JP6793858B2 - 流路板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、流路板の製造方法に関する。

基板を挟んで給気流と排気流を流すことで熱交換する熱交換素子として、対向流型熱交換素子がある。対向流型熱交換素子は、例えば、特許文献１に示すように、山部と谷部から形成された断面形状が波形のコルゲートシートから切断された２以上の流路板を交互に積層して形成される。

熱交換素子は、流路の圧力損失を小さくすることが望まれる。特許文献１に開示された熱交換素子において、流路の圧力損失を小さくする手段として、例えば、波形のコルゲートシートの山部又は谷部の頂部の一部を切除して、空気流が通過する流路の断面積を大きくすることが考えられる。

国際公開第２０１６／１４７３５９号

しかしながら、山部又は谷部の頂部の一部を切除する作業は、繊細な作業であり、作業時間がかかる。また、このような作業に用いられる装置も必要となり、コストもかかる。また、流路板の圧力損失は、流路板の流路が形成された位置によって異なり、圧力損失を流路板の流路切断面全体で均一に調整する必要がある。圧力損失を均一に調整するために、山部又は谷部の一部を削除する作業も複雑であり、作業に時間がかかる。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、流路板の一部である流路形成板を圧力損失の小さい部材とすることで、圧力損失を小さくした流路板を簡単に製造でき、流路板の流路切断面全体で圧力損失を均一に調整できる流路板の製造方法を提供することを目的とする。

上記問題点を解決し、目的を達成するために、本発明に係る流路板の製造方法は、帯状の第１の基板に、当該第１の基板の幅方向に伸び当該幅方向と直交する方向に第１の幅を有する孔を、第１の基板の幅方向と直交する方向に２以上形成する孔形成工程と、２以上の孔が形成された第１の基板を折曲げて、頂部が第１の基板の幅方向に伸びる山部と谷部を備える波形の流路形成板を形成する流路形成板形成工程であって、山部の頂点と当該山部に隣り合う山部の頂点とで一波長が規定される谷部、又は谷部の頂点と当該谷部に隣り合う谷部の頂点で一波長が規定される山部、の何れか一方の位置に、第１の基板の孔が配置されて第１の基板は折曲げられる流路形成板形成工程と、流路形成板の谷部又は山部の何れか一方の頂部と、帯状の第２の基板の板面とを接着して流路板を形成する流路板形成工程と、を備える。

本発明によれば、流路板の一部である流路形成板を圧力損失の小さい部材とすることで、圧力損失を小さくした流路板を簡単に製造でき、流路板の流路切断面全体で圧力損失を均一に調整できる流路板の製造方法を提供できる。

本発明の実施の形態１に係る流路板を製造する流路板製造装置を示す図 実施の形態１に係る流路板の原理を示す図であり、従来の流路板の断面図 実施の形態１に係る流路板の原理を示す図であり、従来の流路板の圧力損失を低減した流路板の断面図 実施の形態１に係る流路板の原理を示す図であり、本実施の形態の流路板の断面図 実施の形態１に係る流路板を製造する流路板製造装置の要部を示す図 実施の形態１に係る流路板を製造する方法において、第１の基板の変化を示す図であり、図１の矢印Ａから見た図 実施の形態１に係る流路板を製造する方法において、第１の基板の変化を示す図であり、図１、３の矢印Ｂから見た図 実施の形態１に係る流路板を製造する方法において、第１の基板の変化を示す図であり、図１、３の矢印Ｃから見た図 実施の形態１に係る流路板を製造する方法において、第１の基板の変化を示す図であり、図３の矢印Ｄから見た図 実施の形態１に係る流路板を製造する方法において、第１の基板の変化を示す図であり、図４Ｄの一点破線で切断した第１の基板を示す図 第１の基板に孔をあけない場合の図４Ｄに対応する図 変形例１に係る第１の基板を示す図 変形例２に係る第１の基板を示す図 実施の形態２に係る流路板を製造する流路板製造装置を示す図 実施の形態２に係る流路板の断面を示す図であり、流路ユニットが等間隔で配置された図 実施の形態２に係る流路板の断面を示す図であり、流路ユニットが異なる間隔で配置された図 実施の形態１又は２の流路板を使用した熱交換装置の一部分解斜視図 実施の形態１又は２の流路板から熱交換装置に使用する流路板を製造する方法を示す図

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１に係る流路板の製造方法について、図面を参照して説明する。本実施の形態に係る流路板の製造方法は、流路板製造装置により実現される。

まず、本実施の形態の原理について、図２を参照して説明する。後述する本実施の形態に関わらず、図２では統一した符号を用いて説明する。熱交換素子に使用される従来の流路板１０００は、図２Ａに示すように、シート状の基板１１００ａに、断面が山部１２００ａと谷部１２００ｂで形成された波形形状の流路形成板１２００が接着されて形成される。山部１２００ａと流路形成板１２００との間に流路１２００ｃが形成される。また、谷部１２００ｂと他の流路板の基板１１００ｂとの間にも、流路１２００ｄが形成される。このような流路板１０００を使用した場合、山部１２００ａと谷部１２００ｂが連続して形成され、断面積の小さい流路１２００ｃ、１２００ｄを流体が流れるため、流路１２００ｃ、１２００ｄの圧力損失は大きい。

圧力損失を小さくするために、例えば、図２Ｂに示すように、図２Ａの一点破線で示す位置で山部１２００ａの頂部を切断して、流路の断面積を大きくすることが考えられる。この方法により、山部１２００ａは一つ置きに形成され、流路の断面積は大きくなる。

図２Ｂで示す流路板１０００は、完成された流路板１０００の頂部を切除して形成されるので、頂部が切除された後に、残部１２００ｅが残る。残部１２００ｅがあることにより、圧力損失が生じるので、残部１２００ｅはないほうが好ましい。

本実施の形態における流路板の製造方法は、図２Ｃに示すように、残部１２００ｅを含まない山部を一つ置き、あるいは２つ置き以上の間隔を隔てて配置して流路形成板１２００を提供する方法である。また、従来の流路板は、完成された流路板の頂部を切除して圧力損失を低減していた。本実施の形態における流路板１０００は、流路板１０００の一部である流路形成板１２００の圧力損失を低減させる構造とし、その流路形成板１２００と基板１１００ａ、１１００ｂとを接着させることで形成される。

図１に示すように、流路板製造装置１は、第１の基板４０に孔をあけるプレス成形部１０と、孔をあけた第１の基板４０を波形に成形して流路形成板４１を取得する波形成形部２０と、流路形成板４１に接着剤を塗布する接着剤塗布部７０と、流路形成板４１と第２の基板５０を接合させる接合部３０と、を備える。図中、第１の基板４０が搬送される方向を左右方向、左右方向に垂直な方向を上下方向と規定する。

プレス成形部１０は、上下方向に移動する可動部１１と、可動部１１の下面と対向して配置され、床に設置された基台１３に固定された固定部１２と、を備える。可動部１１の下面には、第１の基板４０に孔を開けるための複数の、例えば３つの突出部１１ａが取り付けられる。第１の基板４０は、流路板８０の素材となるシート状の部材であり、例えば、パルプ素材が使用される。突出部１１ａは、可動部１１が下降することで、固定部１２の上面に載置された帯状の第１の基板４０の一部を打ち抜き、突出部１１ａの輪郭と同一の輪郭を備える孔を第１の基板４０に形成する。

波形成形部２０は、一対のローラ２０ａ、２０ｂを備える。一対のローラ２０ａ、２０ｂは、図３に示すように、平歯車形状に形成され、第１の基板４０の幅方向に伸びる軸を中心に、それぞれ逆方向に回転される。回転する一対のローラ２０ａ、２０ｂ間を、第１の基板４０が通過することで、第１の基板４０は、山部と谷部を備える波形の流路形成板４１となる。

接着剤塗布部７０は、波形に形成された流路形成板４１の下方に配置され、一対のローラ２０ａ、２０ｂによって送られた波形の流路形成板４１の谷部の頂部に接着剤を塗布する。接着剤塗布部７０は、ローラ状に形成され、流路形成板４１が搬送される第１の方向Ｘと紙面に垂直な方向に伸びる軸を中心に回転する。接着剤塗布部７０は、ローラの周面が、流路形成板４１の谷部の頂部と接触する位置に配置される。ローラの周面には接着剤が含浸され、ローラの周面が流路形成板４１に接触することにより、流路形成板４１の谷部の頂部に接着剤が塗布される。

接合部３０は、波形成形部２０で波形に成形された流路形成板４１と、第２の基板５０とを接合する。第２の基板５０は、他の流路板との間を仕切る仕切板として機能する板である。第２の基板５０は、シート状の部材であり、例えば、パルプ素材が使用される。

接合部３０は、接着剤が塗布された流路形成板４１と第２の基板５０とを引き込み、互いに接合させる一対の接合ローラ３０ａ、３０ｂを備える。一対の接合ローラ３０ａ、３０ｂは、第１の基板４０が搬送される第１の方向Ｘに紙面と垂直な軸を中心に、互いに逆方向に回転する。接合部３０によって流路形成板４１と第２の基板５０とは接合され、流路板８０が形成される。

次に、流路板製造装置１を用いた流路板の製造方法について、図１、３、４を用いて説明する。

流路板製造方法は、孔形成工程と、流路形成板形成工程と、流路板形成工程と、を備える。

孔形成工程において、まず、図１に示すように、帯状の第１の基板４０が巻回されたローラから、図示しない引出装置により、帯状の第１の基板４０を、矢印Ｘで示す第１の方向に引き出す。引き出された第１の基板４０の矢印Ａ方向から見た図を図４Ａに示す。引き出された帯状の第１の基板４０は、プレス成形部１０まで搬送される。

プレス成形部１０において、第１の基板４０は、可動部１１と固定部１２との間に配置され、固定部１２の上面に載置される。可動部１１が下降して、可動部１１と固定部１２との間に第１の基板４０を挟み、可動部１１が押圧することにより、可動部１１に取り付けられた突出部１１ａが、第１の基板４０に３つの孔を打ち抜く。

図１、３の矢印Ｂから見た図を図４Ｂに示す。図４Ｂに示すように、プレス成形部１０によって形成される孔４２は、帯状の第１の基板４０の幅方向に伸びる孔である。孔４２は、第１の基板４０の搬送方向である第１の方向Ｘであり、第１の基板４０の幅方向に直交する方向に第１の幅ｍを有する孔であり、第１の方向Ｘに沿って３つ形成される。また、孔４２と孔４２は、第１の方向Ｘに第２の幅ｎの間隔をもって配置される。本実施の形態では、第１の幅ｍと第２の幅ｎとは同一である。

３つの孔４２が形成された後、可動部１２は上昇し、３つの孔４２が形成された第１の基板４０は第１の方向Ｘに送られ、孔４２が形成されていない第１の基板４０の基板面が可動１１と固定部１２との間に移動する。そして、再び、可動部１１が下降して固定部１２との間に配置された第１の基板４０に３つの孔４２を形成する。可動部１１の下降、上昇、第１の基板４０の送り、という一連の動作を繰り返すことにより、第１の基板４０に連続して３つ以上の複数の孔４２を形成する。

そして、複数の孔が形成された第１の基板４０は、波形成形部２０に送られ、流路形成板形成工程が実行される。第１の基板４０は、互いに逆方向に回転する波形成形部２０の一対のローラ２０ａ、２０ｂの間を通過することで、一対のローラ２０ａ、２０ｂの歯部に沿って折曲げられて、山部と谷部を有する波形を備える流路形成板４１が形成される。流路形成板４１の山部及び谷部の頂部は、第１の基板４０の幅方向と平行に伸びて形成される。また、本実施の形態では、図３に示すように、谷部の頂点とその谷部に隣り合う谷部の頂点とで規定される一波長ｓを有する一つの山部が、連続して形成される。

図４Ｃは、波形に折曲げられた流路形成板４１を図１、３において矢印Ｃから見た図である。図中、細かい点線４１ａは、折曲げられて形成された山部を示し、荒い点線４１ｂは谷部の頂点を示す。図３、図４Ｃに示すように、谷部の頂点とその谷部に隣り合う谷部の頂点とで規定される一波長ｓを有する一つの山部は、第１の幅ｍを備える孔４２の位置と合致されて形成される。このような位置関係に山部と孔４２を配置するために、一対のローラ２０ａ、２０ｂに第１の基板４０が挟み込まれる前に、孔４２の位置と、歯車の歯の位置とは位置決めされる。

本実施の形態では、第１の幅ｍと第２の幅ｎとは同一の幅であるので、一波長ｓの一つの山部と折曲された孔４２との位置を合致させることにより、孔４２と孔４２の間の第１の基板４０の部分は、第１の基板４０が折曲されることで、孔４２の位置に隣接する山部を形成する。このように、一つの山部の位置を孔４２の位置に合致させて流路形成板４１を成形したので、山部が一つ置きに形成される。

次に、波形に折曲げられた流路形成板４１は、接着剤塗布部７０に送られ、流路板形成工程が実行される。流路形成板４１の谷部の頂部と、接着剤塗布部７０のローラ表面が接触することで、流路形成板４１の谷部の頂部に接着剤が塗布される。図４Ｄは、接着剤が塗布された流路形成板４１を、図３の矢印Ｄから見た図である。図４Ｄにおいて、斜線で示した領域が、接着剤７１が塗布された領域である。

接着剤７１は、孔４２が形成された領域を含んで塗布される。したがって、孔が形成されていない第１の基板を用いた場合より、接着剤を塗布する面積が少なくなり、接着剤により熱交換効率が低減されるのを抑制できる。図５は、孔が形成されていない流路形成板４１に接着剤７１を塗布した状態を、本実施の形態の第１の基板４０と同一の方向から見た図である。図５に示す流路形成板４１には、孔が形成されていないので、接着剤７１を塗布する面積が大きくなり、孔４２が形成された流路形成板４１より熱交換効率が低くなる。

次に、接着剤７１が塗布された流路形成板４１と第２の基板５０とは、接合部３０の一対の接合ローラ３０ａ、３０ｂに引き込まれ、接合ローラ３０ａ、３０ｂ間を通過することにより、接合されて流路板８０を形成する。流路板８０は、巻回されてコルゲートロール６０として保管される。

このようにして完成した流路板８０は、孔４２に対応する位置の山部が欠如した流路板８０となる。

流路板８０は、図４Ｄの状態で、コルゲートロール６０として保管してもよいし、図４Ｄの流路板８０を一点破線で切断して、図４Ｅに示す流路板８０をコルゲートロール６０として保管してもよい。そして、コルゲートロール６０から流路板８０を引き出して切断し、熱交換素子の流路板として使用する。

本実施の形態によれば、予め第１の基板４０に孔４２を開けて流路形成板４１を形成し、この流路形成板４１と第２の基板５０とを接合することにより流路板８０を製造した。流路板８０には山部が一つ置きに配置されるので、流路の圧力損失が少ない流路板８０を提供できるとともに、山部の一部を切除する作業をすることなく、流路板８０を簡単に製造できる。

本実施の形態によれば、孔４２の第１の幅ｍと、孔４２と孔４２との間の間隔の第２の幅ｎとを同一の幅とした。したがって、流路板８０に、山部が一つ置きに配置された流路板を容易に取得できる。また、孔４２は等間隔に形成されるので、孔形成工程も単純にすることができる。

（変形例１）
実施の形態１において、帯状の第１の基板４０に形成される孔４２は、第１の方向Ｘと紙面と垂直に伸びる一つの孔が、第１の方向Ｘに沿って２以上形成されると説明した。しかし、本発明は、このような孔に限定されず、垂直に伸びる孔が垂直方向に複数あってもよい。

例えば、図６に示すように、第１の方向Ｘと紙面に垂直な方向に、３つの孔４３ａ、４３ｂ、４３ｃを形成し、これらの孔を一つの孔ユニット４３とし、孔ユニット４３を、第１の方向Ｘに沿って２以上並べてもよい。

本変形例によれば、第１の方向Ｘと紙面に垂直な方向に、３つの孔４３ａ、４３ｂ、４３ｃを形成したことにより、一つの長い孔４２を形成した場合と比較して、第１の基板４０の強度を高めることができる。

（変形例２）
実施の形態１において、帯状の第１の基板４０に形成される孔４２は、第１の方向Ｘと紙面と垂直に直線状に伸びる孔が、第１の方向Ｘに沿って２以上形成されると説明した。しかし、本発明は、このように直線状の伸びる孔に限定されない。

第１の方向Ｘと紙面に垂直に伸びる孔の形状は、直線で形成されるのではなく、曲線を含む形状としてもよい。例えば、図７に示すように、孔４４の形状は、直線で形成されず、ジグザクに曲がる曲線を含んで形成されてもよい。

本変形例によれば、孔の形状を曲線が含まれる形状とすることにより、糊付面積を減少させることができ、熱交換効率を高めることができる。また、曲線を含む形状の孔であるため、直線のみで形成された孔よりも強度を高めることができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、第１の基板４０に孔４２をあけ、孔４２のあいた第１の基板４０を折曲して流路板８０を製造した。孔４２のあいた第１の基板４０を使用することにより、コルゲートロール６０の山部または谷部の頂部を切除する作業は不要となった。本発明は、実施の形態１に記載した内容に限定されず、後述する流路ユニットを基板に接着することによっても、コルゲートロール６０の山部または谷部の頂部を切除する作業をなくした流路板の製造方法を提供することができる。

実施の形態２に係る流路板の製造方法を、図面を参照して説明する。本実施の形態に係る流路板の製造方法は、流路板製造装置により実現される。

図８に示すように、流路板製造装置２は、第１の基板４０を切断して流路ユニット３を取得する切断部９０と、流路ユニット３を波形に成形する波形成形部２０と、波形に成形された流路ユニット３に接着剤を塗布する接着剤塗布部７０と、接着剤が塗布された流路ユニット３と第２の基板５０を接合する接合部３０と、を備える。

切断部９０は、一対のローラ９０ａ、９０ｂと、カッター９０ｃを備える。カッター９０ｃは、第１の基板４０の幅方向の全長にわたって切断する切断刃を備える。カッター９０ｃは、第１の基板４０の幅方向に伸びるブレード状の刃であってもよいし、円板状の刃であってもよい。一対のローラ９０ａ、９０ｂは、第１の基板４０が搬送される第２の方向Ｙと紙面の垂直方向に伸びる回転軸を備え、互いに逆方向に回転する。一対のローラ９０ａ、９０ｂの間に第１の基板４０が送られ、カッター９０ｃは、第２の方向Ｙに送られた第１の基板４０を第３の幅で連続的に切断する。第３の幅で切断された第１の基板４０のそれぞれは、複数の流路ユニット３を形成する。各流路ユニット３は、後述するように、流路板８０の一部であり、１つの流路を形成するユニットとして機能する。

切断部９０のカッター９０ｃにより切断されて形成された、各流路ユニット３は、順次、波形成形部２０に送られる。

波形成形部２０は、一対のローラ２０ａ、２０ｂを備える。一対のローラ２０ａ、２０ｂは、平歯車形状に形成され、カッターのローラ９０ａ、９０ｂの軸と平行に伸びる軸を中心に、それぞれ逆方向に回転する。回転する一対のローラ２０ａ、２０ｂ間を、流路ユニット３が通過することで、流路ユニット３は山形形状の流路ユニット３となる。

波形成形部２０のローラ２０ａは、山形に成形された流路ユニット３を、ローラ２０ａの周面に保持するための保持手段を備える。保持手段として、吸引力や粘着力を用いた保持手段を使用する。例えば、吸引機構をローラ２０ａに設けて、吸引力により流路ユニット３をローラ２０ａの周面に吸着して保持する。あるいは、ローラ２０ａの周面を粘着部材で形成して、粘着力により流路ユニット３をローラ２０ａの周面に保持する。

接着剤塗布部７０は、ローラ９０ａ、９０ｂの軸と平行に伸びる軸を中心に回転するローラ状に形成され、ローラの周面に接着剤が浸含されている。接着剤塗布部７０は、ローラ２０ａに保持された山形の流路ユニット３の底部に接着剤を塗布する。

接合部３０は、第２の基板５０を引き出し、波形成形部２０で山形に形成された流路ユニット３と、第２の基板５０とを接合し、流路板８０とする。接合部３０は、接合ローラ３１を備え、切断部９０のローラ９０ａ、９０ｂの軸と平行に伸びる軸を中心に回転する。接合ローラ３１とローラ２０ａとは近接して配置される。

次に、流路板製造装置２を用いた、流路板の製造方法について、図８を用いて説明する。

流路板の製造方法は、流路ユニット取得工程と、山形成形工程と、流路板取得工程と、を備える。

流路ユニット取得工程において、まず、第１の基板４０が巻回されたローラから、第１の基板４０を第２の方向Ｙに引き出し、切断部９０に送る。切断部９０において、一対のローラ９０ａ、９０ｂを通過した第１の基板４０は、カッター９０ｃで切断され、第３の幅を有する流路ユニット３を取得する。

次に、山形成形工程が実行される。流路ユニット取得工程において取得された流路ユニット３は、順次、波形成形部２０の一対のローラ２０ａ、２０ｂの間を通過して、山形形状に成形される。一つの流路ユニット３で一つの山形形状の流路ユニット３を成形するために、第１の基板４０から切断された流路ユニット３は、流路ユニット３の幅方向の中央部を、幅方向と垂直に伸びる山形形状の頂部に一致させて、一対のローラ２０ａ、２０ｂに送られる。

山形形状に成形された流路ユニット３は、ローラ２０ａの周面に保持されながらローラ２０ａの周方向に沿って移動され、接着剤塗布部材７０の配置された位置まで移動されると、接着剤塗布部材７０により底部に接着剤が塗布される。流路ユニット３は更にローラ２０ａの周方向に沿って移動され、接合ローラ３１に接近する。流路ユニット３の底部が接合ローラ３１に接触する位置まで移動すると、ローラ２０ａに保持されていた流路ユニット３はローラ２０ａから離脱される。流路ユニット３は、スクレーパなどを使用して離脱される。

次に、流路板取得工程が実行される。接合ローラ３１は、第２の基板５０が巻回されたローラから、第２の基板５０を引き出す。一方、接合ローラ５０に近接する波形成形部２０のローラ２０ａから、流路ユニット３が供給される。ローラ２０ａは、一つの流路ユニット３が第２の基板５０に接着されるまで回転するが、一つの流路ユニット３が第２の基板５０に接着された後は、一旦回転を停止する。その間、接合ローラ３１は継続して回転する。第２の基板５０に接着された流路ユニット３が第１の距離だけ移動すると、ローラ２０ａは再び回転を初め、次の流路ユニット３を第２の基板５０に供給する。そして、ローラ２０ａは、次の流路ユニット３が第２の基板５０に接着されるまで回転して、停止する。この動作を繰り返すことにより、流路ユニット３は、第１の距離に相当する第１の間隔を空けて第２の基板５０に接着される。

接合ローラ３１は、図示しないモータにより第１の速度で回転される。第１の速度は、一定時間において一定速度であってもよいし、一定時間において可変する速度であってもよい。

図９に、流路板製造装置２を使用して製造した流路板８０の断面図を示す。図９Ａは、一定の速度で接合ローラ３１を回転させて製造した場合の流路板８０の断面図、図９Ｂは、接合ローラ３１の回転速度を変化させて製造した場合の流路板８０の断面図である。

図９Ａに示すように、一定速度で接合ローラ３１を回転させた場合には、第２の基板５０に配置される２以上の流路ユニット３の間隔は、同一の間隔ｐである。一定速度を変化させることにより、間隔ｐを変化させることができる。したがって、一定速度を速くすると、遅いときと比べて間隔ｐは大きくなる。間隔ｐが大きくなることにより、間隔ｐが小さいときより、圧力損失を低減できる。

図９Ｂに示すように、接合ローラ３１の回転速度を一定時間において変速させて回転させた場合には、第２の基板５０に配置される２以上の流路ユニット３の間隔は、速い速度の場合と遅い速度の場合により変化する。速い速度の場合には、広い間隔である間隔ｒとなり、遅い速度の場合には、狭い間隔である間隔ｑとなる。

第２の基板５０に、２以上の流路ユニット３０を、間隔を隔てて接着させることで、流路板８０を取得する。取得された流路板８０は、巻回されてコルゲートロール６０として保管される。

本実施の形態によれば、第１の基板４０から流路ユニット３を切断して、流路ユニット３を折曲して形成した山形形状の流路ユニット３を、第２の基板５０に接合することにより流路板８０を製造した。したがって、流路板の山部の一部を後から切除することなく、山部の一部が切除された流路板８０を取得できる。

本実施の形態によれば、ローラ形状の切断部９０の回転軸、波形成形部２０の一対のローラ２０ａ、２０ｂの回転軸、流路ユニット３が接着される第２の基板５０を供給する接合ローラ３１の回転軸、を互いに平行に配置し、それぞれの部材を近接して配置したので、装置全体がコンパクトになる。

本実施の形態によれば、第１の基板４０から、第３の幅を備える流路ユニット３を切断して流路板８０を形成した。したがって、実施の形態１のように、第１の基板４０の孔があいていない部分を後から切除するという作業が必要なくなる。したがて、製造工程が簡略されて、コスト節減になる。

本実施の形態によれば、接合ローラ３１の回転速度を一定時間において変化させたことにより、第２の基板５０に接着する流路ユニット３の間隔を変更することができる。したがって、一つの流路板において、流路の流れと直交する方向で切断した切断面において、圧力損失の大きい流路が形成され位置では、流路ユニット３の間隔を大きくし、圧力損失の小さい流路が形成される位置では流路ユニット３の間隔を小さくして、圧力損失を流路断面において均一に調整することができる。圧力損失を調整することで、熱交換効率も向上する。

実施の形態１又は実施の形態２において製造された流路板８０は、コルゲートロール６０から必要な長さを切り取って熱交換素子の流路板として使用される。

本発明の製造方法を使用して製造された流路板を使用した熱交換装置の一例について、図１０、１１を参照して説明する。熱交換素子の幅方向をＸ軸とし、奥行き方向をＹ軸とし、高さ方向をＺ軸とするＸＹＺ座標を設定し、適宜当該座標を参照して説明する。熱交換素子は、複数の流路が形成された流路板を交互に積層し、流路板を介して給気流と排気流との間で熱交換をする部材である。熱交換素子は、室外空気を室内に給気する給気流と、室内空気を室外に排気する排気流との間で熱交換させる熱交換換気装置に用いられる。

図１０は、熱交換素子１００の一部をＺ軸方向に分解した分解斜視図である。熱交換素子１００は、対向流路部２００と、対向流路部２００の一端部に接合された第１の交差流路部３００と、対向流路部２００の一端部と対向する他端部に接合された第２の交差流路部４００と、を備える。

対向流路部２００、第１の交差流路部３００、及び第２の交差流路部４００に使用される流路板は、実施の形態１、２で製造された流路板８０を使用する。図１１に示すように、流路板８０は、コルゲートロール６０に巻回されて保管されている。コルゲートロール６０から流路板８０を引き出し、必要な長さを切り取って、対向流路部２００、第１の交差流路部３００、及び第２の交差流路部４００に使用される流路板とする。

対向流路部２００は、図１０に示すように、基板を挟んで給気流と排気流が平行に、かつ対向して流れる部材であり、基板を介して給気流と排気流との間で熱交換をする。第１の交差流路部３００と第２の交差流路部４００は、基板を挟んで給気流と排気流が交差して流れ、基板を介して熱交換をする部材である。

対向流部２００は、第１の流路板２１０と、第２の流路板２２０とが交互に積層されて形成される。第１の流路板２１０と第２の流路板２２０は、図１１に示すように、コルゲートロール６０から流路板８０を、コルゲートロール６０の幅方向と平行に、Ａ−Ａ’線で切り取って、取得される。使用される対向流路部２００の形状に応じて、Ｅ−Ｅ’線で切断してもよい。

第１の交差流路部３００は、三角形形状の第３の流路板３１０と、三角形形状の第４の流路板３２０を交互に積層して形成される。第３の流路板３１０と第４の流路板３２０とは、対向流路部２００に使用された流路板８０とは相違する流路板８１を使用して製造される。例えば、図１１に示すように、流路板８１の幅方向と角度αを持って、Ｂ−Ｂ’線で切り取って取得される。

第２の交差流路部４００は、三角形形状の第５の流路板４１０と、三角形形状の第６の流路板４２０を交互に積層して形成される。第５の流路板４１０と第６の流路板４２０は、対向流路部２００に使用された流路板８０とは相違する流路板８１を使用して製造される。例えば、図１１に示すように、流路板８１の幅方向と角度αと逆方向に傾斜する角度βを持って、Ｃ−Ｃ’線で切り取って取得される。

また、第１の流路板２１０と、第３の流路板３１０及び第５の流路板４１０は、それぞれ接合テープ５００で接合され、第２の流路板２２０と、第４の流路板３２０及び第６の流路板４２０とは、それぞれ接合テープ６００で接合される。そして、接合された第１の流路板２１０と、第３の流路板３１０及び第５の流路板４１０はひとつのユニットを形成し、第２の流路板２２０と第４の流路板３２０及び第６の流路板４２０もひとつのユニットを形成し、双方のユニットが積層されることで熱交換装置１００が形成される。

また、対向流路部２００の一方の流路が開口する面と、第１の交差流路部３００の一方の面が接続され、対向流路部２００の他方の流路が開口する面と、第２の交差流路部４００の一方の面が接続されることになり、対向流路部２００の流路と第１の交差流路部３００の流路、及び対向流路部２００と第２の交差流路部４００の流路が連通する。

第１の交差流路部３００と対向流路部２００のＺ軸方向の接合部には、補強テープ７００が貼付され、第２の交差流路４００と対向流路部２００のＺ軸方向の当接部にも、補強テープ７００が貼付され、排気流及び給気流が熱交換素子１００から外へ漏れることを防止する。

図１０に示すように、対向流路部２００においては、第１の流路板２１０に排気流又は給気流の一方が流れ、第２に流路板２２０に排気流又は給気流の他方が流れる。給気流と排気流が第１の流路板２１０と第２の流路板２２０とに逆方向に流れることにより、第１の流路板２１０と第２の流路板２２０との間で熱交換される。対向流路部２００は、第１の流路板２１０と第２の流路板２２０を交互に積み重ねて形成され、給気流と排気流が交互に流れることにより、熱交換がされる。

第１の交差流路部３００においては、第３の流路板３１０から第１の流路板２１０に向けて排気流又は給気流の一方が流れ、第２の流路板２２０から第４の流路板３２０に向けて排気流又は給気流のいずれか他方が流れ、第３の流路板３１０と第４の流路板３２０との間で、排気流と給気流は交差して流れる。第２の交差流路部４００においても、第５の流路板４１０と第６の流路板４２０との間で、排気流と給気流は交差して流れる。給気流と排気流が交差して流れることにより熱交換がされる。第１の交差流路部３００は、第３の流路板３１０と第４の流路板３２０とを交互に積層して形成され、第２の交差流路部４００は、第５の流路板４１０と第６の流路板４２０を交互に積層して形成される。第１の交差流路３００と第２の交差流路４００では、交互に給気流と排気流が流れて熱交換がされる。

実施の形態１又は２における流路板の製造方法を用いれば、熱交換素子１００に使用される流路板を、コルゲートシートの山部を切除するという工程を経ずに、直接、コルゲートロール６０に巻回された流路板８０を切断して積層するだけで、山部が一つ置きに配置された対向流路部２００、第１の交差流路部３００、第２の交差流路部４００を、容易に取得できる。なお、山部の間隔は、第１の基板４０に形成する孔４２の間隔を変更する、又は流路ユニット３を配置する間隔を変更することで、自在に変更できる。熱交換素子１００の流路方向と直交する断面における流路の圧力損失に応じて、山部の間隔が変更された熱交換素子１００を取得できる。

熱交換素子１００に、実施の形態１又は２に記載した製造方法により製造された流路板８０を用いることにより、頂部を切除した流路板にある残部が発生することもなく、圧力損失を低減した熱交換素子１００を提供することができる。

実施の形態１において、接着剤塗布部７０と第２の基板５０とは、第１の基板４０の下方に配置して、流路板８０を形成すると説明したが、本発明はこのような配置に限定されない。波形に形成された第１の基板４０の頂部に接着剤が塗布でき、接着剤を塗布した頂部と第２の基板５０とを接合できれば、接着剤塗布部７０と第２の基板５０とはどのような位置に配置してもよい。

実施の形態１において、孔４２の第１の幅ｍと、孔４２と孔４２との間隔の第２の幅ｎとは同一であると説明したが、本発明は、第１の幅ｍと第２の幅ｎとがこのような対応関係である必要はない。第２の幅ｎを第１の幅ｍの整数倍としてもよく、倍数に応じて、山部の間隔を変更できる。また、流路板の圧力損失を、流路板の流路に直交する切断面全体で均一に調整するために、孔４２を開ける位置を決定してもよい。

実施の形態１において、接着剤塗布部７０は、ローラ形状であったが、接着剤塗布部７０は、このような形状に限定されない。例えば、谷部の頂部が接着液に浸かるようなディップ式の塗布部、又は接着剤を噴霧するスプレー式の塗布部を用いてもよい。

実施の形態２において、波形成形部２０のローラ２０ａの周面に、流路ユニット３を吸着または接着して、第２の基板５０に、流路ユニット３を供給すると説明したが、本発明は、このような方法で流路ユニット３を第２の基板５０に供給することに限定されない。流路ユニット３を山形に成形したのち、流路ユニット３を別容器に保管し、一定方向に移動する第２の基板５０にひとつずつ供給して、接着してもよい。

実施の形態２において、第２の基板５０を移動させながら、流路ユニット３を接着させると説明したが、第２の基板５０と流路ユニット３とは、相対移動させればよい。例えば、第２の基板５０は固定させて、流路ユニット３を供給する部材が移動してもよい。

実施の形態２において、各流路ユニット３の間隔を、接合ローラ３１の回転速度を変更することにより、変化させると説明した。本発明は、このような手段に限定されない。例えば、ローラ２０ａの停止している時間を制御する、又は接合ローラ３１の回転速度とローラ２０ａの停止時間の双方を制御することにより、同様の効果を奏することができる。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

本出願は、２０１７年１２月１４日に出願された、日本国特許出願特願２０１７−２３９１９９号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０１７−２３９１９９号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。

本発明は、流路板の製造方法に好適に利用できる。

１，２ 流路板製造装置、３ 流路ユニット、１０ プレス成形部、１１ 可動部、１１ａ 突出部、１２ 固定部、１３ 基台、２０ 波形成形部、２０ａ、２０ｂ ローラ、３０ 接合部、３０ａ，３０ｂ，３１ 接合ローラ、４０ 第１の基板、４１ 流路形成板、４２，４４ 孔、４３ａ，４３ｂ，４３ｃ 孔、４３ 孔ユニット、５０ 第２の基板、６０ コルゲートロール、７０ 接着剤塗布部、８０，８１ 流路板、９０ 切断部、９０ａ、９０ｂ ローラ、９０ｃ カッター、７０ 接着部材、７１ 接着剤、１００ 熱交換素子、２００ 対向流路部、２１０ 第１の流路板、２２０ 第２の流路板、３００ 第１の交差流路部、３１０ 第３の流路板、３２０ 第４の流路板、４００ 第２の交差流路部、４１０ 第５の流路板、４２０ 第６の流路板、５００，６００ 接合テープ、７００ 補強テープ、１０００ 流路板、１１００ａ，１１００ｂ 基板、１２００ 流路形成板、１２００ａ 山部、１２００ｂ 谷部、１２００ｃ，１２００ｄ 流路、１２００ｅ 残部。

Claims (4)

1. 熱交換素子に使用される流路板の製造方法であって、
   帯状の第１の基板に、当該第１の基板の幅方向に伸び当該幅方向と直交する方向に第１の幅を有する孔を、前記第１の基板の幅方向と直交する方向に２以上形成する孔形成工程と、
   ２以上の孔が形成された前記第１の基板を折曲げて、頂部が前記第１の基板の幅方向に伸びる山部と谷部を備える波形の流路形成板を形成する流路形成板形成工程であって、山部の頂点と当該山部に隣り合う山部の頂点とで一波長が規定される谷部、又は谷部の頂点と当該谷部に隣り合う谷部の頂点で一波長が規定される山部、の何れか一方の位置に、前記第１の基板の孔が配置されて前記第１の基板が折曲げられる流路形成板形成工程と、
   前記流路形成板の谷部又は山部の何れか一方の頂部と、帯状の第２の基板の板面とを接着して流路板を形成する流路板形成工程と、
   を備える流路板の製造方法。
2. 前記孔形成工程において、前記第１の基板の、孔と孔の間は第２の幅を備え、
   前記第１の幅と前記第２の幅は同一である、
   請求項１に記載の流路板の製造方法。
3. 熱交換素子に使用される流路板の製造方法であって、
   帯状の第１の基板を、当該第１の基板の幅方向と平行に第３の幅で連続して切断して、２以上の流路ユニットを取得する流路ユニット取得工程と、
   各前記流路ユニットを、当該流路ユニットの幅方向と垂直に頂部が伸びる山形形状に成形する山形成形工程と、
   山形形状に成形された各前記流路ユニットを、帯状の第２の基板の板面に接着して流路板を取得する流路板取得工程であって、各前記流路ユニットの底部は、前記第２の基板の幅方向と垂直方向に第１の速度で相対移動する前記第２の基板の板面に接着され、各前記流路ユニットは前記第２の基板に間隔を隔てて配置される流路板取得工程と、
   を備える流路板の製造方法。
4. 前記流路板取得工程において、前記第１の速度は可変である、
   請求項３に記載の流路板の製造方法。

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