JPS58129199A - 全熱交換器 - 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】 本発明は、熱交換器、特に温度及び湿度の異なる空気流
間に＆ける熱交換器に関する０例えはｇ！幽されたｉ！
１ＩＩｉや自動車の室内の空気を換気する礪酋、放出δ
れる室内の空気と室外から璽円に導入される空気との間
で熱交換させ、換気に伴なう熱の回収をはかるために熱
交換器が便用される◎このような場合に＆ける熱交換器
としては、空気の持つ離島と贋熱との両方の熱を交換す
る必要がある（こうした熱交換ｔ−「全熱交換」という
）０ 従米鵬知の熱交換器に、熱伝碑性の良い金属表平＊（仕
切機）會金属Ｉｉ１波形板（関隔破）を閾に挟入しつつ
積層し友構造である。しかし、このような従来の金ｌｌ
Ｉ４１１Ｉの熱変換器では、劇熱のみの交換となり、＃
熱徽が大きい時には熱交換効率が低くなって有効な全島
交換ができない＠そこで、この間ｇｔｍ決するために、
アスベスト等の低熱伝導性の材料に埴化リチウム等の＠
ａ剤を含浸させて脣熱を胞状しようとするものがあるが
、仕＠横の透気度が小さく、室内の汚染空気が仕切横會
通して再び室内に逆流してし１うという欠点がある０ま
た。別ノ方法として、実会ｒｉｓｓｏ−ｚ２ｓｅｓ号公
報に水爆れた如り！１！湿性である和紙上用いた熱交換
器があるが、この和紙も熱伝導率、透湿性がそれほど優
れているわけではなく、熱交換器が大型化するという欠
点ｔ−Ｖしている〇本発明は１以上の点に鑑み、仕切［
Ｏ透気度【増７ｘＪせしめ、かつ熱及び湿気を良好に交
換できるようにし次熱交換ａｔ提供すること管目的とす
る〇不発明は、こうした目的管、温度及び温度の異なる
空気流間で禰熱及び脣熱の交換【行なうために、平職状
の仕切ｐ板と波板状の関噛仮とを積層して成る全熱交俟
器であって、前記仕切似が、炭素系ａ紬に基づく紙状素
材と、、１！水性の紙状又はフィルム状素材とｔｎね合
わせて形成されていること１＊黴とする全島交換ａｔ徒
供することによって達成する〇 一般的に、仕切り板の透気度【増大させれ＃ｉ湿度交換
効率は低下するが１本発明では２例えは和ａｍ仕切ａｔ
用いる場合に比べて、＠湿量が多くしかｔ吸湿・放湿速
度が速い炭素系潅維に基づく紙状素材と、Ｉ＆湿量は多
いが放湿性は低くしかも通気度の大きい親水性の軟状又
にフィルム状素材とｔ重ね合わせて一体的構造とした仕
切４ｉｔ用いるので、そして本発明の＠ｔｔ、、い一總
様として前記ＯＩＫ水性素材ｍ１ｌｌ　ｔ　１％湿気ｆ
ｌＬ肯に配置するので。

親水悔素ＩｔｌｌＩＩで＠湿した水は、その山で殆んど
放出葛れることなく、活性炭繊細で４１１Ｉ成されてい
る紙層を吸湿・放湿【繰り返しながら低ｇ１賛へ移動し
、その面で水が容易に放出され、そうすることによって
２本発明では、Ｔ！１気度の増大と湿度交換効率の向上
１：同時に達成することが可能である＠しかも１本発明
で用いる炭素系繊細紙扛、パルプや７スペストに比べて
熱伝導率が高いので、熱交換効率も優れ次ものが得られ
る。

本発明で用いる炭素系織細に基づ〈紙状素Ｉｒは炭素繊
細系紙状素材と共に通常Ｏ祇調造にかけるように抄き合
わせて紙状素材と成したものでａｈａ　炭ｓ系＊ｍトｔ
、−ｃｕ、　ｉｐＨ，ｔ＃ｉ、普通の責嵩繊維、好１し
くは賦活した活性炭素繊細、などｔ用いる。賦活に水蒸
気、二酸化炭素、酸素、あるいにそれらの混合気体など
の活性ガヌて錫層するなどによって行なうが、これによ
りて繊細の表面積が増大し、ｍ分交換能力が増大する・
各＠ｍは。

一般的には、ｉ［径約３０＃ｈｗ以下、長さ約１〜３０
闘、好１しくに、［径約Ｉｓ、ＩＩ解以下、最さ約３〜
ｌＯ■の−のを用いる。

炭素系線維のみでは通常良好な紙状ｊｌｌ材に抄暑上が
らないので１通常蝶結合用素材、内見にポリビニルアル
コール鍛紬ｔ、一般的にに約１〜２５Ｊ１蓋−１好１１
．＜は８〜２５重量ｌＩｓ合、７て抄き上げる０この結
合用素材とじてはポリビニルアルコール繊細のように水
中でほぐされて接層性【示す素材であっても、あるいは
ナイロン鑵−１酢緻ビニルエチレン＊ａ、ポリプμピレ
ンのような加熱畜れてｍＮ５ｔ示す素材（ホットメルト
錬−）であってもよ−ｏ１ｆｔ補強用ＭＲ細としてレー
ヨン。

ポリグミピレン、ナイロン、アクリル等を用いてもよい
。

さらに、不発明の好ｌしいｌＩＩ様では、炭Ｘ系稙―に
基づく紙状素材としてパルプを一般的には約０〜８０重
量−９好１しくに１０〜５０ｉ１１ｉ％混合する。パル
プ原料は針Ｍ樹木、広葉樹本１１材などのいずれでもよ
い。このパルプは上記の炭素系繊細のｌ１１合用素材と
しての役割りもないではな％／％　ｉｓ　を炭素繊細系
紙状素材にパルプを混抄するこ七によりて、一つには後
でパルプ等の親水性素材を＃龜合わせることｔ容易にし
、はらには、１ｆｌ−合わせる親水性素材自体の役割の
一部をこの炭素繊細系紙状素材中のパルプ横細が担なう
ことによりて本発明の効果を高めることが可ｌｉヒとな
るのでめる０ただし、ｍ記の結合用素材及びこのパルプ
【合わせて用いる場合にも、炭素繊細系紙状素材中の炭
素系ＩＲ繍が約２０重量−を下ることがあってはならな
い。

次に１本発明で用いる親水性の紙状又蝶フィルム業材扛
、要するに親水性であればよいのであって、パルプ（ｌ
！Ｉｌ配同様、針集冑木、広ｓＩｌ木、細材などのいず
れによるパルプでもよい）Ｋ基づいて紙状素材として抄
き上げたものであっても、Ｔ。

るいはポリビニルアルコール、メチルセルＩ−スなどか
ら製造δれ次フィルムであってもよい０炭素糸順細に基
づく紙状素材と親水性の紙状又はフィルム状素材とより
成る仕切板は、一般的には、板厚が博い万が好ｍｕ＜、
１１定するわけではないが約０．３　ｍ以下であること
が好ましい０又。

炭素系４ＩＩ−に基づぐ紙状素材と親水性の紙状父なフ
ィルム状素材との相対的厚さは前者が後者よりも厚いか
少なくとも同等であることが好オしい。

なン、に水性の紙状又はフィルム状素材も薄い方が一般
的に好ましいが、現在Ｏａ術上、約０．０１〜０．０２
−以下に作成することは困離でめ９１一般的には約０．
０２〜０．０５調の厚さが利用されよう・ 本発明の仕切板全作成するに当っては、炭素系繊細に基
づく紙状素材と親水性の紙状又はフィルム状素材と【そ
れぞれ別々に作成し、それら【貼１合わせてもよいが、
好１しくは、前者を抄き上げＸ＊、それを支持体とみな
して後者をその上にＩＫ抄き上げる方式で作成すること
もできる。こうして作成する仕切板の透気度は、　ＪＩ
Ｓ−Ｐ＠８１１７て計価して、好’ｆＬ＜は６０秒以上
、更に好１しくに１００秒以上とする。そのために仁。

親水性紙状素材【それ金紗く前に叩解して、Ｆ水腹ｔ（
ｉＰｌえばカナディアンフリーネス法の例えは８００　
ｃｃ　以下、更に好１しくに４００　ｃｃ以下）に調整
するとよい。

本発明の好ましい態様では、仕切板に塩化リチウムや塩
化カルシウムの含浸処理を打なう０これによって、これ
らの物質の＠濃・放櫃作柑が相乗的に作用して本発明の
効果を高めることができる〇尚１本＠明に依る全熱交ｍ
ｉｓは仕切板と間隔板と【組み合わせて構成されている
が、その組み合わせの形式について本質的に限定はない
・鈎えは。

同流形式１１に交形式、平行流形式、Ｔｏるい嬬それら
の変形又は組み合わせ等のいずれであるかｔ問わないも
のでめる・ 以上の如き本発明の全熱交＊Ｉ）Ｋ依れは、筒内の汚染
空気′ＩＩＣＰ４度篇内に逆流させることなく、２刀向
の流体の熱交換に際して熱のみならず湿分も充分に交換
することが可能であるという優れた効果が侍られる。

以下２本Ｍ明ｔ−ｆＦ１１を用いて説明する〇力ｌ 決累櫃維を水蒸気を含む燃焼ガスでｌ＆瑠して賦活し次
活性炭票繊細（２ｄ（デニール）−１０１リカット：東
洋紡績製Ｃ−１５００）６０重量部。

ポリビニルアルコール＊Ｍ（ユ二チカ刺ビニ■ン。

１ｄ−３ミリカツト）２０重量ｉ１．　Ｆ水腹５１８０
ｃｃ　　に処理したパルプ（広集冑）２０重量部よｐ成
る畳量４０　ｆ／ａｄｏ素材を混合して抄暑上げ。

寸ｆ＆２５傷×５０傷、厚さ０．１５−の活性炭巣鐵細
紙を作成し九〇次にＰ木皮３５０　ｃｃ　　のパルプ（
広ａｌｌ）９０重量部とポリビニルアルコール繊細（ｐ
Ｉｌｌ上）１０重、置部よｐ成る畳量１０　ｆｌｏｌの
嵩＊ｒｔｓ合し、前記の活性脚嵩確雑紙の上に重ね合わ
せる形で抄き合わせ次（その厚さは約０．１８１であり
友）ｏ　　　− １１１１１に、こうして作成した仕切板１が示されてｉ
ｐ　、ｌ　を炭素線維に基づく紙状素材の層１ｂの上Ｉ
ＫＩｍ水性素材の層１ｍが重ね合わせられている。

次に、ｊＦｉ２図に示したように、平板状の仕切板ｌと
波板状の間隔板２とを交互に積層し、かつ間隔ｌ［２の
波目方向が交互に直交するようにして熱交換器全構成し
た。従って２間隔板２の部分を通１通する二流体は互い
に直角方向に流れる。

尚１間隔板２はパルプ紙で作成した。父、仕切ＩＩｌの
間隔は約２．５Ｍとした。

ＰＩ１２ ｉｐＨ１と同様にして活性訳嵩轍轍戯を抄き土げ。

２その後龜水性素材を抄き合わせることなく、その１１
１仕切＆１として、ガ１と同様の熱交換器管作成した（
以下Ｃと称す）０ 透気度（ＪＩＳ＠Ｐ−８１１７）の異なるパルプ紙を仕
切板とし九こと以外は崗ｌとｒｗＪＩｌｌの熱交換器を
作成した（以下りと称す）０ ｎＩＫ＆けると同様の仕切黴ＩＫ塩化リチウムＬｉ　Ｃ
ＩＯ３％水＃Ｉｉ”’ｔ”含浸処ｍｔ行ない、他線ガ１
と同様にして熱交換ａｔ作成した（以下のと称す）０な
り間隔板として活性炭ｔａｉｔｐｓいてもよいＯ 力３ 熱交換効率及び湿度交換効率ｔ−醐定した０ｍ度Ｔ５．
絶対橿度Ｈｈの高温・高湿空気と温度Ｔｏ、湿度Ｈ０の
低温・低温空気を毎時７０１１／Ｃ）流量で全熱交換器
に対し、［交流で流し、その際の高温・高湿側空気が、
全熱交換器ｔｌｌて出て曹た恢の温度及び湿度ｋ　Ｔｔ
　−Ｈｔ　　とし、また低−・低湿輪の空気が全熱交換
器を径て出てきた後の温度及び催度ｋ　Ｔ雪、Ｈｔとす
ると、熱交換効率（ム）及び湿度交換効率（−）は次の
ようＫなる・ただし、＊実験において。

尚、９４１ｔｌｃ＆ける全熱交換ＩＩＡについて実Ｍｆ
る場合、親水性素材１ｉｓｔ高澤党流書に配置したが、
比較のために、同じ仕切也の親水社業材１ａｌｌを低湿
気ＲＩｉ！ｌに配置し次ものＩＢ）についても実験した
０ ＩＢ３図はこうして得られた各種の全熱交換器（ム、■
、Ｂ、Ｃ，Ｄ）の熱交換効率を示す図りあるが、因から
明らかなように、活性炭素線維を混入すると、パルプの
与に基づくものと比べて熱交換効率が増大しているｏｌ
またＬ’＋’Ｃ１の含浸は熱交換効率【殆んど変化させ
ない。

累４図線やはり各種の全熱交換器に＆ける透気度と湿度
交換効率との関係を示す凶でめる０図から明らかなよう
に、パルプ紙に基づくものの場合には、ａ気度が増大す
るにつれて樺度交換効率が減少しているにもかかわらず
９本発明に従い活性炭素”ｍｉｓ紙とパルプ紙と【抄き
合わせかつ高温側にパルプ紙ａｔ配置し次もの（４）て
は、活性炭ｍ＊紬紙のみのもの（Ｑと比べて通気度は４
倍にもなｐながら、しか４ｈ湿度交換効率線殆んど不変
である。

Ｉた。ＬＩＣＩ含浸処瑠によって湿度交換効率が高めら
れていることがわかる（■参照）Ｏ亘ｊ 親水性素材として１以上ｏｗｒｃｓｔけるようにノ（ル
プではなく、ポリビニルアルコール中メチルセルロース
のフィルム状素材愛用いて、ガ１に訃けると同様な全熱
交ｍ１ｓｔ作成した０ 例３におけると同様にして評価したところ、親水性素材
としてパルプを用いたもの（Ａ、■）と同様な結果が得
られた０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に依る仕切ａｔ−示すａａｉ。 第２図に不発明に依る全熱交ＩＢ湯のｗａ内【示す訣已
。 、１１１３１１は凛々の全熱交換器に２ける熱交換効率
を示ナグラフ。 畠４図は禰々の全熱交換器にνける透気度と湿度交換効
率との関係を示すグラフである。 １・・・仕切板、　　　　　１ｍ・・・屓水性１ｇ′ｗ
層。 雪＆・・・炭素系繊ｍ紙、２・・・間隔也。 籍軒出−人 株式会社日本自動車部品総合研究轡 特許出願代理人 升珊士　１本　朗 ｆＰ珊士　西舘和之 ｆｆ１１士　古賀哲次 升珊士　　山　口　昭　之

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、温度及び湿度の異なる空気流間で融熱及び着熱の交
   換を行なうために、平板状の仕切ｐ板と技嶺状の間噛也
   と【積層して放る全島交換器に於いて１ｌｉｌｌ配仕切
   板が、羨素系繊細に基づく紙状素材と、親水性の紙状又
   はフィルム状素材と【重ね合わせて形成されていること
   【特徴とする全熱父侯函。 ２、前記の炭素系鐵績に基づ〈−状嵩材が嶽素糸繊維と
   繊維状結合用素材とから成る。特許請求の範囲絽ｌ墳配
   叡の全熱交換器■ ３、前記の炭素系櫃細に基づく紙状素材がバルブ線維【
   更に含んで成る。特許請求の範Ｈ纂２項記畝の全島交換
   器・ ４、　１ｌｌＪ配炭素系峨嬶が活性炭素繊維である。籍
   Ｗ＋請求の軛ｖ！ｉ帛１墳から第３項１でのめずれかに
   １賊の全然交侠器口 Ｓ、　　＠配仕切板の削記表水性戯状又はフィルム状累
   材１１ｉｌｔ高湿気流貴に配置して成る。特許請求の範
   四累１積から第４項１でのいずれかに記載の全熱交換器
   Ｏ Ｓ、　　＊配仕切板がさらに塩化リチウム及び（又は）
   塩化カルシウムによる含浸錫塩に−されたものである１
   ％計請求の軛囲第ｌ墳から第５墳１でのいずれかに配賦
   の全島交換器０