JPH04208395A - 熱交換素子 - 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、熱交換素子に関し、より詳しくは複数の平板
状のライナー間に、断面が波形状に折曲された、流体通
路を形成するためのコルゲートが介在され、上記ライナ
ーを介して隣設する流体通路を流れる流体間の熱交換を
行うための熱交換素子に関する。

〈従来の技術〉 従来より、熱交換素子としては、熱交換すべき二つの流
体の流れ方の違いから、向流型、対向流型または直交型
（斜文型）のものが知られているが、空調装置に用いら
れる熱交換素子としては、通常対向流型または直交型が
採用されている。

第５図は、従来の熱交換素子Ｂの一例を示す斜視図であ
る。この熱交換素子Ｂは、複数の平板状のライナー５１
の間に複数の流体通路５３を形成するコルゲート５２を
介在させたものであり、上記ライナ−５１の横断面形状
は三角形断面の繰返しによる波形状に折曲されている。

また、上記各ライナー５１は、流体通路５３の開放端５
３ａ。

５３ｂか、熱交換素子Ｂの側面５４ａと該側面５４ａに
隣り合った側面５４ｂとに交互に配置されるように、−
段ずつ交互に直交させた状態で介在されている。

上記ライナー５１は、通常、伝熱性と透湿性とを合わせ
持ったクラフト紙に吸湿剤を含浸させた特殊加工紙から
なる平板状のものてあり、コルゲート５２は、通常一般
のクラフト紙により形成される。

この熱交換素子Ｂは、二つの熱交換すべき流体それぞれ
を、流体通路５３の開放０５３ａ及び開放口５３ｂに導
入し、流体通路５３内でライナー５１を介して熱交換を
行うものである。

また、この熱交換素子Ｂは、例えば第６図に示すように
、架設ロール６１によりクラフト紙６０を三角形断面の
繰返しからなる波形状に連続的に折曲してコルゲート５
２を得て、このコルゲート５２の三角形の頂点部分をラ
イナー５１に接着した後、これらを所定間隔毎に切断し
て、複数枚積層することにより製造する。

この熱交換素子Ｂは、比較的小型て、高い効率で熱交換
を行うことができると共に、コルゲート５２を前記のよ
うに架設ロール６１により連続的に製造することができ
るので、製造コストが安価である。

一方、特開昭６２−１７８８９３号公報には、第８図お
よび第９図に示すように、ライナー８１間にライナー８
１に対して垂直な隔壁８２を設けた熱交換素子Ｂ１が提
案されている。

〈発明か解決しようとする問題点〉 しかし、上記熱交換素子Ｂでは、流体が通るライナー５
１間の断面積に占めるコルゲート５２の断面積の割合が
大きく、相対的に流体通路５３の断面積が小さくなるた
め、静圧損失が大きいという問題があった。このため、
熱交換素子Ｂ力、く配置されている全熱交換ユニットの
給排気ファンの回転数を高くする必要があり、その分運
転音が高く、消費電力も大きくなるという問題があった
。

これに対し、特開昭６２−１７８８９３号公報記載の熱
交換素子Ｂ１は、ライナー８１間にライナー８１に対し
て垂直な隔壁８２を有しているので、流体通路５３の断
面積が大きく、静圧損失か小さいという利点を有するか
、各隔壁８２をライナー８１に対して個別に連結する構
造であるから、隔壁８２の製造に手間かかかり、製造コ
ストか高くなるという問題かあった。

また、隔壁８２はライナー８１に対して垂直であるので
、横方向の圧縮、倒れおよび引張り等に弱く、機械的強
度が弱いという問題もあった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、十
分な機械的強度を有し、静圧損失か小さく、熱交換ユニ
ットの運転音および消費電力を低く押えることができ、
また高い効率で熱交換を行うことができ且つ安価に製造
できる熱交換素子を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 上記問題を解決するための本発明に係る熱交換素子は、
複数の平板状のライナー間に、断面か波形状に折曲され
た、流体通路を形成するためのフルゲートが介在され、
上記ライナーを介して隣設する流体通路を流れる流体間
の熱交換を行うための熱交換素子であって、コルケート
の断面が、台形断面の繰返しからなる波形状に折曲され
ていることを特徴とする。

また、本発明に係る熱交換素子は、コルゲートか伝熱性
および透湿性を有するものであってもよい。

さらに、コルゲートとライナーとの接触部分に、当該接
触部分における二、つの流体間の熱交換を促進するため
の透孔が設けられていてもよい。

く作　用〉 上記構成の熱交換素子は、コルケートの断面か、台形断
面の繰返しからなる波形状であるので、ライナー間の断
面に占峠るコルゲートの断面の割合を、従来の三角断面
の繰返しからなるものよりも小さくすることができ、そ
の分、流体通路の断面積を大きく取ることができる。

また、コルゲートの側壁部分は、ライナーに対して斜め
方向に交差するので、この熱交換素子は横方向および縦
方向の圧縮、倒れおよび引張り等に対しても強いものと
なる。

さらに、コルゲートは、例えばこれを構成する素材を、
製膜ロールにより断面か台形断面の繰返しからなる形状
に折曲することにより連続的に形成することができるの
で、効率良く製造することかできる。

また、コルゲートを伝熱性および透湿性を有する素材で
形成した場合には、コルゲートとライナーとが接触する
二重の部分においても、コルゲートの伝熱性により、ラ
イナーを介して隣設する流体通路を流れる流体間の熱交
換か良好に行われる。

また、コルゲートが透湿性を有しているので、コルゲー
トに吸収された水分は、毛細管現象により、上記接触部
分に積極的に移動し、この接触部分からライナーを介し
て蒸発する。したがって、接触部分に水分が溜まること
が防止される結果、当該接触部分において、熱交換か妨
げられる虞れはない。

一方、フルゲートとライナーとの接触部分に、当該接触
部分における上記流体間の熱交換を促進するための透孔
か設けられている場合は、コルゲートとライナーとが接
触している二重の部分ても、上記透孔により熱交換が良
好に行われる。また、この透孔から水分かライナーを介
して蒸発するので、上記接触部分に水分が溜まり、熱交
換か妨げられる虞れがない。

〈実施例〉 次いで、本発明の実施例について図を参照しながら以下
に説明する。

第１図は、本発明に係る熱交換素子Ａの一実施例を示す
斜視図である。この熱交換素子Ａは、伝熱性および透湿
性を有する素材で形成された複数の平・板状のライナー
１間に、ライナーｌを介して熱交換される流体が流れる
複数の流体通路３を形成するコルゲート２を配置したも
のである。コルゲート２は、その断面が台形の繰返しか
らなる波形状に折曲されており、その台形断面の頂面部
分２１がライナー１と接着されている。そして、コルゲ
ート２は、流体通路３の開放端３１ａ、３１ｂが、熱交
換素子Ａの側面１ａと該側面１ａに隣り合った側面１　
ｂ’とに相互に配置されるように、−段ずつ交互に直交
させた状態でライナー１間に配置されている。

この熱交換素子Ａでは、コルゲート２の断面が台形の繰
返しからなる波形状に折曲されているので、側壁部分２
２の形成数を、従来の三角形断面の繰返しからなるもの
に競べて少なくすることができる。このため、ライナー
１間の断面におけるコルゲート２の側壁部分２２のか占
める面積の割合を小さくし、流体通路３の断面の割合を
大きくすることができる。

すなわち、この熱交換素子Ａでは、第５図に示したよう
な、断面が三角形の繰返しからなる波形状に折曲されて
いるコルゲート５２を有する熱交換素子Ｂに比べて、例
えば流体通路３の有効直径を１．３〜１．５倍とし、静
圧損失を４０〜５０％低減することができる。

より具体的には、上記従来の熱交換素子Ｂにおいて、上
記三角形の底部幅ｇが５　ｍｍ、高さｈが２ｍｍの場合
、その流体通路５３において流体が流得る有効径は１．
７５ｍｍである（第７図参照）。−方、上記熱交換素子
Ａにおいて、上記台形の頂面の幅しか２　ｍｍ、台形の
繰返しピッチＰか７　ｍｍ　ｓ高さＨか２　ｍｍである
場合、その流体通路５３の有効径は２．３４ｍｍとなる
（第３図参照）。

したがって、熱交換素子Ａの流体通路３において流体か
流れ得る面積である有効断面積（Ｄ″）は、前記従来の
熱交換素子Ｂの流体通路４２の有効断面積（Ｄ）の１．
７９倍となる。また、下記式（１）に示すように、同一
の流体流量および熱交換効率における熱交換素子Ａの静
圧損失（ｄｉ）−）は、従来の熱交換素子Ｂの静圧損失
（ｄ’ｐ　）の５５％になる。

ｄｐ″／ｄｐ−（Ｄ／Ｄ−）　２ −　（１，７５／２．３４）　２　　（Ｉ）−０，５５ このため、この熱交換素子Ａを備えた全熱交換ユニット
では、その給排気ファンの回転数を低くすることができ
る。例えば、風量を５５０ｍ３／時間とした場合、上記
従来の熱交換素子Ｂを備えた全熱交換ユニットでは、そ
の機内抜力損失か１２゜６ｍｍＨ２０、ファン回転数１
２４８　ｒ　ｐｍ、その運転音は３７ｄＢである。これ
に対し、上記熱交換素子Ａを備えた全熱交換ユニットで
は、機内抜力損失が８．２ｍｍＨ２Ｏ、ファン回転数１
１１０ｒｐｍ、その運転音は３４６Ｂであり、本発明に
係る熱交換素子Ａを備えた全熱交換ユニットでは、給排
気ファンの回転数を低く押えて、その運転音を２〜３ｄ
Ｂ低減することかできると共に、消費動力を約２５％減
らすことかできる。また、熱交換効率および静圧損失を
同じにした場合には、従来の熱交換素子Ｂより大きさを
小さくし、且つコルゲート２の体積を２５％少なくする
ことができ、経済的である。

さらに、コルゲート２の側壁部分２２は、ライナー１と
斜めに交差しているので、この熱交換素子Ａは、横方向
および縦方向の圧縮、倒れ、引張り等について、十分な
強度を有する。

また、コルゲート２は、断面か台形断面の繰返しからな
る波形状に折曲されたものであるのて、第６図に示す従
来と同じ製法により連続的且つ能率的に製造することか
できる。また、コルゲート２とライナー１との接着も連
続的に行うことかできる。

なお、コルゲート２は、ライナーｌと同様に伝熱性およ
び透湿性を有する素材で形成することか好ましい。この
場合、コルゲート２とライナー１とが共に伝熱性を有す
るので、両者の接着部分においても、ライナー１を介し
て隣設する流体通路３を流れる流体間の熱交換か良好に
行われる。また、コルゲート２の透湿性により、コルゲ
ート２に吸収された水分は、毛細管現象で上記接着部分
に積極的に移動し、この接着部分からライナー１を介し
て蒸発するので、接着部分に水分か溜まって、熱交換か
妨げられる虞れはない。

また、第４図に示すように、コルケート２のライナー１
と接着される面に、上記流体間の熱交換を促進するため
の透孔２３を設けてもよい。

この場合、コルゲート２とライナー１との接着部分でも
、透孔２３を介して流体間の熱交換か良好に行われる。

さらに、上記接着部分ては、水分が、透孔２３を介して
ライナー、１に移動し、ライナー１から蒸発するので、
上記接着部分に水分か溜まり、流体間の熱交換が妨げら
れる腐れかない。

なお、上記透孔２３の大きさおよび数は特に限定される
ものではなく、透孔２３として、微小なものを多数設け
てもよい。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明に係る熱交換素子によれば、フル
ゲートの断面が台形断面の繰返しからなる波形状であり
、ライナー間の断面積に占める流体通路の断面積の割合
を十分確保することができるので、静圧損失を低く抑え
ることができる。したがって、この熱交換素子を備えた
全熱交換ユニットでは、運転音および消費電力を小さく
することができる。

また、コルゲートの側壁部分が、ライナーに対して斜め
方向に交差するので、十分な機械的強度を有する。さら
に、コルゲートの成形を効率良く行うことができるので
、安価に製造することかできる。

さらに、コルゲートを伝熱性および透湿性を有する素材
で形成した場合には、コルゲートとライナーとの接触部
分ても、コルケートを介して隣設する流体通路を流れる
流体間の熱交換か良好に行われると共に、コルゲートに
吸収された水分により熱交換が妨げられる虞れはないの
で、特に高い効率て熱交換を行うことができる。

一方、コルゲートのライナーと接触する面に、当該接触
面における上記流体間の熱交換を促進するための透孔か
設けられている場合にも、接触部分ても透孔により熱交
換か良好に行われる。また、この透孔−から水分かライ
ナーを介して蒸発するので、接触部１分に水分か溜まり
、熱交換か妨げられる虞れかなく、特に高い効率て熱交
換を行うことかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る熱交換素子の一実施例を示す斜視
図、第２図はそのコルゲートとライナーとを示す要部斜
視図、第３図は上記熱交換素子の要部断面図、第４図は
別の実施例のコルゲートとライナーとを示す要部斜視図
、第５図は従来の熱交換素子の斜視図、第６図は従来の
熱交換素子の製造方法を示す概念図、第７図は上記従来
の熱交換素子の要部断面図、第８図は別の従来の熱交換
素子を示す斜視図、第９図は第８図に示した熱交換素子
の要部断面図である。 １・・・ライナー、２・・・コルゲート、２３・・・透
孔、Ａ・・・熱交換素子。 特　許　出　願人　　　ダイキン工業株式会社代　　　
　理　　　　人　　　　　弁理士　　渡　　辺　　隆　
　文（ほか２名） 第５図 第６図 １・・・ライナー ２・・・コルゲート Ａ・・・熱交換素子 第１図 第２図 １・・・ライナー ２３・・・透孔 第３図 第４図 第７図 第８図 第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の平板状のライナー（１）間に、断面が波形状
   に折曲された、流体通路を形成するためのコルゲート（
   ２）が介在され、上記ライナー（１）を介して隣設する
   流体通路を流れる流体間の熱交換を行うための熱交換素
   子であって、 上記コルゲート（２）の断面が、台形断面の繰返しから
   なる波形状に折曲されていることを特徴とする熱交換素
   子。 ２、コルゲート（２）が伝熱性および透湿性を有するも
   のである請求項１記載の熱交換素子。 ３、コルゲート（２）とライナー（１）との接触部分に
   、当該接触部分における流体間の熱交換を促進するため
   の透孔（２３）が設けられている請求項１記載の熱交換
   素子。