JP2016527469A5 - - Google Patents

Description

本発明を用いることにより、上述の目的の解決法は、
ａ）板の外寸内での所定の穿孔パターンに従って平板エレメントを穿孔する工程、または細孔構造をあらかじめ備えている板エレメントを準備する工程；
ｂ）板エレメントの少なくとも１側面に、水蒸気透過特性（水蒸気透過度、ＷＶＴＲ）を有する薄いポリマーフィルムを積層する工程；及び
ｃ）波形パターンを示す所望の形状に板エレメントを成形し、これにより板エレメントと同じ波形パターン形状にポリマーフィルムを成形する工程
を含む、エンタルピー交換器エレメントの製造方法によって与えられる。

本発明の方法においては、工程ｂ）の、水蒸気透過特性（水蒸気透過度、ＷＶＴＲ）を有する薄いポリマーフィルムを板エレメントの少なくとも１側面に積層すること；及び工程ｃ）の、波形パターンを示す所望の形状に板エレメントを成形し、これにより板エレメントと同じ波形パターン形状にポリマーフィルムを成形することは、同時に行うことが好ましい。これにより、プラスチック担体と薄いポリマーフィルムとを含む２層構造の形成に、標準的な熱成形、好ましくは真空成形を使用することが可能になる。

ポリマーフィルムは、板エレメントの成形工程中に板エレメントに接着させてもよく、好ましくは熱接着及び／または接着剤で接着させてもよい。

ポリマーフィルムは、スルホン化コポリマー、好ましくはブロックコポリマーで作製してもよい。

本発明を用いることにより、上述の目的の解決法は、好ましくは先の段落で規定された方法に従って作製されたエンタルピー交換器エレメントによって与えられ、このエンタルピー交換器エレメントは、所定の穿孔パターン及び波形パターンを示す形状を有する板エレメントを含み、板エレメントの少なくとも１側面が、水蒸気透過特性（水蒸気透過度、ＷＶＴＲ）を有する薄いポリマーフィルムで覆われている。

本発明のエンタルピー交換器エレメントにおいては、薄いポリマーフィルムを板エレメントに接着させてもよく、好ましくは熱接着及び／または接着剤で接着させてもよい。

本発明に従って、一方では、任意の種類の直交流エネルギー交換器及び／または向流エネルギー交換器用の空気流路を作製するのに十分な構造強度及び密度を有し、これにより顕エネルギー交換に好適な構造的に強い材料の使用を可能にし、他方では、穿孔または開口または孔のサイズ及び数によって潜エネルギー交換特性を有する薄いポリマーフィルムで覆われた区域を画成することができる、新規ハイブリッド交換器エレメントが提供される。一方では顕エネルギー交換の効率、他方では潜エネルギー交換の効率が、それぞれの環境の要求（空気の乾燥、湿度及び外温度等）に応じて規定、制御及び適応可能にされうることは明らかであろう。

薄いポリマーフィルムは、最新技術のポリマーで作製することができ、例えばＳｏｌｖａｙの商標である「Ａｑｕｉｖｉｏｎ」、またはＫｒａｔｏｎの商標である「Ｎｅｘａｒ」等の製品で作製することができる。

薄いポリマーフィルムは、異なる種類のポリマーのポリマー層配列を含む多層フィルムであってもよい。各ポリマー層のポリマーの種類は、ポリエーテルエステル、ポリエーテルアミド及びポリエーテルウレタンからなる群より選択されることが好ましい。薄いポリマー多層フィルムの厚さは合計で５μｍ〜２００μｍであることが好ましく、より好ましくは１０μｍ〜１５０μｍである。ポリマー多層薄フィルム中の各ポリマー層の厚さは２μｍ〜２０μｍであることが好ましく、より好ましくは５μｍ〜２０μｍである。

高熱伝導性材料をエンタルピーフィルム用の構造エレメントとして使用することにより、高い顕熱効率を確実なものとする。穿孔した孔を画成して、水蒸気移動用ポリマーを選択することによって、高い潜熱回収を確実なものとする。水蒸気移動用の「開口区域」は合計して、利用できる板の交換表面の５０％以上となることが好ましい。

ポリマーフィルムは、上記の板エレメントの成形工程前に、板エレメント片側に積層し、それにより板エレメント、及び孔または穿孔した孔を完全に覆ってもよい。したがって、穿孔した孔のサイズは制限されておらず、所望の任意寸法を選択することができる。

板エレメントにポリマーフィルムを積層後、例えば波形、側壁及び平坦端部区域等の前述の特徴を示すように板エレメントを成形する。ポリマーフィルムは、板エレメントと同じ形状に成形し、この板エレメントに恒久的に接着させるか、または接着剤で接着させることができる。接着、または接着剤での接着は、加熱してまたは加熱しないで行ってもよい。

本発明の代替実施形態に従って、穿孔した孔は、ポリマーフィルムによって恒久的に覆わず、または封着せず、ポリマー溶液を充填しその後硬化する。このポリマー溶液はポリマーフィルムと同じ材料であることができる。ポリマーは、分散状態または溶解状態で供給してもよい。スプレー、浸漬、セリグラフィーまたは他の任意の塗布方法によってポリマーを含む分散体または溶液を板にもたらし、それにより、孔または穿孔した孔をポリマー分散体または溶液で充填するか、または覆うことができる。同じ穿孔特性を維持するため、平板エレメントの片側を裏当て（プレースホルダフィルム）で完全に覆ってもよい。この裏当ては成形工程中に板エレメントへ接着せず、成形工程後に容易に除去することができる。裏当て（プレースホルダフィルム）を除去後、上述のように、穿孔した孔をポリマー溶液で充填することができる。

構造エレメントが強固であることから板の作製が可能となり、これによりポリマーフィルムは、交換器内で最大１ｋＰａの圧力差に対応することができる。このような利点により、より大型の業務用交換器の構築が可能となる。

覆う工程後、成形工程Ｓ４においては、今しがた穿孔して覆った平板エレメント１を、真空成形装置によって実施する成形装置に移動し、平板エレメント１と薄いポリマーフィルム３を所望の形状に成形する。この成形工程Ｓ２においては、端部区域、流体入口及び出口、ならびに波形４を板エレメント１に形成させる。波形パターンは、板区域にわたって広がる複数の波形４で作る。

それにより、平板エレメント１と薄いポリマーフィルム３の共成形工程である成形工程Ｓ４中、薄いポリマーフィルム３は板エレメント１と全く同一の形状に成形され、真空成形装置によって印加される熱のため、恒久的に板エレメント１へ接着する。

薄いポリマーフィルムで覆って共成形したこれらの板１は、本発明のエンタルピー交換器板を構成する。これらの板は、積層してエンタルピー交換器（全エネルギー交換器とも呼ばれる）コアを構築し、このコアは例えば、冬季に送出空気から流入空気（または夏季のフリークーリングではこの逆）へ熱を交換し、同時に送出空気から流入空気（または、夏季、もしくは高温及び湿潤気候帯で年間を通しての水蒸気低減ではこの逆）へ湿度を交換する換気システム用のコアである。

参照番号：
１ 平板エレメント
１ａ 第１表面
１ｂ 第２表面
２ 孔
３ 薄いポリマーフィルム
４ 波形
Ｓ１ 準備工程
Ｓ２ 穿孔工程
Ｓ３ 覆う工程
Ｓ４ 成形工程（共成形）

Claims (15)

1. エンタルピー交換器エレメントの製造方法であって、該方法が
   ａ）板の外寸内での所定の穿孔パターン（２、２、・・・）に従って平板エレメント（１）を穿孔する工程、または細孔構造をあらかじめ備えている板エレメント（１）を準備する工程；
   ｂ）該板エレメント（１）の少なくとも１側面に、水蒸気透過特性（水蒸気透過度、ＷＶＴＲ）を有する薄いポリマーフィルム（３）を積層する工程；及び
   ｃ）波形パターン（４、４、・・・）を示す所望の形状に前記板エレメント（１）を成形し、これにより該板エレメント（１）と同じ前記波形パターン形状に前記ポリマーフィルム（３）を成形する工程
   を含む方法。
2. 前記板エレメントがプラスチック板であることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記板を、針、ピン、ダイ及びポンチ、またはレーザ等のうち１つ以上を使用して穿孔することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 工程ｂ）及び工程ｃ）を同時に行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 前記ポリマーフィルムが、前記板エレメントの成形工程中に該板エレメントに接着し、好ましくは熱接着及び／または接着剤で接着することを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 前記ポリマーフィルムがスルホン化コポリマー、好ましくはブロックコポリマーで作製されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 前記波形パターン内で平行に並んでいる任意の波形の空間周波数、及び／または前記穿孔の密度（すなわち単位面積あたりの穿孔数）を変化させ、好ましくは端部区域で変化させて耐霜性を改善することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 好ましくは請求項１〜７のいずれかで規定された方法を使用して作製されたエンタルピー交換器エレメントであって、該エンタルピー交換器エレメントが、所定の穿孔パターン（２、２、・・・）及び所定の波形パターン（４、４、・・・）を示す形状を有する板エレメント（１）を含み、該板エレメント（１）の少なくとも１側面（１ａ）が、水蒸気透過特性（水蒸気透過度、ＷＶＴＲ）を有する薄いポリマーフィルム（３）によって覆われているエンタルピー交換器エレメント。
9. 前記薄いポリマーフィルムが前記板エレメントに接着し、好ましくは熱接着及び／または接着剤で接着することを特徴とする請求項８記載のエンタルピー交換器エレメント。
10. 前記板エレメントの前記穿孔区域が波形表面区域またはエンボス加工表面区域を含むことを特徴とする請求項８または９のいずれかに記載のエンタルピー交換器エレメント。
11. 前記板エレメント（１）の端部区域内にある波形（４）の幅が、前記板エレメント（１）の中央区域にある波形（４）の幅よりも大きく、且つ／または前記板エレメントの端部区域内の前記穿孔の密度（すなわち、単位面積あたりの穿孔数）が、前記板エレメントの中央区域内の前記穿孔の密度よりも大きいことを特徴とする請求項９または１０のいずれかに記載のエンタルピー交換器エレメント。
12. 前記波形が配向して流体の流れを導くことを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載のエンタルピー交換器エレメント。
13. 前記穿孔した孔が、様々な形状の開口部であり、且つ３０μｍ〜１．２ｍｍの孔径に相当する表面積を有する開口部であり、好ましくは、合計で、利用できる前記板の交換表面の５０％以上である開口区域を提供することを特徴とする請求項８〜１２のいずれかに記載のエンタルピー交換器エレメント。
14. 平行に配向して互いに固定され、流体を流す２本の流路を形成する、３個以上の板状エンタルピー交換器エレメントを有するエンタルピー交換器において、該板状熱交換器エレメントが請求項８〜１３のいずれかに記載のエレメントであることを特徴とするエンタルピー交換器。
15. 前記エンタルピー交換器エレメントを、レーザ溶接もしくは超音波溶接等の溶接によって、または接着剤による接着によって互いに固定することを特徴とする請求項１４記載のエンタルピー交換器。