JPH06323774A - 熱交換エレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】この熱交換エレメントＥＬは、多数のしわ１ａ
が形成されたライナ１と、波形形状に形成されたコルゲ
ート２とを交互に積層したものである。ライナ１とコル
ゲート２とを、接着剤で接着する。ライナ１とコルゲー
ト２との接着部分は、ライナ１のしわ１ａが延びてい
る。 【効果】ライナ１とコルゲートとの接着部分の接着性が
向上する。熱交換される２つの流体が混合するのを防
ぐ。熱交換効率の低下を防ぐ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、板状のライナを挟ん
で熱交換を行う熱交換エレメントに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱交換換気装置、その他の空気調和装置
に組み込まれる熱交換エレメントとして、たとえば、平
板状のライナと断面波形形状のコルゲートとを交互に積
層することにより、両者間に多数の流路を形成し、ライ
ナを挟んで流される流体間において熱交換を行わせるも
のがある。熱交換エレメントには、当然に、高い熱交換
効率が要求される。このため、一般に、コルゲートの波
形のピッチおよび高さを小さくして、熱交換効率の向上
に対する寄与率が高いライナの積層数を増やし、伝熱面
積を広く確保するようにしている。

【０００３】ところが、コルゲートの波形のピッチおよ
び高さを小さくすれば、流路断面積が小さくなって圧力
損失が大きくなり、上記熱交換させるための流路を流れ
る流量が低下してしまう。また、十分な流量を確保する
ためには送風ファンの回転数を上げなければならず、こ
のため、騒音が大きくなるという問題がある。そこで、
上記流路断面積をあまり小さくしないで、伝熱面積を広
く確保するために、ライナに多数のしわを形成したもの
が提供されている。（特願平４−２５４８３９号）。こ
れによれば、ライナに形成された多数のしわにより、ラ
イナには多数の微小な凹凸が形成されたことになる。そ
して、この微小な凹凸によって、ライナの伝熱面積を広
く確保し、効率良く熱交換されることになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ラ
イナは、多数のしわが形成されているので、ライナとコ
ルゲートとを積層する場合に、このしわによって両者間
に微小な隙間ができる。従って、ライナとコルゲート間
の接着性が悪くなって、剥がれてしまうおそれがある。
特に、ライナとコルゲートとの周縁部分においては、接
着が剥がれやすく、接着が剥がれた場合には熱交換され
るべき２つの流体が混ざってしまい、熱交換効率が低下
してしまうという問題がある。

【０００５】そこで、この発明の目的は、熱交換される
べき２つの流体が混ざり合うことなく、高い熱交換効率
を維持できる熱交換エレメントを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る熱交換エ
レメントは、平板状のライナと、断面が一定ピッチの波
形形状に形成されたコルゲートとが多数交互に積層され
ると共に、ライナの表面とコルゲートの波形の山および
谷の部分とが接着剤により接着され、上記ライナを挟ん
で、熱交換すべき２つの流体をそれぞれ流すための２つ
の流路群が形成された熱交換エレメントにおいて、上記
ライナには、上記コルゲートの波形の山および谷の部分
と接着された部分を除いて、多数のしわが形成されてい
ることを特徴とするものである。

【０００７】また、請求項２に係る熱交換エレメント
は、平板状のライナと、断面が一定ピッチの波形形状に
形成されたコルゲートとが多数交互に積層されると共
に、ライナの表面とコルゲートの波形の山および谷の部
分とが接着剤により接着され、上記ライナを挟んで、熱
交換すべき２つの流体をそれぞれ流すための２つの流路
群が形成された熱交換エレメントにおいて、上記ライナ
には、多数のしわが形成されており、上記接着剤には、
無機質の粉末が含まれていることを特徴とするものであ
る。

【０００８】さらに、請求項３に係る熱交換エレメント
は、請求項２記載の熱交換エレメントにおいて、無機質
の粉末には、炭酸カルシウム，炭酸ナトリウムまたは灰
から選択される少なくとも１つのものが含まれているこ
とを特徴とするものである。また、請求項４に係る熱交
換エレメントは、平板状のライナと、断面が一定ピッチ
の波形形状に形成されたコルゲートとが多数交互に積層
されると共に、ライナの表面とコルゲートの波形の山お
よび谷の部分とが接着剤により接着され、上記ライナを
挟んで、熱交換すべき２つの流体をそれぞれ流すための
２つの流路群が形成された熱交換エレメントにおいて、
上記ライナには、多数のしわが形成されており、上記接
着剤には、当該接着剤の加熱乾燥時に発泡剤によって発
泡された部分が含まれていることを特徴とするものであ
る。

【０００９】さらに、請求項５に係る熱交換エレメント
は、請求項１乃至４記載の熱交換エレメントにおいて、
ライナの周縁部は、樹脂によって被覆されていることを
特徴とするものである。

【００１０】

【作用】請求項１に係る熱交換エレメントによれば、ラ
イナのしわにより、ライナの表面積を増加させて高い熱
交換効率を得ることができる。また、ライナとコルゲー
トとが接着された部分では、ライナにしわがないので、
接着が確実である。

【００１１】また、請求項２または請求項３に係る熱交
換エレメントによれば、ライナのしわにより、ライナの
表面積を増加させて高い熱交換効率を得ることができ
る。また、接着剤には無機質の粉末が含まれているの
で、当該粉末により、ライナとコルゲートとの接着部分
において、ライナのしわとコルゲートとの微小な隙間を
有効に埋めて接着することができる。この無機質の粉末
としては、炭酸カルシウム，炭酸ナトリウムまたは灰が
好適であり、これらの中から少なくとも１つのものを選
択して使用することができる。さらに、これら無機質の
粉末であれば、かび等の菌類の繁殖を抑えることができ
る。

【００１２】さらに、請求項４に係る熱交換エレメント
によれば、ライナのしわにより、ライナの表面積を増加
させて高い熱交換効率を得ることができる。また、発泡
剤を含んだ接着剤を用いてライナとコルゲートとを接着
する際の加熱乾燥時に、発泡剤が発泡し、この発泡され
た部分によってライナのしわとコルゲートとの微小な隙
間を有効に埋めて接着することができる。

【００１３】また、請求項５に係る熱交換エレメントに
よれば、下記の作用を奏する。すなわち、熱交換エレメ
ントを組み立てた時点では、ライナ等が接着剤等に含ま
れる水分を含んでいるが、熱交換エレメントを使用して
いるうちに当該水分がぬけて熱交換エレメント自体が縮
んでしまう現象が起こる。一般に熱交換エレメントは、
図４に示すように、ライナとコルゲートとが積層された
積層体ＤＥの４か所の角部（熱交換エレメントの長手方
向に沿う稜線）を枠体Ｆによって支持しており、角部を
挟んで区画された２つの流路に、白抜き矢印で示す方向
に熱交換されるべき２つの流体がそれぞれ流される。従
って、図５に示すように、積層体ＤＥが縮むことにより
上記枠体Ｆと積層体ＤＥとの間に隙間Ｓが生じ、矢印Ｐ
に示すように２つの流体が混ざってしまい、熱交換効率
が低下してしまうおそれがある。これに対して、本発明
によれば、ライナの周縁部が樹脂により被覆されている
ので、ライナが乾燥しても縮むことがない。従って、ラ
イナとコルゲートとが積層された積層体と、当該積層体
を支持する枠体との間に隙間が発生するのを防止でき
る。

【００１４】

【実施例】以下実施例を示す添付図面によって詳細に説
明する。図１はこの発明の一実施例の熱交換エレメント
の積層体ＤＥの外観を示す斜視図であって、平板状のラ
イナ１と、断面が一定ピッチの波形形状に形成されたコ
ルゲート２とが多数交互に積層されているものである。
ライナ１とコルゲート２とで区画される流路は、積層ご
とに９０°向きを変えられており、互いに直交する流路
群Ｒ１とＲ２とを形成している。そして、熱交換すべき
２つの流体が、上記流路群Ｒ１およびＲ２をそれぞれ流
れることにより熱交換される。

【００１５】図２は、ライナ１とコルゲート２とが多数
積層された積層体を示す拡大斜視図であって、これらラ
イナ１とコルゲート２とは、接着剤によって貼り合わさ
れている。ライナ１は、多数のしわ１ａが形成されたク
レープ紙からなっており、また、コルゲート２も、紙か
らなっており、断面が一定ピッチの波形形状に形成され
ている。

【００１６】上記ライナ１とコルゲート２とは、ライナ
１の表面および裏面と、コルゲート２の波形の山および
谷の部分２１とが接着剤により接着されている。これら
ライナ１およびコルゲート２を接着する接着剤は、酢酸
ビニル系接着剤が使用されている。また、ライナ１の、
コルゲート２が接着されている位置では、しわ１ａが延
ばされている。従って、ライナ１には、縦方向および横
方向に、しわ１ａが延ばされた部分１１が一定ピッチで
形成されている。このしわが延ばされた部分のピッチ
は、コルゲート２の波形のピッチと略一致している。

【００１７】次に、図３を参照して、本実施例の熱交換
エレメントの積層体ＤＥの製造方法について説明する。
コルゲート材供給ロール３から繰り出されたコルゲート
材３１は、一対の段付けローラＲ１間を通されて、波板
状のコルゲート２に形成される。このコルゲート２の一
方の面の波形の頂部に、接着剤塗布手段４によって、接
着剤が塗布される。この接着剤塗布手段４は、たとえ
ば、内部に接着剤を含んだ接着剤供給ロールであって、
このロールを上記段付けローラＲ１間を通されたコルゲ
ート２に接触させて接着剤を塗布するものである。

【００１８】一方、ライナ１は、ライナ供給ロール５か
ら繰り出され、一対のしわ延ばしローラＲ２を通され
て、ライナ１の送り方向に沿う方向にしわ１ａが延ばさ
れる。このしわ延ばしローラＲ２の周面には、周方向に
沿う複数の突条ＲＴが軸方向に一定間隔をあけて形成さ
れており、これら突条ＲＴによって、ライナ１を挟み付
けてしわを延ばしている。また、この突条ＲＴは、上記
コルゲート２の波形のピッチと略同一のピッチで形成さ
れており、従って、コルゲート２の波形と略同一のピッ
チでしわが延ばされる。

【００１９】そして、上記接着剤が塗布されたコルゲー
ト２の片面に、上記しわ１ａが延ばされたライナ１が、
押圧ローラＲ３によってコルゲート２側に所定の押圧力
で押し付けられて接着される。この時、段付けローラＲ
１と押圧ローラＲ３との間の押圧力により、ライナ１の
しわ１ａが押しつぶされ、当該しわ１ａが延ばされた状
態となる。このしわが延ばされる方向は、上記しわ延ば
しローラＲ２によって延ばされた方向と直交する方向で
ある。

【００２０】このように接着されたライナ１とコルゲー
ト２とを、所定の長さに裁断して、熱交換エレメントの
積層片ＡＥを構成する。そして、この積層片ＡＥを互い
に向きを９０°変えて、接着剤を用いて多数積層するこ
とにより積層体ＤＥを製作し、この積層体ＤＥの４隅を
枠体で囲んで支持することにより熱交換エレメントが完
成する。また、上記積層する場合において、ライナ１に
形成されたしわが延ばされた部分とコルゲート２の波形
のピッチとは略一致しているので、これらが合致した状
態で積層される。

【００２１】本実施例によれば、ライナ１のしわ１ａに
より、ライナ１の表面積を増加させて高い熱交換効率を
得ることができる。しかも、ライナ１は、コルゲート２
との接着部分において、しわ１ａが延ばされているの
で、当該接着部分において、ライナ１のしわ１ａによる
隙間が生じることがなく、確実に且つ強固に接着するこ
とができる。

【００２２】従って、ライナ１とコルゲート２との接着
が剥がれて、熱交換される２つの流体が混じり合うこと
を防ぎ、熱交換効率の低下を防止して、高い熱交換効率
を維持することができる。なお、本実施例において、ラ
イナ１にしわ１ａを形成する際、コルゲート２と接着さ
れる部分を除いてしわ１ａを形成するようにしても良
い。

【００２３】また、本発明の第２の実施例として、ライ
ナ１とコルゲート２とを接着する接着剤に、無機質の粉
末を混合しても良い。

【００２４】この第２の実施例によれば、ライナ１のし
わ１ａにより、ライナ１の表面積を増加させて高い熱交
換効率を得ることができる。また、接着剤に混合された
粉末が、ライナ１とコルゲート２との接着部分におい
て、ライナ１のしわ１ａとコルゲートとの微小な隙間に
入り込んで、当該隙間を有効に埋めて接着することがで
きる。

【００２５】従って、ライナ１にしわ１ａが形成されて
いても、ライナ１のしわ１ａとコルゲートとの接着部分
において確実に且つ強固に接着することができ、両者間
の接着が剥がれることを防止することができる結果、熱
交換される２つの流体が混じり合うことを防ぎ、熱交換
効率の低下を防止して、高い熱交換効率を維持すること
ができる。

【００２６】また、無機質の粉末を使用するので、かび
等の菌類の繁殖を抑えることができて好都合である。ま
た、上記無機質の粉末としては、炭酸カルシウム，炭酸
ナトリウムまたは灰が好適であり、これらの中から少な
くとも１つのものを選択して使用することができる。な
お、これら粉末の混合割合は、重量比が２０％程度が好
ましい。

【００２７】さらに、本発明の第３の実施例として、ラ
イナ１とコルゲート２とを接着する接着剤に発泡剤を混
合させても良い。そして、当該接着剤を乾燥させるべく
温風を吹き付けることにより、接着剤を乾燥させると共
に、発泡剤を発泡させる。この第３の実施例によれば、
ライナ１のしわ１ａにより、ライナ１の表面積を増加さ
せて高い熱交換効率を得ることができる。また、発泡し
た発泡剤により、ライナ１とコルゲート２との接着部分
において、ライナ１のしわ１ａとコルゲートとの微小な
隙間を有効に埋めて接着することができる。

【００２８】従って、この実施例においても、上記示し
た実施例と同様に、ライナ１にしわ１ａが形成されてい
ても、ライナ１のしわ１ａとコルゲートとの接着部分に
おいて確実に且つ強固に接着することができ、両者間の
接着が剥がれることを防止することができる結果、熱交
換される２つの流体が混じり合うことを防ぎ、熱交換効
率の低下を防止し、高い熱交換効率を維持することがで
きる。また、上記発泡剤の混合割合は、重量比が１０％
程度が好ましい。

【００２９】また、上記した３つの実施例における変更
例として、積層片ＡＥを製作する段階において、ライナ
１の周縁部６を樹脂によってラミネートした後にコルゲ
ート２を接着して積層しても良い。上記変更例によれ
ば、ライナ１の周縁部６を樹脂によってラミネートする
ことにより、ライナ１の周縁部の強度および剛性が向上
する結果、ライナ１が乾燥しても縮むことがなく、積層
体ＤＥと、当該積層体ＤＥを支持する枠体との間に隙間
が発生するのを防止することができる。従って、枠体と
積層体ＤＥとの間に隙間が生じることを防ぐことがで
き、一層有効に、熱交換される２つの流体が混じり合う
ことを防いで高い熱交換効率を維持することができる。

【００３０】しかも、ライナ１の周縁部の強度および剛
性が向上することにより、積層する際に位置決め精度が
向上する。従って、従来必要であった、積層後の積層体
ＤＥの周面の仕上げカットが不必要となり、製作コスト
を低減することができる。なお、この発明は上記実施例
に限定されるものではなく、この発明の要旨を変更しな
い範囲で種々の設計変更を施すことができる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ライナのしわ
により、ライナの表面積を増加させて高い熱交換効率を
得ることができる。また、ライナとコルゲートとが接着
される部分では、ライナにしわが無く接着が確実なの
で、当該接着部分が剥がれることを防止することができ
る。従って、熱交換される２つの流体が混じり合うこと
を防ぎ、高い熱交換効率を維持することができる。

【００３２】また、請求項２または請求項３に係る熱交
換エレメントによれば、ライナのしわにより、ライナの
表面積を増加させて高い熱交換効率を得ることができ
る。また、接着剤に含まれた無機質の粉末により、ライ
ナのしわとコルゲートとの微小な隙間を有効に埋めて確
実に接着することができる。従って、当該接着部分が剥
がれることを防止することができる結果、熱交換される
２つの流体が混じり合うことを防ぎ、高い熱交換効率を
維持することができる。この無機質の粉末としては、炭
酸カルシウム，炭酸ナトリウムまたは灰が好適であり、
これらの中から少なくとも１つのものを選択して使用す
ることができる。また、これら無機質の粉末であれば、
かび等の菌類の繁殖を抑えることができ、衛生的な熱交
換エレメントを提供することができる。

【００３３】さらに、請求項４に係る熱交換エレメント
によれば、発泡剤を発泡させて、この発泡された部分に
よってライナのしわとコルゲートとの微小な隙間を有効
に埋めて確実に接着することができる。従って、ライナ
とコルゲートとの接着部分が剥がれることを防止するこ
とができる結果、熱交換される２つの流体が混じり合う
ことを防ぎ、熱交換効率の低下を防止することができ
る。

【００３４】また、請求項５に係る熱交換エレメントに
よれば、ライナの周縁部が樹脂により被覆されているの
で、ライナが乾燥しても縮むことがなく、積層体と枠体
との間に隙間が発生するのを防止できる。従って、請求
項１乃至４の発明が奏する効果よりも一層有効に、熱交
換される２つの流体が混じり合うことを防いで高い熱交
換効率を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る熱交換エレメントの外
観斜視図である。

【図２】ライナとコルゲートとが積層されている状態を
示す斜視図である。

【図３】熱交換エレメントの積層片の製作工程を示す概
略図である。

【図４】熱交換エレメントの外観を示す斜視図である。

【図５】熱交換エレメントの角部を示す拡大図である。

【符号の説明】

１ ライナ １ａ しわ ２ コルゲート ２１ コルゲートの波形の山の部分および谷の部分 ６ ライナの周縁部 ＥＬ 熱交換エレメント Ｒ１ 流路群 Ｒ２ 流路群

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】平板状のライナ（１）と、断面が一定ピッ
   チの波形形状に形成されたコルゲート（２）とが多数交
   互に積層されると共に、ライナ（１）の表面とコルゲー
   ト（２）の波形の山および谷の部分（２１）とが接着剤
   により接着され、上記ライナ（１）を挟んで、熱交換す
   べき２つの流体をそれぞれ流すための２つの流路群
   （１，Ｒ２）が形成された熱交換エレメントにおいて、 上記ライナ（１）には、上記コルゲート（２）の波形の
   山および谷の部分（２１）と接着された部分を除いて、
   多数のしわ（１ａ）が形成されていることを特徴とする
   熱交換エレメント。
2. 【請求項２】平板状のライナ（１）と、断面が一定ピッ
   チの波形形状に形成されたコルゲート（２）とが多数交
   互に積層されると共に、ライナ（１）の表面とコルゲー
   ト（２）の波形の山および谷の部分（２１）とが接着剤
   により接着され、上記ライナ（１）を挟んで、熱交換す
   べき２つの流体をそれぞれ流すための２つの流路群（Ｒ
   １，Ｒ２）が形成された熱交換エレメントにおいて、 上記ライナ（１）には、多数のしわ（１ａ）が形成され
   ており、 上記接着剤には、無機質の粉末が含まれていることを特
   徴とする熱交換エレメント。
3. 【請求項３】無機質の粉末には、炭酸カルシウム，炭酸
   ナトリウムまたは灰から選択される少なくとも１つのも
   のが含まれていることを特徴とする上記請求項２記載の
   熱交換エレメント。
4. 【請求項４】平板状のライナ（１）と、断面が一定ピッ
   チの波形形状に形成されたコルゲート（２）とが多数交
   互に積層されると共に、ライナ（１）の表面とコルゲー
   ト（２）の波形の山および谷の部分（２１）とが接着剤
   により接着され、上記ライナ（１）を挟んで、熱交換す
   べき２つの流体をそれぞれ流すための２つの流路群（Ｒ
   １，Ｒ２）が形成された熱交換エレメントにおいて、 上記ライナ（１）には、多数のしわ（１ａ）が形成され
   ており、 上記接着剤には、当該接着剤の加熱乾燥時に発泡剤によ
   って発泡された部分が含まれていることを特徴とする熱
   交換エレメント。
5. 【請求項５】ライナの周縁部（６）は、樹脂によって被
   覆されていることを特徴とする上記請求項１乃至４記載
   の熱交換エレメント。