的与设置有流路壁27的面相反侧的面覆盖第一出口集管部12，由此构成供气流的出口侧流路。通过用板部16中的与设置有流路壁18的面相反侧的面覆盖第二入口集管部21，由此构成排气流的入口侧流路。
图4是表示实施方式1的热交换元件所具有的对置流部的立体图。在图4中示出第一流路层10中的与供气流的入口侧流路连接的端部和第二流路层20中的与排气流的出口侧流路连接的端部。
X轴、Y轴以及Z轴为相互正交的三个轴。第一方向即Z轴方向为层叠方向。第二方向即X轴方向是与第一方向垂直的方向。第三方向即Y轴方向是与第一方向和第二方向垂直的方向。通过对置流部3的供气流和排气流在Y轴方向上相互反向地流动。在X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向各自的方向上，将用图中箭头表示的一侧设为正侧，将与箭头相反的一侧设为负侧。
构成对置流部3的多个第一流路层10分别具有形成有多个肋部31的片材30。各肋部31由壁部构成，该壁部通过折弯片材30而形成。在第一流路层10中，多个肋部31沿X轴方向排列。
构成对置流部3的多个第二流路层20分别具有形成有多个肋部41的片材40。各肋部41由壁部构成，该壁部通过折弯片材40而形成。在第二流路层20中，多个肋部41沿X轴方向排列。
在对置流部3中，构成第一流路的空间和构成第二流路的空间由各肋部31、41构成。在对置流部3的ZX截面中，构成第一流路的空间和构成第二流路的空间分别被各肋部31、41分隔成矩形。该矩形是Z轴方向的长度比X轴方向的长度长的矩形，是梯形或长方形。在图4中示出构成第一流路的空间和构成第二流路的空间分别被各肋部31、41分隔成梯形的例子。
片材30、40是具有热传导性的片材，是金属片或树脂片。树脂片也可以是透湿性树脂片。通过冲压加工、压缩成形或真空成形之类的加工来折弯片材30、40，由此形成肋部31、41。
接下来，对第一流路形成部件1的结构进行说明。图5是表示图2所示的第一流路形成部件的一部分的立体图。图6是表示图5所示的结构中的肋部的立体图。图7是表示图5所示的结构中的肋部和封闭部的立体图。
在图5、图6以及图7中分别示出一个肋部31中的包括Y轴方向正侧的端部37在内的部分。肋部31具有侧壁部32、33、34、上表面部35以及下表面部36。
各侧壁部32、33、34是在X轴方向上相互隔开间隔地竖立的薄板状的壁部。在图5、图6以及图7示出沿Z轴方向竖立的各侧壁部32、33、34。各侧壁部32、33、34也可以相对于Z轴方向倾斜。
上表面部35从Z轴方向正侧覆盖两个侧壁部32、33之间的空间。下表面部36从Z轴方向负侧覆盖两个侧壁部33、34之间。图5、图6以及图7所示的上表面部35以及下表面部36分别是与X轴方向和Y轴方向平行的平板状的部分。上表面部35以及下表面部36各自并不局限于平板状，也可以弯曲。
由下表面部36和侧壁部33、34包围的空间为第一流路。下表面部36是构成第一流路中的Z轴方向负侧的端部的第一壁部。由上表面部35和侧壁部32、33包围的空间为第二流路。上表面部35是构成第二流路中的Z轴方向正侧的端部的第二壁部。各侧壁部32、33、34是将在X轴方向上相互相邻的第一流路和第二流路分隔的第三壁部。另外，如图5、图6以及图7所示，在各侧壁部32、33、34沿Z轴方向竖立的情况下，在ZX截面中，构成第一流路的空间和构成第二流路的空间分别被分隔成长方形。在各侧壁部32、33、34相对于Z轴方向倾斜的情况下，在ZX截面中，构成第一流路的空间和构成第二流路的空间分别被分隔成梯形。
板部15与肋部31的端部37接合。板部15配置于肋部31的Z轴方向长度的中心位置。板部15将供气流的入口侧流路与排气流的出口侧流路分隔。即，与第一流路相连的第一连接流路亦即供气流的入口侧流路和与第二流路相连的第二连接流路亦即排气流的出口侧流路被板部15分隔。在图5、图6以及图7所示的比肋部31靠Y轴方向正侧的空间中，比板部15靠Z轴方向正侧的空间为供气流的入口侧流路。在图5、图6以及图7所示的比肋部31靠Y轴方向正侧的空间中，比板部15靠Z轴方向负侧的空间为排气流的出口侧流路。
如图5以及图7所示，第一流路形成部件1具有作为设置于肋部31的端部37的封闭部的第一封闭部38以及第二封闭部39。第一封闭部38将由下表面部36和侧壁部33、34包围的第一流路与排气流的出口侧流路之间堵塞。第二封闭部39将由上表面部35和侧壁部32、33包围的第二流路与供气流的入口侧流路之间堵塞。在实施方式1中，第一封闭部38和第二封闭部39分别是与X轴方向和Z轴方向平行的平板。
肋部31中的包括Y轴方向负侧的端部的部分具有与图5、图6以及图7所示的肋部31中的包括Y轴方向正侧的端部37的部分相同的结构。图2所示的板部16与肋部31中的Y轴方向负侧的端部接合。板部16与板部15同样地配置于肋部31的Z轴方向长度的中心位置。板部16将供气流的出口侧流路与排气流的入口侧流路分隔。即，与第一流路相连的第一连接流路亦即供气流的出口侧流路和与第二流路相连的第二连接流路亦即排气流的入口侧流路被板部16分隔。在比肋部31靠Y轴方向负侧的空间中，比板部16靠Z轴方向正侧的空间为供气流的出口侧流路。在比肋部31靠Y轴方向正侧的空间中，比板部16靠Z轴方向负侧的空间为排气流的入口侧流路。
在肋部31中的Y轴方向负侧的端部与肋部31的端部37同样地设置有第一封闭部38和第二封闭部39。第一封闭部38将第一流路与排气流的入口侧流路之间堵塞。第二封闭部39将第二流路与供气流的出口侧流路之间堵塞。
第二流路形成部件2具有与第一流路形成部件1同样的结构。肋部41与图5、图6以及图7所示的肋部31同样地具有侧壁部32、33、34、上表面部35以及下表面部36。
图4所示的肋部41中的包括Y轴方向正侧的端部的部分具有与肋部31中的包括Y轴方向正侧的端部37的部分同样的结构。图3所示的板部26与肋部41中的Y轴方向正侧的端部接合。板部26配置于肋部41的Z轴方向长度的中心位置。板部26将排气流的出口侧流路与供气流的入口侧流路分隔。即，与第一流路相连的第一连接流路亦即供气流的入口侧流路和与第二流路相连的第二连接流路亦即排气流的出口侧流路被板部26分隔。在比肋部41靠Y轴方向正侧的空间中，比板部26靠Z轴方向正侧的空间为排气流的出口侧流路。在比肋部41靠Y轴方向正侧的空间中，比板部26靠Z轴方向负侧的空间为供气流的入口侧流路。
在肋部41中的Y轴方向正侧的端部与肋部31的端部37同样地设置有第一封闭部38和第二封闭部39。第一封闭部38堵塞第一流路与排气流的出口侧流路之间。第二封闭部39堵塞第二流路与供气流的入口侧流路之间。
肋部41中的包括Y轴方向负侧的端部的部分具有与图5、图6以及图7所示的肋部31中的包括Y轴方向正侧的端部37的部分同样的结构。图3所示的板部25与肋部41中的Y轴方向负侧的端部接合。板部25配置于肋部41的Z轴方向长度的中心位置。板部25将排气流的入口侧流路与供气流的出口侧流路分隔。即，与第一流路相连的第一连接流路亦即供气流的出口侧流路和与第二流路相连的第二连接流路亦即排气流的入口侧流路被板部25分隔。在肋部41中的Y轴方向负侧的空间中，比板部25靠Z轴方向正侧的空间为排气流的入口侧流路。在比肋部41靠Y轴方向负侧的空间中，比板部25靠Z轴方向负侧的空间为供气流的出口侧流路。
在肋部41中的Y轴方向负侧的端部与肋部31的端部37同样地设置有第一封闭部38和第二封闭部39。第一封闭部38将第一流路与排气流的入口侧流路之间堵塞。第二封闭部39将第二流路与供气流的出口侧流路之间堵塞。
接下来，对对置流部3中构成的第一流路和第二流路进行说明。图8是表示在实施方式1的热交换元件所具有的对置流部中构成的第一流路和第二流路的立体图。图9是表示图8所示的第一流路以及第二流路和板部的俯视图。
在图8中示意地示出由肋部31、第一封闭部38以及第二封闭部39构成的第一流路层10、和由肋部41、第一封闭部38以及第二封闭部39构成的第二流路层20。在图8中示出第一流路层10中的Y轴方向正侧的端部和第二流路层20中的Y轴方向正侧的端部。在图9中示出对置流部3中的Y轴方向正侧的端部的结构。在图8以及图9中省略了肋部31以及第一封闭部38的边界、肋部31以及第二封闭部39的边界、肋部41以及第一封闭部38的边界、和肋部41以及第二封闭部39的边界。另外，虽然在图8中将第一流路层10与第二流路层20相互分离地示出，但在Z轴方向上相互相邻的第一流路层10和第二流路层20相互接合。
在图9所示的结构中，第一流路51形成在第一流路层10中的比板部15靠Z轴方向正侧的位置。在Y轴方向正侧的第一流路层10的端部中，在X轴方向上与第一流路51相邻的区域被第二封闭部39堵塞。第二流路52形成于第一流路层10中的比板部15靠Z轴方向负侧的位置。在Y轴方向正侧的第一流路层10的端部中，在X轴方向上与第二流路52相邻的区域被第一封闭部38堵塞。Y轴方向正侧的第一流路层10的端部中的大致一半的区域被第一封闭部38或第二封闭部39堵塞。
另外，在图9所示的结构中，第二流路52形成在第二流路层20中的比板部26靠Z轴方向正侧的位置。在Y轴方向正侧的第二流路层20的端部中，在X轴方向上与第二流路52相邻的区域被第一封闭部38堵塞。第一流路51形成于第二流路层20中的比板部26靠Z轴方向负侧的位置。在Y轴方向正侧的第二流路层20的端部中，在X轴方向上与第一流路51相邻的区域被第二封闭部39堵塞。Y轴方向正侧的第二流路层20的端部中的大致一半的区域被第一封闭部38或第二封闭部39堵塞。
图10是表示构成图8以及图9所示的第一流路以及第二流路的第一流路层和第二流路层中的Y轴方向上的中心部分的截面的图。在第一流路层10中，多个第一流路51和多个第二流路52分别由肋部31的侧壁部32、33、34相互分隔。在第二流路层20中，多个第一流路51和多个第二流路52由肋部41的侧壁部32、33、34相互分隔。第一流路层10的各第一流路51和第二流路层20的各第二流路52由下表面部36相互分隔。第一流路层10的各第二流路52和第二流路层20的各第一流路51由上表面部35相互分隔。
图11是用于对供气流和排气流通过实施方式1的热交换元件的情形进行说明的第一图。图12是用于对供气流和排气流通过实施方式1的热交换元件的情形进行说明的第二图。图13是用于对供气流和排气流通过实施方式1的热交换元件的情形进行说明的第三图。
在图11中示出供气流57和排气流58在比第一流路层10以及第二流路层20靠Y轴方向正侧的流路中通过的情形。在图12中示出供气流57和排气流58通过第一流路层10中的Y轴方向正侧的端部的情形。在图13中示出供气流57和排气流58在第一流路层10和第二流路层20中通过的情形。另外，在图11、图12以及图13中示出示意地表示图10所示的截面中的第一流路51与第二流路52的边界的虚线。
在图11中示出两个第一流路层10和配置于这两个第一流路层10之间的一个第二流路层20。另外，将图11所示的ZX平面在Z轴方向上分割成6个，在X轴方向上分割为6个，通过表示Z轴方向上的位置的数值与表示X轴方向上的位置的数值的组合来表示各分割区域。例如，(2，1)表示Z＝2且X＝1的分割区域。Z＝2表示在图11中位于从Z轴方向正侧起第二个位置的分割区域。X＝1表示在图11中位于从X轴方向负侧起第一个位置的分割区域。在图12以及图13中，也与图11同样地示出两个第一流路层10、一个第二流路层20以及各分割区域。
在图11中，供气流57在跨越(1，1)、(1，2)、(1，3)、(1，4)、(1，5)以及(1，6)这六个分割区域的入口侧流路55中流动。另外，供气流57在跨越(4，1)、(4，2)、(4，3)、(4，4)、(4，5)、(4，6)、(5，1)、(5，2)、(5，3)、(5，4)、(5，5)以及(5，6)这十二个分割区域的入口侧流路55中流动。
在图11中，排气流58在跨越(2，1)、(2，2)、(2，3)、(2，4)、(2，5)、(2，6)、(3，1)、(3，2)、(3，3)、(3，4)、(3，5)以及(3，6)这十二个分割区域的出口侧流路56中流动。另外，排气流58在跨越(6，1)、(6，2)、(6，3)、(6，4)、(6，5)以及(6，6)这六个分割区域的出口侧流路56中流动。
在图12中，位于Z＝1的六个分割区域中的(1，2)、(1，4)以及(1，6)这三个分割区域分别被第二封闭部39堵塞。通过跨越位于Z＝1的六个分割区域的入口侧流路55后的供气流57，通过(1，1)、(1，3)以及(1，5)这三个分割区域中的任一个并向第一流路51流动。
在图12中，位于Z＝2的六个分割区域中的(2，1)、(2，3)以及(2，5)这三个分割区域分别被第一封闭部38堵塞。在图12中，位于Z＝3的六个分割区域中的(3，2)、(3，4)以及(3，6)这三个分割区域分别被第一封闭部38堵塞。通过位于Z＝2、3的各第二流路52后的排气流58，通过(2，2)、(2，4)、(2，6)、(3，1)、(3，3)以及(3，5)这六个分割区域中的任一个，向跨越位于Z＝2、3的十二个分割区域的出口侧流路56流动。
在图12中，位于Z＝4的六个分割区域中的(4，1)、(4，3)以及(4，5)这三个分割区域分别被第二封闭部39堵塞。在图12中，位于Z＝5的六个分割区域中的(5，2)、(5，4)以及(5，6)这三个分割区域分别被第二封闭部39堵塞。通过跨越位于Z＝4、5的1十二个分割区域的入口侧流路55后的供气流57，通过(4，2)、(4，4)、(4，6)、(5，1)、(5，3)以及(5，5)这六个分割区域中的任一个并向第一流路51流动。
在图12中，位于Z＝6的六个分割区域中的(6，1)、(6，3)以及(6，5)这三个分割区域分别被第一封闭部38堵塞。通过位于Z＝6的各第二流路52后的排气流58，通过(6，2)、(6，4)以及(6，6)这三个分割区域中的任一个，向跨越位于Z＝6的六个分割区域的出口侧流路56流动。
在图12中通过(1，1)分割区域后的供气流57，在图13中跨越(1，1)以及(2，1)这两个分割区域的第一流路51中流动。在图12中通过(1，3)分割区域后的供气流57，在图13中跨越(1，3)以及(2，3)这两个分割区域的第一流路51中流动。在图12中通过(1，5)分割区域后的供气流57，在图13中跨越(1，5)以及(2，5)这两个分割区域的第一流路51中流动。
在图13中通过跨越(1，2)以及(2，2)这两个分割区域后的第二流路52的排气流58，在图12中汇集到(2，2)分割区域之后，向出口侧流路56流动。在图13中通过跨越(1，4)以及(2，4)这两个分割区域后的第二流路52的排气流58，在图12中汇集到(2，4)分割区域之后，向出口侧流路56流动。在图13中通过跨越(1，6)以及(2，6)这两个分割区域后的第二流路52的排气流58，在图12中汇集到(2，6)分割区域之后，向出口侧流路56流动。
在图13中通过跨越(3，1)以及(4，1)这两个分割区域的第二流路52后的排气流58，在图12中汇集到(3，1)分割区域之后，向出口侧流路56流动。在图13中通过跨越(3，3)以及(4，3)这两个分割区域的第二流路52后的排气流58，在图12中汇集到(3，3)分割区域之后，向出口侧流路56流动。在图13中通过跨越(3，5)以及(4，5)这两个分割区域的第二流路52后的排气流58，在图12中汇集到(3，5)分割区域之后，向出口侧流路56流动。
在图12中通过(4，2)分割区域后的供气流57，在图13中跨越(3，2)以及(4，2)这两个分割区域的第一流路51中流动。在图12中通过(4，4)分割区域后的供气流57，在图13中在跨越(3，4)以及(4，4)这两个分割区域的第一流路51中流动。在图12中通过(4，6)分割区域后的供气流57，在图13中在跨越(3，6)以及(4，6)这两个分割区域的第一流路51中流动。
在图12中通过(5，1)分割区域后的供气流57，在图13中在跨越(5，1)以及(6，1)这两个分割区域的第一流路51中流动。在图12中通过(5，3)分割区域后的供气流57，在图13中在跨越(5，3)以及(6，3)这两个分割区域的第一流路51中流动。在图12中通过(5，5)分割区域后的供气流57，在图13中在跨越(5，5)以及(6，5)这两个分割区域的第一流路51中流动。
在图13中通过跨越(5，2)以及(6，2)这两个分割区域的第二流路52后的排气流58，在图12中汇集到(6，2)分割区域之后，向出口侧流路56流动。在图13中通过跨越(5，4)以及(6，4)这两个分割区域的第二流路52后的排气流58，在图12中汇集到(6，4)分割区域之后，向出口侧流路56流动。在图13中通过跨越(5，6)以及(6，6)这两个分割区域的第二流路52后的排气流58，在图12中汇集到(6，6)分割区域之后，向出口侧流路56流动。
如图13所示，在第一流路层10以及第二流路层20构成有在X轴方向上相互相邻的第一流路51和第二流路52。热交换元件100通过在X轴方向上第一流路51与第二流路52相互相邻，从而能够提高供气流57和排气流58中的热交换效率。
构成第一流路51和第二流路52的肋部31、41是将薄板状部分组合而成的，且能够通过压缩成形等加工对片材30、40进行折弯来制造。由此，能够容易地制造具有肋部31、41的对置流部3。
根据实施方式1，热交换元件100具有：构成对置流部3的肋部31、41；与各肋部31、41的端部相接的板部15、16、25、26；以及第一封闭部38和第二封闭部39。由肋部31、41构成对置流部3，从而能够将在X轴方向上交替地配置的第一流路51和第二流路52设置于对置流部3。由此，热交换元件100能够起到提高热交换效率的效果。
实施方式2
图14是表示构成实施方式2的热交换元件的肋部的截面的图。在实施方式2中，对构成肋部31、41的侧壁部32、33、34的厚度进行设定，使得能够提高供气流57和排气流58中的热交换效率。在实施方式2中，对与上述的实施方式1相同的构成要素标注相同的附图标记，并主要对与实施方式1不同的结构进行说明。
在图14中示出一个肋部31中的包括Y轴方向正侧的端部的部分。各侧壁部32、33、34的厚度比上表面部35的厚度薄，并且比下表面部36的厚度薄。肋部41具有与肋部31同样的结构。在实施方式2中，肋部31、41通过压缩成形来制造。
由于各侧壁部32、33、34分别比上表面部35和下表面部36薄，因此热交换元件100能够提高由侧壁部32、33、34分别分隔的第一流路51内的供气流57和第二流路52内的排气流58中的热交换效率。由此，热交换元件100能够提高热交换效率。另外，由于上表面部35和下表面部36分别比侧壁部32、33、34的每一个厚，因此热交换元件100能够确保刚性。
构成肋部31、41的侧壁部32、33、34、上表面部35以及下表面部36各自的厚度比片材30、40中的外缘部的厚度薄。在实施方式2中，各侧壁部32、33、34的厚度、上表面部35的厚度以及下表面部36的厚度均包含于片材30、40的外缘部的厚度的2％至90％的范围。通过利用压缩成形进行的片材30、40的加工，能够容易地形成比片材30、40的外缘部薄的侧壁部32、33、34、上表面部35以及下表面部36。
另外，各侧壁部32、33、34的厚度优选为包含于片材30、40的外缘部的厚度的2％至50％的范围。侧壁部32、33、34各自从各下表面部36竖立的方向上的各侧壁部32、33、34的长度优选为比X轴方向上的上表面部35的长度长，且比X轴方向上的下表面部36的长度长。由此，热交换元件100能够提高第一流路51内的供气流57和第二流路52内的排气流58中的热交换效率。另外，通过使各侧壁部32、33、34的厚度为片材30、40的外缘部的厚度的一半以下，从而利用压缩成形进行的肋部31、41的制造变得容易。
上表面部35的厚度和下表面部36的厚度分别优选为包含于片材30、40的外缘部的厚度的15％至90％的范围。上表面部35以及下表面部36具有保持肋部31、41整体的强度的功能。因此，上表面部35的厚度和下表面部36的厚度优选为各侧壁部32、33、34的厚度的2倍以上。
此外，下表面部36的厚度优选为包含于片材30、40的外缘部的厚度的50％至90％的范围。上表面部35的厚度优选为包含于片材30、40的外缘部的厚度的15％至50％的范围。在热交换元件100中，也可以为下表面部36的厚度包含于片材30、40的外缘部的厚度的50％至90％的范围，且上表面部35的厚度包含于片材30、40的外缘部的厚度的15％至50％的范围。由此，热交换元件100能够确保肋部31、41整体的强度。
图15是构成实施方式2的热交换元件的片材的示意剖视图。在图15中示意地示出片材30的截面。t1是片材30的外缘部的厚度。外缘部是片材30中未实施压缩成形的部分。在进行用于肋部31的制造的加工之前，片材30的整体的厚度为t1。t2是下表面部36的厚度。t3是上表面部35的厚度。t4是侧壁部32的厚度。侧壁部33的厚度和侧壁部34的厚度也分别为t4。W是肋部31中由两个侧壁部33、34和下表面部36构成的部分的X轴方向上的宽度。W是各侧壁部32、33、34的间距。H是Z轴方向上的肋部31的长度，并且是从上表面部35到下表面部36为止的长度。
由于构成肋部31的各部是实施了压缩成形的部分，因此t2、t3、t4均比t1薄。另外，在实施方式2中，t1为400μm，t2为330μm至350μm，t3为100μm至120μm。在作为肋部31的纵横比的W：H为1：7的情况下，t4为10μm。在W：H为1：5的情况下，t4为15μm。在W：H为1：4的情况下，t4为21μm。在W：H为1：3.4的情况下，t4为32μm。W为2000μm至3000μm。W最优选为2500μm。片材30以及肋部31的各部的厚度优选为满足t1＞t2＞t3＞t4。
热交换元件100的t4越薄，越能够提高供气流57和排气流58的热交换效率。但是若t4过薄，则侧壁部32、33、34破损的可能性变高，因此使t4变薄的限度优选为10μm左右。
通过层叠肋部31、41，而对肋部31施加Z轴方向的载荷。肋部31的X轴方向上的两端被支承的状态下该载荷成为肋部31的X轴方向长度的中心挠曲的重要因素。但是由于通过板部15、16、第一封闭部38以及第二封闭部39的每一个来加强肋部31，因此能够抑制由肋部31的X轴方向长度的中心挠曲引起的肋部31的变形。
肋部31的Y轴方向上的两端被支承的状态下该载荷成为肋部31的Y轴方向长度的中心挠曲的重要因素。肋部31相对于该挠曲的强度由t2、t3以及t4的每一个决定。由于期望t4如上述那样尽可能地薄，因此侧壁部32、33、34作为针对该挠曲的强度部件的功能较小。因此，肋部31相对于该挠曲的强度由t2和t3决定。
由于通过压缩成形来形成肋部31，因此t2和t3的平均值大体恒定。即，若使t2变厚，则t3变薄。在t2与t3的平均值恒定的情况下，与t2和t3相同的情况相比，在t2和t3相互不同的情况下肋部31的强度较高。例如，与t2＝t3＝225μm相比，在t2＝340μm以及t3＝110μm时，肋部31的强度较高。因此，肋部31优选为满足t2＞t3。进一步优选为t2≈2×t3。
例如，在图15的ZX截面中在表示为H×W的区域的流路中流动的空气，经由肋部31中的长度H的部分亦即各侧壁部32、33、34进行热交换。为了促进热交换，肋部31优选为满足H＞W。另外，H优选为W的2倍以上。在肋部31中，通过各侧壁部32、33、34的一方的面侧和另一方的面侧的对置流来进行热交换。通过将H设为W的2倍以上，使进行热交换的部分的长度相对于流路截面积的比增大，由此热交换元件100能够提高热交换效率。
另外，各侧壁部32、33、34可以沿Z轴方向竖立，也可以如图14所示，相对于Z轴方向倾斜。在各侧壁部32、33、34相对于Z轴方向倾斜的状态下，各侧壁部32、33、34与上表面部35相互成钝角连接，并且各侧壁部32、33、34与下表面部36相互成钝角连接。这样，通过以与上表面部35以及下表面部36分别成钝角的方式使各侧壁部32、33、34倾斜，从而具有肋部31的成形变得容易的效果。在该情况下，各侧壁部32、33、34相对于作为层叠方向的Z轴方向的倾斜角优选为30度以下。通过使倾斜角为30度以下，使进行热交换的部分的长度相对于流路截面积的比增大，由此热交换元件100能够提高热交换效率。
另外，肋部31优选为满足t3＞t4。t3优选为包含于3×t4至7×t4的范围，进一步优选为t3≈5×t4。由此，热交换元件100能够确保侧壁部32、33、34的强度，并且提高热交换率。
实施方式3
在实施方式3中，对具有与实施方式1或2的热交换元件同样的结构的热交换元件的一个例子进行说明。图16是表示实施方式3的热交换元件的整体结构的立体图。在实施方式3中，对与上述的实施方式1或2相同的构成要素标注相同的附图标记，主要对与实施方式1或2不同的结构进行说明。
实施方式1的热交换元件60是对置流型的热交换元件。热交换元件60是具有交替地层叠的第一流路形成部件61和第二流路形成部件62的层叠体。构成热交换元件60的第一流路形成部件61的数量和构成热交换元件60的第二流路形成部件62的数量均是任意的。
热交换元件60具有：进行供气流与排气流的热交换的对置流部63、第一分离流路部64、以及第二分离流路部65。对置流部63具有与实施方式1或2的对置流部3同样的结构。对置流部63包括第一流路和第二流路，该第二流路供排气流58向与通过第一流路的供气流57相反的方向流动。即，在对置流部63中，供气流57的行进方向与排气流58的行进方向相互相差180度。对置流部63为长方体形状。
热交换元件60通过第一流路与第二流路之间的热传导，进行供气流57与排气流58之间的显热的交换。热交换元件60通过第一流路与第二流路之间的水蒸气的流通来进行供气流57与排气流58之间的潜热的交换。
第一分离流路部64与对置流部63中的供气流57的上游侧且排气流58的下游侧的端部连接。第二分离流路部65与对置流部63中的供气流57的下游侧且排气流58的上游侧的端部连接。第一分离流路部64和第二分离流路部65分别为三棱柱形状。
在第一分离流路部64构成有供气流57的入口侧流路55和排气流58的出口侧流路56。第一分离流路部64具有分隔板66和间隔肋67。分隔板66是相当于图2所示的板部15或图3所示的板部26的构成要素。分隔板66将入口侧流路55与出口侧流路56分隔。
间隔肋67的截面为矩形。在一个例子中，间隔肋67通过树脂材料的成形来制造。间隔肋67中的设置于第一流路形成部件61的间隔肋67A对入口侧流路55进行分隔。间隔肋67A是相当于图2所示的流路壁17的构成要素。间隔肋67中的设置于第二流路形成部件62的间隔肋67B对出口侧流路56进行分隔。间隔肋67B是相当于图2所示的流路壁28的构成要素。
在第二分离流路部65构成有供气流57的出口侧流路和排气流58的入口侧流路。第二分离流路部65与第一分离流路部64同样地构成。对第二分离流路部65的结构省略图示。
在第一分离流路部64中，供气流57的入口侧流路55的上游侧端部与排气流58的出口侧流路56的下游侧端部朝向相互不同的方向。在第二分离流路部65中，供气流57的出口侧流路的下游侧端部与排气流58的入口侧流路的上游侧端部朝向相互不同的方向。
在实施方式3中，对置流部63与实施方式1或2的对置流部3同样地具有肋部31、41、第一封闭部38以及第二封闭部39。热交换元件60与实施方式1或2的热交换元件100同样地能够提高热交换效率。
实施方式4
在实施方式4中，对具有实施方式1或2的热交换元件100的热交换换气装置进行说明。图17是表示实施方式4的热交换换气装置的概略结构的图。实施方式4的热交换换气装置80具有实施方式1或2的热交换元件100。热交换换气装置80通过从室外向室内取入供气流57，并且从室内向室外送出排气流58来进行室内的换气。另外，热交换换气装置80在热交换元件100中进行供气流57与排气流58的热交换。
在热交换换气装置80的外壳89内构成有供气流57通过的供气流路87和排气流58通过的排气流路88。在供气流路87设置有产生供气流57的供气送风机85。在排气流路88设置有产生排气流58的排气送风机86。在图17中示意地表示设置于外壳89的内部的构成要素。
在外壳89中的室内侧的侧面设置有供气吹出口82和排气吸入口83。在外壳89中的室外侧的侧面设置有供气吸入口81和排气吹出口84。热交换换气装置80通过供气送风机85的运转，从供气吸入口81向供气流路87取入室外的空气而产生供气流57。供气流57通过供气流路87，从供气吹出口82朝向室内吹出。另外，热交换换气装置80通过排气送风机86的运转，从排气吸入口83向排气流路88取入室内的空气而产生排气流58。排气流58通过排气流路88，从排气吹出口84朝向室外吹出。
热交换元件100配置于供气流路87与排气流路88交叉的位置。热交换元件100进行供气流57与排气流58的全热交换。热交换换气装置80通过在热交换元件100中的全热交换，回收来自室内的排气流58的显热和潜热，使回收的显热和潜热向供气流57传递。另外，热交换换气装置80回收来自室外的供气流57的显热和潜热，使回收的显热和潜热向排气流58传递。热交换换气装置80能够提高室内的制冷制热的效率和除湿加湿的效率，能够降低用于室内的空气调节的能量。另外，热交换换气装置80也可以代替实施方式1或2的热交换元件100，而具有实施方式3的热交换元件60。
实施方式4的热交换换气装置80通过具有实施方式1或2的热交换元件100、或者实施方式3的热交换元件60，能够提高热交换效率。
以上各实施方式所示的结构是表示本公开的内容的一个例子。各实施方式的结构能够与其他公知的技术组合。也可以将各实施方式的结构彼此适当地组合。在不脱离本公开的主旨的范围内，可以省略或变更各实施方式的结构的一部分。
附图标记说明
1、61...第一流路形成部件；2、62...第二流路形成部件；3、63...对置流部；10...第一流路层；11...第一入口集管部；12...第一出口集管部；13、14、23、24、37...端部；15、16、25、26...板部；17、18、27、28...流路壁；20...第二流路层；21...第二入口集管部；22...第二出口集管部；30、40...片材；31、41...肋部；32、33、34...侧壁部；35...上表面部；36...下表面部；38...第一封闭部；39...第二封闭部；51...第一流路；52...第二流路；55...入口侧流路；56...出口侧流路；57...供气流；58...排气流；60、100...热交换元件；64...第一分离流路部；65...第二分离流路部；66...分隔板；67、67A、67B...间隔肋；80...热交换换气装置；81...供气吸入口；82...供气吹出口；83...排气吸入口；84...排气吹出口；85...供气送风机；86...排气送风机；87...供气流路；88...排气流路；89...外壳。

Claims (6)

1.一种热交换元件，具有交替地层叠的第一流路形成部件和第二流路形成部件并构成有对置流部，该对置流部包括供空气通过的第一流路、和供空气向与通过所述第一流路的空气相反的方向流动的第二流路，其特征在于，
所述第一流路形成部件和所述第二流路形成部件分别具有：
肋部，其具有：构成所述第一流路形成部件和所述第二流路形成部件层叠的第一方向上的所述第一流路的端部的第一壁部、构成所述第一方向上的所述第二流路的端部的第二壁部、以及对在与所述第一方向垂直的第二方向上相互相邻的所述第一流路和所述第二流路进行分隔的第三壁部，并且构成所述对置流部；
板部，其与所述肋部中的与所述第一方向和所述第二方向垂直的第三方向上的端部相接，并对与所述第一流路相连的第一连接流路和与所述第二流路相连的第二连接流路进行分隔，
第一封闭部，其设置于所述肋部的所述端部，并将所述第一流路与所述第二连接流路之间堵塞；以及
第二封闭部，其设置于所述肋部的所述端部，并将所述第二流路与所述第一连接流路之间堵塞。
2.根据权利要求1所述的热交换元件，其特征在于，
所述第三壁部的厚度比所述第一壁部的厚度薄，并且比所述第二壁部的厚度薄。
3.根据权利要求1或2所述的热交换元件，其特征在于，
所述第二壁部的厚度比所述第一壁部的厚度薄。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的热交换元件，其特征在于，
所述第三壁部从所述第一壁部竖立的方向上的所述第三壁部的长度比所述第二方向上的所述第一壁部的长度长，并且比所述第二方向上的所述第二壁部的长度长。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的热交换元件，其特征在于，
所述第一流路形成部件和所述第二流路形成部件分别具有形成有所述肋部的片材，
所述第一壁部的厚度、所述第二壁部的厚度以及所述第三壁部的厚度分别比所述片材中的外缘部的厚度薄。
6.一种热交换换气装置，其特征在于，具备：
供气送风机，其产生供气流；
排气送风机，其产生排气流；以及
热交换元件，其进行所述供气流与所述排气流的热交换，
所述热交换元件是权利要求1～5中的任一项所述的热交换元件。
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