JP6537760B1 - Heat exchange element and heat exchange ventilator - Google Patents
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Abstract
熱交換素子は、複数の流路板が積層された中央流路部材と、中央流路部材の両側にそれぞれ接合された第1側部流路部材及び第2側部流路部材と、を備え、積層方向に隣り合う流路板同士の間を交互に第1流体と第2流体とが流通する流路に形成され、流路板を介して第1流体と第2流体とが熱交換する熱交換素子であって、流路板の平面方向における積層された流路板の縁部に、流路の一部を遮断する切り欠き部が形成され、切り欠き部の表面には、気密処理が施される。The heat exchange element includes a central flow passage member in which a plurality of flow passage plates are stacked, and a first side flow passage member and a second side flow passage member joined to both sides of the central flow passage member. And a flow path between the flow path plates adjacent in the stacking direction is alternately formed in the flow path through which the first fluid and the second fluid flow, and the first fluid and the second fluid exchange heat via the flow path plate A heat exchange element, in which a cutaway portion for blocking a part of the flow path is formed at an edge portion of the stacked flow path plate in the planar direction of the flow path plate, and an airtight process is formed on the surface of the cutaway portion Will be applied.
Description
本発明は、積層方向に隣り合う流路板同士の間を交互に第1流体と第2流体とが流通する流路に形成され、流路板を介して第1流体と第2流体とが熱交換する熱交換素子及び熱交換換気装置に関する。 According to the present invention, the first fluid and the second fluid are alternately formed between the flow channel plates adjacent to each other in the stacking direction, and the first fluid and the second fluid are formed via the flow channel plate. The present invention relates to a heat exchange element that exchanges heat and a heat exchange ventilator.
近年、省エネルギーの観点から室内を換気する熱交換換気装置が採用されている。熱交換換気装置は、室内の空気の温度及び湿度、すなわち併せて全熱と、室外の温度及び湿度、すなわち併せて全熱とを、熱交換素子を介して交換する装置である。換気に伴う熱の消失を低減するために、熱交換素子には、透湿性を有する紙部材が採用されている。また、熱交換効率を上げるために、給気と排気とが熱交換素子で向かい合わせに流れる対向流型の熱交換素子が採用されている。 In recent years, a heat exchange ventilation system for ventilating the room has been adopted from the viewpoint of energy saving. The heat exchange ventilator is an apparatus that exchanges the temperature and humidity of the room air, that is, the total heat and the temperature and humidity outside the room, that is, the total heat, through the heat exchange element. In order to reduce the loss of heat associated with ventilation, the heat exchange element employs a moisture permeable paper member. Further, in order to increase the heat exchange efficiency, a counterflow type heat exchange element is employed in which the air supply and the exhaust flow oppositely in the heat exchange element.
対向流型の熱交換素子は、たとえば、特許文献1に開示されたように、流路板と間隔板とを接合した伝熱体を用いて製造されている。流路板は、熱交換する2つの流体を仕切る紙材などから構成され、複数積層されている。間隔板は、隣り合う流路板同士の間にて複数の平行流路を構成する紙材などから構成されている。伝熱体は、この伝熱体を方形に切り出した対向流路部となった中央流路部材と、中央流路部材の一端部に接続された第1側部流路部材と、他端部に接続された第2側部流路部材とを備える。また、伝熱体は、中央流路部材と第1側部流路部材との接合箇所を表面上の1周にて密封する第1接合テープと、中央流路部材と第2側部流路部材との接合箇所を表面上の1周にて密封する第2接合テープとを備える。さらに、熱交換素子は、中央流路部材と第1側部流路部材及び第2側部流路部材それぞれとの接合箇所に気密処理が施されている。
For example, as disclosed in
熱交換素子を構成する流路板は、紙材などの柔軟な材料で構成される場合がある。紙材などの柔軟な流路板を積層する際には、流路板に反りが生じ易い。そのため、流路板と間隔板とが接着された後に、経年劣化によって流路板の反りの力によって熱交換素子の端部から剥がれが生じる。剥がれが生じると、熱交換素子の構造及びその内部を流通する2つの流体の流路で2つの流体の混合が生じる。 The flow path plate which comprises a heat exchange element may be comprised with flexible materials, such as paper material. When laminating a flexible flow path plate such as a paper material, the flow path plate is easily warped. Therefore, after the flow path plate and the space plate are bonded, peeling off occurs from the end of the heat exchange element due to the force of warpage of the flow path plate due to aged deterioration. When peeling occurs, mixing of the two fluids occurs in the structure of the heat exchange element and the two fluid flow paths flowing therethrough.
特許文献1の技術では、中央流路部材と第1側部流路部材及び第2側部流路部材それぞれとの接合箇所に気密処理を施している。しかし、経年使用に伴う積層間の接着力の低下などによって、中央流路部材と第1側部流路部材又は第2側部流路部材それぞれとの接合箇所の端部に剥がれが生じる。剥がれが生じた端部では、2つの流体の流路幅がずれ、2つの流体が混合する不都合が生じる。特許文献1の技術では、中央流路部材と第1側部流路部材又は第2側部流路部材それぞれとの接合箇所の端部が剥がれた場合に、2つの流体の混合の防止措置が対策されていない。
In the technique of
本発明は、上記課題を解決するためのものであり、中央流路部材と第1側部流路部材又は第2側部流路部材それぞれとの接合箇所の端部に剥がれが生じた場合に、2つの流体の混合が確実に防止できる熱交換素子及び熱交換換気装置を提供することを目的とする。 This invention is for solving the said subject, and when peeling arises in the edge part of the junction part of a center flow path member, and the 1st side flow path member or the 2nd side flow path member each. It is an object of the present invention to provide a heat exchange element and a heat exchange ventilator capable of reliably preventing the mixing of two fluids.
本発明に係る熱交換素子は、複数の流路板が積層された中央流路部材と、前記中央流路部材の両側にそれぞれ接合された第1側部流路部材及び第2側部流路部材と、を備え、積層方向に隣り合う前記流路板同士の間を交互に第1流体と第2流体とが流通する流路に形成され、前記流路板を介して前記第1流体と前記第2流体とが熱交換する熱交換素子であって、前記流路板の平面方向における積層された前記流路板の縁部に、前記流路の一部を遮断する切り欠き部が形成され、前記切り欠き部の表面には、気密処理が施されるものである。 The heat exchange element according to the present invention comprises a central flow passage member in which a plurality of flow passage plates are stacked, and a first side flow passage member and a second side flow passage joined respectively on both sides of the central flow passage member. A member, and the flow path plates adjacent to each other in the stacking direction are alternately formed in a flow path through which the first fluid and the second fluid flow, and the first fluid and the flow path plate It is a heat exchange element which exchanges heat with the second fluid, and a notch for blocking a part of the flow passage is formed at the edge of the flow passage plate stacked in the planar direction of the flow passage plate. The surface of the notched portion is subjected to an airtight process.
本発明に係る熱交換換気装置は、上記の熱交換素子を備え、室内と室外との空気を換気しつつ熱交換を行うものである。 The heat exchange ventilator according to the present invention is provided with the above-described heat exchange element, and performs heat exchange while ventilating the indoor and outdoor air.
本発明に係る熱交換素子及び熱交換換気装置によれば、流路板の平面方向における積層された流路板の縁部に、流路の一部を遮断する切り欠き部が形成され、切り欠き部の表面には、気密処理が施されている。これにより、中央流路部材と第1側部流路部材及び第2側部流路部材それぞれとの接合箇所の端部の流路は、切り欠き部及び気密処理にて2つの流体の流通が予め遮断されている。したがって、中央流路部材と第1側部流路部材又は第2側部流路部材それぞれとの接合箇所の端部に剥がれが生じた場合に、2つの流体の混合が確実に防止できる。 According to the heat exchange element and the heat exchange ventilator according to the present invention, the cutaway portion for blocking a part of the flow passage is formed at the edge of the stacked flow passage plate in the planar direction of the flow passage plate. An airtight process is applied to the surface of the notch. As a result, at the end of the joint between the central flow passage member and the first side flow passage member and the second side flow passage member, the flow passage of the two fluid flows in the notched portion and the airtight process. It is shut off beforehand. Therefore, when peeling occurs at the end of the joint between the central flow passage member and the first side flow passage member or the second side flow passage member, the mixing of the two fluids can be reliably prevented.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。また、断面図の図面においては、視認性に鑑みて適宜ハッチングを省略している。さらに、明細書全文に示す構成要素の形態は、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings. In the drawings, the same reference numerals denote the same or corresponding parts, which are common to the whole text of the specification. Further, in the drawing of the cross-sectional view, hatching is appropriately omitted in view of visibility. Furthermore, the form of the component shown in the specification full text is an illustration to the last, and is not limited to these descriptions.
実施の形態1.
<熱交換換気装置の設置例>
図1は、本発明の実施の形態1に係る熱交換素子14を備える熱交換換気装置20の設置例を示す説明図である。図1に示すように、熱交換換気装置20は、熱交換素子14を備え、室内Iと室外Oとの空気を換気しつつ熱交換を行う。
<Installation Example of Heat Exchange Ventilation System>
FIG. 1: is explanatory drawing which shows the example of installation of the
熱交換換気装置20は、空気調和装置の一種である。熱交換換気装置20は、室外Oの空気を室内Iへ給気し、室内Iの空気を室外Oに排気する換気機能を有する。また、熱交換換気装置20は、換気機能に加え、排気する空気から熱を回収して吸気する空気へ熱を与えることにより、エアコンディショナなどといった室内温度を調整する装置のエネルギー負担を軽減する熱交換機能も有する。
The
熱交換換気装置20は、室内Iの天井内に収納されている。室内美観の点から、天井内に熱交換換気装置20を含む空調機器をまとめて収納する住宅が多い。天井内に空調機器を設置する場合には、一般に室内Iに設置する場合と比較し、空調機器のための広い設置スペースが確保できる。
The
室外壁面には、室外Oの空気を取り入れる室外吸気口29が形成されている。室外壁面には、室外Oへと空気を排出する室外排気口30が形成されている。一方、室内Iの天井には、室内Iへと空気を流入させる室内給気口31が形成されている。室内Iの天井には、室内Iの空気を排出する室内排気口32が形成されている。
An
後述する図2に示すように、室外吸気口29は、外気ダクト25と連結されている。室内給気口31は、給気ダクト26と連結されている。室内排気口32は、還気ダクト27と連結されている。室外排気口30は、排気ダクト28と連結されている。
As shown in FIG. 2 described later, the
<熱交換換気装置20の動作>
図2は、本発明の実施の形態1に係る熱交換素子14を備える熱交換換気装置20を示す説明図である。図2に示すように、熱交換換気装置20内には、熱交換素子14が搭載されている。熱交換換気装置20では、室内外の空気が熱交換素子14を通過することにより、熱交換が行われる。<Operation of Heat
FIG. 2: is explanatory drawing which shows the
熱交換換気装置20内部には、室外Oから室内Iに向けて空気を送風する給気ファン22が設けられている。熱交換換気装置20内部には、室内Iから室外Oに向けて空気を送風する排気ファン21が設けられている。給気ファン22及び排気ファン21が運転されることによって、室内Iへの給気と排気が行われる。
Inside the
後述するように、熱交換素子14には、第1流体10の流入口15及び流出口16が形成されている。熱交換素子14には、第2流体11の流入口17及び流出口18が形成されている。そして、熱交換素子14が熱交換換気装置20に搭載される場合には、第1流体10の流入口15が外気を取り入れる外気ダクト25と連結されている。第1流体10の流出口16が室内Iへの給気を行う給気ダクト26と連結されている。第2流体11の流入口17が室内排気を通す還気ダクト27と連結されている。第2流体11の流出口18が室外Oへ排気を行う排気ダクト28と連結されている。
As described later, the
室外Oの空気は、給気ファン22が稼働されることにより、外気ダクト25から取り入れられ、熱交換素子14を介して給気ファン22に給気され、給気ダクト26から給気として室内Iに導入される。一方、室内Iの空気は、排気ファン21が稼働されることにより、還気ダクト27から取り入れられ、熱交換素子14を介して排気ファン21によって排気され、排気ダクト28から排気として室外Oに排気される。給気流と排気流とが熱交換素子14の中央流路部材5の部分で対向する気流となり、給気流と排気流とが全熱交換され、効率的に熱交換が実施される。
The air outside O is taken in from the
<熱交換素子14の構成>
図3は、本発明の実施の形態1に係る熱交換素子14を示す斜視図である。図4は、本発明の実施の形態1に係る熱交換素子14を示す正面図である。図3では、正面方向Fが紙面上方を向いている。後述の図面では、正面方向F、背面方向B、左方L、右方R、上方U、下方Dが示されている。<Configuration of
FIG. 3 is a perspective view showing the
図3及び図4に示すように、熱交換素子14は、複数の流路板1が積層された中央流路部材5と、中央流路部材5の両側にそれぞれ接合された第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7と、を備える。第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7では、複数の流路板1が積層されている。中央流路部材5、第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7のそれぞれは、伝熱体3に構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
伝熱体3は、後述する図5に示すように、流路板1と間隔板2とを接合して製造されている。流路板1は、熱交換する第1流体10及び第2流体11を仕切り、複数積層されている。間隔板2は、隣り合う流路板1同士の間にて複数の平行流路を構成している。間隔板2は、隣り合う流路板1同士の間隔幅を維持する役割を果たす。熱交換素子14は、積層方向に隣り合う流路板1同士の間を交互に第1流体10と第2流体11とが流通する流路に形成され、流路板1を介して第1流体10と第2流体11とが熱交換する。
The
中央流路部材5は、伝熱体3を四角形に切断して成形されている。第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7のそれぞれは、伝熱体3を三角形に切断して成形されている。中央流路部材5の左方Lの端部に接合されたものが第1側部流路部材6である。中央流路部材5の右方Rの端部に接合されたものが第2側部流路部材7である。中央流路部材5の流路板1は、第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7のそれぞれの流路板1と一平面になるように接合されている。
The central
中央流路部材5と第1側部流路部材6とが接合された接合箇所には、第1接合テープ8が設けられている。中央流路部材5と第2側部流路部材7とが接合された接合箇所には、第2接合テープ9が設けられている。第1接合テープ8及び第2接合テープ9は、一方の片面に接着面を有するとともに、他方の片面に外表面を有するテープ材である。第1接合テープ8及び第2接合テープ9は、接着面を接合箇所に貼り付けている。
A
第1接合テープ8は、中央流路部材5の端部と第1側部流路部材6の端部とが当接し、当接した双方の端面の周りを一周して接合している。中央流路部材5と第1側部流路部材6とは、同じ数で流路板1が積層されて同様な端面を有することから、第1接合テープ8によって双方の当接した端面の周りを一周して貼り付けることによって接合されている。これにより、中央流路部材5と第1側部流路部材6とは、等しい間隔で積層された流路板1同士が合わさった状態になっている。
The
第2接合テープ9は、中央流路部材5の端部と第2側部流路部材7の端部とが当接し、当接した双方の端面の周りを一周して接合している。中央流路部材5と第2側部流路部材7とは、同じ数で流路板1が積層されて同様な端面を有することから、第2接合テープ9によって双方の当接した端面の周りを一周して貼り付けることによって接合されている。これにより、中央流路部材5と第2側部流路部材7とは、等しい間隔で積層された流路板1同士が合わさった状態になっている。
In the
中央流路部材5では、内部の間隔板2の貼り付け角度が第1側部流路部材6と第2側部流路部材7とに対して平行な間隔板2の貼り付け角度を有する。第1側部流路部材6と第2側部流路部材7とでは、内部の間隔板2の貼り付け角度が平行に傾斜した角度を有する。また、第1流体10が流通する流路と第2流体11が流通する流路とでは、第1側部流路部材6と第2側部流路部材7との内部の間隔板2の貼り付け角度が第1側部流路部材6と第2側部流路部材7とにわたる直線に対して線対称な角度を有する。
In the central
隣り合う流路板1同士の間が間隔板2に支持されて空間が形成されている。そして、間隔板2を介して流路板1が積層されて第1流体10と第2流体11とが交互に流通する空間が積層して形成されている。このような交互に第1流体10と第2流体11とが流通する空間が流路板1を挟んで積層して存在し、第1流体10と第2流体11とが挟まれた流路板1によって熱交換できる。
A space is formed by supporting the
第1流体10と第2流体11との出入口が第1側部流路部材6と第2側部流路部材7とで反対側に形成されている。これにより、図3に示すように、熱交換素子14には、第1流体10の流入口15と、第1流体10の流出口16と、第2流体11の流入口17と、第2流体11の流出口18とが形成されている。
An inlet / outlet for the
<切り欠き部33>
熱交換素子14には、流路板1の平面方向における積層された流路板1の縁部に、流路の一部を遮断する切り欠き部33が形成されている。切り欠き部33は、中央流路部材5の縁部に形成されている。切り欠き部33は、流路板1の平面方向における積層された流路板1の対向する1対の縁部にそれぞれ1つずつ形成されている。1対の縁部にそれぞれ1つずつ形成された切り欠き部33は、同形状である。1つの切り欠き部33は、積層された流路板1の全部に貫通して形成されている。1つの切り欠き部33は、流路板1の平面方向に対して直交した流路板1の積層方向に沿って形成されている。1つの切り欠き部33における流路板1の平面方向の幅は、流路板1の中心部に向かって広くなっている。すなわち、1つの切り欠き部33は、いわゆるあり溝に形成されている。後述の図13のように、1つの切り欠き部33には、1つのレール部材34が挿通されても良い。<
In the
<伝熱体3>
図5は、本発明の実施の形態1に係る熱交換素子14の伝熱体3を示す説明図である。図5に示すように、伝熱体3の単体は、1つの流路板1と1つの間隔板2とから構成されている。伝熱体3は、流路板1の両面に面する第1流体10及び第2流体11を仕切りながら、第1流体10及び第2流体11の有する全熱を熱交換する。
流路板1は、薄紙などから構成されている。間隔板2は、積層された流路板1を平行に保持するために波板状の形状を有する厚紙などから構成されている。間隔板2の波形状の山部分と流路板1とが接するように接合して積層されることにより、流路板1と間隔板2とに囲まれる空間を第1流体10又は第2流体11の流路に形成した伝熱体3が構成されている。<
FIG. 5 is an explanatory view showing the
The
流路板1は、伝熱性と透湿性とを有する素材又は伝熱性のみを有する薄紙などの素材で形成されている。間隔板2は、構造保持のために、折り曲げ加工などによって変形され、間隔板2自体の形状を保持できる形状保持性能を有する素材で形成されていることが望ましい。また、間隔板2の厚みが増すと、間隔板2が流路を閉塞し、圧力損失の増大につながるため、間隔板2の膜厚が薄い方が望ましい。
The
流路板1と間隔板2とは、このような性状を満たす、セルロースなどからなるパルプ材といった紙材から構成されている。しかし、伝熱性のみを重視する場合には、流路板1と間隔板2とは、樹脂の薄膜又は金属の薄膜から構成されても良い。金属の具体例は、アルミニウム、鉄又はステンレスなどである。間隔板2は、積層後に複数の流路板1に挟まれつつその間に間隔を形成するため、略波形状を有する。間隔板2の略波形状は、コルゲートマシン又はラック及びピニオンなどを用いて、間隔板2の平板状の原板を挟み込むことによって略波形状に加工できる。
The
平板状の流路板1は、略波形状を有する間隔板2の山部分と接着剤などで接合され、ダンボール状の伝熱体3の単体を構成する。流路板1と間隔板2との接合により、剛性の低い流路板1が平面に保たれる効果も奏する。伝熱体3の単体は、1つの流路板1と1つの略波状の間隔板2との全ての端が一致し、流路板1の全体に間隔板2が接合されている。ここでは、接合に用いる接着剤とは、流体状の粘着性のある部材又は溶着において溶加材を溶解させて接着する場合の溶加材を含む。
The flat
なお、伝熱体3の構成は、流路板1と間隔板2とのそれぞれが1対応ずつで構成されなくても良い。たとえば、伝熱体3全体は、樹脂成型で製造されても良い。また、中央流路部材5と第1側部流路部材6又は第2側部流路部材7との接合は、第1接合テープ8又は第2接合テープ9によって接合されなくても良い。たとえば、中央流路部材5、第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7は、一体成型されても良い。
In addition, the structure of the heat-
<切り欠き部33の詳細>
図6は、本発明の実施の形態1に係る熱交換素子14に形成された切り欠き部33を示す拡大斜視図である。図7は、本発明の実施の形態1に係る熱交換素子14に形成された切り欠き部33に気密処理13を施した状態を示す拡大斜視図である。図6及び図7に示すように、伝熱体3の完成後に切り欠き部33が形成される。そして、切り欠き部33の表面には、気密処理13が施される。気密処理13は、粘性を有する気密処理剤を用いて施されても良い。また、気密処理13は、熱発泡性気密処理剤を用いて施されても良い。<Details of
FIG. 6 is an enlarged perspective view showing the
図6に示すように、中央流路部材5には、第1流体10及び第2流体11が平行に流れる積層された流路を横断する方向に、正面方向Fの上層から背面方向Bの下層まで全部にわたって連続して、切り欠き部33が形成されている。切り欠き部33は、流路方向の左方Lと右方Rとの間の幅が中心に向かって広くなるあり溝形状である。
As shown in FIG. 6, in the central
図7に示すように、切り欠き部33には、気密処理13が施されている。ここで、気密処理13は、気密処理剤を用いて施される。気密処理剤としては、ウレタン系、アクリル系又はシリコーン系のシーラント剤が挙げられる。シーラント剤は、切り欠き部33の表面に塗布されるだけでも良い。しかし、望ましくは、シーラント剤が粘性を有し、塗布後に押し込んで隣り合う流路板1同士の隙間を埋めるものが良い。また、気密処理剤は上記に限られない。たとえば、気密処理剤は、発泡剤を含有した塗料などを用い、塗布後に熱を付与して発泡処理を行い、隣り合う流路板1同士の隙間を埋めても良い。発泡剤としては、熱膨張性の中空弾性体微小球、無機発泡剤、ニトロソ系発泡剤、アゾ系発泡剤又はスルホニルヒドラジド系発泡剤などがある。
As shown in FIG. 7, the
このような気密処理13とは、気密処理剤が流路断面に塗布され、隣り合う流路板1同士の間の流路を遮断する処理である。切り欠き部33に対して気密処理13が行われることにより、切り欠き部33内に含まれる流路が遮断される。中央流路部材5と第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7それぞれとの接合箇所の端部には、予め切り欠き部33によって遮断された流路が形成されている。このため、中央流路部材5と第1側部流路部材6又は第2側部流路部材7それぞれとの接合箇所の端部が剥がれた場合でも、剥がれた端部の流路に切り欠き部33及び切り欠き部33の表面に施された気密処理13によって当該流路が遮断されているため、第1流体10及び第2流体11の混合が確実に防止できる。
The
なお、切り欠き部33は、複数個設けられても良い。しかし、切り欠き部33は、最小でも中央流路部材5の1つの縁部に1つ設けられる。また、切り欠き部33の全てに気密処理13が施される。
A plurality of
切り欠き部33は、複数の流路板1が積層された伝熱体3が構成された後に、ノコギリ又はウォーターカッターなどを用いた切断工程によって切除されて良い。しかし、これに限られない。たとえば、積層前の流路板1あるいは1つの流路板1と1つの間隔板2とから構成された伝熱体3の単体の各層をカッター又はトムソンによる切断工程によって切除してからこれらを積層しても良い。いずれの工程を経ても、各層の切り欠き部33の位置は、熱交換素子14の正面方向Fから見て同一の箇所に形成され、流路板1の積層方向では揃っている。
The
<熱交換素子14の動作>
図8は、本発明の実施の形態1に係る伝熱体3の単体における第1流体10の流れを示す説明図である。図9は、本発明の実施の形態1に係る伝熱体3の単体における第2流体11の流れを示す説明図である。図10は、本発明の実施の形態1に係る熱交換素子14内での第1流体10及び第2流体11の流れを示す図4のA−A線での断面図である。<Operation of
FIG. 8 is an explanatory view showing the flow of the
図3に示すように、複数の流路板1を積層する際に、隣り合う流路板1が間隔板2を介して交互に接着されて積層される。これにより、1つの流路板1とそれに対向して隣り合う流路板1との間に、間隔板2が挟み込まれて流路となる空間が形成されている。図8に示すように、伝熱体3の単体には、第1側部流路部材6から流入し、中央流路部材5を経由し、第2側部流路部材7へと通じる第1流体10の第1流路が形成される。一方、図9に示すように、第1流路に対して流路板1を挟んだ伝熱体3の単体には、第2側部流路部材7から流入し、中央流路部材5を経由し、第1側部流路部材6へと通じる第2流体11の第2流路が形成される。
As shown in FIG. 3, when stacking a plurality of
これら第1流路及び第2流路内に熱交換する第1流体10及び第2流体11を各層にそれぞれ交互に流すことにより、流路板1を通じて隣り合う層ごとに熱交換を行う。熱交換素子14は、室外Oの空気と室内Iの空気とを内部に流通させて熱交換する。熱交換を行うに際し、熱交換素子14は、室外Oの空気を室内Iに取り込む第1流路と、室内Iの空気を室外Oに出す第2流路とが形成される。第1流路には、室外Oから流入する空気である第1流体10が流通する。第2流路には、室内Iから流出する空気である第2流体11が流通する。
By alternately flowing the
第1流体10は、流入口15から第1側部流路部材6内の第1流路を通り、中央流路部材5内の第1流路へと進み、第2側部流路部材7内の第1流路を通り、流出口16から排出される。一方、第2流体11は、流入口17から第2側部流路部材7内の第2流路を通り、中央流路部材5内の第2流路へと進み、第1側部流路部材6内の第2流路を通り、流出口18から排出される。
The first fluid 10 passes from the
第1流体10の流入口15と第2流体11の流入口17とは、中央流路部材5を挟んで反対側に配置されている。一方、第1流体10の流出口16と第2流体11の流出口18とは、中央流路部材5を挟んで反対側に配置されている。第1流体10の流入口15と第2流体11の流出口18とは、第1側部流路部材6と第2側部流路部材7とにわたる直線に対して線対称に第1側部流路部材6に形成されている。第1流体10の流出口16と第2流体11の流入口17とは、第1側部流路部材6と第2側部流路部材7とにわたる直線に対して線対称に第2側部流路部材7に形成されている。
The
このため、中央流路部材5内では、第1流体10の流れ方向と第2流体11の流れ方向とが逆方向となる。この様子を図10の断面図を用いて説明すると、1つの伝熱体3の単体は、流路板1と間隔板2とで囲まれた1層に形成された複数の第1流路を有する。これらの第1流路内を流れる第1流体10の向きは、全て同じ方向であり、図10では紙面手前から紙面奥方向へと流れる。
For this reason, in the central
一方、上記伝熱体3の単体に連続して重なる伝熱体3の単体も、同じく流路板1と間隔板2とで囲まれた1層に形成された複数の第2流路を有する。これらの第2流路内を流れる第2流体11の向きは、全て同じ向きであり、図10では紙面奥から紙面手前方向へと流れる。
On the other hand, the single
このように、第1流体10と第2流体11とが交互に流通する積層された各層の第1流体10又は第2流体11の流れが交互に逆方向であり、第1流体10と第2流体11とが流路板1を挟んで対面して全熱交換が行われる。これにより、熱交換素子14は、高い全熱交換効率が達成できる。
Thus, the flow of the
<従来例の熱交換素子14>
図11は、従来例の熱交換素子14を示す斜視図である。図11に示すように、従来例の熱交換素子14には、切り欠き部33が形成されず、気密処理13が施されていない。<
FIG. 11 is a perspective view showing the
<従来例の熱交換素子14の課題>
図12は、従来例の熱交換素子14における流路の破綻の様子を示す説明図である。図12では、第1側部流路部材6における中央流路部材5との接合箇所にて、第2流路が破綻した状態を示す。図12では、第1流路は、第1流体10が紙面手前から紙面奥方向へ流れる。一方、図12では、第2流路は、第2流体11が紙面右方から紙面左方へ流れる。つまり、第1側部流路部材6では、図8及び図9に示すように、第1流体10が流入口15から中央流路部材5に流れ、第2流体11が第1流体10と逆方向かつ交差方向である、中央流路部材5から流出口18に流れる。第1流体10と第2流体11とは、流路板1を介して分断された第1流路と第2流路とをそれぞれ流通し、本来は第1流体10と第2流体11とが混合されることはない。<Problems of
FIG. 12 is an explanatory view showing the failure of the flow passage in the
図12に示すように、経年使用に伴う伝熱体3での反りが生じた流路板1と間隔板2との密着状態の剥がれが生じると、流路板1と間隔板2との間に、反りが生じた流路板1と間隔板2とが離間した流入隙間19が発生する。ここでは、第2流路に流入隙間19が発生した場合を述べる。流入隙間19が発生すると、中央流路部材5と第1側部流路部材6との間で本来平坦に繋がって同じ幅で隣り合う流路板1同士の間の第2流路の間隔が第1側部流路部材6にて大きくなる。これにより、中央流路部材5の第1流路と流入隙間19を有する第1側部流路部材6の第2流路とが繋がる。そして、中央流路部材5の第1流体10が第1側部流路部材6の第2流路に侵入できる状態となる。あるいは、第1側部流路部材6の第2流体11が中央流路部材5の第1流路に侵入できる状態となる。このように、間隔板2による第1流路及び第2流路の相互間隔の規制が不十分となる。それゆえ、中央流路部材5と第1側部流路部材6とのそれぞれの本来平坦に繋がるべき流路板1同士の位置ずれ箇所から第1流体10と第2流体11との混合が生じる。
As shown in FIG. 12, when peeling of the adhesion state between the
<実施の形態1での従来例の課題の解決方法>
実施の形態1では、熱交換素子14に切り欠き部33が形成されている。このため、中央流路部材5と第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7それぞれとの接合箇所の端部の流路は、切り欠き部33及び気密処理13にて第1流体10及び第2流体11の流通が予め遮断されている。したがって、中央流路部材5と第1側部流路部材6又は第2側部流路部材7それぞれとの接合箇所の端部にて、反りが生じた流路板1と間隔板2とが離間した流入隙間19が発生しても、中央流路部材5と第1側部流路部材6又は第2側部流路部材7とのそれぞれの本来平坦に繋がるべき流路板1同士の位置ずれ箇所からの第1流体10及び第2流体11の混合が効果的に遮断できる。よって、実施の形態1の熱交換素子14では、経年劣化しても第1流体10及び第2流体11の換気機能と熱交換機能とが効果的に発揮できる。<Method for Solving Problem of Conventional Example in
In the first embodiment, the
<変形例1>
図13は、本発明の実施の形態1の変形例1に係る熱交換素子14を示す斜視図である。ここでは、上記実施の形態と同様な事項を省略し、その特徴部分のみ説明する。<
FIG. 13 is a perspective view showing a
図13に示すように、熱交換素子14は、切り欠き部33に挿通されるレール部材34を備える。レール部材34は、あり溝状の切り欠き部33に熱交換素子14の流路板1の積層方向の全体にわたって挿通されている。切り欠き部33が1対形成されているので、レール部材34も1対設けられている。切り欠き部33の表面には、気密処理13が施されている。
As shown in FIG. 13, the
レール部材34は、金属又は樹脂で構成されている。このため、レール部材34は、環境の温湿度などの変化による体積変化が小さい。レール部材34は、切り欠き部33のあり溝形状と同様な断面台形形状の四角柱形状である。レール部材34は、熱交換素子14の流路板1の積層方向の長さよりも長く、熱交換素子14の両端の流路板1から両端部を突出させている。つまり、レール部材34は、熱交換素子14から両端部を飛び出させている。
The
レール部材34は、熱交換素子14の流路板1の積層方向の一端から切り欠き部33に挿入される。このとき、レール部材34は、切り欠き部33のあり溝形状の断面台形の斜辺部の面によって切り欠き部33からの離脱が規制される。このため、中央流路部材5の流路板1の端の上方U又は下方Dの方向には抜けない。
The
熱交換素子14は、レール部材34を支持する支持材35を備える。支持材35は、1対のレール部材34のそれぞれの両端部を熱交換素子14の流路板1の平面部を跨いで繋げている。支持材35は、金属又は樹脂から構成されている。支持材35は、環境の温湿度などの変化による体積変化が小さい。支持材35とレール部材34との接触部は、面で触れており、レール部材34に中央流路部材5の中心方向へと力がかかった際に、支持材35が触れた面で支える構造である。
The
このように、レール部材34及び支持材35を備えることにより、熱交換素子14の経年劣化により、中央流路部材5の中心方向への変形が防止でき、製品寿命が延長できる。具体的には、中央流路部材5が中心方向へ変形する際に、中央流路部材5の切り欠き部33からレール部材34に中央流路部材5の中心方向への力がかかる。その力により、レール部材34が中央流路部材5の中心方向に移動しようとするが、支持材35が支持してレール部材34の移動を規制する。これにより、レール部材34の移動が生じず、熱交換素子14の変形が生じない。
Thus, by providing the
なお、レール部材34の形状は、中央流路部材5の端部の方向よりも中心方向に近い位置にて、中央流路部材5内を流れる流路と平行となる方向に長い形状であれば、断面台形だけでなく、断面多角形又は断面略円形などでも良い。
If the shape of the
<変形例2>
図14は、本発明の実施の形態1の変形例2に係る熱交換素子14を示す斜視図である。ここでは、上記実施の形態などと同様な事項を省略し、その特徴部分のみ説明する。図14に示すように、熱交換素子14は、当該熱交換素子14を嵌め込む枠体36を備える。枠体36には、レール部材34が切り欠き部33とともに挿通された凹部37が形成されている。切り欠き部33の表面には、気密処理13が施されている。<
FIG. 14 is a perspective view showing a
レール部材34は、切り欠き部33に挿通される断面多角形形状に加え、別の断面多角形形状が合わされた形状を有する。レール部材34の双方の断面多角形状の間には、くびれ部が設けられている。レール部材34の一例として断面台形形状が合わされた形状の場合には、断面台形の短辺部分が合わさり、長辺部分である端部よりも短い部分が存在する。この短い部分がくびれ部になる。
The
レール部材34のくびれ部を挟んで、熱交換素子14の切り欠き部33に挿通されている側を第1多角形部と称し、逆側に突き出た部分を第2多角形部と称する。
The side of the
熱交換素子14には、枠体36が設けられている。枠体36は、熱交換素子14が枠体36内に配置される際に、熱交換素子14を案内する。枠体36は、熱交換素子14が挿入される方向に沿って設けられた箱部材である。
The
枠体36には、レール部材34の第2多角形部と同形状の凹部37が形成されている。熱交換素子14が枠体36に挿入され、レール部材34が熱交換素子14の切り欠き部33及び凹部37の双方に挿通される。これにより、熱交換素子14が枠体36に固定される。このように固定された熱交換素子14では、当該熱交換素子14を変形する力が生じても、熱交換素子14が枠体36に保持される。このため、熱交換素子14の変形が抑制できる。
The
<変形例3>
図15は、本発明の実施の形態1の変形例3に係る熱交換素子14を示す斜視図である。ここでは、上記実施の形態などと同様な事項を省略し、その特徴部分のみ説明する。図15に示すように、熱交換素子14は、当該熱交換素子14を嵌め込む枠体36を備える。枠体36には、レール部材34が切り欠き部33とともに挿通された凹部37が形成されている。切り欠き部33の表面には、気密処理13が施されている。<
FIG. 15 is a perspective view showing a
熱交換素子14は、1対の切り欠き部33の形状及び枠体36の1対の凹部37の形状が対となるもの同士でそれぞれ違う形状である。1対のレール部材34は、それぞれ対となる切り欠き部33及び凹部37の形状の組み合わせと同形状である。しかし、1対のレール部材34同士は、異なる形状である。
The
熱交換素子14の1対の縁部にそれぞれ形成される切り欠き部33は、それぞれの縁部にて異形状である。この異形状の切り欠き部33には、対応した形状のレール部材34が挿通される。熱交換素子14に挿通されたレール部材34は、挿通時に枠体36に形成された凹部37にも挿通される。
The
このとき、熱交換素子14の枠体36への設置向きが正しくないと、熱交換素子14にレール部材34が挿通できない。これにより、熱交換素子14の枠体36への設置方向が規定され、誤った向きでの取り付けが防止できる。
At this time, if the installation direction of the
<変形例4>
図16は、本発明の実施の形態1の変形例4に係る熱交換素子14を示す斜視図である。図17は、本発明の実施の形態1の変形例4に係る熱交換素子14を図16の矢視C方向から見て示す下面図である。ここでは、上記実施の形態などと同様な事項を省略し、その特徴部分のみ説明する。<Modification 4>
FIG. 16 is a perspective view showing a
図16及び図17に示すように、切り欠き部33は、熱交換素子14の流路板1の積層方向に対して傾斜して形成されている。これにより、切り欠き部33が流路板1の積層方向に沿って形成できない場合などにでも、切り欠き部33が形成できる。切り欠き部33の表面には、気密処理13が施されている。
As shown in FIG. 16 and FIG. 17, the
<変形例5>
図18は、本発明の実施の形態1の変形例5に係る熱交換素子14を示す斜視図である。ここでは、上記実施の形態などと同様な事項を省略し、その特徴部分のみ説明する。図18に示すように、切り欠き部33は、第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7に設けられても良い。切り欠き部33の表面には、気密処理13が施されている。<
FIG. 18 is a perspective view showing a
切り欠き部33は、第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7における中央流路部材5との接合箇所に隣接して形成されている。切り欠き部33が第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7における中央流路部材5との接合箇所に隣接するので、中央流路部材5と第1側部流路部材6又は第2側部流路部材7それぞれとの接合箇所の端部に剥がれが生じた場合に、切り欠き部33によって剥がれる端部の流路が予め遮断され、第1流体10及び第2流体11の混合が防止される。
The
<実施の形態1の効果>
実施の形態1によれば、熱交換素子14は、複数の流路板1が積層された中央流路部材5を備える。熱交換素子14は、中央流路部材5の両側にそれぞれ接合された第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7を備える。熱交換素子14は、積層方向に隣り合う流路板1同士の間を交互に第1流体10と第2流体11とが流通する流路に形成され、流路板1を介して第1流体10と第2流体11とが熱交換する。流路板1の平面方向における積層された流路板1の縁部に、流路の一部を遮断する切り欠き部33が形成されている。切り欠き部33の表面には、気密処理13が施されている。<Effect of
According to the first embodiment, the
この構成によれば、中央流路部材5と第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7それぞれとの接合箇所の端部の流路は、切り欠き部33及び気密処理13にて第1流体10及び第2流体11の流通が予め遮断されている。したがって、中央流路部材5と第1側部流路部材6又は第2側部流路部材7それぞれとの接合箇所の端部に剥がれが生じた場合に、第1流体10及び第2流体11の混合が確実に防止できる。よって、熱交換素子14では、経年劣化しても第1流体10及び第2流体11の換気機能と熱交換機能とが確実に発揮できる。
According to this configuration, the flow path at the end of the joining portion between the central
実施の形態1によれば、気密処理13は、粘性を有する気密処理剤を用いて施されている。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、気密処理剤が粘性を有することにより、気密処理剤の塗布後に気密処理剤が切り欠き部33の内部に押し込んで埋め込まれ、切り欠き部33の気密処理13がより確実に施せる。
According to this configuration, the airtightness processing agent has a viscosity, so that the airtightness treatment agent is pressed into the inside of the
実施の形態1によれば、気密処理13は、熱発泡性気密処理剤を用いて施されている。
According to the first embodiment, the sealing
この構成によれば、気密処理剤が熱発泡性を有することにより、気密処理剤の塗布後に気密処理剤が加熱されて発泡して切り欠き部33の内部に埋め込まれ、切り欠き部33の気密処理13がより確実に施せる。
According to this configuration, the airtightness treating agent is thermally foamable, so that the airtightness treating agent is heated and foamed after application of the airtightness treating agent, and is embedded in the
実施の形態1によれば、切り欠き部33は、中央流路部材5の縁部に形成されている。
According to the first embodiment, the
たとえば第1側部流路部材6に切り欠き部33が形成された場合には、中央流路部材5と第2側部流路部材7との接合箇所の端部に剥がれが生じた場合に、第1流体10及び第2流体11の混合が生じる。この構成によれば、切り欠き部33が中央流路部材5の縁部に形成されているので、中央流路部材5と第1側部流路部材6又は第2側部流路部材7それぞれとのどちらの接合箇所の端部に剥がれが生じた場合でも、第1流体10及び第2流体11の混合が防止できる。このように、切り欠き部33の製造個数が削減でき、熱交換素子14の製造が容易になる。
For example, when the
実施の形態1によれば、切り欠き部33は、第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7における中央流路部材5との接合箇所の縁部に形成されている。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、第1側部流路部材6における中央流路部材5との接合箇所の縁部に形成された切り欠き部33及び気密処理13は、中央流路部材5と第1側部流路部材6との接合箇所の端部に剥がれが生じた場合に、第1流体10及び第2流体11の混合が防止できる。第2側部流路部材7における中央流路部材5との接合箇所の縁部に形成された切り欠き部33及び気密処理13は、中央流路部材5と第2側部流路部材7との接合箇所の端部に剥がれが生じた場合に、第1流体10及び第2流体11の混合が防止できる。このように、中央流路部材5と第1側部流路部材6又は第2側部流路部材7それぞれとの接合箇所の端部に剥がれが生じた場合に、第1流体10及び第2流体11の混合が確実に防止できる。
According to this configuration, the
実施の形態1によれば、切り欠き部33は、積層された流路板1の全部に貫通して形成されている。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、1つの切り欠き部33は、積層された流路板1の全部にわたって第1流体10及び第2流体11の混合が確実に防止できる。また、切り欠き部33の形状が単純化でき、熱交換素子14の製造が容易である。
According to this configuration, one
実施の形態1によれば、切り欠き部33は、流路板1の平面方向に対して直交した流路板1の積層方向に沿って形成されている。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、切り欠き部33の形状が単純化でき、熱交換素子14の製造が容易である。
According to this configuration, the shape of the
実施の形態1によれば、切り欠き部33は、流路板1の積層方向に対して傾斜して形成されている。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、切り欠き部33が流路板1の積層方向に沿って形成できない場合などにでも、切り欠き部33が形成できる。
According to this configuration, even when the
実施の形態1によれば、切り欠き部33における流路板1の平面方向の幅は、流路板1の中心部に向かって広くなる。
According to the first embodiment, the width in the planar direction of the
この構成によれば、切り欠き部33にレール部材34を挿通した場合に、レール部材34が外側に抜け難くなる。
According to this configuration, when the
実施の形態1によれば、熱交換素子14は、切り欠き部33に挿通されるレール部材34を備える。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、熱交換素子14が切り欠き部33を有すると、熱交換素子14が変形に弱くなるが、レール部材34に支えられることにより、熱交換素子14の変形が抑制できる。
According to this configuration, when the
実施の形態1によれば、熱交換素子14は、熱交換素子14を嵌め込む枠体36を備える。枠体36には、レール部材34が切り欠き部33とともに挿通された凹部37が形成されている。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、切り欠き部33とともに枠体36の凹部37にレール部材34を挿通した場合に、レール部材34によって熱交換素子14が枠体36に確実に固定できる。
According to this configuration, when the
実施の形態1によれば、切り欠き部33は、流路板1の平面方向における積層された流路板1の対向する1対の縁部にそれぞれ形成されている。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、中央流路部材5と第1側部流路部材6又は第2側部流路部材7それぞれとの接合箇所の1対の縁部の端部に剥がれが生じた場合に、第1流体10及び第2流体11の混合が確実に防止できる。
According to this configuration, when peeling occurs at the end of the pair of edges of the joint between the central
実施の形態1によれば、1対の縁部にそれぞれ形成される切り欠き部33は、同形状である。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、切り欠き部33の形状が単純化でき、熱交換素子14の製造が容易である。また、熱交換素子14の左右上下の形状が同じにでき、熱交換換気装置20に搭載する際の方向が規定されず、搭載が容易になる。
According to this configuration, the shape of the
実施の形態1によれば、1対の縁部にそれぞれ形成される切り欠き部33は、それぞれの縁部にて異形状である。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、切り欠き部33の形状が異なることにより、熱交換素子14の左右上下の見分けがつき、熱交換換気装置20に搭載する際の方向が確実に規定できる。
According to this configuration, the left and right upper and lower parts of the
実施の形態1によれば、中央流路部材5と第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7のそれぞれとが接合された接合箇所には、密封部材としての第1接合テープ8及び第2接合テープ9が設けられている。
According to the first embodiment, the first joint as the sealing member is provided at the joint where the central
この構成によれば、中央流路部材5と第1側部流路部材6及び第2側部流路部材7のそれぞれとが接合された接合箇所が第1接合テープ8及び第2接合テープ9によって密封できる。
According to this configuration, the joint portion where the central
実施の形態1によれば、熱交換換気装置20は、上記の熱交換素子14を備え、室内Iと室外Oとの空気を換気しつつ熱交換を行う。
According to the first embodiment, the
この構成によれば、熱交換素子14を備える熱交換換気装置20では、中央流路部材5と第1側部流路部材6又は第2側部流路部材7それぞれとの接合箇所の端部に剥がれが生じた場合に、第1流体10及び第2流体11の混合が確実に防止できる。
According to this configuration, in the
1 流路板、2 間隔板、3 伝熱体、5 中央流路部材、6 第1側部流路部材、7 第2側部流路部材、8 第1接合テープ、9 第2接合テープ、10 第1流体、11 第2流体、13 気密処理、14 熱交換素子、15 流入口、16 流出口、17 流入口、18 流出口、19 流入隙間、20 熱交換換気装置、21 排気ファン、22 給気ファン、25 外気ダクト、26 給気ダクト、27 還気ダクト、28 排気ダクト、29 室外吸気口、30 室外排気口、31 室内給気口、32 室内排気口、33 切り欠き部、34 レール部材、35 支持材、36 枠体、37 凹部。
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記中央流路部材の両側にそれぞれ接合された第1側部流路部材及び第2側部流路部材と、
を備え、
積層方向に隣り合う前記流路板同士の間を交互に第1流体と第2流体とが流通する流路に形成され、前記流路板を介して前記第1流体と前記第2流体とが熱交換する熱交換素子であって、
前記流路板の平面方向における積層された前記流路板の縁部に、前記流路の一部を遮断する切り欠き部が形成され、
前記切り欠き部の表面には、気密処理が施される熱交換素子。A central flow passage member in which a plurality of flow passage plates are stacked;
A first side passage member and a second side passage member joined respectively to both sides of the central passage member;
Equipped with
The first fluid and the second fluid are alternately formed between the flow passage plates adjacent to each other in the stacking direction, and the first fluid and the second fluid are alternately formed through the flow passage plate. A heat exchange element that exchanges heat,
In the edge portion of the flow path plate stacked in the planar direction of the flow path plate, a cut-out portion for blocking a part of the flow path is formed;
The heat exchange element to which airtight processing is given to the surface of the said notch part.
前記枠体には、前記レール部材が前記切り欠き部とともに挿通された凹部が形成される請求項10に記載の熱交換素子。A frame into which the heat exchange element is fitted;
The heat exchange element according to claim 10, wherein the frame body is formed with a recess through which the rail member is inserted together with the notch.
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