JPH04353394A - 熱交換エレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、積層構造をなす熱交換
エレメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱交換エレメントとしては、熱交換すべ
き二つの流体の流れ形の違いから、向流型、対向流型ま
たは直交型（斜交型）のものが知られているが、空調装
置に用いられる熱交換エレメントとしては、通常対向流
型または直交型が採用されている。その基本的な構成は
、熱交換すべき２つの流体を仕切る厚紙等よりなるライ
ナを、複数の平行流路を構成する圧紙等よりなる波形板
状のスペーサを挟んで積層し、全体を段ボール紙状の構
造としている。

【０００３】この熱交換エレメントにおいては、長尺の
ものを切断して得られるライナに、同じく長尺の波形板
を切断して得られるスペーサを接着することにより製造
されているが、波形板の山および谷と平行でない方向の
切断で、端面の波形がつぶれたりしやすく、空気対空気
の熱交換器では切断時の端面の変形により圧力損失が大
きいものとなっている。また、切断によって、所定の寸
法形状を得るため、材料の歩留りが悪いという問題があ
った。

【０００４】このような問題を解決するために、例えば
、特開昭６１−１８６７９５号公報に示すような、平板
状のプレートの片方の伝熱面に直線状のリブを所定間隔
おいて列状に配設してある単位部材を複数枚積層するこ
とにより、熱交換エレメントを構成したものが提供され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この熱交換エ
レメントにおいては、上記の単位部材を交互に９０°ず
つ向きを変えながら積層していくので、製造に際に、非
常に手間がかかるという問題があった。また、上記の単
位部材は、一方向にのみリブを有するので、このリブと
交差する方向の曲げに対して変形しやすい。このように
変形しやすい単位部材は、持ち運び等の取扱いが困難で
、製造に一層手間がかかっていた。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、取扱いが容易であって製造しやすい熱交換
エレメントを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明に係る熱交換エレメントによれば、単位部
材を多段に積み重ねることによって形成され、熱交換す
べき流体を互いに直交する方向に流す熱交換エレメント
において、一対の平行な平板からなるライナと、これら
ライナ間に固着され、所定間隔毎に配列された複数のリ
ブからなる第１のリブ群と、両ライナの対向面の反対側
の面の何れか一方に固着され、上記第１のリブ群のリブ
と直交する方向に沿い且つ所定間隔毎に配列された複数
のリブからなる第２のリブ群とを備え、第１のリブ群お
よび第２のリブ群の何れか一方がライナの長手方向に沿
っていることを特徴とするものである。

【０００８】また、両ライナの対向面の反対側の面の他
方に固着され、第２のリブ群と同方向に沿い且つ所定間
隔毎に配列された複数のリブからなる第３のリブ群を備
え、第２のリブ群および第３のリブ群の高さを、第１の
リブ群の高さの半分に設定してあるものであっても良い
。

【０００９】

【作用】上記の構成によれば、単位部材が、互いに直交
する第１のリブ群および第２のリブ群を有しているので
、あらゆる方向の曲げに対して変形し難く、強度的に優
れている。したがって、単位部材を積み重ねて当該熱交
換エレメントを製造する際の、単位部材の取扱いが容易
となり、製造作業を容易に行える。また、単位部材を、
同方向に積み重ねていくことにより、当該熱交換エレメ
ントを製造でき、従来のように単位部材の向きを交互に
変えながら積み重ねていく場合に比較して、製造にかか
る手間を大幅に低減できる。

【００１０】また、第３のリブ群を備え、第２および第
３のリブ群の高さを第１のリブ群の高さの半分に設定し
ている場合には、上記の作用に加えて、リブを三段に構
成しているので、一層のこと強度的に優れており、単位
部材のリブどうしを当接させて積み重ねるので、寸法精
度の良い積み重ねが行える。

【００１１】

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図２は、この発明の一実施例としての熱交換エ
レメントＥの全体斜視図であり、図１は、その単位部材
Ｕを示す概略斜視図である。これらの図を参照して、こ
の熱交換エレメントＥは、熱交換すべき流体が、互いに
直交する方向に流れる直交流型である。単位部材Ｕは、
一対のライナ１，２、両ライナ１，２間に接着された第
１のリブ群Ａ、ライナ１の上面に接着された第２のリブ
群Ｂとを備えている。

【００１２】各ライナ１，２は、伝熱性と通湿性とを合
わせ持つ、例えば和紙をベースとする紙材や樹脂シート
よりなる方形の平板であり、熱交換すべき２つの流体を
仕切る。各リブ群Ａ，Ｂのリブａ，ｂは、ライナ１，２
との結合性の良い非金属材料からなる。リブ群Ａ，Ｂの
一方は、各ライナ１，２の長手方向に沿っており、他方
は、各ライナ１，２の幅方向に沿っている。各リブａ，
ｂは、直線の列状を呈しており、ライナ１，２に接着さ
れている。リブａ，ｂの材質としては、高分子材料、セ
ラミックス、ファイバー材料、木材、紙などを例示する
ことができる。

【００１３】ライナ間の間隔を規定するリブａ，ｂの高
さとしては、１〜４ｍｍ程度が好ましく、リブ間のピッ
チとしては、１０〜５０ｍｍ程度が好ましい。これらの
要素により規定される複列の平行流路は、大き過ぎると
流路内での整流効果が小さく、小さ過ぎると流路内での
圧力損失が大きくなるので、両者のバランスを考慮して
、上記の範囲に設定される。

【００１４】単位部材Ｕの製造について、製造ラインを
示す図３および図４を参照して説明する。この製造ライ
ンは、右方に流れており、上段用ライナ材ｔの上面に対
して、当該ライナ材ｔの送り方向に（ライナ材ｔの長手
方向に）沿うように長尺の長手方向リブ材ｓを接着する
ための第１ゾーン１００と、下段用ライナ材ｕの上面に
当該ライナ材ｕの送り方向に直交するように（ライナ材
ｕの幅方向に沿うように）且つ送り方向に所定間隔離し
た状態で、ライナ幅に等しい長さの幅方向リブ材ａを接
着するための第２ゾーン２００と、長手方向リブ材ｓが
接着された上段用ライナ材ｔに対して、下段用ライナ材
ｕに接着された幅方向リブ材ａを接着することにより、
連続状単位部材ｅを得るための第３ゾーン３００と、連
続状単位部材ｅを切断して単位部材Ｕを得るための第４
ゾーン４００とを有している。

【００１５】第１ゾーン１００は、リブ材用ロール１０
、リブ材位置決め手段１１、糊塗布手段１３、接着手段
１４および上段用ライナロール１５を備えている。リブ
材用ロール１０は、リブｂを形成するための複数の長尺
の長手方向リブ材ｓを、当該リブ材用ロール１０の軸方
向に所定間隔離した状態で、巻いたものである。上段用
ライナロール１５は、上段用のライナ１を形成するため
の長尺のライナ材ｔを巻いたものである。

【００１６】リブ材位置決め手段１１は、ライン方向に
延びる複数の位置決め溝１１ｂを所定間隔離毎に穿設し
、ラインに対して直交配置された長尺の台１１ａと、こ
の台１１ａの上方から長手方向リブ材ｓを押しつけて位
置決め溝１１ｂ内に導入しつつ長手方向リブ材ｓを搬送
する押圧ローラ１１ｃにより構成される。位置決め溝１
１ｂは、送り方向の反対方向に向かってＶ字状に開いて
おり、リブ材ｔを当該位置決め溝１１ｂに対して導入し
やすくしている。

【００１７】糊塗布手段１３は、長手方向リブ材ｓの下
面に糊付けする糊付けローラ１３ａと、長手方向リブ材
ｓを糊付けローラ１３ａ側へ押圧しつつ、糊付けローラ
１３ａと協働して、長手方向リブ材ｓをライン下流側へ
搬送する押圧ローラ１３ｂとにより構成される。接着手
段１４は、リブ材位置決め手段１４ａと、当該リブ材位
置決め手段１４ａによって位置決めされた長手方向リブ
材ｓに対して、上段用ライナロール２０から巻き出され
て合流してきた上段用ライナ材ｔを、下方から押しつけ
て接着しつつライン下流側へ搬送する押圧ローラ１４ｂ
により構成される。リブ材位置決め手段１４ａは、リブ
材位置決め手段１１と上下逆の構成のものである。

【００１８】第２ゾーン２００は、下段用ライナロール
２０、方向変換ローラ２１およびリブ材接着手段２２に
より構成される。下段用ライナロール２０は、下段用の
ライナ２を形成するための長尺のライナ材ｕを巻いたも
のである。リブ材接着手段２２は、ライナ材ｕの幅と同
一長さの下段用リブａを収納し、下方から一個ずつ排出
するホッパ２３と、このホッパ２３から排出されたリブ
ａを吸引保持した状態で回転し、当該リブｂを糊付けロ
ール２４に当接させた後、ライナ材ｕに接着させる回転
フィーダ２５と、回転フィーダ２５に保持されたリブａ
にライナｕを押しつける押圧ローラ２６とにより構成さ
れる。回転フィーダ２５は、ラインに直交して延びる円
柱状部材２５ａの円周等配に複数のリブ保持孔を穿設し
ており、その回転に伴って、ホッパ２３からのリブａの
吸引、リブａへの糊付け、およびリブａの吸引解除によ
るライナｕへの接着の三つの工程を同時に効率良く行え
るようにしてある。

【００１９】第３ゾーン３００は、第１ゾーン１００か
らの長手方向リブ材ｓ付きライナ材ｔを搬送する一対の
搬送ローラ３０ａ，３０ｂと、第２ゾーン２００からの
リブ材ｂ付きライナ材ｕの当該リブ材ｂに糊を塗布する
糊塗布手段３１と、長手方向リブ材ｓ付きライナ材ｔと
リブ材ｂ付きライナ材ｕとを合流させつつ上下から挟み
込んで接着する接着ローラ３２ａ，３２ｂと、上下から
熱風を吹きつけて糊を乾燥させるドライヤ３３ａ，３３
ｂとを有している。糊塗布手段３１は、表面に担持した
糊を回転しつつリブａに付ける糊付けローラ３１ａと、
幅方向リブ材ａ付きライナ材ｕのライナ側に摺接して、
糊付けローラ３１ａ側に押圧しながら搬送する押圧ロー
ラ３１ｂとからなる。

【００２０】第４ゾーン４００は、第３ゾーン３００か
らの連続状単位部材ｅを搬送する一対の搬送ローラ３４
ａ，３４ｂと、当該連続状単位部材ｅを、所定長さで切
断する切断手段３５とを有している。切断手段３５は、
単位部材Ｕの幅に等しい所定の長さの送りが行われる毎
に、エレメント材ｅを切断して単位部材Ｕを得る、レー
ザカッタやウォータジェットからなるカッタ（図示せず
）と、上記の送り長さを検知する位置検知センサ（図示
せず）とを有している。この切断手段３５によってリブ
ａの側面に沿って正確に切断することができるので、従
来のような積層後の端面カットを不要にすることができ
る。

【００２１】以上のような製造ラインで製造された単位
部材Ｕを同方向に積み重ねながら、接着していくことに
よって、熱交換エレメントＡを形成することができる。 この実施例によれば、単位部材Ｕが、ライナ２を挟んで
互いに直交するリブ群Ａおよびリブ群Ｂを有しているの
で、当該単位部材Ｕは、あらゆる方向の曲げに対して変
形し難い。すなわち、単位部材Ｕは、持ち運び等の取扱
いが便利であって、製造作業が簡単となる。加えて、熱
交換エレメントＵの製造時に単位部材Ｕを積み重ねるに
際して、従来のように、単位部材の向きを交互に９０°
ずつ変えたりする必要がなく、単位部材Ｕを同方向に積
み重ねていけば良いので、寸法精度が良いとともに、製
造作業を一層簡単とすることができ、製造コストを低減
することができる。しかも、上記単位部材Ｕは、図３の
ような同一方向に流れる簡素なライン構成にて製造する
ことができ、設備面からも製造コストを軽減することが
できる。

【００２２】なお、上記実施例において、単位部材Ｕの
端部におけるリブａどうし、およびリブｂどうしの間隔
を狭めておくことにより、一層強度的に優れた単位部材
Ｕを得ることができる。図６は、この発明の他の実施例
を示している。同図を参照して、この実施例が図１の実
施例と異なるのは、単位部材Ｕが、ライナ１の上面に、
第２のリブ群Ｂと同方向に沿う、複数の所定間隔離れた
列状のリブｃからなる第３のリブ群Ｃを固着し、第２の
リブ群Ｂおよび第３のリブ群Ｃのリブｂ，ｃ高さを、第
１のリブ群Ａのリブａ高さの半分に設定していることで
ある。

【００２３】この単位部材Ｕは、図７に示す製造ライン
によって製造される。図７の製造ラインが図１のものと
異なるのは、幅方向リブ材ａ付きのライナｕの下面に、
長手方向に延びる複数の長尺のリブ材ｗを接着する第５
ゾーン５００を付加したことである。すなわち、図７に
おいて、４０はリブ材ｗを巻き出すリブ材用ロールであ
り、４１は巻き出されたリブ材ｗに糊を塗布する糊塗布
手段である。４２ａ，４２ｂは、幅方向リブ材ａ付きラ
イナｕとリブ材ｗとを挟持して接着する一対の押圧ロー
ラである。他は、図３の製造ラインと略同様の構成なの
で、図に同一符号を付して、その説明を省略した。

【００２４】この実施例によれば、図１の実施例と同様
の作用効果を奏することに加えて、単位部材Ｕが９０°
ずつ向きの異なるリブａ，ｂ，ｃを三段に構成している
ので、一層のこと強度的に優れて取扱い性に優れたたも
のとなり、製造時に型崩れ等を起こさない。また、第２
のリブ群Ｂのリブｂおよび第３のリブ群Ｃのリブｃどう
しを合致させることによって、第１のリブ群Ａのリブａ
の高さと等しくなり、これにより、各ライナ１，２間の
間隔を一定にできるとともに、リブどうしを当接させな
がら積み重ねていくので、寸法精度の良い積み重ねが行
える。

【００２５】その他、本発明の要旨を変更しない範囲で
、種々の変更を施すことが可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上のように請求項１記載の熱交換エレ
メントによれば、単位部材が、互いに直交する一対のリ
ブ群を有しているので、強度的に優れており、製造に際
して取扱いやすい。加えて、単位部材を、同方向に積み
重ねていくことにより、交互に向きを変えた流路が得ら
れるので、従来のように交互に向きを変える場合と比較
して、製造コストを安価にすることができる。

【００２７】また、請求項２記載の熱交換エレメントに
よれば、上記の効果に加えて、単位部材のリブが三段に
構成されることから、単位部材が一層のこと強度的に優
れており、また、単位部材のリブどうしを当接させて積
み重ねるので、寸法精度の良い積み重ねが行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例としての熱交換エレメント
の単位部材を示す斜視図である。

【図２】熱交換エレメントの斜視図である。

【図３】単位部材の製造ラインを示す概略側面図である
。

【図４】単位部材の製造ラインを示す概略平面図である

【図５】他の実施例の単位部材の斜視図である。

【図６】さらの他の実施例の単位部材の斜視図である。

【図７】その単位部材の製造ラインを示す概略側面図で
ある。

【符号の説明】

Ｕ　　　　単位部材 １　　　　ライナ ２　　　　ライナ Ａ　　　　第１のリブ群 Ｂ　　　　第２のリブ群 Ｃ　　　　第３のリブ群 ａ　　　　リブ ｂ　　　　リブ ｃ　　　　リブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】単位部材（Ｕ）　を多段に積み重ねること
   によって形成され、熱交換すべき流体を互いに直交する
   方向に流す熱交換エレメントにおいて、上記単位部材（
   Ｕ）　が、一対の平行な平板からなるライナ（１，２）
   　と、これらライナ（１，２）　間に固着され、所定間
   隔毎に配列された複数のリブ（ａ）　からなる第１のリ
   ブ群（Ａ）と、両ライナ（１，２）　の対向面の反対側
   の面の何れか一方に固着され、上記第１のリブ群（Ａ）
   　のリブ（ａ）　と直交する方向に沿い且つ所定間隔毎
   に配列された複数のリブ（ｂ）　からなる第２のリブ群
   （Ｂ）　とを備えたことを特徴とする熱交換エレメント
   。
2. 【請求項２】上記単位部材（Ｕ）　が、両ライナ（１，
   ２）　の対向面の反対側の面の他方に固着され、第２の
   リブ群（Ｂ）　と同方向に沿い且つ所定間隔毎に配列さ
   れた複数のリブ（ｃ）　からなる第３のリブ群（Ｃ）を
   備え、第２のリブ群（Ｂ）　および第３のリブ群（Ｃ）
   　の高さを、第１のリブ群（Ａ）　の高さの半分に設定
   してあることを特徴とする請求項１記載の熱交換エレメ
   ント。