JP2008070046A - 熱交換素子 - Google Patents

Abstract

【課題】熱交換型換気装置に使用する熱交換素子において、合成樹脂よりなる樹脂枠と薄膜化した表面粗さの小さい紙からなる伝熱板の組合せにおいても気流の漏れを防止することができる熱交換素子を提供することを目的としている。
【解決手段】樹脂枠２に樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２に剥離を生じないようにするための形状として、伝熱板３と樹脂枠２の端面が同一平面となる樹脂枠２の端面に凹部８ａを設けることにより接合部１２に剥離が生じないようにした熱交換素子１が得られる。
【選択図】図３

Description

本発明は、家庭用の熱交換型換気扇やビルなどの熱交換型換気装置に使用する積層構造の熱交換素子に関するものである。

従来、この種の熱交換素子は、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、その熱交換素子について、図７を参照しながら説明する。

図に示すように、熱交換ブロック１０１は、紙などの伝熱板１０２と伝熱板１０２間に通風路を形成するための間隔部材である波形の間隔板１０３の頂点部に接着剤を塗布したものとを貼り合わせたものである。次に、熱交換ブロック１０１の波形の頂点部に接着剤を塗布して、熱交換ブロック１０１を交互に９０度ずらしながら複数積層接着して熱交換素子１０４を形成する。

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、この種の熱交換素子には、熱交換効率などの基本的機能を向上しつつ製造コストを抑えるために、伝熱板間に通風路を形成するための間隔部材として波形の間隔板１０３の替わりに樹脂成形品を使用し、伝熱板に樹脂を一体成形したものもある（例えば、特許文献２参照）。

以下、その熱交換素子について、図８を参照しながら説明する。

図に示すように、単位素子１０５は、伝熱性と透湿性または伝熱性のみを有する伝熱板１０６に、所定間隔に直線状の伝熱板１０６間に通風路を形成するための間隔部材である間隔リブ１０７などを形成するための型を用い、その型に液状化した樹脂などを流し込み、固化させることにより間隔リブ１０７を伝熱板１０６上に形成することによって得られる。この単位素子１０５を交互に９０度ずらしながら積層接着することにより熱交換素子１０８を形成している。

また、この種の熱交換素子には、熱交換効率などの基本的機能を向上しつつ製造コストを抑えるために、伝熱板と伝熱板間に通風路を形成するための間隔部材とを接合せずに積層することによって熱交換素子を形成したものもある（例えば、特許文献３参照）。

以下、その熱交換素子について、図９を参照しながら説明する。

図に示すように、合成樹脂よりなる間隔板１０９は、伝熱板１１０間に通風路を形成するものであって、伝熱板１１０間の間隔を保持する間隔リブ１１１と、間隔リブ１１１同士を連結する連結リブ１１２と、間隔リブ１１１上に配置された小突起１１３とを一体成形することによって得られる。伝熱性と透湿性または伝熱性のみを有する伝熱板１１０は、位置合わせ用穴１１４を備えたものである。また、位置合わせ用穴１１４は、間隔板１０９と伝熱板１１０を積層した際に小突起１１３と嵌合するものである。熱交換素子１１５は、間隔板１０９を交互に９０度ずらしながら積層し、間隔板１０９間に伝熱板１１０を介在させることによって得られる。
特公昭４７−１９９９０号公報 特開２００３−９０６９２号公報 特開平１０−１７０１７６号公報

このような従来の熱交換素子１０８の単位素子１０５は、液状化した樹脂を伝熱板１０６上で固化させることによって間隔リブ１０７を形成するため、伝熱板１０６の特性と間隔リブ１０７の材質の組合せ、例えば合成樹脂よりなる間隔リブ１０７と薄膜化した表面粗さの小さい紙からなる伝熱板１０６の組合せによっては伝熱板１０６と間隔リブ１０７との間の接合強度が低くなり、熱交換素子１０８に通風した際に伝熱板１０６と間隔リブ１０７との接合部に剥離が生じるため気流の漏れが増加するという課題があり、気流の漏れを防止するということが要求されている。

また、熱交換素子１１５は、間隔板１０９と伝熱板１１０を接合せずに積層したものであるため、積層のずれに起因する密封性の低下による気流の漏れが増加す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、合成樹脂よりなる樹脂枠と薄膜化した表面粗さの小さい紙からなる伝熱板の組合せにおいても気流の漏れを防止することができる熱交換素子を提供することを目的としている。

本発明の熱交換素子は上記目的を達成するために、伝熱板と、前記伝熱板間に通風路を形成するための間隔部材である樹脂枠とを一体成形した単位素子を積層して形成される通風路の一段おきに一次気流と二次気流を流通させて熱交換させる熱交換素子であって、前記樹脂枠と前記伝熱板とを一体成形し前記樹脂枠と前記伝熱板との接合部に剥離が生じないようにしたものである。

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素子が得られる。

また他の手段は、伝熱板と、前記伝熱板間に通風路を形成するための間隔部材である樹脂枠の端面の一部が前記伝熱板と同一平面となるように構成された前記樹脂枠とを一体成形した単位素子を積層して形成される通風路の一段おきに一次気流と二次気流を流通させて熱交換させる熱交換素子であって、前記樹脂枠と前記伝熱板とを一体成形し前記樹脂枠と前記伝熱板との接合部に剥離が生じないようにしたものである。

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素子が得られる。

また他の手段は、樹脂枠と伝熱板とを一体成形し前記樹脂枠と前記伝熱板の接合部に剥離が生じないようにする手段として、前記樹脂枠と前記伝熱板との接合部に剥離が生じないようにするための形状を前記樹脂枠が有したものである。

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素子が得られる。

また他の手段は、樹脂枠と伝熱板とを一体成形し単位素子を形成した後に前記樹脂枠と前記伝熱板の接合部に剥離が生じないようにするための形状として、前記樹脂枠に前記樹脂枠と前記伝熱板との接合部を前記樹脂枠の内部に位置させるための形状を設けたものである。

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素子が得られる。

また他の手段は、樹脂枠と伝熱板との接合部を前記樹脂枠の内部に位置させるための形状として、前記伝熱板と前記樹脂枠の端面が同一平面となる前記樹脂枠の端面に凹部を形成したものである。

この手段により、気流の漏れを防止することができる熱交換素子が得られる。

また他の手段は、樹脂枠は伝熱板間を保持するための間隔リブと気流間の漏れを遮蔽するための遮蔽リブを有し、前記遮蔽リブと前記伝熱板の端面が同一平面となる前記遮蔽リブの端面に凹部を形成したものである。

この手段により、気流の漏れを防止することができる熱交換素子が得られる。

また他の手段は、樹脂枠は伝熱板間を保持するための間隔リブと気流間の漏れを遮蔽するための遮蔽リブを有し、前記間隔リブと前記伝熱板の端面が同一平面となる前記間隔リブの端面に凹部を形成したものである。

この手段により、気流の漏れを防止することができる熱交換素子が得られる。

また他の手段は、樹脂枠は伝熱板間を保持するための間隔リブと気流間の漏れを遮蔽するための遮蔽リブを有し、前記遮蔽リブと前記伝熱板の端面が同一平面となる前記遮蔽リブの端面と、前記間隔リブと前記伝熱板の端面が同一平面となる前記間隔リブの端面に凹部を形成したものである。

この手段により、気流の漏れを防止することができる熱交換素子が得られる。

また他の手段は、凹部は円筒型であり、前記円筒型の円形面が前記凹部を設ける樹脂枠の端面と平行としたものである。

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素子が得られる。

また他の手段は、凹部は三角柱型であり、前記三角柱型の四角形面のいずれか一つが前記凹部を設ける樹脂枠の端面と平行としたものである。

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素子が得られる。

また他の手段は、凹部は四角柱型であり、前記四角柱型の四角形の面の少なくとも一つが前記凹部を設ける樹脂枠の端面と平行としたものである。

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素子が得られる。

また他の手段は、伝熱板を樹脂枠成形用の型に挿入し、固化後に前記樹脂枠となり得る樹脂前駆体を前記型に流入し、前記樹脂前駆体を固化させることによって前記伝熱板と前記樹脂枠を一体成形し単位素子としたものである。

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素子が得られる。

また他の手段は、伝熱板と樹脂枠とを射出成形金型内で一体成形し単位素子としたものである。

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素子が得られる。

また他の手段は、伝熱板を樹脂枠成形用の射出成形金型に挿入し、固化後に前記樹脂枠となり得る樹脂前駆体を前記射出成形金型内に射出することにより前記伝熱板と前記樹脂枠を一体成形し前記単位素子としたものである。

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素子が得られる。

また他の手段は、伝熱板を樹脂または紙としたものである。

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素子が得られる。

本発明によれば合成樹脂よりなる樹脂枠と薄膜化した表面粗さの小さい紙からなる伝熱板の組合せにおいても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素子を提供できる。

本発明の請求項１記載の発明は、伝熱板と、前記伝熱板間に通風路を形成するための間隔部材である樹脂枠とを一体成形した単位素子を積層して形成される通風路の一段おきに一次気流と二次気流を流通させて熱交換させる熱交換素子であって、前記樹脂枠と前記伝熱板とを一体成形し前記樹脂枠と前記伝熱板との接合部に剥離が生じないようにしたものであり、例えばスチレン系樹脂からなる樹脂枠とオレフィン系樹脂からなる伝熱板の接合強度の低い組合せ、または合成樹脂からなる樹脂枠と薄膜化した表面粗さの小さい紙または樹脂からなる伝熱板の接合強度の低い組合せの場合においても樹脂枠と伝熱板との接合部に剥離が生じないため樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

本発明の請求項２記載の発明は、伝熱板と、前記伝熱板間に通風路を形成するための間隔部材である樹脂枠の端面の一部が前記伝熱板と同一平面となるように構成された前記樹脂枠とを一体成形した単位素子を積層して形成される通風路の一段おきに一次気流と二次気流を流通させて熱交換させる熱交換素子であって、前記樹脂枠と前記伝熱板とを一体成形し前記樹脂枠と前記伝熱板との接合部に剥離が生じないようにしたものであり、例えばスチレン系樹脂からなる樹脂枠とオレフィン系樹脂からなる伝熱板の接合強度の低い組合せ、または合成樹脂からなる樹脂枠と薄膜化した表面粗さの小さい紙または樹脂からなる伝熱板の接合強度の低い組合せの場合においても樹脂枠と伝熱板との接合部に剥離が生じないため樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

本発明の請求項３記載の発明は、樹脂枠と伝熱板とを一体成形し前記樹脂枠と前記伝熱板の接合部に剥離が生じないようにする手段として、前記樹脂枠と前記伝熱板との接合部に剥離が生じないようにするための形状を前記樹脂枠が有したものであり、樹脂枠が樹脂枠と伝熱板との接合部に剥離を生じないようにするための形状を有したため、樹脂枠と伝熱板との接合強度が高くなり樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

本発明の請求項４記載の発明は、樹脂枠と伝熱板とを一体成形し単位素子を形成した後に前記樹脂枠と前記伝熱板の接合部に剥離が生じないようにするための形状として、前記樹脂枠に前記樹脂枠と前記伝熱板との接合部を前記樹脂枠の内部に位置させるための形状を設けたものであり、樹脂枠と伝熱板との接合部が樹脂枠の内部に位置するため、樹脂枠と伝熱板との接合面積が増えることにより樹脂枠と伝熱板との接合強度が高くなり、また樹脂枠と伝熱板との接合部に加わる外力の影響が樹脂枠の剛性により小さくなるため樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

本発明の請求項５記載の発明は、樹脂枠と伝熱板との接合部を前記樹脂枠の内部に位置させるための形状として、前記伝熱板と前記樹脂枠の端面が同一平面となる前記樹脂枠の端面に凹部を形成したものであり、伝熱板と樹脂枠の端面が同一平面となる樹脂枠の端面に凹部を形成することにより樹脂枠を形成するための型に凸部が形成され、その凸部に伝熱板が押されることにより樹脂枠と伝熱板との接合部が樹脂枠の内部に位置するため、樹脂枠と伝熱板との接合面積が増えることにより樹脂枠と伝熱板との接合強度が高くなり、また樹脂枠と伝熱板との接合部に加わる外力の影響が樹脂枠の剛性により小さくなるため樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

本発明の請求項６記載の発明は、樹脂枠は伝熱板間を保持するための間隔リブと気流間の漏れを遮蔽するための遮蔽リブを有し、前記遮蔽リブと前記伝熱板の端面が同一平面となる前記遮蔽リブの端面に凹部を形成したものであり、遮蔽リブと伝熱板の端面が同一平面となる遮蔽リブの端面に凹部を形成することにより樹脂枠を形成するための型に凸部が形成され、その凸部に伝熱板が押されることにより樹脂枠と伝熱板との接合部が樹脂枠の内部に位置するため、樹脂枠と伝熱板との接合面積が増えることにより樹脂枠と伝熱板との接合強度が高くなり、また樹脂枠と伝熱板との接合部に加わる外力の影響が樹脂枠の剛性により小さくなるため樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

本発明の請求項７記載の発明は、樹脂枠は伝熱板間を保持するための間隔リブと気流間の漏れを遮蔽するための遮蔽リブを有し、前記間隔リブと前記伝熱板の端面が同一平面となる前記間隔リブの端面に凹部を形成したものであり、間隔リブと伝熱板の端面が同一平面となる間隔リブの端面に凹部を形成することにより樹脂枠を形成するための型に凸部が形成され、その凸部に伝熱板が押されることにより樹脂枠と伝熱板との接合部が樹脂枠の内部に位置するため、樹脂枠と伝熱板との接合面積が増えることにより樹脂枠と伝熱板との接合強度が高くなり、また樹脂枠と伝熱板との接合部に加わる外力の影響が樹脂枠の剛性により小さくなるため樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

本発明の請求項８記載の発明は、樹脂枠は伝熱板間を保持するための間隔リブと気流間の漏れを遮蔽するための遮蔽リブを有し、前記遮蔽リブと前記伝熱板の端面が同一平面となる前記遮蔽リブの端面と、前記間隔リブと前記伝熱板の端面が同一平面となる前記間隔リブの端面に凹部を形成したものであり、遮蔽リブと伝熱板の端面が同一平面となる遮蔽リブの端面と、間隔リブと伝熱板の端面が同一平面となる間隔リブの端面に凹部を形成することにより樹脂枠を形成するための型に凸部が形成され、その凸部に伝熱板が押されることにより樹脂枠と伝熱板との接合部が樹脂枠の内部に位置するため、樹脂枠と伝熱板との接合面積が増えることにより樹脂枠と伝熱板との接合強度が高くなり、また樹脂枠と伝熱板との接合部に加わる外力の影響が樹脂枠の剛性により小さくなるため樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

本発明の請求項９記載の発明は、凹部は円筒型であり、前記円筒型の円形面が前記凹部を設ける樹脂枠の端面と平行としたものであり、凹部を円筒型とすることにより、樹脂枠の強度を保ちつつ樹脂枠と伝熱板との接合部を樹脂枠の内部に位置するため、樹脂枠と伝熱板との接合面積が増えることにより樹脂枠と伝熱板との接合強度が高くなり、また樹脂枠と伝熱板との接合部に加わる外力の影響が樹脂枠の剛性により小さくなるため樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

本発明の請求項１０記載の発明は、凹部は三角柱型であり、前記三角柱型の四角形面のいずれか一つが前記凹部を設ける樹脂枠の端面と平行としたものであり、凹部を三角柱型とすることにより、樹脂枠の強度を保ちつつ樹脂枠と伝熱板との接合部を樹脂枠の内部に位置するため、樹脂枠と伝熱板との接合面積が増えることにより樹脂枠と伝熱板との接合強度が高くなり、また樹脂枠と伝熱板との接合部に加わる外力の影響が樹脂枠の剛性により小さくなるため樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

本発明の請求項１１記載の発明は、凹部は四角柱型であり、前記四角柱型の四角形面の少なくとも一つが前記凹部を設ける樹脂枠の端面と平行としたものであり、凹部を四角柱型とすることにより、樹脂枠の強度を保ちつつ樹脂枠と伝熱板との接合部を樹脂枠の内部に位置するため、樹脂枠と伝熱板との接合面積が増えることにより樹脂枠と伝熱板との接合強度が高くなり、また樹脂枠と伝熱板との接合部に加わる外力の影響が樹脂枠の剛性により小さくなるため樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

本発明の請求項１２記載の発明は、伝熱板を樹脂枠成形用の型に挿入し、固化後に前記樹脂枠となり得る樹脂前駆体を前記型に流入し、前記樹脂前駆体を固化させることによって前記伝熱板と前記樹脂枠を一体成形し単位素子としたものであり、樹脂枠と伝熱板との一体成形が樹脂前駆体の固化により成されるため、樹脂枠と伝熱板との接合強度が高くなり樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

本発明の請求項１３記載の発明は、伝熱板と樹脂枠とを射出成形金型内で一体成形し単位素子としたものであり、樹脂枠と伝熱板との一体成形が射出成形金型内で成され、射出された樹脂の固化により樹脂枠と伝熱板とが一体成形されるため、樹脂枠と伝熱板との接合強度が高くなり樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

本発明の請求項１４記載の発明は、伝熱板を樹脂枠成形用の射出成形金型に挿入し、固化後に前記樹脂枠となり得る樹脂前駆体を前記射出成形金型内に射出することにより前記伝熱板と前記樹脂枠を一体成形し前記単位素子としたものであり、射出成形金型内に挿入された伝熱板は射出成形金型内に射出された樹脂前駆体の固化により樹脂枠と一体成形されるため、樹脂枠と伝熱板との接合強度が高くなり樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

本発明の請求項１５記載の発明は、伝熱板を樹脂または紙としたものであり、伝熱板を樹脂または紙とすることにより、樹脂枠成形用の金型に設けられた凸部などにより接合部の移動が成され、それにより樹脂枠と伝熱板との接合部が樹脂枠内に容易に位置させることができるため、樹脂枠と伝熱板との接合強度が高くなり樹脂枠と伝熱板との接合部の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

（実施の形態１）
図１は熱交換素子の概略斜視図、図２は熱交換素子の概略分解斜視図、図３（ａ）はＸ方向から見た単位素子の概略斜視図、図３（ｂ）はＹ方向から見た単位素子の概略斜視図、図３（ｃ）はＹ方向から見た単位素子の概略拡大斜視図、図３（ｄ）Ａ−Ａ断面の単位素子の概略拡大斜視図である。

図１、図２、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、熱交換素子１は、樹脂枠２と伝熱板３とを一体成形することによって成された単位素子４を交互に９０度ずらしながら積層し、支持棒５にて単位素子４同士を結束することにより構成され、伝熱板３の表裏に一次気流Ａと二次気流Ｂを流通させ、伝熱板３を介して熱交換を行う。

樹脂枠２は、間隔リブ６、遮蔽リブ７、凹部８ａ、貫通穴９、貫通穴周囲凹部１０、貫通穴周囲凸部１１及び接合部１２を射出成形により一体成形することによって得られる。

樹脂枠２は、一辺が１２０ｍｍの方形を成し、間隔リブ６は高さ１ｍｍ、幅１ｍｍ、遮蔽リブ７は高さ１ｍｍ、幅３ｍｍ、但し遮蔽リブ７端部は一辺が６ｍｍの方形を成し、遮蔽リブ７は間隔リブ６よりも幅を広く設計される。また樹脂枠２は、伝熱板３が挿入される面の表裏に間隔リブ６と遮蔽リブ７とを有し、単位素子４を９０度ずらしながら積層した際に、伝熱板３が挿入される面の表に設けられた間隔リブ６と遮蔽リブ７は、それぞれ伝熱板３が挿入される面の裏に設けられた間隔リブ６と遮蔽リブ７に一致する配置としたものである。

樹脂枠２は、樹脂枠２の四隅に直径３ｍｍの貫通穴９、貫通穴９周囲の遮蔽リブ７の片面上に深さ０．６ｍｍの貫通穴周囲凹部１０、貫通穴９周囲の遮蔽リブ７のもう一方の面上に高さ０．５ｍｍの貫通穴周囲凸部１１を有し、貫通穴周囲凹部１０と貫通穴周囲凸部１１は単位素子４同士を積層した際に勘合する形状である。また樹脂枠２は、凹部８ａを有し、凹部８ａは、間隔リブ６及び遮蔽リブ７の伝熱板３と同一平面となる端面に形成されたものであり、直径０．５ｍｍ、深さ０．５ｍｍの円筒型を成し、凹部８ａの円形面が凹部８ａを形成する面と平行としたものである。

図４（ａ）は熱交換素子の凹部８ｂを示す図３（ｃ）に対応する単位素子の概略拡大斜視図、図４（ｂ）はＢ−Ｂ断面の単位素子の概略拡大斜視図、図５（ａ）は熱交換素子の凹部８ｃを示す図３（ｃ）に対応する単位素子の概略拡大斜視図、図５（ｂ）はＣ−Ｃ断面の単位素子の概略拡大斜視図であり、凹部８ａは、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す凹部８ｂまたは、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す凹部８ｃであっても良い。凹部８ｂは、三角柱型を成し、間隔リブ６及び遮蔽リブ７の伝熱板と同一平面となる端面に形成され、三角形面の一辺が０．３ｍｍ、四角形面の長辺が１３ｍｍであり、四角形面のいずれかひとつの面が凹部８ｂを形成する面と平行としたものである。また凹部８ｃは、四角柱型を成し、間隔リブ６及び遮蔽リブ７の伝熱板と同一平面となる端面に形成され、深さ０．３ｍｍ、幅０．３ｍｍ、長さ１３ｍｍであり、四角形面の少なくともひとつの面が凹部８ｃを形成する面と平行としたものである。

樹脂枠２は、ポリスチレン系のＡＢＳ，ＡＳ、ＰＳまたはポリオレフィン系のＰＰ、ＰＥなどの熱可塑性樹脂を用いたものである。

伝熱板３は、一辺が１１９ｍｍの方形であり、四隅の部分が貫通穴９と重ならない形に切断したものであり、厚さは０．２〜０．１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．０１ｍｍの伝熱性と透湿性と気体遮蔽性を有する和紙、防燃紙、特殊加工紙、樹脂または樹脂及びパルプなどを原料とした透湿膜、また伝熱性と気体遮蔽性のみを有するポリエステル系、ポリスチレン系のＡＢＳ、ＡＳ、ＰＳ、ポリオレフィン系のＰＰ、ＰＥなどの樹脂シート、樹脂フィルムなどで構成される。

図６は熱交換素子の概略生産工程図であり、図６に示すように生産工程は、伝熱板３を所定の形状に切断する工程である切断工程１３、樹脂枠２と伝熱板３とを一体成形し単位素子４を形成する工程である成形工程１４、単位素子４を交互に９０度ずらしながら積層する工程である積層工程１５、積層した単位素子４同士を結束する工程である結束工程１６を備えたものであり、工程の順番は、切断工程１３の後に成形工程１４を備え、その後に積層工程１５、最後に結束工程１６としたものである。

切断工程１３は、伝熱板３を所定の形状に切断する工程であり、本実施の形態においては、伝熱板３は一辺が１１９ｍｍの方形を成し、四隅の部分が貫通穴９と重ならない形に切断する工程である。

成形工程１４は、射出成形金型内に伝熱板３を挿入した後に固化後に樹脂枠２となり得る樹脂前躯体である溶融した樹脂を射出成形金型内に射出し、射出された溶融した樹脂の固化により樹脂枠２を形成すると共に樹脂枠２と伝熱板３とを接合し、単位素子４を形成する工程である。なお成形工程１４は、射出成形を用いたものでなくても良く、樹脂枠２を形成するための型に伝熱板３を挿入した後に固化後に樹脂枠２となり得る樹脂前躯体を樹脂枠２を形成するための型に流入させ、流入された樹脂前躯体の固化により樹脂枠２を形成すると共に樹脂枠２と伝熱板３を接合し、単位素子４を形成する工程であっても良い。

積層工程１５は、単位素子４を交互に９０度ずらしながら複数積層し、単位素子４の四隅に設けた貫通穴９に支持棒５を挿入する工程である。

結束工程１６は、貫通穴９に挿入した支持棒５の両端に止め具を付設し単位素子４同士を結束することによって熱交換素子１を得る工程である。また、支持棒５は熱可塑樹脂などよりなるものであって、支持棒５の両端を熱によって溶融し単位素子４同士を締め付けた状態で固化させることにより結束するものであっても良い。

上記構成により、熱交換素子１は一次気流Ａと二次気流Ｂとが混ざらないように分離でき、熱交換素子１の一段おきに一次気流Ａと二次気流Ｂを流通させ、伝熱板３を介して一次気流Ａと二次気流Ｂの熱交換を行う。また、樹脂枠２の間隔リブ６と遮蔽リブ７の伝熱板３と同一平面となる端面に、樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２に剥離を生じないようにするための形状として凹部８ａを形成したことにより、例えばスチレン系樹脂からなる樹脂枠２とオレフィン系樹脂からなる伝熱板３の接合強度の低い組合せ、または合成樹脂からなる樹脂枠２と薄膜化した表面粗さの小さい紙または樹脂からなる伝熱板３の接合強度の低い組合せの場合においても、樹脂枠２を形成するための型に凹部８ａに対応する凸部が形成され、その凸部に伝熱板３が押されることにより樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２が樹脂枠２の内部に位置するため、樹脂枠２と伝熱板３の接合面積が増えることにより樹脂枠２と伝熱板３との接合強度が高くなり、また樹脂枠２と伝熱板３との接合部に加わる外力の影響が樹脂枠２の剛性により小さくなるため樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。また凹部８ａは、間隔リブ６の伝熱板３と同一平面となる端面、または遮蔽リブ７の伝熱板３と同一平面となる端面のみに配置されるものであっても同様の効果が得られる。なお、合成樹脂からなる樹脂枠２と薄膜化した表面粗さの小さい紙または樹脂からなる伝熱板３の接合強度の低い組合せとは、例えば、ＰＳよりなる樹脂枠２と膜厚３２μｍ、表面の平滑度２８８１秒、裏面の平滑度７３２秒の伝熱板３の組合せである。但し、膜厚の数値はＪＩＳ−Ｐ−８１１８の試験法、平滑度の数値はＪＩＳ−Ｐ−８１１９の試験法によるものである。

また凹部８ａは、円筒型であり、円筒型の円形面が凹部８ａを設ける樹脂枠２の端面と平行とした形状であるため、樹脂枠２の強度を保ちつつ樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２を樹脂枠２の内部に位置することができ、樹脂枠２と伝熱板３との接合面積が増えることにより樹脂枠２と伝熱板３との接合強度が高くなり、また樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２に加わる外力の影響が樹脂枠２の剛性により小さくなるため樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。なお、凹部８ａは、凹部８ｂまたは、凹部８ｃであっても良い。凹部８ｂは、三角柱型を成し、間隔リブ６及び遮蔽リブ７の伝熱板と同一平面となる端面に形成され、四角形面のいずれかひとつの面が凹部８ｂを形成する面と平行とした形状であるため、樹脂枠２の強度を保ちつつ樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２を樹脂枠２の内部に位置することができ、樹脂枠２と伝熱板３との接合面積が増えることにより樹脂枠２と伝熱板３との接合強度が高くなり、また樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２に加わる外力の影響が樹脂枠２の剛性により小さくなるため樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。また凹部８ｃは、四角柱型を成し、間隔リブ６及び遮蔽リブ７の伝熱板と同一平面となる端面に形成され、四角形面の少なくともひとつの面が凹部８ｃを形成する面と平行とした形状であるため、樹脂枠２の強度を保ちつつ樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２を樹脂枠２の内部に位置することができ、樹脂枠２と伝熱板３との接合面積が増えることにより樹脂枠２と伝熱板３との接合強度が高くなり、また樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２に加わる外力の影響が樹脂枠２の剛性により小さくなるため樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

また成形工程１４において、射出成形金型内に伝熱板３を挿入した後に固化後に樹脂枠２となり得る樹脂前躯体である溶融した樹脂を射出成形金型内に射出し、射出された溶融した樹脂の固化により樹脂枠２を形成すると共に樹脂枠２と伝熱板３とを接合する射出成形により単位素子４を形成するため、樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２が樹脂枠２の内部に位置した状態で樹脂前躯体が固化することができ、樹脂枠２と伝熱板３との接合強度が高くなり樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。また、成形工程１４は射出成形を用いたものでなくても良く、樹脂枠２を形成するための型に伝熱板３を挿入した後に固化後に樹脂枠２となり得る樹脂前躯体を樹脂枠２を形成するための型に流入させ、流入された樹脂前躯体の固化により樹脂枠２を形成すると共に樹脂枠２と伝熱板３を接合し、単位素子４を形成する場合においても同様の作用効果を得られる。

また伝熱板３は、伝熱性と透湿性と気体遮蔽性を有する和紙、防燃紙、特殊加工紙、樹脂または樹脂及びパルプなどを原料とした透湿膜、また伝熱性と気体遮蔽性のみを有するポリエステル系、ポリスチレン系のＡＢＳ、ＡＳ、ＰＳ、ポリオレフィン系のＰＰ、ＰＥなどの樹脂シート、樹脂フィルムなどで構成されるため、凹部８に対応する樹脂枠成形金型に設けられた凸部などにより接合部１２の移動が成され、それにより樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２が樹脂枠２内に容易に位置させることができるため、樹脂枠２と伝熱板３との接合強度が高くなり樹脂枠２と伝熱板３との接合部１２の剥離に起因する気流の漏れを防止することができる。

なお、本実施の形態では、樹脂枠２、伝熱板３、間隔リブ６、遮蔽リブ７、凹部８ａ、凹部８ｂ、凹部８ｃ、貫通穴９、貫通穴周囲凹部１０、貫通穴周囲凸部１１について寸法を明示して説明したが、熱交換素子１の要求性能により寸法は適宜決定されるものであって、本実施の形態における寸法に限定されず、その他の寸法の熱交換素子においても同様の作用効果を得ることができる。

本発明は、家庭用の熱交換型換気扇やビルなどの熱交換型換気装置に使用する積層構造の熱交換素子に関するものである。

本発明の実施の形態１の熱交換素子の概略斜視図 同熱交換素子の概略分解斜視図 同熱交換素子の概略分解斜視図（（ａ）同Ｘ方向から見た単位素子の概略斜視図、（ｂ）同Ｙ方向から見た単位素子の概略斜視図、（ｃ）同Ｙ方向から見た単位素子の概略拡大斜視図、（ｄ）同Ａ−Ａ断面の単位素子の概略拡大斜視図） 同熱交換素子の概略分解斜視図（（ａ）同熱交換素子の凹部８ｂに対応する単位素子の概略拡大斜視図、（ｂ）同Ｂ−Ｂ断面の単位素子の概略拡大斜視図）） 同熱交換素子の概略分解斜視図（（ａ）同熱交換素子の凹部８ｃに対応する単位素子の概略拡大斜視図、（ｂ）同Ｃ−Ｃ断面の単位素子の概略拡大斜視図）） 同熱交換素子の概略生産工程図 従来の熱交換素子を示す概略斜視図 従来の熱交換素子を示す概略斜視図 従来の熱交換素子を示す概略斜視図

符号の説明

１ 熱交換素子
２ 樹脂枠
３ 伝熱板
４ 単位素子
５ 支持棒
６ 間隔リブ
７ 遮蔽リブ
８ａ 凹部
８ｂ 凹部
８ｃ 凹部
９ 貫通穴
１０ 貫通穴周囲凹部
１１ 貫通穴周囲凸部
１２ 接合部
１３ 切断工程
１４ 成形工程
１５ 積層工程
１６ 結束工程

Claims (15)

1. 伝熱板と、前記伝熱板間に通風路を形成するための間隔部材である樹脂枠とを一体成形した単位素子を積層して形成される通風路の一段おきに一次気流と二次気流を流通させて熱交換させる熱交換素子であって、前記樹脂枠と前記伝熱板とを一体成形し前記樹脂枠と前記伝熱板との接合部に剥離が生じないようにしたことを特徴とする熱交換素子。
2. 伝熱板と、前記伝熱板間に通風路を形成するための間隔部材である樹脂枠の端面の一部が前記伝熱板と同一平面となるように構成された前記樹脂枠とを一体成形した単位素子を積層して形成される通風路の一段おきに一次気流と二次気流を流通させて熱交換させる熱交換素子であって、前記樹脂枠と前記伝熱板とを一体成形し前記樹脂枠と前記伝熱板との接合部に剥離が生じないようにしたことを特徴とする熱交換素子。
3. 樹脂枠と伝熱板とを一体成形し前記樹脂枠と前記伝熱板の接合部に剥離が生じないようにする手段として、前記樹脂枠と前記伝熱板との接合部に剥離が生じないようにするための形状を前記樹脂枠が有したことを特徴とする請求項１または２記載の熱交換素子。
4. 樹脂枠と伝熱板とを一体成形し単位素子を形成した後に前記樹脂枠と前記伝熱板の接合部に剥離が生じないようにするための形状として、前記樹脂枠に前記樹脂枠と前記伝熱板との接合部を前記樹脂枠の内部に位置させるための形状を設けたことを特徴とする請求項３記載の熱交換素子。
5. 樹脂枠と伝熱板との接合部を前記樹脂枠の内部に位置させるための形状として、前記伝熱板と前記樹脂枠の端面が同一平面となる前記樹脂枠の端面に凹部を形成したことを特徴とした請求項４記載の熱交換素子。
6. 樹脂枠は伝熱板間を保持するための間隔リブと気流間の漏れを遮蔽するための遮蔽リブを有し、前記遮蔽リブと前記伝熱板の端面が同一平面となる前記遮蔽リブの端面に凹部を形成したことを特徴とした請求項５記載の熱交換素子。
7. 樹脂枠は伝熱板間を保持するための間隔リブと気流間の漏れを遮蔽するための遮蔽リブを有し、前記間隔リブと前記伝熱板の端面が同一平面となる前記間隔リブの端面に凹部を形成したことを特徴とした請求項５記載の熱交換素子。
8. 樹脂枠は伝熱板間を保持するための間隔リブと気流間の漏れを遮蔽するための遮蔽リブを有し、前記遮蔽リブと前記伝熱板の端面が同一平面となる前記遮蔽リブの端面と、前記間隔リブと前記伝熱板の端面が同一平面となる前記間隔リブの端面に凹部を形成したことを特徴とした請求項５記載の熱交換素子。
9. 凹部は円筒型であり、前記円筒型の円形面が前記凹部を設ける樹脂枠の端面と平行としたことを特徴とした請求項５、６、７または８記載の熱交換素子。
10. 凹部は三角柱型であり、前記三角柱型の四角形面のいずれか一つが前記凹部を設ける樹脂枠の端面と平行としたことを特徴とした請求項５、６、７または８記載の熱交換素子。
11. 凹部は四角柱型であり、前記四角柱型の四角形面の少なくとも一つが前記凹部を設ける樹脂枠の端面と平行としたことを特徴とした請求項５、６、７または８記載の熱交換素子。
12. 伝熱板を樹脂枠成形用の型に挿入し、固化後に前記樹脂枠となり得る樹脂前駆体を前記型に流入し、前記樹脂前駆体を固化させることによって前記伝熱板と前記樹脂枠を一体成形し単位素子としたことを特徴とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１記載の熱交換素子。
13. 伝熱板と樹脂枠とを射出成形金型内で一体成形し単位素子としたことを特徴とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２記載の熱交換素子。
14. 伝熱板を樹脂枠成形用の射出成形金型に挿入し、固化後に前記樹脂枠となり得る樹脂前駆体を前記射出成形金型内に射出することにより前記伝熱板と前記樹脂枠を一体成形し前記単位素子としたことを特徴とした請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３記載の熱交換素子。
15. 伝熱板を樹脂または紙としたことを特徴とした１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４記載の熱交換素子。

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