JPH07103681A - 熱交換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 積層した熱交換板間に間隙を保有するための
スペーサ用凸条の、紙質シートよりなる仕切り材に対す
る接着性を良くし、接着面に隙間を生じさせることなく
確実に接着でき、しかも吸湿、乾燥による仕切り材の伸
縮を許容でき、熱交換効率を良好に保持できる交差流型
の熱交換器を提供する。 【構成】 伝熱性および吸湿性を有する紙質シートより
なる方形の仕切り材２の片面に、ホットメルト系樹脂を
発泡させて塗布し接着固化せしめてなるスペーサ用凸条
３を、一方の相対向両辺と平行に所定間隔の並列状に設
けるとともに、前記両辺の端部に合成樹脂材等により形
成した細幅板状の端材を付設して、単位部材としての熱
交換板１を形成し、この熱交換板１を１枚づつ交互に前
記スペーサ用凸条３を交差させる方向にして複数枚積層
し、各熱交換板間の間隙に前記凸条３により画された複
列の流通路４を１層づつ交差方向に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として空調装置の主
体となる積層構造による交差流型の熱交換器に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】室内換気等を行なう空調装置の熱交換器
としては、単位体積当りの伝熱面積が大きく、比較的小
型で高効率であることから、積層構造をなすプレートフ
ィン型の熱交換器が広く使用されている。空調装置にお
いては、熱交換すべき２流体の流れ方によって、図９の
ような交差流型（直交や斜交を含む）や対向流型（図示
せず）が多く採用されている。

【０００３】従来の交差流型の熱交換器は、熱交換すべ
き２つの流体を仕切る熱交換用の仕切り材を、複列の平
行な流通路を形成する波形板状のフィンを挟んで積層し
たものであった。通常、仕切り材と波形板状のフィンか
ら構成される四角形の単位部材を予め作っておいて、こ
の単位部材を流通路が交互に交差方向をなすように積層
しており、各単位部材間の流通路を交互に２つの流体を
通すことにより、熱交換するようになっている。この単
位部材において熱交換するための仕切り材は、伝熱性と
吸湿性とを併せ持った和紙をベースとする紙材で形成さ
れ、フィンも仕切り材と同じ様な紙材を波形板状に加工
したものが用いられていた。

【０００４】しかしながら、上記のような波型板状のフ
ィンを用いる従来の熱交換器では、各流通路の目が細く
なり、流体の流通抵抗が大きく、容量の大きなファンを
必要とする上、騒音が発生する等の欠点があった。

【０００５】そのため近年、この種の積層構造によるプ
レートフィン型の熱交換器として、特公平３−７３７９
６号公報に見られるように、紙材よりなる熱交換用の仕
切り材の片面に、平行な流通路を形成する直線状の間隔
部材を所定の間隔で列状に配設してなる単位部材として
の熱交換板を形成し、この熱交換板を複数枚積層するこ
とにより、各板間の流通路に熱交換すべき２つの流体を
一層ずつ交互に通すように構成したものが提案されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の熱交
換板を用いた熱交換器による場合、各熱交換板の仕切り
材に付設された間隔部材の間隔が大きく、流通抵抗は低
下するのであるが、この間隔部材として合成樹脂材によ
り形成された棒状材を用い、これをホットメルト等によ
る接着手段により仕切り材の表面に接着するものである
ため、仕切り材に対する間隔部材の付設作業が容易でな
い上、次のような問題があった。

【０００７】すなわち、仕切り材としては、伝熱性と吸
湿性を確保してかつ空気の接触面積を多くするために、
和紙等の紙材よりなるシートに皺付け加工（コルゲート
加工）を施したものを用いることが多い。そのため、仕
切り材の表面に皺があって、しかも弛みを有したものと
なっており、この仕切り材の表面に対する棒状の間隔部
材の接着が容易でなく、接着部分に隙間が生じて接着不
良になり、使用中に剥離するという問題があった。

【０００８】しかも、紙材よりなる前記の仕切り材は、
吸湿や乾燥によって伸縮することになるが、前記のよう
に合成樹脂材等より形成された棒状の間隔部材が接着さ
れていると、これが前記の仕切り材の伸縮に対する抵抗
となって伸縮を規制するように作用し、そのため熱交換
効率も低下するおそれがあった。

【０００９】本発明は、上記に鑑みてなしたもので、積
層した熱交換板間に間隙を保持して流通路を形成するた
めに、紙質シートよりなる仕切り材の片面にホットメル
ト系樹脂の塗布形成によるスペーサ用凸条を設けること
として、このスペーサ用凸条と仕切り材との接着性を良
くし、接着面に隙間を生じさせることなく確実に接着で
き、しかも吸湿、乾燥による仕切り材の伸縮を許容して
熱交換効率を良好に保持できるようにした熱交換器を提
供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する本
発明は、複数枚の熱交換板を各板間に流通路を形成する
ように積層し、熱交換すべき２つの流体を１層づつ交互
に通すようにした熱交換器であって、熱交換板は、伝熱
性および吸湿性を有する紙質シートよりなる方形の仕切
り材の片面に、ホットメルト系樹脂を発泡させて塗布し
接着固化せしめてなるスペーサ用凸条を、一方の相対向
両辺と略平行に所定間隔の並列状に複数設けるととも
に、この凸条と平行な両辺の端部に合成樹脂材等により
形成された細幅板状の端材を付設してなり、この熱交換
板を１枚づつ交互に前記スペーサ用凸条を交差させる方
向にして複数枚積層し、各熱交換板間の間隙に前記凸条
による複列の流通路を１層づつ交差方向に形成してなる
ことを特徴とする。

【００１１】前記の熱交換器において、熱交換板を構成
する仕切り材の他面には、スペーサ用凸条と交差する両
辺の端部に、合成樹脂材等により形成された細幅板状の
端材を付設し、この端材と前記片面の端材とを両者の接
合状態においてスペーサ用凸条の高さに略対応した厚み
を有するようにし、各熱交換板を１枚づつ交互に方向変
換して積層した状態において熱交換板の片面の端材と隣
接する熱交換板の他面の端材とを対接させるように構成
するのが好ましい。

【００１２】

【作用】上記の熱交換器によれば、積層された熱交換板
間に間隙を保有して流通路を形成するためのスペーサ用
凸条は、ホットメルト系樹脂を発泡させて塗布すること
により仕切り材表面に付設しているので、仕切り材に対
する接着性が良好で、仕切り材が紙質シートに皺付け加
工を施したものであっても、また弛みを有するものであ
っても、その表面形状に柔軟に対応でき、隙間を生じさ
せることなく接着することができる。

【００１３】しかも前記のホットメルト系樹脂を発泡し
て塗布したことにより、塗布幅の広がりをそれほど大き
くしないでスペーサ用凸条として必要な高さを保持し得
る。またこのスペーサ用凸条は発泡によってある程度の
弾力性を持ち、仕切り材の吸湿、乾燥による伸縮に対す
る抵抗も小さくなる。

【００１４】さらに単位部材としての熱交換板は、紙質
シートよりなる仕切り材の前記スペーサ用凸条と平行な
両辺の端部に、合成樹脂材等により形成された細幅板状
の端材を付設してあるので、各熱交換板を１枚づつ交互
に方向変換して積層することにより、積層構造の熱交換
器の各辺には前記端材が１層づつ交互に存在することに
なり、これによって１層毎交互に形成される流通路の側
方を遮蔽できるとともに、積層状態での保形性を確保で
きる。特に四隅部においては、各熱交換板が剛性を有す
る前記端材を介して直に積み重ねられることになるの
で、この四隅部で押えるようにして所定の積層状態を良
好に保持できる。

【００１５】さらに、請求項の２のように、前記スペー
サ用凸条と交差する両辺端部の他面にも細幅板状の端材
を付設してあると、熱交換板を交互に方向変換して積層
した場合に、熱交換板の片面の端材がこれに隣接する熱
交換板の他面の端材と互いに面で対接することになり、
接着しなくても該対接部分に隙間を生じさせることなく
積層できる。

【００１６】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

【００１７】図１に示す実施例は、空調分野で採用され
る熱交換器で、熱交換すべき２つの流体が概ね直角に交
差して流れる直交流型の熱交換器（Ａ）の場合を示し、
この熱交換器（Ａ）について説明する。

【００１８】この熱交換器（Ａ）は、紙質のシートより
なる方形の仕切り材（２）の片面にスペーサ用凸条
（３）を設けた図２，３に示す熱交換板（１）を複数
枚、スペーサ用凸条（３）により所要の間隙を存するよ
うに積層して、各板間の間隙を流通路（４）として構成
し、熱交換板（１）で仕切られた流通路（４）に熱交換
すべき２つの流体を１層づつ交互に通すようにしたもの
である。

【００１９】前記の熱交換器（Ａ）を構成する単位部材
としての熱交換板（１）は、次のように構成されてい
る。

【００２０】仕切り材（２）は、伝熱性と透湿性を有す
る和紙等の紙材をベースにして形成した厚み０．０５ｍ
ｍ〜０．２ｍｍ程の紙質のシートよりなり、通常、流体
との接触面積を大きくするために皺付け加工が施されて
用いられるが、吸湿性を有する紙質シートであれば特に
制限はない。

【００２１】この仕切り材（２）の片面に、各熱交換板
（１）間に流通路としての間隙を保有するためスペーサ
用凸条（３）が、所定の間隔をおいて一方の相対向両辺
と略平行方向の並列状に複数設けられている。

【００２２】この凸条（３）は、エチレン−酢酸ビニル
樹脂等のホットメルト系樹脂を注出発泡させて略直線状
に塗布して接着固化させてなるもので、図４のように仕
切り材（２）の皺や弛みによるの表面の凹凸形状に柔軟
に対応でき、隙間なく接着できる。特にホットメルト系
樹脂を数倍（通常１．１〜４倍）に発泡させて塗布する
ことにより、非発泡で塗布した場合に比して樹脂の絶対
量が少なくて冷却固化が早く、塗布手段による付設作業
が容易になる。このホットメルト系樹脂の塗布は既存の
塗布機を利用して行なうことができる。

【００２３】またホットメルト系樹脂を発泡して塗布し
たことにより、塗布幅の広がりを大きくしないで比較的
高さのある凸形状を保つことができる。

【００２４】例えば、ホットメルト系樹脂を非発泡で塗
布した場合、図５の（ｂ）に示すように、２ｍｍの高さ
（ｈ）で、幅（ｗ）は４ｍｍ以上にも広がり、高さのバ
ラつきも多くなるが、前記のように発泡して塗布した場
合には、図５の（ａ）に示すように、２ｍｍの高さ
（ｈ）でも、幅（ｗ）は２．５ｍｍ以下であり、また高
さのバラつきもほとんど生じないで固化するので、スペ
ーサとして必要な高さを塗布幅（または注出発泡径）を
それほど大きくすることなく確保でき、容易に実施でき
ることになる。

【００２５】また前記の仕切り材（２）の片面に設けた
スペーサ用凸条（３）と平行な両辺の端部には、非発泡
の合成樹脂材等により形成した細幅板状の端材（６）が
ゴム系接着剤、ホットメルト系接着剤等による接着手段
により付設されている。

【００２６】さらに図示する実施例では、前記仕切り材
（２）の他面における前記スペーサ用凸条（３）と交差
する両辺の端部に、非発泡の合成樹脂材等により形成し
た細幅板状の端材（７）を接着手段により付設してい
る。この端材（７）と前記片面の端材（６）とは、両者
の接合状態においてスペーサ用凸条（３）の高さに略対
応した厚みを有するように形成されている。例えば両端
材（６）（７）の厚みは、それぞれスペーサ用凸条
（３）の高さの略１／２の厚みに形成される。これによ
り、各熱交換板（１）を１枚づつ交互に９０°づつ方向
変換して積層した場合に、熱交換板（１）の片面の端材
（６）とこれに隣接する熱交換板（１）の他面の端材
（７）とが面で対接するようになっている。

【００２７】上記構成の熱交換板（１）を積層して本発
明に係る熱交換器（Ａ）を構成するもので、特にこの
際、１枚づつ交互に９０°づつ方向変換して前記スペー
サ用凸条（３）を交差方向で積層することにより、各熱
交換板（１）（１）間の間隙に前記凸条（３）による複
列の流通路（４）を１層づつ交差方向に形成する。これ
によって、熱交換板（１）で仕切られた流通路（４）に
熱交換すべき２つの流体を１層づつ交互に通すように構
成した図１のような直交流型の熱交換器（Ａ）が得られ
る。

【００２８】なお、熱交換板（１）の積層のために、通
常、図６に示すように四隅部にアングル材（１１）を配
したかご状の保持枠（１０）を用い、この保持枠（１
０）のアングル材（１１）をガイドにして、各熱交換板
（１）を１枚づつ方向変換してその内側に嵌め込んで積
層する。

【００２９】この際、熱交換板（１）を構成する仕切り
材（２）には、スペーサ用凸条（３）と平行な両辺の端
部に細幅板状の端材（６）が設けられ、また凸条（３）
と交差する両辺の端部の他面には端材（７）が付設され
ているため、四周に保形性のある端材が存することにな
って、熱交換板（１）を方形に保つように作用し、保持
枠（１０）に対する組込みによる積層作業を容易に行な
える。

【００３０】しかもこうして積層した状態においては、
交互に方向変換された熱交換板（１）の片面の端材
（６）と、隣接する熱交換板（１）の端材（７）とが面
で対接するため、この対接部分を接着しなくても、流通
路（４）側方の遮蔽を確実になし得る。

【００３１】しかも、前記端材（６）（７）がアングル
材（１１）間に渡されて熱交換器の各辺に１層毎交互に
存在することになり、特に四隅部においては、図７のよ
うに前記の剛性を有する端材（６）（７）と仕切り材
（２）とが隙間なく直に積み重ねられることになり、こ
の四隅部を押えることにより、各熱交換板（１）を一定
間隔に確実に保持できることになる。

【００３２】そして、同じ方向の一つの系統の流通路
（４）に給気側（一次側）の空気を、他の一つの系統の
流通路（４）に排気側（二次側）の空気を通せば、これ
までのこの種の熱交換器と同様に、両空気の間で熱交換
が行なわれることになる。

【００３３】しかして、紙質シートよりなる皺付け加工
を施した仕切り材（２）は、空気流通に伴う吸湿、乾燥
によって伸縮することになるが、これに付設されスペー
サ用凸条（３）は、上記のようにホットメルト系樹脂を
発泡して塗布したものであるため、ある程度の弾力性を
有しており、前記仕切り材（２）の伸縮に対する抵抗
が、別形成した剛性のある部材を接着固定した場合に比
して小さく、その伸縮作用を充分に許容できる。

【００３４】そのため、皺付け加工を施した紙質シート
よりなる仕切り材（２）を介しての熱交換効率を低下さ
せることがない。

【００３５】なお、本発明は、熱交換板（１）の他面の
端材（７）を省略して実施することも可能であり、この
場合、図８に示すようにスペーサ用凸条（３）と平行な
両辺端部の端材（６）の厚みを、凸条（３）の高さと略
同程度にしておけばよい。

【００３６】この実施例においても、各熱交換板（１）
を１層毎に９０°づつ方向変換して積層することによ
り、図８のように交互に交差方向に流通路（４）を構成
できるとともに、該流通路（４）側方を遮蔽できる。ま
た保持枠に対する組込み積層作業が行ない易く、特に四
隅部においては端材（６）を介して隙間なく積層される
ことになって、積層状態に確実に保持される。

【００３７】さらに本発明は、斜交流型の熱交換器にお
いても実施可能である。この場合、紙質シートよりなる
仕切り材を略菱形の方形にして、その片面に、上記と同
様に一方の相対向両辺と平行なスペーサ用凸条と端材を
設けた熱交換板と、他方の相対向両辺と平行なスペーサ
用凸条と端材を設けた熱交換板とを用い、これら両熱交
換板を交互に積層することにより、各熱交換板間に凸条
による流通路を１層づつ斜交方向に構成できることにな
る。

【００３８】

【発明の効果】上記したように本発明の熱交換器によれ
ば、積層された単位部材としての熱交換板のスペーサ用
凸条としてホットメルト系樹脂を用い、これを発泡して
塗布することにより仕切り材表面に付設しているので、
その付設作業が容易であるばかりか、紙質シートよりな
る仕切り材との接着性がよくて、皺付け加工を施した紙
質シート等の仕切り材の表面形状に柔軟に対応でき、皺
や弛みがあっても影響がほとんどなく、隙間を生じさせ
ることなく確実にかつ強固に接着でき、使用中に剥離が
生じるおそれがない。

【００３９】しかも発泡したこのスペーサ用凸条自体が
ある程度の弾力性を有することになるため、仕切り材の
吸湿、乾燥による伸縮に対する抵抗が小さく、その伸縮
作用を性を許容でき、紙質シートの持つ熱交換効率のロ
スを抑えることができる。

【００４０】さらにホットメルト系樹脂を発泡して塗布
したことにより、塗布幅をそれほど大きくしなくてもス
ペーサとして必要な高さを確保でき、また使用樹脂量も
非発泡の樹脂を用いた場合に比して少なくてすみ、熱交
換板ひいては熱交換器の軽量化を図ることができる。

【００４１】また熱交換板を構成する仕切り材のスペー
サ用凸条と平行な両辺の端部には、合成樹脂材等により
形成された細幅板状の端材を付設してあるので、交互に
方向変換して積層した各熱交換板の保形性をこれによっ
て確保でき、特に四隅部においては剛性のある端材を介
して隙間なく積み重ねられることになるので、該四隅部
をアングル材等よりなる保持枠に組込んでこの四隅部で
押えることにより、積層状態を良好に保持できる。

【００４２】殊に、請求項の２の発明のように、前記ス
ペーサ用凸条と交差する両辺端部の他面にも細幅板状の
端材を付設して、隣接する熱交換板の片面の端材と対接
させるようにした場合、該対接部分に隙間を生じさせる
ことなく積層でき、安定した熱交換器を構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す熱交換器の一部を省略
した斜視図である。

【図２】熱交換器の単位部材としての熱交換板を示す斜
視図である。

【図３】同上の熱交換板の裏面の斜視図である。

【図４】仕切り材とホットメルト系樹脂の塗布によるス
ペーサ用凸条との接着状態を示す一部の拡大断面図であ
る。

【図５】ホットメルト系樹脂による凸条を、発泡して塗
布した場合の固化状態（ａ）と、非発泡で塗布した場合
の固化状態（ｂ）とを示す拡大断面図である。

【図６】熱交換板を保持枠に組込み積層する状態を示す
斜視図である。

【図７】熱交換板を保持枠に組込み積層する状態を示す
一部の拡大斜視図である。

【図８】他の実施例の熱交換板を積層する状態を示す一
部の拡大斜視図である。

【図９】交差流型の熱交換器の使用例を示す略示図であ
る。

【符号の説明】

（Ａ） 熱交換器 （１） 熱交換板 （２） 仕切り材 （３） スペーサ用凸条 （４） 流通路 （６） 端材 （７） 端材 （１０） 保持枠 （１１） アングル材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数枚の熱交換板を各板間に流通路を形成
   するように積層し、熱交換すべき２つの流体を１層づつ
   交互に通すようにした熱交換器であって、 熱交換板は、伝熱性および吸湿性を有する紙質シートよ
   りなる方形の仕切り材の片面に、ホットメルト系樹脂を
   発泡させて塗布し接着固化せしめてなるスペーサ用凸条
   が、一方の相対向両辺と略平行に所定間隔の並列状に複
   数設けられるとともに、この凸条と平行な両辺の端部に
   合成樹脂材等により形成された細幅板状の端材が付設さ
   れてなり、 この熱交換板が１枚づつ交互に前記スペーサ用凸条を交
   差させる方向にして複数枚積層され、各熱交換板間の間
   隙に前記凸条により画された複列の流通路が１層づつ交
   差方向に形成されてなることを特徴とする熱交換器。
2. 【請求項２】熱交換板を構成する仕切り材の他面には、
   スペーサ用凸条と交差する両辺の端部に、合成樹脂材等
   により形成された細幅板状の端材が付設され、この端材
   と前記片面の端材とは、両者の接合状態においてスペー
   サ用凸条の高さに略対応した厚みを有し、各熱交換板を
   １枚づつ交互に方向変換して積層した状態において熱交
   換板の片面の端材と隣接する熱交換板の他面の端材とが
   対接するようになされたことを特徴とする請求項１に記
   載の熱交換器。