(57)【要約】【課題】冷媒を圧縮して熱に変換するヒートポンプ機器が普及され、そこに使われるのは冷媒と空気間の熱交換器で、一般に薄いアルミ板と銅管を使ったフィンチューブタイプが使われてきた。環境エネルギーが重視される時代に冷媒を使わずに、空気対空気で直接熱交換する技術、商品が検討されてきたが、その中核となる空気熱交換器は冷媒空気熱交換器に比べ、コスト低減、冷暖両分野への展開など多くの課題を残している。【解決手段】フィンチューブ用の極薄のアルミ伝熱平板の利用や、各種伝熱機器構造への展開の自由度拡大が可能な空気熱交換機の応用展開技術を実用化して、空気対空気直接熱交換の環境機器の進展の下支えを目指すものである。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面状の多数枚数の伝熱平板を、その間に空気通路ができる様に間隔を開けて重ね合わせて全体で二つの空気通路を構成し、冷却する空気と冷却される空気を夫々前記二つの空気通路の中を通過させ、前記伝熱平板を通して前記二つの空気間で熱交換させるプレート空気熱交換器に於いて、
前記伝熱平板として４つの辺をもつ外形が長方形のアルミニウムの薄板を用い、隣り合わせの前記伝熱平板の４辺の端面同士を折り曲げへミング加工に依り空気漏れの無い様に接合して組みたてると共に、前記４つの辺のコーナー部は空気漏れの無い様に接着材乃至は補填材を塗り固めたことを特徴としたアルミプレート空気熱交換器。
【請求項２】
前記伝熱平板として０．０８ｍｍより厚肉で０．２５ｍｍより薄肉のアルミニウム製の平板を用い、該平板間の隙間を保持させるスペーサーを挿入させたことを特徴とした請求項１に記載のアルミプレート空気熱交換器。
【請求項３】
表面に妨錆効果、親水性効果及び潤滑性効果のある塗膜を塗布し、垂直方向の断面が凸凹で水平方向に直線的な形状に成型した波板状の成型を施した前記伝熱平板を用いたことを特徴とした請求項１、２の何れか一項に記載のアルミプレート空気熱交換器。
【請求項４】
前記アルミプレート空気熱交換機内を流れる前記空気通路を、前記冷却する空気と前記冷却される空気用に２通路とし、一つの通路は前記アルミプレート空気熱交換機の前面の上部から前記アルミプレート空気熱交換機の下面に連通させ、他の一通路を前記プレート熱交換器の後面の下部から前記アルミプレート空気熱交換機の上面に連通させ、且つ前記前面は下の部分をカバー板で覆い且つ前記後面は上の部分をカバー板で覆うことにより構成し、この前記２通路を通風する空気が対向流となる様に構成したことを特徴とした請求項１、２、３の何れか一項に記載のアルミプレート空気熱交換器。
【請求項５】
前記アルミプレート空気熱交換機内の前記空気通路を、前記冷却する空気と前記冷却される空気用に２通路とし、一つの通路を前記アルミプレート空気熱交換機の前面から後面に連通させ、他の一つの通路を前記アルミプレート空気熱交換機の下面から上面に連通させ、二つの通路を通風する空気が交差流となる様に構成したことを特徴とした請求項１、２、３の何れか一項に記載のアルミプレート空気熱交換器
【請求項６】
前記アルミプレート空気熱交換機内の前記空気通路を、前記冷却する空気と前記冷却される空気用に２通路とし、一つの通路は前記アルミプレート空気熱交換機の前面の上部から前面の下部に又はその反対に連通させ、他の一つの通路を前記プレート熱交換器の下面から上面に又はその反対に連通させ、且つ前記アルミプレート空気熱交換機の後面は遮蔽板で全面を覆うことに依り構成し、前記２通路を通風する空気が対向流となる様に構成したことを特徴とした請求項１、２、３の何れか一項に記載のアルミプレート空気熱交換器。
【請求項７】
請求項１，２，３，４，６の何れか一項に記載の前記アルミプレート空気熱交換器を利用し、前記冷却される空気が前記アルミプレート空気熱交換器で冷却された後に下方に延長されたダクト通風路を通過するときの逆煙突効果で下降し、前記冷却する空気が前記アルミプレート空気熱交換器で加熱された後に上方に延長されたれたダクト通風路を通過するときの煙突効果で上昇し、前記冷却される空気と冷却する空気は送風機に依ること無しに通風させて熱交換させることを特徴としたアルミプレート空気熱交換装置。
【請求項８】
多数枚数のアルミプレートを重ねて、一つ置きのプレート間に２種の空気を流して
相互に熱交換させるアルミプレート空気熱交換器を用い、
ボックス内の高温度の空気をボックス外の空気で冷却するために、前記双方の空気を熱交換させる前記アルミプレート空気熱交換器の上下方向の中間位置が前記ボックスの中間位置よりたかい位置になるように設置し、
前記冷却される空気を前記ボックスの最上部より取り込んで前記アルミプレート空気熱交換器の上部側面から下面にむけて下方に延長されたダクト通風路に流し、前記冷却する空気を前記プレート熱交換器の下部側面から取り込んで前記ボックスの上面依り上方に延長された前記ダクト通風路に流す様にしたことを特徴としたアルミプレート空気熱交換装置。
【請求項９】
多数枚数のアルミプレートを重ねて、一つ置きのプレート間に２種の空気を流して
相互に熱交換させるアルミプレート空気熱交換器を用い、
ボックス内の高温度の空気をボックス外の空気で冷却するために、前記双方の空気を熱交換させる前記アルミプレート空気熱交換器の上下方向の中間位置が前記ボックスの中間より低い位置になるように設置し、
冷却される前記ボックス内の高温度の空気を前記ボックスの最上部より取り込んで前記プレート熱交換器の上部から熱交換器に導入して下方から前記ボックス内の下方部に向けてファンに依り送風し流出させ、前記ボックス外の冷却する空気を前記プレート熱交換器の下部から導入して高温度にした後に前記プレート熱交換器の上部から流出させて上方に延長されたダクト通風路内における煙突効果により自然循環させる様にしたことを特徴とした強制及びアルミプレート空気熱交換装置。
【請求項１０】
平面状の多数枚数の伝熱平板を、その間に空気通路ができる様に間隔を開けて重ね合わせて二つの空気通路を構成し、冷却する空気とボックス内乃至は室内の冷却される空気を夫々前記二つの空気通路の中を通過させ、前記伝熱平板を通して前記二つの空気を相互に熱交換させるアルミプレート空気熱交換器を前記伝熱平板の壁面が垂直状態になる様に組み込み、前記ボックス乃至は室内の外壁面に設置する冷却装置に於いて、
前記冷却する空気の通る前記空気通路にはその前記伝熱平板表面を濡らす様に水道水などの水を散水させてその表面で蒸発させて該伝熱面を冷却し、該伝熱平板の裏面を流れる前記冷却される空気を該伝熱平板を通して冷却する方式の熱交換器として請求項１，２，３，４，５，６の何れか一項に記載のアルミプレート空気熱交換器を用いたことを特徴とした水蒸発式冷却装置。
【請求項１１】
平面状の多数枚数の伝熱平板を、その間に空気通路ができる様に間隔を開けて重ね合わせて二つの空気通路を構成し、冷却する空気とボックス内乃至は室内の冷却される空気を夫々前記二つの空気通路の中を通過させ、前記伝熱平板を通して前記二つの空気を相互に熱交換させるアルミプレート空気熱交換器を前記伝熱平板の壁面が垂直状態になる様に組み込み、前記ボックス乃至は室内の外壁面に設置する装置に於いて、
前記冷却する空気の通る前記空気通路にはその前記伝熱平板表面を濡らす様に水道水などの水を散水させてその表面で蒸発させて該伝熱面を冷却するモードと、
前記冷却する空気の通風を停止するとともに、前記散水する水を、温水に切り替えることに依り前記冷却される空気を加熱することに依り暖房用として作動させることを特徴とした冷暖房装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
空気で空気を冷却し、また加熱するための熱交換器はアルミプレート空気熱交換機と呼ばれる通常はアルミニウムの薄板を多数枚重ねて組みあわせた熱交換器が使われる。一方、エアコン等に使われる冷媒（フロン）と空気の熱交換器であるフィンチューブ式熱交換器はアルミニウムの薄板とそれを貫通する銅管などに依り構成されている。    しかして、同等の処理熱量で比較すると、コスト、容積、性能選定の自由度、設置性等の諸点でフィンチューブ式に比べ、プレート式は遥かに劣勢で有り、その製造方法が完成されているとは言いがたい。
【０００２】
それは、熱交換器の方式、構造、材料の違いに依るところと、作動流体が冷媒と空気の違いに依る所があると考えられる。構造的には、フィンチューブ式は空気通路（ダクト）内に設置されるがプレート式はそれ自体が空気通路を構成することが多く、空気通路への要求性能である風路の構成、空気漏れシール、耐風圧強度維持、等の機能が熱交換器としての機能に加えて要求されるため、構造の複雑化、製造の困難さ、コスト上昇、大容積化を招くことになり、
冷媒を使わない空調機器等の商品化、進展の基本的な課題になっている。本発明では空気アルミプレート空気熱交換機の上記の課題を明確化し、解決策を発明し、冷媒（フロン）を使わない方式であるデシカント式空調機や空気式冷却器、などの次世代機器の実用化進展を容易にしようとするものである。
【背景技術】
【０００３】
室外空気等の冷却する空気で室内空気等の冷却される空気を冷媒などを介在させず、伝熱平板（伝熱面）の裏と表で冷却又は加熱するための空気冷却器乃至は空気加熱器には、平面状の伝熱面を多数枚数重ねたその間に空気通路を構成させる方式の、所謂アルミプレート空気熱交換機がある。その構造は空気通路を内部に持たせた袋状のものが多く、アルミ平板、鉄板、樹脂等を伝熱面材料として用いている。その外周を重ねあわせて袋状に閉じるために接合シールする加工方法として、プレス圧着、折り曲げヘムス（かしめ）加工、溶接、接着、ロ―付け、熔着など様々な方式が採用されている。
【０００４】
アルミ伝熱平板を用いたアルミプレート空気熱交換器は２種の空気が伝熱面の両面で接する構造のため、その空気の差圧に耐え、空気漏れを無い様にするとともに、伝熱面の外周をシールして相互に結合して閉じることが必要で、耐圧強度やシール加工に耐える通常０．４〜０．８mmの厚さのアルミの薄板などを用いている。前述した冷媒用熱交換器では伝熱面のアルミ板は０．１ｍｍ程度の極薄板を用いる。その理由は伝熱平板の両面の空気は同じ空気であるから空気シールの必要性は無いし、空気の耐圧に耐える必要がないからである。上記の様な伝熱平板材料の厚さに依るコスト差は２〜３倍に達する。
【０００５】
そこで、安価な材料として０．５ｍｍ程度の薄いメッキ鉄板を用いることもあるが、その場合、製造にはより大型の強度のある型や空気シールに用いる溶接接合などの費用が高価になる。コスト低減の点で特許文献１では樹脂製フィルムの伝熱面の事例もあるが、コスト低減の点でフィンチューブ式熱交換器並みの０．１ｍｍ程度の肉厚のアルミ材を用いることを可能にする技術が求められており、さらには、その為に、薄い伝熱面の外周部同士を互いに接合してシールさせる方法、それらを総合しての組み立て方式、薄い伝熱面間の間隙ピッチの保持方法、伝熱性能を向上させる方法、更にはその一つの方法である水蒸発冷却式への対応（特許文献２、５）方法、回転型顕熱交換機（特許文献４）などへの展開を諮ることが課題としてあげられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２６４６２７号広報
【特許文献２】特開２００６−１０５５４１号広報
【特許文献３】特開平０６−１２３４４４号広報
【特許文献４】特開２０００−１１１０９６号広報
【特許文献５】特開２００９−１５０６３２号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は次の様なものである。
１、プレート式空気熱交換器では間隔をあけて重なり合う多数枚数のプレートを立体に
構成させ、その間に空気通路を構成させることが必要で、且つ、最終商品に最適なサイズ要請、空気の流し方などの要請に合わせた製造、伝熱平板の成型方式が求められる。これらはー般に使われるプレス成型方法で生産するやり方では上手くいかない。  サイズの違う毎に別の型が必要であり、費用の負担が大きくなるからである。  
２、一方、コスト低減を実現するため肉厚０．２５ｍｍ以下の薄肉アルミニウム伝熱面を用いることを可能にするプレート熱交換器の構造、方式、製造方法が求められる。この場合は特に空気漏れ対応の空気シール方法、空気圧の変化に耐える強度確保の方法の明確化が必要である。
３、耐久信頼性と、性能向上、及びプレス成形性の３点を同時に実現する表面塗膜処理方法の確立
４、顧客ニーズに合わせた性能、通風形態に合わせる方法の確立。
５、さらに、送風ファンを使わずに冷却を実現する自然対流方式の実現による節電省エネ方法。
６、性能を更に向上させるために水噴霧による蒸発潜熱の利用方法確立。
などが必要な課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
プレート式空気熱交換器の商品化において、重要な課題は、最終商品の容量とサイズが様々のニーズに変化することに応える難しさである。
前述した冷媒と空気の熱交換を行うフィンチューブ方式の場合は、チューブ（パイプ）径の変化、パイプピッチの変化に対応できる製造方法が既に確立されている。従って設備の微調整により家庭用空調機の１馬力タイプから産業用の１００馬力タイプまで広範囲のものまで、ほとんど同じ設備、工程で製造が可能な方法が確立されている。
一方、液体間の熱交換の為のプレート式熱交換器にくらべても、空気式では流路サイズが適性で無い場合送風動力への負担の増大、送風騒音の増大、性能への影響など極めて大きな影響が生じることに対するための工夫と新技術が求められる。
【０００９】
プレート式空気熱交換器の場合、僅かでも製品サイズが異なれば、それに合わせたプレス成型が必要で、異なったプレス型が必要になる。このため型製作による製造コストの増大、長い型製作納期が必要となるし、一体のプレス型で伝熱面外周部全体を成型し空気シールを行う方式での生産方式では顧客の各種の要請に応えるのは難しい。そこで本発明では、伝熱面の４辺毎に成型する方法とそれに関連した空気シール加工方式を発明し提案するものである。
【００１０】
基本構造
プレート式の空気熱交換器は、多数枚数のアルミプレートを積み重ね、その間に通風路を構成し、その外周は空気をシールしたり、また流したりするため複雑な形状を取らざるを得ない。図１、３、４、５、６、７がその状態を示している。図３は風路の構成を、図４は積層されるアルミプレートの外周部の接合方法を、図１は総組み立て状態を示している。このアルミプレートを一体の型でプレス成型すれば容易に製造できるが、アルミプレートのサイズ寸法、プレート間ピッチの異なる要求毎に成型型の製造対応が必要になる。
これを解決する方法は、周囲４辺を別々に折り曲げ成型してへミング加工で組みあわせる方法がアルミプレートのサイズが異なる熱交換器を製造するには、有力な解決策である。
【００１１】
この方法でのプレート式空気熱交換器の構造略図を図３に示す。伝熱面２は薄い（０．１ｍｍ）アルミ平板で、隣接する伝熱平板端面同士の合わせ部は図４に示す様に、折り曲げ加工とへミング（かしめ）加工４１で固着、シールしている。一方上面と下面も矢張り２枚の伝熱平板をへミング加工して接合してある。その結果、例えば、冷却する空気の吸い込みは熱交換器外側面５から流入し、熱交換器上面６から流出する。一方冷却される空気は熱交換器内側面８から流入し、空気熱交換器熱交換器下面７から流出する。  但し流入、流出は逆になることもある。しかして双方の空気は熱交換器の中では、ほぼ対向流状態で流れ、熱交換の効率は向上する。
【００１２】
詳しくは図示していないが、伝熱平板間の隙間寸法（ピッチ）を適正に保つため、側辺部をピッチ高さだけ折り曲げ又は絞り加工をした後にへミング加工して結合している。（図４）。同様に上面と下面も伝熱面間ピッチ寸法分の折り曲げ加工とへミング加工を行って、上述した通風路を構成する工夫がなされている。へミング加工は伝熱壁面の４辺の壁面同士の直線状の端面を直線的に加工して接合している。薄くて強度の弱い０．１ｍｍ厚の接合組み立てには直線の辺をへミング加工して辺同士を接合して強度を保つ接合の仕方が最適であるからである。
【００１３】
この様な辺のへミング加工では、直線部は良いが、伝熱壁面のコーナー部は隙間が生じて空気シールを達成できない。この隙間を無くすためにホットメルト充填剤や接着剤を塗りつけて固めると共に空気シール性を確実にしている。冷却する及びされる空気の空気圧が高くへミング加工のみでは空気シールが不充分な場合は、へミング加工の合わせ部に浸透性の高い接着材を塗布して流しこみ、シール性を高めている。
【００１４】
更に、薄板のアルミ板を伝熱面に用いたプレート式空気熱交換器のコスト改善、生産性を高めるため、アルミ板厚を最適化することが重要である。各種試作検討では０．０８ｍｍ以下の極薄板では、熱交換器全体、へミング加工部、スペーサー周囲などの強度が不足し、成型した伝熱面の平坦度が保ちにくく、外周部のカシメなどの加工に依るシール性が不足し、双方の通風空気の圧力差に耐えられないという問題が発生した。一方、０．１ｍｍに比べ０．２５ｍｍ以上に厚くした場合、材料費は５０％以上上昇し、熱交換器全体の重さが２倍以上になり、その結果商品性は大きく劣化する。市場で使われているプレート式空気熱交換器のアルミ板の肉厚は０．３ｍｍ以上であるが、本発明の技術により０．２５ｍｍ以下の肉厚を実現することを可能にするものである。 
【００１５】
この様な、薄肉厚のアルミ材を利用するためにクリヤーしなければならない課題を解決する必要がある。最大の問題は空気圧に耐えるプレート熱交換器の実現である。冷却する空気と冷却される空気の空気圧、風速に依る風圧などに耐えるには、プレート間ピッチに合わせたスペーサー１６の利用が有効である。ピッチスペース相当分の出っ張りを熱交換器のアルミプレートに突き合わせの出っ張り部を成型して付き合わせてピッチを保持する方法があるが、プレートが薄くなり、プレート間ピッチが大きくなったばあいに必要な高い出っ張り部の成型が難しくなる。また、ピッチ寸法変の変わる毎に出っ張り部の出っ張り寸法を変更しなければならず、型の変更が必要であり、また、ピッチ寸法が大きい場合、アルミプレートは薄肉になると出っ張りの成型プレス加工時にアルミプレートに亀裂、破断が生じるからである。
【００１６】
アルミプレートが０．２５ｍｍ以上ではスペーサー分の突出部成型加工は比較的容易であるが０．２５ｍｍより薄肉になると成型時のプレートの亀裂破断のリスクが高くなる。この場合には別部材のスペーサー１６を張り付ける方が安全である。スペーサー１６は樹脂製、金属製のスペーサー部材を接合、貼り付け、又は成型溝にはめて固定する。こうすればプレート間ピッチが変更になった場合はスペーサー寸法変更に依り容易に対応可能である。この様にスペーサー方式はアルミプレートの薄肉化には有効な方法である。
【００１７】
アルミプレート伝熱平板には通常、性能向上の為に凸凹状に成型して通風空気の伝熱性能を上げることが行われるが、伝熱平板が薄くなると成型時の亀裂破断、風圧に対する強度の低下が問題になる。それを回避するには凸凹をなだらかな波板状に成型することが有効である。また、散水冷却の方式では、伝熱面は冷却空気に噴霧する水の表面での広がりを助けるため波板形状は水平方向は平坦で垂直方向の断面を波板形状にする。プレス成型時に表面の滑り性を良くして型とのなじみを良くするために表面円滑材と、前記噴霧する水の表面全体への広がりを促進するための親水性塗料とアルミの錆劣化を防ぐための防錆材を塗膜処理をする。
【００１８】
熱交換する２つの空気を流す方式には双方を対向する方向（逆方向）に流す対向流方式（図１、図３、図５、図６）と、交差する方向に流す交差流方式（図８）がある。一般的に同一風量なら対向流方式が伝熱性能が高いが、一方、交差流の方が大風量化に向いている。冷却装置の全体の空気の流れに適した方式を選ぶ。図３で概略が分かる通り、この方式の伝熱平板の４つの外周の辺の曲げ成形は、夫々この対向流乃至は交差流に適した曲げ方向を選定する。図示していないが、交差流、対向流など流れの仕様により曲げ成形の曲げ方向は異なるものになる。この流れの方式に合わせて４辺の曲げ方向を変えることが出来る様にするには、伝熱平板を一体で型成形する方式では別々の成型型が必要になるが、４辺を折り曲げする方式では成型する型は不要であり、作業工数は増加して加工コストは増加するが、全体として熱交換器の製造コスト低減が可能であり、各種の熱交換器を製造するときの総製造コストは低減させることは可能になる。
【００１９】
本発明の熱交換器を組み込んだ冷却装置、空気調和装置、では図５の様に冷却される空気と冷却する空気に夫々ファンが設置される（庫内吹き出しファン１７、外気吹き出しファン１８）。
この場合、ファンと供に電源回路及び制御装置が必要であり設備費用が必要が増加するばかりでなく、消費電力費用が増大し、ファンの寿命や不良による交換費用が生じる。そこで、ファンを使用しないで、自然通風による方法が検討される。その場合熱交換器の流路方向長さを短縮し、流路幅を拡大して通風抵抗を減らすなどが検討される。  一方、この場合の通風の原動力は、空気の温度差による浮力を利用した煙突効果である。その場合図６に示す様な電気回路収納庫４内の６０℃程度の高温度の空気を冷却する冷却装置３の様な縦長の風路ダクトを持った構造となる。
【００２０】
即ち、電気回路収納庫４内の空気の冷却装置３は送風機を使わない冷却装置である。庫内の高温度の吸い込み空気１１を空気熱交換器１で冷却して低温度にし、逆煙突効果で庫内に戻し循環させる。
外気吸い込み空気９は逆に高温度になり、煙突効果で煙突上ダクト４４から排気される。
ファンが不要になれば、ファン用電源、ファンケーシングなどが不用になり、設備コストの軽減になるばかりでなく、ファンの消費電力の削減になる効果が大きい。二つの煙突効果を発揮させるには冷却器である空気熱交換器１の上下の設置位置が極めて重要である。電気回路収納庫４の位置を、その空気熱交換器１の上面位置を電気回路収納庫４の庫内の最上部位置とほぼ同じにすることにより、ダクト長を長くでき、２つの煙突効果による２つの空気の循環を促すことが可能になる。
【００２１】
本空気熱交換器の冷却性能を向上させる方法の一つに、冷却空気側の伝熱面２の表面に水道水を散水噴霧させる方法が有効である。この方法により冷却空気側の空気温度は乾球温度から湿球温度まで温度降下し、その分冷却効果は増強する。一方、冷却空気の流れを止めて、水道水の代わりに温水を散水させることにより冷却される空気を加熱することが可能になる。冷却、冷房だけでなく加熱、暖房に利用することが可能になる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、アルミプレート伝熱面を多数枚重ねた空気熱交換器１において、熱交換器における異なる冷却性能を実現するためのサイズの変更、さらには空気の流し方を変えることが容易になり、変化に対応し易い製造方法を可能にした。またアルミプレート伝熱面を０．２５ｍｍ以下の薄い板厚さにしてコストを下げて軽量化させる製造方法も可能にした。また当該伝熱面の有るべき表面塗装処理の内容を明確化して生産性、信頼性を向上させた。さらには二つの空気が熱交換器内を通風する通風方式を対向流と交差流に変更するために伝熱面の形状を変えることが容易な製造方法も可能にした。
【００２３】
また、二つの空気の通風に送風機を使わずに温度差に依る煙突効果に依る方法も可能にした。一方、その時に冷却される空気のみをファンで通風させ、冷却する空気の送風はファンを使わない方式も可能にした。また更に冷却する空気側に散水噴霧して冷却性能を向上させる方法も可能にした。
以上に依りプレート熱交換器を用いた、高性能で、各種要請される機能を満たした冷却装置を実現出来る様になり、空気対空気または気体対気体の間で必要とされる高性能で低コストな熱交換装置を実現し、冷媒を使わない空調装置や、高信頼度確保の為に密閉型が求められる電力変換装置や電源装置の冷却など従来はコスト面や構造面で不可能であった重要な環境優位機器の大幅な改善が可能になり、更なる市場展開を可能にすることができると考える。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のアルミプレート空気熱交換器の外観構造
【図２】本発明のアルミプレート空気熱交換器の伝熱面外観図
【図３】本発明によるアルミプレート空気熱交換器の内部構造図
【図４】本発明のアルミプレート空気熱交換器周辺部のカシメ構造図
【図５】本発明のアルミプレート空気熱交換器を組み込んだ電気回路収納庫と冷却装置
【図６】本発明のアルミプレート空気熱交換器を組み込んだ電気回路収納庫と自然通風冷却装置
【図７】本発明のアルミプレート空気熱交換器を組み込んだ電気回路収納庫と自然及び強制通風冷却装置
【図８】本発明の水蒸発冷却型アルミプレート空気熱交換器の外観構造
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明を実施するための形態として、図7に示したアルミプレート空気熱交換器を組み込んだ電気回路収納庫と自然及び強制通風冷却装置について説明する。キュービクル等の高圧電源（６６００Ｖ）を実使用圧電源（２２０Ｖ）に変換する電力ボックスでは変換ロスに依り電力ボックス内（庫内）の温度が上昇し、電力機器の耐熱温度を超えるため冷却が必要になる。このため室外空気を電動ファンに依り強制的にボックス内に導入して機器の冷却を行う。しかしながら、電力回路の容量アップとともに、室外空気導入に依るゴミ、水分、塩分、不純ガス等が侵入することに依る不良や寿命の低下の原因になって来ている。そこでボックスを密閉構造にして空気空気熱交換装置を設置して、ボックス内空気を室外空気と熱交換して冷却する方法が検討されてきている。
【００２６】
そこで図7の様な方式の熱交換装置（冷却装置３）を用いることが検討されている。
組みこまれている空気熱交換器１を図1に示す様なプレート熱交換器であり、外気吸い込み空気９と庫内吸い込み空気１１が熱交換され、庫内空気は冷却されて庫内下部から庫内吹き出し空気１２となって吹き出され、庫内の電力機器を冷却する。この両方の空気は図１に示されるように双方の吸い込み空気が遮蔽板２３によってガイドされ、吸い込み空気９は熱交換器の下方側面から、庫内空気は熱交換器の上方側面から吸い込まれ熱交換器内を対向流状態で熱交換する
【００２７】
そのとき、伝熱面上の波型状に成型した凸凹面を通過することにより熱交換効率は促進される、波型が上下方向に形成され、水平方向は直線状であることはこの特性を最大化するためである。一方、この空気熱交換器１の詳細構造を図３に示す。図３に示した伝熱面２は図４の様に外周の４辺をへミング加工部４１を追化工したものである。この図は会い隣り合う２枚の伝熱面２をへミング加工で結合した図である。伝熱面の間の伝熱面間ピッチ１５は４辺のへミング加工と伝熱面間に挿入した伝熱面間スペーサー１６により適性に保たれている。
【００２８】
伝熱面２と周囲４辺のへミング加工部４１、と図示されていないが、４辺のへミング加工部の合わせ目、即ち伝熱面２のコーナー部はシリコン製のシール部材をへミング加工後に塗り固めることにより双方の空気はシールされて混ざり合わない構造になっている。特にへミング加工部の空気のシールは、液状の接着材を流し込むことによりシール性は依り完全となる。図５は以上説明した空気熱交換器１を電気回路収納庫４（キュービクル等）の冷却装置３に組み込んだものである。装置は収納庫の側面に設置され庫内吸い込み空気１１と外気吸い込み空気９が夫々のファン１７，１８に吸い込まれ、吹き出されている。その間に双方の空気は空気熱交換器１を通過して熱交換される。
【００２９】
この両方のファン１７と１８を使うこと無く同等の冷却性能を発揮できるようにした冷却装置３を図６に示す。両方のファンの代わりに、外部空気とダクト内空気の温度差による空気密度から生じる浮力の差を利用した煙突効果により得られる送風駆動力を利用する。空気熱交換器１を出た空気の下流に、煙突状ダクト４４と煙突状庫内ダクト４５の形で設置されている。この二つのダクトはその中の空気が煙突効果で上昇又は下降する様に充分な長さがあり、又空気の流動抵抗が大きくならない様に充分な流路面積を持つ様に構成されている。
【００３０】
図７はこの内庫内吹き出しファンのみを使って、庫外のファンは使わない方式を示している。この為空気熱交換器１は電気回路収納庫の上下の中央部以下に寄せて設置されており、
外気吹き出し空気１０の通るダクトは充分な長さがあり、煙突効果による送風量を確保している。庫内吹き出しファンは収納庫３の下部から庫内吹き出し空気１２を送風冷却が必要な方向に向けて吹き出して冷却効果を向上させている。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
電力系統や太陽電池出力変換用に使われる電力変換器、さらに電力を使用する動力機械用の電源装置などで発生する熱ロスに依る温度上昇を吸収するため、室外気でこれを冷却する装置の市場の急速な拡大が見込まれている。冷媒（フロンガス）と電力を使わない冷却装置や、冷媒を使わない、かつ冷媒を圧縮する動力仕事の要らない冷却装置、さらには、工場やレストランなど外気にオープンな空間の冷房装置として、空気対空気熱交換器の市場は未だ潜在市場であるが、今後莫大な顕在市場が生まれようとしていおり、本発明の有効性は大きなものが期待されている。
【符号の説明】
【００３２】
１    空気熱交換器
２    伝熱平板（伝熱面）
３    冷却装置
４    電気回路収納庫
５    空気熱交換器外気側側面
６    空気熱交換器外気側上面
７    空気熱交換器庫内側下面
８    空気熱交換器庫内側側面
９    外気吸い込み空気
１０  外気吹き出し空気
１１  庫内吸い込み空気
１２  庫内吹き出し空気
１３  伝熱面凹面
１４  伝熱面凸面
１５  伝熱面間ピッチ
１６  伝熱面間スペーサー
１７  庫内吹き出しファン
１８  外気吹き出しファン
１９  庫内空気通路
２０  外気通路
２１  庫内空気風路
２２  外気空気風路
２３  吸い込み遮蔽板
４１  へミング加工部
４２  散水ノズル
４３  散水噴霧
４４  煙突状ダクト
４５  煙突状庫内ダクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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