JPH06323775A - 熱交換エレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】この熱交換エレメントＥＬは、熱交換エレメン
ト本体ＡＥをエレメント枠３によって支持する。熱交換
エレメント本体ＡＥの一端面１ａと、これに対向する、
エレメント枠３の端面部材３１の面との間に、弾性部材
４が介在している。 【効果】熱交換エレメント本体ＡＥの端面１ａと端面部
材３１との間の隙間を補填して気流漏れを回避できる。
熱交換効率の低下を防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱交換エレメントに
関するものであり、詳しくは、２気流間で熱交換をさせ
る、略直方体形状の熱交換エレメント本体を有する熱交
換エレメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からの熱交換エレメントとして、た
とえば、図３及び図４に示すものがある。図３は、従来
の熱交換エレメントＥＬの正面図、図４は側面図であ
る。これらの図を参照して、この熱交換エレメントＥＬ
は、板状のライナ１と、断面が波形形状に成形されたコ
ルゲート２とを多数交互に積層し、ライナ１を挟んで熱
交換すべき２つの流体を流して熱交換を行うものであっ
て、略正方形形状に裁断された、ライナ１およびコルゲ
ート２が多数積層されて構成される直方体形状の熱交換
エレメント本体ＡＥと、この熱交換エレメント本体ＡＥ
を支持するエレメント枠３とを備えている。このエレメ
ント枠３は、上記熱交換エレメント本体ＡＥの両端面に
被せられる端面部材３１と、この端面部材３１同士を連
接する連接棒３２とからなっている。なお、上記端面部
材３１と連接棒３２とは、ねじＢによって締結されてい
る。

【０００３】ライナ１およびコルゲート２は、クラフト
紙で製作されており、積層ごとに９０°向きを変えられ
ている。このため、上記２つの流体は、互いに直交する
方向に流されて熱交換される。また、上記したように、
熱交換エレメント本体ＡＥがエレメント枠３を備えてい
るのは、クラフト紙からなる熱交換エレメント本体ＡＥ
の剛性が低いため、熱交換エレメント本体ＡＥのままで
は、これを熱交換エレメントＥＬとして熱交換器に組付
けることが困難であるためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記熱交換エ
レメント本体ＡＥは、積層に際して接着剤を使用してい
るため、熱交換器を長期間使用しているうちに、熱交換
エレメント本体ＡＥを構成するクラフト紙に含まれてい
た水分や上記接着剤に含まれていた水分が乾燥して、熱
交換エレメント本体ＡＥが、その長手方向に縮む現象が
起こる。そして、熱交換エレメント本体ＡＥが縮んでし
まえば、当該エレメント本体ＡＥの端面と上記端面部材
３１との間に隙間が生じ、この隙間を通して熱交換すべ
き２つの流体が混ざって熱交換効率が低下するという問
題がある。

【０００５】そこで、この発明の目的は、長期間使用し
ても熱交換エレメント本体と端面部材との間から気流が
洩れることを防止し、熱交換効率が低下しない熱交換エ
レメントを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る熱交換エ
レメントは、２気流間で熱交換をさせる、略直方体形状
の熱交換エレメント本体と、この熱交換エレメント本体
の長手方向の両端面に対向する一対の端面部材を含み、
熱交換エレメント本体を支持するエレメント枠とを備え
た熱交換エレメントにおいて、上記熱交換エレメント本
体の少なくとも一方の端面と端面部材との間に介在し、
両者間の隙間からの気流漏れを、熱交換エレメント本体
の長手方向の収縮変形に追従して回避するように、当該
隙間を補填する隙間補填部材が備えられていることを特
徴とするものである。

【０００７】また、請求項２に係る熱交換エレメント
は、請求項１の熱交換エレメントにおいて、上記隙間補
填部材は、熱交換エレメント本体の端面に密接された弾
性部材からなることを特徴とするものである。

【０００８】さらに、請求項３に係る熱交換エレメント
は、請求項１の熱交換エレメントにおいて、上記端面部
材は、容器状をしており、上記隙間補填部材は、少なく
とも一部が上記容器状の端面部材に収容され、熱交換エ
レメント本体の端面側に変位可能な状態で、上記端面に
密接する密接部材と、上記密接部材と端面部材との間に
介在し、当該密接部材を上記熱交換エレメント本体の端
面側に付勢するばね部材とを有することを特徴とするも
のである。

【０００９】

【作用】請求項１に係る熱交換エレメントによれば、熱
交換エレメント本体の端面と端面部材との間に介在した
隙間補填部材により、熱交換エレメント本体が長手方向
に収縮変形しても、この収縮変形に追従して熱交換エレ
メント本体の端面と端面部材との間の隙間を補填するこ
とができ、当該隙間からの気流漏れを回避することがで
きる。

【００１０】また、請求項２に係る熱交換エレメントに
よれば、上記隙間補填部材として、弾性部材を用いてい
るので、熱交換エレメント本体が長手方向に収縮変形し
ても、この縮みに追従して弾性部材が膨張する。しか
も、この弾性部材は、熱交換エレメント本体の端面に密
接されているので、当該弾性部材と熱交換エレメント本
体の端面との間に隙間が生じることはない。従って、上
記弾性部材により、熱交換エレメント本体の端面と端面
部材との間の隙間を補填することができ、当該隙間から
の気流漏れを回避することができる。

【００１１】さらに、請求項３に係る熱交換エレメント
によれば、密接部材が、熱交換エレメント本体の端面側
に、ばね部材によって変位可能な状態で付勢されている
ので、熱交換エレメント本体が長手方向に収縮変形して
も、この縮みに追従して密接部材が変位し、熱交換エレ
メント本体の端面と密接部材との間に隙間が生じること
はない。また、この密着部材は、少なくともその一部が
容器状の端面部材に収容されているので、当該密着部材
と端面部材との間に気流漏れを起こす隙間が生じること
はない。従って、上記密接部材および端面部材により、
熱交換エレメント本体の端面と端面部材との間の隙間を
補填することができ、当該隙間からの気流漏れを回避す
ることができる。

【００１２】

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図１はこの発明の一実施例に係る熱交換エレメ
ントＥＬの正面断面図である。なお、図３に示した従来
の熱交換エレメントと同様の部品には、同一の参照符号
を付してある。

【００１３】図１を参照して、この熱交換エレメントＥ
Ｌは、熱交換エレメント本体ＡＥと、この熱交換エレメ
ント本体ＡＥの一端面１ａに対向するように配置され
た、隙間補填部材としての弾性部材４と、熱交換エレメ
ント本体ＡＥの他端面１ｂに対向するように配置された
敷板５と、これら熱交換エレメント本体ＡＥ，弾性部材
４および敷板５を支持するエレメント枠３とを有してい
る。

【００１４】熱交換エレメント本体ＡＥは、直方体形状
であって、ライナ１とコルゲート２とが多数交互に積層
されたものである。ライナ１は、略正方形形状に裁断さ
れたクレープ紙からなる板状である。また、コルゲート
２も、ライナ１と同様に略正方形形状に裁断されたクレ
ープ紙からなり、断面が波形形状に成形されている。ラ
イナ１およびコルゲート２は、積層ごとに９０°向きを
変えられており、このため、熱交換すべき２つの流体
は、上記ライナ１を挟んで互いに直交する方向に流され
て熱交換される。

【００１５】エレメント枠３は、上記熱交換エレメント
本体ＡＥの両端部にそれぞれ被せられる一対の端面部材
３１と、これら端面部材３１同士を連接する連接棒３２
とからなっている。端面部材３１は、直方体形状であっ
て、その一面が開放された容器状部材である。この端面
部材３１の内面形状は、熱交換エレメント本体ＡＥの両
端部の外面形状と略同一に形成されており、上記両端部
周縁との間に隙間を生じさせることなく被せられてい
る。このように、熱交換エレメントＡＥの各端部に端面
部材３１が被せられた状態で、一方の端面部材３１の内
端面と上記熱交換エレメントＡＥの一端面１ａとの間に
は、弾性部材４を介在させてあり、また、同様に、他方
の端面部材３１の内端面と熱交換エレメントＡＥの他端
面１ｂとの間には、敷板５を介在させてある。連接棒３
２は、断面Ｌ字形状の棒部材であって、上記端面部材３
１の４か所の角部同士を連結している。なお、上記端面
部材３１と連接棒３２とは、図示しないねじ等によって
締結されている。

【００１６】弾性部材４は、たとえば、スポンジ状等の
発泡材からなる板状のものであって、熱交換エレメント
ＡＥの一端面１ａと端面部材３１との間の隙間を埋める
ように配置されている。敷板５は、たとえば、樹脂から
なる板状のものであって、熱交換エレメントＡＥの他端
面１ｂと端面部材３１の内端面との間に隙間なく配置さ
れている。この敷板５により、熱交換エレメントＡＥ
の、熱交換に寄与できない部分（図１におけるＮ部分）
を減少させている。これは、熱交換エレメントＡＥを構
成するクレープ紙は、熱交換エレメントＥＬの部品の中
でもコストがかかるものであるため、熱交換に寄与でき
ない部分をできるだけ少なくするためである。

【００１７】この実施例によれば、熱交換エレメントＥ
Ｌの長期間に使用により、熱交換エレメント本体ＡＥに
含まれていた水分が抜けて熱交換エレメント本体ＡＥ
が、その長手方向に縮む現象が起こり、熱交換エレメン
トＡＥの一端面１ａと端面部材３１の内面３１ａとの距
離（図１に示したｄ）が長くなる。一方、熱交換エレメ
ントＡＥの一端面１ａと端面部材３１との間には、弾性
部材４が介在している。従って、熱交換エレメント本体
ＡＥが縮んで上記距離ｄが変化しても、この距離ｄの変
化に追従するように弾性部材４が熱交換エレメント本体
ＡＥの一端面１ａに押圧力を及ぼして密接した状態で膨
張するので、熱交換エレメントＡＥの一端面１ａと端面
部材３１との間に隙間を発生させることがなく、その結
果、熱交換すべき２つの流体が混ざり合うことを回避で
き、熱交換効率が低下することを防止することができ
る。

【００１８】なお、本実施例において、上記端面部材３
１は、一面が開放された容器状とする他に、単に板状の
ものであっても良い。さらに、弾性部材４は、ウレタン
フォーム，ポリエチレンフォーム，合成ゴムであっても
良い。また、弾性部材４が、熱交換エレメント本体ＡＥ
の一端面１ａに接着されていても良い。この場合には、
弾性部材４が、熱交換エレメントＡＥの収縮変形に確実
に追従することができ、気流を洩らすような隙間の発生
を一層確実に防止することができる。さらに、この場合
において、端面部材３１が容器状のものであれば、熱交
換エレメントＡＥの収縮変形量が弾性部材４の膨張可能
量を越えたとしても、熱交換エレメントＡＥの一端面１
ａと端面部材３１との間に気流を洩らすような隙間を生
じさせることがない。

【００１９】次に、本発明の他の実施例を図２に示す。
図２（ａ）は本実施例に係る熱交換エレメントＥＬの正
面断面図を示しており、図２（ｂ）は、一部断面側面図
を示している。本実施例の特徴は、端面部材３１をその
一面が開放された容器状とし、この容器状の端面部材３
１内に収容される隙間補填部材４が、熱交換エレメント
ＡＥの一端面１ａに密着される密接部材４１と、この密
接部材４１を熱交換エレメントＡＥの一端面１ａ側に付
勢するばね部材４２とを有しており、密接部材４１は、
熱交換エレメント本体ＡＥの一端面１ａ側に変位可能な
状態となっていることである。

【００２０】上記端面部材３１は、本発明に一実施例で
示した端面部材３１と同様にその一面が開放された容器
状部材であって、底板部３１ｂの周囲に４枚の周壁３１
ｃが設けられている。隙間補填部材を構成する密接部材
４１とばね部材４２について説明すると、密接部材４１
は、その一面が開放された容器状部材であって、底板部
４１ａの周囲に４枚の周壁４１ｂが設けられている。こ
の密接部材４１は、当該密接部材４１および端面部材３
１の開放された面同士が対向する状態で、端面部材３１
の内周面との間に隙間を生じさせることなく嵌め込まれ
ている。また、ばね部材４２は、帯状のばね材を台形形
状に折り曲げて形成した２枚の板ばね４２ａを十字にク
ロスさせて製作されており、これら板ばね４２ａ同士
は、スポット溶接等により取付けられている。さらに、
このばね部材４２の、上記十字にクロスされた部分は、
端面部材３１の底面３１ａにスポット溶接等で取付けら
れている。

【００２１】本実施例によれば、熱交換エレメント本体
ＡＥが、その長手方向に縮んでも、密接部材４１が、熱
交換エレメント本体ＡＥの一端面１ａ側に、ばね部材４
２によって変位可能な状態で付勢されているので、この
縮みに追従して密接部材４１が変位し、上記一端面１ａ
と密接部材４１との間に隙間が生じることはない。ま
た、この容器状の密接部材４１は、容器状の端面部材３
１に収容されているので、当該密接部材４１と端面部材
３１との間に気流を洩らすような隙間が生じることはな
い。従って、熱交換エレメントＡＥの一端面１ａと端面
部材３１との間に気流を洩らすような隙間を発生させる
ことがなく、その結果、熱交換すべき２つの流体が混ざ
り合うことを回避でき、熱交換効率が低下することを防
止することができる。

【００２２】また、本実施例において、密接部材４１
は、端面部材３１内に完全に収容されている必要はな
く、一部分のみが収容されている状態まで変位しても密
接部材４１と端面部材３１との間に気流を洩らすような
隙間が生じることはない。また、上記容器状の密接部材
４１が、熱交換エレメント本体ＡＥの一端面１ａに接着
されていても良い。この場合には、密接部材４１が、熱
交換エレメントＡＥの収縮変形に確実に追従することが
でき、一層確実に気流を洩らすような隙間を発生させる
ことがない。

【００２３】なお、この発明は上記した２つの実施例に
限定されるものではなく、隙間補填部材４は、熱交換エ
レメントＡＥの両端面１ａ，２ｂ側に使用しても良い。
その他、この発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計
変更を施すことができる。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、隙間補填部材
により、熱交換エレメント本体の縮みによる当該エレメ
ント本体の端面と端面部材との間の隙間を補填し、熱交
換される２つの流体の気流漏れを回避することができ
る。従って、熱交換エレメントを長期間使用しても、熱
交換効率が低下しない。

【００２５】また、請求項２に係る熱交換エレメントに
よれば、熱交換エレメント本体の縮みによって増大する
当該エレメント本体の端面と端面部材との間の隙間を、
弾性部材により補填し、熱交換される２つの流体の気流
漏れを回避することができる。従って、熱交換エレメン
トを長期間使用しても、熱交換効率が低下しない。さら
に、請求項３に係る熱交換エレメントによれば、密接部
材がばね部材により熱交換エレメントの端面側に密接す
るように付勢されているので、熱交換エレメント本体が
長手方向に収縮変形しても、この縮みに追従して密接部
材が変位し、当該エレメント本体の端面と端面部材との
間に隙間が生じることがない。また、上記密接部材は、
少なくともその一部が容器状の端面部材に収容されてい
るので、当該密接部材と端面部材との間に気流を洩らす
ような隙間が生じることがない。従って、熱交換エレメ
ント本体の端面と端面部材との間において、熱交換され
る２つの流体の気流漏れを回避することができ、熱交換
エレメントを長期間使用しても、熱交換効率が低下しな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る熱交換エレメントの正
面断面図である。

【図２】（ａ）他の実施例に係る熱交換エレメントの正
面断面図である。（ｂ）他の実施例に係る熱交換エレメ
ントの一部断面側面図である。

【図３】従来の熱交換エレメントの外観を示す正面図で
ある。

【図４】従来の熱交換エレメントの側面図である。

【符号の説明】

ＥＬ 熱交換エレメント ＡＥ 熱交換エレメント本体 ３ エレメント枠 ３１ 端面部材 ４ 弾性部材（隙間補填部材） ４１ 密接部材 ４２ ばね部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２気流間で熱交換をさせる、略直方体形状
   の熱交換エレメント本体（ＡＥ）と、 この熱交換エレメント本体（ＡＥ）の長手方向の両端面
   に対向する一対の端面部材（３１）を含み、熱交換エレ
   メント本体（ＡＥ）を支持するエレメント枠（３）とを
   備えた熱交換エレメント（ＥＬ）において、 上記熱交換エレメント本体（ＡＥ）の少なくとも一方の
   端面と端面部材（３１）との間に介在し、両者間の隙間
   からの気流漏れを、熱交換エレメント本体（ＡＥ）の長
   手方向の収縮変形に追従して回避するように、当該隙間
   を補填する隙間補填部材が備えられていることを特徴と
   する熱交換エレメント（ＥＬ）。
2. 【請求項２】請求項１の熱交換エレメント（ＥＬ）にお
   いて、 上記隙間補填部材は、 熱交換エレメント本体（ＡＥ）の端面に密接された弾性
   部材（４）からなることを特徴とする熱交換エレメント
   （ＥＬ）。
3. 【請求項３】請求項１の熱交換エレメント（ＥＬ）にお
   いて、 上記端面部材（３１）は、容器状をしており、 上記隙間補填部材は、 少なくとも一部が上記容器状の端面部材（３１）に収容
   され、熱交換エレメント本体（ＡＥ）の端面側に変位可
   能な状態で、上記端面に密接する密接部材（４１）と、 上記密接部材（４１）と端面部材（３１）との間に介在
   し、当該密接部材（４１）を上記熱交換エレメント本体
   （ＡＥ）の端面側に付勢するばね部材（４２）とを有す
   ることを特徴とする熱交換エレメント（ＥＬ）。