JP2004190921A

JP2004190921A - 熱交換器及び熱交換換気装置

Info

Publication number: JP2004190921A
Application number: JP2002358012A
Authority: JP
Inventors: Hidemoto Arai; 秀元荒井; Kenzo Takahashi; 健造高橋; 勝 ▲高▼田; Masaru Takada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】窒素酸化物等の有害ガス成分を除去することができる熱交換器を得る。また、その熱交換器を用いたコンパクトな熱交換換気装置を得る。
【解決手段】伝熱性を有する仕切部材２を、間隔保持部材３を挟んで所定の間隔をもって複数層に重ね合わせ、一次流体イと二次流体ロがこれらの各層間を交互に通るように形成し、仕切部材２を通して一次流体イと二次流体ロとの間でそれぞれの保有する熱を連続的に交換するようにした熱交換器１について、その仕切部材２と間隔保持部材３の少なくとも片方に有害ガス成分の除去機能を付与し、仕切部材２の流体と接触する片面に透湿膜７を形成する。また、その熱交換器を、外気を室内へ給気する給気通風路と、室内の空気を室外へ排気する相互に独立した排気通風路の一部に組込む。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、気体間での熱交換を行わせる熱交換器及び給排気間で熱交換を行う熱交換換気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記この種の熱交換器の中には、一次気流と二次気流を通す通風路を形成する間隔保持部材及び仕切部材が脱臭機能を有し、仕切部材の片面に空気遮蔽機能を有する透湿膜を形成したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２２８３８２号公報（第３頁、図３）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の熱交換器は、臭気成分の除去には有効なものの、窒素酸化物等の有害ガス成分については素通りしてしまい除去することはできない。窒素酸化物等の有害ガス成分を除去するには、専用のフィルターを設ける必要があり、熱交換換気装置に組込むと、装置が大型化してしまい、コストも高くなるといった問題点がある。
【０００５】
本発明はかかる課題を解決するためになされたもので、その課題とするところは、窒素酸化物等の有害ガス成分を除去することができる熱交換器を得ることであり、その熱交換器を用いたコンパクトな熱交換換気装置を得ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成するために本発明は、伝熱性を有する仕切部材を、間隔保持部材を挟んで所定の間隔をもって複数層に重ね合わせ、一次気流と二次気流がこれらの各層間を交互に通るように形成し、仕切部材を通して一次気流と二次気流との間でそれぞれの保有する熱を連続的に交換するようにした熱交換器について、その仕切部材と間隔保持部材の少なくとも片方に有害ガス成分の除去機能を付与し、仕切部材の気流と接触する片面に透湿性の空気遮蔽膜を形成する手段を採用する。
【０００７】
また、前記課題を達成するために他の発明は、上記手段による熱交換器を、外気を室内へ給気する給気通風路と、室内の空気を室外へ排気する相互に独立した排気通風路の一部に組込む手段を採用する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図は本実施の形態における熱交換器を示す斜視図、図２は熱交換器の構成部材を示す斜視図、図３は構成部材の拡大断面図である。本実施の形態では、図１に示すような積層構造の六面体に構成された空調用に適した熱交換器を例示して説明する。
【０００９】
この熱交換器１は、伝熱性と通湿性とを有する投影平面形状が方形の薄肉の仕切部材２を、鋸波状又は正弦波状の投影平面形状が仕切部材２に一致した間隔保持部材３を波の目が一層おきに９０度又はそれに近い角度で交差するように挟んで複数層に重ね合わせて接着した構成である。熱交換器１の単位的構成要素は、図２に示すような一枚の仕切部材２の片面に一枚の間隔保持部材３が接着された構成部材４からなり、この構成部材４が積層接着されて、図１に示すように一次気流イの流体通路５と二次気流ロの流体通路６が一層おきに交互に交差する熱交換器１が構成される。
【００１０】
構成部材４の仕切部材２は、図３に示すように窒素酸化物（ＮＯｘ）やホルムアルデヒド等の有害ガス成分を吸着除去する機能を有する多孔質材で構成され、その片面には、空気遮蔽機能を有する透湿膜７が薬液塗工により形成されている。また、間隔保持部材３は、窒素酸化物（ＮＯｘ）やホルムアルデヒド等の有害ガス成分を吸着除去する機能を有する多孔質材で構成されている。
【００１１】
この構成部材４は、仕切部材２の透湿膜７側の面に流体通路５，６を構成するように、間隔保持部材３をコルゲート加工により接着することにより連続的に作られる。仕切部材２を構成する有害ガス成分を除去する機能を持つ多孔質材には、厚さ６０〜１２０μｍ程度で、坪量が２５〜１５０ｇ／ｍ^２程度の表面活性の高い活性炭繊維を主とするペーパー状の素材が採用されている。透湿膜７には、水溶性高分子物質であるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を水に溶かし、さらに吸湿作用のある薬剤として塩化リチウム及び難燃剤のスルファミン酸グアニジンを混ぜたものが用いられている。
【００１２】
間隔保持部材３としては、例えば、シリカゲルやゼオライトを３０〜５０％ほど含有させたパルプ及び合成樹脂繊維、ガラス繊維等と抄き合わせた機能紙又は、粒子径が０．０１〜０．１μｍ程度の表面活性の高い活性炭粒子をパルプ及び合成樹脂繊維、ガラス繊維等と抄き合わせた活性炭ペーパーが用いられている。これらの機能紙あるいは活性炭ペーパーをそのまま間隔保持部材３として用いても、有害ガス成分を除去する機能を発揮するが、特に、窒素酸化物の除去には、窒素酸化物を化学吸着する薬剤を表面に添着処理すると効果的である。
【００１３】
窒素酸化物を化学吸着する薬剤としては、金属錯体あるいはアルカリ金属塩が有効である。金属錯体ではコバルト金属錯体が最も有効性が高く、ポルフィリンやフタロシアニンのコバルト金属錯体やサルコミンが用いられる。また、アルカリ金属塩としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、リン酸塩、硝酸塩、塩酸塩等が効果的であり、炭酸ナトリウムや炭酸カリウムが好適である。この薬液塗工は、例えば２００秒程度のサイズ処理を行うことで、薬液が機能紙や活性炭ペーパーの細孔に浸透することを阻害して有害ガス成分の除去性能の低下を低く抑えることができる。
【００１４】
本実施の形態では、透湿膜７を多孔質材の片面に薬液塗工により形成するため、微細孔を有する活性炭繊維の表面を薬剤で埋めることがなく、活性炭の表面活性が失われ難いため、有害ガス成分の除去性能は頗る良好である。このように、間隔保持部材３のみならず仕切部材２にも有害ガス成分の除去機能を持たせることにより、有害ガス成分の除去性能の高い熱交換器１が得られる。
【００１５】
構成部材４を、二次気流ロを通す流体通路６を構成するものについて上述した構成とし、一次気流イを通す流体通路５を構成するものについては、有害ガス成分を除去する機能を具備しないもので構成することにより、室外から室内へ取入れる外気に含まれる有害ガス成分、特に窒素酸化物を除去し、清浄な空気を室内に給気することができる。一次気流イの流体通路５についても二次気流ロの流体通路６についても有害ガス成分を除去する機能を持たせた熱交換器１では、構成部材４が一種類で済み、製造がし易いうえ、室内の空気の室外への排気についても有害ガス成分を除去することができ、環境に配慮した熱交換器１となる。
【００１６】
なお、構成部材４を、その間隔保持部材３の波の目の方向を併行にして積層することにより、対向流型の熱交換器を構成することもできる。
【００１７】
実施の形態２．
本実施の形態は、実施の形態１で示した熱交換器を組込んだ熱交換換気装置に関するものであり、熱交換器自体は、実施の形態１で示したものと同じである。従って、実施の形態１と同じ部分については、実施の形態１と同じ符号を用い、それらについての説明は省略する。
【００１８】
図４に示す本実施の形態の熱交換換気装置は、外気を室内へ給気する給気通風路８と、室内の空気を室外へ排気する相互に独立した排気通風路９とが本体ケーシング１０内に構成されている。給気通風路８には室外から室内へ向かう空気流を形成する送風機１１が組込まれ、排気通風路９には室内から室外へ向かう空気流を形成する送風機１２が組込まれている。排気通風路９と給気通風路８の一部は、本体ケーシング１０に組込まれた熱交換器１の一次気流イを通す流体通路５と、二次気流ロを通す流体風路６により構成され、給排気流間で連続的な熱交換が行われる。
【００１９】
給排気流間での熱交換と併行して熱交換器１により、有害ガス成分が吸着除去され、室内の空気は清浄なものとなる。また、室内で発生する有害ガス成分も熱交換器１で吸着除去され、環境に配慮した形態で室外へ排気される。このように、この熱交換換気装置では、有害ガス成分を除去する専用フィルターを別に装備しないで済むため、装置がコンパクトになり、コストも低減できる。
【００２０】
【発明の効果】
この発明によれば、窒素酸化物等の有害ガス成分を除去することができる熱交換器が得られる。
【００２１】
また、他の発明によれば、窒素酸化物等の有害ガス成分を除去することができるコンパクトな熱交換換気装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の熱交換器を示す斜視図である。
【図２】実施の形態１の熱交換器の構成部材を示す斜視図である。
【図３】実施の形態１の熱交換器の構成部材の部分拡大断面図である。
【図４】実施の形態２の熱交換換気装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１熱交換器、２仕切部材、３間隔保持部材、５流体通路、６
流体通路、７透湿膜、８給気通風路、９排気通風路。

Claims

伝熱性を有する仕切部材を、間隔保持部材を挟んで所定の間隔をもって複数層に重ね合わせ、一次気流と二次気流がこれらの各層間を交互に通るように形成し、前記仕切部材を通して一次気流と二次気流との間でそれぞれの保有する熱を連続的に交換するようにした熱交換器であって、前記仕切部材と前記間隔保持部材の少なくとも片方に有害ガス成分の除去機能を付与し、前記仕切部材の気流と接触する片面に透湿性の空気遮蔽膜を形成した熱交換器。
請求項１に記載の熱交換器であって、二次気流の通る層に対して有害ガス成分の除去機能を付与した熱交換器。
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の熱交換器であって、仕切部材と間隔保持部材の少なくとも一方は、空気に含まれる有害ガス成分の除去機能を有する多孔質材で構成した熱交換器。
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の熱交換器であって、仕切部材と間隔保持部材の少なくとも一方は、空気に含まれる有害ガス成分の除去機能を有する機能紙材で構成した熱交換器。
請求項４に記載の熱交換器であって、仕切部材と間隔保持部材の少なくとも一方は、空気に含まれる有害ガス成分の除去機能を有する活性炭ペーパーで構成した熱交換器。
請求項３〜請求項５までのいずれかに記載の熱交換器であって、空気に含まれる有害ガス成分の除去機能を有する部材に窒素酸化物を化学吸着する薬剤を添着処理した熱交換器。
請求項６に記載の熱交換器であって、薬剤が金属錯体又はアルカリ金属塩である熱交換器。
請求項１〜請求項７までのいずれかに記載の熱交換器を、外気を室内へ給気する給気通風路と、室内の空気を室外へ排気する相互に独立した排気通風路の一部に組込んだ熱交換換気装置。