JP2005291529A - 熱交換基板 - Google Patents

Abstract

【課題】 紙質シートではなく合成樹脂を製膜した熱交換膜を用いつつも安定して運転することができる熱交換基板を提供しようとするもの。
【解決手段】 合成樹脂２を製膜した熱交換シート３の端部に剛性を有する端辺リブ材４が付設され、前記熱交換シート３には前記端辺リブ材４の内側にホットメルト系樹脂が固化してなるスペーサー９と剛性を有する補強リブ材10とが配されたものである。合成樹脂を製膜した熱交換シートには端辺リブ材の内側に剛性を有する補強リブ材が配されたものであるので、前記熱交換シートが紙よりも薄く柔らかい性質があるとしても、端辺リブ材の内側に配された剛性を有する補強リブ材によって運転中のばたつきを抑制することができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、熱交換器を形成する熱交換基板に関するものである。

従来より、室内換気を行なう空調装置の熱交換器が知られている。この熱交換器として、複数枚の熱交換基板を各板間に流通路を形成するように積層し、熱交換すべき２つの流体を１層づつ交互に通すようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

図７及び図８に示すように、前記熱交換基板51は、伝熱性と吸湿性を有する和紙よりなる紙質シート52の片面に、ホットメルト系樹脂を発泡させて塗布し接着固化せしめてなる間隔部材53（スペーサ用凸条）が、一方の相対向両辺と略平行に所定間隔の並列状に複数設けられている。

そして、前記間隔部材53と平行な両辺の端部に、合成樹脂により押出形成された細幅板状の端部材54が付設されてなる。この熱交換基板51が１枚づつ交互に前記間隔部材53を交差させる方向にして複数枚積層され、各熱交換基板51間の間隙に前記間隔部材53により画された複列の流通路が１層づつ交差方向に形成されてなる。ところで、熱交換性を有する合成樹脂シートを製膜した。

しかし、上記紙質シートの代わりに前記合成樹脂シートを用いた場合、前記合成樹脂シートは紙よりも薄く柔らかい性質からか運転中にばたつき易い傾向があるという問題があった。
特開平７―１０３６８１号公報

そこでこの発明は、紙質シートではなく合成樹脂を製膜した熱交換膜を用いつつも安定して運転することができる熱交換基板を提供しようとするものである。

前記課題を解決するためこの発明では次のような技術的手段を講じている。

(１）この発明の熱交換基板は、合成樹脂を製膜した熱交換シートの端部に剛性を有する端辺リブ材が付設され、前記熱交換シートには前記端辺リブ材の内側にホットメルト系樹脂が固化してなるスペーサーと剛性を有する補強リブ材とが配されたものであることを特徴とする。

この熱交換基板によると、合成樹脂を製膜した熱交換シートには端辺リブ材の内側に剛性を有する補強リブ材が配されたものであるので、前記熱交換シートが紙よりも薄く柔らかい性質があるとしても、端辺リブ材の内側に配された剛性を有する補強リブ材によって運転中のばたつきを抑制することができる。なお前記剛性を有する端辺リブ材や補強リブ材として、合成樹脂を押出成型した細幅板状のものを用いることができ、また前記細幅板状の合成樹脂と同等程度に硬く固化させたホットメルト系樹脂などを用いることもできる。

また、剛性を有する補強リブ材とホットメルト系樹脂が固化してなるスペーサーを併用することにより、剛性を有する補強リブ材ばかりを設ける場合よりも組立時の生産性を向上させることができる。ホットメルト系樹脂からなるスペーサーは作業性よく熱交換シートに設けることができるのである。なお、前記ホットメルト系樹脂を発泡したものとすると、塗布幅の広がりをそれほど大きくしないで必要な高さを確保することができ、発泡によってある程度の弾力性を有することとなる。

（２）前記合成樹脂は下記一般式〔化１〕に示す構造を有するものであることとしてもよい。

このように構成すると、前記エチレン・スチレン・ランダム共重合体（親水性スルフォン化ポリマー）からなる熱交換シートは高透湿性であって潜熱交換率が高いものであり、熱交換器の全熱交換効率が高いものとなる。すなわち、紙材の場合のような微細な孔による毛細管凝縮を利用したものではなく、前記熱交換シートは電解質膜であってそのミクロ構造の親水性イオンチャンネル内の水分拡散により従来はない高透湿性を有するものである。

(３）前記熱交換シートは前記合成樹脂を不織布に含浸させて製膜したものであることとしてもよい。このように構成すると、前記合成樹脂を不織布に含浸させて製膜し作業性よく熱交換シートを形成することができる。

この発明は上述のような構成であり、次の効果を有する。

端辺リブ材の内側に配された剛性を有する補強リブ材によって運転中のばたつきを抑制することができるので、紙質シートではなく合成樹脂を製膜した熱交換膜を用いつつも安定して運転することができる熱交換基板を提供することができる。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１及び図２に示すように、室内と室外との間の吸気や排気（室内換気）を熱回収しつつ行なう空調装置の熱交換器として、単位部材としての熱交換基板１を複数枚積層することにより、各基板間の流通路に熱交換すべき２つの流体を一層ずつ交互に通すように構成した交差流型のものを形成した。

図１乃至図６に示すように、前記熱交換基板１は、合成樹脂２（図４、図５参照）を製膜した伝熱性と吸湿性を有する熱交換シート３の片面の両端部に、剛性を有する端辺リブ材４が付設されている。前記熱交換シート３は、前記合成樹脂２を不織布５に含浸させて製膜したものである。前記不織布５として、ポリエチレン・ポリプロピレン混合繊維のものを用いた。また前記合成樹脂２として、下記一般式〔化１〕に示す三元共重合体の構造を有するものを用いた。

この親水性スルフォン化ポリマーは、具体的には５０〜３０重量％のオレフィンモノマーたるエチレンと、５０〜７０重量％のアリルビニルモノマーたるスチレンとを有してなるエチレン・スチレン・ランダム共重合体を主成分とする。そして、前記スルフォン酸ポリマーからなる電解質膜は高透湿性であって潜熱交換率が高いものであり、全熱交換効率が高いものである。

前記熱交換シート３は、前記〔化１〕に示す合成樹脂２を、離型シート６（図４、図５に示すように紙材７に有機シリコン８を塗布・含浸したもの）の表面で製膜（キャスティング）することにより形成した。具体的には、〔化１〕に示す合成樹脂２を離型シート６面に塗布し、前記塗布面に不織布５を配設し、前記不織布５面に再び合成樹脂２を塗布することにより、熱交換シート３を製膜した。前記離型シート６は、有機シリコン８が紙材７に強固に含浸されており、その表面は活性が低く粘着性が非常に低いものとなっている。

前記紙材７として、上質紙、グラシン紙、模造紙、クラフト紙などを用いることができる。前記有機シリコン８としてシリコンオイル的な一般的なもの（必要に応じて架橋されているもの）、例えばポリジメチルシロキサンを用いることができる。

そして、前記熱交換シート３にホットメルト系樹脂を発泡させて塗布し凸条スペーサー９として接着固化せしめた（図３参照）。前記ホットメルト系樹脂として、エチレンー酢酸ビニル（ＥＶＡ）樹脂を用いた。前記ホットメルト系樹脂は発泡させたものとしており、塗布幅の広がりをそれほど大きくしないで必要な高さを確保することができ、発泡によってある程度の弾力性を有することとなる。

さらに図４に示すように、前記熱交換シート３に合成樹脂製の補強リブ材10と端辺リブ材４とを付設して、これら相互間を超音波ウエルダー（図示せず）で超音波溶着した。前記剛性を有する端辺リブ材４や補強リブ材10として、ポリ塩化ビニルを押出成型した細幅板状のものを用いた。また超音波溶着は、公知の方法で行った。その後、前記熱交換シート３から離型シート６を剥離した。

したがって前記熱交換シート３は、前記端辺リブ材４の内側にホットメルト系樹脂を発泡させて塗布し接着固化せしめてなる凸条スペーサー９と、剛性を有する補強リブ材10とが、両端の端辺リブ材４と平行に所定間隔の並列状に複数配された構造となっている。そして熱交換シート３と、補強リブ材10と端辺リブ材４とは超音波溶着されている構造である。

次に、この実施形態の熱交換基板の使用状態を説明する。

この熱交換基板１によると、合成樹脂２を製膜した熱交換シート３には端辺リブ材４（換気する空気が混ざらないようにするシート両端辺のシール材）の内側に剛性を有する補強リブ材10（高さを確保でき潰れ難い）が配されたものであるので、前記熱交換シート３が紙よりも薄く柔らかい性質があるとしても、端辺リブ材４の内側に部分的に何本か配された剛性を有する補強リブ材10によって運転中のばたつきを抑制することができ、紙質シートではなく合成樹脂２を製膜した熱交換電解質膜を用いつつも安定して運転することができるという利点がある。また前記構造から、圧縮され変形することを防止し高さ精度が安定しねじれ難く、積層された製品化後も歪み難く潰れ難いという利点がある
また、剛性を有する補強リブ材10とホットメルト系樹脂が固化してなるスペーサー９を併用することにより、剛性を有する補強リブ材10ばかりを設ける場合よりも組立時の生産性を向上させることができるという利点がある。ホットメルト系樹脂（軽く柔らかい）からなるスペーサー９は作業性よく熱交換シート３に設けることができるのである。

さらに、上記一般式〔化１〕に示すエチレン・スチレン・ランダム共重合体（親水性スルフォン化ポリマー）からなる熱交換シート３（不織布５と親水性スルフォン化ポリマーによる水分透過膜）は高透湿性であって潜熱交換率が高いものであり、熱交換器の全熱交換効率が高いものである。すなわち、紙材の場合のような微細な孔による毛細管凝縮を利用したものではなく、前記熱交換シート３は電解質膜であってそのミクロ構造の親水性イオンチャンネル内の水分拡散により従来（熱交換効率は約５０％）はない高透湿性（熱交換効率は約７５％）を有するものである。

そのうえ、前記熱交換シート３は前記合成樹脂２を不織布５に含浸させて製膜したものであることとしており、前記合成樹脂２を不織布５に含浸させて製膜し作業性よく熱交換シート３を形成することができるという利点がある。

紙質シートではなく合成樹脂を製膜した熱交換膜を用いつつも安定して運転することができ、種々の熱交換基板に適用することができる。

この発明の実施形態で熱交換器の構造を説明する全体斜視図。 図１の熱交換器の熱交換基板の構造を説明する要部拡大斜視図。 熱交換シートにホットメルト系樹脂を接着固化する工程を説明する斜視図。 熱交換シートにリブ材を超音波溶着する工程を説明する断面図。 離型シートの表面に合成樹脂を製膜した熱交換シートを説明する断面図。 離型シートを説明する断面図。 従来の熱交換機の構造を説明する全体斜視図。 図７の熱交換器の熱交換基板の構造を説明する全体斜視図。

符号の説明

２ 合成樹脂
３ 熱交換シート
４ 端辺リブ材
５ 不織布
９ スペーサー
10 補強リブ材

Claims (3)

1. 合成樹脂２を製膜した熱交換シート３の端部に剛性を有する端辺リブ材４が付設され、前記熱交換シート３には前記端辺リブ材４の内側にホットメルト系樹脂が固化してなるスペーサー９と剛性を有する補強リブ材10とが配されたものであることを特徴とする熱交換基板。
2. 前記合成樹脂２は下記一般式〔化１〕に示す構造を有するものである請求項１記載の熱交換基板。
   

   
3. 前記熱交換シート３は前記合成樹脂２を不織布５に含浸させて製膜したものである請求項１又は２記載の熱交換基板。

Images