JPH0587477A - 全熱交換器用素子の製造法 - Google Patents
全熱交換器用素子の製造法Info
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Abstract
質を吸着しない全熱交換器用素子を提供する。 【構成】金属シート、プラスチツクスシートまたは無機
繊維紙の表面に平均細孔径4Å〜6Åの親水性ゼオライ
トその他無機質吸着剤の粒子を接着し、波長2.5〜
5.0mm、波高1.0〜2.6mmにコルゲート成形
し、平シートと波形シートとを交互に積層して全熱交換
器用素子を得る。接看剤に上記吸着剤粒子と連続気孔を
形成する発泡剤とを混入し、これをシート表面に塗布
し、加熱して上記発泡剤により気孔を形成せしめてもよ
い。
Description
のシートに吸湿剤の粒子を固着し、ハニカム状に成形し
てなる全熱交換器用素子の製造法に関するものである。
2号公報において、あらかじめ防食コーティングを施し
た金属またはプラスチツクスのシートの表面に接着剤を
塗布しついで潮解性のない吸湿剤の粒子をその一部を接
着剤層に埋没させ他部を露出させた状態で付着させ、接
着剤と吸湿剤とを高温に焼付けて全熱交換器用素材を得
る方法を提案した。
する潮解性のない吸湿剤の例としてはシリカエロゲル、
活性炭、ゼオライト、合成ゼオライトが挙げられている
がシリカエロゲルの吸湿に関与する微細孔の径は10Å
〜数十Åの範囲にわたり、活性炭では10Å〜数百Åの
範囲にわたつている。ゼオライト、合成ゼオライトは分
子篩といわれるように狭い範囲の細孔径分布を示すが種
類によつてその微細孔の径は数Å〜十数Åの範囲に亘つ
ている。従つて上記特許の全熱交換器用素材をハニカム
状に成形して得た全熱交換器用素子により空気を処理し
て全熱交換を行なう場合、外気または還気中の水蒸気を
吸着および脱着すると同時に外気または還気に含まれる
種々の臭気物質をも吸着および脱着し、給気にこの臭気
物質が混入して来ることがしばしばあり、室内の空気を
汚染し健康に悪い影響を与えていた。
に金属シートたとえばアルミニウム、不銹鋼、銅、真鍮
等は何れも全熱交換器の運転中発火する危険性はない
が、何れも高価であるためなるべくその使用量を減して
原価を低減する必要があり、また不必要に厚いシートを
用いるとハニカムの断面積に対する気体の通過する断面
積の割合(開孔率)が小さくなつて気体の通過抵抗即ち
圧力損失が増大し、逆にシートが薄過ぎるど機械的に弱
くなり製造時および使用時に種々の支障を生じ、特にコ
ルゲート成形時にシートが破れ成形不可能になる欠点を
生ずる。
状に積層して素子を得た場合の小透孔の断面の大きさ即
ち波形シートの波の大きさも重要で、小透孔の断面が大
き過ぎると全熱交換時に交換の媒体となるシートの全表
面積が小さくなつて通過する空気との接触面積が小さく
なり全熱交換効率が低下し、逆に小透孔の断面が小さ過
ぎると処理すべき空気その他の気体が素子を通過する時
の抵抗即ち圧力損失が増大し、大きな動力を要し、経済
的な運転ができなくなる。
解決したもので、厚さ0.02〜0.15mmの金属、
プラスチツクス等のシートの表面に平均細孔径4Å〜6
Åの親水性ゼオライトその他無機質吸着剤即ち水蒸気分
子は吸着するが一般的に発生する臭気物質の分子は吸着
し難い吸着剤の粒子を固着し、シートを波長2.5〜
5.0mm、波高1.0〜2.6mmにコルゲート成形
し平面状シートと波形シートとを交互に積層して多数の
小透孔を有する構造の全熱交換器用素子を製造するもの
である。
図で、1は接着剤2の容器、3は乾燥用ヒータ、4は吸
着剤5の容器で吸着剤粒子5はフアン6によりノズル
7,8よりチヤンバー9内のシート面に空気とともにジ
エツト流として噴出される。10は吸着剤粒子5の補給
用ホツパー、11は乾燥用ヒータ、12はチヤンバー9
に付設した吸着剤粒子5の還流路、13は乾燥用ヒータ
である。
面にポリ酢酸ビニール系接着剤2をローラ15の間隙を
調節することにより10〜30μ厚に塗布し、乾燥用ヒ
ータ3により接着剤を半乾燥即ちゼオライト粒子が接着
剤層内に埋没しない程度の粘稠性を接着剤が帯び但し固
化しない間にチヤンバー9内に導き、シートの両面に粒
度100μ以下の親水性合成ゼオライト粒子(東洋曹達
株式会社製のゼオラムA−4、細孔径4Å)をジエット
流によりシートの両面より吹付け表面積1m2当り表裏
合計12g前後の合成ゼオライトを仮に固定し、乾燥用
ヒータ11好ましくは遠赤外線ヒータにより100〜2
50℃で短時間たとえば10秒以内高温加熱して接着剤
を完全に乾燥固化すると同時に無機質吸着剤粒子の微細
孔に吸着されているガス体を放出することにより接着剤
の表面まで通気孔を形成し、吸着剤の吸着特性を阻害し
ないようにする。
0℃)で連続的に焼付けを行ない、塗布した接着剤層を
更に固化し安定化させる。ついでエア吹払い、水洗等適
宜の方法(図示せず)により接着固定化していない合成
ゼオライト粒子を除去して合成ゼオライト粒子を固着し
たアルミニウムシート16を連続的に得る。シートの移
行速度は0.2〜0.5m/sec.である。
ニウムシート16をコルゲート成形し、図2および図4
に示す如く平面状シート16と波形シート17とを交互
に接着しながら図2に示す如くボス18に所望の大きさ
に捲付け、多数の小透孔19が両端面に透通した円筒状
に成形する。円筒の両端面に半径方向に数条の溝を穿設
して該部に補強用スポーク20,20を埋設固着し、円
周面には外周鋼板21を捲付け、スポーク20,20の
一端はボス18の両端面に他端は外周鋼板21にボルト
止め等適宜手段により固着し、外周鋼板21の両端縁に
帯板22,22を捲回固着し、両帯板22,22間に連
結帯板23,23を張設固着して全熱交換器用素子を得
る。
成ゼオライト粒子(ユニオン昭和株式会社製のモレキユ
ラーシーブ4A、細孔径4Å)を30%以下および加熱
により分解して気体好ましくは二酸化炭素を発生する発
泡剤たとえば炭酸水素ナトリウムまたは炭酸アンモニウ
ムを約10%以下加えたポリ酢酸ビニール系接着剤を厚
さ30μのアルミニウムシートの両面に10〜30μ厚
に塗布し、接着剤を半乾燥後完全に乾燥しないうちに更
に100〜250℃の温度で強熱して発泡剤を分解発泡
させた後、実施例1と同様アルミニウムシートをコルゲ
ート成形し、図2に示す如く平面状シートと波形シート
とを交互に積層し、付属部品を取付けて全熱交換器用素
子を得る。
1と同様に吸湿剤粒子を吹付け高温加熱して固着しても
よい。
はアルミニウム以外にアルミニウム合金、不銹鋼、銅、
真鍮などの金属、ポリ塩化ビニール、ポリブロピレン、
ポリエステル等のプラスチツクス、紙などでコルゲート
成形し得るものから適宜選択し得る。
するおそれのない無機繊維を主成分とする紙たとえば繊
維径約5μ、繊維長1〜5mmのセラミツク繊維50〜
90%、パルプ30〜5%、紙力増強剤10〜20%の
組成よりなる0.1mm〜0.3mm厚のセラミツク繊
維紙を使用する。接着剤としてはポリ酢酸ビニール、エ
ポキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂等を使用す
る。
質特にビル内便所、炊事場等から発生する臭気成分およ
び有機溶剤蒸気を吸着し難いものを選ぶ必要がある。水
分子の径は2.8〜3.2Å、ベンゼンおよびトルエン
では6.7Å等で臭気成分および有機溶剤蒸気の分子径
は何れも水分子に対して大きいので、水蒸気を臭気成分
あるいは有機溶剤蒸気の存在下に選択吸着するには親水
性の無機質吸着剤即ち平均細孔径が約4Å〜6Åのゼオ
ライトその他の無機質吸着剤を使用すればよい。尚平均
細孔径が3Åのものたとえば3A型ゼオライトはその細
孔径が水分子の径と殆んど変らないので吸着した水分の
脱着には加熱を要するため全熱交換器に使用した場合は
潜熱交換効率が極めて低く、従つて平均細孔径が4Å以
上のものを使用する。
用素子は従来品と同様図3に示す如く軸24により駆動
回転可能に保持してケーシング25に納め、素子26の
両端面を入気ゾーン、給気ゾーンと還気ゾーン、排気ゾ
ーンとに区分するようダクト27,28および29,3
0を設け、素子26をおよそ10〜15r.p.m.の
速度で駆動回転して入気OAと還気RAとを送入して素
子26の小透孔19の壁を介して両空気間の全熱交換を
行ない、給気SAを供給し排気EAを排出する。
ニウムシートの両面に吸着剤をシートの表面積1m2当
り表裏合計15gの割合で固着し、波長Pを3.4m
m、波高hを1.8mm(図4参照)、素子の厚さt
(図3参照)を200mmとし、吸着剤として親水性合
成ゼオライト、ゼオラムA−4(細孔径4Å)およびゼ
オラムF−9(細孔径10Å)(対照例)を使用して全
熱交換器用素子を製造し、ベンゼン、トルエン(分子径
6.7Å)を夫々300ppm混入した空気でともに温
度25℃、絶対湿度10g/kgとした空気を還気とし
て送入した場合の給気中へのベンゼンおよびトルエンの
移行率〔%]および移行量[ppm]を測定した結果を
図5に示す。
ライトまたはシリカゲルを使用した場合には還気中のベ
ンゼン、トルエンは素子に吸着されて給気中に移行しそ
の濃度が人間の嗅覚で感知し得る濃度(ベンゼンで1.
5ppm、トルエンで0.48ppm、堀口博著、昭和
46年6月25日三共出版株式会社発行「公害と毒・危
険物(有機編)」第458頁)を上回る可能性が生ず
る。これに対し細孔径4Åの親水性合成ゼオライトでは
給気中に臭気物質が移行しその濃度が人間の嗅覚で感知
し得る濃度を越えるおそれがなく、たとえばビルデイン
グの炊事場、便所の空気および人体より発生する各種臭
気ガスを含む空気を還気とする場合にこの臭気ガスが全
熱交換器を介して給気中に移行するのを大部分防止し得
る。ゼオライトの外表面積は細孔表面を含めた全表面積
の約1%に過ぎないので、内部に入りこめない大きな分
子が外表面に吸着する量は0.2〜1.0重量%程度で
ある。
ミニウムのシートを使用し、シートの表面積1m2当り
表裏両面に合計15gのゼオラムA−4を付着させ、波
長Pおよび波高hを とし、素子の厚さtを200mmとして得られた全熱交
換器に温度35℃、絶対湿度15g/kgの外気(O
A)と温度25℃、絶対湿度10g/kgの還気(R
A)とを通して全熱交換を行なつた場合の全熱交換効率
η〔%]を図6(a)に静圧損失ΔP[mmAq]を図
6(b)に示す。図中横軸は外気(OA)と還気(R
A)との素子26入口における風速[m/sec.]を
示す。
波長が2.5mm未満たとえば2.0mm、波高が1.
0mm未満たとえば0.8mmの場合には静圧損失が非
常に大きくなつて運転空気動力(γ・Q・H:但しγは
空気の密度、Qは空気の流量、Hはヘツド)が大きくな
り省エネルギーの目的を果し得ない。逆に波の波長が
5.0mm、波高が2.6mmを越える場合には全熱交
換効率が小さくなり、全熱交換器を作動するためのエネ
ルギーと比較して省エネルギーの目的を果し得ない。
ニウムのシートを使用し、シートの表面積1m2当り表
裏合計4g,6g,15g,20gの割合でゼオラムA
−4を付着させ、波長Pを3.4mm、波高hを1.8
mm、素子の厚さt即ち小透孔の長さを200mmとし
て得られた全熱交換器用素子に温度35℃、絶対湿度1
5g/kgの外気と温度27℃、絶対湿度10g/kg
の還気とを1〜4m/sec.の風速で送入して全熱交
換を行なつたときの潜熱交換効率ηX〔%]および顕熱
交換効率ηS〔%]を図7に示す。顕熱交換効率はシー
トに固着した吸湿剤の量に関係なく一定である。図中横
軸は外気および還気の素子入口における風速〔m/se
c.〕を示す。
る吸湿剤の付着量が合計6g以上の場合には潜熱交換効
率も比較的高くたとえば図示の如くゼオラムA−4の固
着量が6g/m2の場合2m/sec.の風速において
70%の潜熱交換効率を示し、全熱交換効率 ηT=[(iOA−iSA)/(iOA−iRA)]×
100% (但しiはOA,SA,RAのエンタルピーを示す)も
従つて高くなるが、ゼオラムA−4の固着量が合計6g
/m2未満たどえば4g/m2の場合には潜熱交換効率
が低くたとえば図7に示す如く風速2m/sec.の場
合55%に止まり従つて全熱交換効率も低いことがわか
る。
m2を超えると潜熱交換効率の上昇は頭打ちになり単に
原価を引上げるのみで性能に寄与する効果はなくなり、
吸着剤粒子が給気または排気に乗って飛散するおそれが
あり、更にゼオライト以外の吸着剤を使用する場合には
臭気物質の移行も増大する。
ミニウムのシートを使用し、細孔径3Å,4Å,6Å,
9Åのゼオライトをシートの表面積1m2当り表裏両面
に合計15gの割合で付着させ、他の条件は図7の場合
と同一にして得られた全熱交換器用素子に図7の場合と
同一条件で全熱交換を行なつたときの潜熱交換効率ηX
〔%]および顕熱交換効率ηS〔%]を図8に示す。顕
熱交換効率はシートに固着したゼオライトの細孔径に関
係なく一定である。図により明らかなように細孔径3Å
のゼオライトを使用した場合には潜熱交換効率が低く従
つて全熱交換効率 ηT=[(iOA−i
SA)/(iOA−iRA)]×100% も低く、全熱交換器用素子としての省エネルギー効果が
なく、特に高湿度の空気を処理する場合には効果が低
い。
ウムシートを用いた場合について示したが、アルミニウ
ム以外の金属その他プラスチツクスのシートを用いても
殆んど同一のデータが得られる。
上記の如くシートの表面に平均細孔径4Å〜6Åの親水
性ゼオライトその他無機質吸着剤の粒子を固着し、平シ
ートと波長2.5〜5.0mm、波高1.0〜2.6m
mの波形シートとを交互に積層して多数の小透孔が両端
面に透通する全熱交換器用素子を製造したので、湿気以
外の臭気物質が排気から給気側に混入することを防止す
る効果を有するとともに、充分な開孔率を有しまた吸着
剤の平均細孔径を4〜6Åとしたので水分子を容易に吸
着および脱着することができ、経済的に満足な全熱交換
効率を得られるとともに、圧力損失が少ないため送風の
ための動力が小さくランニングコストが低く、かつ廉価
に製造することができる効果をも有するものである。
る。
す斜視説明図である。
である。
変えたときのベンゼンおよびトルエンの移行率〔%〕お
よび移行量〔ppm〕の変化を示すグラフである。
の全熱交換器用素子の全熱交換効率η〔%〕および静圧
損失ΔP〔mmAq〕の変化を示すグラフである。
を変えたときの熱交換効率ηの変化を示すグラフであ
る。
換効率ηS〔%〕および潜熱交換効率ηX〔%〕との関
係を示すグラフである。
Claims (7)
- 【請求項1】シートの表面に接着剤層を介して平均細孔
径4Å〜6Åの無機質吸着剤の粒子を固着し、シートを
波長2.5〜5.0mm、波高1.0〜2.6mmにコ
ルゲート成形し、平面状シートと波形シートとを交互に
積層して多数の小透孔を有する素子を形成することを特
徴とする、全熱交換器用素子の製造法。 - 【請求項2】無機質吸着剤が親水性ゼオライトである請
求項1記載の全熱交換器用素子の製造法。 - 【請求項3】無機質吸着剤の粒子の一部を接着剤層に埋
没させ他の一部を露出させた状態で固着させる請求項1
または請求項2記載の全熱交換器用素子の製造法。 - 【請求項4】無機質吸着剤の粒子を予備加熱によつて半
乾燥状態になつた接着剤層に吹付け粒子を接着剤層に仮
に固定した後接着剤および無機質吸着剤粒子を100〜
250℃の高温で短時間加熱して接着剤を固化せしめる
とともに、接着剤が無機質吸着剤の細孔をふさがぬよ
う、即ち粒子が呼吸し得るように固着する請求項1乃至
請求項3記載の全熱交換器用素子の製造法。 - 【請求項5】接着剤に平均細孔径4Å〜6Åの無機質吸
着剤の粒子および発泡剤を混入してシートの表面に塗布
した後、接着剤が固化しない間に高温(100〜250
℃)に加熱して接着剤層に発泡剤による多数の連通空隙
を作り無機質吸着剤が呼吸できるように固着し、シート
を波長2.5〜5.0mm、波高1.0〜2.6mmに
コルゲート成形し、平面状シートと波形シートとを交互
に積層して多数の小透孔を有する素子を形成することを
特徴とする、全熱交換器用素子の製造法。 - 【請求頂6】シートが金属、プラスチツクスまたは無機
繊維紙よりなる請求項1乃至請求項5記載の全熱交換器
用素子の製造法。 - 【請求項7】シートの表面積1m2当り無機質吸着剤の
量が表裏合計6〜20g/m2になるようにシート表面
に固着させる請求項1乃至請求項6記載の全熱交換器用
素子の製造法。
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