JPWO2011033624A1 - 全熱交換素子 - Google Patents

Abstract

全熱交換素子は、仕切部材（２）と間隔保持部材（３）と有する単位構成部材（１０）を交互に向きを変えて積層し、仕切部材（２）間に間隔保持部材（３）によって間隔が保持された流路を形成し、隣接する流路に二種の流体を通過させ、仕切部材（２）を介して二種の流体間で熱交換する。仕切部材（２）は、伝熱性、透湿性および気体遮蔽性を有しており、間隔保持部材（３）は、仕切部材（２）の面に沿って概略平行に延びる断面多角形の中空筒形を成し、仕切部材と重なる重合壁（３ｂ）と、この重合壁（３ｂ）の側端から立ち上がり積層方向上下の仕切部材（２）間に立設されて間隔を保持する支持壁（３ａ）とを含んで構成され、重合壁（３ｂ）は支持壁（３ａ）より厚さが小さく仕切部材（２）に透湿性を有する接着剤（５）にて貼り合わされている。

Description

本発明は、状態の異なる二つの流体間の全熱交換を行なうプレート積層形の全熱交換素子に関するものであり、特に換気装置や空気調和機内に組み込まれ、空気対空気の全熱交換を行なうものに好適な全熱交換素子に関するものである。

プレート積層形の熱交換素子は、単位体積辺りの伝熱面積が大きく、比較的小型で高効率な熱交換が可能なため広く使用されている。特に空調換気装置の分野では熱交換すべき２つの流体を仕切る仕切部材に伝熱性だけではなく気体遮蔽性と透湿性を持たせた素材を用いることにより、全熱交換素子として用いられている。従来、この種の熱交換素子では、コルゲート加工を応用した直交流型構造のものがよく知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしこのようなコルゲート加工を応用した直交流型構造では、仕切部材の間隔を保持している波形の間隔保持部材が拡大伝熱面（フィン）として働いているのと同時に、素子の通風抵抗を増加させている点が課題であった。そこでこの種の熱交換素子には、伝熱板に対する間隔板の面積比率を小さくし、熱交換効率を変えずに通風抵抗を低減しているものもある（例えば、特許文献２参照）。

但し、このような場合でも間隔保持部材が流体（空調換気装置の分野では主に空気）の流れる面積を狭くしているため、より通風抵抗を低減する手段として間隔保持部材を中空にして更なる素子の通風抵抗を低減しているものもある（例えば、特許文献３〜６）。

このような構造は通風抵抗の低減には優れているものの、その作製・量産化での問題が多い。なぜならば、まず円形中空断面を持つ間隔保持部材の場合、１層の高さを固定した場合に通風抵抗に影響するパラメーターである等価直径が最大になり、なおかつ仕切部材との接触面積が少なく仕切部材の透湿性の妨げが少ない点から最良の効果が期待できる。しかしながら特許文献４のようなプレス成型では型抜きができず、実質的に円形中空断面形状の部材を１本１本作製し、それを仕切部材に載せて接着する必要があるため手間がかかる。さらに形状が円形であるため、それら作業の場合に位置決めが非常に難しく、加工性が著しく悪い。

そのため、等価直径は若干小さくなるものの、加工の容易性を考慮すると三角形や矩形の中空断面を有する間隔保持部材が、プレス成型も可能であり、位置決めも容易なことから優れている。但し、それら形状の課題として、円形に比べ仕切部材との接触面積が大きくなるため、熱伝達には支障が無いが仕切部材の透湿の妨げとなり、仕切部材の透湿面積を狭くしてしまうため、結果として同じ積層数を有する他の素子と比べて湿度・全熱交換効率が低下する。

特開平４−２４４９２号公報 特開平３−１１３２９２号公報 実開昭６２−４５５８３号公報 特許第３４１４０１２号公報 特開２００５−１４０３６２号公報 特開２００１−１４７０９２号公報 特開２００７−３１５６４９号公報 国際公開第２００８／０４１３２７号

製造可能な三角形や矩形断面を持つ中空間隔保持部材を用いた場合の課題の解決策として、透湿性を有する接着剤を用いるという方法を過去に発案した（例えば、特許文献７、８）。この方法によれば、全熱交換素子の湿度交換の媒体となる仕切部材と、その間隔を保持するために用いる間隔保持部材とを、水溶性の吸湿剤が含まれた水溶媒系接着剤（例えば、酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤など）で接着することによって、仕切部材に添加されていた水溶性吸湿剤が水溶媒系接着剤の水分に触れて溶解・拡散し、仕切部材から水溶媒系接着剤や間隔保持部材の水分が浸透している部分へ流失して仕切部材内の水溶性吸湿剤の量が減少し、湿度交換効率が低下するのを防ぐことができる。また、接着面も吸湿剤添加前に比べて透湿性を持つようになるため、従来非透湿面であった部分も透湿面積とみなせるようになり、結果素子全体の透湿面積が増加するため素子の高性能化が期待できることが分かった。

但し、素子の製造工程において、乾燥ムラの低減やエネルギー効率向上に起因する乾燥工程における使用エネルギー量の削減などのために、水溶媒形の接着剤の乾燥によく用いられている誘電乾燥を行なおうとすると、電極間が短絡を起こして乾燥が不可能になってしまう問題点が判明した。

この誘電乾燥工程のトラブルの原因について、鋭意調査を行なった結果、素子に多量の吸湿剤を含む接着剤を塗布したことによって素子自体が導電体化してしまい、素子の耐電圧が低下して短絡を起こしていることが分かった。従って低通風抵抗かつ高湿度交換効率を得ることができる全熱交換素子を得るためには本課題を解決する必要がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接着剤に添加する、或いは仕切部材に塗工・含浸されている水溶性吸湿剤の使用量を減じても同等の効果を発揮することができ、これにより多量の接着剤使用による誘電乾燥工程のトラブルなどを避け、安定して生産することができる全熱交換素子を提供すことを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の全熱交換素子は、仕切部材と間隔保持部材と有する単位構成部材を交互に向きを変えて積層し、仕切部材間に間隔保持部材によって間隔が保持された流路を形成し、隣接する流路に二種の流体を通過させ、仕切部材を介して二種の流体間で熱交換する全熱交換素子において、仕切部材は、伝熱性、透湿性および気体遮蔽性を有しており、間隔保持部材は、仕切部材の面に沿って概略平行に延びる断面多角形の中空筒形を成し、仕切部材と重なる重合壁と、この重合壁の側端から立ち上がり積層方向上下の仕切部材間に立設されて間隔を保持する支持壁とを含んで構成され、重合壁は、支持壁より厚さが小さく、透湿性を有する第１の接着剤にて仕切部材に貼り合わされていることを特徴とする。

また、本発明の全熱交換素子は、間隔保持部材は、１枚の重合壁と２枚の支持壁とから成る断面三角形の中空筒形に形成され、間隔保持部材内部の流路断面の等価直径ｄｅ１と、隣り合う２つの間隔保持部材と積層方向上下２枚の仕切部材とで形成される流路断面の等価直径ｄｅ２との関係が
１．６ ≦ ｄｅ２／ｄｅ１ ＜ ２
となるような間隔で間隔保持部材が配置されていることを特徴とする。

本発明の全熱交換素子では、中空形状である間隔保持部材の仕切部材と接着される重合壁に支持壁より薄い素材を用いたことにより、同じ湿度交換効率を得るために必要な吸湿剤量が少なくなり、接着剤に添加する、もしくは元来仕切部材に塗工・含浸されている水溶性吸湿剤の使用量を減じても同等の効果を発揮することができるようになる。これにより課題にあげたような多量の接着剤使用による誘電乾燥工程のトラブルなどを避け、安定して素子を生産できるようになる。また接着剤の使用量を減らすことができるのでその乾燥に必要なエネルギーが減り生産工程の省エネルギー化や、省資源化にも貢献できる。さらにより安価な素子の提供が可能になるという効果もある。

また、本発明の全熱交換素子では、間隔保持部材の仕切部材上の配置間隔を最大限に取ることにより素子の単位体積当たりの接着面積が減るため、使用される透湿性接着剤の使用量が減少する。但し、中空の間隔保持部材による通風抵抗の低減効果は、配置間隔を大きくとりすぎると低減し無意味であるため、仕切部材上に最適な間隔で間隔保持部材間を配置することで始めて通風抵抗の低減と誘電乾燥工程可能であることが両立する。また、通風抵抗の低減によって本素子を組み込む機器の流体動力装置の入力を低減でき、機器の省エネルギー化に貢献する。さらに誘電乾燥工程が可能であることにより、生産工程の省エネルギー化、省資源化、安価な素子の生産が可能になる。

図１は、本発明の実施の形態１の全熱交換素子の斜視図である。 図２は、全熱交換素子を構成する単位構成部材の構成を示す断面図である。 図３は、間隔保持部材の斜視図である。 図４は、間隔保持部材が連結してなる中間製品と、この中間製品から切り離された１個の間隔保持部材の様子を示す斜視図である。 図５は、間隔保持部材の中間製品を作製するための片段ダンボール加工機の構造概略図である。 図６は、間隔保持部材に接着剤を塗布するロールコーターの斜視図である。 図７は、間隔保持部材に用いるシート厚さと流路面積の関係を示す断面図である。

以下に、本発明にかかる全熱交換素子の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の全熱交換素子の斜視図である。全熱交換素子５０は、複数個の単位構成部材１０が９０度ずつ向きを変えながら積層されて構成されている。１個の単位構成部材１０は、仕切部材２と、この仕切部材２の主面に平行に並べて固着された断面三角形の中空筒形の間隔保持部材３とから構成される。間隔保持部材３は、積層方向に隣接する２枚の仕切部材２間の間隔を保持するとともに、２枚の仕切部材２間に流路を形成する。この流路は、積層方向に９０度ずつ互い違いに形成されることとなり、この流路に、図１中矢印にて示すように、異なる方向から二種の流体（例えば、空気等の気体）を通過させ、仕切部材２を介して二種の流体間で全熱交換する。

図２は、全熱交換素子５０を構成する単位構成部材１０の構成を示す断面図である。図３は、間隔保持部材３の斜視図である。仕切部材２は、伝熱性、透湿性および気体遮蔽性を有する素材で作製されている。間隔保持部材３は、仕切部材２の面に沿って概略平行に延びる断面三角形の中空筒形を成している。間隔保持部材３の断面三角形の中空筒形を構成する３つの壁面のうち、１つの壁面は仕切部材２に重なって固着される重合壁３ｂを構成している。残る２つの壁面は、重合壁３ｂの側端から立ち上がり積層方向上下の２枚の仕切部材２間に立設されて、２枚の仕切部材２間の間隔を保持する支持壁３ａを構成している。本実施の形態においては、２枚の支持壁３ａは、シート状の素材が２つに折り曲げられて作製されている。この折り曲げられた支持壁３ａと重合壁３ｂとが、辺部に塗布された接着剤（第３の接着剤）７により固着されて筒状の間隔保持部材３となっている（図３）。間隔保持部材３は、重合壁３ｂを、仕切部材２に、透湿性を有する接着剤（第１の接着剤）５にて貼り合わされて固定されている。そして、本実施の形態の特徴として、間隔保持部材３の重合壁３ｂの厚さは、支持壁３ａの厚さより小さくなっている。積層方向に重なる２つの単位構成部材１０は、断面三角形の中空筒形の間隔保持部材３の頂部（支持壁３ａの折り曲げ部分）と、積層方向上側に隣接する他の単位構成部材１０の仕切部材２の裏面とが、接着剤（第２の接着剤）６にて固着されて積層接着されている。

なお、本実施の形態の間隔保持部材３は、１枚の重合壁３ｂと２枚の支持壁３ａとから成る断面三角形の中空筒形に形成されているが、間隔保持部材３の形状はこのような断面三角形に限定されるものでなく、重合壁３ｂと支持壁３ａとを含む断面多角形の中空筒形であればよく、例えば、対向する一対の重合壁３ｂ及び対向する一対の支持壁３ａから成る断面四角形の中空筒形等であってもよい。

中空の間隔保持部材３を作製するには様々な方法があるが１例を以下に述べる。図４は、間隔保持部材３が連結してなる中間製品と、この中間製品から切り離された１個の間隔保持部材３の様子を示す斜視図である。図５は、間隔保持部材の中間製品を作製するための片段ダンボール加工機の構造概略図である。間隔保持部材３の支持壁３ａとなるシート状の素材と、重合壁３ｂとなるシート状の素材（支持壁３ａとなるシート状の素材より厚さが小さい）を、梱包用片面ダンボールの製造を行なう際に一般的に用いられる図５に示す片段加工機を利用して図４の様な中空の間隔保持部材３が短手方向横に多数連結されたような連結体の中間製品を作製し、この中間製品を山に沿って適宜切り離すことによって中空の間隔保持部材３を得る。その場合、支持壁３ａの形状は波形となるが、間隔保持部材３は概ね断面三角形の中空形状として作製される。歯車ｈ１，ｈ２により波形の支持壁３ａが成形され、それにローラｒ１により接着剤７が塗布され、さらにローラｒ２により重合壁３ｂが貼り会わされる。このように一般的なダンボールの製造用の機械を利用して作製される間隔保持部材３の三角形は、その高さｔ÷底辺の幅ｗの割合が概ね０．３〜０．５程度である（図４）。また、このように一般的なダンボールの製造用の機械を利用して間隔保持部材３を作製すると、本実施の形態の特徴である重合壁３ｂの厚さが支持壁３ａの厚さより小さい間隔保持部材３を容易に製造することができる。

上記のようにして作製した中空の間隔保持部材３の重合壁３ｂに、透湿性を有する接着剤５を塗布して仕切部材２に接着する。接着剤５の塗布には刷毛などを用いても良いが、接着剤塗布量にバラツキが出来ると乾燥時間が一定とならず生産効率が低下する懸念があるため、塗布量を管理しバラツキを低減することが望ましい。そのためには、例えば、ロールコーターなどを利用して間隔保持部材３の重合壁３ｂに均一に接着剤５を塗布し、仕切部材２上に載置して接着することが望ましい。図６は、間隔保持部材３に接着剤５を塗布するロールコーターの斜視図である。ローラＲが回転することにより、間隔保持部材３の重合壁３ｂの裏面に、液だめに貯留された接着剤５が均一に塗布される。以上、連結された中間製品を切断したのち透湿性の接着剤５を塗布する例を示したが、連結された間隔保持部材３の重合壁３ｂに接着剤５を先に塗布してから、仕切部材２と接着する前に間隔保持部材３を切り離す手順としても良い。

仕切部材２と間隔保持部材３の接着に用いる透湿性を有する接着剤５としては、例えば水溶媒形樹脂エマルジョン接着剤に、水溶性の潮解性アルカリ金属塩や潮解性アルカリ土類金属塩のいずれか一つ又はそれらを混合したものなどを用いる。空調用全熱交換素子では主に吸湿性の強い塩化リチウムや塩化カルシウムなどを用いる。それ以外のものでも透湿性があれば効果は期待できるが、特に水溶性吸湿剤を含むものは接着剤自体の透湿性のほかに、間隔保持部材３へ接着剤を塗布した際、水と共に吸湿剤が速やかに間隔保持部材３自体へも浸透するため、間隔保持部材３側の素材自体の透湿性も向上することが可能であり接着部の透湿性が発現しやすい。

仕切部材２については、伝熱性、気体遮蔽性、透湿性を同時に満たせるものであれば、その素材や構成などについて特に制限はない。一般に全熱交換素子には水溶性樹脂や水溶性吸湿剤を含ませることにより気体遮蔽性、透湿性を持たせた特殊加工紙や、木材パルプをよく叩解したものを使用することにより実質的に空気が流通する穴がない特殊加工紙に吸湿剤を添加したもの、また、樹脂自体が透湿性を有する樹脂薄膜に多孔質の職布・不織布などを貼り合わせたものが知られている。素子は熱交換時の温度変化により、使用環境条件によっては素子内部で結露が発生する場合もあるが、外部へ垂れると種々の製品不良の原因となるため、素材は吸水性であることが望ましい。

中空の間隔保持部材３の仕切部材２と接触しない支持壁３ａの素材については、仕切部材２間の間隔を保持する役割をになうことになるため、極力形が変形しにくい物が望ましい。シート状の材料の曲げ剛性については弾性体として考えた場合一般に、曲げる方向の厚さの３乗に比例することが知られており、その点で板厚の大きい素材が好適である。但し極端に厚すぎると間隔保持部材３の中空部の面積が減少することになる（図７の右に示す間隔保持部材）ため、間隔保持部材３を使用する本来の目的である素子の通風抵抗の低減とは反することになる。従ってその厚さは概ね６０μｍ〜２００μｍ程度が適している。

中空の間隔保持部材３の重合壁３ｂについては、できるだけ仕切部材２の伝熱性・透湿性を阻害しない材料であることが望ましい。流通する２つの流体間のガス移行を防止するための気体遮蔽性は仕切部材２で確保できており必要ないため、むしろ多孔質素材であるほうが湿度の流通をより妨げず望ましい。本実施の形態では、そのため透湿性を有する接着剤を用い、本素材と仕切部材２の間の透湿抵抗、および水溶性の吸湿剤を用いた接着剤の場合には吸湿剤の浸透による本素材自体の透湿抵抗の減少などを図っている。従って水溶性吸湿剤などは多量添加することが望ましい。しかしながら接着剤を多量添加すると、その多量の水分と不純物（吸湿剤を添加した場合には吸湿剤自体も）の影響で、素子自体の絶縁抵抗が低下して実質的に導電体化してしまうことがある。水溶性接着剤を乾燥させる場合、エネルギー効率の良さや大面積でのムラの少なさなどから主に誘電乾燥が用いられるが、被乾燥物が導電体である場合には回路が短絡して乾燥することができなくなる。そうなると空気加熱による乾燥など他の手段を考慮せねばならないが、これはエネルギー効率が悪く生産工程のエネルギー消費を飛躍的に増大させることになってしまいよくない。従って、接着剤の必要量を低減するために、中空の間隔保持部材３の接触する部分は極力薄い素材を用いることが望ましい。

支持壁３ａと重合壁３ｂを貼り合わせて中空の間隔保持部材３を作製する際に使う接着剤７（第３の接着剤）についても特に制限はない。但し、間隔保持部材３と仕切部材２の接着に透湿性の接着剤として水溶性吸湿剤を含む接着剤を用いた場合には、支持壁３ａと重合壁３ｂとを貼り合わせて間隔保持部材３を作製するために使用する接着剤７に乾燥後水分を透過しない接着剤を用いると、透湿性の接着剤を塗布した際に水分や吸湿剤自体が間隔保持部材３の仕切部材２と接触しない支持壁３ａへの浸透することを防ぐことができるため、吸湿剤が本当に必要である仕切部材２や間隔保持部材３の仕切部材２と接触する重合壁３ｂのみに拡散させることができる。従って不要な吸湿剤の添加を防止でき、より望ましい。

中空の間隔保持部材３と仕切部材２を接着した後、９０度回転させながら積層接着する際に用いる接着剤（第２の接着剤）６についても特に制限は無い。但しここにも前述のような透湿性を有する接着剤を用いることによって、積層接着する部分も以前より透湿性を向上させる効果がある。しかしその場合素子全体の吸湿剤量が増加しすぎると、誘電乾燥が行なえなくなるため、他の部分（例えば仕切部材２や、仕切部材２と間隔保持部材３を接着する際に用いる透湿性を有する接着剤）に添加されている吸湿剤量を減じて調整を行なう必要がある。

上記実施の形態１に基づく実施例を以下に説明する。仕切部材２には、パルプを十分叩解するなどの方法により、気体遮蔽性の尺度となるＪＩＳ Ｐ８１１７のガーレー通気抵抗度で２００秒以上に確保されるよう工夫された特殊加工紙（坪量４０ｇ／ｍ２程度、厚さ５０μｍ程度）に、吸湿剤として水溶性で潮解性のある塩化リチウムを８ｇ／ｍ２程度含浸させたシートを用いた。また中空の間隔保持部材３の仕切部材と接触しない支持壁（波形）３ａの素材として一般的な白色の片艶上質紙（坪量８０ｇ／ｍ２程度、厚さ１００μｍ程度）を、同じく仕切部材２と接触する重合壁３ｂの素材として、木材パルプや亜麻パルプなどを主原料とし坪量２０ｇ／ｍ^２程度、厚さ３０μｍ程度、ガーレー通気抵抗度で２０秒以下の多孔質な特殊加工紙を用い、図５のような片段加工機を利用して、接着剤７に水系酢酸ビニル樹脂エマルジョン（固形分率約１５％）を約１５ｇ／ｍ^２塗布して接着し、間隔保持部材３の１本の幅ｗ（図４）が約４．３ｍｍ、高さｔ（図４）が約１．８ｍｍの形状に加工した。中空の間隔保持部材３を得た上で、薄い素材で作られた重合壁３ｂの部分に、透湿性を有する接着剤５として水を主溶媒とする酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤内に水溶性の吸湿剤として塩化リチウム（ＬｉＣｌ）を約１０％混合した固形分率約２８％のものを約２５ｇ／ｍ^２塗布して仕切部材２に接着した。この際、仕切部材２上での間隔保持部材３の間隔ｘ（図２）は、間隔保持部材３の仕切部材２に水平な方向の寸法を幅ｗとしたとき、隣り合う間隔保持部材３同士の間隔も幅ｗとなるように間隔保持部材３を配置して接着を行なった。このようにして形成した単位構成部材１０を、水系酢酸ビニル樹脂エマルジョンを単位構成部材１０上の各間隔保持部材３の頂部にロールコーターを使って塗布して積層し、９０度回転させながら積層接着を行い、誘電乾燥装置にて素子全体の乾燥を行なって作製した。

比較例１

比較例１においては、仕切部材２及び間隔保持部材３の素材として、実施例１と同様の素材を用いて、間隔保持部材３は、実施例１と同じ外形で中空でなく中実なものとした。つまり、実施例１の構成から、間隔保持部材３を同じ外形で中空でなく中実なものとした。また接着剤はすべて透湿性のない接着剤を用いた。

比較例２

比較例２においては、実施例１の構成から、中空の間隔保持部材３の配置間隔を０．５ｗとした。

比較例３

比較例３においては、比較例２の構成から、間隔保持部材３を同じ外形で中空でなく中実なものとした。また接着剤はすべて透湿性のない接着剤を用いた。

実施例２においては、実施例１の構成から、中空の間隔保持部材３の配置間隔を２ｗとした。

比較例４

比較例４においては、実施例２の構成から、間隔保持部材３を同じ外形で中空でなく中実なものとした。また接着剤はすべて透湿性のない接着剤を用いた。

実施例３においては、実施例１の構成から、中空の間隔保持部材３の配置間隔を３ｗとした。

比較例５

比較例５においては、実施例３の構成から、間隔保持部材３を同じ外形で中空でなく中実なものとした。また接着剤はすべて透湿性のない接着剤を用いた。

比較例６

比較例６においては、実施例１の構成から、中空の間隔保持部材３の配置間隔を４ｗとした。

比較例７

比較例７においては、比較例６の構成から、間隔保持部材３を同じ外形で中空でなく中実なものとした。また接着剤はすべて透湿性のない接着剤を用いた。

比較例８

比較例８においては、中空の間隔保持部材３の仕切部材２と接触する重合壁３ｂに、仕切部材２と接触しない部分の支持壁３ａと同一の素材（同一の厚さ）を用い、同等の湿度交換効率を得るために重合壁３ｂの紙の重量増加比分だけ間隔保持部材３と仕切部材２の接着に用いる接着剤５に添加する吸湿剤量を増加させた。他は実施例１と同様の構成とした。

実施例４においては、積層接着の接着剤６にも透湿性のある接着剤を用い、それに代えて素子全体の吸湿剤量を実施例１と同様にするため、間隔保持部材３と仕切部材２の接着に用いる接着剤５に添加する吸湿材料を減量した。他は実施例１と同形状・同素材の構成とした。

参考例

参考例として、実施例１と同外形寸法・同素材の中空の間隔保持部材３を隙間無く配置した。つまり中空の間隔保持部材３の配置間隔を０とした。この構成は、すなわち、従来の一般的なコルゲートフィン形の間隔保持部材をもつものである。

以上の実施例及び比較例で得られた素子の製造時の誘電乾燥可否、および各素子の湿度交換効率、および通風抵抗を表１にまとめた。これによれば中空の間隔保持部材３に透湿性を有する接着剤を用いた実施例１〜３は、他の比較例に比べ、間隔がｗ以上あると誘電乾燥が可能になり、同外形形状の中実な間隔保持部材を用いた素子より低通風抵抗かつ高効率である。但し、中空でも中実でも間隔保持部材３同士の間隔を離すほど通風抵抗が下がるが、その低下度合いが異なるため、間隔保持部材３間の距離が４ｗになると中空と中実の通風抵抗がほとんど変わらない（差が５％未満）。これは間隔保持部材３の等価直径ｄｅ１に対して、間隔保持部材３間にできる流路の等価直径ｄｅ２が大きくなるため、間隔保持部材３内の流路に空気が実質的に流れなくなるためである。従ってこれ以上離すと中空の意味が無くなる。したがってｄｅ１とｄｅ２の比ｄｅ２／ｄｅ１は１．６以上、２未満の範囲が望ましいことが分かる。

また、比較例８のように、間隔保持部材３の仕切部材２との接触面に厚い素材を用いると、吸湿剤量が増加することにより乾燥が出来ないが、実施例１のように比較的薄い素材を使用して吸湿剤量を抑えると、誘電乾燥性がよくなり加工ができるようになった。

さらに実施例１と実施例４を比較する分かるように、吸湿剤量がほぼ同一であるにもかかわらず、実施例４の湿度交換効率が若干向上している。これは積層側にも吸湿剤を添加したため、積層側接着剤や接着部の紙にも吸湿剤が浸透しやすくなり透湿性が向上したことによる。

この発明は全熱交換素子においては、種々の形態のものに適用することが可能であり効果が期待できる。また用途については、建築物の換気に用いられる装置のほか、自動車や列車などの移動体内の換気などを行う熱交換換気装置に最適であり、その他、潜熱と顕熱を同時に交換する全熱交換を利用する様々な分野の装置に適している。

２ 仕切部材
３ 間隔保持部材
３ａ 間隔保持部材の支持壁
３ｂ 間隔保持部材の重合壁
５ 接着剤（第１の接着剤）
６ 接着剤（第２の接着剤）
７ 接着剤（第３の接着剤）
１０ 単位構成部材
５０ 全熱交換素子

Claims (6)

1. 仕切部材と間隔保持部材と有する単位構成部材を交互に向きを変えて積層し、前記仕切部材間に前記間隔保持部材によって間隔が保持された流路を形成し、隣接する前記流路に二種の流体を通過させ、前記仕切部材を介して前記二種の流体間で熱交換する全熱交換素子において、
   前記仕切部材は、伝熱性、透湿性および気体遮蔽性を有しており、
   前記間隔保持部材は、前記仕切部材の面に沿って概略平行に延びる断面多角形の中空筒形を成し、前記仕切部材と重なる重合壁と、この重合壁の側端から立ち上がり積層方向上下の前記仕切部材間に立設されて間隔を保持する支持壁とを含んで構成され、
   前記重合壁は、前記支持壁より厚さが小さく、透湿性を有する第１の接着剤にて前記仕切部材に貼り合わされている
   ことを特徴とする全熱交換素子。
2. 前記間隔保持部材は、１枚の前記重合壁と２枚の前記支持壁とから成る断面三角形の中空筒形に形成され、
   前記間隔保持部材内部の流路断面の等価直径ｄｅ１と、隣り合う２つの前記間隔保持部材と積層方向上下２枚の前記仕切部材とで形成される流路断面の等価直径ｄｅ２との関係が
   １．６ ≦ ｄｅ２／ｄｅ１ ＜ ２
   となるような間隔で前記間隔保持部材が配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の全熱交換素子。
3. 前記単位構成部材を積層接着する接着剤であり、前記断面三角形の中空筒形の間隔保持部材の頂部と積層方向に隣接する前記単位構成部材の前記仕切部材とを接着する第２の接着剤として、透湿性を有する接着剤を用いる
   ことを特徴とする請求項２に記載の全熱交換素子。
4. 前記仕切部材及び前記間隔保持部材の素材として、吸液性を有する素材を用い、前記第１の接着剤及び第２の接着剤として、水を主溶媒とする樹脂エマルジョン接着剤に水溶性の吸湿剤を混合したものを用いる
   ことを特徴とする請求項３に記載の全熱交換素子。
5. 前記水溶性の吸湿剤として、潮解性アルカリ金属塩、潮解性アルカリ土類金属塩のいずれか一つ又はそれらを混合したものを用いる
   ことを特徴とする請求項４に記載の全熱交換素子。
6. 前記支持壁と前記重合壁とを接着する第３の接着剤として、接着完了後実質的に透湿性が無くなる接着剤を用いる
   ことを特徴とする請求項１に記載の全熱交換素子。

Images