JPS5934277B2 - 対向流形熱交換素子の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、熱交換器の熱交換素子、とくに段ボール状
に仕切板と波形フィン板とを重ね合せて流体通路板を構
成し、この通路板を積み重ねて熱交換素子を組み上げ、
仕切板を隔ててエネルギ差がありかつ対向流の関係にあ
る２つの流体間で仕切板を介して顕熱あるいは顕熱と潜
熱とを併せて交換させるための対向流形熱交換素子の製
造方法に関するものである。

第１図に示すように、段ボール状に仕切板１と波形フィ
ン板２とを重ね合せて流体通路板３を形成し、この通路
板３を上下に積み重ねた紙製の熱交換素子１３は静止形
の熱交換器に用いられて、効率のよい熱回収装置として
省エネルギの立場から注目を集めており、この熱交換素
子を用いた熱交換器も多量に製品化されている。

この熱交換素子１３は、熱交換器に入れられる２つの流
体２１゜２２の導入口、排出口と、これらの口に連結す
る流体路（ダクト）との関係から、第１図に示すように
、直方体状の熱交換素子１３０４つの辺をそれぞれエネ
ルギ差のある２つの流体の導入口、排出口とすれば、こ
れらの口の作り方、ダクトの取付は方も簡単であること
から、多くの場合、直交流形の紙製熱交換素子として用
いられている。

しかし、この直交流形の熱交換素子では回収熱交換効率
が顕熱で８０％以下、潜熱で７０％以下であり、これ以
上に回収熱交換効率を上げることは困難である。

また、第２図に示すように、第１図の熱交換素子１３を
空気調和機用の静止形のものなどの熱交換器２４に平面
内接正方形状に組み込んでいるのが普通であり、この場
合に流体２１゜２２０導入口、排出口のための空間２５
として熱交換器２４のそれぞれの角部に大きな容積が要
求され、熱交換器の容積は、熱交換素子の容積の２倍以
上が必要となる。

これは多量の流体を処理するために熱交換素子が大きく
なるほど熱交換器の容積が大きくなり、熱回収装置を収
納する屋舎も大きなものとなる欠点がある。

この発明は、回収熱交換効率の向上および熱交換器の容
積の縮少という２つ点を改善するために、この発明の発
明者らが研究と試作を重ねた結果、完成させたものであ
る。

すなわち、直交流形の熱交換素子では、相似形の範囲で
のみ形の大小が行なわれ、新鮮な２つの流体どうしすな
わち最もエネルギ差が大きい状態にある流体どうしが、
仕切板を隔てて熱交換する面積が、全体の熱交換のため
の面積中で占める割合が一定であるのに対し、対向流形
にすれば、四角形の範囲で任意に形を変えることができ
、熱交換のための新鮮な２つの流体が熱交換する面積も
任意に変えることができ、しかも流体の導入口、排出口
のために要する空間を小さくすることができることに鑑
みてなされたものである。

しかし、従来は、２つの流体を対向流として熱交換させ
るために段ボール状で平面矩形の流体通路板を積み重ね
て、交互にエネルギ差をもつ２つの流体を流す対向流形
の熱交換素子の製造は簡単ではなかった。

すなわち、１段おきに１つの流体の導入口を設け、これ
らの間の段に他の流体の排出口を設けた熱交換素子は、
熱交換器としての流体の導入口、排出口の設置が困難で
あった。

この発明は、前述した対向流形熱交換素子の製造を簡易
にすることを目的とするものであり、この発明者らは、
予め波形フィン板に流体通過すなわちフィンに対して直
交する辺をもつ、対となる合同の三角形の孔の組を設け
ておき、この波形フィン板と仕切板とを重ね合せること
によって、２つの流体が混じ合うことなく、熱交換器に
よって簡単に熱交換させることができる対向流形熱交換
素子の製造方法を発明し、前記目的を達成できるように
したものである。

以下この発明の実施例を図を参照して説明する。

実施例 （Ｉ） この実施例は、同一の平面矩形状流体通路板に回転の関
係にある合同の２つの三角形の孔をもつ熱交換素子を製
造する例である。

１．１当り８０？の長繊維Ｐ紙に調湿剤、難燃剤、親水
性バインダを２０ｆ含浸させた第３図ａの仕切板３１と
、１ｄ当り１００Ｓ’のクラフト紙３０を第３図すに示
すように波形フィン板３２に成形したものとで段ボール
状の流体通路板を構成した。

すなわち、前記波形フィン板３２を構成するクラフト紙
３０に回転の関係にありかつ合同の対になる直角三角形
の孔３３の組を打ち抜き、その後、段ボール成形機によ
って連続波形に成形して前記仕切板３１に接着し、長尺
の段ボール状の流体通路板を作った。

この場合に、波形フィン板３２のコルゲートの頂点部に
塗布する接着剤が前記三角形の孔３３の位置で裏側に回
り込む恐れがある場合には、波形フィン板３２の接着前
には打ち抜きせず、ミシン目をつけておき、接着後の適
時にミシン目に囲まれた部分を除去して三角形の孔を形
成するようにしてもよい。

また、対となる２つの三角形の孔３３は短冊状の流体通
路と直交する辺と相手の孔３３の頂点との間隔３４が波
形フィン２．５個分になるように配置しておく。

以上のようにして得た流体通路板を、第３図ｂの破線３
５に示すように流体通路と平行方向に１７０ｍｍ、直交
方向に３１０ｍｒｎの、対となる三角形の孔３３を含む
平面矩形状に切り出し、第５図に示す流体通路板４１を
作った。

この場合に、三角形の孔３３の流体通路４２と直交する
辺の外側には幅約１０７７Ｉｎのコルゲート部分４３を
それぞれ残しておく。

なお、前記幅を５ｕ以下にするとコルゲート部が潰れて
セメント状物質で塞ぐことが困難となる。

第５図に示すように、相隣る上下の流体通路板４１の三
角形の孔３３が対称になり、かつ流体通路に直交する辺
の大部分が重なるように流体通路板４１を１１０枚重ね
合せて高さ２５０ｍｍの直方体に積み重ねた。

なお、ミシン目を孔部に設けたものは前記積み重ね時に
三角形の孔にすることが好ましい、流体通路板４１を積
み重ねて得た熱交換素子の４つの切断面にラッカー塗料
を吹き付けて乾燥し、流体通路と直交する方向に両端か
ら５ｒＩＬｒＩＬずつ、流体通路と平行に両端部を三角
形の孔の流体通路と平行な孔にかかるまで切り落す。

この時、回転の関係にある２つの三角形の孔のずれが波
形の２．５個分だけないと切口が三角孔の孔の頂点にか
かり流体の漏れや混合の原因になる。

また、開孔部が積み重ねのままであると、開孔部付近の
コルゲートが潰れ商品価値を下げるのでこの切断を行な
うものである。

従って、この切断は、丁寧にしかも切り落す厚さが正確
でなくてはならない。

さらに、第７図に示すように、上記のようにして得た熱
交換素子５１の切断面にはいずれもラッカー塗料を吹き
付けて固めておく。

次に流体通路と直交する断面にはセメント状物質５２を
塗り、あるいは濃厚な樹脂溶液で塗膜を形成し、コルゲ
ートの孔を塞ぐ。

また、流体通路と平行な面の２つの三角形の孔３３０間
の部分にも、前記と同様なセメント状物質５３を塗布し
、熱交換器中での２つの流体の混合を防止する。

なお、必要な場合には、セメント状の物質を塗布した後
、第７図ａに一部を示すように遮蔽板５４を取り付けて
もよい。

以上のようにして製造された熱交換素子５１を、第８図
に示すように１７０Ｘ３１０Ｘ２６０−の熱交換器筐６
３に入れて、２つの流体６１．６２が対向流で熱交換さ
れて顕熱と潜熱とを同時に交換する全熱交換器６４を作
った。

この熱交換器−を空調系に入れて２つの流体６１．６２
すなわち屋内空気と屋外空気との間で熱回収を行なわせ
、処理風量０．８ｍ’／分で顕熱の熱交換効率として８
５％、湿度（潜熱）の交換効率として７３％を得た。

実施例 （ＩＩ） この実施例は、同一の平面矩形状流体通路板に対称の関
係にある２つの合同の三角形の孔をもつ熱交換素子を製
造する例である。

前述した実施例（Ｉ）と同様な薬剤含浸処理を行ななっ
た第４図ａの仕切板３１と、クラフト紙３０ととを用い
、クラフト紙３０には第４図すに示すような対称の関係
にある２つの合同の直角三角形の孔３３０組を打ち抜い
ておく。

前記仕切板３１とクラフト紙３０を成形した波形フィン
板３２とを用いて実施例（Ｉ）と同様にして長尺の流体
通路板を作った。

第６図に示すように、２つの三角形の孔３３を含むよう
な矩形状に切出し、流体通路と平行な辺が３１０ｍｍ、
直交する辺が１７０ｍｍの流体通路板４１を作った。

この流体通路板４１を、相隣る上下の流体通路板４１の
三角形の孔３３が対称になるように積み重ねる以外は前
述した実施例（Ｉ）と同様にして、すなわち上下の流体
通路板４１の三角形の孔３３の相対位置関係、端面処理
および切断、さらにシール手段およびシール場所などを
実施例ＣＩ）と同じ方法によって行ない、対向流形の全
熱交換素子を製造した。

なお、この実施例（２）のものは、実施例（Ｉ）の熱交
換素子と流体が流れる方向が１８０°異なっている。

参考例 この参考例は、同一の流体通路板に三角形の孔を１つ設
けた熱交換素子を製造する例である。

第３図において対となる２つの三角形の孔の間隔を大き
くとり、流体通路と直交する辺の間の幅を４６０間とし
た１７０Ｘ４８０ｍｍの大きさの矩形状の流体通路板を
作り、長手方向の真中を切断して１７０Ｘ２４０ｍｍの
矩形状の流体通路板を２枚作った。

これらを相隣接する上下の流体通路板の三角形の孔が重
ならないようにすると共に、１枚１枚の流体通路板の流
体通路と直交する辺の端部の１０ｍｍ幅のコルケート部
分にラッカー塗料を吹き付けて固めながらコルゲートの
孔と谷の部分をセメント状物質で埋めながら流体通路板
を積み重ねて、４つの面にそれぞれ２つの流体の導入口
、排出口をもつ熱交換素子を製造したが、この製造方法
は実施例（Ｉ） 、 ＠の方法に比べて時間と手数がか
かることがわかった。

以上説明したようにこの発明によれば、回収熱交換効率
がよくしかも熱交換素子に対する熱交換器の容積を減少
させることができる対向流形の熱交換素子を簡易に得る
ことができ、しかも、得られた熱交換素子は流体漏れや
、熱交換する２つの流体が混じ合うことがないという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の空気調和機用の静止形直交流熱交換素子
の一例を示す斜視図、第２図は第１図の熱交換素子を用
いた熱交換器の一例を示す概略平面図、第３図ａおよび
ｂはこの発明の一実施例に用いる仕切板および波形フィ
ン板の平面図、第４図ａおよびｂは他の実施例に用いる
仕切板および波形フィン板の平面図、第５図は一実施例
の流体通路板の積み重ね状態を説明するための斜視図、
第６図は他の実施例の流体通路板の積み重ね状態を説明
するための斜視図、第７図ａおよびｂは一実施例による
流体通路板を積み重ねて構成した対向流形熱交換素子の
斜視図および概略平面図、第８図は一実施例による熱交
換素子を組み込んだ熱交換器の斜視図である。 ３１・・・・・・仕切板、３２・・・・・・波形フィン
板、３３・・・・・・三角形の孔、４１・・・・・・流
体通路板、５１・・・・・・対向流形熱交換素子。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 仕切板と波形フィン板とを重ね合せて段ボール状に
   構成した流体通路板を積み重ね、前記仕切板を隔てて対
   向流の関係にありかつエネルギ差が存在する２つの流体
   間で、仕切板を介して顕熱あるいは顕熱と潜熱とを併せ
   て交換させるための熱交換素子の製造方法において、流
   体通路と直交する辺をもつ対となる合同の三角形の孔の
   組を波形フィン板に設けた段ボール状のものを、対とな
   る三角形の孔を含みかつこれらの孔の流体通路と直交す
   る辺より外側で切断して平面矩形状の流体通路板を構成
   し、相隣り合う上下の流体通路板間では、これらに含ま
   れた上下の三角形の孔が対称な関係になりかつ三角形の
   孔の流体通路と直交する辺が波形フィン板の１つの波形
   分以上ずれていて大部分が重なり合うように前記流体通
   路板を積み重ねて行くことを特徴とする対向流形熱交換
   素子の製造方法。 ２ 合同の三角形の孔の組を波形フィン板に設けた段ボ
   ール状のものを、対となる三角形の孔の流体通路と直交
   する辺より５ｍｍ以上外側で切断して流体通路板を構成
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の対向
   流形熱交換素子の製造方法。 ３１つの平面矩形状の流体通路板に含まれる２つの三角
   形の孔が回転の関係にあることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の対向流形熱交換素子の製造方法。 ４１つの平面矩形状の流体通路板に含まれる２つの三角
   の孔が対称の関係にあることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の対向流形熱交換素子の製造方法。 ５ 平面矩形状の流体通路板を積み重ね、必要に応じて
   四辺の端面を切り揃え、その後セメント状の物質を端面
   の流体通路と直交する面および流体通路と平行な面の開
   孔部間の部分に埋めることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の対向流形熱交換素子の製造方法。 ６ 波形フィン板にミシン目を施し平面矩形状の流体通
   孔板を構成した後、ミシン目に沿って三角形の孔を形成
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の対向
   流形熱交換素子の製造方法。