全热交换元件制造技术

全热交换元件(101)具有第1流路和直行的第2流路。并且，通过在这些流路内使第1流体和第2流体流通，而在两流体间进行显热及潜热的交换。第1流路为通过使第1波状板材(11)和第2波状板材(12)隔有规定间隔地重叠并利用间隔保持构件(14)密封流体的行进方向两侧部而形成的矩形截面的波状流路(31)，其中，第1波状板材(11)以朝向流体的行进方向在层叠方向上具有振幅的方式形成为波状，第2波状板材(12)形成为与该第1波状板材(11)大致相同的波状，第2流路为在第1波状板材(11)和第2波状板材(12)中的任意一方的波状面上紧贴、重叠平板状板材(13)而形成在两板材间的大致三角形截面的直行流路(32)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种全热交换元件，该全热交换元件在以交叉的方式形成在层叠的板材间的第1流路和第2流路中分别使例如空气等第1流体和第2流体流通，在两流体间进行全热交换。
技术介绍
在这样的全热交换元件中，以往，例如如专利文献1所公开的那样，通常设置隔在两流体间的隔开构件和保持该隔开构件间的间隔的间隔保持构件。隔开构件具有透湿性， 其作为介质在两流体间同时进行显热(温度)和潜热(湿度)的热交换。对于这样的全热交换元件，其目的在于流体的全热交换，因此希望元件具有大的换热量。在全热交换元件的情况下，与一般的换热器(仅进行显热的交换)相比，换热量增加潜热的交换热量的量，效果明显。全热交换元件具有叉流式和逆流式两种类型。叉流式与逆流式相比，在理论上每单位体积的换热量少，但不需要逆流式在构造方面必需的端板(header)(将进行全热交换的两流体分割并引导向全热交换元件流路的部分)，因此具有如下优点安装到装置的实际体积小，而且元件自身的加工也容易等。考虑增加这样的叉流式的全热交换元件的换热量，以往，例如如专利文献2的以往例所公开的那样，具有如下例子通过将间隔保持构件形成为波纹散热片状，使其具有散热片的作用从而增加换热量。但是，为了提高性能而例如如专利文献2那样通过改变散热片的折回来增加流路内的散热片的面积，在该情况下，由于散热片自身的体积而使流路变窄，因此流体通过时的压力损失变大。另外，散热片具有显热交换的效果，但没有潜热交换的效果，由于散热片和隔开构件接触反而减少了潜热的交换面积。因此在全热交换元件的情况下，特别是在利用散热片的换热量的改善方面存在界限。对此，考虑作为换热量增加用的形状，如专利文献3 5那样提出了如下方法通过取代散热片而设置突起等来使流动发生变化，从而改善隔开构件表面的热导率，实现增加换热量。此外，如专利文献6 8所公开的那样提出了如下方法通过变更流路形状来增加每单位体积的传热面积，从而实现换热量的增加。日本特开平4-24492号公报日本实开平1-178471号公报日本实开平3-21670号公报日本专利第3805665号公报日本特开2008-232592号公报日本实开昭58-165476号公报日本专利第3546574号公报日本实开平5-52567号公报专利文献1专利文献2专利文献3专利文献4专利文献5专利文献6专利文献7专利文献8但是，关于隔开构件表面的热导率的改善，特别是在换气用全热交换元件中，相对于流体的流量，管路直径小，成为管路内的雷诺数与其他的换热器相比较低的(大致100 1000左右)层流状态的情况较多，而且在该区域中使流体的流动自身发生变化所带来的热导率的改善效果较小。因此，散热片、突起特别是在低雷诺数的区域中，与传热量的改善相比，压力损失增加的问题变大。压力损失的增加会导致用于向全热交换元件输送流体的动力装置的消耗能量增大，因此不优选。因此，希望有一种其他的方法、即增加每单位体积的传热面积的方法。但是，在以往的增加该传热面积的方法中也存在如以下那样的问题。图8是表示在流路中产生死水区域的状态的概略剖视图。以往，在谋求增加传热面积而形成的流路的凹凸形状中，有时会在凹部区域内产生死水区域(流体不沿隔开构件表面流动、停滞)D0，从表面上来看增加了传热面积，但实际上存在传热面积反而减少的情况。另一方面，近年来，在安装全热交换元件的设备设计中，为了应对各种技术课题， 而希望能够无限制地自由决定全热交换元件的外径尺寸。对此，如专利文献4、5所公开的那样，在采用将材料冲压加工形成为同一形状并对它们进行层叠的方法中，在全热交换元件的外形尺寸需要变更时，由于需要再次制作冲压模具，因此难以应对。此外，在如上述专利文献6 8所公开的实现增加每单位体积的传热面积的例子中，由于两流体通过的流路形状完全不同，因此等流量流动时的压力损失存在较大的差异。 在该情况下，对于如换气用换热器的全热交换元件等那样的进行温度不同的同种流体的热交换的元件而言，由于两流体大致等流量流动的情况较多，因此在安装元件的设备设计时， 例如必须使两流路的流体用动力装置的规格彼此不同等等，增加复杂性。因此，希望进行热交换的两流体的流路的压力损失尽可能相同，而且希望为相同的形状或相近的形状。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述情况而做出的，其目的在于取得一种全热交换元件，其不使用成为阻碍流动的主要因素的散热片、突起等，而且不会产生死水区域，能够增加每单位体积的传热面积，另外，进行显热(温度)和潜热(湿度)的热交换的两流体分别流经的交叉的两个方向的流路为压力损失相同的相同形状。而且，除此之外，本专利技术的目的还在于取得一种能够容易地进行外形尺寸的变更的全热交换元件。为了解决上述的课题并达到目的，在本专利技术的全热交换元件中，在以交叉的方式形成在层叠的板材间的第1流路和第2流路内，分别使第1流体和第2流体流通，在两流体间进行显热及潜热的交换，该全热交换元件的特征在于，第1流路为矩形截面的波状流路， 该矩形截面的波状流路通过使第1波状板材和第2波状板材隔开规定间隔地重叠并利用密封构件密封流体的行进方向两侧部而形成，其中，第1波状板材以朝向流体的行进方向在层叠方向上波动的方式形成为波状，且具有透湿性，第2波状板材形成为具有与该第1波状板材大致相同周期的波动的波状，且具有透湿性，第2流路为大致三角形截面的直行流路， 该大致三角形截面的直行流路在第1波状板材和第2波状板材中的任意一方的波状面上紧密固定并重叠具有透湿性的平板状板材而形成在两板材间。根据本专利技术的全热交换元件，所使用的板材的几乎全部面的两面使不同的流体流通，而且流路形状也成为不易产生死水区域的形状，所以几乎全部都成为有效的传热面积，结果，每单位体积的传热面积增加，元件的换热量增加。而且，在换热量与以往同等即可的情况下，相反地能够缩小元件的体积，因此还有助于节约资源。另外，由于第1波状板材、第 2波状板材及平板状板材采用具有透湿性的材料，因此不仅能够进行显热交换还能够进行潜热交换，从而取得能够使全热交换的换热量增加这样的效果。附图说明图1是本专利技术的实施方式1的全热交换元件的立体图。图2是用于说明在各层的单位构成构件的流路内流通的流体的朝向的立体图。图3是表示在波状流路的流路高度过高时死水区域变多的例子的示意图。图4是表示在波状板材的顶部弯折时死水区域变多的例子的示意图。图5是表示在波状板材的顶部以适当的曲率弯曲时死水区域消失的例子的示意图。图6是本专利技术的实施方式2的全热交换元件的立体图。图7是本专利技术的实施方式3的全热交换元件的立体图。图8是流体不沿波状壁面流动时的流动示意图。图9是用于比较的以往的全热交换元件的立体图。附图标记说明11第1波状板材12第2波状板材13平板状板材14间隔保持构件20单位构成构件24、Ma、Mb 分隔壁31波状流路(第1流路)32直行流路(第2流路)101、102、103全热交换元件A第1流体B第2流体D0、D1、D2 死水区域具体实施例方式以下，根据附图详细地说明本专利技术的全热交换元件的实施方式。另外，本专利技术并不限定于该实施方式。实施方式1图1是本专利技术的实施方式1的全热交换元件的立体图。为了使说明清楚而使用在图中图示的坐标轴来辅助性地说明方向，但并不限定于此。本实施方式的全本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：高田胜，外川一，荒井秀元，土井全，今井孝典，加贺邦彦，筱崎健，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：