JPH08178576A - 熱交換エレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】本熱交換エレメントは、２枚１組の単位部材Ｕ
を多段に積層して得られる。単位部材Ｕは、互いの端部
１０Ｂ，２０Ｂ同士が連続形成された仕切板１０，２０
からなり、展開状態でプレス成形される。プレス成形時
に、仕切板１０，２０間の間隔を規制するためのスペー
サ３等が同時成形される。仕切板１０，２０を折り重ね
て、端部１０Ａ，２０Ａ同士を熱溶着することにより、
単位部材Ｕを得る。仕切板１０，２０は樹脂を含む紙か
らなる。 【効果】型崩れせず耐久性がある。高い全熱交換効率を
達成できる。乾燥工程が不要であり、製造コストを安価
にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱交換換気装置その他
の空気調和装置に用いられ、仕切板を隔てて流される給
気と排気の二種の気流間で、上記仕切板を介して熱交換
を行なわせる熱交換エレメントに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の熱交換エレメントでは、板状の
仕切板と波形をした間隔板を交互にして多段に積層され
ており、上記間隔板は一段おきに９０°ずつ向きを換え
ている。上記仕切板として要求される主たる性能として
は、温度及び湿度の交換効率が高いこと（いわゆる全熱
交換効率が高いこと）と、給気と排気が混合しないこと
（透気度が高いこと）がある。

【０００３】従来、上記仕切板として、紙を用いたも
のと、多数の細孔を有する高分子樹脂シートを用いた
ものとがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の紙製の仕切板
では、高い透湿性に基づいて高い全熱交換効率を実現で
き、且つ透気度の低さも達成できるという利点がある。
しかし、強度が弱いので、積層時に型崩れを起こし易
く、また、変形もしやすいので、長期の使用に耐えられ
なかった。

【０００５】上記の高分子樹脂シートも用いた仕切板
では、熱を多く保有できるので温度の交換効率が高く、
また、形状維持性に優れ耐久性があるという利点があ
る。一方、水蒸気は、仕切板の表面に一旦吸着・凝縮さ
れた後、液状水として上記細孔を輸送され、背面より再
び気化することにより、透過するようになっているが、
樹脂の吸湿性が低いことに起因して、透湿性が低いとい
う欠点があった。

【０００６】そこで、透湿性の低さを補うために、高
分子樹脂シートに、塩化リチウム等の吸湿性物質を含有
させた仕切板が提供されている（特公平４−２５４７６
号公報参照）。しかし、この仕切板では、吸湿性物質を
水溶液に溶かして高分子樹脂シートに含浸あるいは塗布
する作業が必要となり、工数が増加する上、乾燥工程も
必要となり、製造コストが高くなるという問題があっ
た。

【０００７】ところで、上記ないしの何れの熱交換
エレメントも、積層した仕切板と間隔板の対向する端部
同士を密封する必要がある。従来、端部同士を、例えば
酢酸ビニル系の水溶性の接着剤を用いて、接着するよう
にしていた。しかし、接着剤を乾燥させる工程が必要と
なり、特に、の紙製の仕切板の場合は、接着剤の水分
によって紙が伸びて寸法が変化する等の問題があるの
で、十分に乾燥させておく必要があった。このため、製
造コストが高くなるという問題があった。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、強度に優れると共に高い全熱交換効率を実
現でき且つ製造コストの安価な熱交換エレメントを提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するため、 (1) 請求項１に係る熱交換エレメントは、仕切板を隔て
て二種の気流が流通される熱交換エレメントにおいて、
上記仕切板は、所定間隔毎に多数枚が積層されており、
各仕切板は、樹脂を含む紙からなっていて仕切板には上
記所定間隔を規制するための凹凸形状がプレス成形され
ており、各仕切板の互いに対向する一対の端部の少なく
とも一方は、隣接する仕切板の端部に熱溶着されている
ことを特徴とするものである。

【００１０】上記構成によれば、下記の〜の作用を
奏する。すなわち、 仕切板を樹脂を含む紙により構成したので、紙のみ
で構成する場合と比較して、仕切板の強度が向上する結
果、積層時の型くずれを防止することができる。 仕切板が樹脂を含むので、紙のみで構成する場合と
比較して、より熱を保有することができる結果、より高
い温度の交換効率を達成できる。 樹脂は紙に部分的に存在することになるので、紙の
持つ長所である透湿性の高さを損なうことがなく、その
結果、高い湿度交換効率を達成できる。 端部同士が熱溶着されるので、これらを接着剤で接
着する場合のような乾燥工程を不要にすることができる
結果、製造コストを安価にすることができる。 仕切板同士の間隔を規制するための凹凸形状をプレ
ス成形により形成するので、これを別部材として構成す
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。 (2) 請求項２に係る熱交換エレメントは、請求項１記載
の熱交換エレメントにおいて、各仕切板は、隣接する２
枚ずつが１組となっており、各組の一の仕切板の互いに
対向する一対の端部の一方は、隣接する仕切板の端部に
熱溶着されており、且つ他方は、上記隣接する仕切板の
端部と折り曲げ線を介して予め連続形成されていること
を特徴とするものである。

【００１１】上記構成によれば、隣接する仕切板の端部
同士が折り曲げ線を介して予め連続形成されているの
で、上記端部同士を接合する手間を省くことができる。
また、上記隣接する仕切板同士の位置決め精度を高くす
ることができる。 (3) 請求項３に係る熱交換エレメントは、請求項２記載
の熱交換エレメントにおいて、上記折り曲げ線は、プレ
ス成形時に同時成形されたものからなることを特徴とす
るものである。

【００１２】上記構成によれば、仕切板のプレス成形後
に折り曲げ線を切込み成形する場合と比較して、製造工
数を削減でき、したがって製造コストを安価にすること
ができる。 (4) 請求項４に係る熱交換エレメントは、請求項１ない
し３の何れかに記載の熱交換エレメントにおいて、上記
熱溶着された部分は、超音波溶着された部分であること
を特徴とするものである。

【００１３】上記構成によれば、超音波溶着であるの
で、接合したい部分のみに局部的に熱を与えることがで
き、仕切板が熱変形を起こすようなことがない。

【００１４】

【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に係る熱交換エレメン
トの概略分解斜視図であり、図２は熱交換エレメントを
構成する単位部材を示している。図３（ａ）ないし
（ｆ）は熱交換エレメントの製造工程を順次に示してい
る。

【００１５】図２を参照して、本熱交換エレメントは、
仕切板としての仕切板１０，２０を２枚１組とした単位
部材Ｕを、多段に積層したものからなる。図１を参照し
て、仕切板１０と仕切板２０とは、端部１０Ｂ，２０Ｂ
同士が予め連続形成されており、この端部１０Ｂ，２０
Ｂに形成した折れ曲げ線３０を基線として仕切板１０，
２０が互いに折り返されている。仕切板１０と仕切板２
０とは、同様の構成をしており、９０°向きを変えて裏
返すと略一致する形状をしている。

【００１６】仕切板１０，２０は、紙に例えばポリエチ
レン等を１０〜５０重量％で混入したものからなる。１
０％より少ないと成形性や透気度が悪くなり、５０％を
超えると、吸湿性が悪くなる。樹脂の混入割合が多いほ
ど成形性が良くなり且つ透気度が低くなる傾向にあり、
且つ、樹脂の混入割合が少ないほど透湿性が高くなる傾
向にある。したがって、成形性、透気度及び透湿度を満
足するためには、３０重量％程度が最も好ましい。

【００１７】一方の仕切板１０の一対の対向する端部１
０Ａ，１０Ｂには、一対のリブ２がそれぞれ図において
上方へ突出形成されており、また、仕切板１０には、上
記リブ２と平行に所定間隔毎に配列された、図において
上方へ突出する凸条からなるスペーサ３が仕切板１０と
一体に形成されている。他方の仕切板２０の一対の対向
する端部２０Ｃ，２０Ｄには、一対のリブ２がそれぞれ
図において下方へ突出形成されており、また、仕切板２
０には、上記リブ２と平行に所定間隔毎に配列された、
図において下方へ突出する凸条からなるスペーサ３が仕
切板２０と一体に形成されている。仕切板２０の一対の
対向する端部２０Ａ，２０Ｂには、上方へ突出するリブ
２がそれぞれ形成されている。

【００１８】仕切板１０の端部１０Ｂのリブ２と仕切板
２０の端部２０Ｂのリブ２とは、連続している。各仕切
板１０，２０のリブ２やスペーサ３は、仕切板１０，２
０を素材からプレス成形する際に同時に形成されたもの
である。リブ２は、積層状態の仕切板１０，２０間の端
部同士を密封するためのものであり、スペーサ３は、仕
切板１０，２０間の間隔を規制するためのものである。
また、折り曲げ線３０は、他の部分よりも薄肉に形成さ
れた凹条（例えば三角断面形状をしたもの）からなり、
プレス成形時に同時に形成されたものである。

【００１９】次いで、図３（ａ）〜（ｆ）を参照しつ
つ、本熱交換エレメントの製造方法について説明する。 まず、抄紙により図３に（ａ）示す原紙８１が生成
され、原紙８１のロール体８２が得られる。 次いで、図３（ｂ）に示すように、ロール体８２か
ら送りローラ対８３，８４により引き出した原紙８１に
対して、ＰＶＡ、塩化カルシウム、メラミン及び防カビ
剤等の水溶液を、ノズルＮからの噴射で塗布し、含浸さ
せる。これらの含浸量により、透気性、防カビ性およひ
吸湿性の条件設定がなされる。 上記の条件設定がなされた原紙８１は、図３（ｂ）
に示すように、大径の乾燥ドラム８５に巻き付けられ、
巻き付けから解放される部分に配置したドクター８６に
よってクレープ加工を施した後、送りローラ対８７を介
して搬送され、クレープ加工紙８８のロール体８９を得
る。 このようにして得られたクレープ加工紙８８のロー
ル体８９から、図３（ｃ）に示すように、送りローラ９
０，９１，９２により引き出したクレープ加工紙８８に
対し、送りローラ９０，９１間において、一対の型９
３，９４によってプレス成形を施し、２枚１組の仕切板
１０，２０を得る。このプレス成形時に、リブ２、スペ
ーサ３及び折り曲げ線３０が同時に成形される。 ２枚１組の仕切板１０，２０は、図３（ｃ）に示す
ように、型９３，９４の下方のベルトコンベア９５上に
落下され、次工程に搬送される。 搬送された２枚１組の仕切板１０，２０は、図３
（ｄ）に示すように、両者間の折り曲げ線３０を基線と
して、仕切板２０を仕切板１０に重なるように折り返さ
れる。 次いで、仕切板１０，２０の上記折り曲げ線３０と
対向する自由側の端部同士を、図３（ｄ）に示すよう
に、超音波ホーン９６を用いて超音波溶着することによ
り、両者間を密封する。これにより、単位部材Ｕが完成
する。 次いで、図３（ｆ）に示すように、単位部材Ｕを多
段に積み重ねていき、熱交換エレメントが完成する。こ
のとき、単位部材Ｕ同士は、糊付けローラ９７とこれに
対向するローラ９８との間を通過されることにより、下
面に接着剤９９を塗布された後、順次に下段側の単位部
材Ｕと接着されて積層される。単位部材Ｕは、向きを変
えることなく、同方向に沿わせた状態で積み重ねていけ
ば良いので、作業がやりやすい。

【００２０】本実施例によれば、仕切板１０，２０をポ
リエチレンを含む紙により構成したので、紙のみで構成
する場合と比較して、仕切板１０，２０の強度が向上す
る結果、積層時の型くずれを防止し且つ耐久性を向上さ
せることができる。また、紙に対して樹脂が部分的に配
置されるので、紙の部分によって高い湿度交換効率を達
成できると共に、樹脂の部分によって高い温度交換効率
を達成でき、その結果、全体として、高い全熱交換効率
を達成することができる。

【００２１】さらに、仕切板１０，２０の端部同士を熱
溶着するので、接着剤を用いる場合のような乾燥工程を
不要にでき、製造コストを安価にすることができる。加
えて、リブ２、スペーサ３及び折り曲げ線３０等をプレ
ス成形時に同時に形成するので、製造コストをより安価
にすることができる。加えて、単位部材Ｕを構成する仕
切板１０，２０の端部１０Ｂ，２０Ｂが、折り曲げ線３
０を介して予め連続形成されているので、上記端部１０
Ｂ，２０Ｂ同士を接合する手間を省くことができ、その
分、製造コストを安価にすることができる。また、いわ
ゆる２個取りの型成形となるので、型打ち回数を半減で
きる結果、製造コストをより安価にすることができる。
さらに、上記折り曲げ線３０を介して連続された仕切板
１０，２０同士の位置決め精度が高くなるので、これら
仕切板１０，２０の自由側の端部１０Ａ，２０Ａ同士を
整合させるためのカット工程も不要となり、製造コスト
をより安価にすることができる。

【００２２】加えて、超音波溶着を用いるので、接合し
たい部分のみに局部的に熱を与えることができ、仕切板
１０，２０が熱変形を起こすようなことがない。本発明
は、上記実施例に限定されるものではなく、超音波溶着
に代えて、通常の熱溶着を用いることもでき、この場
合、溶着後に若干の冷却時間が必要になるが、接着剤を
用いる場合のような乾燥工程を不要にできるので、接着
剤を用いる場合と比較して製造コストをより安価にする
ことができる。

【００２３】また、上記実施例においては、隣接する一
対の仕切板１０，２０の隣接する端部１０Ａ，２０Ａ同
士を予め連続形成しておいたが、これを熱溶着するよう
にしても良い。なお、本発明の範囲を超えない範囲で種
々の設計変更を施すことが可能である。

【００２４】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、仕切板を
樹脂を含む紙により構成したので、紙のみで構成する場
合と比較して、仕切板の強度が向上する結果、積層時の
型くずれを防止し且つ耐久性を向上させることができ
る。また、紙の部分によって高い湿度交換効率を達成で
きると共に、樹脂の部分によって高い温度交換効率を達
成でき、全体として、高い全熱交換効率を達成すること
ができる。さらに、端部同士を熱溶着するので、接着剤
を用いる場合のような乾燥工程を不要にでき、製造コス
トを安価にすることができる。仕切板間隔規制のための
凹凸形状をプレス成形時に同時に形成するので、製造コ
ストをより安価にすることができる。

【００２５】請求項２に係る発明によれば、隣接する仕
切板の端部同士が折り曲げ線を介して予め連続形成され
ているので、上記端部同士を接合する手間を省くことが
でき、その分、製造コストを安価にすることができる。
また、いわゆる２個取りの型成形となるので、型打ち回
数が半減する結果、製造コストをより安価にすることが
できる。さらに、上記折り曲げ線を介して連続された仕
切板同士の位置決め精度が高くなるので、これら仕切板
同士の自由端同士を整合させるためのカット工程も不要
となり、製造コストをより安価にすることができる。

【００２６】請求項３に係る発明によれば、仕切板のプ
レス成形後に折り曲げ線を切込み成形する場合と比較し
て、工数を削減でき、その分製造コストを安価にするこ
とができる。請求項４に係る発明によれば、超音波溶着
であるので、接合したい部分のみに局部的に熱を与える
ことができ、仕切板が熱変形を起こすようなことがな
い。その結果、寸法精度の良い熱交換エレメントを得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る熱交換エレメントを構
成する単位部材の展開状態を示す分解斜視図である。

【図２】熱交換エレメントの概略構成を示す模式図であ
る。

【図３】熱交換エレメントの製造工程を模式的に示す概
略図である。

【符号の説明】

１０，２０ 仕切板 １０Ａ，１０Ｂ，２０Ａ，２０Ｂ 端部 ２ リブ（凹凸形状） ３ スペーサ（凹凸形状） ３０ 折り曲げ線 Ｕ 単位部材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】仕切板(10,20) を隔てて二種の気流が流通
   される熱交換エレメントにおいて、 上記仕切板(10,20) は、所定間隔毎に多数枚が積層され
   ており、 各仕切板(10,20) は、樹脂を含む紙からなっていて仕切
   板(10,20) には上記所定間隔を規制するための凹凸形状
   (2,3) がプレス成形されており、 各仕切板(10)の互いに対向する一対の端部(10A,10B) の
   少なくとも一方(10A)は、隣接する仕切板(20)の端部(20
   A) に熱溶着されていることを特徴とする熱交換エレメ
   ント。
2. 【請求項２】請求項１記載の熱交換エレメントにおい
   て、各仕切板(10,20) は、隣接する２枚ずつが１組とな
   っており、各組の一の仕切板(10)の互いに対向する一対
   の端部(10A,10B) の一方(10A) は、隣接する仕切板(20)
   の端部(20A) に熱溶着されており、且つ他方(10B) は、
   上記隣接する仕切板(20)の端部(20B) と折り曲げ線(30)
   を介して予め連続形成されていることを特徴とする熱交
   換エレメント。
3. 【請求項３】請求項２記載の熱交換エレメントにおい
   て、上記折り曲げ線(30)は、プレス成形時に同時成形さ
   れたものからなることを特徴とする熱交換エレメント。
4. 【請求項４】請求項１ないし３の何れかに記載の熱交換
   エレメントにおいて、上記熱溶着された部分は、超音波
   溶着された部分であることを特徴とする熱交換エレメン
   ト。