CN101266109B - 全热交换器及其制造方法 - Google Patents

全热交换器及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于实现减少粘接部分并扩大有效传热面积、且从原理上来说提高热交换效率的相向流型全热交换器。将多张由隔膜(1)和粘接在隔膜(1)上而形成流路(7)的流路形成部件(2)构成的热交换部件(20)上下层叠、经由隔膜(1)对两种气体的显热和潜热进行热交换的相向流型全热交换器中,流路形成部件(2)具有沿着隔膜(1)的外缘(1a)设置的多个框部件(3)、和在两个框部件(3)间以既定间隔配置且宽度尺寸比框部件(3)的宽度尺寸小的细肋部件(4),并且,在流路(7)的入口(5)、出口(6)处具有用于防止入口(5)、出口(6)的形状变化的带形板状瓦楞板部件(9A)。

Description

全热交换器及其制造方法
技术领域
本发明涉及经由隔膜进行新鲜的外部空气的供气和污浊的室内空气的排气来同时使显热和潜热热交换的全热交换器,涉及装入空调***或换气设备而使用的相向流型或正交流型的全热交换器及其制造方法。
背景技术
近年来,为了提高冷暖设备的效果而推进居住空间的高绝热化、高气密化,与之相伴,室内空气的污染成为问题,换气的重要性被再次认识。作为不损坏冷暖设备效果而进行换气的方法,在供气和排气之间进行热交换的方法是有效的。此时,若与温度(显热)的交换一起,同时进行湿度(潜热)的交换,则其效果显著。作为适应该要求的结构,例如专利文献1的附图记载有经由隔板使供气和排气进行全热交换的正交流型全热交换器。
该正交流型全热交换器如图28所示,将贴合了平的热交换板41和波形的流路形成板42(其中,图28中该流路形成板42是过大地描绘的,实际则是非常小的节距和高度的波形)的热交换部件43交替地层叠时,使流路形成板42的方向每隔一层地正交,形成供气流路和排气流路。例如,作为供气,使冬季户外的新鲜但寒冷的干燥空气通过,作为排气,使被取暖的室内的污浊但温暖的湿度高的空气通过,则经由上述热交换板41进行温度和湿度的交换,使供气加温、加湿而供给到室内。另一方面,使排气冷却、减湿而向屋外排气。
专利文献1:特公昭47-19990号公报
发明内容
粘接较平的热交换板41和做成波形的流路形成板42而成的上述正交流型全热交换器由于制造方法简单,因此以往以来就在市场上销售,虽然粘接部分对显热的传热有效,但对潜热的传热(水蒸气的透过)无效。并且,正交流型全热交换器在原理上来说比相向流型全热交换器的热交换效率低,由于上述两个理由,全热交换效率的极限也就是50%~60%。因此本发明的目的在于实现热交换效率较高的全热交换器。并且,其目的在于,在长时间使用或者在寒冷处结霜的情况下,防止因风路的形状变化而使压力损失增加。特别是,其目的在于,防止由于开口部(入口、出口)变形而使风难以通过(风量降低)、效率变差或压力损失上升。
并且,本发明的目的在于提供一种全热交换器的制造方法,能够有效地利用平板状瓦楞板部件来降低制造成本。
为了达到上述的目的,本发明涉及一种全热交换器,将多张由隔膜和粘接在该隔膜上而形成流路的流路形成部件构成的热交换部件上下层叠,经由该隔膜对两种气体的显热和潜热进行热交换,其中,上述流路形成部件,具有沿着上述隔膜的外缘设置的多个框部件、和在两个该框部件间以既定间隔配置且宽度尺寸比该框部件的宽度尺寸小的细肋部件,并且,在上述流路的入口、出口处具有用于防止该入口、出口的形状变化的带形板状瓦楞板部件,上述瓦楞板部件是上壁面、下壁面和连接该上壁面与下壁面的多个肋片一体地成形而构成的。
并且,将多张由六边形状的隔膜和粘接在该隔膜上而形成流路的流路形成部件构成的热交换部件上下层叠、经由该隔膜对两种气体的显热和潜热进行热交换的相向流型的全热交换器中,上述流路形成部件,具有沿着上述隔膜的外缘设置的多个框部件、和在两个该框部件间以既定间隔配置且宽度尺寸比该框部件的宽度尺寸小的细肋部件,且包括具有与上述流路的入口、出口侧的三角形部对应的三角形状轮廓并形成有占上述三角形部的面积的7 0%以上且95%以下的范围的一个或多个通孔的加强用三角形平板状瓦楞板部件,上述瓦楞板部件是上壁面、下壁面和连接该上壁面与下壁面的多个肋片一体地成形而构成的。
并且,将多张由六边形状的隔膜和粘接在该隔膜上而形成流路的流路形成部件构成的热交换部件上下层叠、经由该隔膜对两种气体的显热和潜热进行热交换的相向流型的全热交换器中,上述流路形成部件具有:沿着上述隔膜的外缘设置的多个框部件;具有与上述流路的入口、出口侧的三角形部对应的三角形状轮廓、并形成有占上述三角形部的面积的70%以上且95%以下的范围的一个或多个通孔的加强用三角形平板状瓦楞板部件;和具有与上述流路的入口、出口侧的三角形部所夹着的四边形部对应的四边形状轮廓、且形成有占上述四边形部的面积的70%以上且95%以下的范围的一个或多个通孔的加强用四边形平板状瓦楞板部件,上述瓦楞板部件是上壁面、下壁面和连接该上壁面与下壁面的多个肋片一体地成形而构成的。
并且,将多张由六边形状的隔膜和粘接在该隔膜上而形成流路的流路形成部件构成的热交换部件上下层叠、经由该隔膜对两种气体的显热和潜热进行热交换的相向流型的全热交换器中,上述流路形成部件具有沿着上述隔膜的外缘设置的多个框部件、和具有与上述框部件所夹着的六边形部对应的六边形状轮廓并形成有占上述六边形部面积的70%以上且95%以下的范围的一个或多个通孔的加强用六边形平板状瓦楞板部件,上述瓦楞板部件是上壁面、下壁面和连接该上壁面与下壁面的多个肋片一体地成形而构成的。
此外,上述框部件和上述瓦楞板部件利用嵌合而固定。
并且,将多张由隔膜和粘接在该隔膜上而形成流路的流路形成部件构成的热交换部件上下层叠、经由该隔膜对两种气体的显热和潜热进行热交换的相向流型的全热交换器中,上述流路形成部件,包括沿着上述隔膜的外缘设置的多个框部件、和设置在两个该框部件间的带形板状瓦楞板部件,且在上述流路的入口、出口处具有用于防止该入口、出口的形状变化的带形板状瓦楞板部件,并且,将上述框部件和上述带形板状瓦楞板部件通过嵌合而固定,上述瓦楞板部件是上壁面、下壁面和连接该上壁面与下壁面的多个肋片一体地成形而构成的。
并且,在流路的流动方向中间部设置了带形板状瓦楞板部件。
并且,将多张由隔膜和粘接在该隔膜上而形成流路的流路形成部件构成的热交换部件上下层叠、经由该隔膜对两种气体的显热和潜热进行热交换的正交流型的全热交换器中,上述流路形成部件,具有沿着上述隔膜的外缘设置的多个框部件、和在两个该框部件间以既定间隔配置且宽度尺寸比该框部件的宽度尺寸小的细肋部件,且在上述流路的入口、出口处具有用于防止该入口、出口的形状变化的带形板状瓦楞板部件,上述瓦楞板部件是上壁面、下壁面和连接该上壁面与下壁面的多个肋片一体地成形而构成的。
并且,将多张由隔膜和粘接在该隔膜上而形成流路的流路形成部件构成的热交换部件上下层叠、经由该隔膜对两种气体的显热和潜热进行热交换的正交流型的全热交换器中,上述流路形成部件,具有沿着上述隔膜的外缘设置的外缘细肋部件、和在两个该外缘细肋部件间以既定间隔配置且宽度尺寸与该外缘细肋部件的宽度尺寸相同的细肋部件,且在上述流路的入口、出口处具有用于防止该入口、出口的形状变化的带形板状瓦楞板部件,上述瓦楞板部件是上壁面、下壁面和连接该上壁面与下壁面的多个肋片一体地成形而构成的。
并且,将由正方形隔膜和形成流路的流路形成部件交替地上下层叠、经由该隔膜对两种气体的显热和潜热进行热交换的正交流型的全热交换器中,上述流路形成部件由具有与上述隔膜对应的正方形状轮廓、且形成有占上述隔膜的面积的70%以上且95%以下的范围的多个通孔的加强用正方形平板状瓦楞板部件构成,上述瓦楞板部件是上壁面、下壁面和连接该上壁面与下壁面的多个肋片一体地成形而构成的。
并且,上述加强用正方形平板状瓦楞板部件由多个分割平板状瓦楞板部件构成,上述分割平板状瓦楞板部件中的至少一个是梳形状的。
并且,上述瓦楞板部件的肋片形成为上下方向的直线状或连续波形状。
并且,本发明的全热交换器的制造方法是将隔膜和形成流路的流路形成部件交替地上下层叠、经由该隔膜对两种气体的显热和潜热进行热交换的正交流型的全热交换器的制造方法,其中,从上壁面、下壁面和连接该上壁面与下壁面的多个肋片一体地成形而构成的1张平板状瓦楞板部件,进行切断而使两个梳形状的分割瓦楞板部件为相对啮合状,使用该分割瓦楞板部件,形成具有与上述隔膜对应的正方形状轮廓的具有多个通孔的加强用正方形平板状瓦楞板部件,利用该加强用正方形平板状瓦楞板部件而做成流路形成部件。
根据本发明的全热交换器,能够提高显热交换效率、潜热交换效率以及全热交换效率,并且降低压力损失。例如,能够使显热交换效率为85%以上,潜热交换效率为70%以上,全热交换效率为75%以上,压力损失为45Pa以下。特别是,入口、出口被充分地加强而不会变形,由此风容易通过,压力损失也减少,全热交换效率提高。
并且,根据本发明的全热交换器的制造方法,能够有效地利用平板状瓦楞板部件来降低制造成本。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的立体图。
图2是表示本发明的第1实施方式的分解简略立体图。
图3是表示本发明的第1实施方式的俯视图。
图4是表示热交换部件的俯视图
图5是表示第2实施方式的俯视图。
图6是表示第3实施方式的俯视图。
图7是表示第4实施方式的俯视图。
图8是表示第5实施方式的俯视图。
图9是表示第6实施方式的俯视图。
图10是表示第7实施方式的俯视图。
图11是表示第8实施方式的俯视图。
图12是表示第9实施方式的俯视图。
图13是表示第10实施方式的俯视图。
图14是表示使用状态的一个例子的剖面俯视图。
图15是表示瓦楞板部件的一个例子的立体图。
图16是表示瓦楞板部件的另一个例子的立体图。
图17是表示具有缺口的带形板状瓦楞板部件的侧视图。
图18是表示第11实施方式的俯视图。
图19是表示第11实施方式的纵剖视图。
图20是表示第12实施方式的俯视图。
图21是表示第12实施方式的纵剖视图。
图22是表示第13实施方式的俯视图。
图23是表示第13实施方式的纵剖视图。
图24是表示第14实施方式的俯视图。
图25是表示第15实施方式的俯视图。
图26是表示第14实施方式的制造方法的说明图。
图27是表示第15实施方式的制造方法的说明图。
图28是表示以往的正交流型全热交换器的立体图。
附图标记说明:
1隔膜
1a外缘
2流路形成部件
3框部件
3A外缘细肋部件
4细肋部件
5入口
6出口
7流路
9瓦楞板部件
9A带形板状瓦楞板部件
16上壁面
17下壁面
18肋片
20热交换部件
34三角形部
35四边形部
36六边形部
37通孔
38通孔
39通孔
44通孔
90a三角形平板状瓦楞板部件
90b四边形平板状瓦楞板部件
90c六边形平板状瓦楞板部件
90d正方形平板状瓦楞板部件
100分割瓦楞板部件
D3宽度尺寸
D4宽度尺寸
S1面积
S2面积
S3面积
S4面积
具体实施方式
图1~图4表示本发明的第1实施方式。该全热交换器是将多张由六边形状的隔膜1和与隔膜1粘接而形成流路7的流路形成部件2所组成的热交换部件20上下层叠、经由隔膜1使两种气体的显热和潜热进行热交换的相向流型全热交换器。热交换部件20形成为具有四边形部35和配置在其两端的三角形部34的六边形部36的形状。形成供气流路10的供气用热交换部件20A和形成排气流路11的排气用热交换部件20B交替地层叠。供气用热交换部件20A和排气用热交换部件20B方向不同。即,供气用热交换部件20A和排气用热交换部件20B的入口5(供气入口32、排气入口22)、出口6(供气出31、排气出口21)在上下不重叠地被配置(形成)在六边形的不同的边上。
图14是表示本发明的使用状态的一个例子的图,在区分室内X和室外Y的壁Z上附设有在内部具有全热交换器40的箱体25。并且,在箱体25内设置有供气送风机12和排气送风机13,在室内X侧的吸入口26a和室外Y侧的吸入口26b附近安装有过滤器24。供气送风机12设置在供气流路10(参照图2)的下游侧,并且排气送风机13设置在排气流路11的下游侧,该全热交换器40形成为双吸入方式。A表示流过由流路形成部件2形成的供气流路10的空气(供气空气)的流向,B表示流过由流路形成部件2形成的排气流路11的空气(排气空气)的流向。在箱体25内,为了使供气空气和排气空气不混合而通过全热交换器40,设置有多个间隔板27。
根据图4说明第1实施方式。流路形成部件2具有沿着隔膜1的外缘1a配置的多个框部件3、以及在两个框部件3之间按既定间隔配置且比框部件3的宽度尺寸D3小的宽度尺寸D4的细肋部件4,并且,具有用于防止流路7的入口5、出口6的形状变化的带形板状瓦楞板部件(切断部件)9A。
隔膜1由将亲水性高分子薄膜涂覆在以例如聚乙烯、聚丙烯、醋酸纤维、聚四氟乙烯等为原材料的多孔质片材的表面上而成的透湿膜形成。
框部件3由例如纸、树脂等形成。框部件3的厚度尺寸T3(参照图2)设定为1.5mm以上且2.5mm以下。在厚度尺寸T3小于下限值的情况下,强度不足。在厚度尺寸T3超过上限值的情况下,热交换效率变差。
细肋部件4由例如纸、树脂等形成。细肋部件4的厚度尺寸T4(参照图2)设定为1.5mm以上2.5mm以下。在厚度尺寸T4小于下限值的情况下,强度不足。在厚度尺寸T4超过上限值的情况下,热交换效率变差。
瓦楞板部件9由例如聚乙烯、聚丙烯等树脂制或纸制或成形了铝等金属箔的材料等形成。具体地,如图15所示,瓦楞板部件9是由上壁面16、下壁面17、和连接上壁面16与下壁面17的多个肋片18一体成形而构成的。在图15中,瓦楞板部件9的肋片18是上下方向的直线状。如图16所示,瓦楞板部件9的肋片18也可以形成为连续波形状。瓦楞板部件9的厚度尺寸T9设定为1.5mm以上2.5mm以下。在厚度尺寸T9小于下限值的情况下,制造困难。在厚度尺寸T9超过上限值的情况下,热交换效率变差。
下面,说明制作全热交换器40的步骤。
在图2中,加强用基板15由从层叠方向看具有和隔膜1相同的形状且厚度为2~20mm的塑料板或金属板或木板形成,在基板15的各顶点部位C上设有孔部19。
并且,使一对基板15夹着多个热交换部件20而配置,将在各热交换部件20的顶部上形成的孔部29做成贯通状,由加强棒28连结。具体地,将加强棒28的一端部嵌入一方的基板15的各顶点部位C的孔部19中,然后,使加强棒28贯通于各热交换部件20的流路形成部件2(框部件3)的孔部29。这样,将多个热交换部件20依次层叠,并令加强棒28从其中通过,且在加强棒28的另一端嵌入另一方的基板15的孔部19中。然后加强棒28的两端部通过螺纹固定、粘接剂粘接或焊接等而固定在基板15、15上。加强棒28由铝、铁、不锈钢等金属或树脂形成。
此外,图1是简略图,全热交换器40交替地层叠有150~250层,最优选为约200层具有供气流路10的供气用热交换部件20A和具有排气流路11的排气用热交换部件20B。
图5表示第2实施方式。流路形成部件2具有加强用三角形平板状瓦楞板部件(冲裁部件)90a(即,三角形的平板状瓦楞板部件9B),其具有与流路7的入口5、出口6侧的三角形部34相对应的三角形状轮廓、并形成有占三角形部34的面积S1的70%以上且95%以下的范围的三个通孔37。其他的结构与第1实施方式相同。
图6表示第3实施方式。流路形成部件2具有:具有与流路7的入口5、出口6侧的三角形部34相对应的三角形状轮廓、并形成有占三角形部34的面积S1的70%以上且95%以下的范围的三个通孔37的加强用三角形平板状瓦楞板部件90a;和具有与被入口5、出口6侧的三角形部34夹着的四边形部35相对应的四边形状轮廓、并形成有占四边形部35的面积S2的70%以上且95%以下的范围的三个通孔38的加强用四边形平板状瓦楞板部件(冲裁部件)90b(即,四边形的平板状瓦楞板部件9B)。其他的结构与第1实施方式相同。
图7表示第4实施方式。流路形成部件2具有加强用六边形平板状瓦楞板部件(冲裁部件)90c(即,六边形的平板状瓦楞板部件9B),其具有与框部件3夹着的六边形部36相对应的六边形状轮廓、并形成有占六边形部36的面积的70%以上且95%以下的范围的九个通孔39。其他的结构与第1实施方式相同。
图8表示第5实施方式。框部件3和瓦楞板部件9通过嵌合而固定。即,在框部件3和瓦楞板部件9的一方上形成燕尾槽23,并且在另一方上形成有可自由装卸地与燕尾槽23嵌合的突条33。三角形平板状瓦楞板部件90a和四边形平板状瓦楞板部件90b通过嵌合而固定。即,在三角形平板状瓦楞板部件90a和四边形平板状瓦楞板部件90b的一方上形成燕尾槽23,并且在另一方上形成有可自由装卸地与燕尾槽23嵌合的突条33。其他的结构与第6实施方式相同。
图9表示第6实施方式。框部件3和瓦楞板部件9通过嵌合被固定。其他的结构与第4实施方式相同。
图10表示第7实施方式。流路形成部件2包括沿着隔膜1的外缘1a配置的多个框部件3、以及在两个框部件3之间配置的带形板状瓦楞板部件9A。在流路7的入口5、出口6处设置有用于防止入口5、出口6的形状变化的带形板状瓦楞板部件9A。在宽度方向(图10的上下方向)上配置有4根带形板状瓦楞板部件9A。与三角形部34的形成入口5、出口6的边平行地配置有带形板状瓦楞板部件9A。框部件3和带形板状瓦楞板部件9A通过嵌合而被固定。两个带形板状瓦楞板部件9A的接触部通过嵌合而被固定。其他的结构与第1实施方式相同。
图11表示第8实施方式。流路形成部件2包括沿着隔膜1的外缘1a配置的多个框部件3、以及在两个框部件3之间配置的带形板状瓦楞板部件9A。在流路7的入口5、出口6处设置有用于防止入口5、出口6的形状变化的带形板状瓦楞板部件9A。在宽度方向(图11的上下方向)上一条直线状地配置有4根带形板状瓦楞板部件9A,并且在长度方向(图11的左右方向)上配置有5根带形板状瓦楞板部件9A。框部件3和带形板状瓦楞板部件9A通过嵌合而被固定。两个带形板状瓦楞板部件9A的接触部通过嵌合而被固定。其他的结构与第1实施方式相同。
图12表示第9实施方式。在流路7的流动方向中间部配置有带形板状瓦楞板部件9A。作为该带形板状瓦楞板部件9A,最好例如如图17所示那样具有用于***细肋部件4的缺口30。并且,该流动方向中间部的带形板状瓦楞板部件9A的宽度尺寸D9设定为例如10mm以上、20mm以下。在宽度尺寸D9小于下限值的情况下,强度不足。在厚度尺寸D9超过上限值的情况下,热交换效率变差。其他的结构与第1实施方式相同。
图13表示第10实施方式。在流路7的流动方向中间部配置有带形板状瓦楞板部件9A。其他的结构与第2实施方式相同。
此外,本发明的相向流型全热交换器(如上所述地)沿着隔膜1的整个外缘1a配置有框部件3或流路形成部件2。并且,能够防止入口5、出口6因长期使用等而产生变形。
接着,图18和图19表示第11实施方式,举例示出正交流型全热交换器的主要部分(主要构成部件)。将具有正方形的隔膜1和流路形成部件2的热交换部件20依次改变90°相位而层叠多张(省略组装图的图示)。
流路形成部件2具有沿着正方形的隔膜1的外缘(平行的两边)1a、1a设置的两根框部件3、3、以及在该框部件3、3间按既定间隔配置的细肋部件4。该细肋部件4的宽度尺寸D4比框部件3的宽度尺寸D3小。将图18和图19的热交换部件20依次改变90°相位而层叠(图示省略,此外,参照图1),在流路7的入口5、出口6处附加设置有用于防止入口5、出口6的形状变形、实现加强的目的的带形板状瓦楞板部件(切断部件)9A。
框部件3和细肋部件4和带形板状瓦楞板部件9各自的材质、各自的尺寸与所述的实施方式相同。
接着,图20和图21表示第12实施方式,举例示出正交流型全热交换器的主要部分(主要构成部件),若说明与图18和图19的相异之处,则在于流路形成部件2沿着隔膜1的外缘(平行的两边)1a、1a设置,但(取代框部件3)为外缘细肋部件3A。由此,外缘细肋部件3A的宽度尺寸D3与在其间平行地配置的细肋部件4的宽度尺寸D4相同。
在图19~21中,由于将多张正交状地粘接而依次层叠,细肋部件4呈直角地交差(正交),刚性和强度大,可以省略图2中举例示出的加强棒28,最好也可以省略基板15。
图22和图23表示第13实施方式,举例示出正交流型全热交换器的主要部分(主要构成部件)。正方形的隔膜1和形成流路7的流路形成部件2交替地上下层叠(省略组装图的图示)。隔膜1和流路形成部件2作为结果而被交替地上下层叠即可。即,层叠的方法可以是将正方形的隔膜1和形成流路7的流路形成部件2暂时作为热交换部件20,将热交换部件20依次变化90°相位而层叠,或者也可以是将正方形的隔膜1和形成流路7的流路形成部件2各自单独地(同时将流路形成部件2依次变化90°相位)交替层叠。
流路形成部件2由具有与隔膜1对应的正方形状轮廓、并形成有占隔膜1的(上表面的)面积S4的70%以上且95%以下的范围的多个通孔44的加强用的正方形平板状瓦楞板部件90d所构成。具体地,流路形成部件2由正方形的平板状瓦楞板部件9B构成。瓦楞板部件9的材质及各尺寸与所述实施方式相同。
图24表示第14实施方式,流路形成部件2由带形板状瓦楞板部件9A和梳形状的平板状瓦楞板部件9B构成。换言之,加强用正方形平板状瓦楞板部件9由两个分割平板状瓦楞板部件100构成。并且,分割平板状瓦楞板部件100中的一个是(整体与隔膜1大致相同大小)梳形状,另一个是带形板状。其他的结构与第13实施方式相同。
图25表示第15实施方式,流路形成部件2由两个(整体为隔膜1的一半大小)梳形状的平板状瓦楞板部件9B构成。换言之,加强用正方形平板状瓦楞板部件9由两个分割平板状瓦楞板部件100构成。并且,两个分割平板状瓦楞板部件100都是梳形状。其他的结构与第13实施方式相同。
接着,说明第14实施方式的全热交换器的制造方法的主要部分(制造方法1)。
如图26所示,从上壁面16(参照图15、图16)、下壁面17、连接上壁面16和下壁面17的多个肋片18一体成形而构成的1张平板状瓦楞板部件9,进行切断而使(整体与隔膜1大致相同大小的)两个梳形状的分割瓦楞板部件100成相对啮合状。即,分割瓦楞板部件100例如由聚乙烯、聚丙烯等的树脂制成或纸制成或成形了铝等金属箔的材料等形成。使用其中一个梳形状分割瓦楞板部件100、和另外准备的带形板状的分割瓦楞板部件100(参照图24),形成具有与隔膜1对应的正方形状轮廓的具有多个通孔44的加强用正方形平板状瓦楞板部件9,利用加强用正方形平板状瓦楞板部件9做成流路形成部件2。此外,图中E表示废料(无用废弃部分)。
接着,说明第15实施方式的全热交换器的制造方法的主要部分(制造方法2)。
从上壁面16、下壁面17、连接上壁面16和下壁面17的多个肋片18一体成形而构成的1张平板状瓦楞板部件9,进行切断而使(整体为隔膜1的一半的大小的)两个梳形状的分割瓦楞板部件100成相对啮合状。使用这两个梳形状分割瓦楞板部件100,形成具有与隔膜1(参照图25)对应的正方形状轮廓的具有多个通孔44的加强用正方形平板状瓦楞板部件9,以加强用正方形平板状瓦楞板部件9为基础做成流路形成部件2。
本发明是可自由变更设计的,例如,瓦楞板部件9也可以是纸制的,是上壁面16、下壁面17、连接上壁面16和下壁面17的多个肋片18一体成形而构成的。并且,可自由增减框部件3、细肋部件4的数量。并且,加强用三角形平板状瓦楞板部件90a的通孔37的数量、加强用四边形平板状瓦楞板部件90b的通孔38的数量、加强用六边形平板状瓦楞板部件90c的通孔39的数量也是可以自由增减的。并且,可以自由变更第7实施方式(图10)、第8实施方式(图11)的带形板状瓦楞板部件9A的形状及配置位置。并且,最好将供气用热交换部件20A的厚度尺寸设定为比排气用热交换部件20B的厚度尺寸小。在这种情况下,有更好的热交换率。
并且,制造方法1中的梳形状的分割瓦楞板部件100的形状只要是梳形状即可,例如,也可以是切断平板状瓦楞板部件9而使梳的齿的部分的长度全部相同。并且,制造方法2中的梳形状的分割瓦楞板部件100的形状只要是梳形状即可,例如,也可以切断平板状瓦楞板部件9,成为使梳的齿的部分的长度一部分缩短/延长的梳形状从而使废料的数量变少。
【实施例】
实施例1是如下地制作的。即,将联合(Rengo)株式会社开发的透湿膜(隔膜1)如图3所示地切为宽度尺寸P3为390mm、长度尺寸P2为780mm、相向流部尺寸P1为420mm的六边形,制作如图4所示地粘接了框部件3、细肋部件4及带形板状的瓦楞板部件9的热交换部件20。将宽度尺寸为18mm、厚度尺寸为2mm的框部件3粘接在六边形的隔膜1的周边(外缘1a)上,将宽度尺寸为4mm、厚度尺寸为2mm的7根细肋部件4粘接在其内侧。将长度尺寸为247mm、宽度尺寸为20mm、厚度尺寸为2mm的带形板状的瓦楞板部件9粘接在风路(流路7)的入口5、出口6处。六边形状的透湿膜的面积为2418cm2,框部件3、细肋部件4及带形板状瓦楞板部件9A的全面积约为580cm2,因此有效传热面积为1838cm2,确认为透湿膜的76%。将朝向不同的两种热交换部件20如图2所示地在加强用基板15上交替地层叠200层,并且由加强用基板15夹着,在各顶点部位C通过加强棒28固定,制成如图1所示的相向流型全热交换器。
实施例2是如下地制作的。即,将联合株式会社开发的透湿膜如图3所示地切为宽度尺寸P3为390mm、长度尺寸P2为780mm、相向流部尺寸P1为420mm的六边形,制作如图5所示地粘接了框部件3、细肋部件4及三角形的平板状瓦楞板部件9B的热交换部件20。将宽度尺寸为18mm、厚度尺寸为2mm的框部件3粘接在六边形的隔膜1的周边上,将7根宽度尺寸为4mm、厚度尺寸为2mm的细肋部件4粘接在其内侧。在三角形状的平板状瓦楞板部件9B上形成占表面积的60%的范围的通孔37。六边形状的透湿膜的面积为2418cm2,框部件3、细肋部件4及三角形的平板状瓦楞板部件9B的全面积约为600cm2,因此有效传热面积为1818cm2,确认为透湿膜的75%。将朝向不同的两种热交换部件20如图2所示地在加强用基板15上交替地层叠200层,并且由加强用基板15夹着,在各顶点部位C通过加强棒28固定,制成如图1所示的相向流型全热交换器。
实施例3是如下地制作的。即,将联合株式会社开发的透湿膜如图3所示地切为宽度尺寸P3为390mm、长度尺寸P2为780mm、相向流部尺寸P1为420mm的六边形,制作如图6所示地粘接了框部件3、切断为三角形及四边形的平板状瓦楞板部件9B的热交换部件20。将宽度尺寸为18mm、厚度尺寸为2mm的框部件3粘接在六边形的隔膜1的周边上,在其内侧装入切断为三角形及四边形的平板状瓦楞板部件9B。在切断为三角形的平板状瓦楞板部件9B上形成占表面积的75%的范围的通孔37。在切断为四边形的平板状瓦楞板部件9B上形成占表面积的75%的范围的通孔38。六边形状的透湿膜的面积为2418cm2,框部件3及平板状瓦楞板部件9B的全面积约为720cm2,因此有效传热面积为1698cm2,确认为透湿膜的70%。将朝向不同的两种热交换部件20如图2所示地在加强用基板15上交替地层叠200层,并且由加强用基板15夹着,在各顶点部位C通过加强棒28固定,制成如图1所示的相向流型全热交换器。此外,如图7所示地将三角形和四边形的平板状瓦楞板部件9B形成一体的相向流型全热交换器也具有相同的性能。
实施例4是如下地制作的。即,制作出将实施例3的相向流型全热交换器的框部件3和平板状瓦楞板部件9B相嵌合而一体化的全热交换器。
实施例5是如下地制作的。即,将联合株式会社开发的透湿膜如图3所示地切为宽度尺寸P3为390mm、长度尺寸P2为780mm、相向流部尺寸P1为420mm的六边形,制作如图10所示地粘接了框部件3及带形板状瓦楞板部件9A的热交换部件20。将宽度尺寸为18mm、厚度尺寸为2mm的框部件3粘接在六边形的隔膜1的周边上,将6根宽度尺寸为10mm、厚度尺寸为2mm的细肋部件粘接在其内侧。将长度尺寸为247mm、宽度尺寸为20mm、厚度尺寸为2mm的带形板状的瓦楞板部件9B粘接在风路的入口5、出口6处。六边形状的透湿膜的面积为2418cm2,框部件3、细肋部件4及带形板状瓦楞板部件9A的全面积为550cm2,因此有效传热面积为1868cm2,确认为透湿膜的77%。将朝向不同的两种热交换部件20如图2所示地在加强用基板15上交替地层叠200层,并且由加强用基板15夹着,在各顶点部位C通过加强棒28固定,制成如图1所示的相向流型全热交换器。此外,如图11所示地将带形板状瓦楞板部件9A形成一体的相向流型全热交换器也具有相同的性能。
实施例6是如下地制作的。即,将联合株式会社开发的透湿膜如图18所示地切为480mm的正方形,将宽度尺寸为9mm、厚度为2mm的框部件3粘接在平行的两边上,细肋部件4也与上述的实施例相同,以同样的结构将图18的结构相位变化90°而层叠200层。
比较例1是如下地制作的。即,将联合株式会社开发的透湿膜如图28所示地切为一边为500mm的正四边形,制成将高刚性的牛皮纸如图28所示地进行波纹加工的热交换部件。波纹加工后的牛皮纸的高度为2.0mm,宽度为2.5mm,粘接宽度约为1mm。正四边形状的透湿膜的面积为2500cm2,粘接部的全面积为1000cm2,因此有效传热面积为1500cm2,确认为透湿膜的60%。将热交换部件如图28所示地与气流的方向正交地、交替地层叠200层,并且由加强板夹着,在各顶点通过加强棒来固定,制成如图28所示的正交流型全热交换器。
测定了上述实施例和比较例所制造的相向流型全热交换器(实施例1~5)、正交流型全热交换器(比较例1)的显热交换效率、潜热交换效率以及全热交换效率。并且,测定了压力损失。JIS-B8628所规定的冬季供暖时的空气条件下的显热交换效率、潜热交换效率以及全热交换效率的测定结果如表1所示。并且,夏季制冷时的空气条件下的显热交换效率、潜热交换效率以及全热交换效率的测定结果如表2所示。在表1、2中还记载了压力损失的测定结果。
【表1】
  显热交换效率   潜热交换效率   全热交换效率   压力损失
  实施例1   88%   75%   82%   40Pa
  实施例2   86%   72%   80%   45Pa
  实施例3   86%   72%   80%   45Pa
  实施例4   86%   71%   80%   45Pa
  实施例5   88%   75%   82%   40Pa
  实施例6   85%   70%   75%   20Pa
  比较例1   65%   50%   59%   120Pa
【表2】
  显热交换效率   潜热交换效率   全热交换效率   压力损失
  实施例1   88%   75%   80%   40Pa
  实施例2   86%   72%   78%   45Pa
  实施例3   86%   71%   77%   45Pa
  实施例4   86%   71%   76%   45Pa
  实施例5   88%   74%   80%   40Pa
  实施例6   85%   70%   75%   20Pa
  比较例1   65%   50%   53%   120Pa
根据表1、表2,确认本发明的实施例的显热交换效率为85%以上,为优良,潜热交换效率为70%以上,为优良。全热交换效率根据空气条件而不同,但确认在实施例1~5中,冬季供暖时的空气条件下全热交换效率为80%以上、夏季制冷时的空气条件下全热交换效率为75%以上,是优良的。另一方面,正交流型全热交换器的实施例6的显热交换效率、潜热交换效率以及全热交换效率分别为85%、70%、75%,比较良好。但是确认以往类型的比较例1中,分别为50%~65%左右,并不高。关于压力损失,确认实施例为60Pa以下,比较低,为比较例1的大致1/2。
如上所述,本发明是将多张由隔膜1和粘接在隔膜1上而形成流路7的流路形成部件2构成的热交换部件20上下层叠、经由隔膜1对两种气体的显热和潜热进行热交换的全热交换器,其中,流路形成部件2,具有沿着隔膜1的外缘1a设置的多个框部件3、和在两个框部件3间以既定间隔配置且宽度尺寸D4比框部件3的宽度尺寸D3小的细肋部件4,且在流路7的入口5、出口6处具有用于防止入口5、出口6的形状变化的带形板状瓦楞板部件9(9A),瓦楞板部件9是上壁面16、下壁面17和连接上壁面16与下壁面17的多个肋片18一体地成形而构成的,因此,能够提高显热交换效率、潜热交换效率以及全热交换效率,并且降低压力损失。在长时间使用或者在寒冷处结霜的情况下,能够防止由于流路7形状变化而使压力损失增加的情况。特别是,能够防止由于开口部(入口5、出口6)变形而使风难以通过(风量降低)、效率变差或压力损失上升的情况。
并且,将多张由六边形状的隔膜1和粘接在隔膜1上而形成流路7的流路形成部件2构成的热交换部件20上下层叠、经由隔膜1对两种气体的显热和潜热进行热交换的相向流型的全热交换器中,流路形成部件2,具有沿着隔膜1的外缘1a设置的多个框部件3、和在两个框部件3间以既定间隔配置且宽度尺寸D4比框部件3的宽度尺寸D3小的细肋部件4,且具有加强用三角形平板状瓦楞板部件9(90a),所述加强用三角形平板状瓦楞板部件9(90a)具有与流路7的入口5、出口6侧的三角形部34对应的三角形状轮廓、并形成有占三角形部34的面积S1的70%以上且95%以下的范围的一个或多个通孔37,瓦楞板部件9是上壁面16、下壁面17和连接上壁面16与下壁面17的多个肋片18一体地成形而构成的,因此,能够提高显热交换效率、潜热交换效率以及全热交换效率,并且降低压力损失。在长时间使用或者在寒冷处结霜的情况下,能够防止因流路7的形状变化而使压力损失增加的情况。特别是,能够防止由于开口部(入口5、出口6)变形而使风难以通过(风量降低)、效率变差或压力损失上升的情况。并且,能够简化制造工序。
并且,将多张由六边形状的隔膜1和粘接在隔膜1上而形成流路7的流路形成部件2构成的热交换部件20上下层叠、经由隔膜1对两种气体的显热和潜热进行热交换的相向流型的全热交换器中,流路形成部件2具有:沿着隔膜1的外缘1a设置的多个框部件3;具有与流路7的入口5、出口6侧的三角形部34对应的三角形状轮廓、并形成有占三角形部34的面积S1的70%以上且95%以下的范围的一个或多个通孔37的加强用三角形平板状瓦楞板部件9(90a);和具有与被入口5、出口6侧的三角形部34夹着的四边形部35对应的四边形状轮廓、并形成有占四边形部35的面积S2的70%以上且95%以下的范围的一个或多个通孔38的加强用四边形平板状瓦楞板部件9(90b),瓦楞板部件9是上壁面16、下壁面17和连接上壁面16与下壁面17的多个肋片18一体地成形而构成的,因此,能够提高显热交换效率、潜热交换效率以及全热交换效率,并且降低压力损失。在长时间使用或者在寒冷处结霜的情况下,能够防止因流路7的形状变化而使压力损失增加的情况。特别是,能够防止由于开口部(入口5、出口6)变形而使风难以通过(风量降低)、效率变差或压力损失上升的情况。并且,能够简化制造工序。
并且,将多张由六边形状的隔膜1和粘接在隔膜1上而形成流路7的流路形成部件2构成的热交换部件20上下层叠、经由隔膜1对两种气体的显热和潜热进行热交换的相向流型的全热交换器中,流路形成部件2,具有沿着隔膜1的外缘1a设置的多个框部件3、和具有与被框部件3夹着的六边形部36对应的六边形状轮廓并形成有占六边形部36面积S3的70%以上且95%以下的范围的一个或多个通孔39的加强用六边形平板状瓦楞板部件9(90c),瓦楞板部件9是上壁面16、下壁面17和连接上壁面16与下壁面17的多个肋片18一体地成形而构成的,因此,能够提高显热交换效率、潜热交换效率以及全热交换效率,并且降低压力损失。在长时间使用或者在寒冷处结霜的情况下,能够防止因流路7的形状变化而使压力损失增加的情况。特别是,能够防止由于开口部(入口5、出口6)变形而使风难以通过(风量降低)、效率变差或压力损失上升的情况。并且,能够简化制造工序。
并且,由于将框部件3和瓦楞板部件9通过嵌合而固定,所以能够防止框部件3和瓦楞板部件9的位置偏移,并且,能够防止在隔膜1上产生皱纹。并且,流路7的形状保持效果提高,能够抑制在长时间使用或者在寒冷处结霜的情况下压力损失的上升。
并且,将多张由隔膜1和粘接在隔膜1上而形成流路7的流路形成部件2构成的热交换部件20上下层叠、经由隔膜1对两种气体的显热和潜热进行热交换的相向流型的全热交换器中,流路形成部件2,包括沿着隔膜1的外缘1a设置的多个框部件3、和设置在两个框部件3间的带形板状瓦楞板部件9(9A),且在流路7的入口5、出口6处具有用于防止入口5、出口6的形状变化的带形板状瓦楞板部件9(9A),并且,将框部件3和带形板状瓦楞板部件9(9A)通过嵌合而固定,瓦楞板部件9是上壁面16、下壁面17和连接上壁面16与下壁面17的多个肋片18一体地成形而构成的,因此,能够提高显热交换效率、潜热交换效率以及全热交换效率,并且降低压力损失。在长时间使用或者在寒冷处结霜的情况下,能够防止因流路7的形状变化而使压力损失增加的情况。特别是,能够防止由于开口部(入口5、出口6)变形而使风难以通过(风量降低)、效率变差或压力损失上升的情况。并且,能够有效地利用比较高价的平板状瓦楞板部件9B。并且,能够低成本化。
并且,将多张由隔膜1和粘接在隔膜1上而形成流路7的流路形成部件2构成的热交换部件20上下层叠、经由隔膜1对两种气体的显热和潜热进行热交换的正交流型的全热交换器中,流路形成部件2,具有沿着隔膜1的外缘1a设置的多个框部件3、和在两个框部件3间以既定间隔配置且宽度尺寸D4比框部件3的宽度尺寸D3小的细肋部件4,且在流路7的入口5、出口6处具有用于防止入口5、出口6的形状变化的带形板状瓦楞板部件9,瓦楞板部件9是上壁面16、下壁面17和连接上壁面16与下壁面17的多个肋片18一体地成形而构成的,因此,能够提高显热交换效率、潜热交换效率以及全热交换效率,并且降低压力损失。在长时间使用或者在寒冷处结霜的情况下,能够防止因流路7的形状变化而使压力损失增加的情况。特别是,能够防止由于开口部(入口5、出口6)变形而使风难以通过(风量降低)、效率变差或压力损失上升的情况。
并且,将多张由隔膜1和粘接在隔膜1上而形成流路7的流路形成部件2构成的热交换部件20上下层叠、经由隔膜1对两种气体的显热和潜热进行热交换的正交流型的全热交换器中,流路形成部件2,具有沿着隔膜1的外缘1a设置的外缘细肋部件3A、和在两个外缘细肋部件3A间以既定间隔配置且宽度尺寸D4与外缘细肋部件3A的宽度尺寸D3相同的细肋部件4,且在流路7的入口5、出口6处具有用于防止入口5、出口6的形状变化的带形板状瓦楞板部件9,瓦楞板部件9是上壁面16、下壁面17和连接上壁面16与下壁面17的多个肋片18一体地成形而构成的,因此,能够提高显热交换效率、潜热交换效率以及全热交换效率,并且降低压力损失。在长时间使用或者在寒冷处结霜的情况下,能够防止因流路7的形状变化而使压力损失增加的情况。特别是,能够防止由于开口部(入口5、出口6)变形而使风难以通过(风量降低)、效率变差或压力损失上升的情况。并且,使外缘细肋部件3A和细肋部件4通用化,可实现零件种类的降低、成本降低和库存管理等的简便化。
并且,由于在流路7的流动方向中间部设置了带形板状瓦楞板部件9(9A),所以能够使隔膜1紧绷地张开,在长时间使用或者结霜等的情况下,能够减轻隔膜1的变形,抑制压力损失的上升。
并且,将正方形状的隔膜1和形成流路7的流路形成部件2相互地上下层叠、经由隔膜1对两种气体的显热和潜热进行热交换的正交流型的全热交换器中,流路形成部件2由具有与隔膜1对应的正方形状轮廓、并形成有占隔膜1的面积S4的70%以上且95%以下的范围的多个通孔44的加强用正方形平板状瓦楞板部件9构成,瓦楞板部件9是上壁面16、下壁面17和连接上壁面16与下壁面17的多个肋片18一体地成形而构成的,因此除去瓦楞板部件9的粘接部分的隔膜1的有效传热面积达到80%以上,能够使热交换率提高。并且,能够防止流路7的入口5、出口6的形状变化,因此能够降低压力损失,并且,抑制长期使用中压力损失的上升。
并且,加强用正方形平板状瓦楞板部件9由多个分割平板状瓦楞板部件100构成,分割平板状瓦楞板部件100中的至少一个是梳形状的,因此,从1张平板状瓦楞板部件9,进行切断而使两个梳形状的分割瓦楞板部件100为相对啮合状,能够有效地利用并制造平板状瓦楞板部件9。
并且,瓦楞板部件9的肋片形成为上下方向的直线状或连续波形状,因此制造简单且强度优良。
并且,是将形成隔膜1和流路7的流路形成部件2交替地上下层叠、经由隔膜1对两种气体的显热和潜热进行热交换的正交流型的全热交换器的制造方法,其中,从上壁面16、下壁面17和连接上壁面16与下壁面17的多个肋片18一体地成形而构成的1张平板状瓦楞板部件9,进行切断而使两个梳形状的分割瓦楞板部件100为相对啮合状,使用分割瓦楞板部件100,形成具有与隔膜1对应的正方形状轮廓的具有多个通孔44的加强用正方形平板状瓦楞板部件9,以加强用正方形平板状瓦楞板部件9为基础做成流路形成部件2,因此,能够有效地利用平板状瓦楞板部件9(能够减少废料E)。并且能够降低制造成本。

Claims (7)

1.一种相向流型的全热交换器,将多张由六边形状的隔膜(1)和粘接在该隔膜(1)上而形成流路(7)的流路形成部件(2)构成的热交换部件(20)上下层叠、经由该隔膜(1)对两种气体的显热和潜热进行热交换,其特征在于,
上述流路形成部件(2),具有沿着上述隔膜(1)的外缘(1a)设置的多个框部件(3)、和在两个该框部件(3)间以既定间隔配置且宽度尺寸(D4)比该框部件(3)的宽度尺寸(D3)小的细肋部件(4),且包括具有与上述流路(7)的入口(5)、出口(6)侧的三角形部(34)对应的三角形状轮廓并形成有占上述三角形部(34)的面积(S1)的70%以上且95%以下的范围的一个或多个通孔(37)的加强用三角形平板状瓦楞板部件(9),
上述瓦楞板部件(9)是上壁面(16)、下壁面(17)和连接该上壁面(16)与下壁面(17)的多个肋片(18)一体地成形而构成的。
2.一种相向流型的全热交换器,将多张由六边形状的隔膜(1)和粘接在该隔膜(1)上而形成流路(7)的流路形成部件(2)构成的热交换部件(20)上下层叠、经由该隔膜(1)对两种气体的显热和潜热进行热交换,其特征在于,
上述流路形成部件(2)具有:沿着上述隔膜(1)的外缘(1a)设置的多个框部件(3);具有与上述流路(7)的入口(5)、出口(6)侧的三角形部(34)对应的三角形状轮廓、且形成有占上述三角形部(34)的面积(S1)的70%以上且95%以下的范围的一个或多个通孔(37)的加强用三角形平板状瓦楞板部件(9);和具有与被上述入口(5)、出口(6)侧的三角形部(34)所夹着的四边形部(35)对应的四边形状轮廓、且形成有占上述四边形部(34)的面积(S2)的70%以上且95%以下的范围的一个或多个通孔(38)的加强用四边形平板状瓦楞板部件(9),
上述瓦楞板部件(9)是上壁面(16)、下壁面(17)和连接该上壁面(16)与下壁面(17)的多个肋片(18)一体地成形而构成的。
3.一种相向流型的全热交换器,将多张由六边形状的隔膜(1)和粘接在该隔膜(1)上而形成流路(7)的流路形成部件(2)构成的热交换部件(20)上下层叠、经由该隔膜(1)对两种气体的显热和潜热进行热交换,其特征在于,
上述流路形成部件(2),具有沿着上述隔膜(1)的外缘(1a)设置的多个框部件(3)、和具有与被上述框部件(3)夹着的六边形部(36)对应的六边形状轮廓且形成有占上述六边形部(36)面积(S3)的70%以上且95%以下的范围的一个或多个通孔(39)的加强用六边形平板状瓦楞板部件(9),
上述瓦楞板部件(9)是上壁面(16)、下壁面(17)和连接该上壁面(16)与下壁面(17)的多个肋片(18)一体地成形而构成的。
4.如权利要求2或3所述的全热交换器,其特征在于,上述框部件(3)和上述瓦楞板部件(9)通过嵌合而固定。
5.一种正交流型的全热交换器,将正方形的隔膜(1)和形成流路(7)的流路形成部件(2)交替地上下层叠、经由该隔膜(1)对两种气体的显热和潜热进行热交换,其特征在于,
上述流路形成部件(2)由具有与上述隔膜(1)对应的正方形状轮廓、且形成有占上述隔膜(1)的面积(S4)的70%以上且95%以下的范围的多个通孔(44)的加强用正方形平板状瓦楞板部件(9)构成,
上述瓦楞板部件(9)是上壁面(16)、下壁面(17)和连接该上壁面(16)与下壁面(17)的多个肋片(18)一体地成形而构成的。
6.如权利要求5所述的全热交换器,其特征在于,上述加强用正方形平板状瓦楞板部件(9)由多个分割平板状瓦楞板部件(100)构成,上述分割平板状瓦楞板部件(100)中的至少一个是梳形状的。
7.一种正交流型的全热交换器的制造方法,所述正交流型全热交换器将隔膜(1)和形成流路(7)的流路形成部件(2)交替地上下层叠、经由该隔膜(1)对两种气体的显热和潜热进行热交换,该制造方法的特征在于,
从上壁面(16)、下壁面(17)和连接该上壁面(16)与下壁面(17)的多个肋片(18)一体地成形而构成的1张平板状瓦楞板部件(9),进行切断而使两个梳形状的分割瓦楞板部件(100)为相对啮合状,使用该分割瓦楞板部件(100),形成具有与上述隔膜(1)对应的正方形状轮廓的具有多个通孔(44)的加强用正方形平板状瓦楞板部件(9),利用该加强用正方形平板状瓦楞板部件(9)而做成上述流路形成部件(2)。
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