JP2005282907A

JP2005282907A - 熱交換器

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Publication number: JP2005282907A
Application number: JP2004095187A
Authority: JP
Inventors: Takuya Murayama; 拓也村山
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-03-29
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-29
Also published as: JP4466156B2

Abstract

【課題】全熱交換型換気装置に使用する熱交換器において、軽量化することができ、また性能を向上することができ、また気流の漏れを防止することができ、また量産性を向上することのできる熱交換器を提供することを目的としている。
【解決手段】樹脂シートの伝熱板を成形して、伝熱面９ａ、９ｂとこれらの間隔を保持する中空間隔リブ８ａ、８ｂと気流の漏れを遮蔽する中空遮蔽リブ７ａ、７ｂと通風路３ａ、３ｂと流入口１０ａ、１０ｂと吐出口１１ａ、１１ｂと密封性向上手段を有する成形品６ａ、６ｂを一体形成し、更に成形品６ａ、６ｂは伝熱面９ａ、９ｂにおいて、中空遮蔽リブ７ａ、７ｂと中空間隔リブ８ａ、８ｂの両端部それぞれを架橋するリブ連結部１４ａを残して打抜き、リブ連結部１４ａに伝熱性と透湿性を有する仕切板４ａを接着した単位素子２ａ、２ｂを複数積層することにより、二種の気流が仕切板４ａを介して熱交換する熱交換器１ａを得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、家庭用の熱交換型換気扇やビル等の全熱交換型換気装置に使用する積層構造の熱交換器に関するものである。

従来、この種の熱交換器は、コルゲート加工を応用した直交流型構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

以下、その熱交換器について、図２０を参照しながら説明する。

図に示すように、熱交換板１０１は紙等の伝熱板１０２と波形の間隔板１０３とを貼り合わせたものであり、この熱交換ブロック１０４を交互に９０度ずらしながら複数枚積層して熱交換器１０５を形成している。

上記構成において、一次気流Ａと二次気流Ｂを流通すると、伝熱板１０２を介して一次気流Ａと二次気流Ｂの間で熱交換する。

また、この種の熱交換器には射出成形を応用した工法を用い、伝熱板に対する間隔板の面積比率を小さくし、熱交換効率を変えずに通風抵抗を低減しているものもある（例えば、特許文献２参照）。

以下、その熱交換器について図２１を参照しながら説明する。

図に示すように、単位素子１０６は、所定間隔に直線状の間隔リブ１０７をそれらの両端部１０８において、連結構造によって橋絡状に結合した井桁形の合成樹脂よりなる一体成形で形成する。この単位素子１０６は、伝熱性と透湿性を有する複数の伝熱板１０９を間に挟み、単位素子１０６は直交するように積層して熱交換器１１０を得る。

前記コルゲート構造の熱交換器１０５の間隔板１０３は波形であるためにその板厚によって、伝熱板１０２にて形成される通風路の有効面積が小さくなり通風抵抗が大きくなるが、熱交換器１１０の断面矩形板状の間隔リブ１０７は前記コルゲート構造の熱交換器１０５の間隔板１０３より広い間隔で伝熱板１０９上に配することができるので、伝熱板１０９に対する間隔リブ１０７の面積比率を小さくすることができるために通風路の有効面積が大きくなり、熱交換効率を変えずに通風抵抗を低減することができる。

また、この種の熱交換器には伝熱板を熱プレス加工することにより、伝熱板の間隔を保持する間隔板を中空状に成形することによって軽量化を図っているものもある（例えば、特許文献３参照）。

以下、その熱交換器について図２２を参照しながら説明する。

図に示すように、紙、または樹脂を含む紙等からなるシート状の伝熱板１１１を熱プレスすることにより、熱交換する伝熱面１１２と中空の間隔板１１３を一体成形で熱交換ブロック１１４を形成し、この熱交換ブロック１１４を交互に９０度ずらしながら複数枚積層して熱交換器１１５を得る。

前記熱交換器１１０の断面矩形板状の間隔リブ１０７は中実であるために重量が重くなるが、熱交換器１１５の間隔板１１３は伝熱板１１１を熱プレスすることにより中空凸状に成形するため、間隔板１１３は中空であり軽量化を図ることができる。また間隔板１１３の構成は前記熱交換器１１０の間隔リブ１０７とほぼ同様に、伝熱面１１２に対する間隔板１１３の面積比率を小さくすることができるために通風路の有効面積が大きくなり、通風抵抗を低減することができる。
特公昭４７−１９９９０号公報特開平３−１１３２９２号公報特開平８−１７８５７７号公報

このような従来の熱交換器１０５では、間隔板１０３が波形であるためにその板厚によって、伝熱板１０２にて形成される通風路の有効面積が小さくなり通風抵抗が大きくなるという課題があり、通風抵抗を低減することが要求されている。

また、熱交換器１１０は断面矩形板状の間隔リブ１０７が中実であるために重量が重くなるという課題があり、軽量化が要求されている。

また、熱交換器１１０の単位素子１０６は射出成形による合成樹脂にて形成されるため、中実の単位素子１０６は成形時間に多くの時間を要し、この単位素子１０６を多数積層して製造される熱交換器１１０は多大の時間を要するので量産性が低いという課題があり、量産性の向上が要求されている。

また、紙製の伝熱板１１１を熱プレスして得られる熱交換ブロック１１４は成形加工時に伝熱板１１１の破れを防ぐために、伝熱板１１１の厚みは前記熱交換器１０５および前記熱交換器１１０の伝熱板より厚くするために、伝熱面１１２の熱伝達は前記熱交換器１０５および前記熱交換器１１０の伝熱面より悪くなり顕熱交換効率が低下するという課題があり、且つ伝熱面１１２では水蒸気の透過抵抗が大きくなり潜熱交換効率が低下するという課題があり、顕熱交換効率および潜熱交換効率を向上することが要求されている。

また、熱交換器１１５の顕熱交換効率および潜熱交換効率を向上するために伝熱板１１１の厚みを薄くすると、熱プレスなどの成形加工時に伝熱板１１１が破れ、気流の漏れが起こるという課題があり、気流の漏れを防止することが要求されている。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、軽量化することができ、また通風抵抗、顕熱交換効率、潜熱交換効率等の熱交換器の基本的性能を向上することができ、また気流の漏れを防止することができ、また量産性を向上することができる熱交換器を提供することを目的としている。

本発明の熱交換器は上記目的を達成するために、伝熱板は樹脂シートで構成し、前記伝熱板を成形して、伝熱面とこの伝熱面の間隔を保持する中空間隔リブと気流の漏れを遮蔽する中空遮蔽リブと気流の通風路と流入口と吐出口と密封性向上手段を有する成形品を一体形成し、前記成形品を前記中空間隔リブが交差するように複数積層して得られる熱交換器において、前記密封性向上手段は前記中空遮蔽リブの凸状内面に当接することにより、前記気流の流入口および吐出口近傍の前記成形品同士の勘合を向上させ、更に前記成形品は前記伝熱面において、前記中空遮蔽リブおよび前記中空間隔リブの両端部それぞれを架橋するリブ連結部を残して打ち抜き、このリブ連結部に伝熱性と透湿性を有する仕切板を接着して単位素子とし、この単位素子を複数積層することにより、一次気流Ａと二次気流Ｂとが前記仕切板を介して熱交換する構成としたものである。

この手段により軽量化することができ、また気流の漏れを防止することができ、また量産性を向上することができ、また顕熱交換効率や潜熱交換効率等の熱交換器の基本的性能を向上することができる熱交換器が得られる。

また他の手段は、密封性向上手段として、中空間隔リブの両端に中空突起部Ａを設け、前記中空突起部Ａは上面に重ねられた単位素子の中空遮蔽リブの凸状内面に当接するように構成したものである。

この手段により気流の漏れを防止することができ、また量産性を向上することができる熱交換器が得られる。

また他の手段は、密封性向上手段として、中空遮蔽リブの両端または一方の端面に中空突起Ｂを設け、前記中空突起Ｂは上面に重ねられた単位素子の前記中空遮蔽リブの凸状内面に当接するように構成したものである。

また他の手段は、成形手段として、真空成形を用いたものである。

この手段により量産性を向上することができる熱交換器が得られる。

また他の手段は、成形品の伝熱面は、中空間隔リブおよび中空遮蔽リブまたは前記中空遮蔽リブと、仕切板を接着するための接着部を設け、この接着部とリブ連結部を残して打ち抜き、前記接着部および前記リブ連結部と前記仕切板を接着したものである。

この手段により気流の漏れを防止することができる熱交換器が得られる。

また他の手段は、単位素子を複数積層して、前記単位素子の重なり合う部分を積層方向の全長にわたって熱溶着したものである。

また他の手段は、成形品の熱変形を防止する熱溶着手段を用いて、前記成形品の接着部およびリブ連結部または前記リブ連結部と、仕切板を接着したものである。

また他の手段は、熱溶着手段として、ヒータブロックの熱溶着面を略線状にしたものである。

また他の手段は、一次気流Ａと二次気流Ｂとが前記伝熱面を介して直交また斜交するように流通したものである。

この手段により熱交換器の基本的性能となる通風抵抗を低減することができる熱交換器が得られる。

また他の手段は、熱交換器は気流の流入口および吐出口を有し、一次気流Ａと二次気流Ｂとが前記伝熱面を介して流入口および吐出口近傍では直交また斜交するように流通し、中央部では対向するように流通したものである。

この手段により顕熱交換効率、潜熱交換効率等の熱交換器の基本的性能を向上することができる熱交換器が得られる。

本発明によれば軽量化することができるという効果のある熱交換器を提供できる。

また、通風抵抗、顕熱交換効率、潜熱交換効率等の熱交換器の基本的性能を向上することができるという効果のある熱交換器を提供できる。

また、気流の漏れを防止することができるという効果のある熱交換器を提供できる。

また、量産性を向上することができるという効果のある熱交換器を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、伝熱板は樹脂シートで構成し、前記伝熱板を成形して、伝熱面とこの伝熱面の間隔を保持する中空間隔リブと気流の漏れを遮蔽する中空遮蔽リブと気流の通風路と流入口と吐出口と密封性向上手段を有する成形品を一体形成し、前記成形品を前記中空間隔リブが交差するように複数積層して得られる熱交換器において、前記密封性向上手段は前記中空遮蔽リブの凸状内面に当接することにより、前記気流の流入口および吐出口近傍の前記成形品同士の勘合を向上させ、更に前記成形品は前記伝熱面において、前記中空遮蔽リブおよび前記中空間隔リブの両端部それぞれを架橋するリブ連結部を残して打ち抜き、このリブ連結部に伝熱性と透湿性を有する仕切板を接着して単位素子とし、この単位素子を複数積層することにより、一次気流Ａと二次気流Ｂとが前記仕切板を介して熱交換する構成としたものであり、伝熱面の間隔を保持する中空間隔リブと気流の漏れを遮蔽する中空遮蔽リブと密封性向上手段は、伝熱板を一体成形することにより形成されるので中空形状となり、熱交換器を軽量化することができる。また密封性向上手段により気流の流入口および吐出口近傍の単位素子（成形品）同士の勘合が向上するために、気流の漏れを防止することができる。また互いの勘合が向上することにより、単位素子（成形品）を多数積層する量産工程において、位置ずれが発生しにくいので量産性を向上することができ、また樹脂シートの伝熱板を一体成形することにより形成された成形品は、これらを複数積層した熱交換器の強度を保つ役割を担うために、ある程度厚みを厚くして強度を発揮させ、更に熱交換器の熱交換機能を発揮する単位素子は、成形品のリブ連結部を残して打ち抜き、このリブ連結部に仕切板を接着する構成としたために、仕切板の厚みを非常に薄くすることができ、熱伝達が良くなり顕熱交換効率を向上することができ、且つ水蒸気の透過抵抗が小さくなり潜熱交換効率を向上することができる等、熱交換器の基本的性能を向上することができるという作用を有する。

また、密封性向上手段として、中空間隔リブの両端に中空突起部Ａを設け、前記中空突起部Ａは上面に重ねられた単位素子の中空遮蔽リブの凸状内面に当接するように構成したものであり、中空凸状の中空突起部Ａは上面に重ねられた中空遮蔽リブの凸状内面に当接することにより、中空凸状の中空遮蔽リブの密着性と剛性を高くすることができ、熱交換器の気流の流入口および吐出口の密封性を向上することができるので気流の漏れを防止することができる。また中空凸状の中空突起部Ａは上面に重ねられた中空遮蔽リブの凸状内面に当接して重なり合うために、互いの勘合が向上することにより、単位素子（成形品）を多数積層する量産工程において、位置ずれが発生しにくいので量産性を向上することができる。

また、密封性向上手段として、中空遮蔽リブの両端または一方の端面に中空突起Ｂを設け、前記中空突起Ｂは上面に重ねられた単位素子の前記中空遮蔽リブの凸状内面に当接するように構成したものであり、中空凸状の中空突起部Ｂは上面に重ねられた中空遮蔽リブの凸状内面に当接することにより、中空凸状の中空遮蔽リブの端面の密着性と剛性を高くすることができ、熱交換器のコーナー部の密封性を向上することができるので気流の漏れを防止することができる。また中空凸状の中空突起部Ｂは上面に重ねられた中空遮蔽リブの凸状内面に当接して重なり合うために、互いの勘合が向上することにより、単位素子（成形品）を多数積層する量産工程において、位置ずれが発生しにくいので量産性を向上することができる。

また、成形手段として、真空成形を用いたものであり、樹脂シートの伝熱板を真空成形で成形した成形品は中空形状なので、中空間隔リブ、中空遮蔽リブ、中空突起部Ａおよび中空突起部Ｂは、全体を合成樹脂で充填させる必要がなく、成形時間が削減できるので量産性を向上することができる。

また、成形品の伝熱面は、中空間隔リブおよび中空遮蔽リブまたは前記中空遮蔽リブと、仕切板を接着するための接着部を設け、この接着部とリブ連結部を残して打ち抜き、前記接着部および前記リブ連結部と前記仕切板を接着したものであり、伝熱面を打ち抜いた成形品と仕切板を接着する面積が増加することにより、成形品と仕切板の隙間が減少するので気流の漏れを防止することができる。

また、単位素子を複数積層して、前記単位素子の重なり合う部分を積層方向の全長にわたって熱溶着したものであり、積層された単位素子が互いに固定されるために、単位素子のずれに起因する密封性の低下が防止され、気流の漏れを防止することができ、また熱溶着を用いて積層接着するために、水溶系や溶剤系の接着剤を用いて積層接着する時よりも乾燥工程と乾燥時間が削減できるために、量産性を向上することができる。

また、成形品の熱変形を防止する熱溶着手段を用いて、前記成形品の接着部およびリブ連結部または前記リブ連結部と、仕切板を接着したものであり、伝熱板を構成する樹脂シートは、成形品の強度を保てる程度にできる限り薄いものを使用すると、材料費低減と真空成形時の熱溶融および冷却などの加工時間を短縮することができるので望ましい。薄い樹脂シートを用いた伝熱板の成形品と仕切板を熱溶着する時、熱溶着した熱により成形品の変形を防止する熱溶着手段を用いることにより、熱変形を防止できるので熱溶着の加工速度を速めることができ、量産性を向上することができる。

また、熱溶着手段として、ヒータブロックの熱溶着面を略線状にしたものであり、薄い樹脂シートを用いた伝熱板の成形品と仕切板を熱溶着する時、熱溶着するヒータブロックの伝熱面を略線状に小さくしているために、薄い樹脂シートへの伝熱面積辺りの熱伝達が小さくなり、熱変形が防止できるので熱溶着の加工速度を速めることができ、量産性を向上することができる。

また、一次気流Ａと二次気流Ｂとが前記伝熱面を介して直交また斜交するように流通したものであり、二種の気流が伝熱面を介して直交また斜交するような構造の熱交換器は、通風路を真直ぐにすることができるので通風抵抗を低減することができ、また中空凸状に成形した中空間隔リブおよび中空遮蔽リブは伝熱面の間隔高さと中空間隔リブの間隔幅の比（アスペクト比）を大きくできることと、伝熱板に対する中空間隔リブおよび中空遮蔽リブの面積比率を小さくすることができるために通風路の有効面積を大きくできることが伴って通風抵抗を低減することができる。

また、熱交換器は気流の流入口および吐出口を有し、一次気流Ａと二次気流Ｂとが前記伝熱面を介して流入口および吐出口近傍では直交また斜交するように流通し、中央部では対向するように流通したものであり、このような二種の気流が流通する構造の熱交換器は流入口および吐出口近傍では通風路Ａを流通する一次気流Ａと通風路Ｂを流通する二次気流Ｂが直交また斜交するように熱交換し、中央部では通風路Ａを流通する一次気流Ａと通風路Ｂを流通する二次気流Ｂが対向するように熱交換する構造のために、同等伝熱面積を有する直交または斜交する通風路のみで構成される熱交換器よりも熱交換効率を向上することができるという作用を有する。

（実施の形態１）
図１は熱交換器の概略分解斜視図、図２は熱交換器の概略斜視図、図３は伝熱板の概略平面図、図４は成形品の概略斜視図、図５は成形品の概略断面図、図６は中空突起部Ａ近傍の概略断面図、図７は熱交換器の気流の流入口または吐出口近傍の概略断面図、図８は成形品、仕切板および単位素子の概略斜視図である。

図１および図２に示すように熱交換器１ａは、単位素子２ａと単位素子２ｂを交互に積層することにより構成され、それぞれの単位素子の表裏に通風路３ａと通風路３ｂとが構成され、通風路３ａを流通する一次気流Ａおよび通風路３ｂを流通する二次気流Ｂはそれぞれの単位素子の仕切板４ａを介して熱交換を行う。実際の熱交換器１ａは多数の単位素子２ａおよび単位素子２ｂが交互に積層されているが、図１および図２は簡略のため４枚の単位素子を示している。

図３に示した伝熱板５ａは平面形状が略方形をなし、厚さが例えば０．２ｍｍのＰＳ樹脂シートである。この伝熱板５ａは真空成形の加工方法を用いて、図４に示したような成形品６ａおよび成形品６ｂを一体形成する。

図４および図５の成形品６ａは中空凸状に、例えば凸高さ１．５ｍｍ、幅５ｍｍに形成された中空遮蔽リブ７ａを略方形の対向する一対の外周縁部に備え、中空遮蔽リブ７ａと等しい凸高さで幅１ｍｍの中空凸状に形成された中空間隔リブ８ａを中空遮蔽リブ７ａと略平行、略等間隔に複数、たとえば５本備え、中空遮蔽リブ７ａと中空間隔リブ８ａにより通風路３ａ、伝熱面９ａ、気流の流入口１０ａおよび吐出口１１ａが形成される。成形品６ａは中空間隔リブ８ａの両端に中空凸状に例えば凸高さ３．０ｍｍの中空突起部Ａ１２ａを有し、成形品６ａおよび成形品６ｂを中空間隔リブ８ａと８ｂが交差するように積層した熱交換器１ａにおいて、中空突起部Ａ１２ａは上面に重ねられた中空遮蔽リブ７ｂの凸状内面に当接する構成とする。また成形品６ａは気流の流入口１０ａおよび吐出口１１ａ近傍の中空遮蔽リブ７ａの両端に中空凸状に例えば凸高さ３．０ｍｍの中空突起部Ｂ１３ａを有し、成形品６ａおよび成形品６ｂを中空間隔リブ８ａと８ｂが交差するように積層した熱交換器１ａにおいて、中空突起部Ｂ１３ａは上面に重ねられた中空遮蔽リブ７ｂの凸状内面に当接する構成とする。

一方、成形品６ｂは成形品６ａと交互に積層した際、通風路３ａと通風路３ｂが直交するように形成し、中空遮蔽リブ７ａと同形状の中空遮蔽リブ７ｂを略方形の対向する他方の一対の外周縁部に備え、中空間隔リブ８ａと同形状の中空間隔リブ８ｂを中空遮蔽リブ７ｂと略平行、略等間隔に複数、たとえば５本備え、中空遮蔽リブ７ｂと中空間隔リブ８ｂにより通風路３ｂ、伝熱面９ｂ、気流の流入口１０ｂおよび吐出口１１ｂが形成される。成形品６ｂは中空間隔リブ８ｂの両端に中空凸状に例えば凸高さ３．０ｍｍの中空突起部Ａ１２ａを有し、成形品６ａおよび成形品６ｂを中空間隔リブ８ａと８ｂが交差するように積層した熱交換器１ａにおいて、中空突起部Ａ１２ａは上面に重ねられた中空遮蔽リブ７ａの凸状内面に当接する構成とする。また成形品６ｂは気流の流入口１０ｂおよび吐出口１１ｂ近傍の中空遮蔽リブ７ｂの両端に中空凸状に例えば凸高さ３．０ｍｍの中空突起部Ｂ１３ａを有し、成形品６ａおよび成形品６ｂを中空間隔リブ８ａと８ｂが交差するように積層した熱交換器１ａにおいて、中空突起部Ｂ１３ａは上面に重ねられた中空遮蔽リブ７ａの凸状内面に当接する構成とする。

中空遮蔽リブ７ａ、７ｂは熱交換器１ａの通風路３ａを流通する一次気流Ａおよび通風路３ｂを流通する二次気流Ｂが熱交換器１ａの端面から気流が漏れないように遮蔽する働きと、成形品６ａと成形品６ｂを交互に積層した時に通風路３ａおよび通風路３ｂの気流の流入口１０ａ、１０ｂおよび吐出口１１ａ、１１ｂを形成する。例えば成形品６ａの中空遮蔽リブ７ａの上面に成形品６ｂの通風路３ｂの流入口１０ｂおよび吐出口１１ｂの下面が重なり、更にその上面に成形品６ａの中空遮蔽リブ７ａの下面が重なり合うことで、二次気流Ｂは成形品６ｂの通風路３ｂを流通することができる。

なお中空遮蔽リブ７ａ、７ｂは熱交換器１ａの伝熱面９ａ、９ｂを一定容積内で広く取るために、略方形の対向する一対の外周縁部に備える構成としたが、成形加工や成形後の切断性などの量産性を配慮して適宜決定する。

また中空間隔リブ８ａ、８ｂは成形品６ａの伝熱面９ａと成形品６ｂの伝熱面９ｂの間隔を保持する働きと、中空遮蔽リブ７ａ、７ｂと伝熱面９ａ、９ｂとで通風路３ａおよび通風路３ｂを形成する働きがある。

成形品６ａおよび成形品６ｂを交互に積層した際、熱交換器１ａの中空突起部Ａ１２ａ近傍は図６に示すように、成形品６ｂの中空突起部Ａ１２ａは上面に重ねられた成形品６ａの中空遮蔽リブ７ａの凸状内面に当接するように構成されているため、中空凸状の中空遮蔽リブ７ａ、７ｂの密着性と剛性を高くすることができ、熱交換器１ａの気流の流入口１０ａ、１０ｂおよび吐出口１１ａ、１１ｂの密封性を向上することができるので気流の漏れを防止することができる。

成形品６ａおよび成形品６ｂを交互に積層した際、熱交換器１ａのコーナー部は図７に示すように、成形品６ｂの中空突起部Ｂ１３ａは上面に重ねられた成形品６ａの中空遮蔽リブ７ａの凸状内面に当接するように構成されているため、中空凸状の中空遮蔽リブ７ａ、７ｂの端面の密着性と剛性を高くすることができ、熱交換器１ａのコーナー部の密封性を向上することができるので気流の漏れを防止することができる。

図８に示すように、成形品６ｃ、６ｄは成形品６ａ、６ｂの伝熱面９ａ、９ｂにおいて、中空遮蔽リブ７ａ、７ｂおよび中空間隔リブ８ａ、８ｂの両端部それぞれを架橋するリブ連結部１４ａを残して打ち抜き、このリブ連結部１４ａに伝熱性と透湿性を有する平面形状が略方形の仕切板４ａを接着して単位素子２ａ、２ｂとし、単位素子２ａと単位素子２ｂを交互に複数積層することにより、一次気流Ａと二次気流Ｂとが仕切板４ａを介して熱交換する構成としたものである。この明細書における接着とは、リブ連結部１４ａと仕切板とを熱溶着や接着剤などの接着手段を用いて貼り合わせ、結合、密着、接着などの固着状態のことである。

温度と湿度を熱交換する機能を果たす仕切板４ａは、熱交換器１ａの強度を保つ役割を担う成形品６ｃ、６ｄに接着するため、厚みを非常に薄くすることができ、例えば０．０１〜０．２ｍｍ、好ましくは０．０２〜０．１ｍｍにすることで、熱伝達が良くなり顕熱交換効率を向上することができ、且つ水蒸気の透過抵抗が小さくなり潜熱交換効率を向上することができる等、熱交換器の基本的性能を向上することができる。仕切板４ａの材質として、和紙、防燃紙、気体遮蔽性と透湿性をを有する特殊加工紙、透湿フィルムなどが挙げられる。

上記構成により、中空遮蔽リブ７ａ、７ｂと中空間隔リブ８ａ、８ｂと中空突起部Ａ１２ａと中空突起部Ｂ１３ａは、伝熱板５ａを一体成形することにより形成されるので中空形状となり、熱交換器１ａを軽量化することができる。

また密封性向上手段となる中空凸状の中空突起部Ａ１２ａは、上面に重ねられた中空遮蔽リブ７ａ、７ｂの凸状内面に当接することにより、中空凸状の中空遮蔽リブ７ａ、７ｂの密着性と剛性を高くすることができ、熱交換器１ａの気流の流入口１０ａ、１０ｂおよび吐出口１１ａ、１１ｂの密封性を向上することができるので気流の漏れを防止することができる。

また中空凸状の中空突起部Ａ１２ａは上面に重ねられた中空遮蔽リブ７ａ、７ｂの凸状内面に当接して重なり合うために、互いの勘合が向上することにより、単位素子２ａ、２ｂを多数積層する量産工程において、位置ずれが発生しにくいので量産性を向上することができる。

また密封性向上手段となる中空突起部Ｂ１３ａは、上面に重ねられた中空遮蔽リブ７ａ、７ｂの凸状内面に当接することにより、中空凸状の中空遮蔽リブ７ａ、７ｂの端面の密着性と剛性を高くすることができ、熱交換器１ａのコーナー部の密封性を向上することができるので気流の漏れを防止することができる。

また中空凸状の中空突起部Ｂ１３ａは上面に重ねられた中空遮蔽リブ７ａ、７ｂの凸状内面に当接して重なり合うために、互いの勘合が向上することにより、単位素子２ａ、２ｂを多数積層する量産工程において、位置ずれが発生しにくいので量産性を向上することができる。

また樹脂シートの伝熱板５ａを真空成形で成形した成形品６ａ、６ｂは中空形状なので、中空遮蔽リブ７ａ、７ｂ、中空間隔リブ８ａ、８ｂ、中空突起部Ａ１２ａおよび中空突起部Ｂ１３ａは、全体を合成樹脂で充填させる必要がなく、成形時間が削減できるので量産性を向上することができる。

また樹脂シートの伝熱板５ａを一体成形することにより形成された成形品６ａ、６ｂは、これらを複数積層した熱交換器１ａの強度を保つ役割を担うために、ある程度厚みを厚くして強度を発揮させ、更に熱交換器１ａの熱交換機能を発揮する単位素子２ａ、２ｂは、成形品６ａ、６ｂのリブ連結部１４ａを残して打ち抜き、このリブ連結部１４ａに仕切板４ａを接着する構成としたために、仕切板４ａの厚みを非常に薄くすることができ、熱伝達が良くなり顕熱交換効率を向上することができ、且つ水蒸気の透過抵抗が小さくなり潜熱交換効率を向上することができる等、熱交換器１ａの基本的性能を向上することができる。

また、直交流型の熱交換器１ａは通風路３ａおよび通風路３ｂを真直ぐにすることができるので通風抵抗を低減することができ、また中空凸状に成形した中空遮蔽リブ７ａ、７ｂおよび中空間隔リブ８ａ、８ｂは伝熱面９ａ、９ｂの間隔高さと中空間隔リブ８ａ、８ｂの間隔幅の比（アスペクト比）を大きくできることと、伝熱面９ａ、９ｂに対する中空遮蔽リブ７ａ、７ｂおよび中空間隔リブ８ａ、８ｂの面積比率を小さくすることができるために通風路３ａおよび通風路３ｂの有効面積を大きくできることが伴って通風抵抗を低減することができる。

なお、本実施の形態では伝熱板５ａを真空成形の成形加工により一体成形で得られた成形品６ａ、６ｂのリブ連結部１４ａを残して打ち抜き、このリブ連結部１４ａに仕切板４ａを接着して単位素子２ａ、２ｂとし、単位素子２ａと単位素子２ｂを交互に積層して略直方体の熱交換器１ａを用いて説明したが、中空状の遮蔽リブ、中空状の間隔リブ、中空状の密封性向上手段および伝熱面を有する成形品をシート材で一体成形し、この成形品のリブ連結部を残して打ち抜き、リブ連結部に仕切板を接着した単位素子を交互に積層して、２つの気流がそれぞれ独立した通風路を流れ、仕切板で熱交換が行えるものであれば、その他の工法および形状の熱交換器を用いても同様の作用効果を得ることができる。

（実施の形態２）
図９はの成形品、仕切板および単位素子の概略斜視図、図１０は単位素子の概略断面図である。

なお、実施の形態１と同一部分は同一番号とし、同一の作用効果を有するものとし、詳細な説明は省略する。

図９および図１０に示すように、成形品６ｅ、６ｆは成形品６ａ、６ｂの伝熱面９ａ、９ｂにおいて、中空遮蔽リブ７ａ、７ｂおよび中空間隔リブ８ａ、８ｂまたは中空遮蔽リブ７ａ、７ｂと、仕切板４ａを接着するための接着部１５ａを設け、リブ連結部１４ａと接着部１５ａを残して打ち抜く。単位素子２ｃ、２ｄは成形品６ｅ、６ｆのリブ連結部１４ａおよび接着部１５ａと仕切板４ａを接着して形成する。

上記構成により、単位素子２ｃ、２ｄは成形品６ｅ、６ｆのリブ連結部１４ａおよび接着部１５ａと仕切板４ａを接着することにより接着面積が増加し、成形品６ｅ、６ｆと仕切板４ａの隙間が減少するので気流の漏れを防止することができる。

（実施の形態３）
実施の形態１および２と同一部分は同一番号とし、同一の作用効果を有するものとし、詳細な説明は省略する。

熱交換器１ａは単位素子２ａと単位素子２ｂを複数積層して、それぞれが重なり合う部分を積層方向の全長にわたって熱溶着して溶着したものである。

上記構成により、積層された単位素子２ａと単位素子２ｂとが互いに固定されるために、単位素子２ａ、２ｂのずれに起因する密封性の低下が防止され、気流の漏れを防止することができる。

また熱溶着を用いて積層接着するために、水溶系や溶剤系の接着剤を用いて積層接着する時よりも乾燥工程と乾燥時間が削減できるために、量産性を向上することができる。

（実施の形態４）
図１１は熱溶着手段のヒータブロック１６の概略斜視図である。

なお、実施の形態１、２および３と同一部分は同一番号とし、同一の作用効果を有するものとし、詳細な説明は省略する。

単位素子２ｃ、２ｄは、熱変形を防止する熱溶着手段を用いて、成形品６ｅ、６ｆのリブ連結部１４ａおよび接着部１５ａと仕切板４ａを接着して形成する。熱溶着手段として、ヒータブロック１６の熱溶着面を略線状にしたもの、直線を断続形状にしたもの、ドット形状にしたものが挙げられ、図１１に示すように略線状にしたものが好ましい。伝熱板５ａを構成する樹脂シートは、成形品６ｅ、６ｆの強度を保てる程度にできる限り薄いものを使用すると、材料費低減と真空成形時の熱溶融および冷却などの加工時間を短縮することができるので望ましい。伝熱面が大きい熱溶着装置を用いて、薄い樹脂で構成された成形品６ｅ、６ｆと仕切板４ａを熱溶着すると、薄い樹脂で構成された成形品６ｅ、６ｆへの伝熱面積辺りの熱伝達が大きくなり、成形品６ｅ、６ｆは熱変形を起こすが、熱変形を防止する熱溶着手段を用いて熱溶着すると、薄い樹脂で構成された成形品６ｅ、６ｆへの伝熱面積辺りの熱伝達が小さくなり、熱変形が防止できる。特にヒータブロック１６の熱溶着面を略線状にしたものは、熱変形を防止しつつ、一回の熱溶着で広範囲の接着が可能であり、量産性を向上することができる。

上記構成により、熱変形を防止する熱溶着手段を用いた熱溶着は、薄い樹脂シートで構成された成形品６ｅ、６ｆの熱変形を防止することができるので、熱溶着の加工速度を速めることができ、量産性を向上することができる。

（実施の形態５）
実施の形態１、２、３および４と同一部分は同一番号とし、同一の作用効果を有するものとし、詳細な説明は省略する。

図１２は熱交換器の概略分解斜視図、図１３は熱交換器の概略斜視図、図１４は伝熱板の概略平面図、図１５は成形品の概略斜視図、図１６は熱交換器の中央部側面の概略断面図、図１７は中空突起部Ａ近傍の概略断面図、図１８は熱交換器の気流の流入口または吐出口の概略断面図、図１９は成形品、仕切板および単位素子の概略斜視図である。

なお、実施の形態１、２、３および４と同一部分は同一番号とし、同一の作用効果を有するものとし、詳細な説明は省略する。

図１２、１３、１４、１５，１６、１７、１８および図１９に示すように、熱交換器１ｂは単位素子２ｅと単位素子２ｆを交互に積層することにより構成され、それぞれの単位素子の表裏に通風路３ｃと通風路３ｄとが構成され、通風路３ｃを流通する一次気流Ａおよび通風路３ｄを流通する二次気流Ｂはそれぞれの単位素子の仕切板４ｂを介して熱交換を行い、それぞれの通風路３ｃ、３ｄの流入口１０ｃ、１０ｄおよび吐出口１１ｃ、１１ｄ部分ではお互いが直交または斜交して流れ、中央部分ではお互いが対向する方向に流れる対向流型である。実際の熱交換器１ｂは多数の単位素子２ｅおよび単位素子２ｆが交互に積層されているが、図１２および図１３は簡略のため４枚の単位素子を示している。

図１４に示した伝熱板５ｂは平面形状が略六角形をなし、厚さが例えば０．２ｍｍのＰＳ樹脂シートである。この伝熱板５ｂは真空成形の加工方法を用いて、図１５に示したような成形品６ｇおよび成形品６ｈを形成する。

図１４および図１５に示すように、成形品６ｇは中空凸状に、例えば凸高さ１．５ｍｍ、幅１ｍｍに形成された略Ｓ字状の中空間隔リブ８ｃを略平行、略等間隔に５本備え、中空間隔リブ８ｃにより略Ｓ字状の通風路３ｃおよび伝熱面９ｃが形成される。成形品６ｇは気流の流入口１０ｃおよび吐出口１１ｃ近傍の中空間隔リブ８ｃの両端に中空凸状に例えば凸高さ３．０ｍｍの中空突起部Ａ１２ｂを有し、成形品６ｇおよび成形品６ｈを交互に積層した熱交換器１ｂにおいて、中空突起部Ａ１２ｂは上面に重ねられた中空遮蔽リブ７ｄの凸状内面に当接する構成とする。また成形品６ｇは気流の流入口１０ｃおよび吐出口１１ｃ近傍の中空遮蔽リブ７ｃの片端に中空凸状に例えば凸高さ３．０ｍｍの中空突起部Ｂ１３ｂを有し、成形品６ｇおよび成形品６ｈを交互に積層した熱交換器１ｂにおいて、中空突起部Ｂ１３ｂは上面に重ねられた中空遮蔽リブ７ｄの凸状内面に当接する構成とする。

成形品６ｇの外周縁部のうち対向流となる通風路部分と略平行をなす一対の外周縁部に中空凸状であり中空間隔リブ８ｃと等しい高さに形成した中空遮蔽リブ７ｅを例えばその幅が５ｍｍとなるように備え、成形品６ｇの外周縁部のうち直交流または斜交流となる通風路部分と略平行をなす一対の外周縁部に中空凸状であり中空間隔リブ８ｃと等しい高さに形成した中空遮蔽リブ７ｃを例えばその幅が５ｍｍとなるように備える。

成形品６ｇの通風路３ｃ、中空遮蔽リブ７ｃ、７ｅ、中空間隔リブ８ｃ、伝熱面９ｃ、流入口１０ｃ、吐出口１１ｃ、中空突起部Ａ１２ｂおよびは中空突起部Ｂ１３ｂは伝熱板５ｂを一体成形することにより形成される。

また、成形品６ｈは成形品６ｇと鏡像関係をなしており、成形品６ｈの形状のうち中空遮蔽リブ７ｆの高さを中空突起部Ａ１２ｂの高さと等しい高さとし、さらに中空遮蔽リブ７ｆの幅を成形品６ｇの中空遮蔽リブ７ｅの幅よりも狭い形状に例えば２．５ｍｍとなるように形成されている。

成形品６ｈの通風路３ｄ、中空遮蔽リブ７ｄ、７ｆ、中空間隔リブ８ｄ、伝熱面９ｄ、流入口１０ｄ、吐出口１１ｄ、中空突起部Ａ１２ｂおよび中空突起部Ｂ１３ｂは伝熱板５ｂを一体成形することにより形成される。

成形品６ｇおよび成形品６ｈを交互に積層した際、熱交換器１ｂの中央部は図１６に示すように、成形品６ｇの中空遮蔽リブ７ｅの上面と上方に積層された成形品６ｈの中空遮蔽リブ７ｆの下面とが密接し、成形品６ｇの中空遮蔽リブ７ｅの外側側面の外面と上方に積層された成形品６ｈの中空遮蔽リブ７ｆの外側側面の内面とが密接し、更に成形品６ｈの中空遮蔽リブ７ｆの上面と上方に積層された成形品６ｇの中空遮蔽リブ７ｅの下面とが密接し、成形品６ｈの中空遮蔽リブ７ｆの外側側面の外面と上方に積層された成形品６ｇの中空遮蔽リブ７ｅの外側側面の内面とが密接するように構成されているため、中空凸状の中空遮蔽リブ７ｅおよび中空遮蔽リブ７ｆの密封性を向上することができるので気流の漏れを防止することができる。

成形品６ｇおよび成形品６ｈを交互に積層した際、熱交換器１ｂの中空突起部Ａ１２ｂ近傍は図１７に示すように、成形品６ｈの中空突起部Ａ１２ｂは上面に重ねられた成形品６ｇの中空遮蔽リブ７ｃの凸状内面に当接するように構成されているため、中空凸状の中空遮蔽リブ７ｃ、７ｄの密着性と剛性を高くすることができ、熱交換器１ｂの気流の流入口１０ｃ、１０ｄおよび吐出口１１ｃ、１１ｄの密封性を向上することができるので気流の漏れを防止することができる。

成形品６ｇおよび成形品６ｈを交互に積層した際、熱交換器１ｂのコーナー部は図１８に示すように、成形品６ｈの中空突起部Ｂ１３ｂは上面に重ねられた成形品６ｇの中空遮蔽リブ７ｃの凸状内面に当接するように構成されているため、中空凸状の中空遮蔽リブ７ｃ、７ｄの端面の密着性と剛性を高くすることができ、熱交換器１ｂのコーナー部の密封性を向上することができるので気流の漏れを防止することができる。

図１９に示すように、成形品６ｉ、６ｊは成形品６ｇ、６ｈの伝熱面９ｃ、９ｄにおいて、リブ連結部１４ｂと接着部１５ｂを残して打ち抜く。単位素子２ｅ、２ｆは成形品６ｉ、６ｊのリブ連結部１４ｂおよび接着部１５ｂと仕切板４ｂを接着して形成する。

上記構成により、熱交換器１ｂは流入口１０ｃ、１０ｄおよび吐出口１１ｃ、１１ｄ近傍では通風路３ｃを流通する一次気流Ａと通風路３ｄを流通する二次気流Ｂが直交また斜交するように熱交換し、中央部では通風路３ｃを流通する一次気流Ａと通風路３ｄを流通する二次気流Ｂが対向するように熱交換する構造のために、同等伝熱面積を有する直交または斜交する通風路のみで構成される熱交換器よりも熱交換効率を向上することができる。

なお、本実施の形態では伝熱板５ｂを真空成形の成形加工により一体成形で得られた成形品６ｇ、６ｈのリブ連結部１４ｂと接着部１５ｂを残して打ち抜き、このリブ連結部１４ｂと接着部１５ｂに仕切板４ｂを接着して単位素子２ｅ、２ｆとし、単位素子２ｅと単位素子２ｆを交互に積層して略八面体の熱交換器１ｂを用いて説明したが、中空状の遮蔽リブ、中空状の間隔リブ、中空状の密封性向上手段および伝熱面を有する成形品をシート材で一体成形し、この成形品のリブ連結部と接着部を残して打ち抜き、リブ連結部と接着部に仕切板を接着した単位素子を交互に積層して、２つの気流がそれぞれ独立して通風路を流れ、流入口および吐出口近傍では直交または斜交するように流れ、中央部では対向するように流れ、伝熱面を介して熱交換が行える対向流型熱交換器であれば、その他の工法および形状の熱交換器を用いても同様の作用効果を得ることができる。

本発明の実施の形態１による熱交換器の概略分解斜視図同熱交換器の概略斜視図同伝熱板の概略平面図同成形品の概略斜視図同成形品の概略断面図同熱交換器の中空突起部Ａ近傍の概略断面図同熱交換器の気流の流入口または吐出口近傍の概略断面図同成形品、仕切板および単位素子の概略斜視図本発明の実施の形態２による成形品、仕切板および単位素子の概略斜視図同単位素子の概略断面図本発明の実施の形態４によるヒータブロック１６の概略斜視図本発明の実施の形態５による熱交換器の概略分解斜視図同熱交換器の概略斜視図同伝熱板の概略平面図同成形品の概略斜視図同熱交換器の中央部側面の概略断面図同中空突起部Ａ近傍の概略断面図同熱交換器の気流の流入口または吐出口の概略断面図同成形品、仕切板および単位素子の概略斜視図従来の熱交換器１０５を示す概略斜視図従来の熱交換器１１０を示す概略斜視図従来の熱交換器１１５を示す概略斜視図

符号の説明

１ａ熱交換器
１ｂ熱交換器
２ａ単位素子
２ｂ単位素子
２ｃ単位素子
２ｄ単位素子
２ｅ単位素子
２ｆ単位素子
３ａ通風路
３ｂ通風路
３ｃ通風路
３ｄ通風路
４ａ仕切板
４ｂ仕切板
５ａ伝熱板
５ｂ伝熱板
６ａ成形品
６ｂ成形品
６ｃ成形品
６ｄ成形品
６ｅ成形品
６ｆ成形品
６ｇ成形品
６ｈ成形品
６ｉ成形品
６ｊ成形品
７ａ中空遮蔽リブ
７ｂ中空遮蔽リブ
７ｃ中空遮蔽リブ
７ｄ中空遮蔽リブ
７ｅ中空遮蔽リブ
７ｆ中空遮蔽リブ
８ａ中空間隔リブ
８ｂ中空間隔リブ
８ｃ中空間隔リブ
８ｄ中空間隔リブ
９ａ伝熱面
９ｂ伝熱面
９ｃ伝熱面
９ｄ伝熱面
１０ａ流入口
１０ｂ流入口
１０ｃ流入口
１０ｄ流入口
１１ａ吐出口
１１ｂ吐出口
１１ｃ吐出口
１１ｄ吐出口
１２ａ中空突起部Ａ
１２ｂ中空突起部Ａ
１３ａ中空突起部Ｂ
１３ｂ中空突起部Ｂ
１４ａリブ連結部
１４ｂリブ連結部
１５ａ接着部
１５ｂ接着部
１６ヒータブロック

Claims

伝熱板は樹脂シートで構成し、前記伝熱板を成形して、伝熱面とこの伝熱面の間隔を保持する中空間隔リブと気流の漏れを遮蔽する中空遮蔽リブと気流の通風路と流入口と吐出口と密封性向上手段を有する成形品を一体形成し、前記成形品を前記中空間隔リブが交差するように複数積層して得られる熱交換器において、前記密封性向上手段は前記中空遮蔽リブの凸状内面に当接することにより、前記気流の流入口および吐出口近傍の前記成形品同士の勘合を向上させ、更に前記成形品は前記伝熱面において、前記中空遮蔽リブおよび前記中空間隔リブの両端部それぞれを架橋するリブ連結部を残して打ち抜き、このリブ連結部に伝熱性と透湿性を有する仕切板を接着して単位素子とし、この単位素子を複数積層することにより、一次気流Ａと二次気流Ｂとが前記仕切板を介して熱交換するようにしたことを特徴とする熱交換器。
密封性向上手段として、中空間隔リブの両端に中空突起部Ａを設け、前記中空突起部Ａは上面に重ねられた単位素子の中空遮蔽リブの凸状内面に当接するように構成したことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
密封性向上手段として、中空遮蔽リブの両端または一方の端面に中空突起Ｂを設け、前記中空突起Ｂは上面に重ねられた単位素子の前記中空遮蔽リブの凸状内面に当接するように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の熱交換器。
成形手段として、真空成形を用いたことを特徴とする請求項１、２または３記載の熱交換器。
成形品の伝熱面は、中空間隔リブおよび中空遮蔽リブまたは前記中空遮蔽リブと、仕切板を接着するための接着部を設け、この接着部とリブ連結部を残して打ち抜き、前記接着部および前記リブ連結部と前記仕切板を接着したことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の熱交換器。
単位素子を複数積層して、前記単位素子の重なり合う部分を積層方向の全長にわたって熱溶着したことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の熱交換器。
成形品の熱変形を防止する熱溶着手段を用いて、前記成形品の接着部およびリブ連結部または前記リブ連結部と、仕切板を接着したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の熱交換器。
熱溶着手段として、ヒータブロックの熱溶着面を略線状にしたことを特徴とする請求項７記載の熱交換器。
一次気流Ａと二次気流Ｂとが仕切板を介して直交また斜交するように流通したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の熱交換器。
熱交換器は気流の流入口および吐出口を有し、一次気流Ａと二次気流Ｂとが仕切板を介して流入口および吐出口近傍では直交また斜交するように流通し、中央部では対向するように流通したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の熱交換器。