JPH0875385A - 熱交換素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱交換効率が良く生産性の高い熱交換素子を
提供することを目的とする。 【構成】 紙などよりなる平板状のプレート１の両面に
流路を形成するほぼＳ字状のリブ２および３を、気流の
出入口となる両端近傍においては斜交し、中央部分にお
いては交叉するように樹脂で一体成形して熱交換素子の
単位部材４を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は積層して構成されるプレ
ート・フィン型の熱交換素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、プレート・フィン型の熱交換素子
は単位体積当りの伝熱面積が広く比較的小形で高効率の
熱交換素子として広く用いられている。

【０００３】そして、熱交換すべき二流体の流れ方の違
いから直交流型，対向流型に分かれていた。

【０００４】従来、この種の熱交換素子の直交流型の基
本的な構成は、例えば特公昭４７−１９９９０号公報に
示されているものがあった。以下、その構成について図
６および図７を参照しながら説明する。

【０００５】図に示すように、伝熱性と透湿性を合わせ
持つ紙質をベースにした加工紙でプレート１０１を形成
し、フィン１０２もプレート１０１と同様な紙材を波形
加工し、プレート１０１とフィン１０２を接着して単位
部材１０３を構成し、単位部材１０３の流路に流れる一
次側気流１０４と二次側気流１０５が交互に直交するよ
うに積層して熱交換素子を構成していた。

【０００６】つぎに対向流型の熱交換素子について図８
および図９を参照しながら説明する。

【０００７】図に示すように、矩形状のプレート１０６
の長手方向に波形のフィン１０７による平行流路が形成
されるようにプレート１０６のほぼ半分強にフィン１０
７を設け、フィン１０７の設けられていないプレート１
０６の端部には端部を閉鎖する閉鎖部１０８を設け、プ
レート１０６の表側に設けられるフィン１０７と裏側に
設けられるフィン１０７の位置が逆の位置となるように
設けて単位部材１０９を構成し、単位部材１０９を積層
して一次側気流１１０と二次側気流１１１が対向するよ
うに形成していた。

【０００８】そのため、前者の直交流型においては生産
性があまり高くなく、高コストであった。また、後者の
対向流型においては通気抵抗が大きく熱交換効率も低
く、生産性が悪く高コストであった。

【０００９】そこで、性能の向上と生産性の向上とを可
能にするため、特開平２−６８８７８号公報に示される
ものが開発された。以下、その構成について図１０およ
び図１１を参照しながら説明する。

【００１０】図に示すように、紙などよりなる平板状プ
レート１２１の片面に熱媒体が流通する平行流路を構成
するための複数のフィンのリブ１２２を設け、裏面には
同様のリブ１２２Ａを表面に対し直角に配置し単位部材
１２３として樹脂で一体成形し、単位部材１２３と単位
部材１２３の間に一定寸法に切断された紙などによりな
る切断プレート１２４を挟み平行流路が交互に形成され
るように積層して直交流型の熱交換素子を構成してい
た。

【００１１】そして、上記のように単位部材１２３を樹
脂で一体成形する技術を応用して対向流型の熱交換素子
を製造することも考慮されていた。

【００１２】以下、その構成について図１２を参照しな
がら説明する。図に示すように、ほぼ６角形状に形成さ
れたプレート１３１の片面に両端近傍と中央部分の流れ
方向が変わるようにほぼＳ字状に形成したリブ１３２を
複数設けるように樹脂で一体成形して単位部材１３３を
形成していた。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の一体
成形される対向流型の熱交換素子では中央部の対向流部
分１３４において、プレート１３１には片面にしかリブ
１３２が無いため、リブ１３２間におけるプレート１３
１のたわみが大きくなり、通気抵抗が大きくなって熱交
換効率が悪化するとともに一体成形時の樹脂の流れが悪
く生産性が悪いという問題があった。

【００１４】本発明は上記課題を解決するもので、熱交
換効率の良い熱交換素子を提供することを目的とする。

【００１５】また、第２の目的は生産性の良い熱交換素
子を得ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の熱交換素子は上
記課題を解決するもので、上記第１の目的を達成するた
めに第１の手段は、紙などよりなるプレートと、このプ
レートの片面に熱媒体が流通する平行流路が形成される
ようにほぼＳ字状に設けられるリブと、前記プレートの
裏面に両端近傍において、前記表面のリブと斜交し、中
央部分に対向流部分が形成されるようにほぼＳ字状に設
けられるリブとを樹脂で一体成形した単位部材を備え、
前記単位部材の対向流部分に設けられる表面と裏面のリ
ブを交叉するように設け、紙などの切断プレートを介し
て積層した構成とする。

【００１７】また、第２の目的を達成するために第２の
手段は、単位部材の表面側と裏面側にそれぞれ係合子ま
たは係合孔を形成し、積層時に前記係合子が係合孔に係
合して積層時の位置決めとなるようにリブ上の対称位置
に位置決め部を設けた構成とする。

【００１８】

【作用】本発明は上記した第１手段の構成により、対向
流部分を形成するリブが交叉するように設けられている
ので、表面と裏面のリブが重合して設けられるものに比
較してプレートの表裏に設けられるリブの並設間隔がせ
まくなり、表面のリブおよび裏面のリブによりプレート
が支持されている部分が多くなり、プレートのたわみが
防止され、プレートのたわみによる熱交換効率の低下が
防止される。

【００１９】また、第２手段の構成により、単位部材に
設けられた位置決め部の係合により、積層される単位部
材の空気流路が交互に対向するように形成されるので、
積層時における方向性の確認の必要がなく生産性の向上
となる。

【００２０】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明の第１実施例を図１および図
２を参照しながら説明する。図に示すように、紙などよ
りなるほぼ６角形の平板状のプレート１の片面に平行流
路を形成するため、流路の入口および出口を形成する両
端近傍にほぼ同一角度で傾斜した端部リブ２ａを設け、
中央部分には対向流部分を形成するため、端部リブ２ａ
を連結する中央リブ２ｂを設け、端部リブ２ａおよび中
央リブ２ｂによりほぼＳ字状のリブ２を形成する。

【００２１】また、プレート１の裏面にも表面に設けら
れたＳ字状リブ２と同様、端部リブ３ａおよび中央リブ
３ｂよりなるほぼＳ字状のリブ３を、表面の端部リブ２
ａに対し裏面の端部リブ３ａが斜交するように設け、表
面に設けられる中央リブ２ｂと裏面に設けられる中央リ
ブ３ｂは交叉するようそれぞれウェーブ状に形成し、プ
レート１の表面と裏面に設けられるほぼＳ字状のリブ２
および３を樹脂で一体成形して単位部材４を構成する。

【００２２】そして、単位部材４と単位部材４の間に一
定寸法に切断された紙などによりなる切断プレート５を
挿入し、一次流路と二次流路が交互に形成されるように
積層して熱交換素子を形成する。

【００２３】上記構成において、一次気流６および二次
気流７を熱交換素子に送ると、プレート１の表面側に流
れる一次気流６は端部リブ２ａにより形成された入口流
路から入り、中央リブ２ｂにより形成される対向流部分
を通って他方の端部リブ２ａにより形成された出口流路
より出ていく。

【００２４】そして、二次気流７はプレート１の裏面側
を一次気流と対向する側より入り、端部リブ３ａ間を通
るときは一次気流６と斜交し、中央リブ３ｂ間を通ると
きは一次気流６と対向するように流れ、他方の端部リブ
３ａ間を通るときは一次気流６と対向するように流れ、
プレート１を介して一次気流６と二次気流７間において
熱交換が行われる。

【００２５】このように本発明の第１実施例の熱交換素
子によれば、単位部材４を樹脂で一体整形して形成する
ので生産性が良く、また表面の中央リブ２ｂと裏面の中
央リブ３ｂは交叉するようにウェーブ状に形成されてい
るため、プレート１を支持する中央リブ２ｂおよび３ｂ
による支持間隔がせまくなり、プレート１のたわみが防
止されるとともに、ウェーブ形状により気流の流れがス
ムーズとなり熱交換効率が高められることとなる。

【００２６】なお、第１実施例においてはほぼ６角形の
平板状のプレート１を用いて説明したが、プレート１は
Ｓ字状のリブ２および３を一体整形したのち所定の形状
に切断して形成しても良いことはいうまでもない。

【００２７】（実施例２）以下、本発明の第２実施例に
ついて図３〜図５を参照しながら説明する。なお、第１
実施例と同一部分には同一符号を付けて詳細な説明は省
略する。

【００２８】図に示すように、単位部材４Ａの中央リブ
２ｃの端部リブ２ａ側寄りに筒状の係合子８ａを表面側
の中央リブ２ｃより突出して設け、裏面側の中央リブ３
ｃの同位置に係合子８ａが嵌入される程度の大きさの係
合孔８ｂを設け、積層時に位置決めとなる位置決め部８
を左右対象位置に形成する。

【００２９】上記構成において、単位部材４Ａを積層す
るときには、積層される単位部材４Ａに設けた位置決め
部８の係合孔８ｂを係合子８ａに嵌挿するように積層
し、熱交換素子を構成する。

【００３０】このように本発明の第２実施例によれば、
単位部材４Ａに位置決め部８を設けているので、積層さ
れる単位部材４Ａ間の位置決め部８を係合することによ
り、積層され形成される熱交換素子の一次気流６と二次
気流７の流路は交互に形成され、いちいち流路の方向性
を確認しながら積層していく場合と比較して方向性の確
認をする必要がなくなるので生産性が高まることとな
る。

【００３１】なお、第２実施例においては単位部材４Ａ
に設けられる中央リブ２ｃをウェーブを設けていないも
のとして説明したが、第１実施例のようにウェーブを設
けたものであっても作用効果は同様であることはいうま
でもない。

【００３２】また、単位部材４Ａに設けられる係合子８
ａを裏側に係合孔８ｂを表側に設けるようにしても良い
ことはいうまでもない。

【００３３】

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば紙などよりなる平板状のプレートの両面に流路
を形成するほぼＳ字状のリブを両端近傍においては斜交
し、中央部分においては交叉するように樹脂で一体成形
しているので、生産性が高く、プレートのたわみが防止
されるとともに、気流の流れがスムーズになり熱交換効
率が向上する熱交換素子を提供できる。

【００３４】また、単位部材の積層時の位置決めとなる
位置決め部を設けているので、いちいち流路の方向性を
確認する手間がはぶけ、簡単に積層ができ生産性が高め
られることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の熱交換素子の単位部材の
構成を示す斜視図

【図２】同第１実施例の熱交換素子の積層状態を示す斜
視図

【図３】同第２実施例の熱交換素子の単位部材の構成を
示す斜視図

【図４】同第２実施例の熱交換素子の単位部材に設けら
れる位置決め部の断面図

【図５】同第２実施例の熱交換素子の積層状態を示す斜
視図

【図６】従来の直交流型熱交換素子の単位部材の構成を
示す斜視図

【図７】同直交流型熱交換素子の斜視図

【図８】同対向流型熱交換素子の単位部材の構成を示す
斜視図

【図９】同対向流型熱交換素子の斜視図

【図１０】同樹脂成形された直交流型の単位部材の構成
を示す斜視図

【図１１】同樹脂成形された直交流型の単位部材を積層
して形成した熱交換素子の斜視図

【図１２】同樹脂成形された対向流型の熱交換素子の単
位部材の斜視図

【符号の説明】

１ プレート ２，３ Ｓ字状リブ ４Ａ，４ 単位部材 ８ 位置決め部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 正人 大阪府大阪市城東区今福西６丁目２番61号 松下精工株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紙などよりなる平板状のプレートと、こ
   のプレートの片面に熱媒体が流通する平行流路が形成さ
   れるようにほぼＳ字状に設けられるリブと、前記プレー
   トの裏面に両端近傍において、前記表面のリブと斜交
   し、中央部分に対向流部分が形成されるようにほぼＳ字
   状に設けられるリブとを樹脂で一体成形した単位部材を
   備え、前記単位部材の対向流部分に設けられる表面と裏
   面のリブを交叉するように設け、紙などの切断プレート
   を介し積層した熱交換素子。
2. 【請求項２】 単位部材の表面側と裏面川にそれぞれ係
   合子または係合孔を形成し、積層時に前記係合子が係合
   孔に係合して積層時の位置決めとなるようにリブ上の対
   称位置に位置決め部を設けた請求項１記載の熱交換素
   子。