JPH08254400A - 全熱交換器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 通風抵抗を増大させることなく、全熱交換効
率を向上するとともに、原価低減を図りうる全熱交換器
およびその製造方法を提供する。 【構成】 セルロース繊維の溶液に、湿度の吸放出特性
を持つ粉粒体を添加し混合した原料から漉き上げたシー
ト状の紙を素材とし、このシート状の紙を波形紙および
台紙からなる段ボール形状に形成した紙２を、ロータコ
ア１の円周上に巻きつけた構造を有するとともに、段ボ
ール形状に形成したを紙２の表面に、段ボールの波形の
高さおよびピッチより小さな凹凸形状３を付加した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、全熱交換器およびその
製造方法に係り、室内の汚れた空気を室外に放出すると
同時に、室外の新鮮な空気を室内に取り入れる際に、室
内の放出空気(環気)と室外の取り入れ空気(外気)との間
で全熱(温度に相当する顕熱と湿度に相当する潜熱の両
方)を交換する全熱交換器およびその製造方法に関する
もので、例えば、室内空気の換気と同時に全熱の回収を
するために用いられる熱回収型換気扇に利用される。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の全熱交換器には、吸湿特
性を持つ活性炭やシリカゲル等の粉粒体を接着剤ととも
に練り合わせたものを、シート状の紙やアルミ箔等の基
材の上に塗り付け、さらに前記塗り付けた素材を段ボー
ル紙状に加工して所定形状に成形したものが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの従来技術にお
いては、吸湿特性を持つ活性炭やシリカゲル等の粉粒体
が接着剤と練り合わされているため、この方法によって
製造された全熱交換器は、前記粉粒体の各粒子の表面が
接着剤によりほとんど被覆された状態となる。このた
め、潜熱交換に必要となる、湿度の吸放出特性が著しく
低下する。同時に、基材表面も被覆された状態となるた
めに、全熱交換特性も損なわれるという欠陥があった。

【０００４】また、全熱交換器には高い全熱交換効率と
ともに、低い通風抵抗が求められるが、通常の段ボール
紙形状に加工したものでは、全熱交換効率を決定付ける
環気および外気と全熱交換器素材との接触表面積が限定
されるため、所定の通風抵抗とする条件で、高い全熱交
換効率を得ることができないという問題があった。さら
に、これらの製造方法では、活性炭やシリカゲル等の粉
粒体を接着剤とともに練り合わせたものをシート状の素
材に塗布したのち乾燥する工程が必要であり、製造工程
が複雑になって加工費も高価なものになるという問題が
あった。

【０００５】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、通風抵抗を増大させることな
く、全熱交換効率を向上するとともに、原価低減を図り
うる全熱交換器およびその製造方法を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る全熱交換器の構成は、シート状の紙を
波形紙および台紙からなる段ボール形状に加工したもの
を素材として用いた全熱交換器において、上記シート状
の紙は、セルロース繊維の溶液に、湿度の吸放出特性を
持つ粉粒体を添加し混合した原料から漉き上げて形成し
たものである。より詳しくは、段ボール形状に形成する
紙の表面に、段ボールの波形の高さおよびピッチより小
さな凹凸形状を付加したものである。

【０００７】また、上記目的を達成するために、本発明
に係る全熱交換器の製造方法の構成は、セルロース繊維
の溶液に、湿度の吸放出特性を持つ粉粒体を添加し混合
したものを原料として、これをシート状の紙に漉き上げ
る工程と、前記シート状の紙を、加熱したローラに接触
させて予熱したのち、凹凸の型を円周方向に設けた２本
のプレスローラの間を通過させて、前記シート状の紙の
表面に段ボールの波形の高さおよびピッチより小さな凹
凸形状を付加する工程と、前記凹凸形状を付加した紙を
波形紙および台紙からなる段ボール形状に形成し、この
段ボール形状に形成した紙をロータコアの円周上に巻き
つける工程とを有するものである。

【０００８】

【作用】水に溶かしたセルロース繊維(パルプ)に、湿度
の吸放出特性を持つ粉粒体を添加し混合した原料から漉
き上げたシート状の紙では、セルロース繊維間に添加し
た粉粒体が保持されると同時に、セルロース繊維の間隙
を通じ空気との接触面積が確保される。このため、添加
した粉粒体の各特性を損なうことがない。また、基材表
面も従来技術のように接着剤により覆われることがない
ため、基材を構成するセルロース繊維本来の特性が発揮
できる。

【０００９】さらに、このような吸湿剤添加紙の表面に
微細な凹凸加工を施すことにより、セルロース繊維間の
吸湿剤やセルロース繊維と空気との接触面積が拡大する
ため、通風抵抗を増大させることなく、高い全熱交換効
率を得ることができる。また、従来技術の如き粉粒体塗
布等の工程を省くことが可能となり、原価低減を実現で
きる。

【００１０】

【実施例】以下本発明の一実施例を図１ないし図５を参
照して説明する。図１は、本発明の一実施例に係る全熱
交換器の構成を示す説明図、図２は、本発明の適用対象
例である熱回収形換気扇を説明する原理図、図３は、本
発明に用いる吸放湿剤添加紙の表面状態を説明する模式
図、図４は、本発明に用いる紙表面に微細な凹凸を加工
する方法の説明図、図５は、微細な凹凸表面形状を付加
した段ボール形状を持つ全熱交換器製造方法の説明図で
ある。

【００１１】まず、本発明の適用対象の一例である熱回
収形換気扇を図２を参照して説明する。図２に示すよう
に、室外１５から全熱交換器７に矢印に示す外気１０を
ファン（図示せず）により送風し、全熱交換器７を通過
させて室内１４に矢印に示す給気１１として取り込む。
これと同時に、別のファン(図示せず)により、室内１４
から矢印に示す環気１２を全熱交換器７に送風し、同じ
く全熱交換器７を通過させて矢印に示す排気１３として
室外１５へ放出する。このとき、外気１０と排気１３と
の間、および環気１２と給気１１との間を、仕切り板
８，９によって隔離させ、全熱交換器７を矢印１６で示
すように一定方向に回転させながら、全熱交換器７を介
して外気１０と環気１２との間で全熱の交換を行う。

【００１２】室内空気より外気の温湿度が高い夏季の場
合は、全熱交換器７は、外気１０が通過する際に熱(温
度)と湿度を吸収して蓄積し、外気１０を低湿度，低温
度の空気に変換して室内に給気１１として供給する。そ
して、室内の低湿度，低温度に保たれた環気１２が全熱
交換器７を通過する際に、その環気１２に外気から吸収
蓄積した熱と湿度を与え、排気１３として室外に放出す
る。

【００１３】室内空気より外気の温湿度が低い冬期に
は、全熱交換器７を介して行う外気１０と環気１２との
間の温湿度の授受の方向が上記と逆になるが、いずれの
場合もこのようにして室内の温湿度を一定に近い状態に
保ちながら室内外の空気の入れ替えを図るものである。

【００１４】次に、図１を参照して全熱交換器の一実施
例を説明する。全熱交換器は、図１（ａ）に示すよう
に、ロータコア１の周りに吸放湿剤添加紙を段ボール形
状に形成した紙２をスパイラル状に巻きつけたものであ
る。図１（ｂ）に示す破線で囲った拡大図は、段ボール
形状に形成した紙２の一部分を示したものであり、段ボ
ール形状を構成する波形紙４および台紙５の双方の表面
に、ダンボールの波形ピッチｐおよび波形高さｈより細
かな凹凸３を形成して前記紙２の表面積を増大させてい
る。例えば、前記波形ピッチｐは３〜６ｍｍ程度、波形
高さｈは１〜３ｍｍ程度のもので、前記細かな凹凸は
０．５〜１ｍｍ程度あるいはそれ以下のものである。

【００１５】これにより、全熱(温湿度)交換の際に、通
風空気との接触面積を増大させることが可能であり、通
風抵抗をほとんど増大させること無く全熱交換効率を飛
躍的に向上させることができる。ここで、本発明に用い
る前記の吸放湿剤添加紙は、水に溶かしたセルロース繊
維(パルプ)に吸放湿特性を持つシリカゲル等の粉粒体を
添加し混合させ、その原料溶液を湛えた容器内で該溶液
をロール間を通すなど、通常の紙を漉く方法で製造する
ものである。

【００１６】図３はこのようにして製造した紙の表面状
態を拡大して模擬的に示した図で、セルロース繊維(パ
ルプ)２０の間にシリカゲル等の粉粒体である吸放湿剤
２１が保持された構造が形成されている。このため、セ
ルロース繊維２０の間隙を通じ空気との接触面積が確保
され、添加した吸放湿剤（粉粒体）２１の吸放湿特性を
損なうことなく、通風空気との全熱(温湿度)交換を実現
できる。さらに紙表面に上記した微細な凹凸３を形成す
ることによって、空気との接触面積を増大させている。

【００１７】図４は、紙の表面に微細な凹凸を形成させ
る方法を説明するものである。上記方法で製造した吸放
湿剤添加紙２４を矢印２３の方向から供給し、加熱して
ある予熱ローラ２６および押し付けローラ２５により予
熱し、ガイドローラ２７を通過させたのち、円周方向に
凹凸の型を歯車状に設けた凹凸加工ローラ２８，２９間
を通過させる。これにより、吸放湿剤添加紙２４の表面
に微細な凹凸３を形成した紙３０を製造できる。

【００１８】図５は、上記した凹凸加工方法を用いて段
ボール形状を形成し、全熱交換器を製造する方法を示す
ものである。吸放湿剤添加紙２４の表面に、図４に示し
た加工機構に相当する凹凸加工機構３５，３６により凹
凸を形成した紙３０，３７を得る。一方から供給される
凹凸を形成した紙３０に対しては段加工ロータ３１，３
２により波形状を付加し、さらに接着剤３４を塗布す
る。この後、他方から凹凸を形成した紙３７を供給し
て、プレスローラ３３により圧着させて段ボール形状に
形成した紙２となり、これをロータコア１の円周上に巻
き付けて、全熱交換器を製作する。

【００１９】このように、微細凹凸加工と段ボール形状
加工とを一貫した連続成形で行うことにより、波形状加
工を行なう際の紙再加熱により、紙表面に形成した微細
凹凸が伸ばされて消去されるという問題がなくなり、表
面に微細な凹凸形状を付加した段ボール形状を構成する
ことが可能となる。すなわち、微細凹凸加工と段ボール
形状加工とが別々の工程で独立に行われると、紙を引っ
張りながら加熱するときに微細な凹凸が伸びることがあ
るが、上記実施例の製造方法によれば、その問題が無
い。

【００２０】本発明において、水に溶かしたセルロース
繊維(パルプ)に吸放湿特性を持つシリカゲル等の粉粒体
を添加混入させて紙を漉く際に、不燃剤(水酸化アルミ
ニウム等)や吸臭剤(セピオライト，ゼオライト)等の粉
粒体も同時に添加し混合したものを原料として、これを
シート状の紙に漉き上げた紙を用いることにより、全熱
交換器に不燃性や消臭効果も同時に付加することができ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、通風抵抗を増大させることなく、全熱交換効率を
向上するとともに、原価低減を図りうる全熱交換器およ
びその製造方法を提供することできる。また、用途によ
り不燃性や消臭効果も容易に全熱交換器に付与すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る全熱交換器の構成を示
す説明図である。

【図２】本発明の適用対象例である熱回収形換気扇を説
明する原理図である。

【図３】本発明に用いる吸放湿剤添加紙の表面状態を説
明する模式図である。

【図４】本発明に用いる紙表面に微細な凹凸を加工する
方法の説明図である。

【図５】微細な凹凸表面形状を付加した段ボール形状を
持つ全熱交換器製造方法の説明図である。

【符号の説明】

１…ロータコア、２…段ボール形状に形成した紙、３…
凹凸、４…波形紙、５…台紙、７…全熱交換器、２０…
セルロース繊維、２１…吸放湿剤、２４…吸放湿剤添加
紙、２６…予熱ローラ、２７…ガイドローラ、２８，２
９…凹凸加工ローラ、３０…凹凸を形成した紙、３５…
凹凸加工機構、３１，３２…段加工ローラ、３３…プレ
スローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 広道 東京都千代田区丸の内一丁目５番１号 株 式会社日立製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート状の紙を波形紙および台紙からな
   る段ボール形状に加工したものを素材として用いた全熱
   交換器において、 上記シート状の紙は、セルロース繊維の溶液に、湿度の
   吸放出特性を持つ粉粒体を添加し混合した原料から漉き
   上げて形成したものであることを特徴とする全熱交換
   器。
2. 【請求項２】 段ボール形状に形成する紙の表面に、段
   ボールの波形の高さおよびピッチより小さな凹凸形状を
   付加したことを特徴とする請求項１記載の全熱交換器。
3. 【請求項３】 セルロース繊維の溶液に、湿度の吸放出
   特性を持つ粉粒体を添加し混合したものを原料として、
   これをシート状の紙に漉き上げる工程と、 前記シート状の紙を、加熱したローラに接触させて予熱
   したのち、凹凸の型を円周方向に設けた２本のプレスロ
   ーラの間を通過させて、前記シート状の紙の表面に段ボ
   ールの波形の高さおよびピッチより小さな凹凸形状を付
   加する工程と、前記凹凸形状を付加した紙を波形紙およ
   び台紙からなる段ボール形状に形成し、この段ボール形
   状に形成した紙をロータコアの円周上に巻きつける工程
   とを有することを特徴とする全熱交換器の製造方法。