JPS6119917B2 - - Google Patents

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JPS6119917B2
JPS6119917B2 JP53002380A JP238078A JPS6119917B2 JP S6119917 B2 JPS6119917 B2 JP S6119917B2 JP 53002380 A JP53002380 A JP 53002380A JP 238078 A JP238078 A JP 238078A JP S6119917 B2 JPS6119917 B2 JP S6119917B2
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JP
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sheets
liquid
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sheet
gas
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Norubetsuku Peaa
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Carl Munters AB
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Carl Munters AB
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Publication of JPS6119917B2 publication Critical patent/JPS6119917B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/147—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification with both heat and humidity transfer between supplied and exhausted air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/30—Arrangement or mounting of heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/08—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning
    • F28F3/083—Elements constructed for building-up into stacks, e.g. capable of being taken apart for cleaning capable of being taken apart
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/56—Heat recovery units

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Central Air Conditioning (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、互に平行な波形に形成された２つ
のシートによつてそれぞれ構成される多くのユニ
ツトを有し、各ユニツトにおける２つのシートが
互に離れるように保持され、これら２つのシート
の間に、実質上一定の幅の狭い液体通路が形成さ
れ、相重なる２つのユニツトの波形か互に交差
し、これらユニツトの間に、幅の変化する気体通
路が形成される、気体の熱媒体と液体の熱媒体と
の間で顕熱および潜熱またはそのいずれかを伝達
するための熱交換器に関する。
自動車の１つの知られている液体冷却器（米国
特許第1794263号明細書）では、互に平行な波形
のシートの間を冷却液体が貫流し、これらシート
が刻み目を有し、これによつて、シートに沿つて
流れる空気に強力な乱流か生じ、従つて熱交換の
改善が達成される。別の知られている自動車のた
めの冷却器（ドイツ連邦共和国特許第194272号明
細書）でも、同様に波形のシートに互い違いの横
向きリブがプレスされ、これがシートの長さの一
部分に渉つて延長し、従つて冷却水の蛇行形状の
流れが生じる。冷却器の互に平行な波形のシート
の間の間隙を保持するために、シートにリブを打
刻することも知られている（ドイツ連邦共和国特
許第162998号明細書）。
この発明の基本的な課題は、冒頭に述べたよう
な熱交換器において、シートの間に十分に狭い液
体通路が形成できるようにし、その際にユニツト
を構成する２つのシートが、互に確実に離して保
持できるようにし、しかもこれらシートが安定で
あつて、比較的高い液体圧力に、変形なしに耐え
れるようにすることにある。
この課題の解決のため、この発明によれば、各
ユニツトにおける２つのシートに、これら２つの
シートを互に離れるように保持するための隔て要
素として、相並ぶ細かい溝が形成され、１つのユ
ニツトにおける１つのシートの溝が、このシート
の波形と交差し、このユニツトにおける別のシー
トの溝とも交差するようになつている。
このような溝によれば、ユニツトにおける２つ
のシートが互に平行に相離れるように保持でき、
その際の十分に狭い液体通路が、２つのシートの
間に形成できる。さらに、多くの溝によつて提供
される波形の起状が、シートを著しく強固なもの
にする。また、この波形の起伏によれば、水をシ
ートに沿つて強制的に展開させるような或る流れ
抵抗が生じるから、液体通路におけるシートの表
面に沿う液体の展開分布が改善される。
以下、図面を参照しながら、この発明の実施例
について説明する。
図面において、符号１０は、熱交換器の個個の
液体通路を形成するユニツトを総括的に示し、各
ユニツト１０は、２枚のシート１４，１６から構
成される。シート１４，１６はいずれも、５mmか
ら25mmのような比較的大きな深さのひだ即ち波形
１８を有する。両シートの波形１８は、互に平行
に延長かつ互に嵌まり合い、従つてシート１４，
１６は、これらシートと実質的に同じ波形輪郭に
従う液体通路２０を、これらシートの間に形成す
る。さらに、第２図に明示され第５図および第６
図に示唆されるように、シートは、細かい表面波
形即ち多くの溝２２，２４を備える。波形２２，
２４の深さとピツチは、大きな波形１８の対応す
る寸法の数分の１にすぎない。それで、大きな波
形１８の深さが12mmの場合には、波形２２，２４
の深さは、なるべくは、１mm〜２mmより以下にす
べきである。波形２２，２４の深さは、なるべく
は、0.5mm〜0.3mmの範囲内にすべきであり、また
は大きな波形の深さの1/4〜1/3を越えないように
すべきである。液体通路２０の幅は小さく保持さ
れる。と言うのは、これが気体側の流れ抵抗に好
ましい結果を与えるからであり、また同時に狭い
液体通路が、循環する液体の申し分のない分布を
達成するに十分な抵抗を、液体の流れに与えるか
らである。波形２２，２４の主な作用の一つは、
適当な寸法の液体通路を形成するためのシート１
４と１６の間の隔て要素として働くことにある。
波形２２，２４は、シートの強度を高めるに役立
ち、波形２２，２４を設けたことによつて、シー
トは、熱交換器の中の液体通路の幅を均一に保持
しながら、液体通路の中の比較的高い内圧に耐え
るこができるようになる。このことは、狭い液体
通路の中の液体の均等な分布と流量とを確保する
ために極めて重要である。
細かい波形２２，２４は、大きな波形１８の底
部および傾斜部と交差する連続した***の形で延
長し、望ましくは大きな波形の頂部とも交差す
る。さらに、図示実施例では、波形２２と２４は
互に交差し、波形２２または２４は、シート１
４，１６のうちの少くとも一方で、大きな波形に
対して斜めの角度を形成する。このことは、シー
トが波形の交差点で互に支持される際に、液体が
すべての方向に自由に進行できるようにするの
に、本質的なことである。
すべての方向に液体が自由に流れることは、特
に第３図に図示される実施例では重要であつて、
これにおいては、液体は、空気の流れに対して、
平行にも垂直にもさらにすべての中間角度でも流
れることができなければならない。
上述したシートの設計において、シートは、プ
ラスチツクまたはアルミニウムのような薄い材料
で作ることができ、その場合にもシートは、液体
通路の中のかなりの内圧に耐えることができる。
それで、適当なプラスチツクのシートは、１mmの
十分の二〜三かまたはそれ以上の厚さにできる。
シートのユニツト１０の細かい波形が波形の点２
６（第２図）で互に接合される場合には、前記述
の設計で与えられるシートの強度が、特に増大す
る。この接合は、望ましくは、波形の頂部に溶剤
および接着剤またはそのいずれかを塗布すること
によつて達成される。この方法によれば、シート
のユニツト１０は、これを形成する両シートの間
の距離を著しく変えるような変形をすることなし
に、５ｍ水頭またはそれ以上の液体内圧に耐える
に十分な強さを備えることができる。
シート１４と１６の波形１８は、互に平行であ
り、また液体側で互に適合しているけれども、気
体通路２８を形成する任意の２つの相隣るユニツ
ト１０の波形は、互に交差する。第３図から明ら
かなように、波形１８は空気の流れと鋭角をな
す。この角度は15゜から60゜までの範囲内にあ
る。ユニツト１０が全部同じ設計のものであると
きには、１つ置きのユニツトを180゜回すことに
よつて交差が得られる。ユニツト１０同志は、大
きな波形１８の交差点で互に接する。その結果と
して、気体通路の境界を構成する２つのシートの
間の距離は、すべての方向で、零から波形の深さ
の２倍まで変化し、このことは、気体とシートの
表面との間の伝熱のための望ましい条件を生じ
る。それで、波形１８の深さが、前述したよう
に、12mmであれば、気体通路の幅は、零から24mm
までの範囲にある。
細かい表面波形２２，２４は、気体側ではもち
ろん明らかであるが、これは、ここでは、通路の
幅に対してあまり重要でない。しかしながら液体
側では、液体通路の幅の深さによつて決定され、
波形の深さが２mmであれば、液体通路の幅は零か
ら４mmまで変化する。気体通路２８の内側で空気
のような気体の圧力は無視できるから、ユニツト
１０同志は、大きな波形１８の交差点だけで互に
接するだけでよい。この交差点では、シート同志
が剛直に結合できる。
気体通路２８は、第１図に矢印３０で示されて
いるように、シートの全組立体を空気のような気
体が通過できるようにするために、開いている。
熱交換器が例えば換気用熱交換器として使用され
る場合には、プラントは、２つの熱交換器組立体
を包含する。新鮮な外気が、熱交換器組立体の一
方を通るように送風機によつて送風され、新鮮で
ない室内の空気が、他方の熱交換器組立体を通る
ように送風される。両空気流の間の熱交換が、２
つの熱交換器組立体の液体通路の間で延長する管
を通つて循環する液体によつて達成される。
個個のユニツト１０を形成する２つのシートを
互に液密に結合する縁において、液体通路２０は
密閉される。シートの縁３２に沿う帯域が波形で
はなく平らであり、それで２つのシートの縁帯域
が、容着または接着によつて接合できる場合に
は、前述したような結合が達成できる。気体が気
体通路にはいるときまたはこれから出るときの圧
力勾配を低減するため、第６図に符号３４で示さ
れるように、大きな波形１８はこれらの点で斜断
できる。しかしながら、例えば第５図に示される
ように、ユニツト１０の波形１８を、縁までずつ
と連続させて、ここで波形の輪郭に従う溶接継目
３６などの接合によつて波形１８を結合させるこ
とも、可能である。この場合に、空気がシートの
縁を通るときの圧力勾配は、さらに低減する。
すべての液体通路２０は、共通の入口３８およ
び出口４０に連通する。そのため、シートのユニ
ツト１０は、入口３８および出口４０と同軸線の
中央開口４４を持つ真直配列のリング４２を備え
る。リングは、大きな波形１８の深さに等しい軸
線方向の寸法を有する隔て要素として作用する。
各ユニツト１０のシート１４，１６は、リング４
２に対する開口を備え、リングは、第４図に図示
されるように、両シート１４と１６の間に配置さ
れる。半径向き開孔４６は、液体通路２０とリン
グ４２の中央開口４４との間の連通を可能にす
る。リング同志の相互配置と相互密閉とを容易に
するたため、リングは、１側に円錐形の中央突起
４８を有することができ、これは、リングの他側
の適合する円錐形のくぼみ４９に嵌まることがで
きる。ユニツト１０は、水密になるように共に密
閉されなければならず、これは、望ましくは、熱
交換器ユニツトの外方のリングに推力を加えるこ
とによつて達成される。この場合に注意すべき点
ととして、推力が、リング２の中央突起４８を介
してではなく、その平坦面を介して加えられ、そ
れで２つの隣接したユニツト相互に隣接したシー
トが共に圧縮されるように、リングは設計される
べきである。圧縮されるプラスチツクのシートの
間に或る適当な材料例えばゴムの密閉要素を導入
することも、可能である。
かくして、液体通路は、リング４２を介して、
共通の入口分配管と共通の出口分配管とに連結さ
れる。入口分配管および出口分配管は、一端で入
口取付具（入口）３８および出口取付具（出口）
４０にそれぞれ連結され、他端（図示なし）で密
閉される。狭い液体通路の全域に渉つて液体流を
分布し、かくして気体通路内の気体との最適な熱
交換を達成するため、液体通路の境界を形成する
２つのシート１４と１６は、両縁から通路を横切
るように交互に延長する帯域５０に沿つて互に結
合でき、このようにすると、液体は、第３図に矢
印５２で示されるように、入口取付具３８と出口
取付具４０との間でジグザグの径路に従う。ユニ
ツト１０は、帯域５０の間の空気を逃しまたこの
帯域の間に捕捉された空気を排出するための通気
開孔５４を備えてもよい。かくして、液体が通り
繰返しの横断流接触を生じる径路が、液体の流れ
と空気の流れとの間の逆流接触に類似した効果を
達成する。
液体は水でよく、熱交換器が冬期の外気温度の
ような気体の温度が低い状態で使用される場合に
は、凍結防止剤が水に添加できる。
もちろん、この発明は、図示の実施例に制限さ
れることはなく、その基本的構想の中で種類に変
化できる。かくして、熱交換器は、冷却塔の中
で、即ち調和設備の場合のように空気の流れによ
つて水を冷却するために使用することもできる。
この場合には、気体通路の壁はそれ自身知られて
いる水吸収面を有するように作ることができ、こ
の水吸収面は、水の間欠的供給によつて、湿つた
状態に保持される。空気の流れが気体通路を通る
ときに、水は、蒸発し、かくして熱を抽出し、液
体通路の中を循環する液体または水を冷却する。
この際に、熱交換器は、年間の低温期間中には、
いわゆる乾燥冷却塔として作動でき、その場合に
は、水は気体通路に導入されない。このように作
動する冷却塔では、加熱された空気が、その絶対
湿度の変化なしに気体通路から出るので、霧がな
いという特別の利点が得られる。熱交換器は、空
気のような気体の乾燥用としても設計でき、この
場合に、気体通路の壁は、吸湿特性を有する層を
備える。望ましくは、この層は、吸収性を備えて
いて、塩化リチウム溶液のような吸湿液体で含浸
させる。湿り空気が気体通路を通過するときに、
これに含まれる湿気のいくらかが吸湿物質によつ
て吸収され、同時にこの空気の温度が、液体通路
を通つて循環する液体によつて制御例えば低減で
きる。吸湿物質を再生するため、即ち吸湿物質に
吸収された湿気を追出すため、水のような高温液
体を液体通路に間欠的に流すことができ、これに
よつて吸湿層が乾燥する。乾燥効果を満足なもの
にするためには、乾燥の際に気体通路を通る空気
の流れは、湿気を吸収される空気の流れとは反対
の方向に流して、大気または凝縮器へ排出しなけ
ればならない。
最後の２つの実施例、即ち蒸発冷却用の冷却塔
要素と乾燥器の熱力学的な性能に対しては、これ
らの応用で伝達しようとするエネルギの量が、換
気用熱交換器で伝達しようとするエネルギの量よ
りかなり多いので、液体通路と気体通路を分離す
るシート１４，１６が熱の通過に対して低い抵抗
を与える熱伝導性のものであることは、最も重要
である。
シートの熱抵抗が気体とシートの表面との間の
熱抵抗を大きく越えてはならないことが、特に重
要である。
気体の流れと液体の流れとは、もちろん、分離
されていなければならない。ある場合には、個個
のユニツト１０の液体通路をすべての側で密閉す
ることは必要でなく、水が液体通路を垂直下方に
通過するときには、液体通路は頂部と底部で開い
てもよく、この際に空気は、水と接触することな
しに、気体通路を水平に通過する。
シートが波形またはひだ形であることは望まし
いが、シートが液体側で対をなして嵌まり合うこ
とができるような方法でシートの表面に分散され
たボウル状の突起によつて、シートに必要な膨出
を与えることも可能であり、この際にも、この膨
出によつて気体に乱流が生じ、またはこの膨出が
気体側で隔て要素として作用する。気体の流れに
おける圧力損失を避けるため、第３図に明示され
るように、気体通路の中で気体は帯域または突起
５０を越えて真直に進み、ここで波形は、第６図
での外側縁３４のように、斜断される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明に従つて設計された熱交換
器の一部分の斜視図である。第５図は、共に液体
通路の境界を形成する２つのシートの一部分を拡
大して示す斜視図である。第３図は、熱交換器の
側面図である。第４図は、第３図の−線に沿
う拡大断面図である。第５図および第６図は、２
つの実施例における液体通路を形成するシートの
縁の斜視図である。 図面において、１４，１６はシート、１８は波
形、２０は液体通路、２２，２４は細かい波形す
なわち溝、２８は気体通路、３２はシートの縁、
３８は入口、４０は出口を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 互に平行な波形に形成された２つのシートに
    よつてそれぞれ構成される多くのユニツトを有
    し、各ユニツトにおける２つのシートが互に離れ
    るように保持され、これら２つのシートの間に、
    実質上一定の幅の狭い液体通路が形成され、相重
    なる２つのユニツトの波形が互に交差し、これら
    ユニツトの間に、幅の変化する気体通路が形成さ
    れる、気体の熱媒体と液体の熱媒体との間で顕熱
    および潜熱またはそのいずれかを伝達するための
    熱効換器において、各ユニツトにおける２つのシ
    ートに、これら２つのシートを互に離れるように
    保持するための隔て要素として、相並ぶ細かい溝
    が形成され、１つのユニツトにおける１つのシー
    トの溝が、このシートの波形と交差し、このユニ
    ツトにおける別のシートの溝とも交差することを
    特徴とする熱交換器。
JP238078A 1977-01-14 1978-01-14 Heat transfer means adapted to be used in connection with heat exchanger for transferring sensible heat and latent heat Granted JPS5390056A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE7700404A SE423750B (sv) 1977-01-14 1977-01-14 Anordning vid vermevexlare for sensibel och/eller latent vermeoverforing

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JPS6119917B2 true JPS6119917B2 (ja) 1986-05-20

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ID=20330180

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP238078A Granted JPS5390056A (en) 1977-01-14 1978-01-14 Heat transfer means adapted to be used in connection with heat exchanger for transferring sensible heat and latent heat

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JP (1) JPS5390056A (ja)
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BR (1) BR7800223A (ja)
CA (1) CA1106834A (ja)
CH (1) CH622608A5 (ja)
CS (1) CS209453B2 (ja)
DE (1) DE2801076C3 (ja)
DK (1) DK9378A (ja)
ES (1) ES465983A1 (ja)
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