JPH02238293A - 熱交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱交換装置、詳しくは本体ケーシングに、仕
切壁を介して給気通路と排気通路とを設け、これら給気
通路と排気通路とにそれぞれ給気ファン及び排気ファン
を内装し、前記給気通路と排気通路との交差部に熱交換
エレメントを介装した熱交換装置に関する。

（　　従　　来　　技　　術　　） 従来この種の熱交換装置として、例えば特公昭４７−１
９９９０号公報に記載された熱交攪エレメントを用いた
ものが知られている。この公報記載の熱交換エレメント
は、第６図に概略的に示すごとく、複数の平板状仕切板
（Ａ）の間に、波形の断面を有する間隔板ＣＢ）を挟ん
で複数段積層すると共に、該間隔板（Ｂ）の波形の長さ
方向が互いに直交するようにして、矢印（Ｃ）の方向へ
流体を流通させる第１通路ＣＤ）及び矢印（Ｅ）の方向
へ流体を流通させる第２通路（Ｆ）を形成し、これら第
１及び第２通路（Ｄ）（Ｆ）を流れる流体、例えば給気
と排気との間で、伝熱性と通湿性とを有する前記仕切板
（Ａ）を介して熱交換するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、前記従来技術の熱交換エレメントでは、複数
の平板状仕切板（Ａ）を介して給気と排気との間で熱交
換しているから熱交換効率が悪く、前記エレメントの全
体容積を変えることなく、熱交換する熱交換量を増やす
には、仕切板（Ａ）の間隔を狭くして段数を多くするこ
とが考えられるが、前記間隔板（Ｂ）における波形のピ
ッチが小さくなり、前記第１通路ＣＤ）及び第２通路（
Ｆ）の通路抵抗が増大して圧ｔｒｔが増加したり、文目
詰まりしたりすることが生じ、この結果熱交換効率の向
上に限界があった。

また、従来の熱交換エレメントを換気装置に用いる場合
、前記第１通路（Ｄ）と第２通路（Ｆ）との通路抵抗を
同じとし、その圧１０を同等にする必要から、前記熱交
換エレメントは正立方体となり、この熱交換エレメント
を用いる換気装置の厚さを薄くするにも限界があったし
、また、前記熱交換エレメントを換気装置に組付けると
き、組付誤りが生じたりする問題もあった。

本発明は以上の実情に鑑みて開発したもので、目的とす
るところは、圧損を増大させることなく熱交換効率を向
上できながら、薄形にでき、しかも熱交換エレメントの
組付性を向上できる熱交換装置を提供しようとする点で
ある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明では、本体ケーシン
グ（２０）に、仕切壁（２５）を介して給気通路（２９
）と排気通路（３０）とを設け、これら給気通路（２９
）と排気通路（３０）とにそれぞれ給気ファン（２８）
及び排気ファン（２７）を内装し、前記給気通路（２９
）と排気通路（３０）との交差部に熱交換エレメント（
１）を介装した熱交換装置において、前記熱交換エレメ
ント（１）は、伝熱性を育し、多数の凹凸条（４）（５
）をもった一対の波形板（６）（７）を、凹凸条（４）
（５）間に隙間を形成するごとく接合した複数のエレメ
ント単体（２）…から成り、これら各単体（２）…を前
記凹凸条（４）（５）の方向を同一方向として積層する
と共に、前記各単体（２）…間で、かつ、前記凹凸条（
４）（５）の長さ方向両端部に凹凸条の端部スペーサー
（１０）（１０）を介装し、前記凹凸条（４）（５）の
長さ方向に延びるストレートな第１通路（８）と、この
第１通路（８）と直交する方向に延びる波形の第２通路
（８）とを形成する一方、前記熱交換エレメント（１）
を、該エレメント（１）における第２通路（９）側の長
さを、前記第１通路（８）側の長さより短寸とした直方
体形状としていることを特徴とするものである。

る。

（作用） 波形の第２通路（９）側の長さを、空気の流通抵抗の少
いストレートな第１通路（８）側の長さより短寸にする
ことにより、第１通路（８）と第２通路（９）の圧損を
同一にでき、かつ、圧損を増大させることなく熱交換効
率を向上できるのである。しかも、前記熱交換エレメン
ト（１）は、直方体形状としているから、ケーシング（
２０）への内装時、取り付け方向を間違えることがない
し、また、対角線を中心とした高さは、一般に正立方体
形状より低くできるのであるから、全体として薄形にで
きるのである。

（　　実　　施　　例　　） 第１図に示した熱交換装置は、換気装置であって、本体
ケーシング（２０）の内部に、長辺をＡ１短辺をＢ及び
高さをＹとした直方体形状とした熱交換エレメント（１
）を斜め状に内装すると共に、前記ケーシング（２０）
を、４つの仕切壁（２５ａ）（２５ｂ）（２５ｃ）（２
５ｄ）により、前記熱交換エレメン｝　（１）の長辺側
に面する２つの区画（２６ａ）（２Ｅ３ｄ）と、前記熱
交換エレメント（１）の短辺側に・面する２つの区画室
（２８ｂ）（２６ｃ）との４つの区画室に区画している
。そして、区画室（２６ａ）には給気口（２１）、区画
室（２６ｂ）には室内空気取入れ口（２２），区画室（
２８ｃ）には排気口（２３）及び区画室（２８ｄ）には
室外空気取入れ口（２４）を個別に設けると共に、前記
排気口（２３）を備えた区画室（２８ｃ）には排気ファ
ン（２７）を又、前記室外空気取入れ口（２４）を備え
た区画室（２８ｄ）には給気ファン（２８）を配置して
、前記熱交換エレメント（１）における後記する第２通
路（９）を介して前記区画室（２Ｅ３ａ）と区画室（２
６ｄ）とを連通させて、給気通路（２９）を形成すると
共に、前記熱交換エレメント（１）における後記する第
１通路（８）を介して前記区画室（２　６　ｂ）と区画
室（２８ｃ）とを連通させ排気通路（３０）を形成して
いるのである。

前記熱交換エレメント（１）は、第３図に示した長方形
状のエレメント単体（２）を、端部スペーサー（１０）
（１０）及び中間スペーサー（ｌ１）を介して、第２図
に示したように複数積届して構成するもので、全体とし
て直方体形吠に形成している。

長方形状の前記エレメント単体（２）は、第３図に拡大
して示したように、平らで矩形状とした仕切板（３）と
、該仕切板（３）の上下両面に接着され、１〜１０龍の
ピッチとした多数の凹凸条（４）（５）を備えた一対の
伝熱性と通湿性を育する矩形の波形板（８）（７）とか
ら形成している。前記各波形板（８）（７）は、凹凸条
（４）（５）の方向を同一方向としており、前記平板状
仕切板（３）の上面に接着する波形板（６）の四条（４
）と、下面に接着する波形板（７）の凸条（５）が対応
するごとくしている。

しかして、前記単体（２）には、前記仕切板（３）の上
面に接合した波形板（６）における凸条（５）と、下面
に接合した波形板（７）における四条（４）との間に、
第１通路（８）となる隙間が形成されるのである。

また一方、前記単体（２）のＭＩＪＩ！に際し、前記各
単体（２）…間で、かつ、前記凹凸条（４）（５）の長
さ方向両端部、即ち短辺側両端部には、前記凹凸条（４
）（５）に対応した波形の端郎スペーサー（１０）（１
０）を介装して、積層方向に隣接する単体（２）（２）
間の間隔を保持するごとく、下層のエレメント単体（２
）における波形板（６）の凸条（５）と、上層のエレメ
ント単体（２）における波形板（７）の四条（４）と対
向するように行なうのであり、前記凹凸条（４）（５）
の長さ方向両端部即ち、短辺側両端部を、前記端部スペ
ーサー（１０）（１０）により封止し、上下に隣接する
単体（２）（２）と両スペーサー（１０）（１０）とに
より、前記第１通路（８）と直交する波形状の第２通路
（９）を形成するのである。

尚、（３１）は前記給気ファン（２８）とｖ１気ファン
（２７）とを駆動するモータ、（３２）（３２）はフィ
ルターである。

このように前記単体（２）を積届して熱交換主レメント
（１）を構成すると、前記第１通路（８）はストレート
状であるのに対して、前記第２通路（９）は、第４図に
示すように、波形通路となり、空気の流れが繰り返し曲
がることにより生じる曲がり抵抗や、曲がりを繰り返す
空気の流れに直交する方向における空気通過断面積の縮
小、拡大による、縮小抵抗、及び拡大抵抗等にょり、第
２通路（９）を流れる空気の圧力損失が、ストレートな
第１通路（８）に比較して、大きくなるのである。従っ
て、前記したごとく長方形伏のエレメント単体（２）を
複数積層することにより、前記熱交換エレメント（１）
を直方体形状にするのであり、直方体形状にすることに
より、第２通路（９）側の長さを、第１通路（８）側の
長さより短くして、第１通路（８）を流れる排気と、第
２通路（９）を流れる給気との圧損を同程度にしたもの
である。

因みに、前記単体（２）の積層間隔を、前記波形板（６
）（７）における凹凸条（４）（５）の高さと同一にす
ると共に、前記熱交換エレメント（１）の全体容積を、
一辺の長さをＡとする従来の正立方体形杖の熱交換エレ
メントと同じ容積とした場合には、前記第１通路（８）
と第２通路（９）との圧損を同程度にするには、前記第
２通路（９）側の短辺の長さＢを、第１通路（８）側の
長辺の長さＡの凡そ０．７〜０．９倍にする一方、高さ
Ｙを１．１〜１．４倍程度にするのである。

尚、前記凹凸条（４）（５）の高さを高くしたり、この
凹凸条（４）（５）の高さに対する前記各単体（２）の
積層間隔を狭くしたりする場合、長辺に対する短辺の比
を１対０．５にすることもある。

又、前記単体（２）の積居間隔は前記凹凸条（４）（５
）の高さと同一にする以外、前記凹凸条（４）（５）の
高さより高くすることも可能であって、この場合には第
２通路（９）の抵抗が少なくなり、第２通路（９）側の
長さを短かくできるから前記長辺と短辺との比は小さく
なる。更に、前記第２通路（９）側の長さと、第１通路
（８）側の長さを短か《すると共に、各単体（２）の積
層数を多くすることにより高さは高くなるが、正立方体
形状とした従来例の熱交換エレメントと同一容積とした
場合、前記各通路での圧損を小さくできる。

また、第５図は前記エレメント単体（１）の構成におけ
る他の例を示したもので、前記仕切板（３）の上下に接
合する波形板（Ｅ３）（７）における凹凸条（４）（５
）のピッチを半ピッチずらせて接合したものである。（
ｌ２）は第１通路（８）の側面を閉鎖する側面閉鎖板で
ある。

又、前記エレメント単体（１）は三角形状で示したが、
波形形状にしてもよいのである。

以上のように構成すると、第１図に示したように、前記
給気及び排気ファン（２７）（２８）を同一のモータ（
３１）で駆動する場合、前記第１通路（８）と第２通路
（９）との圧力損失が同一であるから、同一容量の給気
及び排気ファン（２７）（２８）を用いて給気量及び排
気量を均衡させられ、しかも、前記熱交換エレメント（
１）における第２通路（９）側の長さを、前記第１通路
（８）側の長さより短《して、前記熱交換エレメント（
１）の形状を直方体形状にしているから、該熱交換エレ
メント（１）の取付け時、その取付け方向を間違えるこ
とがないので、その組付性が向上するのであり、しかも
、前記熱交換エレメント（１）における第２通路（９）
側の長さを、前記第１通路（８）側の長さより短くして
、第１図に示すように、前記熱交換エレメント（１）の
対角線を前記隔壁（２５ｂ）、（２５ｄ）の延長線上に
来るように配置できるから、前記熱交換エレメント（１
）における第２通路（９）側の長さと、前記第１通路（
８）側の長さを同一にした正立方体形状のものに比較し
て、前記対角線に対して直交する方向の高さが低くなり
、装置全体の上下高さを薄形にできるのである。

また、前記波形板（８）（７）を介して各通路（８）（
９）を流れる給気と排気とを熱交換できるから、熱交換
効率がよくなるのであって、熱交換量を従来例と同等に
なるごとくすれば前記熱交換エレメント（１）をそれだ
け小形化でき、熱交換装置も小形化できるのである。

更に、前記換気ファンと排気ファン（２８）（２７）を
駆動することにより、給気ファン（２８）の風切り騒音
が発生するが、この風切り騒音は、前記第２通路（９）
を経て前記給気口（２１）から室内に入るのであって、
圧損が同程度であっても、騒音の減衰効果の大きい波形
の前記第２通路（９）において騒音が減衰され、室内へ
漏れる給気ファン（２８）の騒音が小さくなり、静粛な
換気が行えるのである。

尚、第２図及び第５図に示したものは全熱交換エレメン
トであって、前記エレメント単体（２）を構成する平板
状仕切板（３）には、例えば、難燃材であるクラフト紙
を、また、波形板（６）（７）には吸湿性と難燃性及び
伝熱性を有する紙、例えば、塩化リチウム、シリカゲル
等の吸湿剤を浸透させた紙材を用いるのであって、温度
交換と共に湿分交喚可能としたが、その他、吸湿性はな
いが伝熱性を有する材料、例えばアルミニウムやステン
レスなどの金属板又はプラスチック板を用いて、温度交
換のみ、つまり、顕ハ回収のみに利用してもよいのであ
って、例えば燃焼装置等における燃焼空気の予熱器とし
ても使用できるのである。

又、第２図及び第５図において、（３ａ）は閉鎖板であ
って、単体（３）の積届上下郎に位置し、前記単体（３
）を構成する一対の波形板（６）（７）の一方を取り除
いたものから構成している。

（　発明の効果　） 以上説明したように、本発明の熱交換装置によれば、前
記給気通路（２９）と排気通路（３０）との交差部に介
装した熱交換エレメント（１）は、伝熱性を有し、多数
の凹凸条（４）（５）をもった一対の波形板（ｆ３）（
７）を、凹凸条（４）（５）間に隙間を形成するごとく
接合した複数のエレメント単体（２）…から成り、これ
ら各単体（２）…を前記凹凸条（４）（５）の方向を同
一方向として積層すると共に、旧記各単？（２）…間で
、かつ、前記凹凸条（４）（５）の長さ方向両端部に凹
凸条の端部スペーサー（１０）（１０）を介装し、前記
凹凸条（４）（５）の長さ方向に延びるストレートな第
１通路（８）と、この第１通路（８）と直交する方向に
延びる波形の第２通路（９）とを形成する一方、前記熱
交換エレメント（１）を、該エレメント（１）における
第２通路（９）側の長さを、前記第１通路（８）側の長
さより短寸とした直方体形状としているから、各通路（
８）（９）での圧損を増大させることなく熱交換効率を
向上できるのであり、 熱交換量を従来例のものと同じにすれば、前記熱交換エ
レメント（１）の小形化ができ、ひいては装置■全体を
小形化できるのであり、また、前記各通路（８）（９）
の圧損を同一にできるから、換気装置に適用する場合、
給気量と排気量とを同等に均衡させられるので有効な換
気が行なえるし、また、前記熱交換エレメント（１）を
直方体形状としているから、このエレメント（１）を内
装する本体ケーシング（２０）の厚さ（上下高さ）を薄
くでき、ｖｉＺ全体を薄形に形成できるのであり、また
、前記熱交換エレメント（１）を本体ケーシング（２０
）に組付ける際、組付誤りがなく、その組付性も向上で
きるのである。

また、前記凹凸条（４）（５）を同一方向にして、複数
の前記エレメント単体（２）…を積層しているから、前
記熱交換エレメン｝　（１）の製作も［単にできるので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる熱交換２置の断面図、第２図は
、熱交換エレメントの斜視図、第３図はエレメント単体
の斜視図、第４図は第２通路の模式縦断説明図、第５図
は熱交換エレメントの他の実施例、第６図は、従来例を
示す熱交喚エレメントの斜視説明図である。 （１）…・熱交換エレメント （２）…・エレメント単体 （４）……凹条 （５）……凸条 （８）（７）……波形板 （８）……第１通路 （９）……第２通路 （１０）…・端部スペーサー （２０）…・本体ケーシング （２７）…・排気ファン （２８）…・給気ファン （２９）…・給気通路 （３０）…・排気通路 第４図 ２工Ｌメ）ト竿νト 第１図 ２ｑ松λｉ路 第２図 ベ 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）本体ケーシング（２０）に、仕切壁（２５）を介し
   て給気通路（２９）と排気通路（３０）とを設け、これ
   ら給気通路（２９）と排気通路（３０）とにそれぞれ給
   気ファン（２８）及び排気ファン（２７）を内装し、前
   記給気通路（２９）と排気通路（３０）との交差部に熱
   交換エレメント（１）を介装した熱交換装置であって、
   前記熱交換エレメント（１）は、伝熱性を有し、多数の
   凹凸条（４）（５）をもった一対の波形板（６）（７）
   を、凹凸条（４）（５）間に隙間を形成するごとく接合
   した複数のエレメント単体（２）…から成り、これら各
   単体（２）…を前記凹凸条（４）（５）の方向を同一方
   向として積層すると共に、前記各単体（２）…間で、か
   つ、前記凹凸条（４）（５）の長さ方向両端部に凹凸条
   の端部スペーサー（１０）（１０）を介装し、前記凹凸
   条（４）（５）の長さ方向に延びるストレートな第１通
   路（８）と、この第１通路（８）と直交する方向に延び
   る波形の第２通路（９）とを形成する一方、前記熱交換
   エレメント（１）を、該エレメント（１）における第２
   通路（９）側の長さを、前記第１通路（８）側の長さよ
   り短寸とした直方体形状としていることを特徴とする熱
   交換装置。