JPH10267579A - 熱交換エレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】熱交換エレメントにおいて、二気流間の気密性
を確保しつつ、従来必要であった接着作業を簡素化若し
くは省くことができて製造コストを安価にできると共
に、積層工程を自動化することも可能であること。 【解決手段】ライナ１とスペーサ２とを交互に積層した
積層体３の端面３ｂと、エレメント枠４の端面板４１，
４２との間に、発泡ウレタンからなる弾性部材５を介在
させ、積層体３を積層方向に弾力的に押圧した。押圧に
よりスペーサ２の縁部の密封用リブ２１とライナ１との
密着性を確保できるので、ライナ１とスペーサ２縁部同
士を接着しなくても、気密性を確保できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、熱交換換気装置その
他の空気調和装置に用いられ、仕切板を介して二気流間
で熱交換を行う熱交換エレメントに関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】一般に、
この種の熱交換エレメントは、平板からなる仕切板と、
仕切板間の間隔を規制する波形板とを接着剤で接着しな
がら交互に多数枚積層することによって製造されてい
る。しかしながら、仕切板や波形板の１枚１枚に接着剤
を塗布しながら、多数枚を接着する作業は非常に手間が
かかり、これが製造コストを上昇させる要因となってい
た。また、上記のように１枚１枚に接着剤を塗布して接
着する作業が必要であるため、仕切板および波形板の積
層工程を自動化することが困難であった。

【０００３】また、接着剤が飛散したりして製造ライン
が汚される場合があった。一方、接着剤による接着を廃
止してしまうと、仕切板の縁部において二気流間の気密
性が不十分となり、熱交換効率が悪くなってしまう。そ
こで、本発明の目的は、気密性を確保しつつ、従来必要
であった接着作業を簡素化し又は省くことができて製造
コストを安価にできると共に、積層工程を自動化するこ
とも可能である熱交換エレメントを提供することであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の熱交換エレメントは、二気流間で熱
交換させる熱交換エレメントにおいて、上記二気流間を
仕切る平板状の仕切板、および断面波形状の間隔規制板
を交互に複数段積み重ねて形成された積層体と、この積
層体の積層方向の両端面にそれぞれ対向する一対の端面
板、およびこれら端面板同士を連結した複数の枠柱を含
むエレメント枠と、少なくとも一方の端面板とこれに対
向する積層体の端面との間に介在し、積層体の端面の少
なくとも周縁部を弾力的に押圧する押圧部材とを備え、
上記間隔規制板の対向する一対の縁部には、仕切板の縁
部との間を密封する突条が一体に形成されており、間隔
規制板は交互に向きを換えて積み重ねられていることを
特徴とするものである。

【０００５】この構成では、積層体の周縁部を弾力的に
押圧できるので、間隔規制板の縁部の突条と仕切板とを
接着剤で接着することなく、両者の密着性を確保でき
る。したがって、仕切板の縁部の気密性をコスト安価に
確保できる。なお、本発明では、１枚の仕切板と１枚の
間隔規制板とをサブ組み立てして、これを単位部材と
し、この単位部材を交互に向きを換えて積層して本組み
立てする場合を想定すると、この単位部材を扱い易くす
るために単位部材において予め間隔規制板と仕切板とを
接着しておいても良い。この場合においても、多数の単
位部材を順次に積層していく工程で、単位部材同士の接
着を不要にできるので、従来と比較すると十分なコスト
低減効果がある。

【０００６】ここで、平板状の仕切板とは、表面が平滑
な仕切板の他、実質的に表面の平滑性を損なわない程度
の凹凸を設けた仕切板を含む趣旨である。したがって、
平板状の仕切板には、例えばクレープ加工による微小な
しわ等が表面に設けられた仕切板も含まれる。断面波形
状の間隔規制板とは、波形を構成する山部と谷部が連続
するものの他、波形を構成する山部と谷部の組が間欠的
に形成されるものや、波形を構成する山部および谷部が
間欠的に形成されるものを含む趣旨である。

【０００７】上記の押圧部材としては、仕切板間隔を確
保しつつ仕切板縁部の気密性を確保できる程度の押圧力
が得られる弾性体を例示でき、この弾性体としては、樹
脂やゴムの発泡体や非発泡体が、積層体の縁部を均一に
押圧できることから好ましい。請求項２記載の熱交換エ
レメントは、請求項１において、上記押圧部材は発泡体
からなるものを含むことを特徴とするものである。この
場合、積層体の周縁部を均一に押圧できるので、仕切板
の縁部での気密性をより向上できる。ここで、発泡体と
しては、例えば発泡ウレタンの他、発泡エチレン、発泡
スチレン等がある。

【０００８】請求項３記載の熱交換エレメントは、請求
項１又は２において、上記間隔規制板は樹脂からなるこ
とを特徴とするものである。この場合、間隔規制板の持
つ弾力を利用して、押圧部材による押圧力に抗して仕切
板間隔を所定量に維持できる結果、圧力損失や騒音を少
なくすることができる。請求項４記載の熱交換エレメン
トは、請求項１，２又は３において、上記間隔規制板は
熱可塑性樹脂の真空成形品からなることを特徴とするも
のである。

【０００９】この構成では、薄肉の熱可塑性樹脂素材を
用いて、断面波形状の間隔規制板を容易に成形すること
ができる。用いられる熱可塑性樹脂としては、例えばポ
リエチレン、ポリスチレン、塩化ビニル樹脂等がある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を添付図面を参照しつつ説明する。図１（ａ）および図
１（ｂ）は本発明の一実施形態の熱交換エレメントの一
部破断平面図および一部破断正面図であり、図２は熱交
換エレメントの概略分解斜視図である。図３（ａ）は間
隔規制板としてのスペーサの平面図であり、図３（ｂ）
は図３（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図４はス
ペーサの要部の部分断面斜視図である。図５は積層体の
要部の分解斜視図である。

【００１１】まず、図２を参照して、本熱交換エレメン
トＡは、略直方体形状をしており、熱交換すべき２つの
気流Ｂ，Ｃが、互いに直交する方向に流れる直交流型で
ある。図１および図２を参照して、熱交換エレメントＡ
は、仕切板としてのライナ１と間隔規制板としてのスペ
ーサ２を交互に積層した積層体３を、一対の弾性部材５
によって積層方向に弾力的に挟持した状態で、エレメン
ト枠４によって保持したものである。

【００１２】このエレメント枠４は、積層体３の、積層
方向の両端部に配置された一対の端面板４１，４２と、
これら端面板４１，４２同士を連結した複数の枠柱４３
とを備えている。上記の枠柱４３は、長尺のアングル状
の主体部４４と、この主体部４４の両端に設けられた一
対の端面部４５とを備えている。上記の主体部４４は、
積層体３の、積層方向に延びる縁角部３ａに沿わされた
状態で各縁角部３ａに密着されるように固定される。図
示を省略してあるが、実際には、縁角部３ａにおける気
密性を確保するために、シール材が配置される。

【００１３】各枠柱４３の一対の端面部４５は、上記の
端面板４１，４２の四隅の隅角部にそれぞれねじ４６に
よりねじ止めされる。そして、上記の一対の弾性部材５
は、エレメント枠４の一対の端面板４１，４２と、これ
らにそれぞれ対向する積層体３の端面との間にそれぞれ
介在している。４７は熱交換エレメントＡの端面に予め
装着されるシール材であり、本熱交換エレメントＡが収
容される空気調和装置の収容部の壁面と接触して所定の
密封性を得るためのものである。４８は一方の端面板４
１に取り付けられた把手である。

【００１４】ライナ１は、上記二気流Ｂ，Ｃ間を仕切る
ためのものであり、紙により構成されている。このライ
ナ１を介して、二気流Ｂ，Ｃ間で熱交換が行われる。ラ
イナ１は方形平板状をしている。この平板状とは、表面
が実質的に平滑であることを意味し、したがって、伝熱
面積を広くするために、例えばクレープ加工による微小
なしわ等が表面に設けられたものも含む趣旨である。ラ
イナ１の厚みとしては、０．１５ｍｍ程度のものを例示
できる。

【００１５】図３（ａ）および図３（ｂ）並びに図４を
参照して、スペーサ２は、樹脂からなり断面波形状をし
ている。スペーサ２は、対向する一対の縁部において両
側にそれぞれ突出する一対の突条としての密封用リブ２
１を備えている。これらの密封用リブ２１は隣接するラ
イナ１の縁部同士の間を密封し、ライナ１の縁部を通し
ての気流漏れを防止する。密封用リブ２１は断面台形状
とされることによって、ライナ１との接触面積を広く確
保され、これにより、ライナ１の縁部同士間の密封性が
向上されている。

【００１６】また、スペーサ２は、上記対向する一対の
縁部と平行に、互いに連続する山部２３と谷部２４の組
を複数備えている。各組同士は所定間隔隔てられてい
る。山部２３および谷部２４はそれぞれ対向する一対の
ライナ１，１に接し、両者２３，２４が共同として隣接
するライナ１，１間の間隔を規制する。また、山部２３
や谷部２４の長手方向に沿って気流Ｂ，Ｃが流される。

【００１７】スペーサ２を構成する樹脂としては、ポリ
エチレン、ポリスチレン、塩化ビニル樹脂等の熱可塑性
樹脂がある。特にこれらポリエチレン、ポリスチレン、
塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂を用いて真空成形する
ことにより、上記のような密封用リブ２１や山部２３や
谷部２４を含む形状を容易に成形することができる。ス
ペーサ２の厚みとしては、０．２ｍｍ程度のものを例示
できる。図５に示すように、スペーサ２は、ライナ１と
交互に積層される際に、交互に９０度ずつ向きを換えて
積み重ねられることになる。

【００１８】弾性部材５は、方形状をしており、例えば
発泡ウレタン等の発泡体からなる。弾性部材５として
は、所定の弾性を有していれば、上記に限らず樹脂やゴ
ムの発泡体や非発泡体を用いることができる。本実施形
態によれば、弾性部材５によって、積層体３を積層方向
に弾力的に押圧できるので、スペーサ２の縁部の密封用
リブ２１とライナ１とを接着剤で接着することなく、単
にライナ１とスペーサ２を交互に積み重ねていくのみ
で、両者１，２の縁部間の密着性を確保できる。したが
って、ライナ１の縁部の気密性をコスト安価に確保でき
る。

【００１９】上記のように接着剤の使用を完全に止めて
しまう場合の他、接着剤を一部使用することが考えられ
る。すなわち、１枚のライナ１と１枚のスペーサ２とを
サブ組み立てして、これを単位部材とし、この単位部材
を交互に向きを換えて積層して本組み立てする場合にお
いて、上記の単位部材を扱い易くするために単位部材内
のライナ１とスペーサ２とを予め接着剤で接着しておく
場合である。この場合においても、多数の単位部材を順
次に積層していく工程で、単位部材同士の接着を不要に
できるので、従来と比較すると十分なコスト低減効果が
ある。

【００２０】また、ライナ１を紙により構成したので、
高い透気性を確保して熱交換効率を向上できると共に、
十分な保水量を確保して結露等の発生を防止できる。一
方、スペーサ２を樹脂により構成したので、スペーサ２
が紙からなる場合と比較してより強い弾力を発揮させる
ことができる。したがって、スペーサ２の弾力を用い
て、弾性部材５による押圧力に抗してライナ１同士間の
間隔を所定量に維持できる結果、圧力損失や騒音を少な
くすることができる。

【００２１】さらに、弾性部材５を発泡体により構成す
ることにより、積層体３の周縁部を均一に押圧できるの
で、ライナ１の縁部での気密性をより向上できる。な
お、本発明は上記の実施形態に限定されるものではな
く、例えば、上記の実施形態では、一対の弾性部材５に
よって積層体３の両方の端面３ｂを押圧したが、単一の
弾性部材５によって積層体３の一方の端面３ｂのみを押
圧するようにしても良い。

【００２２】また、上記の実施形態では、弾性部材５に
よって積層体３の端面３ｂ全体を押圧したが、弾性部材
５としては、積層体３の端面３ｂの少なくとも周縁部を
弾力的に押圧するものであれば良い。さらに、スペーサ
２の呈する断面波形状に関しても、上記の実施形態に限
定されるものではない。すなわち、上記の実施形態で
は、山部２３と谷部２４を一つの組として、この組を所
定間隔毎に複数設けたが、図６（ａ）に示すように山部
２３と谷部２４が交互に連続する一般的な波形状であっ
ても良いし、また、図６（ｂ）に示すように山部２３お
よび谷部２４が交互に所定間隔毎に形成されるような波
形状であっても良い。

【００２３】また、積層体３の形状に関しても、上記実
施形態のような直方体に限定されるものではなく、例え
ば八角形その他の多角形形状を採用することもできる。
その他、本発明の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記載の発明によれば、エレメン
ト枠内に組み込んだ押圧部材によって積層体の周縁部を
弾力的に押圧できるので、接着剤による接着を簡素化し
たり完全になくしたりしたとしても、仕切板の縁部での
気密性を確保できる。逆にいうと、気密性を確保しつ
つ、従来必要であった接着作業を簡素化し又は省くこと
ができる結果、製造コストを安価にできる。また、積層
工程での接着作業を省くことが可能となるので、積層工
程を自動化することも可能となる。

【００２５】請求項２記載の発明によれば、押圧部材に
発泡体を用いることによって、積層体の周縁部を均一に
押圧できるので、仕切板の端部での気密性をより向上で
きる。請求項３記載の発明によれば、樹脂からなる間隔
規制板の持つ弾力を利用して、押圧部材による押圧力に
抗して仕切板間隔を所定量に維持できる結果、圧力損失
や騒音を少なくすることができる。

【００２６】請求項４記載の発明によれば、熱可塑性樹
脂を用いた真空成形によって、断面波形状の間隔規制板
を容易に成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係る熱交換エレ
メントの一部破断平面図であり、（ｂ）は熱交換エレメ
ントの一部破断正面図である。

【図２】熱交換換気装置の分解斜視図である。

【図３】（ａ）はスペーサの平面図であり、（ｂ）は
（ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図４】スペーサの要部の部分断面斜視図である。

【図５】積層体の要部の分解斜視図である。

【図６】（ａ）および（ｂ）はスペーサの変更形態を示
す概略断面図である。

【符号の説明】

１ ライナ（仕切板） ２ スペーサ（間隔規制板） ３ 積層体 ３ｂ 端面 ４ エレメント枠 ４１，４２ 端面板 ４３ 枠柱 ５ 弾性部材（押圧部材） ２１ 密封用リブ（突条） ２３ 山部 ２４ 谷部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二気流(B,C) 間で熱交換させる熱交換エレ
   メントにおいて、 上記二気流(B,C) 間を仕切る平板状の仕切板(1) 、およ
   び断面波形状の間隔規制板(2) を交互に複数段積み重ね
   て形成された積層体(3) と、 この積層体(3) の積層方向の両端面にそれぞれ対向する
   一対の端面板(41,42)、およびこれら端面板(41,42) 同
   士を連結した複数の枠柱(43)を含むエレメント枠(4)
   と、 少なくとも一方の端面板(41,42) とこれに対向する積層
   体(3) の端面(3b)との間に介在し、積層体(3) の端面(3
   b)の少なくとも周縁部を弾力的に押圧する押圧部材(5)
   とを備え、 上記間隔規制板(2) の対向する一対の縁部には、仕切板
   (1) の縁部との間を密封する突条(21)が一体に形成され
   ており、間隔規制板(2) は交互に向きを換えて積み重ね
   られていることを特徴とする熱交換エレメント。
2. 【請求項２】上記押圧部材(5) は発泡体からなるものを
   含むことを特徴とする請求項１記載の熱交換エレメン
   ト。
3. 【請求項３】上記間隔規制板(2) は樹脂からなることを
   特徴とする請求項１又は２記載の熱交換エレメント。
4. 【請求項４】上記間隔規制板(2) は熱可塑性樹脂の真空
   成形品からなることを特徴とする請求項１，２又は３記
   載の熱交換エレメント。