(57)【要約】【課題】全熱交換型換気装置に使用する熱交換器において、軽量化することができ、また低コスト化することができ、また通風抵抗、顕熱交換効率、潜熱交換効率などの熱交換器の基本的性能を向上することができ、また気流の漏れを防止することができ、また量産性を向上することができ、また成形品の軽量化と薄肉化を図りつつ強度を保つことができ、また良好な難燃性を有する熱交換器を提供することを目的としている。【解決手段】伝熱性と透湿性または伝熱性のみを有する伝熱板６ａと微細に発泡した樹脂を一体成形することにより、伝熱面４ａと気流の通風路５ａ、５ｂを有する単位素子２ａが形成され、この単位素子２ａを複数積層して、一次気流Ａと二次気流Ｂとが通風路５ａ、５ｂに流通することにより、伝熱面４ａを介して熱交換する熱交換器１ａを得られる。【選択図】図１
2006029692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱性と透湿性または伝熱性のみを有する伝熱板と樹脂を一体成形することにより、伝熱面と気流の通風路を有する単位素子が形成され、この単位素子を複数積層して、一次気流Ａと二次気流Ｂとが前記通風路に流通することにより、前記伝熱面を介して熱交換するようにした熱交換器において、前記樹脂を微細に発泡成形したことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
高圧流体のガスを物理発泡剤に用いることにより、樹脂を微細に発泡成形したことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
【請求項３】
超臨界状態のガスを樹脂に混ぜ合わせることにより、前記樹脂を微細に発泡成形したことを特徴とする請求項１または２記載の熱交換器。
【請求項４】
超臨界状態のガスを溶融樹脂に注入して射出成形することにより、樹脂を微細に発泡成形したことを特徴とする請求項１、２または３記載の熱交換器。
【請求項５】
樹脂を微細に発砲した発泡体の直径を１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、更に好ましくは５0〜1μｍにしたことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の熱交換器。
【請求項６】
ガスとして、不燃性ガスを用いたことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の熱交換器。
【請求項７】
不燃性ガスとして、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴンのいずれかを用いたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６記載の熱交換器。
【請求項８】
樹脂として、熱可塑性樹脂を用いたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６または７記載の熱交換器。
【請求項９】
樹脂に無機充填剤を添加したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７または８記載の熱交換器。
【請求項１０】
無機充填剤として、ガラス繊維または炭素繊維を用いたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の熱交換器。
【請求項１１】
単位素子は伝熱板表面の一方に遮蔽リブａと間隔リブａと気流の通風路ａと通風路ａの両端に流入口ａおよび吐出口ａをそれぞれ有し、前記伝熱板表面の他方に遮蔽リブｂと間隔リブｂと気流の通風路ｂと通風路ｂの両端に流入口ｂおよび吐出口ｂをそれぞれ有し、前記遮蔽リブａおよび前記間隔リブａと前記遮蔽リブｂおよび前記間隔リブｂとが前記伝熱板を間に挟むように樹脂にて一体成形して得られ、前記単位素子の一方面は、前記流入口ａおよび前記吐出口ａ以外の前記伝熱板外縁に気流を遮蔽する遮蔽リブａを設け、この遮蔽リブａの内側に通風路ａを形成するための複数本の間隔リブａを設けた構成とし、前記単位素子の他方面は、前記単位素子の一方面に設けた前記流入口ａおよび前記吐出口ａ以外の前記伝熱板外縁に前記流入口ｂおよび前記吐出口ｂを設け、前記流入口ｂおよび前記吐出口ｂ以外の前記伝熱板外縁に気流を遮蔽する遮蔽リブｂを設け、この遮蔽リブｂの内側に通風路ｂを形成するための複数本の間隔リブｂを設けた構成とし、前記単位素子と、前記伝熱板と同素材の仕切板とを交互に積層したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９または１０記載の熱交換器。
【請求項１２】
単位素子と仕切板とを接着手段を用いて接着したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０または１１記載の熱交換器。
【請求項１３】
単位素子の遮蔽リブおよび間隔リブまたは前記遮蔽リブと仕切板とを、接着手段を用いて接着したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１または１２記載の熱交換器。
【請求項１４】
接着手段として、熱溶着を用いたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２または１３記載の熱交換器。
【請求項１５】
接着手段として、超音波溶着を用いたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１４記載の熱交換器。
【請求項１６】
単位素子ｃは遮蔽リブｃと間隔リブｃを有し、単位素子ｄは遮蔽リブｄと間隔リブｄを有し、前記単位素子ｃと前記単位素子ｄとを交互に積層した熱交換器において、隣合う前記単位素子ｃの前記遮蔽リブｃと前記単位素子ｄの前記遮蔽リブｄおよび前記単位素子ｃの前記間隔リブｃと前記単位素子ｄの前記間隔リブｄとが、互に重なり合うようにしたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５記載の熱交換器。
【請求項１７】
間隔リブを断続的に備えたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１６記載の熱交換器。
【請求項１８】
単位素子に勘合手段を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６または１７記載の熱交換器。
【請求項１９】
勘合手段として、単位素子の一方面の遮蔽リブおよび間隔リブまたは少なくとも片方に凸部を設け、前記単位素子の他方面の前記遮蔽リブおよび前記間隔リブまたは少なくとも片方に凹部を設け、前記単位素子を積層した時に、前記凸部と前記凹部が勘合するようにしたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７または１８記載の熱交換器。
【請求項２０】
勘合手段として、単位素子の一方面の遮蔽リブおよび間隔リブまたは少なくとも片方に凸部と凹部を設け、前記単位素子の他方面の前記遮蔽リブおよび前記間隔リブまたは少なくとも片方に凹部と凸部を設け、前記単位素子を積層した時に、前記凸部と前記凹部が勘合するようにしたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８または１９記載の熱交換器。
【請求項２１】
単位素子にカシメ手段を設けたことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９または２０記載の熱交換器。
【請求項２２】
カシメ手段として、単位素子の樹脂部に棒芯が通る貫通部を設け、前記単位素子と仕切板または前記単位素子のみを複数積層した状態で、前記貫通部に前記棒芯を通してカシメることにより、前記単位素子と前記仕切板または前記単位素子が固定化されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０または２１記載の熱交換器。
【請求項２３】
一次気流Ａと二次気流Ｂとが伝熱面を介して直交また斜交するように流通したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１または２２記載の熱交換器。
【請求項２４】
一次気流Ａと二次気流Ｂとが伝熱面を介して流入口および吐出口近傍では直交また斜交するように流通し、中央部では対向するように流通したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２または２３記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、家庭用の熱交換型換気扇やビルなどの全熱交換型換気装置に使用する積層構造の熱交換器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱交換器は、コルゲート加工を応用した直交流型構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、その熱交換器について、図１８を参照しながら説明する。
【０００４】
図に示すように、熱交換ブロック１０１は、紙などの伝熱板１０２と波形の間隔板１０３の頂点部に接着剤を塗布したものとを貼り合わせたものである。次に、熱交換ブロック１０１の波形の頂点部に接着剤を塗布して、熱交換ブロック１０１を交互に９０度ずらしながら複数枚積層接着して熱交換器１０４を形成する。
【０００５】
上記構成において、一次気流Ａと二次気流Ｂを流通すると、伝熱板１０２を介して一次気流Ａと二次気流Ｂの間で熱交換する。
【０００６】
また、この種の熱交換器には射出成形を応用した工法を用い、伝熱板に対する間隔板の面積比率を小さくし、熱交換効率を変えずに通風抵抗を低減しているものもある（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
以下、その熱交換器について図１９を参照しながら説明する。
【０００８】
図に示すように、単位素子１０５は、所定間隔に直線状の間隔リブ１０６をそれらの両端部１０７において、連結構造によって橋絡状に結合した井桁形の合成樹脂よりなる一体成形で形成する。この単位素子１０５は、伝熱性と透湿性を有する複数の伝熱板１０８を間に挟み、単位素子１０５は間隔リブ１０６が直交するように積層して熱交換器１０９を得る。
【０００９】
前記コルゲート構造の熱交換器１０４の間隔板１０３は波形であるためにその板厚によって、伝熱板１０２にて形成される通風路の有効面積が小さくなり通風抵抗が大きくなるが、熱交換器１０９の断面矩形板状の間隔リブ１０６は前記コルゲート構造の熱交換器１０４の間隔板１０３より広い間隔で伝熱板１０８上に配することができるので、伝熱板１０８に対する間隔リブ１０６の面積比率を小さくすることができるために通風路の有効面積が大きくなり、熱交換効率を変えずに通風抵抗を低減することができる。
【００１０】
また、この種の熱交換器には印刷などの転写を応用した工法を用い、間隔リブを構成する合成樹脂に発泡剤を混入することにより、合成樹脂が発泡され、合成樹脂の使用量を少なくして、軽量化と材料コストを低減しているものもある（例えば、特許文献３参照）。
【００１１】
以下、その熱交換器について図２０を参照しながら説明する。
【００１２】
図に示すように、単位素子１１０は、伝熱板１１１の側面に流体の通風路となる間隔リブ１１２を、発泡剤が混入された合成樹脂を転写することより成形される。合成樹脂を発泡体構造した単位素子１１０を複数枚積層することにより熱交換器１１３を得る。
【００１３】
前記熱交換器１０９の断面矩形板状の間隔リブ１０６は中実であるために重量が重くなるが、熱交換器１１３の間隔リブ１１２は、合成樹脂を発泡剤で発泡しているために発泡構造となり、合成樹脂の使用量を少なくして、材料コストの低減と軽量化することができる。
【００１４】
また、この種の熱交換器には伝熱板を熱プレス加工することにより、伝熱板の間隔を保持する間隔板を中空状に成形することによって軽量化を図っているものもある（例えば、特許文献４参照）。
【００１５】
以下、その熱交換器について図２１を参照しながら説明する。
【００１６】
図に示すように、紙、または樹脂を含む紙などからなるシート状の伝熱板１１４を熱プレスすることにより、熱交換する伝熱面１１５と中空凸状の間隔板１１６を一体成形で熱交換ブロック１１７を形成し、間隔板１１６の凸状頂点部に接着剤を塗布して、熱交換ブロック１１７を交互に９０度ずらしながら複数枚積層接着して熱交換器１１８を得る。
【００１７】
前記熱交換器１０９の断面矩形板状の間隔リブ１０６は中実であるために重量が重くなるが、熱交換器１１８の間隔板１１６は伝熱板１１４を熱プレスすることにより中空凸状に成形するため、間隔板１１６は中空であり軽量化を図ることができる。また間隔板１１６の構成は前記熱交換器１０９の間隔リブ１０６とほぼ同様に、伝熱面１１５に対する間隔板１１６の面積比率を小さくすることができるために通風路の有効面積が大きくなり、通風抵抗を低減することができる。
【００１８】
また、この種の熱交換器には、難燃性を有するものもある（例えば、特許文献５参照）。
【００１９】
以下、その熱交換器について説明する。（図面は示さず）
伝熱板１１９はセルロース繊維と有機防炎性繊維と鉱物質填料から構成される。セルロース繊維として木材パルプ、靭皮繊維などが用いられ、有機防炎性繊維としてアラミッド系繊維、防炎性ビニロン繊維などが用いられ、鉱物質填料として珪酸マグネシウム系、塩酸アルミニウム系、水酸化アルミニウム系などが用いられる。伝熱板１１９は、セルロース繊維により強度を持ち、有機防炎性繊維により難燃性を持ち、熱伝導性と吸湿性のある鉱物質填料により熱交換効率が向上するなどの効果を有する。例えば、前記コルゲート加工を応用した工法に、この伝熱板１１９を用いて熱交換器１２０を成形する。
【００２０】
熱交換器１２０は、難燃性を有する伝熱板１１９で構成されているために難燃効果があり、耐燃性が高い。また万一燃焼した場合でも、伝熱板１１９を構成する材料は有害な燃焼ガスを発生しないために安全性が高い。
【特許文献１】特公昭４７−１９９９０号公報
【特許文献２】特開平３−１１３２９２号公報
【特許文献３】特開平１２−２６６４９０号公報
【特許文献４】特開平８−１７８５７７号公報
【特許文献５】特開平７−１１３５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
このような従来の熱交換器１０４では、間隔板１０３が波形であるためにその板厚によって、伝熱板１０２にて形成される通風路の有効面積が小さくなり通風抵抗が大きくなるという課題があり、通風抵抗を低減することが要求されている。
【００２２】
また、熱交換器１０９の断面矩形板状の間隔リブ１０６は、射出成形により中実の合成樹脂で構成されるために重量が重く、材料コストが高いという課題があり、軽量化および材料コストの低減が要求されている。
【００２３】
また、熱交換器１０９の単位素子１０５は射出成形による合成樹脂にて形成されるため、中実の単位素子１０５は成形時間に多くの時間を要し、この単位素子１０５を多数積層して製造される熱交換器１０９は多大の時間を要するので量産性が低いという課題があり、成形サイクル短縮による量産性の向上が要求されている。
【００２４】
また、熱交換器１０９の単位素子１０５は射出成形による合成樹脂にて形成されるため、成形品取り出し後に反りや収縮が起こりやすく、合成樹脂が変形、収縮することにより、樹脂と一体成形した伝熱板１０８はたわみ、通風抵抗が高くなるという課題がある。この課題は樹脂に無機充填剤、例えば、ガラス繊維や炭素繊維などを添加することにより、成形品取り出し後の反りや収縮を押さえることができるが、樹脂に無機充填剤を添加すると、溶融樹脂の流動性が低下して、射出成形する成形サイクルが遅くなり、量産性が低下するという課題と、無機充填剤を樹脂に添加することで材料コストが高くなるという課題があり、成形品取り出し後の変形を防止することによる量産性の向上および材料コストの低減が要求されている。
【００２５】
また、熱交換器１１３の単位素子１１０は、間隔リブ１１２を発泡剤が混入された合成樹脂を転写することより成形しているが、このような場合、発泡剤としては化学的発泡剤を用いた発泡成形法となり、発泡体は100〜150μｍ以上の大きな直径になるため、樹脂成形品の肉厚を薄くすると樹脂成形品の強度が低下するので、間隔リブ１１２の薄肉化は困難であるという課題があり、成形品の軽量化と薄肉化を図りつつ強度を保つことが要求されている。また化学発泡剤を用いた合成樹脂の成形方法は成形サイクルが遅いため、量産性が低いという課題があり、成形サイクル短縮による量産性の向上が要求されている。
【００２６】
また、紙製の伝熱板１１４を熱プレスして得られる熱交換ブロック１１７は成形加工時に伝熱板１１４の破れを防ぐために、伝熱板１１４の厚みは熱交換器１０４、熱交換器１０９および熱交換器１０３の伝熱板より厚くする必要があり、伝熱面１１５の熱伝達は熱交換器１０４、熱交換器１０９および熱交換器１０３の伝熱面より悪くなり顕熱交換効率が低下するという課題があり、且つ伝熱面１１５では水蒸気の透過抵抗が大きくなり潜熱交換効率が低下するという課題があり、顕熱交換効率および潜熱交換効率を向上することが要求されている。
【００２７】
また、熱交換器１１８は顕熱交換効率および潜熱交換効率を向上するために伝熱板１１４の厚みを薄くすると、熱プレスなどの成形加工時に伝熱板１１４が破れ、気流の漏れが起こるという課題があり、気流の漏れを防止することが要求されている。
【００２８】
また、熱交換器１０４は、伝熱板１０２と波形の間隔板１０３の頂点部に接着剤を塗布したものとを貼り合わせた熱交換ブロック１０１から構成されているために、伝熱板１０２に対する間隔板１０３の接触面積が多く、伝熱板１０２は間隔板１０３に塗布した接着剤により水蒸気が透過できる有効面積が減少する。また接着剤の濃度が低いと間隔板１０３の凸状頂点部に塗布した接着剤が頂点部から染み出し、水蒸気が透過できる伝熱板１０２の有効面積が更に減少するために、潜熱交換効率が低下するという課題があり、潜熱交換効率を向上することが要求されている。
【００２９】
また、接着剤を用いて量産する熱交換器１０４および熱交換器１１８は、接着剤に溶剤系を用いると換気設備が必要になることと、作業者への安全面および環境面から、一般的に接着剤は水溶性を用いる。水溶性接着剤の濃度は、低いと間隔板１０３、１１６の凸状頂点部に塗布した接着剤が頂点部から染み出し、水蒸気が透過できる伝熱板１０２、１１４の有効面積が減少するために、潜熱交換効率が低下し、逆に濃度が高いと、接着剤の乾燥時間が早く接着不良を起こすなど、接着剤の濃度管理が難しく、量産時の工程不良が起こりやすく量産性が低いという課題があり、接着剤を用いないことによる量産性の向上が要求されている。
【００３０】
また、熱交換器１２０は難燃性を有する伝熱板１１９で構成されているために難燃効果があるが、熱交換器１０９は伝熱板１０８に難燃性を有する伝熱板１１９を用いても、合成樹脂からなる間隔リブ１０６が難燃処理されていないために、難燃効果は少ない。一般に合成樹脂の難燃化は、樹脂にハロゲン化物を添加することにより難燃性を付与することが多い。熱交換器１０９の間隔リブ１０６の合成樹脂にハロゲン化物を添加することにより難燃性を付与した場合、ハロゲン化物を含む合成樹脂は、燃焼の際にダイオキシンやハロゲン化水素などの有害な燃焼ガスを発生する課題があり、良好な難燃性が要求されている。
【００３１】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、軽量化することができ、また低コスト化することができ、また通風抵抗、顕熱交換効率、潜熱交換効率などの熱交換器の基本的性能を向上することができ、また気流の漏れを防止することができ、また量産性を向上することができ、また成形品の軽量化と薄肉化を図りつつ強度を保つことができ、また良好な難燃性を有する熱交換器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明の熱交換器は上記目的を達成するために、伝熱性と透湿性または伝熱性のみを有する伝熱板と樹脂を一体成形することにより、伝熱面と気流の通風路を有する単位素子が形成され、この単位素子を複数積層して、一次気流Ａと二次気流Ｂとが前記通風路に流通することにより、前記伝熱面を介して熱交換するようにした熱交換器において、前記樹脂を微細に発泡成形したものである。
【００３３】
この手段により軽量化することができ、また低コスト化することができ、また通風抵抗、顕熱交換効率、潜熱交換効率などの熱交換器の基本的性能を向上することができ、また量産性を向上することができ、また成形品の軽量化と薄肉化を図りつつ強度を保つことができ、また気流の漏れを防止することができる熱交換器が得られる。
【００３４】
また他の手段は、高圧流体のガスを物理発泡剤に用いることにより、樹脂を微細に発泡成形したものである。
【００３５】
この手段により成形品の軽量化と薄肉化を図りつつ強度を保つことができる熱交換器が得られる。
【００３６】
また他の手段は、超臨界状態のガスを樹脂に混ぜ合わせることにより、前記樹脂を微細に発泡成形したものである。
【００３７】
この手段により量産性を向上することができる熱交換器が得られる。
【００３８】
また他の手段は、超臨界状態のガスを溶融樹脂に注入して射出成形することにより、樹脂を微細に発泡成形したものである。
【００３９】
この手段により量産性を向上することができる熱交換器が得られる。
【００４０】
また他の手段は、樹脂を微細に発砲した発泡体の直径を１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、更に好ましくは５0〜1μｍにしたものである。
【００４１】
この手段により成形品の軽量化と薄肉化を図りつつ強度を保つことができる熱交換器が得られる。
【００４２】
また他の手段は、ガスとして、不燃性ガスを用いたものである。
【００４３】
この手段により良好な難燃性を有することができる熱交換器が得られる。
【００４４】
また他の手段は、不燃性ガスとして、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴンのいずれかを用いたものである。
【００４５】
この手段により良好な難燃性を有することができる熱交換器が得られる。
【００４６】
また他の手段は、樹脂として、熱可塑性樹脂を用いたものである。
【００４７】
この手段により量産性を向上することができる熱交換器が得られる。
【００４８】
また他の手段は、樹脂に無機充填剤を添加したものである。
【００４９】
この手段により通風抵抗を低減することができ、また気流の漏れを防止することができ、また量産性を向上することができ、また成形品の軽量化と薄肉化を図りつつ強度を保つことができる熱交換器が得られる。
【００５０】
また他の手段は、無機充填剤として、ガラス繊維または炭素繊維を用いたものである。
【００５１】
この手段により通風抵抗を低減することができ、また気流の漏れを防止することができ、また量産性を向上することができ、また成形品の軽量化と薄肉化を図りつつ強度を保つことができる熱交換器が得られる。
【００５２】
また他の手段は、単位素子は伝熱板表面の一方に遮蔽リブａと間隔リブａと気流の通風路ａと通風路ａの両端に流入口ａおよび吐出口ａをそれぞれ有し、前記伝熱板表面の他方に遮蔽リブｂと間隔リブｂと気流の通風路ｂと通風路ｂの両端に流入口ｂおよび吐出口ｂをそれぞれ有し、前記遮蔽リブａおよび前記間隔リブａと前記遮蔽リブｂおよび前記間隔リブｂとが前記伝熱板を間に挟むように樹脂にて一体成形して得られ、前記単位素子の一方面は、前記流入口ａおよび前記吐出口ａ以外の前記伝熱板外縁に気流を遮蔽する遮蔽リブａを設け、この遮蔽リブａの内側に通風路ａを形成するための複数本の間隔リブａを設けた構成とし、前記単位素子の他方面は、前記単位素子の一方面に設けた前記流入口ａおよび前記吐出口ａ以外の前記伝熱板外縁に前記流入口ｂおよび前記吐出口ｂを設け、前記流入口ｂおよび前記吐出口ｂ以外の前記伝熱板外縁に気流を遮蔽する遮蔽リブｂを設け、この遮蔽リブｂの内側に通風路ｂを形成するための複数本の間隔リブｂを設けた構成とし、前記単位素子と、前記伝熱板と同素材の仕切板とを交互に積層したものである。
【００５３】
この手段により通風抵抗を低減することができ、また量産性を向上することができる熱交換器が得られる。
【００５４】
また他の手段は、単位素子と仕切板とを接着手段を用いて接着したものである。
【００５５】
この手段により気流の漏れを防止することができる熱交換器が得られる。
【００５６】
また他の手段は、単位素子の遮蔽リブおよび間隔リブまたは前記遮蔽リブと仕切板とを、接着手段を用いて接着したものである。
【００５７】
この手段により気流の漏れを防止することができる熱交換器が得られる。
【００５８】
また他の手段は、接着手段として、熱溶着を用いたものである。
【００５９】
この手段により量産性を向上することができ、潜熱交換効率を向上することができる熱交換器が得られる。
【００６０】
また他の手段は、接着手段として、超音波溶着を用いたものである。
【００６１】
この手段により量産性を向上することができ、潜熱交換効率を向上することができる熱交換器が得られる。
【００６２】
また他の手段は、単位素子ｃは遮蔽リブｃと間隔リブｃを有し、単位素子ｄは遮蔽リブｄと間隔リブｄを有し、前記単位素子ｃと前記単位素子ｄとを交互に積層した熱交換器において、隣合う前記単位素子ｃの前記遮蔽リブｃと前記単位素子ｄの前記遮蔽リブｄおよび前記単位素子ｃの前記間隔リブｃと前記単位素子ｄの前記間隔リブｄとが、互に重なり合うようにしたものである。
【００６３】
この手段により通風抵抗を低減することができ、また気流の漏れを防止することができる熱交換器が得られる。
【００６４】
また他の手段は、間隔リブを断続的に備えたものである。
【００６５】
この手段により顕熱交換効率や潜熱交換効率などの熱交換効率を向上することができる熱交換器が得られる。
【００６６】
また他の手段は、単位素子に勘合手段を設けたものである。
【００６７】
この手段により気流の漏れを防止することができ、また量産性を向上することができる熱交換器が得られる。
【００６８】
また他の手段は、勘合手段として、単位素子の一方面の遮蔽リブおよび間隔リブまたは少なくとも片方に凸部を設け、前記単位素子の他方面の前記遮蔽リブおよび前記間隔リブまたは少なくとも片方に凹部を設け、前記単位素子を積層した時に、前記凸部と前記凹部が勘合するようにしたものである。
【００６９】
この手段により気流の漏れを防止することができ、また量産性を向上することができる熱交換器が得られる。
【００７０】
また他の手段は、勘合手段として、単位素子の一方面の遮蔽リブおよび間隔リブまたは少なくとも片方に凸部と凹部を設け、前記単位素子の他方面の前記遮蔽リブおよび前記間隔リブまたは少なくとも片方に凹部と凸部を設け、前記単位素子を積層した時に、前記凸部と前記凹部が勘合するようにしたものである。
【００７１】
この手段により気流の漏れを防止することができ、また量産性を向上することができる熱交換器が得られる。
【００７２】
また他の手段は、単位素子にカシメ手段を設けたものである。
【００７３】
この手段により気流の漏れを防止することができ、また量産性を向上することができ、潜熱交換効率を向上することができる熱交換器が得られる。
【００７４】
また他の手段は、カシメ手段として、単位素子の樹脂部に棒芯が通る貫通部を設け、前記単位素子と仕切板または前記単位素子のみを複数積層した状態で、前記貫通部に前記棒芯を通してカシメることにより、前記単位素子と前記仕切板または前記単位素子が固定化されたものである。
【００７５】
この手段により気流の漏れを防止することができ、また量産性を向上することができ、潜熱交換効率を向上することができる熱交換器が得られる。
【００７６】
また他の手段は、一次気流Ａと二次気流Ｂとが伝熱面を介して直交また斜交するように流通したものである。
【００７７】
この手段により通風抵抗を低減することができる熱交換器が得られる。
【００７８】
また他の手段は、一次気流Ａと二次気流Ｂとが伝熱面を介して流入口および吐出口近傍では直交また斜交するように流通し、中央部では対向するように流通したものである。
【００７９】
この手段により顕熱交換効率や潜熱交換効率などの熱交換効率を向上することができる熱交換器が得られる。
【発明の効果】
【００８０】
本発明によれば軽量化することができるという効果のある熱交換器を提供できる。
【００８１】
また、低コスト化することができるという効果のある熱交換器を提供できる。
【００８２】
また、通風抵抗、顕熱交換効率、潜熱交換効率などの熱交換器の基本的性能を向上することができるという効果のある熱交換器を提供できる。
【００８３】
また、気流の漏れを防止することができるという効果のある熱交換器を提供できる。
【００８４】
また、量産性を向上することができるという効果のある熱交換器を提供できる。
【００８５】
また成形品の軽量化と薄肉化を図りつつ強度を保つことができるという効果のある熱交換器を提供できる。
【００８６】
また良好な難燃性を有することができるという効果のある熱交換器を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８７】
本発明の請求項１記載の発明は、伝熱性と透湿性または伝熱性のみを有する伝熱板と樹脂を一体成形することにより、伝熱面と気流の通風路を有する単位素子が形成され、この単位素子を複数積層して、一次気流Ａと二次気流Ｂとが前記通風路に流通することにより、前記伝熱面を介して熱交換するようにした熱交換器において、前記樹脂を微細に発泡成形したものであり、熱交換器を構成する単位素子の樹脂が微細に発泡成形されるため、中空部分ができるので、熱交換器を軽量化することができる。また伝熱板と樹脂を一体成形して得られた樹脂成形品の単位素子は、樹脂成形品の肉厚を薄くした場合において、内部の空隙を構成する発泡体の径が微細なため、樹脂成形品の肉厚に対する発泡体の径の比が小さくなり、樹脂成形品内部での最小肉厚を大きくなることができ、樹脂成形品の薄肉化が可能になり、軽量化と薄肉化を図りつつ強度を保つことができる。また樹脂を発泡成形することと、前記薄肉化により使用樹脂量が減るため、樹脂成形品の単位素子で構成された熱交換器は材料コストを低減することができる。また発泡成形により単位素子の樹脂内部を発泡することで、射出圧力による内部ストレスが生じにくいことと、発泡した空隙が収縮を吸収する働きをして、樹脂成形品の成形後のひけが生じにくいことから、ガラス繊維や炭素繊維などの無機充填材を樹脂に充填しなくても樹脂成形品取り出し後の変形、反り、収縮が起こりにくいため、樹脂と伝熱板を一体で成形しても、成形後に樹脂成形品の単位素子が収縮することによる伝熱板のたわみが起こらないため、一次気流Ａと二次気流Ｂは平坦な通風路を流通することができるので、通風抵抗を低減することができる。また無機充填材を樹脂に充填しなくても樹脂成形品の単位素子は寸法精度や強度が得られるため、材料コストを低減することができ、また樹脂成形品取り出し後の変形を防止することや溶融樹脂の流動性低下を防止することによって、樹脂成形性が向上するので量産性を向上することができる。また熱交換器は樹脂成形品の単位素子を複数積層した構成のため、樹脂が熱交換器の強度を保つ役割を担い、熱交換機能を発揮する伝熱面の厚みを非常に薄くすることができ、熱伝達が良くなり顕熱交換効率を向上することができ、且つ水蒸気の透過抵抗が小さくなり潜熱交換効率を向上することができるなど、熱交換器の基本的性能を向上することができる。また単位素子の樹脂が微細に発泡成形されるために表面に微細な凹凸ができ、樹脂と伝熱板を一体成形した際、伝熱板の表面に樹脂の微細な凹凸が絡みつき、伝熱板と樹脂との接着性が向上するために、単位素子における伝熱板の剥がれが起こらず、伝熱板と樹脂で構成された一次気流Ａと二次気流Ｂの通風路がそれぞれ混ざらないように遮蔽されるため、気流の漏れを防止することができる。
【００８８】
また、本発明の請求項２記載の発明は、高圧流体のガスを物理発泡剤に用いることにより、樹脂を微細に発泡成形したものであり、ガス・インジェクション法や化学発泡剤による発泡法などの一般の発泡成形よりも、発泡体の直径は小さく数密度を高くすることができるため、樹脂成形品の肉厚を薄くした場合において、内部の空隙を構成する発泡体の径が従来よりも微細にでき、樹脂成形品の肉厚に対する発泡体の径の比が小さくなり、樹脂成形品内部での最小肉厚が大きくなるため、樹脂成形品の薄肉化が可能になり、樹脂成形品の単位素子は軽量化と薄肉化を図りつつ強度を保つことができる。
【００８９】
また、本発明の請求項３記載の発明は、超臨界状態のガスを樹脂に混ぜ合わせることにより、前記樹脂を微細に発泡成形したものであり、ガスを超臨界状態にすることにより、ガスは液体でもなく気体でもない状態になり、ものを溶かす溶剤的な性質を持ち、溶融樹脂の粘度を低下させるため、溶融樹脂の流動性が向上して成形サイクルが短縮するので、樹脂成形品の単位素子は成形性が向上して量産性を向上することができる。
【００９０】
また、本発明の請求項４記載の発明は、超臨界状態のガスを溶融樹脂に注入して射出成形することにより、樹脂を微細に発泡成形したものであり、ガスを超臨界状態にすることにより、ガスは液体でもなく気体でもない状態になり、ものを溶かす溶剤的な性質を持ち、溶融樹脂の粘度を低下させるため、溶融樹脂の流動性が向上するので、射出圧力と型締圧力を低減することができ、樹脂成形品の単位素子は成形性が向上して量産性を向上することができる。また溶融樹脂の流動性が向上するために、樹脂温度や金型温度を低くすることができ、金型内での冷却時間短縮による成形サイクルを短縮することができるので、樹脂成形品の単位素子は成形性が向上して更に量産性を向上することができる。
【００９１】
また、本発明の請求項５記載の発明は、樹脂を微細に発砲した発泡体の直径を１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、更に好ましくは５0〜1μｍにしたものであり、ガス・インジェクション法や化学発泡剤による発泡法などの一般の発泡成形の発泡体は、１００〜１５０μｍ以上の大きな直径であり、樹脂成形品の肉厚を薄くすると樹脂成形品の強度が低下するので肉厚を薄くできないが、従来の発泡成形より発泡体の直径が小さいため、樹脂成形品の肉厚を薄くした場合において、内部の空隙を構成する発泡体の径が従来よりも微細にでき、樹脂成形品の肉厚に対する発泡体の径の比が小さくなり、樹脂成形品内部での最小肉厚が大きくなるため、樹脂成形品の薄肉化が可能になり、樹脂成形品の単位素子は軽量化と薄肉化を図りつつ強度を保つことができる。
【００９２】
また、本発明の請求項６記載の発明は、ガスとして、不燃性ガスを用いたものであり、微細な発泡体が分散形成された樹脂成形品の単位素子は、発泡体内に不燃性ガスが封入されているために、樹脂成形品を着火した時、樹脂成形品の着火箇所において、樹脂が溶融して、発泡体に封入していた不燃性ガスが放出され、着火箇所の酸素供給を遮断する働きが起こり、樹脂成形品は着火されず、または着火しても直ぐに鎮火されるために、良好な難燃性を有することができる。また難燃剤に不燃性ガスを用いているために、樹脂成形品のリサイクル時や廃却時において燃焼される場合でも、ダイオキシンやハロゲン化水素などの有害物資を発生しないため、環境に配慮した良好な難燃性を有することができる。
【００９３】
また、本発明の請求項７記載の発明は、不燃性ガスとして、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴンのいずれかを用いたものであり、微細な発泡体が分散形成された樹脂成形品の単位素子は、発泡体内に窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの不燃性ガスが封入されているために、樹脂成形品を着火した時、樹脂成形品の着火箇所において、樹脂が溶融して、発泡体に封入していた不燃性ガスが放出され、着火箇所の酸素供給を遮断する働きが起こり、樹脂成形品は着火されず、または着火しても直ぐに鎮火されるために、良好な難燃性を有することができる。また難燃剤に窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの不燃性ガスを用いているために、樹脂成形品のリサイクル時や廃却時において燃焼される場合でも、ダイオキシンやハロゲン化水素などの有害物資を発生しないため、環境に配慮した良好な難燃性を有することができる。
【００９４】
また、本発明の請求項８記載の発明は、樹脂として、熱可塑性樹脂を用いたものであり、熱可塑性樹脂で構成された単位素子の表面を熱または超音波により溶融し、単位素子それぞれを積層接着することにより熱交換器を得ることができ、熱交換器の量産工程において、濃度管理が難しい接着剤を用いることがなく、工程不良が減少するために量産性を向上することができる。
【００９５】
また、本発明の請求項９記載の発明は、樹脂に無機充填剤を添加したものであり、射出成形などを用いて溶融樹脂を金型内で成形して樹脂成形品の単位素子を得る時、無機充填剤が樹脂成形品の熱収縮による変形、反り、収縮を防止するために、樹脂と伝熱板を一体で成形しても、成形後に樹脂成形品が収縮することによる伝熱板のたわみが起こらないため、一次気流Ａと二次気流Ｂは平坦な通風路を流通することができるので、通風抵抗を低減することができる。また樹脂と伝熱板を一体成形した際、伝熱板の表面に成形無機充填剤が絡みつき、伝熱板と樹脂との接着性が向上するために、単位素子における伝熱板の剥がれが起こらず、伝熱板と樹脂で構成された一次気流Ａと二次気流Ｂの通風路がそれぞれ混ざらないように遮蔽されるため、気流の漏れを防止することができる。また樹脂に無機充填剤を添加すると、溶融樹脂の流動性が低下して、射出成形する成形サイクルが遅くなり量産性が低下するが、ガスを超臨界状態にすることにより、ガスは液体でもなく気体でもない状態になり、ものを溶かす溶剤的な性質を持ち、溶融樹脂の粘度を低下させるため、溶融樹脂の流動性が向上するので、無機充填剤を添加した場合においても成形性が向上するので、樹脂成形品の単位素子は量産性を向上することができる。また微細に発泡成形した樹脂に無機充填剤を添加することにより、樹脂成形品の単位素子は強度を更に向上することができるので、一定強度を保つ場合、発泡倍率を更に向上させて軽量化することや、樹脂成形品の薄肉化を図ることができる。
【００９６】
また、本発明の請求項１０記載の発明は、無機充填剤として、ガラス繊維または炭素繊維を用いたものであり、射出成形などを用いて溶融樹脂を金型内で成形して樹脂成形品の単位素子を得る時、ガラス繊維または炭素繊維の無機充填剤が樹脂成形品の熱収縮による変形、反り、収縮を防止するために、樹脂と伝熱板を一体で成形しても、成形後に樹脂成形品が収縮することによる伝熱板のたわみが起こらないため、一次気流Ａと二次気流Ｂは平坦な通風路を流通することができるので、通風抵抗を低減することができる。また樹脂と伝熱板を一体成形した際、伝熱板の表面にガラス繊維または炭素繊維の無機充填剤が絡みつき、伝熱板と樹脂との接着性が向上するために、単位素子における伝熱板の剥がれが起こらず、伝熱板と樹脂で構成された一次気流Ａと二次気流Ｂの通風路がそれぞれ混ざらないように遮蔽されるため、気流の漏れを防止することができる。また樹脂にガラス繊維または炭素繊維の無機充填剤を添加すると、溶融樹脂の流動性が低下して、射出成形する成形サイクルが遅くなり量産性が低下するが、ガスを超臨界状態にすることにより、ガスは液体でもなく気体でもない状態になり、ものを溶かす溶剤的な性質を持ち、溶融樹脂の粘度を低下させるため、溶融樹脂の流動性が向上するので、ガラス繊維または炭素繊維の無機充填剤を添加した場合においても成形性が向上するので、樹脂成形品の単位素子は量産性を向上することができる。また微細に発泡成形した樹脂にガラス繊維または炭素繊維の無機充填剤を添加することにより、樹脂成形品の単位素子は強度を更に向上することができるので、一定強度を保つ場合、発泡倍率を更に向上させて軽量化することや、樹脂成形品の薄肉化を図ることができる。
【００９７】
また、本発明の請求項１１記載の発明は、単位素子は伝熱板表面の一方に遮蔽リブａと間隔リブａと気流の通風路ａと通風路ａの両端に流入口ａおよび吐出口ａをそれぞれ有し、前記伝熱板表面の他方に遮蔽リブｂと間隔リブｂと気流の通風路ｂと通風路ｂの両端に流入口ｂおよび吐出口ｂをそれぞれ有し、前記遮蔽リブａおよび前記間隔リブａと前記遮蔽リブｂおよび前記間隔リブｂとが前記伝熱板を間に挟むように樹脂にて一体成形して得られ、前記単位素子の一方面は、前記流入口ａおよび前記吐出口ａ以外の前記伝熱板外縁に気流を遮蔽する遮蔽リブａを設け、この遮蔽リブａの内側に通風路ａを形成するための複数本の間隔リブａを設けた構成とし、前記単位素子の他方面は、前記単位素子の一方面に設けた前記流入口ａおよび前記吐出口ａ以外の前記伝熱板外縁に前記流入口ｂおよび前記吐出口ｂを設け、前記流入口ｂおよび前記吐出口ｂ以外の前記伝熱板外縁に気流を遮蔽する遮蔽リブｂを設け、この遮蔽リブｂの内側に通風路ｂを形成するための複数本の間隔リブｂを設けた構成とし、前記単位素子と、前記伝熱板と同素材の仕切板とを交互に積層したものであり、この熱交換器の間隔リブは、コルゲート加工を応用した熱交換器の波形状の間隔板より広い間隔で伝熱板上に配することができるので、伝熱板に対する間隔リブの面積比率を小さくすることができるために通風路の有効面積が大きくなり、熱交換効率を変えずに通風抵抗を低減することができる。また熱交換器は伝熱板の表裏に遮蔽リブと間隔リブを樹脂にて一体に成形した単位素子と、前記伝熱板と同素材の仕切板とを交互に積層した構成であり、単位素子は一回の成形で２段分成形できるために量産性を向上することができる。また樹脂を微細に発泡しているために、中実の成形品より樹脂温度や金型温度を低くすることができ、金型内での冷却時間短縮による成形サイクルを短縮することができ、樹脂の成形性が向上するので、樹脂成形品の単位素子は更に量産性を向上することができる。
【００９８】
また、本発明の請求項１２記載の発明は、単位素子と仕切板とを接着手段を用いて接着したものであり、単位素子と仕切板とが重なることにより構成される通風路は、接着手段により単位素子と仕切板が接着されることにより、一次気流Ａと二次気流Ｂの通風路がそれぞれ独立するように遮蔽されるために、気流の漏れを防止することができる。
【００９９】
また、本発明の請求項１３記載の発明は、単位素子の遮蔽リブおよび間隔リブまたは前記遮蔽リブと仕切板とを、接着手段を用いて接着したものであり、単位素子の遮蔽リブおよび間隔リブと仕切板とが重なることにより構成される通風路は、接着手段により単位素子の遮蔽リブおよび間隔リブまたは遮蔽リブと仕切板が接着されることにより、一次気流Ａと二次気流Ｂの通風路がそれぞれ独立するように遮蔽されるために、気流の漏れを防止することができる。
【０１００】
また、本発明の請求項１４記載の発明は、接着手段として、熱溶着を用いたものであり、樹脂で構成された単位素子の表面を熱により溶融し、単位素子と仕切板をそれぞれ接着することにより熱交換器を得ることができ、熱交換器の量産工程において、濃度管理が難しい接着剤を用いることがなく、工程不良が減少することや、水溶系または溶剤系の接着剤を用いて接着する時よりも乾燥工程と乾燥時間が削減できることにより、量産性を向上することができる。また間隔リブは、コルゲート加工を応用した熱交換器の波形状の間隔板より広い間隔で伝熱板上に配することができるので、伝熱板に対する間隔リブの面積比率を小さくすることができるために、水蒸気が透過できる伝熱面の有効面積が大きくなり、潜熱交換効率を向上することができ、更に接着剤を用いないために、コルゲート加工を応用した熱交換器のように波形状の間隔板の凸状頂点部に塗布した接着剤が頂点部から染み出し、水蒸気が透過できる伝熱板の有効面積が減少することがなく、水蒸気が透過できる伝熱面の有効面積が更に大きくなり、潜熱交換効率を更に向上することができる。
【０１０１】
また、本発明の請求項１５記載の発明は、接着手段として、超音波溶着を用いたものであり、樹脂で構成された単位素子の表面を超音波により溶融し、単位素子と仕切板をそれぞれ接着することにより熱交換器を得ることができ、熱交換器の量産工程において、濃度管理が難しい接着剤を用いることがなく、工程不良が減少することや、水溶系または溶剤系の接着剤を用いて接着する時よりも乾燥工程と乾燥時間が削減できることにより、量産性を向上することができる。また間隔リブは、コルゲート加工を応用した熱交換器の波形状の間隔板より広い間隔で伝熱板上に配することができるので、伝熱板に対する間隔リブの面積比率を小さくすることができるために、水蒸気が透過できる伝熱面の有効面積が大きくなり、潜熱交換効率を向上することができ、更に接着剤を用いないために、コルゲート加工を応用した熱交換器のように波形状の間隔板の凸状頂点部に塗布した接着剤が頂点部から染み出し、水蒸気が透過できる伝熱板の有効面積が減少することがなく、水蒸気が透過できる伝熱面の有効面積が更に大きくなり、潜熱交換効率を更に向上することができる。
【０１０２】
また、本発明の請求項１６記載の発明は、単位素子ｃは遮蔽リブｃと間隔リブｃを有し、単位素子ｄは遮蔽リブｄと間隔リブｄを有し、前記単位素子ｃと前記単位素子ｄとを交互に積層した熱交換器において、隣合う前記単位素子ｃの前記遮蔽リブｃと前記単位素子ｄの前記遮蔽リブｄおよび前記単位素子ｃの前記間隔リブｃと前記単位素子ｄの前記間隔リブｄとが、互に重なり合うようにしたものであり、この熱交換器の間隔リブは、コルゲート加工を応用した熱交換器の波形状の間隔板より広い間隔で伝熱板上に配することができるので、伝熱板に対する間隔リブの面積比率を小さくすることができるために通風路の有効面積が大きくなり、熱交換効率を変えずに通風抵抗を低減することができる。また単位素子は伝熱板の表裏の遮蔽リブと間隔リブとが伝熱板を間に挟むように樹脂にて一体成形するため、伝熱板と単位素子の遮蔽リブおよび間隔リブで構成された一次気流Ａと二次気流Ｂの通風路は独立するように遮蔽されるために、単位素子は気流の漏れを防止することができ、更に遮蔽性の高いそれぞれの単位素子を、遮蔽リブおよび間隔リブとが互に重なり合うように積層した熱交換器も気流の漏れを防止することができる。
【０１０３】
また、本発明の請求項１７記載の発明は、間隔リブを断続的に備えたものであり、一次気流Ａと二次気流Ｂの通風路を構成する間隔リブを断続的にしたことにより、一次気流Ａおよび二次気流Ｂは分岐と合流を繰り返しながら通風路を流通するため、境界層が破壊され、伝熱面における伝熱が促進されることにより、顕熱交換効率や潜熱交換効率などの熱交換効率を向上することができる。
【０１０４】
また、本発明の請求項１８記載の発明は、単位素子に勘合手段を設けたものであり、単位素子を積層する際、勘合手段が単位素子を互いに固定するために、単位素子のずれに起因する密封性の低下が防止され、気流の漏れを防止することができる。また積層する単位素子の勘合が向上することにより、単位素子を多数積層する熱交換器の量産工程において、位置ずれが発生しにくいので量産性を向上することができる。
【０１０５】
また、本発明の請求項１９記載の発明は、勘合手段として、単位素子の一方面の遮蔽リブおよび間隔リブまたは少なくとも片方に凸部を設け、前記単位素子の他方面の前記遮蔽リブおよび前記間隔リブまたは少なくとも片方に凹部を設け、前記単位素子を積層した時に、前記凸部と前記凹部が勘合するようにしたものであり、単位素子を積層する際、勘合手段が単位素子を互いに固定するために、単位素子のずれに起因する密封性の低下が防止され、気流の漏れを防止することができる。また積層する単位素子の勘合が向上することにより、単位素子を多数積層する熱交換器の量産工程において、位置ずれが発生しにくいので量産性を向上することができる。
【０１０６】
また、本発明の請求項２０記載の発明は、勘合手段として、単位素子の一方面の遮蔽リブおよび間隔リブまたは少なくとも片方に凸部と凹部を設け、前記単位素子の他方面の前記遮蔽リブおよび前記間隔リブまたは少なくとも片方に凹部と凸部を設け、前記単位素子を積層した時に、前記凸部と前記凹部が勘合するようにしたものであり、単位素子を積層する際、勘合手段が単位素子を互いに固定するために、単位素子のずれに起因する密封性の低下が防止され、気流の漏れを防止することができる。また積層する単位素子の勘合が向上することにより、単位素子を多数積層する熱交換器の量産工程において、位置ずれが発生しにくいので量産性を向上することができる。
【０１０７】
また、本発明の請求項２１記載の発明は、単位素子にカシメ手段を設けたものであり、単位素子を複数積層した熱交換器において、カシメ手段が単位素子を固定化するために、単位素子のずれに起因する密封性の低下が防止され、気流の漏れを防止することができる。また熱交換器の量産工程において、濃度管理が難しい接着剤を用いることがなく、工程不良が減少することや、水溶系または溶剤系の接着剤を用いて接着する時よりも乾燥工程と乾燥時間が削減できることにより、量産性を向上することができる。また間隔リブは、コルゲート加工を応用した熱交換器の波形状の間隔板より広い間隔で伝熱板上に配することができるので、伝熱板に対する間隔リブの面積比率を小さくすることができるために、水蒸気が透過できる伝熱面の有効面積が大きくなり、潜熱交換効率を向上することができ、更に接着剤を用いず熱交換器を固定化して量産することができるために、コルゲート加工を応用した熱交換器のように波形状の間隔板の凸状頂点部に塗布した接着剤が頂点部から染み出し、水蒸気が透過できる伝熱板の有効面積が減少することがなく、水蒸気が透過できる伝熱面の有効面積が更に大きくなり、潜熱交換効率を更に向上することができる。
【０１０８】
また、本発明の請求項２２記載の発明は、カシメ手段として、単位素子の樹脂部に棒芯が通る貫通部を設け、前記単位素子と仕切板または前記単位素子のみを複数積層した状態で、前記貫通部に前記棒芯を通してカシメることにより、前記単位素子と前記仕切板または前記単位素子が固定化されるように構成したものであり、単位素子およ仕切板または単位素子のみを複数積層した熱交換器において、カシメ手段が単位素子を固定化するために、単位素子のずれに起因する密封性の低下が防止され、気流の漏れを防止することができる。また熱交換器の量産工程において、濃度管理が難しい接着剤を用いることがなく、工程不良が減少することや、水溶系または溶剤系の接着剤を用いて接着する時よりも乾燥工程と乾燥時間が削減できることにより、量産性を向上することができる。また間隔リブは、コルゲート加工を応用した熱交換器の波形状の間隔板より広い間隔で伝熱板上に配することができるので、伝熱板に対する間隔リブの面積比率を小さくすることができるために、水蒸気が透過できる伝熱面の有効面積が大きくなり、潜熱交換効率を向上することができ、更に接着剤を用いず熱交換器を固定化して量産することができるために、コルゲート加工を応用した熱交換器のように波形状の間隔板の凸状頂点部に塗布した接着剤が頂点部から染み出し、水蒸気が透過できる伝熱板の有効面積が減少することがなく、水蒸気が透過できる伝熱面の有効面積が更に大きくなり、潜熱交換効率を更に向上することができる。
【０１０９】
また、本発明の請求項２３記載の発明は、一次気流Ａと二次気流Ｂとが伝熱面を介して直交また斜交するように流通したものであり、二種の気流が伝熱面を介して直交また斜交するような構造の熱交換器は、通風路を真直ぐにすることができるので通風抵抗を低減することができ、更に、この熱交換器の間隔リブは、コルゲート加工を応用した熱交換器の波形状の間隔板より広い間隔で伝熱板上に配することができるので、伝熱板に対する間隔リブの面積比率を小さくすることができるために通風路の有効面積が大きくなり、熱交換効率を変えずに通風抵抗を低減することができる。
【０１１０】
また、本発明の請求項２４記載の発明は、一次気流Ａと二次気流Ｂとが伝熱面を介して流入口および吐出口近傍では直交また斜交するように流通し、中央部では対向するように流通したものであり、このような二種の気流が流通する構造の熱交換器は、流入口および吐出口近傍では通風路Ａを流通する一次気流Ａと通風路Ｂを流通する二次気流Ｂが直交また斜交するように熱交換し、中央部では通風路Ａを流通する一次気流Ａと通風路Ｂを流通する二次気流Ｂが対向するように熱交換する構造のために、同等伝熱面積を有する直交または斜交する通風路のみで構成される熱交換器よりも熱交換効率を向上することができる。
【０１１１】
（実施の形態１）
図１は熱交換器の概略斜視図、図２は単位素子の概略斜視図、図３は熱交換器の概略分解斜視図、図４は熱交換器の概略量産工程図である。
【０１１２】
図１、図２および図３に示すように、熱交換器１ａは単位素子２ａと仕切板３ａを交互に積層することにより構成され、単位素子２ａと仕切板３ａにより伝熱面４ａと、伝熱面４ａの表裏に気流の通風路５ａ、５ｂとが形成され、通風路５ａを流通する一次気流Ａおよび通風路５ｂを流通する二次気流Ｂは伝熱面４ａを介して熱交換を行う。
【０１１３】
仕切板３ａおよび伝熱板６ａは、平面形状が略方形をなし、厚さは０．２〜０．１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．０１ｍｍの伝熱性と透湿性を有する和紙、防燃紙、または伝熱性と透湿性と気体遮蔽性を有する特殊加工紙などである。
【０１１４】
図２の単位素子２ａは、伝熱板６ａ表面の一方に伝熱面４ａ、通風路５ａ、遮蔽リブ７ａ、間隔リブ８ａ、気流の流入口９ａおよび吐出口１０ａを備え、伝熱板６ａ表面の他方に伝熱面４ａ、通風路５ｂ、遮蔽リブ７ｂ、間隔リブ８ｂ、気流の流入口９ｂおよび吐出口１０ｂを備え、伝熱板６ａの表裏の遮蔽リブ７ａおよび間隔リブ８ａと遮蔽リブ７ｂおよび間隔リブ８ｂとが伝熱板６ａを間に挟むように、微細に発泡された樹脂にて一体成形して得られる。伝熱板６ａ表面の一方において、遮蔽リブ７ａは伝熱板６ａの向かい合う一組の両端に、例えば凸高さ２ｍｍ、幅５ｍｍに形成され、間隔リブ８ａは遮蔽リブ７ａと平行に例えば凸高さ２ｍｍ、幅１ｍｍに所定間隔で複数本形成される。伝熱面４ａと通風路５ａは伝熱板６ａと遮蔽リブ７ａと間隔リブ８ａにより形成され、気流の流入口９ａおよび吐出口１０ａは通風路５ａの両端に形成される。伝熱板６ａ表面の他方において、遮蔽リブ７ｂは遮蔽リブ７ａと直交する伝熱板６ａの両端に、例えば凸高さ２ｍｍ、幅５ｍｍに形成され、間隔リブ８ｂは遮蔽リブ７ｂと平行に例えば凸高さ２ｍｍ、幅１ｍｍに所定間隔で複数本形成される。伝熱面４ａと通風路５ｂは伝熱板６ａと遮蔽リブ７ｂと間隔リブ８ｂにより形成され、気流の流入口９ｂおよび吐出口１０ｂは通風路５ｂの両端に形成される。
【０１１５】
遮蔽リブ７ａ、７ｂは熱交換器１ａの通風路５ａを流通する一次気流Ａおよび通風路５ｂを流通する二次気流Ｂが熱交換器１ａの端面から気流が漏れないように遮蔽する働きと、単位素子２ａと仕切板３ａを交互に積層した時に、伝熱面４ａを一定の間隔に保持する働きがある。
【０１１６】
なお遮蔽リブ７ａ、７ｂは熱交換器１ａの伝熱面４ａを一定容積内で広く取るために、略方形の対向する一対の外周縁部に備える構成としたが、成形加工や成形後の切断性などの量産性を配慮して適宜決定する。
【０１１７】
間隔リブ８ａ、８ｂは単位素子２ａと仕切板３ａを交互に積層した時に、伝熱面４ａを一定の間隔に保持する働きと、伝熱板６ａと遮蔽リブ７ａ、７ｂと間隔リブ８ａ、８ｂとで通風路５ａ、５ｂを形成する働きがある。本実施の形態では、遮蔽リブ７ａ、７ｂおよび間隔リブ８ａ、８ｂの凸高さを２ｍｍとしたので、伝熱面４ａは２ｍｍ毎に積層される。
【０１１８】
図４に熱交換器１ａの製造工程を示す。切断工程１１は伝熱板６ａを所定の大きさに切断する。次の成形工程１２は伝熱板６ａを射出成形機に挿入して樹脂にて一体成形するインモールド工法で単位素子２ａが得られる。この樹脂としては熱可塑性樹脂を適用し、樹脂の種類としてポリスチレン系のＡＢＳ、ＡＳ、ＰＳ、またはポリオレフィン系のＰＰ、ＰＥなどが用いられる。成形工程１２において、射出成形機の溶融樹脂に、物理発泡剤として高圧流体のガスを注入して、金型内で射出成形して得られた単位素子２ａの樹脂は、ガス・インジェクション法や化学発泡剤による発泡法などの一般の発泡成形よりも、発泡体の直径が小さく、数密度が高く、微細に発泡成形される。また、超臨界流体を発生される超臨界流体発生装置でガスを超臨界状態にし、このガスを射出成形機の溶融樹脂に注入して、金型内で射出成形して得られた単位素子２ａの樹脂は、ガスを超臨界状態にすることにより、ガスは液体でもなく気体でもない状態になり、ものを溶かす溶剤的な性質を持ち、溶融樹脂の粘度を低下させるため、溶融樹脂の流動性が向上し、樹脂の成形性が向上すると共に、微細に発泡成形することができる。ガスとしては、不燃性ガスを用い、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴンのいずれかを用いる。微細に発泡成形された単位素子２ａの樹脂は、発砲した発泡体の直径を１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、更に好ましくは５0〜１μｍにすることができ、発泡体の直径が１００〜１５０μｍ以上のガス・インジェクション法や化学発泡剤による発泡法などの一般の発泡成形よりも、発泡体の直径が小さく、数密度が高く、微細に発泡成形される。また、微細に発泡成形した樹脂の表面は微細な凹凸ができ、樹脂と伝熱板６ａを一体成形した際、伝熱板６ａの表面に樹脂の微細な凹凸が絡みつき、伝熱板６ａと樹脂との接着性が向上する。
【０１１９】
次の切断工程１１ａは仕切３ａを所定の大きさに切断する。
【０１２０】
次の接着工程１３は単位素子２ａの上面に仕切板３ａを置き、更に上から圧力をかけながら接着手段を用いて単位素子２ａと仕切板３ａをプレス接着する。接着手段としては、加熱したヒーターブロックを用いた熱溶着、または超音波振動を用いた超音波接着などが挙げられる。単位素子２ａは熱可塑性樹脂で構成されているために、加熱したヒーターブロックまたは超音波振動などを単位素子２ａの樹脂表面に接触させると樹脂表面が溶融し、樹脂の表面温度が下がると上面に置かれた仕切板３ａとプレス接着される。仕切板３ａと接着させる単位素子２ａの場所は、遮蔽リブ７ａ、７ｂおよび間隔リブ８ａ、８ｂまたは遮蔽リブ７ａ、７ｂであり、単位素子２ａの遮蔽リブ７ａ、７ｂおよび間隔リブ８ａ、８ｂと仕切板３ａとが重なることにより構成される通風路５ａ、５ｂは、接着手段により単位素子２ａの遮蔽リブ７ａ、７ｂおよび間隔リブ８ａ、８ｂまたは遮蔽リブ７ａ、７ｂと仕切板３ａが接着されることにより、一次気流Ａと二次気流Ｂの通風路５ａ、５ｂがそれぞれ独立するように遮蔽されるために、気流の漏れを防止することができる。
【０１２１】
次の積層工程１４は単位素子２ａと仕切板３ａを接着手段により接着したものを一段ごとに積層することにより熱交換器１ａを得る。単位素子２ａと仕切板３ａを接着手段により接着したものを一段ごとに積層する際、接着工程１３で単位素子２ａと仕切板３ａを接着していない面の単位素子２ａに、加熱したヒーターブロックを用いた熱溶着または超音波振動を用いた超音波接着などの接着手段を用いて樹脂表面を溶融させてから積層することにより、単位素子２ａと仕切板３ａのそれぞれが接着固定化された熱交換器１ａが得られる。
【０１２２】
上記構成により、熱交換器１ａの通風路５ａに一次気流Ａおよび通風路５ｂに二次気流Ｂを通風すると、一次気流Ａと二次気流Ｂはそれぞれが直交するように伝熱面４ａを介して温度と湿度を熱交換する。
【０１２３】
熱交換器１ａを構成する単位素子２ａの樹脂が微細に発泡成形されるため、中空部分ができるので、熱交換器１ａを軽量化することができる。
【０１２４】
また伝熱板６ａと樹脂を一体成形して得られた樹脂成形品の単位素子２ａは、樹脂成形品の肉厚を薄くした場合において、内部の空隙を構成する発泡体の径が微細なため、樹脂成形品の肉厚に対する発泡体の径の比が小さくなり、樹脂成形品内部での最小肉厚を大きくなることができ、樹脂成形品の薄肉化が可能になり、軽量化と薄肉化を図りつつ強度を保つことができる。
【０１２５】
また樹脂を発泡成形することと、前記薄肉化により使用樹脂量が減るため、樹脂成形品の単位素子２ａで構成された熱交換器１ａは材料コストを低減することができる。
【０１２６】
また発泡成形により単位素子２ａの樹脂内部を発泡することで、射出圧力による内部ストレスが生じにくいことと、発泡した空隙が収縮を吸収する働きをして、樹脂成形品の成形後のひけが生じにくいことから、ガラス繊維や炭素繊維などの無機充填材を樹脂に充填しなくても樹脂成形品取り出し後の変形、反り、収縮が起こりにくいため、樹脂と伝熱板６ａを一体で成形しても、成形後に樹脂成形品の単位素子２ａが収縮することによる伝熱板６ａのたわみが起こらないため、一次気流Ａと二次気流Ｂは平坦な通風路５ａ、５ｂを流通することができるので、通風抵抗を低減することができる。
【０１２７】
また無機充填材を樹脂に充填しなくても樹脂成形品の単位素子２ａは寸法精度や強度が得られるため、材料コストを低減することができ、また樹脂成形品取り出し後の変形を防止することや溶融樹脂の流動性低下を防止することによって、樹脂成形性が向上するので量産性を向上することができる。
【０１２８】
また熱交換器１ａは樹脂成形品の単位素子２ａを複数積層した構成のため、樹脂が熱交換器１ａの強度を保つ役割を担い、熱交換機能を発揮する伝熱面４ａの厚みを非常に薄くすることができ、熱伝達が良くなり顕熱交換効率を向上することができ、且つ水蒸気の透過抵抗が小さくなり潜熱交換効率を向上することができるなど、熱交換器の基本的性能を向上することができる。
【０１２９】
また単位素子２ａの樹脂が微細に発泡成形されるために表面に微細な凹凸ができ、樹脂と伝熱板６ａを一体成形した際、伝熱板６ａの表面に樹脂の微細な凹凸が絡みつき、伝熱板６ａと樹脂との接着性が向上するために、単位素子２ａにおける伝熱板６ａの剥がれが起こらず、伝熱板６ａと樹脂で構成された一次気流Ａと二次気流Ｂの通風路５ａ、５ｂがそれぞれ混ざらないように遮蔽されるため、気流の漏れを防止することができる。
【０１３０】
また成形工程１２において、射出成形機の溶融樹脂に、物理発泡剤として高圧流体のガスを注入して、金型内で射出成形して得られた単位素子２ａの樹脂は微細に発砲成形され、発泡体の直径は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、更に好ましくは５0〜１μｍにすることができ、ガス・インジェクション法や化学発泡剤による発泡法などの一般の発泡成形の発泡体は、１００〜１５０μｍ以上の大きな直径であり、樹脂成形品の肉厚を薄くすると樹脂成形品の強度が低下するので肉厚を薄くできないが、従来の発泡成形より発泡体の直径が小さく、数密度が高く、微細に発泡成形することができるため、樹脂成形品の肉厚を薄くした場合において、内部の空隙を構成する発泡体の径が従来よりも微細にでき、樹脂成形品の肉厚に対する発泡体の径の比が小さくなり、樹脂成形品内部での最小肉厚が大きくなるため、樹脂成形品の薄肉化が可能になり、樹脂成形品の単位素子２ａは軽量化と薄肉化を図りつつ強度を保つことができる。
【０１３１】
また成形工程１２において、超臨界流体を発生される超臨界流体発生装置でガスを超臨界状態にし、このガスを射出成形機の溶融樹脂に注入して、金型内で射出成形して得られた単位素子２ａの樹脂は、ガスを超臨界状態にすることにより、ガスは液体でもなく気体でもない状態になり、ものを溶かす溶剤的な性質を持ち、溶融樹脂の粘度を低下させるため、溶融樹脂の流動性が向上して成形サイクルが短縮するので、成形性が向上して量産性を向上することができる。またガスを超臨界状態にすることにより、溶融樹脂の粘度が低下するため、溶融樹脂の流動性が向上するので、射出圧力と型締圧力を低減することができ、更に樹脂温度や金型温度を低くすることができ、金型内での冷却時間短縮による成形サイクルを短縮することができ、これらの作用で単位素子２ａの成形性が向上するために、量産性を更に向上することができる。
【０１３２】
またガスとして、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴンのいずれかの不燃性ガスを用いたことにより、微細な発泡体が分散形成された樹脂成形品の単位素子２ａは、発泡体内に窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの不燃性ガスが封入されているために、樹脂成形品を着火した時、樹脂成形品の着火箇所において、樹脂が溶融して、発泡体に封入していた不燃性ガスが放出され、着火箇所の酸素供給を遮断する働きが起こり、樹脂成形品は着火されず、または着火しても直ぐに鎮火されるために、良好な難燃性を有することができる。また難燃剤に窒素、二酸化炭素、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの不燃性ガスを用いているために、樹脂成形品のリサイクル時や廃却時において燃焼される場合でも、ダイオキシンやハロゲン化水素などの有害物資を発生しないため、環境に配慮した良好な難燃性を有することができる。
【０１３３】
また溶融樹脂として、熱可塑性樹脂を用いたことにより、熱可塑性樹脂で構成された単位素子２ａの表面を熱または超音波により溶融し、単位素子２ａそれぞれを積層接着することにより熱交換器１ａを得ることができ、熱交換器１ａの量産工程において、濃度管理が難しい接着剤を用いることがなく、工程不良が減少するために量産性を向上することができる。
【０１３４】
また接着工程１３において、単位素子２ａの遮蔽リブ７ａ、７ｂおよび間隔リブ８ａ、８ｂまたは遮蔽リブ７ａ、７ｂと仕切板３ａとを、加熱したヒーターブロックを用いた熱溶着または超音波振動を用いた超音波接着などの接着手段を用いて接着したために、単位素子２ａの遮蔽リブ７ａ、７ｂおよび間隔リブ８ａ、８ｂと仕切板３ａとが重なることにより構成される一次気流Ａと二次気流Ｂの通風路５ａ、５ｂは、それぞれ独立するように遮蔽されるために、気流の漏れを防止することができる。
【０１３５】
また積層工程１４において、単位素子２ａと仕切板３ａを接着手段により接着したものを一段ごとに積層する際、接着工程１３で単位素子２ａと仕切板３ａを接着していない面の単位素子２ａに、加熱したヒーターブロックを用いた熱溶着または超音波振動を用いた超音波接着などの接着手段を用いて樹脂表面を溶融させてから積層することにより、単位素子２ａと仕切板３ａのそれぞれが接着固定化された熱交換器１ａを得ることができ、熱交換器１ａの量産工程において、濃度管理が難しい接着剤を用いることがなく、工程不良が減少することや、水溶系または溶剤系の接着剤を用いて接着する時よりも乾燥工程と乾燥時間が削減できることにより、量産性を向上することができる。
【０１３６】
また間隔リブ８ａ、８ｂは、コルゲート加工を応用した熱交換器の波形状の間隔板より広い間隔で伝熱板上６ａに配することができるので、伝熱板６ａに対する間隔リブ８ａ、８ｂの面積比率を小さくすることができるために、水蒸気が透過できる伝熱面４ａの有効面積が大きくなり、潜熱交換効率を向上することができ、更に接着剤を用いないために、コルゲート加工を応用した熱交換器のように波形状の間隔板の凸状頂点部に塗布した接着剤が頂点部から染み出し、水蒸気が透過できる伝熱板６ａの有効面積が減少することがなく、水蒸気が透過できる伝熱面４ａの有効面積が更に大きくなり、潜熱交換効率を更に向上することができる。
【０１３７】
また直交流型の熱交換器１ａは通風路５ａ、５ｂを真直ぐにすることができるので通風抵抗を低減することができ、また間隔リブ８ａ、８ｂは、コルゲート加工を応用した熱交換器の波形状の間隔板より広い間隔で伝熱板６ａ上に配することができるので、伝熱板６ａに対する間隔リブ８ａ、８ｂの面積比率を小さくすることができるために通風路５ａ、５ｂの有効面積が大きくできることが伴って、熱交換効率を変えずに通風抵抗を低減することができる。
【０１３８】
また熱交換器１ａは伝熱板６ａの表裏に遮蔽リブ７ａ、７ｂと間隔リブ８ａ、８ｂを樹脂にて一体に成形した単位素子２ａと、伝熱板６ａと同素材の仕切板３ａとを交互に積層した構成であり、単位素子２ａは一回の成形で２段分成形できるために量産性を向上することができる。
【０１３９】
なお、本実施の形態では、仕切板３ａおよび伝熱板６ａの材料として伝熱性と透湿性を有する紙材を用いて顕熱交換と潜熱交換ができる全熱交換型の熱交換器で説明したが、伝熱性と透湿性を有する伝熱板の材料として透湿性樹脂フィルム、透湿性樹脂フィルムに不織布を重合したものなどを用いても良く、また伝熱性だけを有する伝熱板の材料として非透湿樹脂フィルムを用いても良く、熱交換器の使用環境条件により適宜選択される。
【０１４０】
また、単位素子２ａは伝熱板６ａの表裏に伝熱面４ａ、通風路５ａ、５ｂ、遮蔽リブ７ａ、７ｂ、間隔リブ８ａ、８ｂ、流入口９ａ，９ｂおよび吐出口１０ａ、１０ｂを備え、伝熱板６ａの表裏の遮蔽リブ７ａおよび間隔リブ８ａと遮蔽リブ７ｂおよび間隔リブ８ｂとが伝熱板６ａを間に挟むように、微細に発泡された樹脂にて一体成形し、この単位素子２ａと仕切板３ａを交互に積層した略六面体の熱交換器１ａを用いて説明したが、伝熱板を間に挟むように、微細に発泡された樹脂にて一体成形することにより、２つの気流がそれぞれ独立して流通できる通風路と伝熱面を備え、前記通風路に一次気流Ａおよび二次気流Ｂを流通することにより、伝熱面を介して熱交換を行う構造であれば、その他の形状の熱交換器および成形工法を用いても同様の作用効果を得ることができる。
【０１４１】
また、一次気流Ａと二次気流Ｂとが伝熱面４ａを介して直交するような構造の熱交換器で説明したが、一次気流Ａと二次気流Ｂとが伝熱面４ａを介して斜交するような構造の熱交換器を用いても同様の作用効果を得ることができる。
【０１４２】
（実施の形態２）
実施の形態１と同一部分は同一番号を符し、詳細な説明は省略する。
【０１４３】
成形工程１２において、ガラス繊維または炭素繊維の無機充填剤を添加した樹脂と伝熱板６ａとを一体成形して単位素子２ａを得る。無機充填剤の添加量は樹脂の重量に対して１〜５０重量％、更に好ましくは１０〜３０重量％であり、樹脂に無機充填剤を添加すると、樹脂成形品の単位素子２ａは強度と反りや収縮性の物性が向上することと、一体成形する伝熱板６ａとの接着性が向上する。これは化学結合による接着性が向上するのではなく、無機充填剤と伝熱板６ａとの繊維の絡まりが強くなった物理結合が向上するものである。
【０１４４】
上記構成により、射出成形などを用いて溶融樹脂を金型内で成形して樹脂成形品の単位素子２ａを得る時、ガラス繊維または炭素繊維の無機充填剤が樹脂成形品の熱収縮による変形、反り、収縮を防止するために、樹脂と伝熱板６ａを一体で成形しても、成形後に樹脂成形品が収縮することによる伝熱板６ａのたわみが起こらないため、一次気流Ａと二次気流Ｂは平坦な通風路５ａ、５ｂを流通することができるので、通風抵抗を低減することができる。
【０１４５】
また樹脂と伝熱板６ａを一体成形した際、伝熱板６ａの表面にガラス繊維または炭素繊維の無機充填剤が絡みつき、伝熱板６ａと樹脂との接着性が向上するために、単位素子２ａにおける伝熱板６ａの剥がれが起こらず、伝熱板６ａと樹脂で構成された一次気流Ａと二次気流Ｂの通風路５ａ、５ｂがそれぞれ混ざらないように遮蔽されるため、気流の漏れを防止することができる。
【０１４６】
また樹脂にガラス繊維または炭素繊維の無機充填剤を添加すると、溶融樹脂の流動性が低下して、射出成形する成形サイクルが遅くなり量産性が低下するが、ガスを超臨界状態にすることにより、ガスは液体でもなく気体でもない状態になり、ものを溶かす溶剤的な性質を持ち、溶融樹脂の粘度を低下させるため、溶融樹脂の流動性が向上するので、ガラス繊維または炭素繊維の無機充填剤を添加した場合においても成形性が向上するので、樹脂成形品の単位素子２ａは量産性を向上することができる。
【０１４７】
また微細に発泡成形した樹脂にガラス繊維または炭素繊維の無機充填剤を添加することにより、樹脂成形品の単位素子２ａは強度を更に向上することができるので、一定強度を保つ場合、発泡倍率を更に向上させて軽量化することや、樹脂成形品の薄肉化を図ることができる。
【０１４８】
（実施の形態３）
図５は熱交換器の概略斜視図、図６は単位素子の概略斜視図、図７は熱交換器の概略分解斜視図である。
【０１４９】
なお、実施の形態１あるいは２と同一部分は同一番号を符し、詳細な説明は省略する。
【０１５０】
図５の熱交換器１ｂは、図６に示した単位素子２ｂを、図７のように交互に９０度ずらしながら複数枚積層接着して形成する。
【０１５１】
単位素子２ｂは単位素子２ａと同じ構成であり、遮蔽リブ７ａは例えば凸高さ１ｍｍ、幅５ｍｍに形成され、間隔リブ８ａは遮蔽リブ７ａと平行に例えば凸高さ１ｍｍ、幅１ｍｍに所定間隔で複数本形成され、遮蔽リブ７ｂは例えば凸高さ１ｍｍ、幅５ｍｍに形成され、間隔リブ８ｂは遮蔽リブ７ｂと平行に例えば凸高さ１ｍｍ、幅１ｍｍに所定間隔で複数本形成される。
【０１５２】
図７に示すように、それぞれの単位素子２ｂを交互に９０度ずらしながら複数枚積層接着する熱交換器１ｂにおいて、隣合う単位素子２ｂの遮蔽リブ７ａと遮蔽リブ７ｂおよび間隔リブ８ａと間隔リブ８ｂとが、互に重なり合うようにしたものである。凸高さ１ｍｍの遮蔽リブ７ａおよび遮蔽リブ７ｂが互に重なり合い、また凸高さ１ｍｍの間隔リブ８ａおよび間隔リブ８ｂが互に重なり合うことで、通風路５ａ、５ｂの開口高さは２ｍｍとなり、伝熱面４ａは２ｍｍ毎に積層される。
【０１５３】
上記構成により、間隔リブ８ａ、８ｂは、コルゲート加工を応用した熱交換器の波形状の間隔板より広い間隔で伝熱板６ａ上に配することができるので、伝熱板６ａに対する間隔リブ８ａ、８ｂの面積比率を小さくすることができるために通風路５ａ、５ｂの有効面積が大きくなり、熱交換効率を変えずに通風抵抗を低減することができる。
【０１５４】
また単位素子２ｂは伝熱板６ａの表裏の遮蔽リブ７ａおよび間隔リブ８ａと遮蔽リブ７ｂおよび間隔リブ８ｂとが伝熱板６ａを間に挟むように樹脂にて一体に成形するため、伝熱板６ａと単位素子２ｂの遮蔽リブ７ａ、７ｂおよび間隔リブ８ａ、８ｂで構成された一次気流Ａと二次気流Ｂの通風路５ａ、５ｂは独立するように遮蔽されるために、単位素子２ｂは気流の漏れを防止することができ、更に遮蔽性の高いそれぞれの単位素子２ｂを、遮蔽リブ７ａと遮蔽リブ７ｂおよび間隔リブ８ａと間隔リブ８ｂとが互に重なり合うように積層した熱交換器１ｂも気流の漏れを防止することができる。
【０１５５】
（実施の形態４）
図８は熱交換器の概略斜視図、図９は単位素子の概略斜視図である。
【０１５６】
なお、実施の形態１、２あるいは３と同一部分は同一番号を符し、詳細な説明は省略する。
【０１５７】
図８の熱交換器１ｃは、図９に示した単位素子２ｃと仕切板３ａを交互に積層することにより形成する。
【０１５８】
図９の単位素子２ｃは通風路５ａを形成する間隔リブを断続的にした断続間隔リブ１５ａを備え、通風路５ｂを形成する間隔リブを断続的にした断続間隔リブ１５ｂを備えたものである。
【０１５９】
上記構成により、一次気流Ａと二次気流Ｂが流通する通風路５ａ、５ｂを構成する間隔リブを断続的にした断続間隔リブ１５ａ、１５ｂを備えることにより、一次気流Ａおよび二次気流Ｂは分岐と合流を繰り返しながら通風路５ａ、５ｂを流通するため、境界層が破壊され、伝熱面４ａにおける伝熱が促進されることにより、顕熱交換効率や潜熱交換効率などの熱交換効率を向上することができる。
【０１６０】
（実施の形態５）
図１０は熱交換器の概略斜視図、図１１は単位素子の概略斜視図である。
【０１６１】
実施の形態１、２、３あるいは４と同一部分は同一番号を符し、詳細な説明は省略する。
【０１６２】
図１０の熱交換器１ｄは、図１１に示した単位素子２ｄと仕切板３ａを交互に積層することにより形成する。
【０１６３】
図１１の単位素子２ｄは複数積層した時に、隣合う単位素子２ｄがお互いに勘合する勘合手段を設けた構成とする。勘合手段として、単位素子２ｄの一方面は、流入口９ａおよび吐出口１０ａ近傍の遮蔽リブ７ａおよび間隔リブ８ａの上面に凸部１６を設け、単位素子２ｄの他方面は遮蔽リブ７ｂに凹部１７を設けた構成とし、単位素子２ｄを複数積層した時に、隣合う単位素子２ｄの凸部１６と凹部１７が勘合するようにする。
【０１６４】
上記構成により、単位素子２ｄを積層する際、勘合手段の凸部１６と凹部１７がそれぞれの単位素子２ｄを互いに固定するために、単位素子２ｄのずれに起因する密封性の低下が防止され、気流の漏れを防止することができる。
【０１６５】
また積層する単位素子２ｄの勘合が向上することにより、単位素子２ｄを多数積層する熱交換器１ｄの量産工程において、位置ずれが発生しにくいので量産性を向上することができる。
【０１６６】
なお、本実施の形態では、勘合手段として、単位素子２ｄの一方面は、流入口９ａおよび吐出口１０ａ近傍の遮蔽リブ７ａおよび間隔リブ８ａの上面に凸部１６を設け、単位素子２ｄの他方面は遮蔽リブ７ｂに凹部１７を設けた構成とし、単位素子２ｄを複数積層した時に、隣合う単位素子２ｄの凸部１６と凹部１７が勘合するような構造で説明したが、単位素子に凹部と凸部を設け、積層した隣合う単位素子が互いに凹部と凸部を勘合させるような構造を用いても同様の作用効果を得ることができる。
【０１６７】
（実施の形態６）
図１２は熱交換器の概略斜視図、図１３は単位素子の概略斜視図、図１４はカシメ手段の概略斜視図である。
【０１６８】
実施の形態１、２、３、４あるいは５と同一部分は同一番号を符し、詳細な説明は省略する。
【０１６９】
図１２の熱交換器１ｅは、図１３に示した単位素子２ｅと仕切板３ａを交互に積層することにより形成する。
【０１７０】
図１３の単位素子２ｅはカシメ手段を設け、このカシメ手段は単位素子２ｅを複数積層した熱交換器１ｅを固定化する構成とする。カシメ手段として、単位素子２ｅの遮蔽リブ７ａと遮蔽リブ７ｂとが交差する部分に貫通部１８を設け、図１４に示すように、単位素子２ｅと仕切板３ａを複数積層した状態で、貫通部１８に棒芯１９を通し、棒芯の上下をカシメることにより、単位素子２ｅと仕切板３ａが固定化されるように構成する。
【０１７１】
上記構成により、単位素子２ｅおよ仕切板３ａを複数積層した熱交換器１ｅにおいて、カシメ手段が単位素子２ｅを固定化するために、単位素子２ｅのずれに起因する密封性の低下が防止され、気流の漏れを防止することができる。
【０１７２】
また熱交換器１ｅの量産工程において、濃度管理が難しい接着剤を用いることがなく、工程不良が減少することや、水溶系または溶剤系の接着剤を用いて接着する時よりも乾燥工程と乾燥時間が削減できることにより、量産性を向上することができる。
【０１７３】
また間隔リブ８ａ、８ｂは、コルゲート加工を応用した熱交換器の波形状の間隔板より広い間隔で伝熱板上６ａに配することができるので、伝熱板６ａに対する間隔リブ８ａ、８ｂの面積比率を小さくすることができるために、水蒸気が透過できる伝熱面４ａの有効面積が大きくなり、潜熱交換効率を向上することができ、更に接着剤を用いず熱交換器１ｅを固定化して量産することができるために、コルゲート加工を応用した熱交換器のように波形状の間隔板の凸状頂点部に塗布した接着剤が頂点部から染み出し、水蒸気が透過できる伝熱板６ａの有効面積が減少することがなく、水蒸気が透過できる伝熱面４ａの有効面積が更に大きくなり、潜熱交換効率を更に向上することができる。
【０１７４】
（実施の形態７）
図１５は熱交換器の概略斜視図、図１６は単位素子の概略斜視図、図１７は熱交換器の概略分解斜視図である。
【０１７５】
実施の形態１、２、３、４、５あるいは６と同一部分は同一番号を符し、詳細な説明は省略する。
【０１７６】
図１５、図１６および図１７に示すように、熱交換器１ｆは単位素子２ｆと仕切板３ｂを交互に積層することにより構成され、単位素子２ｆと仕切板３ｂにより伝熱面４ｂと、伝熱面４ｂの表裏に気流の通風路５ｃ、５ｄとが形成され、通風路５ｃを流通する一次気流Ａおよび通風路５ｄを流通する二次気流Ｂは伝熱面４ｂを介して熱交換を行い、それぞれの通風路５ｃ、５ｄの流入口９ｃ、９ｄおよび吐出口１０ｃ、１０ｄ部分ではお互いが直交または斜交して流れ、中央部分ではお互いが対向する方向に流れる対向流型である。
【０１７７】
仕切板３ｂおよび伝熱板６ｂは、平面形状が略六角形をなし、厚さは０．２〜０．１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．０１ｍｍの伝熱性と透湿性を有する和紙、防燃紙、または伝熱性と透湿性と気体遮蔽性を有する特殊加工紙などである。
【０１７８】
図１６の単位素子２ｆは、伝熱板６ｂ表面の一方に伝熱面４ｂ、通風路５ｃ、遮蔽リブ７ｃ、遮蔽リブ７ｄ、間隔リブ８ｃ、気流の流入口９ｃおよび吐出口１０ｃを備え、伝熱板６ｂ表面の他方に伝熱面４ｂ、通風路５ｄ、遮蔽リブ７ｅ、遮蔽リブ７ｆ、間隔リブ８ｄ、気流の流入口９ｄおよび吐出口１０ｄを備え、伝熱板６ｂの表裏の遮蔽リブ７ｃ、７ｄおよび間隔リブ８ｃと遮蔽リブ７ｅ、７ｆおよび間隔リブ８ｄとが伝熱板６ｂを間に挟むように、微細に発泡された樹脂にて一体成形して得られる。伝熱板６ｂ表面の一方において、間隔リブ８ｃは例えば凸高さ２ｍｍ、幅１ｍｍに略Ｓ字状で略平行に複数本備え、間隔リブ８ｃにより略Ｓ字状の通風路５ｃおよび伝熱面４ｂが形成され、通風路５ｃの両端に気流の流入口９ｃおよび吐出口１０ｃが形成される。遮蔽リブ７ｃは伝熱板６ｂ表面の外周縁部のうち対向流となる通風路５ｃ部分と略平行をなす一対の外周縁部に、例えば凸高さ２ｍｍ、幅５ｍｍに形成され、遮蔽リブ７ｄは伝熱板６ｂ表面の外周縁部のうち遮蔽リブ７ｃと流入口９ｃと吐出口１０ｃ以外に、例えば凸高さ２ｍｍ、幅５ｍｍに形成される。伝熱板６ｂ表面の他方において、間隔リブ８ｄは気流の流入口９ｄおよび吐出口１０ｄ近傍では間隔リブ８ｃと直交または斜交し、中央部では略平行に、例えば凸高さ２ｍｍ、幅１ｍｍに略Ｓ字状で略平行に複数本備え、間隔リブ８ｄにより略Ｓ字状の通風路５ｄおよび伝熱面４ｂが形成され、通風路５ｄの両端に気流の流入口９ｄおよび吐出口１０ｄが形成される。遮蔽リブ７ｅは伝熱板６ｂ表面の外周縁部のうち対向流となる通風路５ｄ部分と略平行をなす一対の外周縁部に、例えば凸高さ２ｍｍ、幅５ｍｍに形成され、遮蔽リブ７ｆは伝熱板６ｂ表面の外周縁部のうち遮蔽リブ７ｅと流入口９ｄと吐出口１０ｄ以外に、例えば凸高さ２ｍｍ、幅５ｍｍに形成される。
【０１７９】
上記構成により、熱交換器１ｆは流入口９ｃ、９ｄおよび吐出口１０ｃ、１０ｄ近傍では、通風路５ｃを流通する一次気流Ａと通風路５ｄを流通する二次気流Ｂが直交また斜交するように熱交換し、中央部では通風路５ｃを流通する一次気流Ａと通風路５ｄを流通する二次気流Ｂが対向するように熱交換する構造のために、同等伝熱面積を有する直交または斜交する通風路のみで構成される熱交換器よりも熱交換効率を向上することができる。
【０１８０】
なお、本実施の形態では  伝熱板６ｂと樹脂を一体成形して得られた単位素子２ｆと仕切板３ｂとを交互に積層した略八面体の熱交換器１ｆを用いて説明したが、２つの気流がそれぞれ独立して通風路を流れ、流入口および吐出口近傍では直交または斜交するように流れ、中央部では対向するように流れ、伝熱面を介して熱交換が行える対向流型熱交換器であれば、その他の形状の熱交換器を用いても同様の作用効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８１】
本発明は、家庭用の熱交換型換気扇やビルなどの全熱交換型換気装置に使用する積層構造の熱交換器に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】本発明の実施の形態１による熱交換器の概略斜視図
【図２】同単位素子の概略斜視図
【図３】同熱交換器の概略分解斜視図
【図４】同熱交換器の概略量産工程図
【図５】本発明の実施の形態３による熱交換器の概略斜視図
【図６】同単位素子の概略斜視図
【図７】同熱交換器の概略分解斜視図
【図８】本発明の実施の形態４による熱交換器の概略斜視図
【図９】同単位素子の概略斜視図
【図１０】本発明の実施の形態５による熱交換器の概略斜視図
【図１１】同単位素子の概略斜視図
【図１２】本発明の実施の形態６による熱交換器の概略斜視図
【図１３】同単位素子の概略斜視図
【図１４】同カシメ手段の概略斜視図
【図１５】本発明の実施の形態７による熱交換器の概略斜視図
【図１６】同単位素子の概略斜視図
【図１７】同熱交換器の概略分解斜視図
【図１８】従来の熱交換器１０４を示す概略斜視図
【図１９】従来の熱交換器１０９を示す概略斜視図
【図２０】従来の熱交換器１１３を示す概略斜視図
【図２１】従来の熱交換器１１８を示す概略斜視図
【符号の説明】
【０１８３】
１ａ          熱交換器
１ｂ          熱交換器
１ｃ          熱交換器
１ｄ          熱交換器
１ｅ          熱交換器
１ｆ          熱交換器
２ａ          単位素子
２ｂ          単位素子
２ｃ          単位素子
２ｄ          単位素子
２ｅ          単位素子
２ｆ          単位素子
３ａ          仕切板
３ｂ          仕切板
４ａ          伝熱面
４ｂ          伝熱面
５ａ          通風路
５ｂ          通風路
５ｃ          通風路
５ｄ          通風路
６ａ          伝熱板
６ｂ          伝熱板
７ａ          遮蔽リブ
７ｂ          遮蔽リブ
７ｃ          遮蔽リブ
７ｄ          遮蔽リブ
７ｅ          遮蔽リブ
７ｆ          遮蔽リブ
８ａ          間隔リブ
８ｂ          間隔リブ
８ｃ          間隔リブ
８ｄ          間隔リブ
９ａ          流入口
９ｂ          流入口
９ｃ          流入口
９ｄ          流入口
１０ａ        吐出口
１０ｂ        吐出口
１０ｃ        吐出口
１０ｄ        吐出口
１１          切断工程
１１ａ        切断工程
１２          成形工程
１３          接着工程
１４          積層工程
１５ａ        断続間隔リブ
１５ｂ        断続間隔リブ
１６          凸部
１７          凹部
１８          貫通部
１９          棒芯
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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