JPH0534089A - 熱交換エレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 紙材で構成されたライナ１０、２０の一方の
面に、リブ群１１、２１を固着する。リブ群１１、２１
は、両端部が交差流路を区画し、途中部が対向流路を区
画する複数の屈曲リブ１１ａ、２１ａにより構成されて
いる。リブ群１１、２１の両側には、一部が屈曲リブ１
１ａ、２１ａに沿って延びる第１の縁材１２を固着す
る。さらにライナ１０、２０の他方の面には、一部が屈
曲リブ１１ａ、２１ａの両端部に対して交差する方向に
延びる第２の縁材１３、２３を固着する。第１の縁材１
２、２２の高さと第２の縁材の高さとの和は、屈曲リブ
１１ａ、２１ａの高さと等しくなるように設定する。 【効果】 単位部材Ｕ１、Ｕ２は、あらゆる方向の曲げ
に対して変形しにくくなり、強度が向上する。また熱交
換エレメントＥの組立強度をも向上させ、寸法精度のよ
い積み重ねを行なうことができる。

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。このうち
対向流型のものは、熱交換器の有効率が高くなることか
ら、熱交換効率が最も良好であることが知られており、
かかる対向流型の熱交換エレメントを空調装置に採用さ
れた例が知られている（例えば特公平１−２５６１４号
公報）。

【０００３】その基本的な構成は、熱交換すべき２つの
流体を仕切る薄紙等よりなるライナを、複数の流路を構
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。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】上記熱交換エレメント
の単位部材を構成するライナの材質は、伝熱性、通湿性
が優れており、コストも低いことから薄紙等の紙材を用
いるのが好ましい。しかし、ライナを紙材で構成した場
合、この熱交換エレメントの単位部材は、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】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、ライナを紙材で構成した場合でも、取扱いが容易な
熱交換エレメントを提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る熱交換エレメントは、一対の単位部
材を多段に積み重ねることによって形成され、熱交換す
べき二つの流体の一方が流れる第１の流路と他方が流れ
る第２の流路とを備え、上記第１の流路と第２の流路
は、それぞれ各流体の導入側および排出側が互いに交差
流となり、途中部が対向流となるように屈曲している熱
交換エレメントにおいて、上記一対の単位部材は、それ
ぞれ紙材で構成されたライナと、ライナの一方の面に、
所定間隔毎に同一方向に沿って固着され、上記各流路を
区画する複数の屈曲リブからなるリブ群と、上記ライナ
の一方の面の上記リブ群の両側に固着され、少なくとも
一部が上記屈曲リブの両端部に沿って延びる第１の縁材
と、上記ライナの他方の面に固着され、少なくとも一部
が上記屈曲リブの両端部と交差する方向に延びる第２の
縁材とをそれぞれ備え、第１の縁材の高さと第２の縁材
の高さとの和が、上記屈曲リブの高さと等しく設定して
いることを特徴としている。

【０００８】

【作用】上記構成の熱交換エレメントによれば、熱交換
エレメントの単位部材を構成するライナの一方の面に、
少なくとも一部が屈曲リブの両端部に沿って延びる第１
の縁材を固着し、上記ライナの他方の面に、少なくとも
一部が上記屈曲リブの両端部に交差する方向に延びる第
２の縁材を固着しているので、あらゆる方向の曲げに対
して変形しにくく、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
に行なうことができる。

【０００９】

【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１は、本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２は、その単位部材Ｕ
１、Ｕ２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、熱交換すべき二つの流
体の一方が流れる第１の流路Ｌ１と他方が流れる第２の
流路Ｌ２とを備えており、各流路Ｌ１、Ｌ２は、それぞ
れ各流体の導入側と排出側との途中部が対向流となるよ
うに屈曲している対向流型である。

【００１０】単位部材Ｕ１、Ｕ２は、それぞれ正六角形
に成形されたライナ１０、２０を備えている。ライナ１
０、２０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、例えば０．１〜０．２mm 程度の薄
紙等の紙材に、塩化カルシウムや塩化リチウムを含浸さ
せて吸水性を付与したものであり、熱交換すべき２つの
流体を間仕切るものである。ライナ１０、２０の形状と
しては、本実施例のように正六角形の他、各辺の長さが
異なる六角形のものを採用することができる。

【００１１】ライナ１０、２０の上面には、複数の屈曲
リブ１１ａ、２１ａが接着されており、これらの屈曲リ
ブ１１ａ、２１ａによってリブ群１１、２１が形成され
ている。各屈曲リブ１１ａ、２１ａは、ライナ１０、２
０との結合性のよい非金属材料により構成されており、
それぞれ一定間隔を隔てた状態で、上記両流路Ｌ１、Ｌ
２の、それぞれ各流体の導入側および排出側が交差流と
なり、途中部が対向流となるように屈曲している。各屈
曲リブ１１ａ、２１ａ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、紙材等を例示する
ことができる。

【００１２】単位部材Ｕ１、Ｕ２を積層した際の、ライ
ナ１０、１０およびライナ２０、２０間の間隔を規定す
る屈曲リブ１１ａ、２１ａの高さＨとしては、１〜４mm
程度が好ましく、屈曲リブ１１ａ、１１ａおよび屈曲
リブ２１ａ、２１ａ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Ｌ１、Ｌ２内での整流
効果が小さく、小さ過ぎると流路Ｌ１、Ｌ２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。

【００１３】図２を参照して、上記ライナ１０、２０の
上面の上記リブ群１１、２１の両側には、一部が上記屈
曲リブ１１ａ、２１ａの両端部に沿い、残りが屈曲リブ
１１ａ、２１ａの途中部に沿って延びる第１の縁材１
２、２２が接着されており、上記ライナ１０、２０の下
面には、一部が上記屈曲リブ１１ａ、２１ａの両端部に
対し交差する方向に沿い、残りが上記屈曲リブ１１ａ、
２１ａの途中部に沿って延びる第２の縁材１３、２３が
接着されている。

【００１４】各第１の縁材１２、２２および第２の縁材
１３、２３は、いずれも屈曲リブ１１ａ、２１ａと同材
質で成形されている。ここで各第１の縁材１２、２２お
よび第２の縁材１３、２３の高さｈ１、ｈ２は、それぞ
れ各屈曲リブ１１ａ、２１ａの高さＨの半分に設定され
ており、単位部材Ｕ１、Ｕ２を積層した際に、下側の単
位部材Ｕ２（Ｕ１）の第１縁材２２（１２）と上側の単
位部材Ｕ１（Ｕ２）の第２縁材１３（２３）が密着した
状態で積層されるようになっている。本実施例において
は、各縁材１２、２２および第２の縁材１３、２３の、
熱交換エレメントＥの互いに対向する二角部と、上記二
角部が対向する方向に対し直交する方向に対向する二辺
部を構成する部位に、切欠部ｇを設けており、この切欠
部ｇに図示しないボルトを熱交換エレメントＥの側部か
ら装着して、熱交換エレメントＥの組立を容易迅速に行
なうことができるようにしている。

【００１５】上記構成によると、図２に示す一の単位部
材Ｕ２の上に、一の単位部材Ｕ１を９０°ずつ向きを交
互に変えて積層することにより、図１に示すように熱交
換エレメントＥを構成することができる。このように本
実施例においては、ライナ１０、２０の上面に第１の縁
材１２、２２を接着し、上記ライナ１０、２０の下面に
は、一部が上記第１の縁材１２、２２と交差する方向に
延びる第２の縁材１３、２３を接着しているので、当該
単位部材Ｕ１、Ｕ２は、あらゆる方向の曲げに対して変
形しにくくなる結果、単位部材Ｕ１、Ｕ２の持ち運び等
の取扱いが便利になり、製造作業が簡単になる。

【００１６】さらに本実施例においては、各縁材１２、
２２および第２の縁材１３、２３の、熱交換エレメント
Ｅに切欠部ｇを設けて、この切欠部ｇにボルトを熱交換
エレメントＥの側部から装着できるようにしているの
で、組立時の位置決めが容易になり、しかも積層工数が
低減する。このため熱交換エレメントＥの組立を容易迅
速に行なうことができ、製造コストも大幅に低減する。

【００１７】さらに本実施例によれば、熱交換すべき二
つの流体が、第１、第２の流路Ｌ１、Ｌ２の各途中部の
ところで対向流となるので、単位流量当たりの熱交換時
間が長くなる結果、熱交換効率を向上させることができ
る。なお上述した実施例は本発明の好ましい具体例に過
ぎず、例えば第１の縁材１２、２２の高さｈ１と第２の
縁材１３、２３の高さｈ２との和を屈曲リブ１１ａ、２
１ａの高さＨと等しく設定するに当たり、第２の縁材１
３、２３の高さｈ２を第１の縁材１２、２２の高さｈ１
よりも高く設定する等、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ことは云うまで
もない。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように本発明の熱交換エレ
メントによれば、熱交換エレメントの単位部材を構成す
るライナの一方の面に、少なくとも一部が屈曲リブの両
端部に沿って延びる第１の縁材を固着し、上記ライナの
他方の面に、少なくとも一部が上記屈曲リブの両端部に
交差する方向に延びる第２の縁材を固着しているので、
あらゆる方向の曲げに対して変形しにくく、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なうことができる。

【００１９】したがって本発明によれば、ライナを紙材
で構成した場合でも、取扱いが容易な熱交換エレメント
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての熱交換エレメントの
斜視図である。

【図２】上記熱交換エレメントを構成する単位部材を示
す斜視図である。

【符号の説明】

Ｕ１ 単位部材 Ｕ２ 単位部材 １０ ライナ ２０ ライナ １１ リブ群 ２１ リブ群 １１ａ 屈曲リブ ２１ａ 屈曲リブ １２ 第１の縁材 １３ 第２の縁材 ２２ 第１の縁材 ２３ 第２の縁材 ｈ１ 第１の縁材の高さ ｈ２ 第２の縁材の高さ Ｈ 屈曲リブの高さ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】一対の単位部材(U1 、U2) を多段に積み重
   ねることによって形成され、熱交換すべき二つの流体の
   一方が流れる第１の流路(L1)と他方が流れる第２の流路
   (L2)とを備え、 上記第１の流路(L1)と第２の流路(L2)は、それぞれ各流
   体の導入側および排出側が互いに交差流となり、途中部
   が対向流となるように屈曲している熱交換エレメントに
   おいて、 上記一対の単位部材(U1 、U2) は、それぞれ紙材で構成
   されたライナ(10 、20) と、 ライナ(10 、20) の一方の面に、所定間隔毎に同一方向
   に沿って固着され、上記各流路(L1 、L2) を区画する複
   数の屈曲リブ(11a、21a)からなるリブ群(11 、21) と、 上記ライナ(10 、20) の一方の面の上記リブ群(11 、2
   1) の両側に固着され、少なくとも一部が上記屈曲リブ
   (11a、21a)の両端部に沿って延びる第１の縁材(12 、2
   2) と、 上記ライナ(10 、20) の他方の面に固着され、少なくと
   も一部が上記屈曲リブ(11a、21a)の両端部と交差する方
   向に延びる第２の縁材(13 、23) とをそれぞれ備え、 第１の縁材(22 、12) の高さ(h1)と第２の縁材(13 、2
   3) の高さ(h2)との和が、上記屈曲リブ(21a、11a)の高
   さ(H) と等しく設定していることを特徴とする熱交換エ
   レメント。