KR20090026175A - 열 교환기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 유체 사이에서의 열 교환을 실행시키는 주로 공조분야에 이용되는 적층구조의 열 교환기 및 열 교환 환기장치에 관한 것으로서, 저가이고 또한 높은 습도 교환효율을 실현할 수 있는 열 교환기 및 열 교환 환기장치를 제공하기 위해, 간격유지부재에 의해서 간격이 유지된 간막이부재를 사이에 두고 2종의 기류를 유통시킴과 동시에 이 2종의 기류 사이에서 상기 간막이부재를 거쳐서 전열 교환하는 열 교환기에 있어서, 간막이부재는 친수성 섬유로 이루어지고 또한 흡습제를 함유하는 공기차폐 기능성 시트형상 소재로 이루어지는 구성으로 하였다.

상기와 같은 구성으로 하는 것에 의해, 열 교환기로서 높은 습도 교환효율과 적은 가스 이행율을 달성할 수 있다는 등의 효과가 얻어진다.

코루게이트 가공, 간격유지부재, 난연제, 프레스롤러, 사이징롤러

Description

열 교환기{HEAT EXCHANGER}

본 발명은 유체 사이에서의 열 교환을 실행시키는 주로 공조분야에 이용되는 적층구조의 열 교환기 및 열 교환 환기장치에 관한 것이다.

근래, 난방 및 냉방 등의 공조기기는 발달 또한 보급되어 있고, 공조장치를 사용한 거주구역이 확대됨에 따라서 환기에 있어서 온도 및 습도를 회수할 수 있는 공조용 열 교환기에 대한 중요성도 높아지고 있다. 이와 같은 종래의 공조용 열 교환기에 대해서는 예를 들면 일본국 특허공고공보 소화 47-19990호나 일본국 특허공고공보 소화 51-2131호에 개시되어 있는 것이 널리 채용되고 있다.

이들 중의 어떠한 종래에 있어서의 열 교환기도 전열성과 투습성을 갖는 간막이판에 의해 간격판을 끼워 넣고, 소정의 간격을 두고 복수층으로 적층한 기본구조를 취하고 있다. 간막이판은 방형의 평판으로 되어 있고, 간격판은 투영평면에 있어서 간막이판과 일치하는 톱니파형상 또는 정현파형상의 파형을 성형한 파형판으로 되어 있다.

또, 간격판은 그 파형의 성형방향을 교대로 90도 또는 그것에 가까운 각도를 갖게 하여 간막이판의 사이에 협착되어 있다. 2계통의 유체통로는 1차기류와 2차기류를 각각 따로따로 통과시키고 있고, 간격판과 간막이판으로 구성되는 각 층사이에 1층 걸러 교대로 직교하도록 구성되어 있다.

열 교환기의 간막이판에 요구되는 특성으로서는 통기성이 낮고, 투습성이 높은 것이다. 이것은 사용시에 옥외에서 옥내로 흡입되는 신선한 외기와 옥내에서 옥외로 배기되는 더러워진 공기가 혼합되는 일이 없고, 또한 현열(顯熱)과 동시에 잠열도 열 교환할 수 있도록 하기 위해 수증기를 흡입공기와 배출공기 사이에서 효율좋게 이행시키는 것이 요구되기 때문이다.

그리고, 이와 같은 요구에 대처할 수 있는 간막이판의 소재에 대해서는 예를 들면 일본국 특허공고공보 소화 58-46325호에 개시되어 있는 바와 같은 기체차폐물을 들 수 있다. 이것은 다공질부재에 흡습제(moisture absorbent)로서 할로겐화 리튬을 함유한 수용성 고분자물질을 함침 또는 도포하는 것에 의해 얻어지는 것이다. 또, 예를 들면 일본국 특허공고공보 소화 53-34663호의 것에서는 필요에 따라서 수용성 고분자 물질내에 구아니딘계의 난연제를 섞어 함침 또는 도포하는 것에 의해 난연성을 개선하는 연구에 대해서 개시되어 있다.

상기한 바와 같은 다공질부재에 수용성 고분자물질을 함침 또는 도포한 투습성 기체차폐물로 간막이판을 구성한 열 교환기에 있어서는 하기(夏期) 등의 온도와 습도가 높은 조건하에서는 간막이판의 흡습에 의해 수용성 고분자물질의 일부가 녹아 브로킹현상이 일어나고, 코루게이트시 등의 되감기(rewinding) 작업시에 소재가 찢어진다는 문제점이 있다. 또, 이러한 종류의 열 교환기는 간막이판을 구성하는 소재에 간격판을 구성하는 소재를 코루게이트 가공하면서 접착해서 얻어지는 단일면단 볼구조물(single faced corrugated structure)을 열 교환기 구성부재로 해서 복수개 적층하는 것에 의해 제조되어 있다.

코루게이트 가공은 간격판의 소재를 성형하는 서로 맞물려 회전하는 기어형상의 상하의 코루게이터와 간막이판의 소재를 간격판의 소재에 회전하면서 누르는 프레스롤러를 중핵으로 해서 구성되어 있고, 간격판의 단형상을 마련하기(형성하기) 위해 상하의 코루게이터와 프레스롤러는 통상 150℃ 이상의 고온으로 유지되어 있다. 따라서, 간막이판의 소재의 수용성 고분자물질의 일부가 프레스롤러의 열에 의해서 녹아 프레스롤러에 융착하기 쉽고, 프레스롤러의 온도를 내리면 간막이판의 소재의 프레스롤러로의 융착은 방지할 수 있지만, 온도를 낮게 하면 코루게이트의 단형상이 붕괴되어 열 교환기 구성부재로서 사용할 수 없게 되어 버린다.

그래서, 종래는 융착이 일어나기 어려운 온도로 프레스롤러 및 상하의 코루게이터의 온도를 조정하고 공급속도를 느리게 하여 단형상의 붕괴를 방지하고 있었다. 그 때문에, 생산성이 아주 낮고 제조비용도 증대하고 있었다. 또, 간막이판을 구성하기 위해 약액가공을 실행하지 않고 구성하는 방법으로서 열 교환기로서는 예를 들면 특허출원 평성5-109005호나 특허출원 평성5-337761에 개시되어 있는 것이 널리 채용되고 있다.

간막이판을 사이에 두고 2종의 기류를 유통시키고, 이 2종의 기류의 현열 및 잠열을 간막이판을 거쳐서 열 교환시키는 것에 있어서는 이 간막이판을 다공질시트의 한쪽면에 수증기를 투과시킬 수 있는 비수용성의 친수성 고분자박막을 형성한 복합투습막에 의해 구성한다. 이것에 의해, 결로를 반복하는 것과 같은 환경에서도 변형하지 않고, 또한 장기간의 사용에도 성능이 저하하지 않는 전열 교환기를 얻을 수 있다. 또, 친수성 고분자 박막이 비수용성이기 때문에 유동하는 일이 없어 성능의 경시적 저하가 일어나지 않도록 할 수 있다.

상기한 바와 같은 수지막을 간막이판에 사용한 경우에는 서로 맞붙일 베이스로 되는 소재가 필요하게 되어 전체의 간막이판으로서 막두께가 두꺼워지고, 그 결과 투습 성능을 저하시키는 경우가 있었다.

또, 투습성을 향상시키기 위해 흡습제를 수지막형성시에 혼입시키는 등의 작업을 실행하면 순조롭게 막을 성막할 수 없고, 성막후에 흡습제를 함침 및 도공하고자 해도 필요로 하는 양의 흡습제를 첨가할 수 없었다.

또, 투습성이 높은 수지막이 종이로 대표되는 것과 같은 다공질재를 베이스로 하는 것에 비해 고가라는 문제도 남기고 있었다.

본 발명의 목적은 상기한 종래의 과제를 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 저가이고 또한 높은 습도 교환효율을 실현할 수 있는 열 교환기 및 열 교환 환기장 치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의하면, 친수성섬유로 이루어지고 또한 흡습제를 함유한 공기차폐 기능성 시트형상 소재로 이루어지는 간막이부재를 사용해서 열 교환기를 구성하는 것에 의해, 열 교환기로서 높은 습도 교환효율과 적은 가스 이행율을 달성할 수 있다.

또, 상기 열 교환기에 있어서는 상기 간막이부재의 투기도를 200초/100㏄ 이상으로 되도록 구성하는 것에 의해, 열 교환기의 간막이판을 통한 가스이행을 저감할 수 있고 환기장치로서 배기에 급기가 누설되는 비율을 5%이하로 할 수 있으므로 효과적으로 환기를 실행할 수 있다.

또, 상기 열 교환기에 있어서는 상기 친수성섬유의 주성분을 셀룰로스 섬유로 구성하는 것에 의해, 저가로 할 수 있음과 동시에 인장강도를 향상시킬 수 있다.

또, 상기 열 교환기에 있어서는 상기 흡습제의 주성분을 알칼리금속염으로 구성하는 것에 의해, 높은 습도 교환효율을 실현할 수 있음과 동시에 물에 용이하게 용해할 수 있으므로 작업효율을 향상시킬 수 있다.

또, 상기 열 교환기에 있어서는 상기 간막이부재의 막두께를 10미크론 이상 50미크론 이하의 범위로 구성하는 것에 의해, 투습성능을 향상시킬 수 있음과 동시에 가공시의 파열을 억제할 수 있다.

또, 상기 열 교환기에 있어서는 상기 간막이부재를 상기 흡습제의 주성분인 알칼리금속염과 반응하지 않는 난연제를 함유하도록 구성하는 것에 의해, 간막이부재의 약액가공을 한번에 실행할 수 있으므로 작업효율을 향상시킬 수 있다.

또, 상기 열 교환기에 있어서는 상기 간격유지부재를 투습성에 기여하지 않는 난연제를 함유하도록 구성하는 것에 의해, 많은 흡습제를 부착시킬 수 있으므로 높은 습도 교환효율을 실현할 수 있음과 동시에 작업효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 친수성섬유로 이루어지고 또한 흡습제를 함유하는 공기차폐기능성 시트형상 소재로 이루어지는 간막이부재를 사용해서 열 교환 환기장치를 구성하는 것에 의해, 열 교환기로서 높은 습도 교환효율과 적은 가스이행율을 달성할 수 있다.

또, 상기 열 교환 환기장치에 있어서는 상기 간막이부재의 투기도를 200초/100㏄이상으로 되도록 구성하는 것에 의해, 열 교환기의 간막이판을 통한 가스 이행을 저감할 수 있고 환기장치로서 배기에 급기가 누설되는 비율을 5%이하로 할 수 있으므로 효과적으로 환기를 실행할 수 있다.

본 발명은 간격유지부재에 의해서 간격이 유지된 간막이부재를 사이에 두고 2종의 기류를 유통시킴과 동시에 이 2종의 기류의 사이에서 상기 간막이부재를 거쳐서 전열 교환하는 열 교환기에 있어서, 상기 간막이부재가 친수성섬유로 이루어지고 또한 흡습제를 함유한 공기차폐 기능성 시트형상 소재로 이루어지는 것이다.

또, 상기 열 교환기에 있어서, 상기 간막이부재의 투기도(air permeability) (JIS P 8117)는 200초/100㏄이상인 것이다.

또, 상기 열 교환기에 있어서, 상기 친수성섬유의 주성분은 셀룰로스 섬유인 것이다.

또, 상기 열 교환기에 있어서, 상기 흡습제의 주성분은 알칼리금속염인 것이다.

또, 상기 열 교환기에 있어서, 상기 간막이부재의 막두께는 10미크론 이상 50미크론 이하의 범위인 것이다.

또, 상기 열 교환기에 있어서 상기 간막이부재는 상기 흡습제의 주성분인 알칼리금속염과 반응하지 않는 난연제를 함유하는 것이다.

또, 상기 열 교환기에 있어서, 상기 간격유지부재는 투습성에 기여하지 않는 난연제를 함유하는 것이다.

본 발명은 간격유지부재에 의해서 간격이 유지된 간막이부재를 사이에 두고 2종의 기류를 유통시킴과 동시에 이 2종의 기류의 사이에서 상기 간막이부재를 거쳐서 전열 교환하는 열 교환기를 갖는 열 교환 환기장치에 있어서, 상기 간막이부재가 친수성섬유로 이루어지고 또한 흡습제를 함유한 공기차폐기능성 시트형상 소재로 이루어지는 것이다.

또, 상기 열 교환 환기장치에 있어서, 상기 간막이부재의 투기도(JIS P 8117)는 200초/100㏄ 이상인 것이다.

[발명의 실시예]

이하, 본 발명에 있어서의 실시예를 도면에 따라서 설명한다.

<실시예 1>

도 1은 본 발명에 관한 실시예1에 있어서의 열 교환기를 도시한 사시도, 도 2는 도 1에 도시한 열 교환기의 열 교환기 구성부재를 도시한 사시도, 도 3은 도 2에 도시한 열 교환기 구성부재의 확대단면도, 도 4는 도 1에 도시한 열 교환기에 있어서의 코루게이트 가공(corrugation process)을 실행하는 싱글페이서(single facer)장치를 도시한 구성도이다. 본 실시예에서는 도 1에 도시한 바와 같은 적층구조의 6면체로 구성된 공조용에 적합한 열 교환기(1)를 예시해서 설명한다.

열 교환기(1)는 전열성과 투습성을 갖는 박형의 간막이부재(2)에 의해 간격유지부재(3)를 끼워 넣고, 소정의 간격을 두고 복수층으로 적층해서 접착한 구성으로 되어 있다. 열 교환기(1)를 구성하고 있는 간막이부재(2)는 정방형이나 마름모형의 평판으로서 구성되고, 간격유지부재(3)는 투영평면형상이 간막이부재(2)와 일치하는 톱니파형상 또는 정현파형상의 파형을 성형한 파형판으로 형성되어 있다.

이 간격유지부재(3)는 그 파형의 눈(corrugation)의 방향을 교대로 90도 또는 그것에 가까운 각도를 갖게 하고 간막이부재(2) 사이에 협착되어 있다. 유체통로(4)와 유체통로(5)는 간격유지부재(3)와 간막이부재(2)로 구성되는 각 층 사이에 1층 걸러 교대로 직교하도록 형성되어 있다. 유체통로(4)는 1차기류(a)를 통과시키고, 유체통로(5)는 2차기류(b)를 통과시킨다.

열 교환기(1)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 1개의 간막이부재(2)의 한쪽면에 간격유지부재(3)가 접착된 열 교환기 구성부재(6)를 적층 접착하는 것에 의해 작성된다. 이 열 교환기 구성부재(6)는 도 3에 도시한 바와 같이, 판형상의 공기차폐 기능성 시트를 간막이부재(2)로 하고, 유체통로(4), (5)를 구성하는 간격유지부재(3)를 후술하는 코루게이트 가공에 의해서 접착하는 것에 의해 연속적으로 작성된다.

간막이부재(2)의 시트 두께는 투습성능의 점을 고려하면 박막화하는 것이 바람직하지만, 지나치게 얇게 하면 후가공시의 인장강도가 작아져 가공시에 쉽게 찢어진다. 투습성능과 인장강도를 고려하면, 간막이부재(2)의 두께는 10∼50㎛가 바람직하다. 간막이부재(2)를 구성하는 종이소재의 제조기술의 안정성을 고려하면, 하한은 25㎛정도이다.

여기서는 두께가 10∼50㎛의 범위이고 평량(坪量)이 10∼50(g/㎡)정도인 종이재로 이루어지는 간막이부재(2)를 채용하였다. 간막이부재(2)를 구성하는 종이재에 있어서의 친수성섬유의 주성분에는 셀룰로스 섬유를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 간막이부재(2)를 구성하는 종이재의 친수성섬유의 주성분으로 셀룰로스 섬유를 사용하는 것에 의해, 저가이고 또한 인장강도를 높게 할 수 있다.

이 간막이부재(2)는 알칼리용액 등을 사용하여 고도로 점상(粘狀)고해(beating)한 미세한 친수성 섬유를 사용해서 온수중에서 초지(抄紙)수분율15∼25%의 습지감기를 실행한 후, 롤러로 종이를 압축하는 캘린더가공의 각 공정조건의 조합에 의해서 작성한다. 이것에 의해, 공기차폐기능성 시트형상 소재로 이루어지는 간막이부재(2)가 작성된다. 또, 간막이부재(2)는 건조와 동시에 강압력이 부가 되기 때문에 고밀도, 투명성과 고평활도가 확보된 상태에서 작성된다.

초지수분율에 관해서는 너무 습하면, 감기 마무리공정시 블로킹이 발생하거나 종이가 쉽게 찢어지게 되고 또 너무 건조한 상태에서 캘린더가공을 실행해도 원하는 밀도가 높은 종이를 얻기 어렵다. 이것은 너무 건조하면, 섬유 사이에서의 움직임이 적어져 재결합에 의한 고밀도화가 진행되지 않는 것으로 추정된다. 이들을 고려하면, 초지수분율은 15∼25%의 범위의 습지감기에 의해 실행하는 것이 바람직하다.

간막이부재(2)의 공극율은 20% 전후로 억제하여 투기도를 5000초(sec)/100㏄ 이상 확보하도록 작성한다. 투기도가 5000sec/100㏄ 이상으로 확보되는 것에 의해, 열 교환 환기장치로서 중요항목인 탄산가스의 이행율은 1% 이하로 억제할 수 있다. 이와 같이, 열 교환 환기장치로서 중요항목인 탄산가스의 이행율을 1% 이하로 억제하는 것을 고려하면, 투기도는 5000sec/100㏄이상으로 확보하는 것이 바람직하다. 또, 탄산가스 이행율을 5% 이하의 것에 적용시키는 것을 고려하면, 투기도는 200sec/100㏄ 이상이면 좋다.

간막이부재(2)는 고도로 점상 고해시키는 것에 의해 작성했기 때문에 셀룰로스 섬유가 짧고, 보풀이 인 상태로 할 수 있다. 이 때문에, 섬유가 잘 얽혀 인장강도를 강하게 할 수 있을 뿐만 아니라, 압착했을 때에 고밀도로 하는 것이 가능하다. 여기서, 간막이부재(2)에 미세한 친수성섬유를 사용한 것은 다음과 같은 이유에 기인한다. 셀룰로스 섬유 등의 친수성 섬유끼리는 공기를 통과시킬 수 없을 정도로 고밀도화되어 있다.

이 때문에, 수증기는 고농도측에서 저농도측으로 섬유 사이의 공극을 빠져 나가는 것이 어렵게 된다. 이것은 섬유표면의 수산기로 보내지거나 또는 섬유내를 확산법칙에 따라서 저농도측으로 이동하여 기화해 가는 것으로 추정된다. 이와 같은 원리로부터 수산기를 많이 함유하는 재질이 아니면, 폴리에틸렌 등의 수지막과 마찬가지로 투습성을 상실하게 되어 버린다. 따라서, 간막이부재(2)에는 수산기를 많이 함유한 재질로 이루어지는 친수성섬유를 사용하지 않으면 안된다.

간막이부재(2)는 공기차폐성을 양호하게 하기 위해 고밀도로 압착시키는 것이 바람직하다. 또, 후공정에서의 약액함침에 대비하여 초지시에 습윤지력 보강제로서 열경화성수지인 멜라민수지, 요소수지, 에폭시화 폴리아미드수지 등을 사용하여 섬유 사이에 인공적인 결합을 도입시킨다. 그리고, 이와 같이 해서 얻어진 공기차폐 기능성 시트형상 소재로 이루어지는 간막이부재(2)는 또한 흡습제인 알칼리금속염의 염화리튬과 일반적으로 지난연제로서 사용되는 구아니딘염 중에서도 염화리튬과 반응해서 소금을 발생시키지 않는 설퍼민산 구아니딘을 시트에 대해 각각 중량%로 20%wt의 함침도공의 처리를 실시한다.

이와 같이, 공기차폐 기능성 시트형상 소재로 이루어지는 간막이부재(2)는 흡습제가 함유되므로 내부에 수분을 용이하게 흡입시킬 수 있고, 수증기의 이동을 원활하게 실행시킬 수 있으므로 투습성을 향상시킬 수 있다. 또, 흡습제의 주성분을 알칼리 금속염으로 했기 때문에 물에 잘 녹게 할 수 있다. 이 때문에, 약액의 준비를 원활하게 실행할 수 있으므로 작업을 용이하게 실행할 수 있고 설비기기의 세정성도 양호하게 할 수 있다. 또, 흡습성이 매우 우수하기 때문에 소량이라도 투 습성을 향상시킬 수 있다.

흡습제의 주성분인 알칼리 금속염과 반응하지 않는 난연제(염산 구아니딘, 설퍼민계 구아니딘)를 사용하여 이 난연제를 간막이부재(2)에 함유시켜 열 교환기(1)에 난연성을 부여하고 있다. 이것에 의해, 간막이부재(2)의 약액가공을 한번에 실행할 수 있으므로 작업효율을 향상시킬 수 있다. 종이의 난연제로서 일반적으로 흔히 사용되는 것으로는 구아니딘 염류를 들 수 있다.

구아니딘 염류 중에서도 인산 구아니딘 및 설퍼민산 구아니딘이 실용화되어 있다. 그러나, 흡습제인 인산 구아니딘을 종이에 사용한 경우, 얻어진 난연제의 열안정성이 불량이 되기 쉬워 열처리시의 변색이 현저하게 되는 경향이 있다. 이 때문에, 실제로 사용되는 범위는 한정되어 있고, 설퍼민산 구아니딘쪽이 보다 바람직하게 사용되고 있다.

또, 흡습제로서 염화리튬을 사용하는 경우, 인은 리튬과 반응하여 염을 생성하는 것이 알려져 있기 때문에 사용할 수 없다. 이상으로부터 구아니딘염류 중에서도 설퍼민산 또는 염산 구아니딘을 바람직하게 사용할 수 있다. 후자의 염산구아니딘에는 흡습성이 있으므로, 종이의 난연제로서는 적당하지 않다. 그러나, 전열 열 교환장치에 있어서는 흡습성이 양호하기 때문에 종래부터 염산 구아니딘이 사용되고 있다. 근래는 다이옥신 문제로 염소를 함유한 소재가 회피되고 있으며, 설퍼민산 구아니딘이 사용되는 경향이 있다.

간막이부재(2)용의 공기차폐 기능성 시트는 고밀도로 압착된 무공형상 시트에 난연/흡습가공을 실시하는 것에 의해 공기차폐기능, 흡습기능, 난연기능을 구비 시킬 수 있다. 이에 셀룰로스 섬유를 주로 하는 간격유지부재(3)로 되는 소재(9)(종이재)가 도 4에 도시한 싱글페이서장치로 보내지고 코루게이트 가공되어 단일면단 볼형상의 열 교환기 구성부재(6)가 연속적으로 제조된다.

코루게이트 가공을 실행하는 싱글페이서 장치는 간격유지부재(3)를 성형하는 서로 맞물려 회전하는 기어형상의 상하의 코루게이터(10), (11)과 간막이부재(2)의 소재를 간격유지부재(3)의 소재(9)에 회전하면서 누르는 프레스롤러(12) 및 사이징롤러(sizing roller)(13)을 중핵으로 해서 구성되어 있다. 상하의 코루게이터(10), (11)와 프레스롤러(12)는 간격유지부재(3)의 단형상을 마련하기 위해 단형상을 마련하기 쉬운 높은 온도로 유지되어 있다.

사이징롤러(13)는 하단 코루게이터(11)에 의해 송출되는 단을 갖는(파형의) 간격유지부재(3)의 소재(9)의 단의 피크부분에 수용매체의 초산비닐계 에멀젼 접착제를 도포한다. 간막이부재(2)의 소재는 프레스롤러(12)측에 투습막(8)이 없는 면을 향해서 보내어지고, 투습막(8)측의 면이 간격유지부재(3)의 소재(9)와의 접착면으로 되어 있다. 이와 같이 해서 제조된 열 교환기 구성부재(6)를 재단하고 교대로 방향을 90도 변경하여 적층접착하는 것에 의해 도 1에 도시한 바와 같은 열 교환기(1)가 제조된다. 또한, 재단한 열 교환기 구성부재(6)를 간격유지부재(3)의 파형의 눈의 방향을 병행으로 해서 적층하는 것에 의해 대향류(對向流)형태의 열 교환기를 얻는 것도 가능하다.

이 열 교환기(1)의 제조방법의 특징은 수용성 및 열융착제의 공기차폐기능의 고분자막을 갖지 않는다는 점이다. 이 때문에, 도 4에 도시한 코루게이트 가공을 실행하는 싱글페이서장치에 있어서는 단형상을 마련하기 위한 상하의 코루게이터(10), (11)과 프레스롤러(12)의 온도를 높게 유지해도 프레스롤러(12)에 간막이부재(2)의 소재인 공기차폐 기능성 시트가 융착하는 것과 같은 일이 없고, 단형상을 마련하기 쉬운 고온하에서 공급속도를 빠르게 해서 코루게이트 가공을 실행할 수 있다.

또, 종래와 같이 간막이부재(2)의 표면에 공기차폐층인 수용성 고분자막이 존재하지 않기 때문에 가공시의 접착성이 증가하고, 또한 종래의 코루게이트 가공의 공급속도보다 고속으로 가공하는 것이 가능하다. 이 때문에, 현저하게 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 종래 사용하고 있던 다공질 종이소재에 비해 본 실시예의 것에서는 고해도(levels of beating)를 고도로 유지하고 있는 것에 의해 인열강도는 저하하지만, 결합강도의 향상에 의해 파열강도, 인장강도, 접힘내구성 강도를 증가시킬 수 있다. 또, 박막화해도 후가공시의 인장강도에 견딜 수 있는 것으로 할 수 있어 종래 100미크론 정도 이었던 막두께를 20미크론 정도까지 박막화할 수 있으므로, 투습저항을 1/5까지 저감할 수 있다.

도 5는 도 1에 도시한 열 교환기를 사용한 열 교환 환기장치를 도시한 사시도이다. 이 환기장치는 대향하는 측면의 한쪽에 실내측의 흡입구(104)와 취출구(106)을 갖고, 다른쪽에 실외측의 흡입구(105)와 취출구(107)을 갖는 상자체(101)내에 상기 흡입구(104), (105)와 취출구(107), (106) 사이에 마련한 열 교환기(112)에 있어서 서로 교차하여 열 교환하도록 마련된 급기통로(109) 및 배기통로(108)을 구비하고 있다.

그리고, 상자체(101)에 착탈가능하게 부착된 급기통로(109)와 배기통로(108)에 각각 급기류 또는 배기류를 형성하는 블레이드(121) 및 전동기(126)로 각각 구성되는 송풍기(110), (111)에 대해 급기통로(109)와 배기통로(108)에 마련된 블레이드 케이싱(211)과 본체의 다른 측면에 마련한 개구(115)로부터 착탈가능하게 마련되고, 상기 급기류와 배기류 사이에서 열 교환하는 열 교환기(112)를 구비하고 있다.

다음에, 그 동작에 대해서 설명한다. 상기와 같이 구성된 열 교환 환기장치에 있어서, 열 교환기(112)를 이용한 공조환기에 대해서는 각각의 송풍기(110), (111)을 운전하는 것에 의해 실내공기는 덕트를 거쳐서 실내측 흡입구(104)로부터 화살표A와 같이 흡입되고, 열 교환기(112) 및 배기통로(108)을 화살표 B와 같이 통과하여 배기용송풍기(110)에 의해 실외측 취출구(107)로부터 화살표 C와 같이 취출된다.

또, 덕트를 거쳐서 실외측 흡입구(105)로부터 화살표 D와 같이 흡입되어 열 교환기(112) 및 급기통로(109)를 화살표 E와 같이 통과하고, 급기용 송풍기(111)에 의해 실내측 취출구(106)로부터 화살표 F와 같이 취출되고, 덕트를 거쳐서 실내로 급기된다. 이 때, 열 교환기(112)에서는 배기류와 급기류 사이에서 열 교환이 실행되고, 배기열을 회수하여 냉난방부하를 경감하는 것이다. 상기 본 실시예에 있어서의 열 교환기를 사용하면, 열 교환 환기장치의 습도 교환효율을 약 10% 개선시킬 수 있다.

<실시예 2>

본 실시예는 실시예1과 마찬가지로 적층구조의 6면체로 구성된 공조용에 적합한 열 교환기에 관한 것이다. 본 실시예도 간막이부재의 조성을 제외하면 기본적으로는 실시예1과 동일하다. 따라서, 도 1∼도 3은 이것을 원용함과 동시에 실시예1의 것과 동일 부분에 대해서는 실시예1의 것과 동일 부호를 사용하고, 그들에 대한 설명은 생략한다.

본 실시예에 있어서의 열 교환기(1)도 도 1에 도시한 바와 같이 전열성과 투습성을 갖는 박형의 간막이부재(2)에 의해 간격유지부재(3)를 끼워넣고, 소정의 간격을 두고 복수층으로 적층접착된 구성으로 되어 있다. 열 교환기(1)를 구성하고 있는 간막이부재(2)는 정방형이나 마름모형의 평판으로서 구성되고, 간격유지부재(3)는 투영평면형상이 간막이부재(2)와 일치하는 톱니파형상 또는 정현파형상의 파형을 성형한 파형판으로 형성되어 있다.

이 간격유지부재(3)는 그 파형의 눈의 방향을 교대로 90도 또는 그것에 가까운 각도를 갖게 하여 간막이부재(2) 사이에 협착되어 있다. 유체통로(4)와 유체통로(5)는 간격유지부재(3)와 간막이부재(2)로 구성되는 각 층 사이에 1층 걸러 교대로 직교하도록 형성되어 있다. 유체통로(4)는 1차기류(a)를 통과시키고, 유체통로(5)는 2차기류(b)를 통과시킨다.

이 열 교환기(1)도 실시예1의 것과 마찬가지로 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 1개의 간막이부재(2)의 한쪽면에 간격유지부재(3)가 접착된 열 교환기 구성부재(6)를 적층하는 것에 의해 제조된다. 열 교환기 구성부재(6)는 실시예1과 동일한 공기차폐 기능성 시트를 간막이부재(2)로 하고, 이 시트에 흡습제인 염화 리튬에 의해 함침도공을 실행하고, 형성된 간막이부재(2)로 되는 기체차폐물에 유체통로(4), (5)를 구성하는 간격유지부재(3)로 되는 소재(9)를 코루게이트 가공에 의해 접착하는 것에 의해 연속적으로 작성된다.

간막이부재(2)로 되는 공기차폐 기능성 시트에는 실시예1과 마찬가지인 시트가 선택된다. 함침도공은 더욱 투습성능을 향상시키기 위해 흡습제인 염화 리튬만을 수용매에 녹여 실행된다. 공기차폐 기능성 시트는 공극율의 낮음에 따른 약액의 침투가 나쁘고, 그 결과 약액을 많이 도공할 수 없다고 하는 우려가 있다. 즉, 투습성능을 향상시키기 위해 흡습제인 염화리튬을 많이 도포하려고 해도 난연제와 동시에 도공하고자 하면, 충분한 양을 도공할 수 없게 된다.

그래서, 공기차폐 기능성 시트에는 흡습제로서 염화리튬만을 도공하는 것에 의해, 실시예1의 것이 약 2g/㎡의 염화리튬인 부착량에 대해 약 4g/㎡로 약 2배의 부착량을 얻을 수 있어 투습성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 난연성의 부여에 관해서는 간격유지부재(3)에 난연지라 불리우는 JIS. A 1322적합품을 사용하면, 유닛으로서 난연화한 열 교환기 구성부재(6)를 구성할 수 있다.

이 난연지는 수불용성으로 미분말의 난연화제를 종이내부에 넣어서 뜨는 내첨법 또는 초지후의 종이에 수분산액의 난연화제를 함침, 스프레이, 코팅하는 후가공법에 의해 제조되는 두께60∼120㎛정도이고, 평량이 25∼150(g/㎡)인 종이재이다. 간막이부재(2)를 구성하는 공기차폐 기능성 시트는 고밀도로 압착된 무공형상 시트에 흡습가공을 실시하는 것에 의해 공기차폐기능, 흡습기능을 구비한 것으로 된다.

이것에 셀룰로스 섬유를 주로 하는 난연성을 겸비한 간격유지부재(3)로 되는 소재(9)는 싱글페이서장치로 보내지고, 실시예1에서 설명한 방법과 마찬가지의 방법으로 코루게이트 가공되어 단일면단 볼형상의 열 교환기 구성부재(6)가 연속적으로 제조된다. 이와 같이 해서 제조된 열 교환기 구성부재(6)를 재단하고, 교대로 방향을 90도 변경해서 적층접착하는 것에 의해 도 1에 도시한 바와 같은 열 교환기(1)가 제조된다.

이 제조방법에 의하면, 미리 난연처리를 실시한 난연종이재를 간막이부재(2)의 소재로 하기 때문에 투습막(8)을 형성하기 위한 약액도공량을 실시예1의 방법보다 적게 할 수 있고, 제조공정에 있어서의 약액도공 속도를 빠르게 하는 것에 의해 생산성을 한층 향상시킬 수 있다. 그 밖의 효과는 실시예1과 동일한다.

또한, 종래 사용하고 있던 다공질 종이소재에 비해 고해도를 고도로 하고 있는 것에 의해 인열강도는 저하하지만, 결합강도의 향상에 의해 파열강도, 인장강도, 접힘내구성 강도를 증가시킬 수 있다. 또한, 박막화해도 후가공시의 인장강도에 견딜 수 있는 것으로 할 수 있어 종래 100미크론 정도이던 막두께를 20미크론 정도까지 박막화할 수 있고, 이것에 의해 투습저항을 1/5까지 저감할 수 있다.

또, 본 실시예의 열 교환기에 있어서도 실시예1의 도 5에 도시한 열 교환 환기장치에 마찬가지로 적용시킬 수 있다. 그리고, 상기 본 실시예에 있어서의 열 교환기를 사용하면, 열 교환 환기장치의 습도 교환효율을 약 10% 개선시킬 수 있다. 또, 본 실시예에 있어서도 재단한 열 교환기 구성부재(6)를 간격유지부재(3)의 파형의 눈의 방향을 병행으로 해서 적층하는 것에 의해서 대향류 형태의 열 교환기를 얻을 수 있다.

<실시예 3>

상기 실시예2에서 설명한 열 교환기에 있어서는 흡습제인 염화리튬을 수용매로 녹이고 도공해도 도공량에 한계가 있다. 그래서, 흡습제와 폴리비닐알콜(PVA)을 수용매에 녹이고 폴리비닐 알콜을 바인더로서 사용하면, 염화리튬의 도공량을 대폭 증가시킬 수 있다. 이 약제를 간막이부재(2)로 되는 공기차폐 기능성 시트의 한쪽면에만 도공을 실행하고, 약액도공면과 코루게이트 가공을 실행하면, 코루게이트시에 PVA수지의 끈적거림이 없어 양호한 가공을 실행할 수 있다.

상기 방법에 의하면, 염화리튬을 약 6g/㎡까지 도공할 수 있다. 이 도공후, 열 교환기로 가공한 후, 도공된 약액이 습도를 흡수하여 일부 액화한다. 이것에 의해, 서서히 공기차폐 기능성 시트 내부에 염화리튬이 침투해 버리고 표리에서의 투습성의 차가 없어져 투습성능을 향상시킬 수 있다.

또, 본 실시예의 열 교환기에 있어서도 실시예1의 도 5에 도시한 열 교환 환기장치에 마찬가지로 적용시킬 수 있다. 그리고, 상기 본 실시예에 있어서의 열 교환기를 사용하면, 열 교환 환기장치의 습도 교환효율을 종래에 비해 약 20% 개선시킬 수 있다. 또, 본 실시예에 있어서도 재단한 열 교환기 구성부재(6)를 간격유지부재 (3)의 파형의 눈의 방향을 병행으로 해서 적층하는 것에 의해 대향류 형태의 열 교환기를 얻는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명에 관한 실시예1에 있어서의 열 교환기를 도시한 사시도.

도 2는 도 1에 도시한 열 교환기의 열 교환기 구성부재를 도시한 사시도.

도 3은 도 2에 도시한 열 교환기 구성부재의 확대단면도.

도 4는 도 1에 도시한 열 교환기에 있어서의 코루게이트 가공을 실행하는 싱글 페이서를 도시한 구성도

도 5는 도 1에 도시한 열 교환기를 사용한 열 교환 환기장치를 도시한 사시도.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

1…열 교환기 2…간막이 부재

3…간격유지부재 4, 5…유체통로

6…열 교환기 구성부재 8…투습막

Claims (1)

1. 간격유지부재에 의해 간격이 유지된 간막이부재를 사이에 두고 2종의 기류를 유통시킴과 동시에, 이 2종의 기류 사이에서 상기 간막이부재를 거쳐서 전열 교환하는 열 교환기에 있어서,

   상기 간막이부재에는 투습성능을 향상시키도록 흡습제만 도포되며,

   상기 간격유지부재 쪽에는 난연제가 포함되어 있고, 상기 간격유지부재에 의해 열 교환기 전체로서 난연성을 갖도록 이루어져 있으며,

   상기 간격유지부재는,

   주성분이 셀룰로스 섬유이며, 난연제로서 설퍼민산 구아니딘이 첨가된 두께가 60 내지 120㎛의 파형판 형상의 난연지이고,

   상기 간막이부재는,

   친수성 섬유로 이루어지는 공기 차폐 기능성 시트형상 소재로 이루어지고, 흡습제는 부여되어 있지만 난연제는 부여되어 있지 않으며, 상기 흡습제는 알칼리금속염을 주성분으로 하는 것으로, 두께가 10 내지 50㎛이고, 5000sec/100cc 이상의 투기도로 이루어지는 공극율을 구비하며,

   열 교환기 전체로서 탄산가스의 이행율이 1% 이하인 것을 특징으로 하는 열 교환기.

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