JPH11211368A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単に製造できる熱交換器を提供する。 【解決手段】 ２種類の熱交換板３Ａ，３Ｂがスペーサ
２４を介することで所定間隔を開けて積層される。両熱
交換板３Ａ，３Ｂの閉じるべき端縁には、第１差込片４
と第２差込片５のいずれかが形成されている。一方、閉
鎖部材９が備えられ、この閉鎖部材９の内側の面には差
込溝１０が形成されている。上下の熱交換板３Ａ，３Ｂ
の第１差込片４と第２差込片５とを差込溝１０に併せて
差し込むことで閉鎖部材９が嵌め込まれ、両熱交換板３
Ａ，３Ｂの端縁の間が閉鎖されるとともに、両熱交換板
３Ａ，３Ｂが互いに連結される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビル等の建物の空
調システムに付設して好適な熱交換器の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】本願出願人は、ダクトの配管空間を利用
して設置できる熱交換器として、特開平８−５１１９号
公報に記載されたものを先に提案した。このものの構造
を図２０及び図２１を参照して簡単に説明する。まず熱
交換板として、平面亀甲形をなすものが２種類準備さ
れ、一方の熱交換板１０１は図２０の下側に示されるよ
うに、長方形部分から右側の三角形部分にわたる手前側
の端縁と、長方形部分から左側の三角形部分にわたる奥
側の端縁とに２度直角曲げされた閉塞壁部１０３が形成
され、他方の熱交換板１０２は、同図の上側に示される
ように、長方形部分から左側の三角形部分にわたる手前
側の端縁と、長方形部分から右側の三角形部分にわたる
奥側の端縁とに、同様の閉塞壁部１０３が形成されてい
る。これらの２種類の熱交換板１０１，１０２が交互に
積み重ねられることで熱交換板ユニット１０４が形成さ
れ、ユニット１０４内では、同図の左奥側の端面と右手
前側の端面とに流出入口１０５Ａ，１０５Ｂを有する第
１通路１０６と、左手前側の端面と右奥側の端面とに流
出入口１０７Ａ，１０７Ｂを有する第２通路１０８と
が、一段置きに互いに交差するようにして構成される。

【０００３】そして、上記のユニット１０４が図２１に
示すように箱形のケーシング１０９内に収容され、例え
ば、第１通路１０６の入口１０５Ｂと出口１０５Ａがケ
ーシング１０９に設けられた給気入口１１０Ｄと給気出
口１１０Ｂに対応し、第２通路１０８の入口１０７Ａと
出口１０７Ｂが排気入口１１０Ａと排気出口１１０Ｃに
対応して配される。これにより、給気ダクト１１１から
給気が、排気ダクト１１２から排気がそれぞれ熱交換器
に向かうと、熱交換器内において、給気は第１通路１０
６を入口１０５Ｂから出口１０５Ａに向かって実線の矢
印ａ方向に、また、排気は第２通路１０８を入口１０７
Ａから出口１０７Ｂに向かって破線の矢印ｂ方向に、互
い対向して途中で交差するように流れ、その間に給気と
排気との間で熱交換が行われるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで先に提案した
ものでは、熱交換板ユニット１０４を形成する場合に、
２種類の熱交換板１０１，１０２を交互に積み重ねつ
つ、一の熱交換板１０１または１０２の閉塞壁部１０３
とその上の熱交換板１０２または１０１とを溶接により
順次に固着することで組み付けるようにしており、製造
に手間が掛かるという問題があり、さらなる改良が切望
されていた。本発明は上記した要望に基づいて完成され
たものであって、その目的は、簡単に製造できる熱交換
器を提供するところにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの手段として、本発明は、略箱形をなすケーシングに
は、その一側と他側とで対をなすようにして給気出入口
対と排気出入口対が設けられるとともに、このケーシン
グ内には複数枚の熱交換板が間隔を開けた積層状態で収
容され、この熱交換板群の一側と他側では積層方向と交
差する方向に分割された２つの出入口面が設けられて、
各出入口面では、隣り合う熱交換板の間が一段置きにか
つ各出入口面で互い違いに閉塞部材により閉塞され、両
側における閉鎖位置が同じ出入口面同士が前記給気出入
口対または排気出入口対とそれぞれ対応され、前記熱交
換板群内において前記給気出入口対と排気出入口対の間
で一段置きに給気と排気を対向状に流通可能とした熱交
換器において、前記閉鎖部材が、嵌め込みによって隣り
合う前記熱交換板の間に装着可能となっている構成とし
たところに特徴を有する。

【０００６】

【発明の作用及び効果】熱交換板を順次に重ねて、出入
口面を構成する面の所定位置で閉鎖部材を隣り合う熱交
換板に嵌め込むことを繰り返すことによって、熱交換板
群が形成される。閉鎖部材を嵌め込むだけで、隣り合う
熱交換板の間の所定位置を閉鎖し、また両熱交換板を順
次に連結できるので、熱交換板群の製造を能率良く迅速
に行うことができる効果が得られる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。 ＜第１実施形態＞まず、図１ないし図１６によって本発
明の第１実施形態を説明する。本実施形態の熱交換器Ｘ
は、図１に示すように、大まかには熱交換板ユニット１
と、これらを収容するケーシング２とから構成されてい
る。熱交換板ユニット１は、複数枚の熱交換板３を所定
の間隔を開けて積層して組み付けられる。熱交換板３
は、アルミニウム板を素材として、中央の方形部分の両
側に二等辺三角形部分を連ねた平面亀甲形に形成されて
おり、２種類準備されている。

【０００８】図２，３の下段に示す一方の熱交換板３Ａ
は、左側の三角形部分における手前側の端縁と、右側の
三角形部分における奥側の端縁とに、頂点が下方を向い
た断面逆山形の第１差込片４が形成されるとともに、右
側の三角形部分における手前側の端縁と、左側の三角形
部分における奥側の端縁とに、頂点が上方を向いた断面
山形の第２差込片５が形成されている。図２，３の上段
に示すもう一方の熱交換板３Ｂは、上記とは逆に、左側
の三角形部分における手前側の端縁と、右側の三角形部
分における奥側の端縁とに、断面山形をなす第２差込片
５が、右側の三角形部分における手前側の端縁と、左側
の三角形部分における奥側の端縁とに、断面逆山形をな
す第１差込片４がそれぞれ形成されている。また熱交換
板３Ａ，３Ｂには、図示７個の挿通孔７が所定の配列で
形成されている。

【０００９】一方、詳しくは後記するように、上下の熱
交換板３Ａ，３Ｂの端縁の間を塞ぐための複数の閉鎖部
材９が備えられている。この閉鎖部材９は、アルミニウ
ム材を押出成形して形成されており、図５に示すよう
に、上記した熱交換板３Ａ，３Ｂの三角形部分の一方の
斜辺とほぼ同じ長さの全長を有しているとともに、図４
に示すように、外方側が次第に薄くなった流線形断面に
形成されている。閉鎖部材９の内側の端面には、上記し
た熱交換板３Ａ，３Ｂの第１差込片４と第２差込片５と
を併せて差し込むことのできる差込溝１０が形成されて
いる。この差込溝１０は、手前側で間口が広く取られ、
次第に狭まったのち奥方で再び次第に広げられた形状と
なっている。また閉鎖部材９の外方の端部側には貫通孔
１１が形成され、その両端に雌ねじ１２が切られてい
る。

【００１０】上記の他に、図５に示すように、上下の熱
交換板３Ａ，３Ｂの方形部分の端縁の間を塞ぐためのス
テンレス鋼製の角パイプ１４が備えられている。また、
２本の先端柱１５と、４本の側柱１６が設けられてい
る。先端柱１５は、熱交換板３Ａ，３Ｂの三角形部分の
頂点部分に配されるものであって、図７に示すように、
５角形のパイプの底面部分を除去したような断面形状に
形成されている。この先端柱１５には、チャンネル形の
補強材１７が嵌められてねじ１８で固定されるようにな
っている。

【００１１】一方の側柱１６は、熱交換板３Ａ，３Ｂに
おける方形部分と三角形部分の継ぎ目の角部にそれぞれ
配されるものであって、図８に示すように、く字形断面
の第１部材１９の一端側の途中部位に、Ｌ字形断面の第
２部材２０の短辺側をねじ１８で止めて一体結合した形
状となっている。第１部材１９と第２部材２０の間に
は、上記した角パイプ１４の端部を嵌めるための嵌込溝
２１が形成されている。また、側柱１６の外面側には、
補強材２２が当てられてねじ止めにより固定されるよう
になっている。

【００１２】また、上下の熱交換板３Ａ，３Ｂの間に挟
まれるスペーサ２４が備えられている。このスペーサ２
４は、熱交換板３Ａ，３Ｂの挿通孔７の口縁の周りに配
される円筒形に形成されている。一方最下段には、雌ね
じ体形状の７個のベーススペーサ２５が配されるように
なっている。このベーススペーサ２５は、図９に示すよ
うに、上端側に向けて３段階に縮径された形状であっ
て、中段部分が熱交換板３Ａの挿通孔７に略緊密に挿通
可能とされ、中心にはねじ孔２６が切られている。ま
た、各熱交換板３Ａ，３Ｂの挿通孔７を貫通するように
して配される７本の組付パイプ２８が備えられていて
（図１１参照）、この組付パイプ２８の下端が、図９に
示すように、ベーススペーサ２５の上段部とスペーサ２
４との間に嵌合可能とされている。なお、熱交換板ユニ
ット１の最後の組み付け用として、上記したスペーサ２
４内に挿通可能であって、ベーススペーサ２５のねじ孔
２６に螺合可能な７本の長ボルト２９（図１５）が備え
られている。

【００１３】ケーシング２は、複数枚の亜鉛めっき鋼板
をねじ止め等により組み付けることによって、熱交換板
ユニット１をすっぽりと収容することが可能な直方体状
に形成されている。このケーシング２の両端面には、図
１に示すように、合計４個の出入口３０Ａ〜３０Ｄが形
成されているとともに、両端部の両側面には同じく４個
の副出入口３１Ａ〜３１Ｄが形成されている。これらの
出入口３０Ａ〜３０Ｄと副出入口３１Ａ〜３０Ｄは、そ
れぞれで対をなしていて、対のうちいずれか一方が給気
ダクト３３または排気ダクト３４と接続され、使用され
ない他方は蓋板３５で閉じられるようになっている。

【００１４】続いて、熱交換器Ｘの組付手順について説
明する。まず、図５に示すように、組立用の定盤４０の
上に、ベーススペーサ２５が所定の配置で載置されると
ともに、２本の先端柱１５と４本の側柱１６とが所定位
置において一定の向きで立てられる。続いて、手前側の
２本の側柱１６と、奥側の２本の側柱１６の間に、それ
ぞれ角パイプ１４がその両端部を嵌込溝２１に嵌め込み
つつ挿入されて、図１０に示すように、外面側からねじ
１８で止めすることで固定される。次に、熱交換板３Ａ
が先端柱１５と側柱１６の中に嵌められる。熱交換板３
Ａは、図１０に示すように、方形部分の手前側と奥側の
端縁が先に嵌められた角パイプ１４で受けられて載置さ
れる。同時に、ベーススペーサ２５の中段部分に挿通孔
７が嵌められる（図６参照）。

【００１５】次に、図５の左側手前と右側奥の端縁部分
に閉鎖部材９が嵌められ、このとき図６に示すように、
熱交換板３Ａの第１差込片４が閉鎖部材９の差込溝１０
に差し込まれる。閉鎖部材９は、図１０に示すように、
その両端面が先端柱１５と側柱１６にねじ止めして固定
される。一方、右側手前と左側奥の端縁部分では、下面
に角材４１を溶接により予め固着した閉鎖部材９が嵌め
られ、熱交換板３Ａの第２差込片５が閉鎖部材９の差込
溝１０に差し込まれる。同様に閉鎖部材９が先端柱１５
と側柱１６にねじ１８で止められて固定される。これに
より最下段の組立が完了する。

【００１６】続いて、２段目の組立手順を説明する。図
１１に示すように、まず１枚目の熱交換板３Ａから突出
している各ベーススペーサ２５の中段部の外周にスペー
サ２４を嵌めるとともに、手前側と奥側の側柱１６の間
に角パイプ１４を挿入する。続いて、別の種類の２枚目
の熱交換板３Ｂを嵌め、図１２に示すように、右手前側
と左奥側の端縁部分において、第１差込片４を先に装着
されている閉鎖部材９の差込溝１０に差し込む。そうし
たら、熱交換板３Ｂの各挿通孔７の上にスペーサ２４を
置き、組付パイプ２８をそのスペーサ２４を通して差し
込んで、図１２に示すように、その下側のスペーサ２４
とベーススペーサ２５の上段部の間に嵌めて立てる。こ
れにより２段目の組立が完了する。

【００１７】３段目と４段目については、図１３に示す
ように、角パイプ１４を側柱１６の間に挿入したのち、
１枚目と同じ種類の３枚目の熱交換板３Ａを、挿通孔７
を組付パイプ２８に通しつつ嵌める。そして、図１４に
示すように、左手前と右奥の端縁部分において閉鎖部材
９を嵌め、２枚目の熱交換板３Ｂの第２差込片５と３枚
目の熱交換板３Ａの第１差込片４とを併せて差込溝１０
に差し込み、閉鎖部材９を固定する。続いて、スペーサ
２４と角パイプ１４とを装着したのち、２枚目と同じ種
類の４枚目の熱交換板３Ｂを嵌め、図１４に示すよう
に、右手前と左奥の端縁部分において閉鎖部材９を嵌
め、３枚目の熱交換板３Ａの第２差込片５と４枚目の熱
交換板３Ｂの第１差込片４とを併せて差込溝１０に差し
込み、閉鎖部材９を固定する。

【００１８】以上により３段目と４段目の組立が完了す
る。それ以降、上記した３段目と４段目の手順が順次に
繰り返されて、熱交換板３が次第に積層組立される。な
お、左手前と左奥の端縁部分の最上段では、上面に角材
４１を溶接により予め固着した閉鎖部材９が嵌められ
る。そののち、図１５に示すように、一番上の熱交換板
３Ｂの上面に突出した組付パイプ２８に長ボルト２９が
挿通され、それぞれの下端が、図１４の鎖線に示すよう
にベーススペーサ２５のねじ孔２６に螺合されて締め付
けられる。また、積層された角パイプ１４の外面側に補
強板４２がねじ止めされて固定されるとともに、先端柱
１５と側柱１６にも補強材１７，２２がねじ止めされて
固定される。これにより、熱交換板ユニット１の組立が
完了する。

【００１９】このように組み立てられた熱交換板ユニッ
ト１では、各熱交換板３の間に上下方向に複数段の空間
が画成される。そして、熱交換板ユニット１における図
１５の右側の端面では、図１６に示すように、奥側の半
分の面（同図の右側）において、下から奇数段ごとに閉
鎖部材９で閉塞され、手前側の半分の面（同図の左側）
において、下から偶数段ごとに閉鎖部材９で閉塞され
る。なお、奥側の半分の面の一番上と、手前側の一番下
の段はそれぞれ角材４１で閉塞されている。一方、熱交
換板ユニット１の図１５の左側の端面でも図１６のよう
になって、手前側の半分の面において下から奇数段ごと
に閉鎖部材９で閉塞され、奥側の半分の面において下か
ら偶数段ごとに閉鎖部材９で閉塞されることになる。同
様に、手前側の半分の面の一番上と、奥側の一番下の段
はそれぞれ角材４１で閉塞されている。

【００２０】これにより、熱交換板ユニット１内では、
図１の左奥側の端面と右手前側の端面とに流出入口４３
Ａ，４３Ｂを有する第１通路４４と、左手前側の端面と
右奥側の端面とに流出入口４５Ａ，４５Ｂを有する第２
通路４６とが、一段置きに互いに交差するようにして構
成される。上記のように組み立てられた熱交換板ユニッ
ト１は、既述したようにケーシング２内にすっぽりと収
容され、熱交換器Ｘが完成される。

【００２１】この熱交換器Ｘは、図１に示すように、例
えばビル等の空調機械室内に配管された給気ダクト３３
と排気ダクト３４の配管途中において接続される。この
実施形態では、ケーシング２の図１における左手前側の
出入口３０Ａが排気の入口に、左奥側の副出入口３１Ｂ
が給気の出口に、また、右手前側の出入口３０Ｄが給気
の入口に、右奥側の出入口３０Ｃが排気の出口としてそ
れぞれ使用される。それにより、上記した熱交換板ユニ
ット１内の第１通路４４が給気通路に、第２通路４６が
排気通路となる。

【００２２】そして、外壁に設けられた給気口から引き
込まれた給気ダクト３３が、熱交換器Ｘの給気の入口３
０Ｄに接続され、反対側の給気の出口３０Ｂに同様に接
続された給気ダクト３３が図示しない空調機に接続され
て、そののち部屋の内部に配管される。また、部屋内か
らは送風機の介設された排気ダクト３４が引き出されて
熱交換器Ｘの排気の入口３０Ａに接続されるとともに、
排気の出口３０Ｃに接続された排気ダクト３４が、外壁
の排気口に接続される。一方、熱交換器Ｘは、天井に垂
下して設けられた図示しないアンカーボルトの下端にわ
たされたチャンネル鋼の上に載せられて支持される。ダ
クト３３，３４と接続されない熱交換器Ｘの出入口３０
Ｂ及び副出入口３１Ａ，３１Ｃ，３１Ｄは、蓋板３５で
閉じられる。

【００２３】そして、給気ダクト３３から給気が、排気
ダクト３４から排気がそれぞれ熱交換器Ｘに向かうと、
図１に示すように、熱交換器Ｘ内において、給気は給気
通路４４を入口３０Ｄから出口３１Ｂに向かって実線の
矢印ａ方向に、また、排気は排気通路４６を入口３０Ａ
から出口３０Ｃに向かって破線の矢印ｂ方向に、互い対
向して途中で交差するように流れ、その間に給気と排気
との間で熱交換が行われる。熱交換されたあとの給気
は、空調機により冷却または昇温されたのち、冷房また
は暖房用として部屋内に供給され、熱交換されたあとの
排気は外部に排出される。なお、蓋板３５で閉じていた
出入口３０Ｂと副出入口３１Ａ，３１Ｃ，３１Ｄは、適
宜に蓋板３５を外すことによって、熱交換器Ｘの内部を
点検したり、簡単な清掃を行うのに利用できる。

【００２４】以上のように本実施形態によれば、熱交換
板ユニット１を製造するに際して、上下の熱交換板３
Ａ，３Ｂの間の所定位置を閉塞しつつ順次に連結する場
合に、閉鎖部材９を嵌め込むだけでよいから、従来のい
ちいち溶接作業を行っていた場合と比較すると、熱交換
板ユニット１の製造を能率良く迅速に行うことができ
る。

【００２５】＜第２実施形態＞図１７に示す第２実施形
態は、大型の熱交換器Ｙを製造する場合を例示してい
る。ここでは、上記第１実施形態と同様に形成された熱
交換板ユニット１が複数個に分けて製造され、これらの
熱交換板ユニット１が重ねられて、最後に長尺の連結ボ
ルトを締め付けることで一体結合されるようになってい
る。機能については、第１実施形態に示したものと同様
である。

【００２６】＜第３実施形態＞図１８は本発明の第３実
施形態を示す。この第３実施形態では閉鎖部材５１の構
造に変更が加えられている。この閉鎖部材５１は、ステ
ンレス鋼板を曲げ成形して形成されており、外方側が次
第に薄くなった外形流線形をなしているとともに、内方
側の両端が内側に鋭角に屈曲されて、両屈曲端５２が所
定の隙間を開けて対向した形状となっている。そして、
上下の熱交換板３Ａ，３Ｂの第１差込片４と第２差込片
５とが併せて差し込み可能であって、両屈曲端５２が差
込片４，５の頂点の裏側に係止されることで抜け止め状
態に嵌め込むことができるようになっている。

【００２７】＜第４実施形態＞図１９は本発明の第４実
施形態を示す。この第４実施形態の閉鎖部材５５は、第
１実施形態と同様にアルミニウム材を押出成形して形成
されており、外方側が次第に薄くなった流線形断面に形
成されている一方、内方側の上下両面には、間口が狭
く、深くなるに従って外方に向けて幅が広くなった一対
の差込溝５６が形成されている。また。熱交換板３Ａ，
３Ｂの三角形部分の端縁には、上向きに屈曲された第１
差込片５７と第２差込片５８とが形成されている。

【００２８】そして、閉鎖部材５５の差込溝５６にコー
キング材５９が充填されたのち、下側の熱交換板３Ｂの
第１差込片５７を下側の差込溝５６に、また上側の熱交
換板３Ａの第２差込片５８を上側の差込溝５６にそれぞ
れ差し込みつつ、上下の熱交換板３Ａ，３Ｂの端縁の間
に嵌め込むことができるようになっている。本発明は上
記記述及び図面によって説明した実施形態に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変更
して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る熱交換器の平面図

【図２】熱交換板の斜視図

【図３】熱交換板の一部切欠断面図

【図４】閉塞部材を熱交換板に嵌め込んだ状態の拡大断
面図

【図５】最下段の組立動作を説明する斜視図

【図６】同断面図

【図７】先端柱の平面図

【図８】側柱の平面図

【図９】ベーススペーサの装着部分の断面図

【図１０】最下段の熱交換板を嵌めた状態の部分拡大平
面図

【図１１】２段目の組立動作を説明する斜視図

【図１２】同断面図

【図１３】３，４段目の組立動作を説明する斜視図

【図１４】同断面図

【図１５】熱交換板ユニットの最終組立動作を説明する
斜視図

【図１６】熱交換板ユニットの側面図

【図１７】本発明の第２実施形態に係る大型の熱交換器
の組立動作を説明する斜視図

【図１８】本発明の第３実施形態に係る閉鎖部材を熱交
換板に嵌め込んだ状態の断面図

【図１９】本発明の第４実施形態に係る閉鎖部材を熱交
換板に嵌め込んだ状態の断面図

【図２０】従来例の熱交換板の積層状態を示す斜視図

【図２１】その熱交換器の平面図

【符号の説明】

Ｘ…熱交換器 １…熱交換板ユニット ２…ケーシング ３Ａ，３Ｂ…熱交換板 ４，５…差込片 ９…閉鎖部材 １０…差込溝 ３０Ａ〜３０Ｄ…出入口 ３１Ａ〜３１Ｄ…副出入口 ４３Ａ，４３Ｂ…流出入口 ４４…第１通路（給気通路） ４５Ａ，４５Ｂ…流出入口 ４６…第２通路（排気通路） Ｙ…熱交換器 ５１…閉鎖部材 ５２…屈曲端 ５５…閉鎖部材 ５６…差込溝 ５７，５８…差込片

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略箱形をなすケーシングには、その一側
   と他側とで対をなすようにして給気出入口対と排気出入
   口対が設けられるとともに、このケーシング内には複数
   枚の熱交換板が間隔を開けた積層状態で収容され、この
   熱交換板群の一側と他側では積層方向と交差する方向に
   分割された２つの出入口面が設けられて、各出入口面で
   は、隣り合う熱交換板の間が一段置きにかつ各出入口面
   で互い違いに閉塞部材により閉塞され、両側における閉
   鎖位置が同じ出入口面同士が前記給気出入口対または排
   気出入口対とそれぞれ対応され、前記熱交換板群内にお
   いて前記給気出入口対と排気出入口対の間で一段置きに
   給気と排気を対向状に流通可能とした熱交換器におい
   て、 前記閉鎖部材が、嵌め込みによって隣り合う前記熱交換
   板の間に装着可能となっていることを特徴とする熱交換
   器。