JP2000213885A - 熱交換セグメント及びそれを積層した気体対気体用熱交換素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 面外変形（形崩れのような変形）が発生し難
くて取り扱いが容易で、しかも、積層方向の圧縮変形が
自在な熱交換セグメント及びそれを用いた気体対気体用
の積層構造の熱交換素子を得る。 【解決手段】 熱交換素子１は、複数の熱交換セグメン
ト２を積層して形成されている。また、熱交換セグメン
ト２は、複数の気体流路６を隣接せしめて形成した熱交
換パネル３に複数の弾性スペーサー５を固着して構成さ
れている。また、弾性スペーサー５は、一方の気体流路
６と直交する方向（Ｘ軸方向）にその長手方向の両端を
配するように固着され、かつ、これが熱交換パネル３に
対して押し付けられて他方の気体流路８を形成してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱交換セグメント
及びそれを積層した気体対気体用の熱交換素子に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一般に知られているように、住宅
やオフィス等において用いられている空調換気扇装置に
は、空気対空気用の熱交換器が装着されている。その
為、既に、それ用の各種型式の熱交換素子が公知であ
る。例えば、その代表例として、特開昭６１−１７５４
８７号公報において開示されているように、２種のスペ
ーサーと熱交換シートとで構成された熱交換セグメント
の複数を積層して成る熱交換素子が挙げられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる素子の
熱交換セグメントは、樹脂製の角形中実バー等で構成さ
れたスペーサーと円形中空体等で構成されたスペーサー
との２種のスペーサーを同一方向に配して交差させない
ように、和紙等で構成された熱交換シートの一面側に固
着して成るものである為に、形崩れのような変形（以
下、面外変形という。）が発生し易く、従って、これを
積層する場合或いは積層するまで一時的に保管したりす
る場合等において、その取り扱いが煩わしかった。

【０００４】加えて、その積層に際し、一層毎に９０度
回転させた姿に積層しなければ成らなく、従って、その
作業が煩わしいと共に、両スペーサーを剛性部材で構成
すると、積層方向の圧縮変形が阻止される為に、下層の
セグメントと上層のセグメントとの密着性が不十分にな
って、ここから熱交換する空気が洩れてしまうといった
問題が惹起される恐れがあった。

【０００５】そこで、積層方向の圧縮変形を自在ならし
める為に、一方のスペーサーを、例えば、特開平６−１
０１９８８号公報等において開示されている樹脂製スト
ローのような復元性を有する円形中空バーで構成するこ
とが試みられているが、このような復元性を有するスペ
ーサー（以下、弾性スペーサーという。）と、樹脂製の
角形中実バー等で構成された復元性を有さないスペーサ
ー（以下、剛性スペーサーという。）とを同一方向に配
して交差させないように熱交換シートの一面側に固着し
て熱交換セグメントを構成しても、上述の欠点、すなわ
ち、面外変形が発生し易い為に、保管する場合等におけ
る取り扱いや積層作業が煩わしいといった欠点を解消し
得なかった。

【０００６】本発明は、このような欠点に鑑み、それら
を解消すべく鋭意検討の結果、複数の気体流路を隣接せ
しめて形成した熱交換パネルに、前記気体流路の開口方
向と交差する方向にその長手方向の両端を配するように
複数の弾性スペーサーを設けることにより、面外変形が
発生し難く、しかも、積層方向の圧縮変形が自在な熱交
換セグメントを得ることができることを見い出し、この
点に基づいて本発明を完成し得たものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明に係る
熱交換は、請求項１に記載するように、気体対気体用の
熱交換素子を形成する為の熱交換セグメントにおいて、
複数の気体流路を隣接せしめて形成した熱交換パネルに
複数の弾性スペーサーを、その長手方向の両端が前記気
体流路と交差する方向に配されるように所定間隔に固着
したことを特徴とするものである。

【０００８】なお、熱交換パネルは、断面形状が長方形
状の気体流路形成用中空体を、その側壁同士を固着して
構成するのが好ましいと共に弾性スペーサーは、熱交換
パネルの一面側のみに固着するのが好ましい。

【０００９】また、本発明に係る熱交換素子は、請求項
４に記載するように、請求項１，２又は３に記載の熱交
換セグメントを積層したことを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１において、熱交換素子１は、
４個の熱交換セグメント２を積層すると共に、その上に
熱交換パネル３を積層して形成されており、そして、熱
交換セグメント２は、熱交換パネル３の上面に４個の弾
性スペーサ５を等間隔に適当な接着剤で固着して構成さ
れている。

【００１１】なお、熱交換パネル３は、押出成形された
薄肉（例えば、０．１ｍｍ程度）の１枚の樹脂パネル
（例えば、ポリスチレン製パネル）で構成され、かつ、
四つの気体流路６を形成するように仕切壁７を設けてい
る。

【００１２】また、弾性スペーサー５は、例えば、ポリ
プロピレン製のストローのような復元性（又は弾力性）
を有する樹脂製の円形中空バーで構成されていると共
に、その長手方向（又は全長方向）の両端が、気体流路
６（又は図示Ｙ軸方向）と直交する方向（図示Ｘ軸方
向）に配されるように固着されている。

【００１３】その為、かかるセグメント２を積層する
と、図示のように、一方の気体流路６と直交する方向に
他方の気体流路８を形成することができるが、それらの
セグメント２は、熱交換素子１のコーナー部４個所夫々
に、その個所を挟持するように装着されたコの字状のリ
テナー（図示されていない）或いはそこに貼着された粘
着テープ（図示されていない）によって互いに所定に圧
縮された状態、すなわち、下側（下層側）の弾性スペー
サー５が、上側（上層側）の熱交換パネル３の下面に押
し付けられた状態に保たれる。

【００１４】このように、熱交換セグメント２は、複数
の気体流路６を隣接せしめて形成した樹脂成形体で構成
された１個の剛性体である熱交換パネル３の上面に、気
体流路６と直交する方向にその長手方向の両端が配され
るように複数の弾性スペーサー５を固着している。その
為、面外変形が発生し難いと共に積層方向（図示Ｚ軸方
向）の圧縮変形を自由になし得る。

【００１５】加えて、熱交換パネル３の上面側のみに弾
性スペーサー５を固着している為に、図示のように、同
一方向に配した姿に積み重ねて積層構造の熱交換素子１
を形成することができ、よって、従来のように一層毎に
９０度回転させた姿に積み重ねる場合に比して、その積
層作業が容易である。なお、積層に際し、面外変形が発
生し難い為に、この点からしても、その取り扱いが容易
である。

【００１６】以上、一実施形態について述べたが、この
積層構造の熱交換素子１によると、一方の気体流路６に
気体Ａを供給すると共に、これと直交する方向（Ｘ軸方
向）に形成されている他方の気体流路８に気体Ｂを供
給、すなわち、例えば、一方の気体流路６に室内からの
空気（汚染された湿潤空気）を供給すると共に他方の気
体流路８に室外からの空気（新鮮な空気）を供給して熱
交換することができる。

【００１７】なお、熱交換パネル３は、図２において示
されているように、断面形状が長方形或いはそれに類似
の形状（以下、長方形状という。）の複数の気体流路形
成用中空体１０で構成してもよく、この例においては、
４個の薄肉（例えば、０．１ｍｍ程度）の気体流路形成
用中空体１０で構成されているが、それらの側壁１１同
士が適当な接着剤１２で固着されている（縦断面図であ
る図３参照）。

【００１８】従って、この中空体１０も、押出成形され
た樹脂製の剛性体であるから、それらを固着して成る熱
交換パネル３も剛性体であると共に、これにも複数の気
体流路６が隣接せしめられて形成されている。

【００１９】このように、熱交換パネル３は、複数の気
体流路６を隣接せしめている限りおいては、図１，２に
おいて示されている形態のいずれであってもよく、か
つ、その平面視姿も、正方形、長方形或いは菱形（図５
参照）等、いかなる形状のものであってもよいが、それ
が、長方形や正方形の場合においては、気体流路６と弾
性スペーサー５とは、互いに直交する方向に配されると
共に、菱形や平行四辺形の場合においては、非直交方向
に配される。しかし、いずれの場合においても、両者が
交差する方向に配されている点で共通する。

【００２０】また、熱交換セグメント２に関し、図１に
おいて示されているように、弾性スペーサー５同士間領
域のパネル上面側に整流ビート１３を形成してもよい。
これを形成することにより、気体の圧力損失や流量等を
所定に制御することができるから好ましい。

【００２１】なお、かかるビート１３の形成は、熱交換
セグメント２を積層する前において、例えば、ホットメ
ルトガンを用いて溶融樹脂をパネル面上に噴射せしめて
所定パターンに形成することができるが、これ以外の他
の方法で形成してもよい。

【００２２】また、熱交換パネル３の片面側（上面側又
は下面側）のみならず両面側（上面及び下面側）に弾性
スペーサー５を固着せしめてもよいが、その場合におい
ては、そのような熱交換セグメント２と、弾性スペーサ
ー５を固着せしめていない熱交換パネル３とを交互に積
み重ねて熱交換素子１を形成すればよい。

【００２３】また、熱交換パネル３に関し、図１におい
て示されているように、気体流路６に整流ビート１４を
形成してもよく、このパネル３が樹脂製パネルである場
合においては、それがパネル成形時に一体成形される。

【００２４】このように、本発明に係る熱交換セグメン
ト２は、整流ビート１３及び１４の両方を形成していな
いものに限定されず、それらの両方又はどちらか一方を
形成したものであってもよい。

【００２５】また、熱交換パネル３は、熱交換に適した
ものである限りにおいては、樹脂パネル以外の金属パネ
ル等であってもよく、そして、弾性スペーサー５につい
ても、復元性（又は弾力性）を有している限りにおいて
は、中実体、中空体のいずれであってもよいと共に、そ
の断面形状も角形、円形、偏平形、楕円形等のいずれで
あってもよく、かつ、これの材質についても、樹脂以外
の例えば、ゴム等であってもよい。

【００２６】更に、気体流路形成用中空体１０同士を図
６，７において示されているように連結せしめて熱交換
パネル３を構成してもよい。図６においては、気体流路
形成用中空体１０の上面側のみに可撓性の連結シート１
５を適当な接着剤で固着して隣り合う気体流路形成用中
空体１０同士を連結している姿が示されているが、両中
空体１０同士間に微小の間隙１６が形成されている。

【００２７】また、図７においては、気体流路形成用中
空体１０の上下両面側に連結シート１５を同様に固着し
た姿が示されている。なお、間隙１６は、これを形成せ
しめることにより、必要に応じて素材段階でスプール等
に巻回させるときにパネルをＲ状に変形させることがで
きる。

【００２８】このように、本発明においては、微小の間
隙１６を形成せしめるように複数の気体流路形成用中空
体１０を接近せしめて配し、それらを連結シート１５で
連結、かつ、シールするといったように実質的に隣接せ
しめてもよい。

【００２９】また、熱交換セグメント２の積層段数、弾
性スペーサー５の設置数、熱交換パネル３の気体流路６
の形成数及び気体流路形成用中空体１０同士の固着個数
等は、必要に応じて適宜に選択されると共に熱交換する
気体Ａ，Ｂも、空気や不活性ガス等の他の種類のガスで
あってもよい。

【００３０】

【発明の効果】上述のように、請求項１〜３に記載の発
明によると、気体対気体用の積層構造の熱交換素子を形
成するに好適な、積層方向の圧縮変形が自在で、しか
も、面外変形が発生し難くて取り扱いが容易な熱交換セ
グメントを得ることができる。

【００３１】なお、請求項３に記載の発明によると、上
記効果に加えて、他の型式の熱交換セグメントと組み合
わせなくても、同一方向に積層（一層毎に９０度回転さ
せないように積層）することができる熱交換セグメント
が得られる。

【００３２】また、請求項４に記載の発明によると、特
に、空調換気扇装置の熱交換器に用いるに好適な積層構
造の熱交換素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱交換素子の斜視図である。

【図２】他の熱交換素子の斜視図である。

【図３】気体流路形成用中空体同士の連結態様を示す縦
断面図である。

【図４】熱交換セグメントの正面図である。

【図５】図４の平面図である。

【図６】気体流路形成用中空体同士の他の連結態様を示
す縦断面図である。

【図７】気体流路形成用中空体同士の他の連結態様を示
す縦断面図である。

【符号の説明】

１：熱交換素子 ２：熱交換セグメント ３：熱交換パネル ５：弾性スペーサー ６：気体流路 ８：気体流路 １０：気体流路形成用中空体 １１：側壁 １２：接着剤 １５：連結シート

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気体対気体用の熱交換素子を形成する為
   の熱交換セグメントにおいて、複数の気体流路を隣接せ
   しめて形成した熱交換パネルに複数の弾性スペーサー
   を、その長手方向の両端が前記気体流路と交差する方向
   に配されるように所定間隔に固着したことを特徴とする
   熱交換セグメント。
2. 【請求項２】 熱交換パネルを、断面形状が長方形状の
   気体流路形成用中空体の複数個を、その側壁同士を固着
   して構成したことを特徴とする請求項１に記載の熱交換
   セグメント。
3. 【請求項３】 熱交換パネルの一面側のみに弾性スペー
   サーを固着したことを特徴とする請求項１又は２に記載
   の熱交換セグメント。
4. 【請求項４】 請求項１，２又は３に記載の熱交換セグ
   メントを積層したことを特徴とする熱交換素子。