JPS6048498A - 改良全熱交換器 - 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】 本発明は全熱交換器の改良に関するものである。

その目的は、全熱交換器の湿度交換効率を大幅に向上さ
せ、しかも気流の移行防止性が増大するという改良全熱
交換器を提供することにある。

近年、住宅やビルの換気装置として熱交換器が利用され
る様になシ、特に顕熱交換だけではなく、ａ熱交換をも
同時に達成できるという全熱交換器が非常に有用なもの
として普及しつつある。

この全熱交換器は熱交換すべき２種の気流を熱伝導性と
通湿性を有する微多孔質基材で仕切って行われるもので
ある。

従来、との全熱交換器用の微多孔質基材としては、アス
ベスト紙、和紙、解燃紙、不縁布、セラミック、無機粉
末充填紙、及び親水性プラスチックフィルムなどが知ら
れている。

しかり、Ｊ−記の親水性フィルム以外のものは全部通気
性が大き渦ぎるため空気の漏わが大きく、かつ通湿性が
小さいので湿度交換による潜熱交換性が低いという欠点
を有しているのである。

一方親水性フイルムの場合は吸湿によって柔軟化し保形
性がなく変形してし甘い使用に耐えないという欠点を持
っているのである。

ところで、前記の親水性フィルム以外の微多孔質基材の
湿度交換性能を上げるために塩化リチウム等の吸湿剤を
塗布するという改良法が提案されているが、これは湿度
交換性能を向上させるものの、この吸湿剤は相対湿度８
０係において２００係以上の水分を吸収するため、高湿
度下ではこの吸湿剤が脱落してしまい、その効果が低下
すると共に基材が軟化してしまう欠点をＦ を有するものである。したがって戸湿剤量を少なくする
と通気性が大きくなり空気の漏れが大きくなるという間
頭を生じるのである。

また、湿度交換性能と空気の漏れを同時に解決する手段
として吸湿剤と例えばポリビニールアルコールの如き水
溶性高分子物質とを併用するという技術が提案されてい
るが、水溶性高分子膜中に吸湿剤が含まれているので、
吸湿したときこの高分子が高粘稠状となり吸湿剤のみに
比べて湿気の移行速度が遅くなり、甘だ吸湿剤ヲ多りす
ると湿気の移行（丁速くなるがベトッキが大きくなるな
どの欠点を有するものである。

なお、この場合水溶性高分子物質のみでは膜化し空気の
漏れは防止できるが湿気の移行が不充分となるのである
。

本発明者等は以上の点に留意して、湿気の移行を泥進し
しかも空気の移行を防止するという改質剤を得るべく鋭
意研究した結果、毛管活性物質を用いることにより、そ
の目的が達成されることを見い出し本発明に達したので
ある。

すなわち、全熱交換すべき２種の気流を熱伝導性と通湿
性を有する微多孔質基材で仕切ることにより構成されて
いる全熱交換器において、該微多孔質基材に毛管活性物
質を塗布又は含浸させてなる改質基材を用いて前記２種
の気流を仕切る様にしたことを特徴とする改良全熱交換
器を発明するに至ったのである。

本発明における微多孔質基材とは熱伝導性と通湿性を有
する基材で、例えば紙状物で高湿度下における寸法安定
性が良好なものが好捷しくガラス繊維混抄紙、ガラス繊
維と無機粉末とパルプとを混抄したもの、などが好適で
ある。

この微多孔質基材としてはガーレ透気度が２０秒以上の
ものが望ましいものである。またこの基材の厚さは０．
１〜０．２關位が好ましいものである。

本発明はこの様な微多孔質基材に毛管活性物質を塗布又
は含浸略せて改質基４１とし、この改質基材を用いて全
熱交換すべき２種の気流を仕切って構成１される全熱交
換器である。

本発明における毛管活性物質としては、２親性つｔり疎
水性若しくは親油性と親水性を有する界面活性剤が好適
に使用できるものである。

例えばこの２親、性の界面活性剤として汀、オフイン酸
ソーダ石けん、半硬化牛脂カリ石けん、高級アルコール
硫酸エステルソーダ塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ソ
ーダ塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮金物、ポリ
オギシエチレンアルキルサルフエ−１−ソーダ塩などの
アニオ゛ン界面活性剤、ポリオキシエチレンラウリルエ
ーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリ
オキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチＶン
ノニルフェノールエーテル、ソルビタンモノラウリレー
ト、ポリオキシエチンンソルビタンモノラウリレート、
ポリエチソングリコールモノラウリレート、オギシエチ
ンンオキシブロビレンブロノクポリマー、グリセルモノ
ステアｖ−１−などのノニオン界面活性剤、ラウリルア
ミンアセテート、アルギルベンジルジメチルアンモニウ
ムクロライドなどのカチオン界面活性剤等であり、特に
アニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤が好ましい結
果を得るものである。

この毛管活性物質としては上記の如き界面活性剤に限定
されるものではなく、界面活性剤以外の他の毛管活性物
質、例えばプロピオン酸誘導体、酪酸誘導体の如き有限
酸誘導体が有効なものとしてあげられる。具体的にはプ
ロピオン酸亜鉛、プロピオン酸ナトリウム、ブロヒ゛オ
ン酸カリウム、プロピオン酸アンモニウム、プロピオン
酸カルシウム、プロピオン酸マグネシウム、酪酸すｌ−
リウム、酪酸カリウムなども本発明における毛管活性物
質として利用できるものである。

本発明に使用する毛管活性物質の鼠はかなり多いもので
、本発明はこの点に大きな特徴を有するものである。

つまシ本発明においては前記した如き毛管活性物質を微
多孔質基材に対して５〜５（）重量係も付着させるので
ある。通常界面活性剤が界面張力を低下させるだめに添
加される量は１φ以下であることが常識となっているが
、本発明はこの常識を大幅に破るものである。それは本
発明に用いられる毛管活性物質は単に界面張力を下げる
だけではなく、基材の細孔を埋めて緻密性を向」ニさせ
るためにも必要であるということに起因するのである。

この毛管活性物質の世が徽多孔質基利に対して５重量係
未満では基材の細孔内にそのミセルが充分に満たされな
いので緻密性が悪く気流が漏れやすくなり好ましくない
し、一方この量か５０重ｉ％をこえると基材の表面に毛
管活性物質が多く存在する様になりベトッキがあって取
扱いにくくなり、かつそれ以上加えても効果の向−にが
望めないのである。

この毛管活性物質は前記した各種のものを小独で用いて
もよいし、２種以上のものを併用してもよく、例えば殺
菌性を有する毛管活性物質を併用してやると好捷［７い
効果が得られるものである。

寸だ、毛管活性物質と吸湿剤を併用して湿度交換性を向
１−烙せてもよいし、難燃剤を併用し７て９：！ｌｌ：
　ｔｕ性を付学することも可能である。

さらに毛管活性物質と熱硬化性樹脂や合成樹脂エマルシ
ョンとを併用して寸法安定性を向」１させてもよいし、
無機粉末を併用して熱伝導性を増加させたり、水溶性高
分子物質と併用して毛管活性物質の保持性を改良しても
よいものである。

本発明において、嶽多孔質基材に前記の如き毛管活性物
質を塗布又は含浸させて得られる改質基材はその透気度
がガーレ透気度５０秒以」二であることが望ましいもの
である。っ寸り例えばガーレ透気度が３０秒の微多孔質
基材を用いた場合は毛管活性物質の含浸又は塗布により
ガーレ透気度を２０秒以上増加させることが望ましく、
改質基材の最終透気度が５０秒以上、好１しくけ８０秒
以上であることが要望されるのである。

でよいが、透気性の大きい和い微多孔Ｉｑ　７１材を用
いた場合は毛管活性物質は２０〜５０市箪係と多く使用
する必要が生じるのである。

この改質基材のガーレ透気度が５０秒未満では通気性が
大きく気流の移行が大となって換気性が低下し不適当と
なるのである。

なお、とのガーレ透気度とは、Ｔ　Ｉ　Ｓ規格にょるＰ
−８１１７に基づく「紙および板紙の透気度試１険方法
」により得ちれる須であり、秒数が多い程透気度は小さ
く緻密性が高いものである。

この様にして改質された改質基材はその多孔質空隙が毛
管活性物質のミセルで充満されるだめガーレ透気度が５
０、秒以下となって透気性が低く気流の移行はほとんど
完全に防止されるものとなり、しかも通湿性は向上して
湿度交換効率が増加して潜熱交換性が改良されるのであ
る。

この通湿性の向上は、空気中の水蒸気が徽多孔質基Ｈ中
の毛管活性物質の表面に凝縮吸着され毛管活性物質のミ
セル表面の親水性基上を拡散して浸透し背面で気化する
という現象に起因するものである。

この毛管活性物質による凝縮水の表面張力は毛管活性物
質の作用で著るしく低下するので、湿気の吸着、背面へ
の透過、及び背面での放湿が共に向」ニし、湿度交換性
の著るしい改良が達成されるものと考えられる。

本発明全熱交換器はこの様な改質基材を利用して、２種
の気流を仕切って顕熱交換と潜熱交換を行なうもので、
例えばこの改質草月を筒状に加工して紙パイプとし、こ
れを多数連設して紙パイプ内を１次気流、紙パイプ外周
を２次気へ 流がそれぞれ通過する様に構成してやればよいのである
。

第１図は本発明全熱交換器の１例の斜視略図である。

この図の様に本発明全熱交換器は、−１−記の紙パイプ
（１）が多数連設されていて、例えば列自流型のもので
は両端に流体分離部（２）が設けられている。

つまり紙パイプ（１）の内部を通過する気流と紙パイプ
（１）の外部を通過する気流とが流体分離部（２）で分
流する様に設計されており、例えば矢印（イ）の如く紙
バイブ（１）内に導入される１次気流は矢印いの方へ流
出し、矢印（（ロ）の如く紙パイプ（１）の外周に導入
される２次気流は矢印（＾の方へ流出する様になってお
シ、互に対向する２種の気流が紙バイブ（１）の内外を
通過して温度差による顕熱交換と湿度差による潜熱交換
を行なうのである。

この流体分離部（２）は多数の流体分離シートから１′
１１＋成されるもので、この流体分１雅シートは例えば
ＡＢｓ７顔脂などで成形されたプラスチック製品である
。

なお、この図面では紙パイプ（１）が見えているＩ［１
〈に示されているが、実際はケーシングに収納されてい
るので紙パイプ（１）の外周の気流も外部には漏れない
ことは勿論である。

寸だ、本発明全熱交換器は第１図の対向型に限定きれる
ものではなく、直交流型や回転式の全熱交換器であって
もよく、前述した如き特徴ある改質基材は素材としてパ
イプ式は勿論のこと、波板式、プレー１一式などのあら
ゆる種類の全熱交換器に利用できるものである。

以上、詳細に説明した様に、本発明は徽多孔質基利に多
黄の毛管活性物質を付着させた改質基材を使用して構成
された全熱交換器であり、毛管活性物質が凝縮毛管水の
表面張力を低下させて背面への移行を健進して湿度交換
効率を向上させ、しかもこの毛管活性物質がそのミセル
を多孔質の空隙内に充満させるので透気性が低下して気
流移行防止性を高めるという一石二鳥のきわめてすぐれ
た効果を奏するものである。

実施例　】 合成バルブ（ｓ　ｗ　ｐ　）２８軍歌部、ガラス繊維７
重量部、及び無機質粉末（カオリン）７０重量部を分散
させたスラリーに小路のアクリルエマルジョン及び凝集
剤を添加し通常の抄紙法により混抄し坪量１２　（］　
ｇ／　７７１″の混抄紙を得た。

このものを微少孔質基材として使用し、一方毛管活性物
質としてドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ（アニオン
界面活性剤）の２０チ水浴液（処理剤Ａと称す）を使用
し、第１表の如き各付着量に含浸させた。

第】表 この第１表のす、ｃが本発明における改質基Ｈに相当す
るものである。

この様にして得られた各基材をコルゲートマシンにかけ
て直径６　ｔｒｎｎの紙パイプを多数作成した。

この４種の紙パイプにより下記の如き全熱交換器をそれ
ぞれ製作した。

つまり、紙パイプを２５本並列させその両端に流体分離
シートを接合して約２ｍ？〃の間）隔をあけて５０段に
積層し２て第１図の〃１］きパイプ式全熱交換器を４種
類（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）製作した。

実施例　２ 実施例】と同し微少孔質基何を用いて、毛管活性物質と
してポリオキシエチレンオンイルエーテル（ノニオン界
面活性剤）の２０係水溶液（処理剤Ｂと称す）を使用し
、第２表の如き各付着量に含浸させた。

第２表 この第２表のｆ、ｇが本発明における改質基材となるも
のである。

これらを用いて実施例１と同様にして４種類（ｅ、ｆ、
ｇ、ｂ）のパイプ式全階）交換イｇを刺１作した。

実施例　３ 実施例】と同じ微多孔質２￥利を用いて、毛管活性物質
としてプロピオン酸ナトリウムの３０係水溶液を使用し
、含浸処理して基材に対して処３１１１剤を１５重量係
（乾燥時）付着させ、この改質基材によって実施例１と
同じパイプ式全熱交換器を製作１〜だ。

実施例　４ 実施例１と同じ微多孔質基材を用いて、毛管活性物質と
してポリオキシエチレンオレイルエーテル８０重置部と
プロピオン酸ナトリウム２０市計部の混合物の２０係水
溶液を用い、基Ｈに対して処理剤を３０重風係（乾燥時
）に付着させ、この改質基材によって実施例１と同じパ
イプ式全熱交換器を製作した。

比１咬例 実施例ＩＫおける微多孔質基材を無処理の捷ま実施例１
と同様にしてパイプ式全熱交換器を製作した。

上記、実施例１、実施例２、実施例３、実施例４、及び
比較例について、その性能テストをした結果、第３表の
如きデータが得られた。

第３表 この表に見られる様に斃印の本発明全熱交換黙り１すぐ
れた潜夕）交換効率を示し、したがって全熱交換効率も
大きくなっており、しかも空気の副れ率は小さく非常に
効果の高い全熱交換器であることが判断されるのである
。

なお、表における（ａ）ｉ二処Ｂｌ剤が多過ぎて表面に
１１＠を作って性能が低下しており、ベトッキも有する
ものであった。

１だ、上表における熱交換効率は次式により算出した。

但し、ｔ・・・湿度（“Ｃ） ×・・・絶対湿度（Ｋｇ／Ｋｇ） １−−・、：Ｉユ　ン　タ　ル　ビ　−（Ｋ　ｃａ、４
　／　Ｋｇ　）ＯＡ・・・外気空気、ＳＡ・・・室内取
入新鮮空気ＲＡ・・・室内空気 まだ部れ率は圧力差１０　ｍｎｒ　Ｍのときの空気の漏
れ率で、例えばパイプ入口の全風量に対し出口の風量が
９０係であると漏れ率ｄ′１０％と算出される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明全熱交換器の１例の斜世路図である。 （１）・・・紙バイブ、（２）・・・流体分離部特許出
願人　Ｂ本バイリーン株式会社 （他］名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　全熱交換すべき２種の気流を熱伝導性と通湿性を有
   する微多孔質基材で仕切ることにより構成されている全
   熱交換器において、該微多孔質基材に毛管活性物質を塗
   布又は含浸づせてなる改質基材を用いて前記２種の気流
   を仕切る様にしたことを特徴とする改良全熱交換器。 ２　毛管活性物質として２親性を有する界面活性剤を使
   用した特許請求の範囲第１項記載の改良全熱交換器。 ３、　毛管活性物質として有機酸誘導体を使用した特許
   請求の範囲第１項記載の改良全熱交換器。 ４、毛管活性物質を微多孔質基材に対して５〜５０重量
   係付着させた特許請求の範囲第１項、第２項、又は第３
   項記載の改良全熱交換器。 ５、改質基材のガーレ透気度が５０秒以上の値である特
   許請求の範囲第１項記載の改良全熱交換器。