WO2020012572A1 - 熱交換器及び熱交換器の製造方法 - Google Patents

熱交換器及び熱交換器の製造方法 Download PDF

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WO2020012572A1
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heat exchanger
partition member
unit
drying
air
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林　俊明
隆裕 川崎
一 外川
友季夫 小村
啓子 柴田
Original Assignee
三菱電機株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F7/00—Ventilation
    • F24F7/04—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation
    • F24F7/06—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit
    • F24F7/08—Ventilation with ducting systems, e.g. by double walls; with natural circulation with forced air circulation, e.g. by fan positioning of a ventilator in or against a conduit with separate ducts for supplied and exhausted air with provisions for reversal of the input and output systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger of a ventilator for performing ventilation by exchanging heat between a supply air flow and an exhaust air flow, and a method for manufacturing the heat exchanger.
  • ⁇ In recent years, air conditioning equipment for heating and cooling has been developed and spread. As the living area using an air conditioner expands, the importance of an air conditioner heat exchanger capable of recovering temperature and humidity in ventilation is increasing.
  • a heat exchanger for air conditioning a product in which a partition plate having heat conductivity and moisture permeability is laminated in a plurality of layers at intervals with a spacing plate therebetween has been used.
  • the partition plate is a rectangular flat plate
  • the spacing plate is a corrugated plate having a sawtooth or sinusoidal waveform whose projection plane coincides with the partition plate. Alternating the direction of waveform of the spacing plate at 90 degrees or near 90 degrees, sandwiching the spacing plate between the partition plates, alternately passing the primary airflow and the secondary airflow. It is configured to be installed.
  • the partition member includes a functional layer having heat conductivity, moisture permeability, and gas shielding properties, and a heat shrinkable layer that shrinks at a set temperature or higher.
  • the total heat exchange element is larger than the thermal shrinkage of the resin used for the spacing member.
  • the total heat exchange element disclosed in Patent Document 1 is provided with a functional layer having heat conductivity, moisture permeability, and gas shielding properties, and a heat shrinkable layer that shrinks at a set temperature or higher on a partition member.
  • the present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a heat exchanger in which the deflection of a partition member is suppressed without using a special partition member.
  • the present invention is a heat exchanger in which a plurality of unit component members each including a partition member and a spacing member are stacked, and the partition member is wetted. Wet treatment has been applied. Further, the partition member is subjected to a drying process for drying from a wet state.
  • the heat exchanger according to the present invention has an effect that the deflection of the partition member can be suppressed without using a special partition member.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a unit constituent member of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of the heat exchanger according to the first embodiment.
  • Flow chart showing a manufacturing process of the heat exchanger according to Embodiment 1.
  • FIG. 9 is a perspective view of a first unit constituent member of the heat exchanger according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a unit constituent member of the heat exchanger according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of the heat exchanger according to the first embodiment.
  • the unit constituent member 1 is composed of a flat partition member 2 and a corrugated spacing member 3.
  • the partition member 2 and the spacing member 3 are bonded together at an apex of the corrugation of the spacing member 3 by an adhesive or heat fusion.
  • the partition member 2 has a gas shielding property, and performs temperature exchange and humidity exchange without mixing gas between air supply and exhaust.
  • the partition member 2 is made of a nonporous material mainly composed of cellulose fibers. Paper is an example of a nonporous material mainly composed of cellulose fiber.
  • the partition member 2 may be impregnated with a moisture absorbent in order to improve humidity exchange performance.
  • the spacing member 3 is made of corrugated processed paper, and keeps the spacing between adjacent partition members 2 constant. The spacing member 3 does not need to have the
  • the heat exchanger 4 is a cross-flow type in which a plurality of unit constituent members 1 are alternately stacked while changing the direction by 90 degrees, and are configured in a quadrangular prism shape.
  • the air path that constitutes the heat exchanger 4 becomes a first air path that passes through one of a pair of two opposing side surfaces of a square prism, and the other air path forms two opposing side surfaces of a square prism. Is a second air path passing through the other of the pair. Air flows into the first air path along arrow A, and flows out along arrow A '. Air flows into the second air path along arrow B, and flows out along arrow B '.
  • the first air passage and the second air passage included in the heat exchanger 4 are independent, and are separated by the partition member 2 having a gas shielding property, so that there is no air leakage.
  • the heat exchanger 4 can exchange heat and humidity between air passing through the first air passage and air passing through the second air passage via the partition member 2.
  • the heat exchanger 4 is disposed at the intersection of the exhaust air passage and the supply air passage in the heat exchange ventilator, and exchanges heat between the exhausted indoor air and the supplied external air.
  • heat can be recovered from exhausted indoor air, so that the load on air conditioning can be reduced.
  • the temperature and humidity are exchanged via the partition member 2 between a supply air flow for supplying cold and dry outside air to the room and an exhaust flow for discharging warm and humid indoor air to the outside of the room. Thereby, the warmed and humidified supply air is supplied into the room, and the cooled and dehumidified exhaust gas is discharged to the outside of the room.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a manufacturing process of the heat exchanger according to Embodiment 1.
  • a unit component 1 is created.
  • step S1 which is a unit constituent member forming step, an adhesive is applied to the top of the corrugated space holding member 3 of the corrugated shape, and the partition member 2 and the space holding member 3 are bonded to each other.
  • the unit component 1 is created by cutting the bonded partitioning member 2 and spacing member 3 to the size of the heat exchanger 4.
  • step S2 the unit constituent members 1 are stacked.
  • step S2 which is a laminating step, an adhesive is applied to the corrugated apex of the spacing member 3 of the unit component 1 that is not adhered to the partition member 2, and the unit component 1 is applied to each layer.
  • the layers are alternately stacked so as to be orthogonal to each other. After laminating the required number of layers, each layer is bonded by drying the adhesive.
  • step S3 wet processing is performed in which the high-humidity air is passed through the laminate of the unit constituent members 1 to wet the laminate.
  • step S3 which is a wetting process for performing a wetting process
  • the partition member constituting the unit component member 1 is passed by passing high humidity air conditioned by a constant temperature / humidity chamber or a humidifier or air sprayed with atomized water droplets. Moisten.
  • the humid air can be exemplified by 20 ° C. (DB) and 95% RH.
  • step S4 a drying process for drying the wetted unit component 1 is performed.
  • step S4 which is a drying step of performing a drying process, a drying process of drying the partition member 2 by passing dry air conditioned by a constant temperature and humidity chamber or a dehumidifier through the laminate moistened in step S3.
  • the laminate may be dried by leaving it in a dry constant temperature and humidity chamber or by passing air through a dry space.
  • you may dry a laminated body using a high frequency dielectric heating dryer. At this time, the dry air may be, for example, 50 ° C. (DB) and 20% RH.
  • step S5 the outer dimensions of the laminated body whose dimensions are reduced by passing through the wetting in step S3 and the drying in step S4 are cut, and the dimensions are adjusted to complete the heat exchanger 4.
  • FIG. 4 is a diagram showing a state in which unit constituent members are stacked in the manufacturing process of the heat exchanger according to Embodiment 1.
  • the partition member 2 at a portion between two adjacent spacing members 3 in the partition member 2 has wrinkles and slacks. Member 2 is deflected.
  • high-humidity air is passed in step S3 and then dried in step S4, whereby the partition member 2 shrinks, and wrinkles and slack existing in the partition member 2 can be removed.
  • the partition member 2 is made of paper which is a nonporous material mainly composed of cellulose fibers, it is possible to suppress an increase in wind path pressure loss due to wrinkles and looseness. Therefore, the heat exchanger 4 in which the air passage pressure loss is suppressed can be realized by a simple method while suppressing an increase in cost. In addition, it is possible to suppress the bending of the partition member 2 without using a material such as a resin film having high dimensional stability which causes a cost increase.
  • the heat exchanger 4 mainly composed of paper may shrink over time due to repeated wetting and drying in an actual use environment. For this reason, a gap is formed between the heat exchanger 4 and the wind path wall of the ventilation device in which the heat exchanger 4 is disposed, and an air flow that does not pass through the heat exchanger 4 is generated, and the supply air and the exhaust air
  • the effective ventilation rate decreases due to the leakage of the ventilation air such that the air is mixed.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a change in the overall dimensions of the heat exchanger according to Embodiment 1 and the repetition of wet and dry.
  • the number of times of accumulation of wet and dry is small, the amount of reduction is large, and as the number of times of accumulation of wet and dry increases, the amount of reduction of the overall size of the heat exchanger 4 gradually decreases, It shows a tendency to converge toward a certain critical dimension. Therefore, by performing steps S3 and S4, the overall dimensions of the heat exchanger 4 can be forcibly converged to some extent.
  • the size of the heat exchanger 4 can be reduced over time by repeating wet and dry in the actual use environment. Even when the size is reduced, the amount of dimensional change due to shrinkage can be reduced. Therefore, the heat exchanger 4 can suppress the decrease in the effective ventilation rate due to the leakage of the ventilation air by the reduced dimensional change over time due to shrinkage.
  • FIG. 6 is a flowchart of another manufacturing process of the heat exchanger according to the first embodiment.
  • the manufacturing process shown in FIG. 6 is different from the manufacturing process shown in FIG. 3 in that a step S6 of judging whether or not the wet and dry operations have been performed a set number of times between steps S4 and S5. If wetting and drying have not been performed the set number of times, the result is No in step S6, and the process returns to step S3. If wet and dry have been performed a set number of times, the answer is Yes in step S6, and the process proceeds to step S5.
  • the overall size of the heat exchanger 4 can be forcibly largely contracted, and the difference from the critical shrinkage dimension can be made smaller at the initial stage. Compared with the case where wetting and drying are performed only once, a decrease in the effective ventilation rate due to leakage of ventilation air can be further suppressed.
  • the heat exchanger 4 reduces pressure loss by improving wrinkles and loosening of the partition member 2. Further, by contracting at the manufacturing stage so as to reduce the difference from the critical contraction dimension, it is possible to reduce the increase in the amount of leaked air due to the dimensional contraction over time.
  • the heat exchanger 4 according to Embodiment 1 can be used for a ventilation device for a house or a building. Therefore, the heat exchanger 4 according to Embodiment 1 can be an energy-saving device for a house or a building.
  • the heat exchanger 4 according to the first embodiment can reduce the increase in the leak rate due to aging and extend the exchange cycle of the heat exchanger. Cost can be reduced.
  • FIG. FIG. 7 is a perspective view of a unit constituent member of the heat exchanger according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the unit component 1 includes a partition member 2 and a spacing member 3.
  • the spacing member 3 is a resin molded product, and is formed integrally with a frame at an outer peripheral portion and a plurality of ribs for maintaining a spacing between the unit constituent members 1.
  • the partition member 2 and the spacing member 3 are integrally formed by insert-molding the partition member 2 during resin molding of the spacing member 3.
  • the partition member 2 and the spacing member 3 may be configured by bonding the partition member 2 to the spacing member 3 with an adhesive.
  • the spacing member 3 may be formed from a sheet material such as plastic cardboard.
  • the thickness and shape of the spacing member 3 are not limited as long as the spacing between the partition members 2 can be kept constant and air permeability in each air passage can be ensured.
  • FIG. 8 is a perspective view of the heat exchanger according to Embodiment 2.
  • the heat exchanger 4 is configured by alternately stacking a plurality of unit constituent members 1 while changing the direction by 90 degrees, and applying an adhesive to a rib portion for maintaining the interval of the interval maintaining member 3. It is fixed by coating or by providing a fitting structure (not shown).
  • the unit constituent members 1 are stacked at regular intervals.
  • the four sides in the stacking direction of the rectangular parallelepiped formed by stacking are filled from the end face side with the sealant, and air leakage is prevented.
  • the operation of the heat exchanger 4 is the same as that of the heat exchanger 4 described in the first embodiment, and thus the description is omitted.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a process of manufacturing the heat exchanger according to Embodiment 2.
  • step S ⁇ b> 11 a unit component 1 is created by the partition member 2 and the spacing member 3.
  • Step S11 is a unit constituent member creating step of creating the unit constituent member 1.
  • step S12 the high humidity air is passed through the unit component 1.
  • step S12 is a wetting step of wetting the partition member 2 constituting the unit constituent member 1.
  • the unit component 1 is dried.
  • Step S13 is a drying step of drying the moistened partition member 2. By drying the unit constituent member 1, the partition member 2 shrinks, and wrinkles and looseness existing in the partition member 2 are removed.
  • step S14 a plurality of unit component members 1 from which wrinkles and slacks have been removed are stacked.
  • Step S14 is a laminating step of laminating the dried unit constituent members 1.
  • step S15 the heat exchanger 4 is completed by cutting the outer periphery of the laminate and adjusting the dimensions.
  • the outer periphery of the unit constituent member 1 is formed of a rigid resin frame with almost no dimensional change due to repetition of wet and dry. Therefore, even if the unit component 1 is wet and dried, the entire shape of the unit component 1 is not warped or reduced due to the contraction of the partition member 2, and wrinkles and slack of the partition member 2 are removed. be able to.
  • Embodiment 1 since wetting and drying are performed after lamination, in order to wet and dry each air passage between each unit component 1 that is not exposed to the outside, wetting or drying is performed. It was necessary to lengthen the exposure time per one time or to ventilate each passage of the heat exchanger to get wet or dry.
  • the partition member 2 exposed to the outside can be easily wetted and dried. Therefore, there is no need to send air to wet and dry, and wet and dry can be performed only by leaving the unit component 1 in a high-humidity bath or constant-temperature bath for a short time. Further, in the wetting step, it is possible to spray the mist-like water droplets to wet the water in a shorter time. Therefore, productivity can be improved as compared with the first embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view of a first unit constituent member of the heat exchanger according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the spacing member 3 is arranged on one surface of the partition member 2.
  • the partition member 2 has a hexagonal shape, and more specifically, a shape in which an isosceles triangle is connected to each of two opposing sides of a rectangle.
  • the spacing member 3 extends in a crank shape by connecting one of the isosceles of the isosceles triangle of the partition member 2 to one of the isosceles of the other isosceles triangle. Air flows into the first air path along arrow C, and flows out along arrow C ′.
  • FIG. 11 is a perspective view of a second unit constituent member of the heat exchanger according to Embodiment 3.
  • the spacing member 3 is arranged on one surface of the partition member 2.
  • the partition member 2 has a hexagonal shape, and more specifically, a shape in which an isosceles triangle is connected to each of two opposing sides of a rectangle.
  • the spacing member 3 extends in a crank shape by connecting one of the isosceles of the isosceles triangle of the partition member 2 to one of the isosceles of the other isosceles triangle. Air flows into the second air path along arrow D, and flows out along arrow D '.
  • FIG. 12 is a perspective view of the heat exchanger according to Embodiment 3.
  • the heat exchanger 4 is configured by alternately stacking the first unit constituent members 11 and the second unit constituent members 12. That is, the heat exchanger 4 according to the third embodiment has two types of unit components, the first unit component 11 and the second unit component. By alternately stacking the first unit constituent members 11 and the second unit constituent members 12, the first air passages and the second air passages are alternately arranged with the partition member 2 interposed therebetween.
  • the heat exchanger 4 according to Embodiment 3 is of a counterflow type in which the direction of the airflow passing through the first air passage and the direction of the airflow passing through the second air passage face inside the heat exchanger 4.
  • the heat exchanger 4 according to Embodiment 3 can also be used in a parallel flow system by setting the airflow passing through the first air passage or the second air passage in the opposite direction.
  • the operation at the time of heat exchange and the method of manufacturing the heat exchanger 4 are the same as those of the heat exchanger 4 according to the first embodiment.
  • the heat exchanger 4 according to the third embodiment performs the heat exchange in the counterflow method, so that the heat exchange efficiency is higher than that of the heat exchanger 4 according to the first or second embodiment of the cross-flow type. Can be. Further, the heat exchanger 4 according to the third embodiment performs heat exchange in a parallel flow manner, so that heat is generated inside the heat exchanger 4 according to the cross-flow type according to the first or second embodiment. The temperature difference can be reduced.

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Abstract

仕切部材と間隔保持部材とで構成される単位構成部材（１）を複数積層した熱交換器（４）であって、仕切部材には、湿潤させる湿潤処理と、湿潤状態から乾燥させる乾燥処理とが施されている。

Description

熱交換器及び熱交換器の製造方法
　本発明は、給気流と排気流との間で熱交換して換気を行う換気装置の熱交換器及び熱交換器の製造方法に関する。
　近年、暖房及び冷房を行う空調機器が発達かつ普及している。空調装置を用いた居住区域が拡大するにつれて、換気において温度及び湿度が回収できる空調用の熱交換器の重要性も高まっている。こうした空調用の熱交換器には、伝熱性と透湿性とを有する仕切板を、間隔板を挟んで間隔をおいて複数層に重ね合わせた物が従来から用いられている。仕切板は方形の平板で、間隔板は投影平面が仕切板に一致する鋸波状又は正弦波状の波形を成形した波板となっている。間隔板の波形の成形方向を交互に９０度又は９０度に近い角度を持たせて間隔板を仕切板の間に挟着し、一次気流を通す流路と二次気流を通す流路とを交互に設置した構成となっている。
　また、間隔板に樹脂を用いて仕切板と一体成形した熱交換器、及びプラスチックダンボールを打ち抜いて風路を構成し、仕切板と接着することにより構成された熱交換器が提案されている。
　仕切板と間隔板とを積層した構造の熱交換器においては、仕切板に皺又は弛みが生じると仕切板がたわみ、流路の圧力損失が大きくなってしまう。
　特許文献１には、仕切部材は、伝熱性と透湿性と気体遮蔽性とを有する機能層と、設定温度以上で収縮する熱収縮層とを有して構成され、熱収縮層の熱収縮率は、間隔保持部材に用いる樹脂の熱収縮率よりも大きいことを特徴とする全熱交換素子が提案されている。特許文献１に開示される全熱交換素子は、伝熱性と透湿性と気体遮蔽性を有する機能層と、設定温度以上で収縮する熱収縮層とを仕切部材に設け、仕切部材と間隔保持部材とを一体成形後に加熱することにより、仕切部材のたわみを解消し、流路の圧力損失の増加防止を図っている。
特許第５７４８８６３号公報
　特許文献１に記載された熱交換器においては、仕切部材のたわみの解消し、流路の圧力損失の増加防止を図るために機能層と熱収縮層の２層状の特殊な仕切部材を用いる必要があるという課題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、特殊な仕切部材を用いることなく仕切部材のたわみを抑制した熱交換器を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、仕切部材と間隔保持部材とで構成される単位構成部材を複数積層した熱交換器であって、仕切部材には、湿潤させる湿潤処理が施されている。また、仕切部材には、湿潤状態から乾燥させる乾燥処理が施されている。
　本発明に係る熱交換器は、特殊な仕切部材を用いることなく仕切部材のたわみを抑制できるという効果を奏する。
本発明の実施の形態１に係る熱交換器の単位構成部材を示す斜視図 実施の形態１に係る熱交換器の斜視図 実施の形態１に係る熱交換器の製造工程を示すフローチャート 実施の形態１に係る熱交換器の製造工程において単位構成部材を積層した状態を示す図 実施の形態１に係る熱交換器の全体寸法の変化と、湿潤及び乾燥の繰り返しとの関係を示す図 実施の形態１に係る熱交換器の別の製造工程のフローチャート 本発明の実施の形態２に係る熱交換器の単位構成部材の斜視図 実施の形態２に係る熱交換器の斜視図 実施の形態２に係る熱交換器の製造工程を示すフローチャート 本発明の実施の形態３に係る熱交換器の第１の単位構成部材の斜視図 実施の形態３に係る熱交換器の第２の単位構成部材の斜視図 実施の形態３に係る熱交換器の斜視図
　以下に、本発明の実施の形態に係る熱交換器及び熱交換器の製造方法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に係る熱交換器の単位構成部材を示す斜視図である。図２は、実施の形態１に係る熱交換器の斜視図である。単位構成部材１は、平板状の仕切部材２と波板状の間隔保持部材３とによって構成されている。仕切部材２と間隔保持部材３とは、間隔保持部材３の波型の頂点部で接着剤又は熱融着により接着されている。仕切部材２は、気体遮蔽性を備えており、給気と排気との間で気体を混合させることなく温度交換及び湿度交換を行う。仕切部材２は、セルロース繊維を主体とする無孔質の素材によって構成される。セルロース繊維を主体とする無孔質の素材には、紙を例示できる。仕切部材２は、湿度交換性能を向上させるため吸湿剤が含浸されていてもよい。間隔保持部材３は、波型に成形された加工紙から構成され、隣り合う仕切部材２との間隔を一定に保つ。間隔保持部材３は、気体遮蔽性を備えていなくてもよい。
　熱交換器４は、複数個の単位構成部材１が９０度ずつ向きを変えながら交互に積層されて四角柱状に構成された直交流式である。このように積層されることにより、熱交換器４を構成する風路は、四角柱の対向する２側面の対の一方を通過する第１の風路となり、他方は四角柱の対向する２側面の対の他方を通過する第２の風路となる。第１の風路には、矢印Ａに沿って空気が流入し、矢印Ａ’に沿って空気が流出する。第２の風路には、矢印Ｂに沿って空気が流入し、矢印Ｂ’に沿って空気が流出する。熱交換器４に構成される第１の風路及び第２の風路は独立しており、気体遮蔽性を有する仕切部材２で隔てられているため空気漏れが無い。熱交換器４は、仕切部材２を介して第１の風路を通過する空気と第２の風路を通過する空気とにおける熱及び湿度の交換を行うことができる。
　熱交換器４は、熱交換換気装置において、排気風路と給気風路の交差部に配置され、排気される室内空気と給気される外気との間で熱交換を行う。空調が利用されている室内において換気を行う際に、排気される室内空気から熱回収を行うことができるため、空調への負荷を低減することができる。例えば、冷たく乾燥した外気を室内へ給気する給気流と、温かく湿度の高い室内空気を室外へ排気する排気流との間で仕切部材２を介して、温度及び湿度の交換が行われる。これにより、暖められるとともに加湿された給気が室内に供給され、冷やされるとともに除湿された排気が室外へ排出される。
　図３は、実施の形態１に係る熱交換器の製造工程を示すフローチャートである。ステップＳ１において、単位構成部材１を作成する。単位構成部材作成工程であるステップＳ１では、波型に成形された間隔保持部材３の波型の頂点部に接着剤を塗布し、仕切部材２と間隔保持部材３とを接着する。接着した仕切部材２及び間隔保持部材３を熱交換器４のサイズとなるよう裁断することによって、単位構成部材１が作成される。
　ステップＳ２において、単位構成部材１を積層する。積層工程であるステップＳ２では、単位構成部材１を構成する間隔保持部材３の仕切部材２と接着されていない側の波型の頂点部に接着剤を塗布し、単位構成部材１が各層ごとに直交するような向きになるよう交互に積層する。必要枚数を積層した後、接着剤を乾燥することにより各層を接着する。
　ステップＳ３において、単位構成部材１の積層体に高湿度空気を通風して湿潤させる湿潤処理を行う。湿潤処理を行う湿潤工程であるステップＳ３では、恒温恒湿槽若しくは加湿器によって調湿された高湿空気、又は霧状の水滴を噴霧した空気を通風し単位構成部材１を構成する仕切部材を湿らせる。なお、恒温恒湿槽といった高湿な空間に単位構成部材１の積層体を配置してもよい。さらに、高湿な空間内で単位構成部材１の積層体に通風してもよい。高湿な空気は、２０℃（ＤＢ）、９５％ＲＨを例示できる。
　ステップＳ４において、湿潤させた単位構成部材１の積層体を乾燥する乾燥処理を行う。乾燥処理を行う乾燥工程であるステップＳ４では、恒温恒湿槽又は除湿器によって調湿した乾燥空気をステップＳ３で湿らせた積層体に通風し、仕切部材２を乾燥させる乾燥処理を行う。なお、乾燥工程では乾燥した恒温恒湿槽に放置するか、又は乾燥した空間で通風することによって積層体を乾燥してもよい。また、高周波誘電加熱乾燥器を使用して積層体を乾燥させてもよい。この時、乾燥した空気は、５０℃（ＤＢ）、２０％ＲＨを例示できる。
　ステップＳ５において、ステップＳ３での湿潤及びステップＳ４での乾燥を経ることにより外形寸法が縮小し、外形が安定化した積層体の外周を裁断し寸法を調整して熱交換器４が完成する。
　図４は、実施の形態１に係る熱交換器の製造工程において単位構成部材を積層した状態を示す図である。単位構成部材１を積層した時点では、図４に示すように、仕切部材２における隣り合う二つの間隔保持部材３同士の間の部分の仕切部材２には、皺及び弛みが生じており、仕切部材２はたわんでいる。しかし、積層後にステップＳ３において高湿度空気を通風し、その後、ステップＳ４において乾燥させることで、仕切部材２が収縮し、仕切部材２に存在していた皺及び弛みを除去できる。そのため、セルロース繊維を主体とする無孔質の素材である紙によって仕切部材２を構成しても、皺及び弛みによる風路圧損の増加を抑制することができる。したがって、風路圧損を抑制した熱交換器４を簡単な方法でコストアップを抑えて実現することができる。また、コストアップの要因となる寸法安定性の高い樹脂膜といった材料を用いることなく、仕切部材２のたわみを抑制することができる。
　また、紙を主体に構成された熱交換器４は、実際の使用環境における湿潤と乾燥との繰り返しにより、経年的に全体的に縮小してしまう現象が発生する。そのため熱交換器４が配置されている換気装置の風路壁と熱交換器４との間に隙間ができ、熱交換器４を通過しない空気流が発生したり、給気空気と排気空気とが混ざってしまったりするといった換気空気の漏れによる有効換気量率の低下という問題があった。
　図５は、実施の形態１に係る熱交換器の全体寸法の変化と、湿潤及び乾燥の繰り返しとの関係を示す図である。図５に示すように、湿潤と乾燥との累積回数が少ない場合は縮小量が大きく、湿潤と乾燥との累積回数が増加するにつれて熱交換器４の全体寸法の縮小量が徐々に小さくなり、ある限界縮小寸法に向かって収束傾向を示す。そのため、ステップＳ３及びステップＳ４を行うことで、熱交換器４の全体寸法を強制的にある程度収束させることができる。熱交換器４の製造段階での寸法と限界収縮寸法との差を小さくしておくことができるため、実際の使用環境における湿潤と乾燥との繰り返しにより経年的に熱交換器４の寸法が全体的に縮小してしまう場合でも、収縮による寸法変化量を低減することができる。したがって、熱交換器４は、収縮による経時的な寸法変化を低減した分、換気空気の漏れによる有効換気量率の低下を抑制することができる。
　図６は、実施の形態１に係る熱交換器の別の製造工程のフローチャートである。図６に示す製造工程は、ステップＳ４とステップＳ５との間に湿潤及び乾燥を設定回数行ったか否かを判断するステップＳ６を有している点で図３に示した製造工程と相違する。湿潤及び乾燥を設定回数行っていない場合にはステップＳ６でＮｏとなり、ステップＳ３に戻る。湿潤及び乾燥を設定回数行った場合は、ステップＳ６でＹｅｓとなり、ステップＳ５に進む。
　湿潤及び乾燥は、積層体の寸法が限界収縮寸法になるまで繰り返すことが理想ではあるが、繰り返し回数が多いほど生産性が悪くなる。さらに、湿潤及び乾燥１回あたりの収縮量は、累積回数が増加するとともに減少するため、繰り返し回数をいたずらに増やすことは効率的ではない。また、熱交換器４の全体寸法の変化と累積回数との関係は、熱交換器の構造及び材質による。したがって、熱交換器ごとに適性回数を設定する必要があるが、現実的には、累積回数２回から５回程度が生産性と強制収縮による効果とのバランスがとれる回数である。
　このように、湿潤及び乾燥を複数回繰り返すことで、熱交換器４の全体寸法を強制的に大きく収縮させて、初期的に限界収縮寸法との差をより小さくしておくことができるため、湿潤及び乾燥を１回だけ行う場合と比較して、換気空気の漏れによる有効換気量率の低下をさらに抑制することができる。
　上記の構造により、熱交換器４は仕切部材２の皺及び弛みを改善することにより圧力損失が低減化される。また、限界収縮寸法との差が小さくなるように製造段階で収縮させることにより経時的な寸法収縮による漏れ風量の増加を低減することができる。
　実施の形態１に係る熱交換器４は、住宅用又は建築物用の換気装置に用いることができる。よって、実施の形態１に係る熱交換器４は、住宅又は建築物の省エネルギー機器とすることができる。実施の形態１に係る熱交換器４は、経年劣化による漏れ率の増加を低減することができ、熱交換器の交換サイクルを延長することができることから、搭載する換気装置のメンテナンス性改善及び維持コストの低減を図ることができる。
実施の形態２．
　図７は、本発明の実施の形態２に係る熱交換器の単位構成部材の斜視図である。単位構成部材１は仕切部材２と間隔保持部材３とで構成されている。間隔保持部材３は、樹脂の成形品であり、外周部の枠と単位構成部材１の間隔を保持するための複数本のリブとが一体で構成されている。仕切部材２と間隔保持部材３とは、間隔保持部材３の樹脂成型時に仕切部材２をインサート成形することで一体に成形されている。ただし、仕切部材２と間隔保持部材３とは、間隔保持部材３に仕切部材２を接着剤によって接着して構成してもよい。接着により単位構成部材１を製造する場合においては、間隔保持部材３は、プラスチック段ボール等のシート材から形成してもよい。間隔保持部材３は、仕切部材２の間隔を一定に保ち、各風路における通気性を確保できれば、厚さ及び形状は限定されない。
　図８は、実施の形態２に係る熱交換器の斜視図である。熱交換器４は、複数個の単位構成部材１が９０度ずつ向きを変えながら交互に積層されることにより構成されており、間隔保持部材３の間隔を保持するためのリブ部分に接着剤を塗布するか、不図示の嵌合構造を設けることにより固定されている。単位構成部材１は、一定の間隔で積層されている。図８に示す熱交換器４においては、積層によって構成された直方体の積層方向の各４辺は、シール剤により端面側から埋められており、空気漏れは防がれている。熱交換器４の動作については実施の形態１に示した熱交換器４と同様であるため、説明を省略する。
　図９は、実施の形態２に係る熱交換器の製造工程を示すフローチャートである。ステップＳ１１において、仕切部材２と間隔保持部材３とにより単位構成部材１を作成する。ステップＳ１１は、単位構成部材１を作成する単位構成部材作成工程である。ステップＳ１２において、単位構成部材１に高湿度空気を通風する。ステップＳ１２は、単位構成部材１を構成する仕切部材２を湿潤させる湿潤工程である。ステップＳ１３において、単位構成部材１を乾燥させる。ステップＳ１３は、湿潤させた仕切部材２を乾燥させる乾燥工程である。単位構成部材１を乾燥させることにより、仕切部材２が収縮し、仕切部材２に存在していた皺及び弛みが除去される。ステップＳ１４において、皺及び弛みを除去済の単位構成部材１を複数枚積層する。ステップＳ１４は、乾燥させた単位構成部材１を積層する積層工程である。ステップＳ１５において、積層体の外周を裁断し寸法を調整して熱交換器４が完成する。
　実施の形態２に係る熱交換器４は、単位構成部材１の外周が、湿潤と乾燥との繰り返しによる寸法変化がほとんど無く剛性を持つ樹脂枠によって構成されている。したがって、単位構成部材１の状態で湿潤及び乾燥を行っても仕切部材２の収縮によって単位構成部材１の全体形状が反ったり縮小したりすることがなく、仕切部材２の皺及び弛みを除去することができる。
　さらに、実施の形態１では積層後に湿潤及び乾燥を行うため、外部に露出していない各単位構成部材１の間の各風路の中まで湿潤したり乾燥したりするためには、湿潤又は乾燥の１回当たりの暴露時間を長くするか、熱交換器の各通路に通風して湿潤又は乾燥する必要があった。しかし、実施の形態２では、単位構成部材１の状態で湿潤及び乾燥するため、外部に露出している仕切部材２を簡単に湿潤及び乾燥することができる。したがって、送風して湿潤及び乾燥させる必要がなく、高湿槽又は恒温槽に単位構成部材１に短時間放置しておくだけで湿潤及び乾燥を行える。さらに、湿潤の工程は霧状の水滴を噴霧してさらに短時間で湿潤させることも可能となる。そのため、実施の形態１と比べ、生産性を向上させることができる。
実施の形態３．
　図１０は、本発明の実施の形態３に係る熱交換器の第１の単位構成部材の斜視図である。実施の形態３に係る熱交換器４の第１の単位構成部材１１は、仕切部材２の一方の面に間隔保持部材３が配置されている。仕切部材２は、六角形状であり、より具体的には、矩形の対向する２辺の各々に二等辺三角形を繋げた形状である。間隔保持部材３は、仕切部材２の一方の二等辺三角形の等辺の一方の等辺と他方の二等辺三角形の等辺の一方とを繋いでクランク状に延在する。第１の風路には、矢印Ｃに沿って空気が流入し、矢印Ｃ’に沿って空気が流出する。
　図１１は、実施の形態３に係る熱交換器の第２の単位構成部材の斜視図である。実施の形態３に係る熱交換器４の第２の単位構成部材１２は、仕切部材２の一方の面に間隔保持部材３が配置されている。仕切部材２は、六角形状であり、より具体的には、矩形の対向する２辺の各々に二等辺三角形を繋げた形状である。間隔保持部材３は、仕切部材２の一方の二等辺三角形の等辺の一方の等辺と他方の二等辺三角形の等辺の一方とを繋いでクランク状に延在する。第２の風路には、矢印Ｄに沿って空気が流入し、矢印Ｄ’に沿って空気が流出する。
　図１２は、実施の形態３に係る熱交換器の斜視図である。熱交換器４は、第１の単位構成部材１１と第２の単位構成部材１２とを交互に積層することにより構成されている。すなわち、実施の形態３に係る熱交換器４は、第１の単位構成部材１１及び第２の単位構成部材の二種類の単位構成部材を有する。第１の単位構成部材１１と第２の単位構成部材１２とを交互に積層することにより、第１の風路と第２の風路とが仕切部材２を挟んで交互に配置される。実施の形態３に係る熱交換器４は、第１の風路を通る気流の方向と第２の風路を通る気流の方向とが熱交換器４の内部で対向する対向流式である。なお、実施の形態３に係る熱交換器４は、第１の風路又は第２の風路を通る気流を逆方向とすることにより、並流式で使用することもできる。熱交換時の動作及び熱交換器４の製造方法については、実施の形態１に係る熱交換器４と同様である。
　実施の形態３に係る熱交換器４は、対向流式で熱交換を行うことにより、直交流式の実施の形態１又は実施の形態２に係る熱交換器４よりも熱交換効率を高めることができる。また、実施の形態３に係る熱交換器４は、並流式で熱交換を行うことにより、直交流式の実施の形態１又は実施の形態２に係る熱交換器４よりも、内部に生じる温度差を小さくすることができる。
　以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
　１　単位構成部材、２　仕切部材、３　間隔保持部材、４　熱交換器、１１　第１の単位構成部材、１２　第２の単位構成部材。

Claims (7)

  1. 　仕切部材と間隔保持部材とで構成される単位構成部材を複数積層した熱交換器であって、
    　前記仕切部材には、湿潤させる湿潤処理と、湿潤状態から乾燥させる乾燥処理とが施されていることを特徴とする熱交換器。
  2. 　前記仕切部材に、前記湿潤処理及び前記乾燥処理が複数回施されたことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
  3. 　前記湿潤処理及び前記乾燥処理を前記仕切部材に施した前記単位構成部材を複数積層したことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
  4. 　前記単位構成部材を複数積層してから前記仕切部材に前記湿潤処理及び前記乾燥処理を行ったことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱交換器。
  5. 　仕切部材と間隔保持部材とで構成される単位構成部材を複数積層する熱交換器の製造方法であって、
    　複数の前記単位構成部材を作成する単位構成部材作成工程と、
    　複数の前記単位構成部材を積層させる積層工程と、
    　積層した複数の前記単位構成部材を湿潤させる湿潤工程と、
    　湿潤させた複数の前記単位構成部材を乾燥させる乾燥工程とを含むことを特徴とする熱交換器の製造方法。
  6. 　仕切部材と間隔保持部材とで構成される単位構成部材を複数積層する熱交換器の製造方法であって、
    　複数の前記単位構成部材を作成する単位構成部材作成工程と、
    　複数の前記単位構成部材を湿潤させる湿潤工程と、
    　湿潤させた複数の前記単位構成部材を乾燥させる乾燥工程と、
    　複数の前記単位構成部材を積層させる積層工程とを含むことを特徴とする熱交換器の製造方法。
  7. 　前記湿潤工程及び前記乾燥工程を複数回行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の熱交換器の製造方法。
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