KR100804103B1

KR100804103B1 - 열교환기, 그 제조방법 및 그것을 포함하는 제습기

Info

Publication number: KR100804103B1
Application number: KR1020027004595A
Authority: KR
Inventors: 이케히데토시
Original assignee: 가부시키가이샤 칸쿄
Priority date: 2000-08-10
Filing date: 2000-08-10
Publication date: 2008-02-18
Also published as: CA2393062A1; CN1409813A; EP1308684B1; HK1052382A1; EP1308684A1; DE60036732D1; ATE375491T1; WO2002014770A1; CN1276233C; EP1308684A4; US20050082032A1; US20060124286A1; US7025119B2; US7147036B2; HK1052382B; KR20020041820A

Abstract

종래의 소용돌이형상의 통로를 이용한 열교환기와 동등한 높은 열교환효율을 보유하고, 이것에 있어서, 종래의 이러한 종류의 열교환기보다도 처리능력이 높은 열교환기가 개시되어 있다. 벽면을 사이에 두고 서로 인접하는 2개의 통로를 소용돌이형상으로 형성하고, 이들 통로에 각각 유체를 유통시켜서, 벽면을 통해서 열교환을 행한다. 소용돌이형상 통로의 상하의 끝면을 각각 끝판으로 덮고, 소용돌이형상 통로와 끝판을 기밀하게 밀봉한다. 끝판에는, 제 1통로에만 개구하는 제 1통로입구와, 제 1통로에만 개구하는 제 1통로출구와, 제 2통로에만 개구하는 제 2통로입구와, 제 2통로에만 개구하는 제 2통로출구가 형성되어 있다. 각 통로의 각 입구 및 출구는, 소용돌이형상 통로의 각 둘레에 개구하고 있다. 제 1통로입구로부터 통로에 들어간 제 1의 유체는, 제 1통로를 1바퀴미만 통과하여 제 1통로출구로부터 배출된다. 제 2통로입구로부터 들어간 제 2의 유체는, 제 2통로를 1바퀴미만 통과하여 제 2통로출구로부터 배출된다. 이와 같이, 개구부로부터 들어간 유체는, 1바퀴미만밖에 통로를 통과하지 않으므로, 압력손실이 작게 되고, 처리량이 증대하며, 처리에 이용하는 동력을 절감할 수 있다.

Description

열교환기, 그 제조방법 및 그것을 포함하는 제습기{HEAT EXCHANGER, METHOD OF MANUFACTURING THE HEAT EXCHANGER, AND DEHUMIDIFICATION MACHINE INCLUDING THE HEAT EXCHANGER}

본 발명은, 열교환기, 그 제조방법 및 이것을 포함하는 제습기에 관한 것이다.

종래로부터, 소용돌이형상의 2개의 통로에 유체를 각각 통과시키고, 이들 유체간에 열교환을 행하게 하는 열교환기(이하, 편의적으로 「소용돌이형상 열교환기」라함)가 알려져 있다. 예컨대, 일본 특허공개 소56-82384호 공보에는, 2개의 통로를 소용돌이형상으로 형성하고, 이들 2개의 소용돌이형상 통로 내에, 대향하는 방향으로 각각 유체를 유통시키고, 통로의 벽면을 통해서 이들 유체 간에 열교환을 행하는 열교환기가 기재되어 있다. 또한, 마찬가지의 구성의 열교환기가 「고성능 열교환기 데이터북」, 재단법인 에너지절약센터 발생, 제 195페이지에 기재되어 있다.

종래의 소용돌이형상 열교환기에서는, 유체에, 소용돌이형상 통로의 전체를 통과시켜서 열교환을 행하므로, 열교환효율이 높다라는 이점이 얻어진다. 또한, 2개의 소용돌이형상 통로의 시점 및 종점으로부터 각각 유체를 통로 내에 도입하여 각 통로의 출구까지 유체를 통과시키는 것이므로, 압력손실(통기저항)이 크게 되고, 이 때문에, 단위시간 내에 처리할 수 있는 유체의 양이 적고, 처리능력이 낮다. 처리능력을 높이고자 하면, 고압으로 유체를 소용돌이형상 통로에 도입해야만 하고, 강력한 모터가 필요하게 되어, 소비전력이 커진다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 소용돌이형상 통로를 이용한 열교환기와 동등한 높은 열교환효율을 보유하고, 이것에 있어서, 종래의 이러한 종류의 열교환기보다 압력손실(통기저항)이 작고, 처리능력이 높은 열교환기 및 그 제조방법을 제공하는 것, 및 이 열교환기를 이용한 제습기를 제공하는 것이다.

본원발명은, 예의연구의 결과, 유체에, 소용돌이형상의 통로를 한바퀴미만 통과시켜서 배출시킴으로써, 전체적인 열교환효율은 종래의 소용돌이형상 열교환기와 동등하게 높고, 이것에 있어서 압력손실(통기저항)의 저감에 의해 처리능력을 대폭적으로 높일 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은, 소용돌이형상의 제 1의 통로와, 이 제 1의 통로를 따라서 형성되고, 이 제 1의 통로와 벽면을 사이에 두고 인접하는, 소용돌이형상의 제 2의 통로와, 상기 제 1 및 제 2의 통로의 양끝면을 각각 덮는 제 1 및 제 2의 끝판과, 상기 제 1의 끝판에 형성된 1군의 개구로서, 상기 제 1의 끝판의 반경방향으로 연속하는 제 1의 영역 내에 있어서 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로입구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판에 형성된 1군의 개구로서, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향으로 연속하는 제 2의 영역 내에 있어서 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로출구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판에 형성된 1군의 개구로서, 상기 끝판의 반경방향으로 연속하는 제 3의 영역 내에 있어서 상기 제 2의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 2통로입구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판에 형성된 1군의 개구로서, 상기 끝판의 반경방향으로 연속하는 제 4영역 내에 있어서 상기 제 2의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 2통로출구를 구비하고, 상기 제 1의 통로는, 상기 제 1통로입구 및 제 1통로출구 이외의 영역에서는 밀폐되어 있고, 상기 제 2의 통로는, 상기 제 2통로입구 및 제 2통로출구 이외의 영역에서는 밀폐되어 있고, 상기 제 1통로입구로부터 상기 제 1통로에 들어간 제 1의 유체는, 상기 제 1의 통로를 한바퀴미만 통과하여 상기 제 1통로출구로부터 배출되고, 상기 제 2통로입구로부터 상기 제 2통로에 들어간 제 2의 유체는, 상기 제 2의 통로를 한바퀴미만 통과하여 상기 제 2통로출구로부터 배출되고, 상기 제 1 및 제 2의 유체가 각각 제 1 및 제 2의 통로를 통과하는 사이에 상기 벽면을 통해서 이들 유체의 사이에서 열교환이 행해지는, 열교환기를 제공한다.

또한, 본 발명은, 소용돌이형상의 제 1의 통로와, 이 제 1의 통로를 따라서 형성되고, 이 제 1의 통로와 벽면을 사이에 두고 인접하는, 소용돌이형상의 제 2의 통로와, 상기 제 1 및 제 2의 통로의 양끝면을 각각 덮는 제 1 및 제 2의 끝판과, 상기 제 1의 끝판에 형성된 1군의 개구로서, 상기 제 1의 끝판의 반경방향으로 연속하는 제 1의 영역 내에 있어서 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로입구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판에 형성된 1군의 개구로서, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향으로 연속하는 제 2의 영역 내에서 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로출구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판 내로서, 상기 제 1 및 제 2의 영역이외의 제 3의 영역에 형성되고, 상기 제 2의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 2통로입구와, 이 제 2통로입구가 형성되어 있는 끝판과는 다른 끝판 내로서, 상기 제 1 및 제 2의 영역 이외의 제 4의 영역에 형성되고, 상기 제 2의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 2통로출구를 구비하고, 제 1의 통로는, 상기 제 1통로입구 및 제 1통로출구 이외의 영역에서는 밀폐되어 있고, 상기 제 2의 통로는, 상기 제 2통로입구 및 제 2통로출구 이외의 영역에서는 밀폐되어 있고, 상기 제 1통로입구로부터 상기 제 1통로에 들어간 제 1의 유체는, 상기 제 1의 통로를 한바퀴미만 통과하여 상기 제 1통로출구로부터 배출되고, 상기 제 2통로입구로부터 상기 제 2통로에 들어간 제 2의 유체는, 상기 소용돌이의 축방향으로 상기 제 2의 통로를 통과하여 상기 제 2통로출구로부터 배출되고, 상기 제 1 및 제 2의 유체가 각각 제 1 및 제 2의 통로를 통과하는 사이에 상기 벽면을 통해서 이들 유체 간에 열교환이 행해지는, 열교환기를 제공한다.

또한, 본 발명은, 소용돌이형상의 제 1의 통로와, 이 제 1의 통로를 따라서 형성되고, 이 제 1의 통로와 벽면을 사이에 두고 인접하는, 소용돌이형상의 제 2의 통로와, 상기 제 1 및 제 2의 통로의 양 끝면을 각각 덮는 제 1 및 제 2의 끝판과, 상기 제 1의 끝판의 반경방향으로 연속하는 영역으로서 상기 반경방향의 외측 약 절반 또는 내측 약 절반의 부분에 형성된 제 1의 영역 내에 있어서 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로의 제 1입구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향으로 연속하는 영역으로서, 상기 제 1통로의 제 1입구가 반경방향의 외측 약 절반에 형성되어 있는 경우에는 반경방향의 외측 약 절반의 제 2의 영역 내에 형성되고, 내측 약 절반에 형성되어 있는 경우에는 반경방향의 내측 약 절반의 제 2의 영역 내에 형성되는, 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로의 제 1출구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향으로 연속하는 영역으로서 상기 반경방향의 외측 약 절반 또는 내측 약 절반의 부분에 형성되고, 상기 제 1의 영역이 반경방향의 외측 약 절반에 형성되어 있는 경우에는, 내측 약 절반, 내측 약 절반에 형성되어 있는 경우에는 외측 약 절반에 형성되어 있는 제 3의 영역 내에 있어서 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로의 제 2입구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향으로 연속하는 영역으로서, 상기 제 1통로의 제 2입구가 반경방향의 외측 약 절반에 형성되어 있는 경우에는 반경방향의 외측 약 절반의 제 4의 영역 내에 형성되고, 내측 약 절반에 형성되어 있는 경우에는 반경방향의 내측 약 절반의 제 4의 영역 내에 형성되는, 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로의 제 2출구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판 내로서, 상기 제 1 내지 제 4의 영역 이외의 제 5의 영역에 형성되고, 상기 제 2의 영역에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 2통로입구와, 이 제 2통로입구가 형성되어 있는 끝판과는 다른 끝판 내로서, 상기 제 1 내지 제 4의 영역 이외의 제 6의 영역에 형성되고, 상기 제 2의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 2통로출구와, 상기 제 1통로의 제 1출구와 상기 제 1통로의 제 2입구를 기밀하게 연결하는 제 3통로를 구비하고, 상기 제 1의 통로는, 상기 제 1통로의 제 1 및 제 2입구 및 제 1통로의 제 1 및 제 2출구 이외의 영역에서는 밀폐되어 있고, 상기 제 2 통로는, 상기 제 2 통로입구 및 제 2 통로출구 이외의 영역에서는 밀폐되어 있고, 상기 제 1통로의 제 1입구로부터 들어간 제 1의 유체는, 상기 제 1의 통로를 한바퀴미만 통과하여 상기 제 1통로의 제 1출구를 통해서 상기 제 3의 통로에 들어가며, 또한 상기 제 1통로의 제 2입구로부터 상기 제 1의 통로에 들어가고, 이 제 1의 통로를 한바퀴미만 통과하여 상기 제 1통로의 제 2출구로부터 배출되고, 상기 제 2통로입구로부터 제 2통로에 들어간 제 2의 유체는, 상기 소용돌이의 축방향으로 상기 제 2의 통로를 통과하여 상기 제 2통로출구로부터 배출되고, 상기 제 1 및 제 2의 유체가 각각 제 1 및 제 2의 통로를 통과하는 사이에 상기 벽면을 통해서 이들 유체의 사이에서 열교환이 행해지는, 열교환기를 제공한다.

또한, 본 발명은, 소용돌이형상의 돌출조를 보유하며, 상기 개구가 형성되어 있는 상기 제 1 및 제 2의 끝판을 평행하게 유지하고, 가요성이며 또한 탄성을 보유하는 재료로 이루어지는 2장의 필름을 겹쳐, 이 필름의 길이방향으로 직행하는 방향의 중심부분이 소용돌이의 외측을 향하여 돌출하도록 필름을 만곡시키면서, 각 필름이 각 돌출조에 접촉하도록, 상기 필름을 소용돌이형상으로 감는 공정을 포함하는, 상기 본 발명의 열교환기의 제조방법을 제공한다. 또한, 본 발명은, 상기 본 발명의 열교환기를 구비하는 제습기를 제공한다.

본 발명에 의해, 압력손실이 작고 처리능력이 크며, 이것에 있어서 열교환효율은 종래의 소용돌이형상 열교환기와 마찬가지로 높고, 유체를 통과시키는 관과의 접속이 용이한, 신규한 열교환기가 제공되었다. 또한, 본 발명의 제조방법에 의하면, 본원발명의 소용돌이형상 열교환기를 싼가격으로 대량으로 제조할 수 있다. 또한, 본원발명에 의해, 우수한 열교환효율을 보유하며, 소비전력이 절약가능하며, 소형화에도 유리한 제습기가 제공되었다.

도 1은, 본원 제 1의 발명의 바람직한 1실시예를 나타내는 모식분해도이다.

도 2는, 본원발명의 열교환기의 열교환효율을 설명하기 위한 도이다.

도 3은, 본원발명의 열교환기를 제조하는 방법을 설명하기 위한 도이다.

도 4는, 본원 제 1의 발명의 다른 1실시예를 나타내는 모식도이다.

도 5는, 본원 제 1의 발명의 다른 1실시예를 나타내는 모식도이다.

도 6은, 본원 제 1의 발명의 다른 1실시예를 나타내는 모식도이다.

도 7은, 본원 제 2의 발명의 바람직한 1실시예를 나타내는 모식도이다.

도 8은, 본원 제 3의 발명의 바람직한 1실시예를 나타내는 모식도이다.

도 1에, 본 발명의 열교환기의 바람직한 일예를 모식적으로 나타낸다. 또한, 도 1은, 통로의 부분과, 그 양끝면에 설치된 2장의 끝판을 분해하여 나타내는 것이다.

본 발명의 열교환기는, 소용돌이형상의 제 1의 통로(10)와, 이 제 1의 통로를 따라서 형성되고, 이 제 1의 통로와 벽면(14)을 사이로 두고 인접하는, 소용돌이형상의 제 2의 통로(12)를 보유한다. 벽면은, 바람직하게는, 적절한 강성, 가요성 및 탄성을 보유하는, 플라스틱 등의 필름으로 형성된다. 플라스틱 재료로서는, 특별히 한정되지 않지만, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등을 바람직한 예로서 들 수 있다. 또한, 필름의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 통상, 20 ~ 1000㎛정도가 적당하다. 또한, 소용돌이형상은, 원에 가까운 통상의 소용돌이 외, 타원형, 다각형 등이어도 좋고, 소용돌이이면 특별히 한정되지 않는다.

이들 통로의 양끝면은, 제 1의 끝판(16)과 제 2의 끝판(18)에 의해 각각 덮여져 있다. 또한, 여기서, 「끝면」은, 소용돌이형상의 제 1의 통로(10) 및 제 2의 통로(12)에 의해서 형성되는 대략 원통의 바닥면 및 상면을 의미한다. 제 1의 통로(10) 및 제 2의 통로(12)는, 제 1의 끝판(16) 및 제 2의 끝판(18)에 의해 기밀하게 밀봉되어 있다.

제 1의 끝판(16)에는, 이 제 1의 끝판(16)의 반경방향으로 연속하는 제 1의 영역(20) 내에 있어서 상기 제 1의 통로(10)에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로입구(22)가 형성되어 있다. 또한, 도 1의 예에서는, 편의를 위하여, 각 통로는 불과 2바퀴밖에 감겨져 있지 않으므로, 개구의 수는 2개밖에 없지만, 실제의 열교환기에서는, 통로는 통상 10바퀴 ~ 100바퀴정도 감겨지므로, 개구의 수도 이것에 따라서 많게 된다. 또한, 도 1의 예에서는, 제 1의 영역은 대략 부채꼴이지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대 직사각형 등의 임의의 형상을 가질 수 있다. 그렇지만, 끝판(16)의 중심에 가까운 부분에서는, 입구와, 후술하는 출구의 사이의 통로의 거리가 짧게 되므로(단위벽면 면적당 처리유량이 크게 되므로), 이 부분에 공급된 유체는 열교환이 그다지 행해지지 않게 된다. 따라서, 중심에 가까운 부분에서는 개구의 크기를 작게 하여 가능한한 출구까지의 통로의 거리를 크게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 제 1의 영역의 형상은, 도시한 바와 같이 부채꼴이 바람직하다. 또한, 입구와 출구의 거리가 짧게 되는 문제를 피하기 위하여, 제 1의 영역은, 끝판(16)의 중심부근에 걸리지 않도록 설정하여도 좋다. 에컨대, 제 1의 영역을, 끝판의 반경방향의 외측 약 2/3정도로 설정하여도 좋다(이 경우, 중심부근을 통과하는 제 1의 통로의 둘레에는 개구가 형성되지 않는다). 또한, 개구는, 상기 제 1의 영역 내를 통과하는 제 1의 통로의 전체의 둘레로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 그렇지만, 제 1의 영역 내를 통과하는 제 1의 통로의 둘레의 80% 이상 정도로 설정되어 있으면, 그다지 지장은 없다. 개구의 크기는, 특별히 한정되지 않지만, 너무 작으면 처리능력이 낮게 되고, 너무 크게 되면, 열교환을 행하는 소용돌이형상 통로내의 통과거리가 짧게 되므로(단위벽면 면적당 처리유량이 크게 되므로) 열교환효율이 저하한다. 따라서, 개구의 크기는, 중심각(개구의 둘레방향의 양끝부와 끝판의 중심이 이루는 각)으로 15° ~ 60° 정도가 적당하다.

한편, 제 2의 끝판(18)에는, 제 2의 끝판의 반경방향으로 연속하는 제 2의 영역(24) 내에 있어서 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로출구(26)가 형성되어 있다. 또한, 도 1의 예에서는, 편의를 위하여, 각 통로는 불과 2바퀴밖에 감겨져 있지 않으므로, 개구의 수는 2개밖에 없지만, 실제의 열교환기에서는, 통로는 통상 10바퀴 ~ 100바퀴정도 감겨지므로, 개구의 수도 이것에 따라서 많게 된다. 또한, 도 1의 예에서는, 제 2의 영역은 대략 부채꼴이지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대 직사각형 등의 임의의 형상을 가질 수 있다. 그렇지만, 끝판(18)의 중심에 가까운 부분에서는, 상기 제 1통로입구(22)와, 제 1통로출구(26)의 사이의 통로의 거리가 짧게 되므로(단위벽면 면적당 처리유량이 크게 되므로), 이 부분에 공급된 유체는 열교환이 그다지 행해지지 않게 된다. 따라서, 중심에 가까운 부분에서는 개구의 크기를 작게 하여 가능한한 입구와 출구 사이의 거리를 크게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 제 2의 영역의 형상은, 도시한 바와 같이 부채꼴이 바람직하다. 또한, 입구와 출구의 거리가 짧게 되는 문제를 피하기 위하여, 제 2의 영역은, 끝판(18)의 중심부근에 걸리지 않도록 설정하여도 된다. 예컨대, 제 2 영역을, 끝판의 반경방향의 외측 약 2/3정도로 설정하여도 좋다(이 경우, 중심부근을 통과하는 제 1 통로의 둘레에는 개구는 형성되지 않는다). 또, 개구는 상기 제 2의 영역 내를 통과하는 제 1의 통로의 전체의 둘레로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 그렇지만, 제 2의 영역 내를 통과하는 제 1의 통로의 둘레의 80%이상 정도로 설정되어 있으면, 그다지 지장은 없다. 개구의 크기는, 특별히 한정되지 않지만, 너무 작으면 처리능력이 낮게 되고, 너무 크게 되면, 열교환을 행하는 소용돌이형상 통로 내의 통과거리가 짧게 되므로(단위벽면 면적당 처리유량이 크게 되므로) 열교환효율이 저하한다. 따라서, 개구의 크기는, 중심각(개구의 둘레방향의 양끝부와 끝판의 중심이 이루는 각)으로 15° ~ 60°정도가 적당하다.

도 1의 예에서는, 제 1통로입구(22)가 끝판(16)의 좌측에 형성되어 있고, 제 1통로출구(26)가 끝판(18)의 우측에 형성되어 있고, 따라서, 상기 제 1통로입구 (22) 및 제 1통로출구(26)는, 서로 약 180° 어긋난 위치에 형성되어 있다. 그러나, 상기 제 1통로입구(22) 및 제 2통로출구(26)의 위치관계는 이것에 한정되는 것은 아니고, 임의의 위치관계를 채용할 수 있다. 그렇지만, 입구로부터 들어간 유체가 즉시 출구로부터 나오는 것에서는, 열교환효율이 저하되므로, 제 1통로입구로부터 들어간 유체가 120° ~ 340° 정도, 더욱 바람직하게는 150° ~ 340° 정도 제 1의 통로를 통과한 후, 제 1통로출구로부터 배출되는 위치에 양자를 형성하는 것이 바람직하다. 어느 쪽이든, 제 1통로입구(22)로부터 들어간 유체는 1바퀴미만(즉 360° 미만)정도, 제 1통로(10)를 통과하여 제 1통로출구(26)로부터 배출된다. 그렇지만, 입구와 출구를 약 180° 이외의 위치관계로 설정한 경우에는, 유체가 짧은 측의 통로를 통해서 출구로부터 배출되는 것을 방지하기 위해서, 입구에 공급하는 유체에, 긴 측의 통로를 통과하는 방향으로 초기속도를 주는 것이 바람직하다. 따라서, 이와 같은 번잡을 피하고 싶은 경우에는, 제 1통로입구(22)와 제 1통로출구(26)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 약 180°(즉 150° ~ 210°) 어긋난 위치에 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 도 1의 예에서는, 제 1통로입구(22)와 제 1통로출구(26)를 다른 끝판에 형성하고 있지만, 이들을 동일한 끝판에 형성하는 것도 가능하다.

제 1의 끝판(16)에는, 상기 제 1의 끝판(16)의 반경방향으로 연속하는, 상기 제 1의 영역(20)과는 다른 제 3의 영역(28) 내에 있어서 상기 제 2의 영역(12)에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 2통로입구(30)가 형성되어 있다. 또한, 도 1의 예에서는, 편의를 위해서, 각 통로는 불과 2바퀴밖에 감겨져 있지 않으므로, 개구의 수는 2개밖에 없지만, 실제의 열교환기에서는, 통로는 통상 10바퀴 ~ 100바퀴정도 감기므로, 개구의 수도 이것에 따라서 많게 된다. 또한, 도 1의 예에서는, 제 3의 영역은 대략 부채꼴이지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예컨대 직사각형 등의 임의의 형상을 가질 수 있다. 그렇지만, 끝판(16)의 중심에 가까운 부분에서는, 입구와, 후술하는 출구의 사이의 통로의 거리가 짧게 되므로(단위벽면 면적당 처리유량이 크게 되므로), 이 부분에 공급된 유체는 열교환이 그다지 행해지지 않게 된다. 따라서, 중심에 가까운 부분에서는 개구의 크기를 작게 하여 가능한한 출구까지의 통로의 거리를 크게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 제 3의 영역의 형상은, 도시한 바와 같이 부채꼴이 바람직하다. 또한, 입구와 출구의 거리가 짧게 되는 문제를 피하기 위하여, 제 3의 영역은, 끝판(16)의 중심부근에 걸리지 않도록 설정하여도 좋다. 예컨대, 제 3의 영역을, 끝판의 반경방향의 외측 약 2/3정도로 설정하여도 좋다(이 경우, 중심부근을 통과하는 제 2의 통로의 둘레에는 개구가 형성되지 않는다). 또한, 개구는, 상기 제 3의 영역 내를 통과하는 제 2의 통로의 전체의 둘레로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 그렇지만, 제 3의 영역 내를 통과하는 제 2의 통로의 둘레의 80%이상 정도로 설정되어 있으면, 그다지 지장은 없다. 개구의 크기는, 특별히 한정되지 않지만, 너무 작으면 처리능력이 낮게 되고, 너무 크게 되면, 열교환을 행하는 소용돌이형상 통로 내의 통과거리가 짧게 되므로(단위벽면 면적당 처리유량이 크게 되므로) 열교환효율이 저하한다. 따라서, 개구의 크기는, 중심각(개구의 둘레방향의 양끝부와 끝판의 중심이 이루는 각)으로 15° ~ 60°정도가 적당하다.

한편, 제 2의 끝판(18)에는, 제 2의 끝판의 반경방향으로 연속하는 영역으로서, 상기 제 2의 영역(24)과는 다른 제 4의 영역(32) 내에 있어서 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 2통로출구(34)가 형성되어 있다. 또한, 도 1의 예에서는, 편의를 위하여, 각 통로는 불과 2바퀴밖에 감겨져 있지 않으므로, 개구의 수는 2개밖에 없지만, 실제의 열교환기에서는, 통로는 통상 10바퀴 ~ 100바퀴정도 감겨지므로, 개구의 수도 이것에 따라서 많게 된다. 또한, 도 1의 예에서는, 제 4의 영역은 대략 부채꼴이지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 직사각형 등의 임의의 형상을 가질 수 있다. 그렇지만, 끝판(18)의 중심에 가까운 부분에서는, 상기 제 2통로입구(30)와, 제 1통로출구(34)의 사이의 통로의 거리가 짧게 되므로(단위벽면 면적당 처리유량이 크게 되므로), 이 부분에 공급된 유체는 열교환이 그다지 행해지지 않게 된다. 따라서, 중심에 가까운 부분에서는 개구의 크기를 작게 하여 가능한한 입구와 출구 간의 통로의 거리를 크게 하는 것이 바람직하다. 따라서, 제 4의 영역의 형상은, 도시한 바와 같이 부채꼴이 바람직하다. 또한, 입구와 출구의 거리가 짧게 되는 문제를 피하기 위하여, 제 4의 영역은, 끝판(18)의 중심부근에 걸리지 않도록 설정하여도 좋다. 에컨대, 제 4의 영역을, 끝판의 반경방향의 외측 약 2/3정도로 설정하여도 좋다(이 경우, 중심부근을 통과하는 제 1의 통로의 둘레에는 개구가 형성되지 않는다). 또한, 개구는, 상기 제 4의 영역 내를 통과하는 제 2의 통로의 전체의 둘레로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 그렇지만, 제 4의 영역 내를 통과하는 제 2의 통로의 둘레의 80% 이상 정도로 설정되어 있으면, 그다지 지장은 없다. 개구의 크기는, 특별히 한정되지 않지만, 너무 작으면 처리능력이 낮게 되고, 너무 크게 되면, 열교환을 행하는 소용돌이형상 통로내의 통과거리가 짧게 되므로(단위벽면 면적당 처리유량이 크게 되므로) 열교환효율이 저하한다. 따라서, 개구의 크기는, 중심각(개구의 둘레방향의 양끝부와 끝판의 중심이 이루는 각)으로 15° ~ 60° 정도가 적당하다.

도 1의 예에서는, 제 2통로입구(30)가 끝판(16)의 우측에 형성되어 있고, 제 2통로출구(34)가 끝판(18)의 좌측에 형성되어 있고, 따라서, 상기 제 2통로입구 (30) 및 제 2통로출구(34)는, 서로 약 180° 어긋난 위치에 형성되어 있다. 그러나, 상기 제 2통로입구(30) 및 제 2통로출구(34)의 위치관계는 이것에 한정되는 것은 아니고, 임의의 위치관계를 채용할 수 있다. 그렇지만, 입구로부터 들어간 유체가 즉시 출구로부터 나오는 것에서는, 열교환효율이 저하되므로, 제 1통로입구로부터 들어간 유체가 120° ~ 340° 정도, 더욱 바람직하게는 150° ~ 340° 정도 제 1의 통로를 통과한 후, 제 1통로출구로부터 배출되는 위치에 양자를 형성하는 것이 바람직하다. 어느 쪽이든, 제 2통로입구(30)로부터 들어간 유체는 1바퀴미만(즉 360° 미만)정도, 제 2통로(12)를 통과하여 제 2통로출구(34)로부터 배출된다. 그렇지만, 입구와 출구를 약 180° 이외의 위치관계로 설정한 경우에는, 유체가 짧은 측의 통로를 통해서 출구로부터 배출되는 것을 방지하기 위해서, 입구에 공급하는 유체에, 긴 측의 통로를 통과하는 방향으로 초기속도를 주는 것이 바람직하다. 따라서, 이와 같은 번잡을 피하고 싶은 경우에는, 제 2통로입구(30)와 제 2통로출구(34)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 약 180°(즉 150° ~ 210°) 어긋난 위치에 형성하는 것이 바람직하다.

도 1의 예에서는, 제 2통로입구(30)와 제 2통로출구(34)를 다른 끝판에 형성하고 있지만, 이들을 동일한 끝판에 형성하는 것도 가능하다. 또한, 도 1의 예에서는, 제 2통로입구(30)가, 제 1통로입구(22)와 동일 끝판에 형성되어 있지만, 다른 끝판에 형성하는 것도 가능하다. 즉, 제 1통로입구, 제 1통로출구, 제 2통로입구 및 제 2통로출구는, 모든 끝판에 형성하여도 좋고, 어떤 입구나 출구를 어느쪽의 끝판에 형성하는가라는 것도 임의이다. 그렇지만, 2개의 유체가 서로 대항하여 흐르도록 각 출입구를 배치하는 것이 바람직하다.

다음에, 조작방법을 설명한다. 제 1의 영역(20)에 열교환해야할 제 1의 유체를 공급한다. 이것은, 제 1의 영역(20)의 외부가장자리에, 도시하지 않은 관을 기밀하게 접속하고, 이 관으로부터 제 1의 유체를 제 1의 영역(20)에 공급함으로써 행할 수 있다. 또한, 끝판은 평면형상이므로, 관과의 접속은 용이하게 행할 수 있다. 제 1의 영역(20)에 제 1의 유체를 공급하면, 도 1 중에 파선의 화살표로 나타내는 바와 같이, 제 1의 유체가 제 1통로입구(22)로부터 제 1의 통로(10) 내에 들어간다. 또한, 소용돌이형상의 통로(10)를 대략 반바퀴정도 통과하고, 제 1통로출구(26)로부터 배출된다. 동시에, 제 3의 영역에 마찬가지로 하여 제 2의 유체를 공급한다. 공급된 제 2의 유체는, 도 1 중의 실선의 화살표로 나타내는 바와 같이 제 2통로입구(30)로부터 제 2통로(12)에 들어가고, 제 2통로 내를 대략 반바퀴정도 통과한 후, 제 2통로출구(34)로부터 배출된다. 또한, 제 1의 유체와 제 2의 유체는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 대향류로 하는 것이 바람직하다. 이것은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제 1통로입구(22)와 제 2통로입구(30)를 180° 어긋나게 한 위치에 형성함으로써 용이하게 달성할 수 있다.

이렇게 하면, 제 1의 유체 및 제 2의 유체가, 각각 제 1의 통로(10) 및 제 2의 통로(12)를 통과하는 사이에, 이들 간의 벽면(14)을 통해서 열교환이 행해진다.

이 때의 열교환효율은, 종래의 소용돌이형상 열교환기와 동일한 정도이고, 이것에 있어서, 유체는 소용돌이형상의 통로를 불과 1바퀴정도밖에 통과하지 않으므로, 압력손실이 작고, 또한, 처리능력이 대폭적으로 향상한다. 이하, 이것에 관해서 도 2에 기초하여 설명한다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 단면적(Ad), 길이(L)의 통로의 중앙에 표면적(Af)의 열교환막이 있으며 유량(V)의 유체가 대향방향으로 흐르고 있다. 이 때의 열교환효율을 V/Af, 압력손실을 V/Ad×L로 표시한다. 여기서 단면적은 동일하고 길이를 1/5로 한 통로에 표면적이 Af/5인 열교환막을 5장 설치하고 유량(V)의 유체를 대향방향으로 흐르게 한다(온도차는 동일). 이 때의 열교환효율은, V/((Af/5)×5)=V/Af로 되어 변화하지 않지만, 압력손실은 (V/Ad×L)×1/5로 되어 1/5로 감소한다(막두께는 무시한다). 즉, 열교환효율은 흘러들어가는 2유체의 온도차가 동일하면 열교환막의 단위면적당 처리유량에 의존하기 때문에, 열교환막을 분할하고 통로길이를 짧게 함으로써, 열교환효율은 변화시키지 않고 압력손실이 낮은 열교환기가 실현가능하다. 바꾸어 말하면, 열교환막의 면적을 바꾸지 않고, 유체의 출입구 면적을 크게 함으로써, 열교환효율은 변화시키지 않고 대량의 유체의 처리가 가능한 열교환기가 실현가능하다.

다음에, 상기 본 발명의 열교환기의 제조방법의 일예를 설명한다. 제 1 및 제 2의 끝판(16, 18)에는, 각각 소용돌이형상의 돌출조(36)가 형성되어 있다. 이들 끝판을, 돌출조(36)가 형성되어 있는 측을 내측으로 대향시켜서 평행하게 유지한다. 가요성이며 또한 탄성을 보유하는 재료로 이루어지는 2장의 필름을 겹쳐, 상기 필름의 길이방향으로 직행하는 방향의 중심부분이 소용돌이의 외측을 향하여 돌출하도록 필름을 만곡시키면서(도 3참조), 각 필름이 양끝판 상의 각 돌출조에 접촉하도록, 상기 필름을 소용돌이형상으로 감는다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「탄성」은, 이와 같이 필름의 길이방향으로 직행하는 방향의 중심부분이 소용돌이의 외측을 향하여 돌출하도록 필름을 만곡시킨 경우에, 필름이 원래의 형상으로 돌아오도록 하는 힘을 발휘하는 것을 의미한다. 또한, 2장의 필름에 의해, 서로 분리된 제 1 및 제 2의 통로가 형성되도록, 2장의 필름은, 각각 다른 돌출조에 감긴다(도 1 참조). 필름을 상기한 바와 같이 만곡시킴으로써, 필름의 장변이 돌출조(36)의 위를 타고넘을 수 있으므로, 소용돌이의 중심측으로부터 외측을 향하여 감겨져 가는 것이 가능하다. 또한, 필름을 상기한 바와 같이 만곡시키면서 감기 위해서는, 필름을 이와 같은 만곡한 상태로 유지하는 지그를 이용할 수 있다. 즉, 대략 〈 자형의 슬릿을 보유하는 지그를 준비하고, 이 지그의 상기 슬릿에 필름을 통과시킨 상태로 감기조작을 행함으로써, 필름을 상기한 바와 같이 만곡시키면서의 감기를 달성할 수 있다. 이 때, 필름이 돌출조를 타고넘어가기 쉽게 하기 위해서, 돌출조(36)의, 소용돌이의 중심으로 향하고 있는 측을 도 1에 나타내는 바와 같이 경사면으로 하는 것이 바람직하다. 돌출조(36)의, 소용돌이의 외측은, 끝판에 대해서 수직으로 솟아 있도록 형성하는 것이 바람직하고, 이와 같이 함으로써, 돌출조(36)의 외측을 따라서 필름이 고정된다. 이러한 모양을 모식적으로 도 3에 나타낸다. 또한, 끝판의 개구부에는 돌출조(36)를 형성하는 것은 불가능하므로, 감기시에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 이들 개구부에 감기 위한 돌출조를 주는 가이드판(38)을 끝판의 외측으로부터 닿게 하여 감기를 행하는 것이 바람직하다. 또한, 도 1에 나타내는 바와 같이, 소용돌이의 시점과 종점부분에서는, 2장의 필름을 겹치게 하여 1바퀴 ~ 수바퀴, 동일 돌출조에 감는 것에 의해, 각 통로를 기밀하게 밀봉하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 2장의 필름의 시점부 및 종점부는, 각별한 접착처리 등을 행하지 않아도 실질적으로 기밀하게 밀봉할 수 있다. 감기 종료후, 가이드판 (38)을 떼어내고, 필름의 끝부와 돌출조(36)를 기밀하게 결합한다. 이것은, 예컨대, 감기 후에, 초음파에 의해 필름과 판의 접합면에 열을 발생시켜서 용착하는 등의, 가열에 의해 용착하는 방법, 결합부분을 필름 및 돌출조 중 하나 이상을 용해하는 용매에 침지하고, 용착하는 방법, 필름의 장변끝부에 접착제를 도포하여 결합부분을 접착하는 방법 등에 의해 행하는 것이 가능하다. 또한, 돌출조의 외측에 인접하는 홈을 형성하고, 이 홈에 필름을 삽입하는 것에 의해 기밀성을 더욱 높여도 좋다.

상기 본 발명의 다른 형태를 도 4 ~ 도 6에 나타낸다. 또한, 도 4 ~ 도 6에서는, 개구부는, 개구가 형성되어 있는 영역에만 나타내고 있고, 각각의 개구는 생략되어 있다. 또한, 소용돌이형상의 통로도 생략되어 있다. 도 4에 나타내는 예는, 제 1의 끝판에 제 1통로입구와, 제 2통로출구를, 제 2의 끝판에 제 1통로출구와 제 2통로입구를 형성한 예이다. 도 5에 나타내는 예는, 모든 개구를 제 1의 끝판에 형성한 예이다. 도 6에 나타내는 예는, 제 1통로입구와 제 1통로출구를 제 1의 끝판에 형성하고, 제 2통로입구와 제 2통로출구를 제 2의 끝판에 형성한 예이다.

다음에, 도 7에 기초하여, 본원 제 2의 발명(청구항 5)에 관해서 설명한다. 또한, 도 7에서는, 도 4 ~ 도 6과 마찬가지로, 개구부는, 개구가 형성되어 있는 영역에만 나타내고 있고, 각각의 개구는 생략되어 있다. 또한, 소용돌이형상의 통로도 생략되어 있다. 소용돌이형상의 제 1 및 제 2의 통로, 제 1 및 제 2의 끝판, 및 제 1통로입구(22) 및 제 1통로출구(26)는, 도 1에 나타내는 본원 제 1의 발명과 동일하다. 도 7에 나타내는 예에서는, 제 2통로입구와 제 2통로출구(34)가 도 7에 나타내는 바와 같이, 서로 다른 끝판의 큰 영역에 형성되어 있다. 즉, 본원 제 1의 발명에 있어서의 제 3영역 및 제 4영역이 크다. 또한, 제 2통로입구는, 도 7에는 도시되어 있지 않지만, 제 2통로출구(34)와 동일 크기의 개구가 제 2의 끝판의 동일위치에 형성되어 있다. 제 2통로입구와 제 2통로출구(34)의 크기는, 특별히 한정되지 않지만, 중심각으로 240°~ 300°정도가 바람직하다. 또한, 제 2 통로입구 및 제 2 통로출구는, 분단되어 있어도 된다. 또한, 본원 제 2의 발명은, 제 2통로입구 및 제 2통로출구의 크기 이외의 구성 및 바람직한 형태가 상기 본원 제 1의 발명과 동일하다.

다음에 조작방법을 설명한다. 도 1에 기초하여 설명한 본원 제 1의 발명과 마찬가지로, 제 1통로입구(22)로부터 제 1의 유체를 공급하고, 제 1의 통로에 들어간다. 제 1의 통로에 들어간 제 1의 유체는, 제 1의 통로를 1바퀴미만 통과하여 제 1통로출구(26)로부터 배출된다. 한편, 제 2의 유체를 제 2통로입구로부터 공급하고, 소용돌이의 축방향으로 제 2의 통로를 통과시켜서 제 2통로출구(34)로부터 배출한다. 이 사이에 제 1의 유체와 제 2의 유체의 사이에서 열교환이 행해진다.

다음에, 도 8에 기초하여, 본원 제 3의 발명(청구항 8)을 설명한다. 또한, 도 8에서는, 도 4 ~ 도 6과 마찬가지로, 개구부는, 개구가 형성되어 있는 영역에서만 나타내져 있고, 각각의 개구는 생략되어 있다. 또한, 소용돌이형상의 통로도 생략되어 있다. 소용돌이형상의 제 1 및 제 2의 통로 및 제 1 및 제 2의 끝판은, 본원 제 1의 발명과 마찬가지이다. 제 3의 발명에서는, 제 1통로의 제 1입구(22)가, 제 1의 끝판의 반경방향의 외측 약 절반 또는 내측 약 절반에만 형성되고, 제 1통로의 제 1출구(26)도 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향의 외측 약 절반 또는 내측 약 절반에 형성된다. 이 경우, 제 1통로의 제 1입구(22)가 제 1의 끝판의 반경방향의 외측 약 절반에 형성된 경우에는, 제 1통로의 제 1출구(26)도 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향의 외측 약 절반에 형성되고, 제 1통로의 제 1입구(22)가, 제 1의 끝판의 반경방향의 내측 약 절반에 형성된 경우에는, 제 1통로의 제 1출구(26)도 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향의 내측 약 절반에 형성된다. 또한, 제 1의 통로에만 개구하는 제 1통로의 제 2입구(22')가 형성되어 있고, 이것은 제 1통로의 제 1출구(26)와 도시하지 않은 관에 의해 기밀히 접속되어 있다. 또한, 제 1통로의 제 1입구(22)가 제 1의 끝판의 반경방향의 외측 약 절반에 형성된 경우에는, 제 1통로의 제 2입구(22')는 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향의 내측 약 절반에 형성되고, 제 1통로의 제 1입구(22)가 제 1의 끝판의 반경방향의 내측 약 절반에 형성된 경우에는, 제 1통로의 제 2입구(22')는 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향의 외측 약 절반에 형성된다. 또한, 제 1통로의 제 2출구(26')가 형성되어 있다. 제 1통로의 제 2입구(22')가 제 1의 끝판의 반경방향의 외측 약 절반에 형성된 경우에는, 제 1통로의 제 2출구(26')도 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향의 외측 약 절반에 형성되고, 제 1통로의 제 2입구(22')가 제 1의 끝판의 반경방향의 내측 약 절반에 형성된 경우에는, 제 1통로의 제 2출구(26')도 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향의 외측 약 절반에 형성된다.

또한, 도 8에 나타내는 예에서는, 제 2통로입구와 제 2통로출구(34)가 도 8에 나타내는 바와 같이, 다른 끝판의 큰 영역에 형성되어 있다. 즉, 본원 제 1의 발명에 있어서의 제 3의 영역 및 제 4의 영역이 크다. 또한, 제 2통로입구는, 도 8에는 도시되어 있지 않지만, 제 2통로출구(34)와 동일한 크기의 개구가 제 2의 끝판의 동일 위치에 형성되어 있다. 제 2통로입구와 제 2통로출구(34)의 크기는, 특별히 한정되지 않지만, 중심각으로 240° ~ 300° 정도가 바람직하다. 또한, 제 2통로입구 및 제 2통로출구는, 분단되어 있어도 좋다. 본원 제 3의 발명은, 제 1통로의 입구 및 출구가 상기한 바와 같이 2개씩 있는 점 및 제 2통로입구 및 제 2통로출구의 크기 이외의 구성 및 바람직한 형태가 상기 본원 제 1의 발명과 동일하다.

다음에 조작방법에 관해서 설명한다. 제 1의 유체를 제 1통로의 제 1입구 (22)로부터 공급한다. 제 1통로에 들어간 제 1의 유체는, 제 1의 통로를 1바퀴미만 (도 8의 예에서는 약 반바퀴) 통과하고, 제 1통로의 제 1출구(26)로부터 배출된다. 배출된 제 1의 유체는 도시하지 않은 관을 통해서 제 1통로의 제 2입구(22')로부터 제 1통로 내에 들어가고, 제 1의 통로를 1바퀴미만(도 8의 예에서는 약 반바퀴) 통과하고, 제 1통로의 제 2출구(26')로부터 배출된다. 한편, 제 2의 유체를 제 2통로입구로부터 공급하고, 소용돌이의 축방향으로 제 2의 통로를 통과시켜서 제 2통로출구(34)로부터 배출한다. 이 사이에 제 1의 유체와 제 2의 유체의 사이에서 열교환이 행해진다.

본원 제 2의 발명 및 제 3의 발명의 열교환기도, 본원 제 1의 발명의 경우와 마찬가지의 제조방법에 의해 제조할 수 있다.

본원 발명의 열교환기는, 유체끼리의 열교환을 행하는 모든 용도에 적용할 수 있고, 유체는 기체이어도 액체이어도 좋다. 바람직한 용도의 일예로서, 제습기에 적용하는 경우를 들 수 있다.

즉, 본 발명은, 또한, 상기 본 발명의 열교환기를 포함하는 제습기를 제공한다. 종래의 제습기는, 가열공기에 의해서 흡습부재를 재생하고, 또한, 재생에 이용한 공기를 냉각하여 결로시킴으로써 제습을 행하므로, 가열 전의 공기와, 흡습부재의 재생에 이용한 후의 공기의 사이에서 열교환이 행해진다. 본원 발명의 열교환기는, 이와 같은 제습기의 열교환기로서 바람직하게 이용할 수 있다. 즉, 본 발명은, 케이싱과, 이 케이싱 내에 수용된 흡습부재와, 이 흡습부재를 재생시키는 재생용 공기를 가열하는 히터와, 흡습부재를 재생한 후의 고온고습의 재생용 공기와 상기 히터로 가열되기 전의 재생용 공기와의 사이에서 열교환을 행하기 위한 열교환기, 및 흡습부재를 재생한 후의 고온고습의 재생용 공기를 냉각하거나, 또는 다시 열회수하기 위한 열교환기 중 하나 이상을 적어도 구비하는 제습기에 있어서, 상기 열교환기가 본 발명의 열교환기인 제습기를 제공한다. 이와 같은 제습기자체(열교환기가 종래의 열교환기인 것)는 주지이며, 예컨대, 미국특허제6,083,304호에 기재되어 있다(미국특허제6,083,304호는, 참조에 의해 이 명세서에 짜넣어진 것으로 한다). 제습기에 본 발명의 열교환기를 적용함으로써, 종래보다 작은 압력으로 열교환처리를 행하여도 종래와 마찬가지 또는 그 이상의 열교환효율을 달성할 수 있고, 소비전력을 절약할 수 있고, 또한, 모터를 소형화할 수 있다.

Claims

소용돌이형상의 제 1의 통로와, 이 제 1의 통로를 따라서 형성되고, 이 제 1의 통로와 벽면을 사이에 두고 인접하는, 소용돌이형상의 제 2의 통로와, 상기 제 1 및 제 2의 통로의 양끝면을 각각 덮는 제 1 및 제 2의 끝판과, 상기 제 1의 끝판에 형성된 1군의 개구로서, 상기 제 1의 끝판의 반경방향으로 연속하는 제 1의 영역 내에 있어서 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로입구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판에 형성된 1군의 개구로서, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향으로 연속하는 제 2의 영역 내에 있어서 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로출구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판에 형성된 1군의 개구로서, 상기 끝판의 반경방향으로 연속하는 제 3의 영역 내에 있어서 상기 제 2의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 2통로입구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판에 형성된 1군의 개구로서, 상기 끝판의 반경방향으로 연속하는 제 4영역 내에 있어서 상기 제 2의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 2통로출구를 구비하고, 상기 제 1의 통로는, 상기 제 1통로입구 및 제 1통로출구 이외의 영역에서는 밀폐되어 있고, 상기 제 2의 통로는, 상기 제 2통로입구 및 제 2통로출구 이외의 영역에서는 밀폐되어 있고, 상기 제 1통로입구로부터 상기 제 1통로에 들어간 제 1의 유체는, 상기 제 1의 통로를 한바퀴미만 통과하여 상기 제 1통로출구로부터 배출되고, 상기 제 2통로입구로부터 상기 제 2통로에 들어간 제 2의 유체는, 상기 제 2의 통로를 한바퀴미만 통과하여 상기 제 2통로출구로부터 배출되고, 상기 제 1 및 제 2의 유체가 각각 제 1 및 제 2의 통로를 통과하는 사이에 상기 벽면을 통해서 이들 유체의 사이에서 열교환이 행해지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1항에 있어서, 상기 제 1의 통로입구는, 상기 제 1의 영역 내를 가로지르는, 제 1의 통로의 모든 둘레마다 개구하고 있고, 상기 제 1의 통로출구는, 상기 제 2의 영역 내를 가로지르는, 제 1의 통로의 모든 둘레마다 개구하고 있고, 상기 제 2통로입구는, 상기 제 3의 영역내를 가로지르는, 제 2의 통로의 모든 둘레마다 개구하고 있고, 상기 제 2통로출구는, 상기 제 4의 영역내를 가로지르는, 제 2의 통로의 모든 둘레마다 개구하고 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1통로입구 및 제 1통로출구는 서로 150°~ 210°어긋난 위치에 형성되고, 상기 제 2통로입구 및 제 2통로출구는 서로 150°~ 210°어긋난 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1의 유체와 상기 제 2의 유체는, 서로 대향하는 방향으로 상기 제 1 및 제 2의 통로를 각각 통과하는 것을 특징으로 하는 열교환기.
소용돌이형상의 제 1의 통로와, 이 제 1의 통로를 따라서 형성되고, 이 제 1의 통로와 벽면을 사이에 두고 인접하는, 소용돌이형상의 제 2의 통로와, 상기 제 1 및 제 2의 통로의 양끝면을 각각 덮는 제 1 및 제 2의 끝판과, 상기 제 1의 끝판에 형성된 1군의 개구로서, 상기 제 1의 끝판의 반경방향으로 연속하는 제 1의 영역 내에 있어서 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로입구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판에 형성된 1군의 개구로서, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향으로 연속하는 제 2의 영역 내에 있어서 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로출구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판 내로서, 상기 제 1 및 제 2의 영역이외의 제 3의 영역에 형성되고, 상기 제 2의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 2통로입구와, 이 제 2통로입구가 형성되어 있는 끝판과는 다른 끝판 내로서, 상기 제 1 및 제 2의 영역 이외의 제 4의 영역에 형성되고, 상기 제 2의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 2통로출구를 구비하고, 상기 제 1의 통로는, 상기 제 1통로입구 및 제 1통로출구 이외의 영역에서는 밀폐되어 있고, 상기 제 2의 통로는, 상기 제 2통로입구 및 제 2통로출구 이외의 영역에서는 밀폐되어 있고, 상기 제 1통로입구로부터 상기 제 1통로에 들어간 제 1의 유체는, 상기 제 1의 통로를 한바퀴미만 통과하여 상기 제 1통로출구로부터 배출되고, 상기 제 2통로입구로부터 상기 제 2통로에 들어간 제 2의 유체는, 상기 소용돌이의 축방향으로 상기 제 2의 통로를 통과하여 상기 제 2통로출구로부터 배출되고, 상기 제 1 및 제 2의 유체가 각각 제 1 및 제 2의 통로를 통과하는 사이에 상기 벽면을 통해서 이들 유체 간에 열교환이 행해지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 5항에 있어서, 상기 제 2통로입구 및 제 2통로출구는, 상기 각 끝판 내의, 상기 제 1 및 제 2의 영역 이외의 전체영역에 걸쳐서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 제 1통로입구는, 상기 제 1의 영역 내를 가로지르는, 제 1의 통로의 모든 둘레마다 개구하고 있고, 상기 제 1통로출구는, 상기 제 2의 영역 내를 가로지르는, 제 1의 통로의 모든 둘레마다 개구하고 있고, 상기 제 2통로입구는, 상기 제 3의 영역 내를 가로지르는, 제 2의 통로의 모든 둘레마다 개구하고 있고, 상기 제 2통로출구는, 상기 제 4의 영역 내를 가로지르는, 제 2의 통로의 모든 둘레마다 개구하고 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
소용돌이형상의 제 1의 통로와, 이 제 1의 통로를 따라서 형성되고, 이 제 1의 통로와 벽면을 사이에 두고 인접하는, 소용돌이형상의 제 2의 통로와, 상기 제 1 및 제 2의 통로의 양 끝면을 각각 덮는 제 1 및 제 2의 끝판과, 상기 제 1의 끝판의 반경방향으로 연속하는 영역으로서 상기 반경방향의 외측 절반 또는 내측 절반의 부분에 형성된 제 1의 영역 내에 있어서 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로의 제 1입구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향으로 연속하는 영역으로서, 상기 제 1통로의 제 1입구가 반경방향의 외측 절반에 형성되어 있는 경우에는 반경방향의 외측 절반의 제 2의 영역 내에 형성되고, 내측 절반에 형성되어 있는 경우에는 반경방향의 내측 절반의 제 2의 영역 내에 형성되는, 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로의 제 1출구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향으로 연속하는 영역으로서 상기 반경방향의 외측 절반 또는 내측 절반의 부분에 형성되고, 상기 제 1의 영역이 반경방향의 외측 절반에 형성되어 있는 경우에는, 내측 절반, 내측 절반에 형성되어 있는 경우에는 외측 절반에 형성되어 있는 제 3의 영역 내에 있어서 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로의 제 2입구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판의 반경방향으로 연속하는 영역으로서, 상기 제 1통로의 제 2입구가 반경방향의 외측 절반에 형성되어 있는 경우에는 반경방향의 외측 절반의 제 4의 영역 내에 형성되고, 내측 절반에 형성되어 있는 경우에는 반경방향의 내측 절반의 제 4의 영역 내에 형성되는, 상기 제 1의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 1통로의 제 2출구와, 상기 제 1 또는 제 2의 끝판 내로서, 상기 제 1 내지 제 4의 영역 이외의 제 5의 영역에 형성되고, 상기 제 2의 영역에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 2통로입구와, 이 제 2통로입구가 형성되어 있는 끝판과는 다른 끝판 내로서, 상기 제 1 내지 제 4의 영역 이외의 제 6의 영역에 형성되고, 상기 제 2의 통로에만 개구되어 있는 1군의 개구로 이루어지는 제 2통로출구와, 상기 제 1통로의 제 1출구와 상기 제 1통로의 제 2입구를 기밀하게 연결하는 제 3통로를 구비하고, 상기 제 1의 통로는, 상기 제 1통로의 제 1 및 제 2입구 및 제 1통로의 제 1 및 제 2출구 이외의 영역에서는 밀폐되어 있고, 상기 제 2의 통로는, 상기 제 2통로입구 및 제 2통로출구 이외의 영역에서는 밀폐되어 있고, 상기 제 1통로의 제 1입구로부터 들어간 제 1의 유체는, 상기 제 1의 통로를 한바퀴미만 통과하여 상기 제 1통로의 제 1출구를 통해서 상기 제 3의 통로에 들어가며, 또한 상기 제 1통로의 제 2입구로부터 상기 제 1의 통로에 들어가고, 이 제 1의 통로를 한바퀴미만 통과하여 상기 제 1통로의 제 2출구로부터 배출되고, 상기 제 2통로입구로부터 상기 제 2통로에 들어간 제 2의 유체는, 상기 소용돌이의 축방향으로 상기 제 2의 통로를 통과하여 상기 제 2통로출구로부터 배출되고, 상기 제 1 및 제 2의 유체가 각각 제 1 및 제 2의 통로를 통과하는 사이에 상기 벽면을 통해서 이들 유체의 사이에서 열교환이 행해지는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1항, 제2항, 제5항, 제6항 또는 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소용돌이의 시점부분 및 종점부분에서는, 상기 제 1 및 제 2의 통로를 형성하는 벽면끼리가 기밀하게 감겨겹쳐져 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.
제 1항, 제2항, 제5항, 제6항 또는 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 열교환기의 제조방법에 있어서, 소용돌이형상의 돌출조를 보유하며, 상기 개구가 형성되어 있는 상기 제 1 및 제 2의 끝판을 평행하게 유지하고, 가요성이며 또한 탄성을 보유하는 재료로 이루어지는 2장의 필름을 겹쳐, 이 필름의 길이방향으로 직행하는 방향의 중심부분이 소용돌이의 외측을 향하여 돌출하도록 필름을 만곡시키면서, 각 필름이 각 돌출조에 접촉하도록, 상기 필름을 소용돌이형상으로 감는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
제 10항에 있어서, 상기 개구부에 의해서 잘려지는 상기 소용돌이형상의 돌출조의 영역을 메우는 돌출조를 보유하는 가이드판을 상기 개구부에 닿게 하여 상기 필름을 소용돌이형상으로 감는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
제 10항에 있어서, 상기 2장의 필름은, 소용돌이의 시점부분에 있어서 서로 기밀하게 감겨져 겹쳐져 있고, 또한, 소용돌이형상으로 감긴 후에, 소용돌이의 종점부분에서 상기 2장이 필름을 기밀하게 감겨져 겹쳐져 있는 것을 특징으로 하는 열교환기의 제조방법.
제 1항, 제2항, 제5항, 제6항 또는 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 열교환기를 구비하는 것을 특징으로 하는 제습기.
제 13항에 있어서,

케이싱과,

이 케이싱 내에 수용된 흡습부재와,

이 흡습부재를 재생시키는 재생용 공기를 가열하는 히터와,

흡습부재를 재생한 후의 고온고습의 재생용 공기와 상기 히터로 가열되기 전의 재생용 공기의 사이에서 열교환을 행하기 위한 열교환기, 및 흡습부재를 재생한 후의 고온고습의 재생용 공기를 냉각하거나, 또는 다시 열회수하기 위한 열교환기중 하나 이상을 적어도 구비하는 것을 특징으로 하는 제습기.