(57)【要約】【課題】  熱交換器の運転時の負荷によっても、積層構成された素子の各層が分離したり変形したりせず、換気空気同士のリークや換気空気同士の混合が生じることのない、耐久性に富む熱交換素子を提供することを課題とする。【解決手段】  上記課題を解決するために、本発明においては、基本的に、積層型の熱交換素子において、換気空気流通面付近の各層間の接着形態に新規な手段を採用するものとしている。具体的には、（１）本発明の熱交換素子は、熱交換膜１とスペーサー２とを交互に複数枚積層してなる熱交換素子であって、厚さ（積層）方向の切断面において各層が熱融着されてなることを特徴とする。（２）また、前記熱交換素子において、熱交換膜１は、熱流動性または熱溶融性を有するものとしてもよい。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱交換膜とスペーサーとを交互に複数枚積層してなる熱交換素子であって、積層方向の切断面において各層が熱融着されてなることを特徴とする熱交換素子。
【請求項２】
スペーサーは、上下面の間に平面視一端から他端へ亘る空気流通路が形成された板状体であり、この板状体の少なくとも上下面が熱流動性または熱溶融性を有する請求項１記載の熱交換素子。
【請求項３】
熱交換膜は、熱流動性または熱溶融性を有する請求項１または２記載の熱交換素子。
【請求項４】
熱交換膜１は、親水性有機高分子膜を定着してなる請求項１、２または３記載の熱交換素子。
【請求項５】
切り代を含む形状の熱流動性または熱溶融性を有するスペーサーを複数枚、熱交換膜を介設しながら積層する積層工程と、この積層工程によって得た積層体の前記切り代を纏めてヒートカットするヒートカット工程とを具備する熱交換素子の製造方法。
【請求項６】
熱交換膜は、前記スペーサーの切り代を含まない形状である請求項５記載の熱交換素子の製造方法。
【請求項７】
複数の積層体を組み合わせてなる組み合わせ熱交換素子の製造方法であって、ヒートカット工程が、積層工程によって得た複数の大判の積層体の各換気空気流通面同士を当接させて組み合わせ、この当接させた換気空気流通面と交差する側面をヒートカットするものである請求項５または６記載の熱交換素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕熱交換、潜熱交換或いは全熱（顕熱及び全熱）交換を行なう熱交換素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
換気空気（外気及び内気）の熱交換を行う熱交換素子は、複数枚の熱交換膜を、所定の間隔を開けて積層してなる。そして、この積層間隔毎に外気と内気とを交互に流通させることで、熱交換膜を介した外気及び内気の全熱（顕熱及び潜熱）交換を行うものである。
【０００３】
この熱交換素子に関して、従来、波板に一体成形したスペーサーを各熱交換膜間に介設した構造からなるものがあった（例えば、特許文献１参照）。このような従来の熱交換素子は、図１０に示すように、熱交換素子の平面形状に成形したスペーサー２´の面にローラーＲで接着剤を塗布し、これを複数枚用意した上で、同じく熱交換素子の平面形状に成形した熱交換膜１´と交互に順次積層接着して製造していた。
【０００４】
しかし、熱交換器の運転時には、特に換気空気流通面において、熱交換素子各層間に大きな負荷がかかる。これは、換気空気の流通口が一層置きに形成されて、流通面の外部近傍の流通空気が乱流になることなどによるものである。このため、上記従来の熱交換素子のうち換気空気流通面付近の各層が、運転時の負荷によって分離したり変形したりして、換気空気のリークが生じる場合があった。換気空気のリークによって、換気空気同士の混合が生じ、換気性能が阻害されてしまう。また上記従来の熱交換素子においては、各層の変形によって素子の耐性が低下して、寿命が短くなってしまう場合があるため、耐久性に富むものとはいえなかった。
【特許文献１】特開平４−８４０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明は、熱交換器の運転時の負荷によっても、積層構成された素子の各層が分離したり変形したりせず、換気空気同士のリークや換気空気同士の混合が生じることのない、耐久性に富む熱交換素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明においては、基本的に、積層型の熱交換素子において、換気空気流通面付近の各層間の接着形態に新規な手段を採用するものとしている。具体的には、以下（１）ないし（７）の手段を講じている。
【０００７】
（１）すなわち、本発明の熱交換素子は、熱交換膜１とスペーサー２とを交互に複数枚積層してなる熱交換素子であって、積層方向の切断面において各層が熱融着されてなることを特徴とする。
【０００８】
このようなものであれば、換気空気のリークが生じやすい切断面において、各層間が熱融着により確実にシールされる。よって、熱交換を行う空気同士の混合を防止することができる。なお熱融着は、ヒートカットにより切断と同時に行われることが好ましい。
【０００９】
（２）また、前記熱交換素子において、スペーサー２は、上面板２１及び下面板２２で形成される上下面間に一端から他端へ亘る空気流通路２０が形成された板状体であり、この板状体の少なくとも上下面が熱流動性または熱溶融性を有するものとしてもよい。
【００１０】
このようなものであれば、切断面においてスペーサー２を熱流動または熱溶融させることで容易かつ確実に熱融着可能であり、熱交換空気同士を区切る各層の境界が、熱交換膜１の表裏両面から効率的にシールされる。
【００１１】
（３）また、前記いずれかの熱交換素子において、熱交換膜１は、熱流動性または熱溶融性を有するものとしてもよい。
【００１２】
このようなものであれば、切断面においてスペーサー２の各層間の熱交換膜１を熱流動または熱溶融させることで、各層を容易かつ確実に熱融着可能であり、熱交換空気同士を区切る各層の境界が、効率的にシールされる。なお熱流動性または熱溶融性は、少なくとも運転時の温度を超えた温度で発現することが好ましい。
【００１３】
（４）前記いずれかの熱交換膜１は、親水性有機高分子膜を定着してなることが好ましい。
【００１４】
このような熱交換膜１は、空気の遮断性に優れるため、熱交換膜を介した喚起空気のリークや混合を確実に抑制でき、従って顕熱交換性に優れたものとなる。
【００１５】
また、従来の紙製の熱交換膜による熱交換素子と比して柔軟性に富んだものとなる。これにより、組合せ方の相違による流通空気量（風量）の変化に対しても十分な耐久性を確保することができる。また比較的薄く軽量であるため、各熱交換ピース３が軽量で厚さ方向にコンパクトなものとなる。
【００１６】
（５）また、本発明の熱交換素子の製造方法は、切り代を含む形状（所望の熱交換素子形状に切り代を加えた、所望の熱交換素子形状よりも大きい平面形状）の熱流動性または熱溶融性を有するスペーサー２を複数枚、熱交換膜１を介設しながら積層する積層工程と、この積層工程によって得た積層体３の前記切り代を纏めてヒートカットするヒートカット工程とを具備する。
【００１７】
このようなものであれば、ヒートカット工程によって、各層を纏めて均一の熱交換素子形状に切断し、効率的に成形すると同時に、スペーサー２の隣り合う各層同士を一気に熱融着させることができる。そして、この製造方法によって得られた熱交換素子４の外形状（所望の熱交換素子形状）の一側面は、ヒートカットにより各層が溶着した切断面で形成される。
【００１８】
大判の積層体３から、各層の切り代を纏めてヒートカットして所望の熱交換素子形状を成形するので、この製造方法によって得られる熱交換素子は、成形後の各層を積層してなる熱交換素子と比べて、外形精度に優れた熱交換素子を容易かつ確実に得ることができる。
【００１９】
（６）前記熱交換素子の製造方法として、熱交換膜は、前記スペーサーの切り代を含まない形状であるものとしてもよい。
【００２０】
このようなものであれば、ヒートカット工程を経ることで、熱交換素子の平面視形状の周縁部分で、熱交換膜を含まないスペーサー同士のみが熱融着される。また、熱交換膜はこの周縁部分よりも平面視内部に位置するため、ヒートカット工程での過熱による、熱交換膜の破損や焼き焦げを回避できる。よって、熱交換膜の溶融温度に拘らず、各層間の周縁部分がより確実に固着された熱交換素子を、容易に得ることができる。なお、切り代を含まない形状であって更に、ヒートカットの切断形状よりも一回り小さな形状であることが好ましい。
【００２１】
（７）また、複数の積層体３（３１、３２、・・・）を組み合わせてなる組み合わせ熱交換素子４の製造方法として、前記熱交換素子の製造方法におけるヒートカット工程が、前記積層工程によって得た複数の大判の積層体３（３１、３２、・・・）の各換気空気流通面３ｅ同士を当接させて組み合わせ、この当接させた換気空気流通面３ｅと交差する側面をヒートカットするものとしてもよい。
【００２２】
つまり、本発明の熱交換素子の製造方法は、第一、第二、・・・の複数の積層体３１、３２、・・・を組み合わせてなる組み合わせ熱交換素子４の製造方法にかかるものであって、熱流動性または熱溶融性を有する大判のスペーサー２を、熱流動性または熱溶融性を有する大判の熱交換膜１と交互に（大判のまま）複数枚積層する積層工程と、この積層工程によって得た第一、第二、・・・の複数の積層体３１、３２、・・・の、共通する外形の各換気空気流通面３ｅ同士を当接させて組み合わせる組み合わせ工程と、この組み合わせ工程によって組み合わせた状態の複数の積層体３（３１、３２、・・・）のうち、大判の積層体３において、当接させた換気空気流通面３ｅと交差する側面を、所望の組み合わせ熱交換素子４の外形状の一側面となるようにヒートカットするヒートカット工程と、を具備する。
【００２３】
このようなものであれば、ヒートカット工程という一つの工程によって、前記切断及び各層の接着に加えて、各積層体３同士の接合端辺の接合をも同時に行うことができる。
【００２４】
すなわち、複数の積層体３を当接させた状態のまま「当接面と交差する側面」をヒートカットすることで、各当接面の端辺同士が熱融着する。この当接面の端辺は、組み合わせてなる熱交換素子の外形状において、組み合わせ単位たる素子構成材同士の当接縁となる。よって、層間の接着と、当接側縁における第一の積層体３の各層および第二の積層体３の各層の接着とを、外形状の切断と同時に達成するものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、上述のような構成としたことで、熱交換器の運転時の負荷によっても、積層構成された素子の各層が分離したり変形したりせず、換気空気のリークや換気空気同士の混合が生じることのない、耐久性に富む熱交換素子を得ることができる。そして、換気空気のリークや混合によって換気性能が阻害されることがなく、また素子の耐性が低下することを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、各実施例として示す図面と共に説明する。図１ないし図５は、本発明の実施例１の熱交換素子を示す説明図である。図６ないし図８は、実施例２の熱交換素子を示す説明図である。図９は、実施例３の熱交換素子を構成する１層の斜視分解説明図である。なお、図１０は、従来の熱交換素子の製造方法を示す説明図である。
【００２７】
以下のいずれの実施例においても、本発明の熱交換素子は、熱交換膜１と、熱交換膜１上に固定されて熱交換膜１同士の間隔を維持するスペーサー２と、を交互に積層してなるものであって、厚さ方向すなわち積層方向の切断面において各層がヒートカットによって（、好ましくは切断と同時に）熱融着されてなることを特徴とする。
【００２８】
この熱交換素子は、各複数枚の熱交換膜１間の各層にスペーサー２が固定されることにより、各熱交換膜１がスペーサー２の厚さ分ずつ等間隔に並設される。そして、列設された熱交換膜１間のスペーサー２の内部へ一層置きに２種の空気を流通させ、スペーサー２の上下に設けた熱交換孔２ｈから、熱交換膜１を介して熱交換させるものである。
【実施例１】
【００２９】
図１（ａ）に、本発明の実施例１の熱交換素子の斜視外形図を、図１（ｂ）に、その部分拡大図をそれぞれ示す。図２の実線にて実施例１の熱交換素子のうち一層のスペーサー２の平面視説明図を、及び図２の点線にて隣り合う下層のスペーサー２の透過平面図を示す。図３に、熱交換素子を構成する一層のスペーサー２の斜視断面説明図を示す。そして実施例１の製造工程として、積層単位のピースの製造工程を図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に、積層以降の工程を図５（ａ）（ｂ）（ｃ）にそれぞれ示す。
【００３０】
実施例１の熱交換素子は、図１に示すように、素子外形枠のフレーム構造を有さずに、複数枚の熱交換膜１及びスペーサー２を積層した積層体３のみからなる。これは、熱融着によって各層の端部が接着されることにより、積層体３の端辺や角部を外枠フレーム等の補強材或いは形状保持部材で補強することを必要とせずに、十分な強度や耐久性を確保できることによる。
【００３１】
（熱交換膜１の特定）
熱交換膜１は、それ自体の表面及び裏面を流通する２種の空気の、潜熱及び顕熱を交換する板状或いはシート状の薄膜である。実施例１の熱交換素子においては、多数枚の熱交換膜１が積層され、その各層間（それぞれの熱交換膜１間）へ交互に室外空気と室内空気の２種の換気空気を流通させる。これにより、熱交換膜１を介して各層間（それぞれの熱交換膜１間）へ交互に流通する室外空気と室内空気の全熱（潜熱及び顕熱）交換、或いは潜熱、顕熱のいずれかを主とした熱交換を行う。
【００３２】
熱交換膜１の並設間隔は、１．５ないし２．０ｍｍ、さらには１．７ｍｍ程度であることが、高熱交換効率及び低圧力損失のために好ましい。
【００３３】
熱交換膜１の構成材は、少なくとも熱交換素子形状の側端縁となる位置において、常温（通常運転時の熱交換器ユニット内部の温度）を超えた温度で熱流動性または熱溶融性を有するものとしてもよい。
【００３４】
このようなものであれば、切断面においてスペーサー２各層間の熱交換膜１を熱流動または熱溶融させることで、各層を容易かつ確実に熱融着可能であり、熱交換空気同士を区切る各層の境界が、効率的にシールされる。
【００３５】
実施例１の熱交換膜１は、多孔性の基布に親水性有機高分子膜を定着してなる全熱交換膜１であり、この親水性有機高分子膜によって熱交換膜１の表裏に接する換気空気同士の顕熱交換を行うと共に、親水基の親水性イオンチャンネルによって、換気空気に含まれる水蒸気を熱交換膜１の表裏間で受け渡すことで、潜熱交換を行うものである。また、親水性有機高分子膜は空気を通さないため、熱交換膜１で仕切られた各層は、２種の換気空気同士の混合が防止されて２種の空気の換気機能が確保される。
【００３６】
実施例１の熱交換膜１は、具体的には、親水性有機高分子樹脂たるスルフォン酸ポリマーを主成分とするものを、不織布の表裏両面から含浸させることで両面製膜（ダブルキャスティング）し、更に、その製膜した一表面のみ薄膜コーティングしたものである。このスルフォン酸ポリマーのうち、本発明で代表される主成分として、実施例１では以下に示す三元共重合体の構造を有する。
【００３７】
【化１】
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このスルフォン酸ポリマーは、具体的には、５０〜３０重量％のオレフィンモノマーたるエチレンと、５０〜７０重量％のアリルビニルモノマーたるスチレンと、を有してなるエチレン・スチレン・ランダム共重合体を主成分とする。そして、このスルフォン酸ポリマーからなる電解質膜は高透湿性であって潜熱交換効率が高いものであり、全熱交換効率が高いものである。すなわち、前記電解質膜はそのミクロ構造の親水性イオンチャンネル内の水分拡散により従来には無い非常に高い高透湿性（約７５％の熱交換効率）を有するものである。
【００３８】
実施例１の熱交換膜１は、親水性有機高分子、具体的にはスルフォン酸ポリマーを主成分としてなることから、以下の効果を奏する。先ず、親水基すなわちスルフォン基によって、親水性イオンチャンネル内で水分拡散が起こる。よって、高透湿性の熱交換膜１を実現することができ、表裏双方向の熱交換効率が大幅に向上する。次に、従来の紙製の熱交換膜１と比して、比較的薄く柔軟性（通気時の形状変化の自由度）及び軽量性に富んだ熱交換膜１となる。
【００３９】
なお、熱交換膜１の他の態様として、耐熱性を有する高熱伝導性の金属からなる顕熱交換膜１でもよい。
【００４０】
（スペーサー２の特定）
スペーサー２は、図１（ｂ）、図２及び図３に示すように、上下面を有する板状体からなり、この上下面間の厚さ方向の内部に、平面視一端から他端へ直線的に亘る複数の空気流通路２０が、横一列に併設される。
【００４１】
スペーサー２の板状体は、具体的には、板状体の上面を形成する平面からなる上面板２１と、板状体の下面を形成する平面からなる下面板２２と、これら上面板２１及び下面板２２間で一端から他端へ並走してなる複数の平面板状の縦桟２３と、から構成される（図１（ｂ）、図３）。そして、複数の空気流通路２０は、この上面板２１及び仮面板２２を上下縁とし、並走する複数の縦桟２３を側縁として、これらに囲まれて形成される（図１（ｂ））。
【００４２】
この板状体の少なくとも上下面を構成する上面板２１および下面板２２は、常温を超えた温度で熱流動性または熱溶融性を有するプラスチック材からなるものとしてもよい。なかでも、上面板２１、下面板２２および縦桟２３の全てが同プラスチック材からなることが好ましく、図４に示すような一体成形されたプラスチック段ボールＰであれば、製造或いは入手容易性に優れるため、更に好ましい。
【００４３】
積層によって、スペーサー２の各層の境界となる上面板２１及び下面板２２には、熱交換を行う多数の熱交換孔２ｈが平面内に形成される（図２）。なお、積層される各層の境界における上面および下面は、図１（ｂ）および図４（Ｂ）に示すように、積層工程において熱交換膜１と面接着される。
【００４４】
熱交換孔２ｈを除いたスペーサー２の上面板２１および下面板２２は、各平面内で空気流通路２０の横桟を形成する。この横桟（図２を参照）によって、積層後に熱交換孔２ｈの平面視内部に位置する熱交換膜１は、その平面視四方が、両面から確実に保持される。すなわち、上下面に熱交換孔２ｈを設けたスペーサー２を、熱交換孔２ｈを設けない熱交換膜１と積層することで、熱交換膜１は上下に隣り合うスペーサー２によって両面から着実に挟持される。
【００４５】
これにより、熱交換孔２ｈの平面視内部に位置する熱交換膜１によって、スペーサー２の各層を流通する２種の換気空気の熱交換を行うことができる。つまり、各熱交換孔２ｈにおいて、隣り合う各層のスペーサー２内の流通空気が熱交換膜１を介して接触し、全熱交換を行う。
【００４６】
熱交換孔２ｈは、それぞれが空気流通方向に沿う縦長矩形であり、図２に示すように、平面視にて横桟が格子状となるように併設されて形成される。ただし、図１に示すように、熱交換素子の最上層の上面及び最下層の下面だけは、熱交換を行う必要が無いため、熱交換孔２ｈは設けられていない。
【００４７】
複数本の縦桟２３は、スペーサー２の厚さ方向に幅を有する平面板からなり、平面視にて一端から他端へ亘るように、かつ複数本が互いに並行となるように、上下板へ並列固定されてなる。この縦桟２３によって、並設する熱交換膜１同士の間隔を維持すると同時に、並行な複数本の線固定により熱交換素子の形状を保持するものであり、また、換気空気の流れ方向を誘導するものである。
【００４８】
（積層体３の特定）
そして、上記熱交換膜１及びスペーサー２のうち、少なくともいずれかは熱流動性または熱溶融性を有しており、熱交換素子の厚さ方向すなわち積層方向のいずれかの側端面において、各層が熱融着されてなる。
【００４９】
熱融着される側端面は、ヒートカットによって切断と同時に熱融着される切断面であることが、安価で効率的な製造のために好ましい。そのためには、切断する前の積層体３は、所望の熱交換素子よりも大きい平面形状のスペーサー２及び熱交換膜１で形成された、大判の積層体３であることが必要である。
【００５０】
（実施例１の製造方法）
本発明の積層体３のみからなる実施例１の熱交換素子は、例えば以下の製造方法によって製造される。すなわち、先ず、（Ａ）大判のプラスチック段ボールの表裏に熱交換孔列２ｈＬを形成する熱交換孔形成工程と、（Ｂ）完成大よりも一回り大判のスペーサー２を形成する大判スペーサー２形成工程と、（Ｃ）一回り大判のスペーサー２の一積層面に熱交換膜１を貼設する熱交換膜接着工程とを経る製造方法であり、これによって、複数層のうち一層のスペーサー２とその上面板の積層面における一枚の熱交換膜１とによる積層単位のピースを得る（図５）。
【００５１】
そして、（Ｄ）この積層単位のピースを接着せずに積層する積層工程と、（Ｅ）積層したピースをヒートカットして熱交換素子の完成品の大きさへと切断すると共に各層を溶着するヒートカット工程と、（Ｆ）外形状形成工程によって得られた積層体３の必要箇所をシールするシール工程とを経る製造方法であり、これによって、本実施例の熱交換素子を得る。
【００５２】
このうち、少なくとも（Ｄ）積層工程とその後の（Ｅ）ヒートカット工程とを含む製造方法によって、積層方向の少なくともいずれかの側端面における各層が熱融着された、所望形状の積層体３からなる熱交換素子が得られる。
【００５３】
ここで、本実施例に言う「大判」とは、所望の熱交換素子形状（完成時の形状或いは組み合わせ前のピース形状）に切り代を加えた平面形状のことである。切り代は、図４および図５の二点鎖線（実施例１）、或いは図８の二点鎖線（実施例２）にて表される。
【００５４】
（Ａ）熱交換孔形成工程は、汎用品のプラスチック段ボールＰを長尺のまま用意し、この長尺のプラスチック段ボールＰに、均等な大きさの熱交換孔２ｈを均等な間隔で穿設する工程である（図４（ａ））。
【００５５】
長尺のままのプラスチック段ボールＰとは、図４（ａ)のような、大判のスペーサー２を複数個分含んだ平面形状のプラスチック段ボールＰのことであり、図４（ａ)の点線で示すように、例えば四分の一大へ等分割することで、熱交換素子の完成品の大きさよりも一回り大きな所定大の正方形となるような大きさのものである。
【００５６】
なお、複数枚の大判のスペーサー２のうち、最上層のスペーサー２の上面と最下層のスペーサー２の下面は穿孔しなくても良い。
【００５７】
（Ｂ）大判スペーサー２形成工程は、前記熱交換孔形成工程を経て熱交換孔２ｈが設けられた長尺のプラスチック段ボールＰを、前記所定大の正方形（「熱交換素子の完成品の大きさよりも一回り大きな所定の大判の正方形」）となるように切断して、積層できる形体の大判のスペーサー２を、積層に必要な枚数だけ形成する工程である。
【００５８】
また、本工程で用意する複数枚の大判のプラスチック段ボールＰは、略同一形状であることが、効率的な積層工程のために好ましい。
【００５９】
本実施例では、長尺の四分の一に等分し、完成品のスペーサー２の平面形状よりも一回り大きな大判大のスペーサー２を得る（図５（ａ）〜（ｂ））。四分の一大への切断よりも先に、熱交換孔形成工程を行うことで、同一形状のスペーサー２の穿設及び外形状の形成が効率的に量産できる。
【００６０】
なお、第一切断工程の他の製造方法例として、幅方向垂直に並設される等長の長孔で構成された熱交換列について、熱交換列を等分するように略対角線上を切断して三角形状に切断しても良い（図示せず）。このようにすれば、隣り合う外形状同士で切断ロスが生じることがなく、外形状形成工程によって形成された平面視平行四辺形の孔開きプラスチック段ボールが連続して効率的に得られる。
【００６１】
また更に他の製造方法例として、前記所定大の正方形（「熱交換素子の完成品の大きさよりも一回り大きな所定の大判の正方形」）への切断を行わずに後述の（Ｃ）熱交換膜接着工程及び（Ｄ）積層工程を経た後に（Ｅ）ヒートカット工程を行うものであってもよい。例えば上記実施例における四分の一への等分を行わない長尺のスペーサーのまま積層するものである。
【００６２】
この場合、（Ｅ）ヒートカットによって全ての外形が形成されると共に熱融着するため、切断工程を含まない効率のよい製造過程となる。
【００６３】
（Ｃ）熱交換膜接着工程は、大判スペーサー２形成工程で一回り大きく切断した大判のプラスチック段ボールＰに熱交換膜１を接着する工程である。
【００６４】
具体的には、大判のプラスチック段ボールＰの上面に、スクリーン印刷版Ｓによって、完成大の内側四方の位置へ接着剤Ａを塗布する（図４（ｂ））。そして、完成大の範囲内の大きさであって、かつ熱交換孔列２ｈを全て覆う熱交換膜１の四辺を面接着する（図４（ｂ）〜（ｃ））。このようにして、一層のスペーサー２とその上面板の積層面における一枚の熱交換膜１とによる大判の積層単位のピースが得られる（図４（ｃ））。
【００６５】
なお、スクリーン印刷版によって、完成大の内側四方の位置へ接着剤Ａを塗布する（図４（ｂ））ことで、着実な接着位置を確保できる。これにより、例えば図９に示すような、ローラーＲによる接着剤の塗布を行うときのように、ローラー進行方向の熱交換孔２ｈの縁に接着剤が残溜することがなく、また接着不良も起こしにくいものとなる。
【００６６】
（Ｄ）積層工程は、熱交換膜接着工程による大判のスペーサー２を熱交換膜１と交互に（大判のまま）複数枚積層することによって、スペーサー２の各枚間毎に熱交換膜１を介設した積層体３を得る工程である。具体的には、前記大判スペーサー２形成工程によって得た大判のスペーサー２を複数枚と、この大判形状のうち切り代を含まない形状の熱交換膜１を複数枚用意して、これらを交互に積層して大判の積層体３を形成する工程である。
【００６７】
このとき、各層同士の接着をせず、後の外形状形成工程にて外形状の切断と同時に接着を行うことが外形精度及び効率的な製造のために好ましい。また、最上層には、熱交換膜１を接着していない大判のスペーサー２を積層する。最上層のスペーサー２の上面板は熱交換を行わないからである。本実施例では、最上層及び最下層を含め、積層する全ての層を、共通の両面孔開きスペーサー２としている。
【００６８】
なお積層工程において、積層後の上下面に、熱交換孔２ｈをシールするシール平板４１をさらに積層しても良い（図示せず）。或いは、最上層の上面板及び最下層の下面板２２に熱交換孔２ｈを穿設していないスペーサー２を積層するものでも良い（図示せず）。
【００６９】
この積層工程においては、各換気空気の流路ｖ方向が一定となるよう、スペーサー２の流通路が一層おきに共通するように積層する。実施例１では、２種の換気空気が直交する直交流式の熱交換素子であり、大判のスペーサー２を、隣り合う層に対して平面視９０度ずつ回転させ、かつ熱交換膜１を介しながら積層する（図２）。これにより、隣り合うスペーサー２同士の流路ｖが直交するようにする。この積層によって、熱交換孔２ｈの平面内部を熱交換膜１が覆うこととなり、隣り合う各層のスペーサー２内の流路ｖを遮断して、流通する空気同士の全熱交換を行うことができる。
【００７０】
熱交換膜１の形状は、切り代を含まない形状よりもさらに一回り小さいことが望ましい。
【００７１】
本工程において、積層する前の積層面には、予め接着剤をスプレー或いはスクリーン印刷版によって塗布しておくことが、より強固な熱交換膜１の固定及び積層体３の形成のために望ましい。接着剤を塗布する積層面Ａは、上面に熱交換膜１を接着した大判のスペーサー２の上面であれば、より効率的に接着剤の塗布を行える。
【００７２】
（Ｅ）そして、ヒートカット工程は、スペーサー２と熱交換膜１とのいずれか、或いはその両方が熱溶融または熱流動化する温度まで加熱したヒートカッターによって、積層工程によって得た大判の積層体３の前記切り代を纏めてヒートカットし、所望の熱交換素子形状を得る工程である。
【００７３】
このとき、切断面が、熱交換素子の厚さ方向すなわち積層方向の側端面を形成するように、所望の熱交換素子の平面視外形に沿って切断する。これによって、隣り合う各層が互いに溶着され、熱交換素子の側端部における層接着を確実かつ迅速に行うものとなる。そして、各層の境界面を隔てた流通空気同士のリークを防止することができる。
【００７４】
ヒートカッターは、高周波加熱、電気振動加熱等の任意の手段で加熱された金属製或いは耐熱樹脂製のカッター刃Ｃを有し、このカッター刃Ｃを、例えば図５（ｂ）に示すように、積層体３の側方から一定速度で水平進行させるものである。カッター刃は、比較的安価に得られ、熱溶融によるプラスチック段ボールＰの残渣が付きにくいニクロム線等の線状体を用いることができる。この他、均一な楔状断面を有する長刃でも良い。
【００７５】
なお、他の製造方法例として、前記（Ｂ）大判スペーサー形成工程を省略して本ヒートカット工程によって四分割を行うものとしてもよい。すなわち、四分割を行わない長尺のスペーサーのままで（Ｃ）熱交換膜接着工程により熱交換膜を接着し、この四分割を行わない長尺のスペーサーを未接着のまま積層する。これによって得られた積層体を、ヒートカット工程によって初めて四分割するものである。このときの（Ｃ）熱交換膜接着工程においては、上記完成大の範囲内の大きさの熱交換膜を４枚接着してもよく、また、長尺大のスペーサーに対して、四分割境界を含む長尺大の熱交換膜を１枚接着してもよい。
【００７６】
このように前記（Ｂ）大判スペーサー形成工程を省略したものとすれば、四分割によって同時に四つの熱交換素子が製造でき、製造効率の高いものとなる。このとき、それぞれの熱交換素子は分割境界すなわち外形周縁において各層が融着され、リークの生じにくいものである。
【００７７】
実施例１において、ヒートカット工程によって得られた所望の熱交換素子の形状は、立方体、又は積層枚数によって平面視正方形の直方体である。また、実施例１の熱交換素子は、２種の空気が垂直に交わる直交流方式の熱交換素子である。直交流方式は、平面形状が縦横いずれにも偏らず、コンパクトな形態の熱交換素子が得られると共に、汎用する多くの熱交換器ユニットがこの方式を採用しているため実用上互換性に優れる。このような直交流方式の熱交換素子の場合、平面視正方形の熱交換素子とすることで、２種の換気空気の流量を容易に均等なものとすることができる。
【００７８】
最後に、（Ｆ）シール工程として、上下面及び層厚さ方向の縦辺に沿う四隅を、それぞれシール平板５１（図１（ａ）、図５（ｃ））とシールＬ字板５２（図１（ｂ））の接着によってシールする。なお、上下面板２１、２２と縦桟２３とが一体成形されたスペーサー２の積層によって、補強用の外形フレームを必要としなくても十分な強度の熱交換素子が得られる。
【実施例２】
【００７９】
本発明の実施例２の熱交換素子の斜視外形図を図６に、熱交換素子を構成する各層のうち隣り合う２層のスペーサー２の平面視説明図を図７に、それぞれ示す。また、図８に、実施例２の熱交換素子を製造する各製造工程を示す。
【００８０】
本発明の実施例２の熱交換素子は、複数個たる三個の積層体３（第一、第二及び第三の積層体３１、３２、３３）を組み合わせて一体形状とした、組み合わせ熱交換素子４である。ここで複数たる三個の積層体３１、３２、３３のうち当接する二つの積層体（３１と３２、３１と３３）は、共通する換気空気流通面３ｅを有する（図８）。この共通する換気空気流通面３ｅを当接面として当接させて、換気空気の流路を曲げたり伸長させたりする。
【００８１】
組み合わせによって平面内で流路ｖを曲折させることで、大きな乱流の生じない整った空気の流れを確保しながら、曲折した長い流路ｖを確保でき、熱交換効率に優れた熱交換素子となる。
【００８２】
各積層体３１、３２、３３はいずれも、実施例１と同様、スペーサー２の各層と、略同一形状の熱交換膜１と、を交互に積層してなる。
【００８３】
実施例２の熱交換膜１は、スペーサー２の外形状よりも一回り小さく、かつ熱交換孔２ｈを全て覆うような四辺形である。実施例１と同様に、スペーサー２へスクリーン印刷版Ｓによる接着剤Ａの塗布をした上で、スペーサー２の上面に面接着される。
【００８４】
図７及び図８（ａ）に示すように、組み合わせ熱交換素子４の中央組み合わせ部に位置する第一の積層体３１は、平面視側辺に平行な桟が形成された平面視正方形の積層体である。この第一の積層体３１の両側端にてそれぞれ組み合わされる第二、第三の積層体３２、３３は、平面視正三角形であり、当接面である平面視一側辺から、組み合わせ熱交換素子４の端部一側辺へと向かう空気流通路が形成される。
【００８５】
第一の積層体３１は、組み合わせ熱交換素子４の長手方向中央部にて、２種の換気空気が向かい合って反対方向に流通する対向流方式の熱交換素子である（図７）。対向流方式は、２種の空気の流通角度差が１８０度すなわち最大であり、他の流通角度差に比して熱交換効率が最も良い。すなわち、第一の積層体３は、各層ごとにスペーサー２の平面視積層角度を共通させ、対交流の空気流通路を形成する。
【００８６】
第二、第三の積層体３２、３３は、平面視正三角形の三側辺のうち、スペーサー２の各層ごとに異なる端部へと向かう空気流通路とし、２種の換気空気は略６０度交流するものとしている。この６０度交流方式では、実施例１のような直交流方式よりも長い熱交換流路を確保でき、また流通方位高角度差が直行流方式より大きい。このため、実施例１のような直行流方式よりも優れた熱交換効率を得ることができる。
【００８７】
各積層体３１、３２、３３の組み合わせは、図８（ｃ）のように、各スペーサー２の流通口３ｅ同士が当接するようにして、第一と第二の積層体３１、３２の各換気空気流通面３ｅを当接させ、そして第一と第三の積層体３１、３３の各換気空気流通面３ｅを当接させて行う。
【００８８】
すなわち、平面視一方（図６、図７の向かって左側）において、第一の積層体３１のスペーサー２１の一方の側端面の換気空気流通口と、第二の積層体３２のスペーサー２２の一側端面の流通口２ｖとを当接させる。これと同様に、平面視他方（図６、図７の向かって右側）において、第一の積層体３１のスペーサー２１の他方の側端面の換気空気流通口２ｖと、第三の積層体３３のスペーサー２３の一側端面の流通口２ｖとを当接させる。
【００８９】
このように組み合わせてなる実施例２の各層の平面視外形状は、図７に示すように、正方形の両端に略正三角形を連結した略等辺六角形状である。このような組み合わせによると、各層がコンパクトな矩形の平面視形状でありながら、流路中央部で対向流方式を採用することで、流通風量が少ないながらも熱交換効率に比較的富んだ組み合わせ熱交換素子４を得ることができる。
【００９０】
三つの積層体３１、３２、３３を構成する各層のスペーサー２はいずれも、内部に空気流通路２０が平行かつ直線的に走るように並設され、両側端に空気流通路の流通口が形成されてなる。これらはいずれも、図８（ａ）に示すようなプラスチック段ボールから形成される。
【００９１】
図８（ｄ）のように、組み合わせて当接された各積層体３において、換気空気流通面３ｅの積層方向の側端辺を、ヒートカットによって熱融着する。これは、必要な切断面の側端辺と、当接させた換気空気流通面３ｅの側端辺とが共通することによる。
【００９２】
すなわち、少なくとも一の積層体３について、当接面に隣り合う素子外形状側面を切断せずに残しておき、大判の積層体３として用意しておく。そして、この大判の一の積層体３と、他の積層体３とを当接させて組み合わせた状態で、初めて前記「当接面に隣り合う素子外形状側面」を、加熱溶融によって切断する。これにより、切断による外形の形成と同時に、組み合わせ端部の溶着接合を行うことができる。
【００９３】
また、実施例２の各積層体３の当接面となる側端面は、２種の流通空気の境界層が共通している。実施例２において流通空気の境界層とは、横一列に併設された流通路からなる、各層のスペーサー２の横長断面形状である。つまり、第一、第二及び第三の積層体３１、３２、３３の各層を構成するスペーサー２は全て、当接面たる側端面の幅及び高さが共通している。これにより、当接させた後に熱交換ピース３の組合せ部において不要な２種の流通空気の混合或いはリークを防止するものである。
【００９４】
第二及び第三の積層体３２、３３において、各層のスペーサー２の上下面には、第一の積層体３１のスペーサー２と同様、内部の空気流通路に沿う方向に縦長矩形の熱交換孔２ｈが複数個併設される（図６）。なお、熱交換効率が十分確保できる場合は、熱交換孔２ｈを設けないものや、熱交換孔２ｈの数を減らしたものとしてもよい。
【００９５】
実施例１と同様、熱交換孔２ｈを除いたスペーサー２の上面板２１および下面板２２は、上下面における横桟を形成し、積層される熱交換膜１と面接着される。積層されて熱交換孔２ｈに位置する熱交換膜１は、平面視四方がスペーサー２の上面板２１および下面板２２による横桟によって、両面から確実に挟持固定されたまま、スペーサー２の各層を流通する２種の空気の熱交換を行う。
【００９６】
実施例２では更に、シール平板５１およびシールＬ字板５２が、上下平面部および角部及び端辺に沿ってこれらを覆うように取り付けられる。なお、上下面２１、２２を有するスペーサー２の積層によって十分な強度が確保されるため、角部や端辺がつぶれることを防止する外形確保のための補強材は必要ない。
【００９７】
その他の構成は、実施例１と同様である。
【００９８】
（実施例２の製造方法）
前記組み合わせ熱交換素子４は、例えば以下の（または熱交換素子構成材）の製造方法によって製造される。すなわち、前記実施例１の熱交換素子（または熱交換素子構成材）の製造方法において、（Ｃ）ヒートカット工程を、下記（Ｄ）組み合わせ工程の後に行うものであって、組み合わせの当接面と隣り合う側面をヒートカットする工程とする製造方法である。
【００９９】
具体的には、第一、第二、・・・の複数の積層体３１、３２、・・・を組み合わせてなる図５に示す組み合わせ熱交換素子４は、図７に示すような以下の製造方法によって得られる。
【０１００】
先ず、（Ｂ）熱流動性または熱溶融性を有する大判（所望の熱交換素子構成材の形状よりも大きい平面形状）のスペーサー２を、熱流動性または熱溶融性を有する大判の熱交換膜１０と交互に（大判のまま）複数枚積層する積層工程によって、複数の大判の積層体３１を用意する。
【０１０１】
次に、（Ｄ）組み合わせ工程として、所望の形状に完全成形した第一の積層体３１の各換気空気流通面３ｅと、所望の形状に完全成形する前の大判の第二の積層体３２の各換気空気流通面３０ｅと、を当接させて組み合わせる。このとき、当接される一組の換気空気流通面３ｅは、外形が共通したものである。
【０１０２】
そして、（Ｃ２）ヒートカット工程として、大判の第二の積層体３２において、当接させた換気空気流通面３ｅと交差する少なくとも一側面を、所望の熱交換素子４の外形状の一側面となるようにヒートカットする。
【０１０３】
さらに（Ｅ）フレーム取り付け工程として、ヒートカットによって組み合わせて一体化された複数の積層体３の厚さ方向（縦）辺に沿う角部に、リーク防止のためのシールＬ字板５２を取り付ける（図６）。
【０１０４】
実施例２の製造方法を、実施例１の熱交換素子の製造方法との比較において説明すると、前記実施例１のヒートカット工程が、積層工程によって得た第一の大判の積層体３１と、大判或いは大判でない第二の積層体３２との各換気空気流通面３ｅ同士を当接させて組み合わせ、この当接させた換気空気流通面３ｅと交差する、第一の大判の積層体３０ａの側面をヒートカットするものである。これにより、当接面たる換気空気流通面３ｅの積層方向の一側辺が、第一の積層体と第二の積層体とで互いに溶着され、組み合わせた状態として一体化される。
【０１０５】
なお、上記実施例１のような（Ｂ）積層工程とその後の（Ｃ）ヒートカット工程とを具備する製造方法によって、この組み合わせ熱交換素子４の組み合わせ単位である積層体３（３１、３２、３３）を得るものとしてもよい。
【０１０６】
上記（Ｄ）組み合わせ工程において、第一、第二及び第三の積層体３１、３２、３３のうち、隣り合う一組の積層体の少なくともいずれか（実施例２では第一の積層体３１と第二の積層体３２のいずれか、及び、第一の積層体３１と第三の積層体３３のいずれか）は、所望の積層体３の平面形状よりも大判のスペーサー２と同じく大判の熱交換膜１からなる、大判の積層体３である。実施例２では、図７に示すように、第一の積層体３１及び第二の積層体３２の組み合わせのうち第二の積層体３２と、第一の積層体３１及び第三の積層体３３の組み合わせのうち第三の積層体３３と、が大判の積層体３である。
【実施例３】
【０１０７】
本発明の実施例３の熱交換素子のうちの一層の分解説明図を図９に示す。実施例３の熱交換阻止の斜視外形図は、上記実施例２と同様である。
【０１０８】
本発明の実施例１の熱交換素子は、複数個たる三個のスペーサー（第一、第二及び第三のスペーサー２１、２２、２３）を組み合わせてなるスペーサー２の各層と、熱交換素子の全体形状と略同一形状の熱交換膜１と、を交互に積層してなる（図９）。
【０１０９】
各層のスペーサー２は、各スペーサー２１、２２、２３の流通口２ｖ同士を当接して組み合わせることによって形成される。この組み合わせは、具体的には、第二のスペーサー２２の一方の側端面の流通口２ｖと第一のスペーサー２１の一側端面の流通口２ｖとを当接し、第二のスペーサーピース２２の他方側端面の流通口２ｖと第三のスペーサー２３の一側端面の流通口２ｖとを当接する。組み合わせてなるスペーサー２の各層の平面視外形状は、図１および図３に示すように、正方形の両端に略正三角形を連結した略等辺六角形状である。
【０１１０】
そして、実施例３における熱交換膜１は、これと略同一形状の略等辺六角形状である。この熱交換膜１の形状が、前記実施例２と相違する。このようなものであれば、一体的な平面視外形状の熱交換膜１によって、各スペーサー２１、２２、２３の当接部において、他層へ空気がリークすることを確実に防止できる。
【０１１１】
その他、各部の具体的な構成及び製造方法に関する具体的な工程は、上述した実施例に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
このようにして得られた各実施例の熱交換素子は、主に、換気式熱交換器等の換気装置内に収納される。そして、この熱交換素子を介して、２種の換気空気である室内空気と室外空気とを交流させるように空気を流通させる。換気装置は、一般的にそれぞれ室外からの吸気（ＯＡ）、室内への供給気（ＳＡ）、及び、室内からの還気（ＲＡ）、室外への排気（ＥＡ）にダクト接続される。このような換気装置の他、熱交換を行う種々の装置或いは機構内に収納して用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明の実施例１の熱交換素子の斜視外形図及びその部分拡大図である。
【図２】実施例１の熱交換素子のうち一層のスペーサー２の平面視説明図である。
【図３】実施例１の熱交換素子を構成する一層のスペーサー２の斜視断面説明図である。
【図４】実施例１の熱交換素子を構成する大判のスペーサーの製造方法の工程を示す説明図である。
【図５】大判のスペーサーを用いた実施例１の熱交換素子の製造方法の各工程を示す説明図である。
【図６】本発明の実施例２の熱交換素子の斜視外形図である。
【図７】実施例２の熱交換素子のうち隣り合う各層のスペーサー２の平面視説明図である。
【図８】実施例２の熱交換素子の製造方法の各工程を示す説明図である。
【図９】本発明の実施例３の熱交換素子のうち１層の斜視分解説明図である。
【図１０】従来の熱交換素子の製造方法の各工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１  熱交換膜
２  スペーサー
２０  空気流通路
２１  上面板
２２  下面板
２３  縦桟
２ｈ  熱交換孔
３  積層体
３１  第一の積層体
３２  第二の積層体
３３  第三の積層体
３ｅ  換気空気流通面（当接面）
４  組み合わせ熱交換素子
５  外枠フレーム
Ｐ  プラスチック段ボール
Ｃ  ヒートカッター
Ｓ  スクリーン印刷版
Ａ  接着剤
ｖ  流通口
【図１】
2006064342.tif 000004
【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】
2006064342.tif 000010
【図８】
2006064342.tif 000011
【図９】
2006064342.tif 000012
【図１０】
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