(57)【要約】      （修正有）【課題】吸放湿性能が最大限に生かされ、寸法変化がなく、さらにはケーシングを備えているため装置での装脱着が容易である、潜熱交換素子を提供する。【解決手段】枠形状を有するケーシング１の中に、吸放湿性を有するシート状物からなる平面シート２および波状シート３が積層構造になるようにはめ込まれており、かつ、前記波状シートの波形状の見える面が前記ケーシングの開口面に配列され、前記積層構造においてシート同士の接触部の少なくとも一部５が接着されておらず、かつ、前記ケーシングと前記積層構造の接触部の少なくとも一部４が接着されている潜熱交換素子とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠形状を有するケーシングの中に、吸放湿性を有するシート状物からなる平面シートおよび波状シートが積層構造になるようにはめ込まれており、かつ、前記波状シートの波形状の見える面が前記ケーシングの開口面に配列されている潜熱交換素子であって、前記積層構造においてシート同士の接触部の少なくとも一部が接着されておらず、かつ、前記ケーシングと前記積層構造の接触部の少なくとも一部が接着されている潜熱交換素子。
【請求項２】
前記積層構造が、前記平面シートと前記波状シートからなる片面段ボールを積層してなるものであることを特徴とする請求項1に記載の潜熱交換素子。
【請求項３】
前記積層構造が、前記平面シートと前記波状シートからなる両面段ボールを積層してなるものであることを特徴とする請求項1に記載の潜熱交換素子。
【請求項４】
吸放湿性を有するシート状物が、吸放湿性を有する高分子化合物を含み、２０℃、相対湿度６５％の環境下で、１平方メートルあたり１０g以上の水分を吸湿するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の潜熱交換素子。
【請求項５】
吸放湿性を有するシート状物の厚みが０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の潜熱交換素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸放湿性に優れた材料に関する。更に詳しくは業務用エアコン、家庭用エアコンあるいは自動車用エアコンの除加湿用素子、押し入れ、クローゼット、くつ箱などの除湿材、冷凍車荷台、保冷庫、冷蔵庫などの結露防止材などのように、空気相互間で潜熱（水分）の交換を行う際に用いられる潜熱交換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
吸湿素子として、発泡性樹脂中に吸水ポリマーを分散した樹脂を塗布した基材からなる吸湿素子（特許文献１参照）、あるいは塩型カルボキシル基を持つ高吸放湿性高分子化合物を主な構成要素とした低温再生型吸湿素子（特許文献２参照）などが知られている。また、これらの文献には、吸湿素子の形状としてプリーツ形状あるいはハニカム構造体のものが開示されている。
【０００３】
しかしながら吸水ポリマーや高吸放湿性高分子化合物で構成される吸湿素子は吸放湿に伴う寸法変化が大きい課題を有する。この点に関して、特許文献１では寸法変化を減少させるため、吸水ポリマーを分散させた樹脂を塗布した平板型基材と波型基材を接着剤で接着させて得られたコルゲート型吸湿素子同士を積層接着することが開示されている。このような方法では、寸法安定性は向上するが、接着剤によって吸放湿素材が被覆されてしまうため、吸放湿素材の本来の性能を充分に発揮できないことが予想される。例えば、Ｂフルートと呼ばれる一般的なコルゲート積層構造では、３０ｃｍの長さに中芯の山が約５０個あり、１ｍｍの幅で接着剤を塗布したとするとライナー側の基材の１６．７％、中芯側の基材の１１．８％が接着剤で覆われることになる。また、特許文献２においても気体貫通路を備えた構造とするために結合剤を使用しているため、同様に吸放湿性能を充分に発揮できないと予想される。
【０００４】
一方、吸放湿に伴う寸法変化が少ないシリカゲルあるいはゼオライトを用いて潜熱交換素子を構成することも考えられるが、放湿に高温を要するため省エネ性能が低く、吸着した臭い成分が放湿時に一気に脱離するため、業務用エアコン、家庭用エアコンあるいは自動車用エアコン用途では問題視されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２８１０４７号公報
【特許文献２】特開平９−１０３６３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、吸放湿性能が最大限に生かされ、寸法変化がなく、ケーシングを備えているため装置での装脱着が容易である、潜熱交換素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、吸放湿性素子をケーシングおよび吸放湿性の平面シートと波状シートで構成し、一部のみを接着するようにすることで、寸法変化をなくし、吸放湿素材の性能をより効率よく発揮させ、耐久性も向上できることを見出し、本発明に到達したものである。すなわち、本発明の目的は、以下の手段により達成される。
【０００８】
（１）  枠形状を有するケーシングの中に、吸放湿性を有するシート状物からなる平面シートおよび波状シートが積層構造になるようにはめ込まれており、かつ、前記波状シートの波形状の見える面が前記ケーシングの開口面に配列されている潜熱交換素子であって、前記積層構造においてシート同士の接触部の少なくとも一部が接着されておらず、かつ、前記ケーシングと前記積層構造の接触部の少なくとも一部が接着されている潜熱交換素子。
（２）  前記積層構造が、前記平面シートと前記波状シートからなる片面段ボールを積層してなるものであることを特徴とする（１）に記載の潜熱交換素子。
（３）  前記積層構造が、前記平面シートと前記波状シートからなる両面段ボールを積層してなるものであることを特徴とする（１）に記載の潜熱交換素子。
（４）  吸放湿性を有するシート状物が、吸放湿性を有する高分子化合物を含み、２０℃、相対湿度６５％の環境下で、１平方メートルあたり１０ｇ以上の水分を吸湿するものであることを特徴とする（１）から（３）のいずれかに記載の潜熱交換素子。
（５）  吸放湿性を有するシート状物の厚みが０．５ｍｍ以下であることを特徴とする（１）から（４）のいずれかに記載の潜熱交換素子。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の潜熱交換素子は、接着剤を要所に効率的に使用することで、使用量低減したものである。このため、吸放湿性能が最大限に生かされ、また、吸放湿に伴う寸法変化に伴う空気もれによる性能の低下や素子の型くずれを防止するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の潜熱交換素子の一例である。
【図２】本発明の潜熱交換素子の一例である。
【図３】本発明の潜熱交換素子の一例である。
【図４】本発明の潜熱交換素子の一例である。
【図５】本発明の潜熱交換素子の一例である。
【図６】本発明の潜熱交換素子の一例である。
【図７】本発明の潜熱交換素子の一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に本発明の潜熱交換素子について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すように、本発明の熱交換素子は、枠形状を有するケーシング１の中に、吸放湿性を有するシート状物からなる平面シート２と波状シート３が積層された構造を有するものである。
【００１２】
枠形状を有するケーシングの形状としては、多角形や円形、楕円形のみならず、潜熱交換素子を装着する装置に合わせた任意の形状を採ることができる。また、ケーシングの材質としては、処理する空気の温湿度や風速などに応じ、適宜プラスチック、金属、木材等の種々の素材を選択できる。
【００１３】
本発明の潜熱交換素子を構成する吸放湿性を有するシート状物は、吸放湿性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、吸放湿剤をバインダーで固定したシートや吸放湿剤を内部に含有させたシートなどが挙げられる。吸放湿剤としては、ゼオライトやシリカゲルなどの無機系吸放湿剤や吸水性ポリマー、特開２００１−０１１３２０号公報や特開平８−２２５６１０号公報に開示されているような吸放湿性を有する高分子化合物などを挙げることができる。また、シートの種類としては、アルミニウムや銅などの熱伝導性の高い金属からなる金属板、樹脂シート、紙や不織布などの繊維質シートを挙げることができる。
【００１４】
吸放湿剤をシートに含有させる態様としては、シート表面に吸放湿剤をバインダーで固定したものや、樹脂原料に吸放湿剤を混合してシート状に成形したもの、吸放湿剤を紙にすき込んだものなどを挙げることができる。分散液状あるいは溶液状の吸放湿剤や、吸放湿剤とバインダーの混合液などの場合には、シート上に塗布する態様や、紙や不織布などに含浸させる態様なども可能である。また、繊維状の吸放湿剤であれば、吸放湿剤自体を紙や不織布の構成繊維とする態様も可能である。
【００１５】
吸放湿剤をシートに含有させる時点としては、平面シートや波状シートの形状に加工する前あるいは加工した後、後述する片面ダンボールや両面ダンボール加工した後、またはケーシング内に積層した後などが挙げられる。いずれを選択するかは、吸放湿性を有するシート状物の加工性や吸放湿剤の添着加工性などを考慮して決定することができる。
【００１６】
また、吸放湿性を有するシート状物の吸湿性能としては、２０℃、相対湿度６５％の環境下で、１平方メートル当たり１０ｇ以上の水分を吸湿するものであることが好ましく、２０ｇ以上であるものがより好ましい。ただし、あまりにも吸水量が高い場合には、いわゆる吸水性ポリマーの様な状態となり、乾燥が遅くなるため、水分の吸湿が１平方メートル当たり１５０ｇ以下であることが好ましい。かかる吸湿性能を得る観点からは、吸放湿剤として、上述した特開２００１−０１１３２０号公報や特開平８−２２５６１０号公報に開示されているような吸放湿性を有する高分子化合物を採用することが望ましい。
【００１７】
また、吸放湿性を有するシート状物の厚みとしては、波形状への加工や素子を構成したときの圧力損失などの観点から、好ましくは０．５ｍｍ以下であり、より好ましくは０．２ｍｍ以下である。一方、厚みが薄すぎる場合にも波形状等への加工が難しくなるため、０．０５ｍｍ以上の厚みがあることが好ましい。
【００１８】
本発明において、吸放湿性を有するシート状物は、平面シート２と波状シート３の形状を有しており、ケーシング内に積層構造になるようにはめ込まれている。ここで、潜熱交換素子中を空気が通過する必要があるため、図１に示すように波状シート３の波形状の見える面がケーシングの開口面に配列した状態となっている。
【００１９】
積層する方法としては、平面シートと波状シートを１枚ずつ順番に積層していく方法のほかに、平面シートと波状シートを予め片面ダンボールまたは両面ダンボール加工してから積層する方法も採用することができる。片面ダンボール及び／または両面ダンボールの種類についてはフルートの数が多い方が吸放湿性を有するシート状物を多く使うことができるが、処理する空気の温湿度、空気量、空気が通過する時の圧力損失なども考慮して適宜選択する。具体的にはＢ、Ｅ，Ｆ，Ｇフルートが例示できる。
【００２０】
また、本発明においては、図１に示すように、平面シート２と波状シート３からなる積層構造においてシート同士の接触部の少なくとも一部が接着されておらず、かつ、ケーシング１と前記積層構造の接触部の少なくとも一部が接着されている状態となっている（符号４で示す網掛け部分が接着部分である。なお、各図においては、理解を容易にするため、図面上では本来見えない接着部分についても図示している部分がある。また、片面段ボール加工あるいは両面段ボール加工による接着部位に関しては網掛けでの図示を行っていない。）。具体的には、各シートにおいて接着剤に覆われた部分の面積が１０％未満であることが望ましい。このような状態にすることによって、ケーシングと各シートを一体化しつつ、接着剤により被覆されて吸放湿性能が発現できない部分を少なくできるので、より優れた吸放湿性能を有する潜熱交換素子とすることができる。たとえば、一般的なハニカム構造体のサイズであるＢフルートと呼ばれるケースにおいて、シート同士の接触部のすべてを接着するとした場合、３０ｃｍの長さに中芯の山が約５０個あり、１ｍｍの幅で接着剤を塗布したとすると平面シートでは１６．７％、波状シートでは１１．８％の面積が接着剤で覆われることになるが、本発明においては、図１の符号５に示す位置のようにシート同士の接触部においても接着されていない部分が多数存在しており、かかる位置においても吸放湿性能を発現できるのである（なお、符号５の指す箇所においては、隣接するシートと接触せず隙間があるように図示しているが、これは隣接するシートと接着されていないことを理解しやすくするための表現である）。さらに、かかる構成とすることによって、各シートにおいて拘束されている部分が少なく、吸放湿に伴う吸湿剤の膨張、収縮の応力を緩和することができるので、耐久性にも優れたものとすることができる。
【００２１】
本発明において採用しうる接着剤としては、吸放湿性を有するシート状物とケーシングの両方との密着性にすぐれているものであることが望ましく、例えばシリコーンコーキング剤、エポキシ樹脂、酢ビ系樹脂、アクリル系接着剤、ポリビニルピロリドン、ポバール、デンプン糊等が挙げられる。
【００２２】
ケーシング、平面シートおよび波状シートを一体化する手順としては、ケーシングを製作し、その中に積層した平面シートおよび波状シートを詰め、接着剤で固定する方法や、平面シートおよび波状シートを積層したものに、内壁面に接着剤を塗布したケーシングを組み付けする方法等が挙げられるが特に限定するものではない。
【００２３】
また、本発明の潜熱交換素子の実施形態は図１に示したものに限らず、様々なものがありうる。図２に本発明の別の実施形態を示す。かかる実施形態においては、積層した片面段ボールを、内壁面の片面段ボールの両末端に当たる個所に接着剤を付けた４角柱形状のケーシングを組み付けている。このようにすることで、接着された部分は片面段ボールの端面に限られ、吸放湿性能を発現する部分を覆うことがほぼないので接着剤による吸放湿性能の低下を防ぐことができる利点が得られる。
【００２４】
また、図３の実施形態においては、片面段ボールを積層し、４角柱形状のケーシングを組み付けた後、接着剤を表裏各１か所にのみ付けている。かかる形態はケーシングの横幅が小さい場合に有用であり、接着剤による吸放湿性能の低下を抑制する効果と安価に製造できる利点が得られる。また、ケーシングの横幅が大きく、図１や図２の様な片面段ボールの両端のみの接着では固定が不充分となるような場合においては、両端の接着に加えて、図３のように中央部も接着することで潜熱交換素子の形態を安定にできる利点が得られる。
【００２５】
また、図４の実施形態においては、両面段ボールを積層し、４角柱形状のケーシングを組み付けた後、接着剤を表面１か所にのみ付けている。このようにすることで、接着剤による吸放湿性能の低下を抑制する効果と安価に製造できる利点が得られる。
【００２６】
また、図５の実施形態においては、片面段ボールを積層し、円柱形状のケーシングに組み付けた後、接着剤を表裏の外周に沿って付けている。このようにすることで、本発明の潜熱交換素子をダクト形状の中に装着しやすいという利点が得られる。また片面段ボールを積層する方法として、片面段ボールを円柱形状に巻き取って形成しても差し支えない。
【００２７】
また、図６の実施形態においては、積層した片面段ボールを、内壁面の片面段ボールの外周に当たる個所に接着剤を付けた円柱形状のケーシングを組み付けている。このようにすることで、接着された部分は片面段ボールの端面に限られ、吸放湿性能を発現する部分を覆うことがほぼないので接着剤による吸放湿性能の低下を防ぐことができることに加え、ダクト形状の中に装着しやすいという利点が得られる。
【００２８】
また、図７の実施形態においては、片面段ボールを積層し、円柱形状のケーシングに組み付けた後、接着剤をケーシングの直径に沿って付けている。このようにすることで、ダクト形状の中に装着しやすく、安価に製造できる利点が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明の潜熱交換素子は、例えば業務用エアコン、家庭用エアコンあるいは自動車用エアコンの除加湿用素子、押し入れ、クローゼット、くつ箱などの除湿材、冷凍車荷台、保冷庫、冷蔵庫などの結露防止剤などとして使用でき、吸放湿性を有する高分子化合物を用いることで、排熱や低温で再生することが出来、臭いの蓄積を防止することもできる優れた効果を有するものである。
【符号の説明】
【００３０】
１：ケーシング
２：平面シート
３：波状シート
４：接着部分
５：接着していない積層部分
【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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