(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物質の選択透過機能を薬剤処理によって持たせた伝熱性のある多孔質材のプレートを、二系統の気流の通路が交互に層状にできるように間隔を間隔板で保持して液状の接着剤により接着し、全体が濡れた状態にある積層構造体を乾燥するにあたり、その濡れた積層構造体の前記二系統の通路に個別かつ連続的に送風しながら同積層構造体に誘電加熱装置によってマイクロ波を浴びせ、前記プレートの薬剤分布の均一性を保持して乾燥させる積層構造体である全熱交換器の乾燥方法。
【請求項２】
請求項１に記載の積層構造体である全熱交換器の乾燥方法であって、前記二系統の通路に送風する気流は、その通路を通過する前に誘電加熱装置を冷却した温風である積層構造体である全熱交換器の乾燥方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２のいずれかに記載の積層構造体である全熱交換器の乾燥方法であって、乾燥する前に薬剤処理物質と反応して発色する指示薬を前記薬剤処理物質に含ませる積層構造体である全熱交換器の乾燥方法。
【請求項４】
物質の選択透過機能を薬剤処理によって持たせた伝熱性のある多孔質材のプレートを、二系統の気流の通路が交互に層状にできるように間隔を間隔板で保持して液状の接着剤により接着し、全体が濡れた状態にある積層構造体である全熱交換器を乾燥する乾燥装置であって、箱体内に濡れた前記積層構造体を保持する保持部を設け、この保持部に保持した積層構造体の前記二系統の通路に個別かつ連続的に送風し、前記箱体外へ排気する送風手段を備え、箱体内には保持した前記積層構造体にマイクロ波を浴びせる誘電加熱装置を備え、前記プレートの薬剤分布の均一性を保持して乾燥させる乾燥装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項３までのいずれかに記載の積層構造体である全熱交換器の乾燥方法によって得られた全熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、顕熱及び潜熱を熱交換し、物質交換については選択透過機能により行う積層構造体である全熱交換器を製造する際の乾燥方法及び乾燥装置並びに全熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冷暖房効果の向上のための断熱化や気密化が進むにつれて居住空間の換気の重要性はますます高いものとなってきている。冷暖房効果を損なわずに換気を行なう方法としては、給気と排気との間で熱交換を行なわせる方法が有効であり、温度（顕熱）とともに湿度（潜熱）の交換も同時に行うことができれば効果は著しいものとなる。こうした要求に対して応えるものとして、従来から例えば、特公昭４７ー１９９９０号公報や特公昭５４ー１０５４号公報等に開示された静止式の全熱交換器がある。
【０００３】
従来の静止式の全熱交換器は、図４によって示すように平らな仕切板２０と波形をした間隔板２１とを交互に積層し接着剤で固定した構造で、積層する際に間隔板２１の方向を一段おきに直交させることにより、給気のための二次通路２２と排気のための一次通路２３が形成されている。なお、図４における矢印（イ）は給気の方向を、矢印（ロ）は排気の方向をそれぞれ示している。
【０００４】
全熱交換器においては仕切板２０を隔てて熱交換及び物質交換（気体移動）が行われる。そのため、例えばＣＯ２やＨＣＨＯあるいはＮＨ３等の物質移動も伴うことになるため、仕切板２０については気体の選択透過性を有する特殊透過膜で加工した多孔質材のプレートで構成されてきた。さらに湿度移行（水分移行）を効果的に行わせるために、吸湿性化学剤及び難燃性効果を得るための化学剤の処理を行っている。こうした全熱交換器の製造にあたっては、気体の選択透過機能を特殊な化学剤（選択透過性を有する水溶性高分子等）処理によって持たせた伝熱性のある多孔質材のプレートを、一次通路２３と二次通路２２が交互に層状にできるように間隔板２１により間隔を保持して液状の接着剤により接着して構成した全体が濡れた状態にある積層構造体の一次通路２３と二次通路２２に熱風を通して乾燥させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような選択透過機能を持たせた仕切板２０で作られた従来の全熱交換器においては、気体の選択透過性能が低く、高い湿度（潜熱）交換が得られない。また難燃性を持たせるための化学剤の効果も得られない。その原因は、仕切板２０の薬剤分布が均一性を欠いているものと考えられる。しかしながら、製造段階での仕切板２０の薬剤処理時には薬剤分布は均一性が保たれている。従って、積層体の乾燥工程において薬剤分布が乱れるものと思われる。
【０００６】
乾燥時に一次通路２３と二次通路２２とに通す熱風の温度や風速を種々変えてみると、強風で迅速な乾燥を図るよりも弱い風を通しゆっくりと時間をかけて乾燥させる方が全熱交換器の気体の選択透過性能は幾分高まることが確認できた。しかし、薬剤分布に乱れを起こさずに乾燥するには時間と手間がかかりすぎ、全熱交換器のコストの高騰を招いている。さらには、目標とする化学剤の効果が得られないことになる。
【０００７】
本発明はかかる問題点を解決するために、誘電加熱方式では誘電体自身が迅速に加熱することに着目してなされたものであり、その課題とするところは、低コストで薬剤分布の均一性を保持できる誘電加熱方式による積層構造体である全熱交換器の乾燥方法を開発することであり、その乾燥方法を実現できる乾燥装置を開発することであり、気体の選択透過性能の優れた低コストの全熱交換器を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために請求項１の発明は、物質の選択透過機能を薬剤処理によって持たせた伝熱性のある多孔質材のプレートを、二系統の気流の通路が交互に層状にできるように間隔を間隔板で保持して液状の接着剤により接着し、全体が濡れた状態にある積層構造体を乾燥するにあたり、濡れた積層構造体の二系統の通路に個別かつ連続的に送風しながら積層構造体に誘電加熱装置によってマイクロ波を浴びせ、プレートの薬剤分布の均一性を保持して乾燥させる手段を採用する。
【０００９】
上記課題を達成するために請求項２の発明は、請求項１に係る前記手段における二系統の通路に送風する気流は、通路を通過する前に誘電加熱装置を冷却した温風とする手段を採用する。
【００１０】
上記課題を達成するために請求項３の発明は、請求項１又は請求項２のいずれかに係る前記手段における乾燥時の前に、薬剤処理物質と反応して発色する指示薬を含ませる手段を採用する。
【００１１】
上記課題を達成するために請求項４の発明は、物質の選択透過機能を薬剤処理によって持たせた伝熱性のある多孔質材のプレートを、二系統の気流の通路が交互に層状にできるように間隔を間隔板で保持して液状の接着剤により接着し、全体が濡れた状態にある積層構造体である全熱交換器を乾燥する乾燥装置について、箱体内に濡れた積層構造体を保持する保持部を設け、保持部に保持した積層構造体の二系統の通路に個別かつ連続的に送風し、箱体外へ排気する送風手段を備え、箱体内には保持した積層構造体にマイクロ波を浴びせる誘電加熱装置を備え、プレートの薬剤分布の均一性を保持して乾燥させる手段を採用する。
【００１２】
上記課題を達成するために請求項５の発明は、請求項１〜請求項３までのいずれかに係る前記手段を採用して全熱交換器を得る。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１〜図３によって示す全熱交換器１は、投影平面形状が方形の仕切板２を、投影平面形状が方形の間隔板３を挟んで所定の間隔をおいて複数層に重ね合わせた積層構造で、全体としては図１に示すように六面体形状となっている。仕切板２は、基材となる伝熱性と透湿性のある多孔質材の薄肉のプレートに、物質の選択透過機能を薬剤処理によって持たせた構造で、プレートの平面全体に選択透過機能を果たす非水溶性の親水性選択透過層がむらなく均一に形成された透湿のプレート（これを所定の大きさに切断したものが仕切板２であり、以降、同一符号を用いることとする）である。
【００１４】
仕切板２の基材であるプレート自体は紙系の三次元多孔質物であり、湿度（潜熱）交換を高めるため、吸湿性化学剤及び難燃性化学剤等により処理されている。また、非水溶性の親水性選択透過層は、オキシエチレン基を含むポリウレタン系樹脂、オキシエチレン基を含むポリエステル系樹脂等からなる化学剤の塗工処理により形成されている。
【００１５】
この全熱交換器は１、上述したような仕切板２を紙系の薄板を波板状に加工した間隔を保持する間隔板３と液状接着剤を使って貼り合わせ、間隔板３の波の方向が一段おきに直交するように複数層に積層した積層構造体（これを所定の大きさに切断し細分したものが全熱交換器１であり、以降、同一符号を用いることとする）を乾燥処理し、所要の寸法に裁断することによって得られるものであり、排気流を流す一次通路４と給気流を流す二次通路５とを隔てる仕切板２が伝熱機能と高透湿機能と選択的気体遮蔽機能を果たし、換気装置に組込むことによりエネルギーロスの少ない快適な空調環境の形成に寄与できるものである。即ち、顕熱及び潜熱（Ｈ２Ｏ）の移動については許容するが、ＣＯ２やＨＣＨＯあるいはＮＨ３等といった物質移動についてはこれを阻止する優れた選択透過性能を発揮する。
【００１６】
仕切板２の選択透過性は、プレート２の組成ではなく化学剤による親水性選択透過層の属性に拠るものであるが、全熱交換器１として優れた選択透過性能を発揮するのは、仕切板２の全面にむらなく均一に選択透過性をもつ化学剤が分布し定着していることに拠るものであり、化学剤を塗工し液状接着剤で接着した積層構造体１の乾燥過程により維持されているものである。また、難燃性についても難燃性化学剤が積層構造体１の乾燥過程により維持されていることにより備わるものである。
【００１７】
プレート２に化学剤の処理を行い間隔板３と液状接着剤で接着して得られた積層構造体１は、所謂びしょ濡れの状態にあり、乾燥させなければならない。この乾燥の仕方が選択透過性能を大きく左右することになる。即ち、乾燥過程における水分の挙動に選択透過性を持つ化学剤や難燃性化学剤が随伴して動くのである。積層構造体１の一次通路４と二次通路５に熱風を通して乾燥させる方法では、風速や温度、時間といった条件をいくら仔細に制御しても毛細管現象等による水の挙動を制することはできず、乾燥過程において水は積層構造体１の端面に向い端面から外部に逃げ出していくことになり、この水の動きに引き摺られるように化学剤が移動していく。こうして乾燥させた積層構造体１は図２に示すように端縁部に化学剤６が凝縮し、中央部分は化学剤６が無い形骸形態となり、これを、全熱交換器１として構成しても選択透過性は極一部分で働くものの全体としては働かず選択透過性能はごく低いものとなる。そして、積層構造体１の中央部の裁断で得られたものでは、選択透過性や難燃性の欠落した全熱交換器１となってしまう。
【００１８】
この全熱交換器１は、水分の動きを制して乾燥させた積層構造体１から作られたものである。即ち、誘電体である濡れた積層構造体１を誘電加熱により自身を加熱させて乾燥させたもので、積層構造体１は誘電加熱により中央部から極めて速やかに乾燥し、乾燥過程でプレート２における化学剤の移動は伴わない。従って、選択透過性を持つ化学剤や難燃性の化学剤はプレート２に均一に分布したまま乾燥定着されることになる。
【００１９】
この誘電加熱による積層構造体１の乾燥方法は、マイクロ波を発生するマグネトロンと導波管による誘電加熱装置７を備えた箱体８に送風設備９を設た図３に示すような乾燥装置によって手軽に実施することができる。乾燥装置の箱体８内には濡れた積層構造体１を係脱可能に保持する保持部１０が設けられ、この保持部１０に保持した積層構造体１の一次通路４と二次通路５とに個別かつ連続的に一方向から送風し箱体８外へ排気する送風設備９が備えられている。そして、箱体８内には保持した積層構造体１にマイクロ波を浴びせる誘電加熱装置７が設けられている。送風設備９は積層構造体１の内部で発生する水蒸気を迅速に外部に搬出し乾燥を促進するものであり、送風を熱風化する必要はない。
【００２０】
誘電加熱装置７のマグネトロンは、発熱を伴うので積層構造体１の一次通路４又は二次通路５を通過する前の送風設備９の気流で冷却するように配置されている。この構成により積層構造体１の一次通路４又は二次通路５に温風を通すことができ、積層構造体１の乾燥にマグネトロンの発熱を関与させることができる。誘導加熱と送風による乾燥はいたって迅速に進むが、送風は誘電加熱装置７の停止後、五分程度継続させ、冷却することが望ましい。プレート２の化学剤の処理時にフェノールフタレインやそれに類する発色指示薬を混入しておけば、乾燥後の化学剤の濃度分布が色で一見して解るため、品質管理が容易になり品質維持ができる。例えば、塩酸グアジニンや塩化リチウムはフェノールフタレインの指示薬により薄ピンク色に反応する。即ち、この積層構造体１の乾燥方法及び乾燥装置によれば、気体の選択透過性能の優れた全熱交換器１が低コストで得られる。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、低コストで薬剤分布の均一性を保持できる誘電加熱方式による積層構造体である全熱交換器の乾燥方法が得られる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、請求項１に係る前記効果とともに誘電加熱装置の発熱を乾燥に関与させることができる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２に係る前記効果とともに化学剤の濃度分布が色で一見して解るため、品質管理が容易になる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、気体の選択透過性能の優れた低コストの積層構造体である全熱交換器が得られる乾燥装置となる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、気体の選択透過性能の優れた低コストの全熱交換器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態の全熱交換器（積層構造体）を示す斜視図である。
【図２】  熱風通風の乾燥による化学剤の乾燥後の分布を示す積層構造体の平面図である。
【図３】  実施の形態の乾燥装置の構成図である。
【図４】  従来の全熱交換器を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  全熱交換器（積層構造体）、  ２  仕切板（プレート）、  ３  間隔板、４  一次通路、  ５  二次通路、  ６  化学剤、  ７  誘電加熱装置、  ８  箱体、  ９  送風設備、  １０  保持部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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