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JP2007285598A - 熱交換器 - Google Patents

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JP2007285598A JP2006113169A JP2006113169A JP2007285598A JP 2007285598 A JP2007285598 A JP 2007285598A JP 2006113169 A JP2006113169 A JP 2006113169A JP 2006113169 A JP2006113169 A JP 2006113169A JP 2007285598 A JP2007285598 A JP 2007285598A
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permeable
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JP2006113169A
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Takuya Murayama
拓也 村山
Makoto Sugiyama
誠 杉山
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

【課題】全熱交換型換気装置に使用する熱交換器において、結露を繰り返すような環境においても、基本性能を保持することができる熱交換器を提供することを目的としている。
【解決手段】伝熱板３ａと伝熱板３ａの間隔を保持するための間隔リブ５ａ，５ｂと気流の漏れを遮蔽するための遮蔽リブ６ａ、６ｂとを樹脂にて一体成形して単位素子２を形成し、この単位素子２を複数積層することにより伝熱板３ａ間に通風路４が形成され、一次気流と二次気流を通風路４に流通することにより、伝熱板３ａを介して熱交換する熱交換器１において、伝熱板３ａを非水溶性の防炎性の透湿樹脂膜７ａで構成し、前記樹脂を非水溶性の防炎性の樹脂で構成した熱交換器１を得られる。
【選択図】図１

Description

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し、特に結露を繰り返すような環境でも使用できる熱交換器に関するものである。
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）。
以下、その熱交換器について、図８を参照しながら説明する。
図に示すように、熱交換ブロック１０１は塩化リチウムなどの吸湿剤を含む親水性高分子で処理された加工紙などの伝熱板１０２と波形の間隔板１０３とを貼り合わせたものであり、この熱交換ブロック１０１を交互に９０度ずらしながら複数枚積層して熱交換器１０４を形成している。
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。
また、この種の熱交換器には、透湿性、気体遮蔽性、防炎性を有するものもある（例えば、特許文献２参照）。
以下、その熱交換器について説明する（図面は示さず）。
水溶性高分子樹脂の水溶液に、グアニジン塩系防炎剤と有機または無機塩吸湿剤とを添加した混合溶液を和紙などの可燃性の多孔性物体に含浸または塗装することにより、透湿性、気体遮蔽性、防炎性を有する伝熱板１０５を形成する。この伝熱板１０５を用いて熱交換器１０６を形成すると、潜熱交換効率が高く、二酸化炭素などのガス移行が少なく、防炎性に優れた熱交換器１０６が得られる。
熱交換器１０６の伝熱板１０５は、親水性繊維より成る和紙などの可燃性の多孔性物体を基材とすることで、多孔性物体に吸着された水分子は透湿過程中において拡散速度を大きくし、更に有機または無機塩吸湿剤によって透湿性能を高めることができ、熱交換器１０６の潜熱交換効率を向上することができる。またポリビニルアルコール樹脂などの水溶性高分子樹脂を多孔性物体に含浸または塗装することにより、通気性を小さくし、熱交換器１０６の二酸化炭素などのガス移行を少なくすることができる。またグアニジン塩系防炎剤を多孔性物体に含浸または塗装することにより、防炎性を良好にすることができる。
また、この種の熱交換器には寒冷地や浴室、温水プールなどの結露しやすい環境においても使用できるように、伝熱板の材質を耐湿化しているものもある（例えば、特許文献３参照）。
以下、その熱交換器の伝熱板について図９を参照しながら説明する。
図に示すように、熱交換器１０７（図示せず）の伝熱板１０８は特定透気度を有するように緻密性に形成した不織布などの多孔質基材１０９の上に非水溶性の親水性高分子１１０を塗布して複合透湿膜１１１を成形する。
伝熱板１０８の材質は多孔質基材１０９を不織布とし、水蒸気透過膜を非水溶性の親水性高分子１１０にすることによって耐湿化を図り、結露を繰り返す環境においても熱交換器１０７の形状変化を少なくすることができる。
また、この種の熱交換器には結露しやすい環境においても変形せず、長期にわたり性能が保全され、潜熱交換効率が向上するように伝熱板を複合透湿膜にしたものもある（例えば、特許文献４参照）。
以下、その熱交換器の伝熱板について図１０を参照しながら説明する。
図に示すように、非水溶性で通気性の大きい繊維性多孔質シート１１２と、水蒸気を透過させ得る非水溶性の親水性高分子薄膜１１３との間に、繊維性多孔質シート１１２の孔径より小さい孔径の細孔を持つ非水溶性の多孔質膜１１４を介在させた複合透湿膜１１５を伝熱板１１６とし、波形の間隔板１１７（図示せず）の頂点部に接着剤を塗布して伝熱板１１６を貼り合わせて熱交換ブロック１１８（図示せず）を成形する。次に熱交換ブロック１１８の波形の頂点部に接着剤を塗布して、熱交換ブロック１１８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１１９（図示せず）を形成する。
熱交換器１１９の伝熱板１１６は、透湿性気体遮蔽物の主体となる非水溶性の親水性高分子薄膜１１３の薄膜を多孔質膜１１４を介して通気度の大きい繊維性多孔質シート１１２に形成するため、薄膜をピンホールの生成や剥離を回避しつつ十分な薄さにすることができ、気体移行率を小さくすることができると共に、潜熱交換効率を向上することができる。また、伝熱板１１６は非水溶性の材料で構成されているので、結露を繰り返すような環境においても変形を伴わず、しかも長期にわたり安定した性能を維持することができる。
また、この種の熱交換器には前記熱交換器１１９の効果に加え、更に量産性と熱交換器の基本性能を向上するように伝熱板および間隔板を複合膜にしたものもある（例えば、特許文献５参照）。
以下、その熱交換器の熱交換ブロックについて図１１を参照しながら説明する。
図に示すように、間隔板１２０は空気遮蔽性を有する薄膜１２１を重合した多孔質材１２２に熱により軟化して接着性を発揮する接着層１２３を重合した構成とし、伝熱板１２４は多孔質材１２２に水蒸気を選択的に透過する非水溶性の親水性高分子薄膜１２５を重合し、更にこれら多孔質材１２２および親水性高分子薄膜１２５よりも厚い通気性を有する基布１２６を重合した構成とし、間隔板１２０と伝熱板１２４とを接着層１２３にて結合することにより熱交換ブロック１２７を成形する。次に熱交換ブロック１２７の波形の頂点部に接着剤を塗布して、熱交換ブロック１２７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１２８（図示せず）を形成する。
熱交換器１２８は前記熱交換器１１９の効果に加え、更に間隔板１２０と伝熱板１２４との結合を熱により軟化して接着性を発揮する接着層１２３により行うため、初期接着力の発現が早いヒートシール加工による製造が可能となり、高速且つ連続的に熱交換ブロック１２７を接着し得る。また、熱交換ブロック１２８同士の接着は波形の間隔板１２０の頂部に接着剤を塗布して行うが、この作業工程において、この接着剤が間隔板１２０の多孔質材１２２に進入し易く、この進入した接着剤がアンカー効果を発揮するため、熱交換器１２８の使用状態では、熱交換ブロック１２７同士の結合力が強固となり、間隔板１２０と伝熱板１２４とが離れづらくする。また、間隔板１２０の空気遮蔽性を有する薄膜１２１が気体の外部への移行を阻止するため、空気漏れを防止する。また、多孔質材１２２は切断性が良いことに加え、熱交換ブロック１２７同士が強固に接着されるため、熱交換ブロック１２７を積層した熱交換器１２８を切断して目的とする寸法の熱交換器１２８を製造することが容易となる。
特公昭４７−１９９９０号公報 特公昭５３−３４６６３号公報 特許第１７９３１９１号公報 特許第２６３９３０３号公報 特許第３４６０３５８号公報
このような従来の熱交換器１０６では、伝熱板１０５は水溶性高分子樹脂の水溶液に、グアニジン塩系防炎剤と有機または無機塩吸湿剤とを添加した混合溶液を和紙などの可燃性の多孔性物体に含浸または塗装することによって形成されるが、結露を繰り返すような環境において、多孔性物体に含浸または塗装された水溶性高分子樹脂は、水溶性のため徐々に水に溶出し、気体遮蔽性が劣化する。更にグアニジン塩系防炎剤および有機または無機塩吸湿剤も多孔性物体から徐々に水に流れ出し、透湿性および防炎性が劣化するという課題があり、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することが要求されている。
また、熱交換器１０７の伝熱板１０８は透気度の高い不織布などの多孔質基材１０９に非水溶性の親水性高分子１１０を塗布して複合透湿膜１１１を形成しているために、非水溶性の親水性高分子１１０の膜厚は厚くなり、透湿性能が低下することによって潜熱交換効率が低下する。逆に膜厚を薄くすると、多孔質基材１０９と非水溶性の親水性高分子１１０の複合透湿膜１１１の結合力が低下して、複合透湿膜１１１は剥離しやすいうえ、ピンホールもできやすく、気流の漏れを起こしやすいなど熱交換器の基本性能が劣化するという課題があり、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板の剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することが要求されている。
また、熱交換器１０４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。
また、熱交換器１１９は、伝熱板１１６と波形の間隔板１１７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１１８から構成されているために、伝熱板１１６に対する間隔板１１７の接触面積が多く、伝熱板１１６は間隔板１１７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。また熱交換ブロック１１８の波形の頂点部に接着剤を塗布して、熱交換ブロック１１８同士を積層接着して熱交換器１１９を形成するために、水蒸気が透過できる伝熱板１１６の有効面積は更に減少するので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。
また、熱交換器１２８は間隔板１２０と伝熱板１２４との結合を熱により軟化して接着性を発揮する接着層１２３により行うため、初期接着力の発現が早いヒートシール加工による製造が可能となり、熱交換ブロック１２７は間隔板１２０の頂点部のみを伝熱板１２４と結合することができ、前記熱交換器１１９の熱交換ブロック１１８より水蒸気を透過できる有効面積の減少は少ない。しかし、熱交換ブロック１２７同士の接着は波形の間隔板１２０の頂部に水溶性の接着剤を塗布して行うため、乾燥が遅く、流動性の高い水溶性の接着剤は間隔板１２０の凸状頂点部から伝熱板１２４の伝熱面に染み出し、水蒸気が透過できる伝熱板１２４の有効面積の減少によって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。
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、基本性能を保持することができ、また結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができ、また結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板の剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができ、また通風抵抗、顕熱交換効率、潜熱交換効率、気流の漏れを防止するなどの熱交換器の基本性能を向上することができる熱交換器を提供することを目的としている。
本発明の熱交換器は上記目的を達成するために、伝熱板と前記伝熱板の間隔を保持するための間隔リブと気流の漏れを遮蔽するための遮蔽リブとを樹脂にて一体成形して単位素子を形成し、この単位素子を複数積層することにより前記伝熱板間に通風路が形成され、一次気流と二次気流を前記通風路に流通することにより、前記伝熱板を介して熱交換するようにした熱交換器において、前記伝熱板を非水溶性の防炎性の透湿樹脂膜で構成し、前記樹脂を非水溶性の防炎性の樹脂で構成したものである。
この手段により結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、基本性能を保持することができ、また結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、防炎性を保持することができ、また通風抵抗、潜熱交換効率、気流の漏れを防止するなどの熱交換器の基本性能を向上することのできる熱交換器が得られる。
また他の手段は、透湿樹脂膜は防炎性を有する非水溶性の多孔質樹脂膜と防炎性および気体遮蔽性を有する非水溶性の親水性透湿樹脂膜を備え、前記多孔質樹脂膜の片面に、前記親水性透湿樹脂膜を重合した２層構造の透湿樹脂膜としたものである。
この手段により結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板の剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができ、また結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができ、また顕熱交換効率、潜熱交換効率、気流の漏れを防止するなどの熱交換器の基本性能を向上することのできる熱交換器が得られる。
また他の手段は、透湿樹脂膜の多孔質樹脂膜の面に、防炎性を有する通気性の非水溶性の多孔質樹脂基材を重合した３層構造の複合透湿樹脂膜としたものである。
この手段により結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板の剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができ、また結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができ、また顕熱交換効率、潜熱交換効率、気流の漏れを防止するなどの熱交換器の基本性能を向上することのできる熱交換器が得られる。
また他の手段は、透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜の面に、防炎性を有する通気性の非水溶性の多孔質樹脂基材を重合した３層構造の複合透湿樹脂膜としたものである。
この手段により潜熱交換効率、気流の漏れを防止するなどの熱交換器の基本性能を向上することのできる熱交換器が得られる。
また他の手段は、親水性透湿樹脂膜は気体遮蔽性を有する非水溶性の親水性透湿樹脂膜にした３層構造の複合透湿樹脂膜としたものである。
この手段により結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することのできる熱交換器が得られる。
また他の手段は、透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜の面を凹凸にし、凹凸にした前記親水性透湿樹脂膜の面に、多孔質樹脂基材を重合した３層構造の複合透湿樹脂膜としたものである。
この手段により結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板の剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することのできる熱交換器が得られる。
また他の手段は、透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜の面を凹凸にする手段として、放電加工を用いたものである。
この手段により結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板の剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することのできる熱交換器が得られる。
また他の手段は、透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜の面に、耐水性を有する接着剤を用いて多孔質樹脂基材を点接着した３層構造の複合透湿樹脂膜としたものである。
この手段により結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板の剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することのできる熱交換器が得られる。
また他の手段は、多孔質樹脂膜はポリテトラフルオロエチレンで構成したものである。
この手段により結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができ、また顕熱交換効率、潜熱交換効率、気流の漏れを防止するなどの熱交換器の基本性能を向上することのできる熱交換器が得られる。
また他の手段は、多孔質樹脂基材は防炎性の不織布で構成したものである。
この手段により結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができ、また顕熱交換効率、潜熱交換効率、気流の漏れを防止するなどの熱交換器の基本性能を向上することのできる熱交換器が得られる。
また他の手段は、多孔質樹脂基材は樹脂繊維に防炎剤を練り込んだ不織布で構成したものである。
この手段により結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することのできる熱交換器が得られる。
本発明によれば結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、基本性能を保持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。
また、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持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。
また、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板の剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持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。
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。
本発明の請求項１記載の発明は、伝熱板と前記伝熱板の間隔を保持するための間隔リブと気流の漏れを遮蔽するための遮蔽リブとを樹脂にて一体成形して単位素子を形成し、この単位素子を複数積層することにより前記伝熱板間に通風路が形成され、一次気流と二次気流を前記通風路に流通することにより、前記伝熱板を介して熱交換するようにした熱交換器において、前記伝熱板を非水溶性の防炎性の透湿樹脂膜で構成し、前記樹脂を非水溶性の防炎性の樹脂で構成したものであり、熱交換器を構成する伝熱板、間隔リブ、遮蔽リブおよび単位素子は、非水溶性の防炎性の透湿樹脂膜および非水溶性の防炎性の樹脂で構成されているために、多湿環境でも形状変化が少なく性能劣化および防炎性の劣化が起こらず、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、基本性能および防炎性を保持することができるという作用を有する。また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開口面積が大きくなり、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。また間隔リブは、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、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、更に接着剤などの第三物質を介さず、伝熱板と樹脂を一体成形することにより単位素子を形成するため、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大きくなることが伴って、潜熱交換効率を向上することができる。また単位素子に備えた遮蔽リブは、熱交換器の端面において、熱交換器の通風路を流通する一次気流および二次気流の漏れを遮蔽するために、気流の漏れを防止することができる。
また、透湿樹脂膜は防炎性を有する非水溶性の多孔質樹脂膜と防炎性および気体遮蔽性を有する非水溶性の親水性透湿樹脂膜を備え、前記多孔質樹脂膜の片面に、前記親水性透湿樹脂膜を重合した２層構造の透湿樹脂膜としたものであり、伝熱板は透湿樹脂膜の骨組みを非水溶性の多孔質樹脂膜が担い、この骨組みに気体遮蔽性と透湿性を有する非水溶性の親水性透湿樹脂膜を重合したことにより親水性透湿樹脂膜を薄くすることができ、２層構造の透湿樹脂膜は気体移行が少なく、且つ熱移動が高く、水蒸気のみを選択的に透過抵抗を小さくすることができるので、気流の漏れを防止することができると伴に、顕熱交換効率および潜熱交換効率を向上することができる。また多孔質樹脂膜は細孔を多数有するために、親水性透湿樹脂膜が細孔に入り込むように重合することができるので、２層構造の透湿樹脂膜はアンカー効果により重合強度を向上することができ、剥離がなくなることで透湿樹脂膜の基本性能を長期に保持することができ、更に透湿樹脂膜を親水性透湿樹脂膜のみで構成すると、結露を繰り返すような環境では吸湿による連続的な膨潤により、親水性透湿樹脂膜は加水分解が促進され、性能劣化が早まるが、２層構造の透湿樹脂膜は多孔質樹脂膜の骨組みに親水性透湿樹脂膜を重合することにより、吸湿による膨潤を抑えることができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板の剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができる。また透湿樹脂膜は防炎性と非水溶性を有する多孔質樹脂膜および親水性透湿樹脂膜で構成されているため、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、２層構造の透湿樹脂膜は透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。
また、透湿樹脂膜の多孔質樹脂膜の面に、防炎性を有する通気性の非水溶性の多孔質樹脂基材を重合した３層構造の複合透湿樹脂膜としたものであり、防炎性を有する通気性の非水溶性の多孔質樹脂基材は伝熱板としての強度を保持する役目を担い、気体遮蔽および温度と湿度を熱交換する機能を果たす多孔質樹脂膜および親水性透湿樹脂膜で構成した透湿樹脂膜は更に薄膜化することができ、３層構造の複合透湿樹脂膜は気体移行が少なく、且つ熱移動が高く、水蒸気のみを選択的に透過抵抗を小さくすることができるので、気流の漏れを防止することができると伴に、顕熱交換効率および潜熱交換効率を向上することができる。また多孔質樹脂膜は細孔を多数有するために、多孔質樹脂基材が細孔に入り込むように重合することができるので、３層構造の複合透湿樹脂膜はアンカー効果により重合強度を向上することができ、剥離がなくなることで複合透湿樹脂膜の基本性能を長期に保持することができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板の剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができる。また３層構造の複合透湿樹脂膜は防炎性と非水溶性を有する多孔質樹脂膜、親水性透湿樹脂膜および多孔質樹脂基材で構成されているため、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。
また、透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜の面に、防炎性を有する通気性の非水溶性の多孔質樹脂基材を重合した３層構造の複合透湿樹脂膜としたものであり、３層構造の複合透湿樹脂膜の片面は多孔質樹脂膜、他面は多孔質樹脂基材で構成されるため、伝熱板と一体成形する樹脂は多孔質に入り込むアンカー効果により伝熱板と樹脂の密着性が増し、伝熱板と樹脂で構成された一次気流と二次気流の通風路は独立するように遮蔽されるために、３層構造の複合透湿樹脂膜は気流の漏れを防止することができ、また接着剤などの第三物質を介さず、伝熱板と樹脂を一体成形することができるので、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大きくなり、潜熱交換効率を向上することができる。
また、親水性透湿樹脂膜は気体遮蔽性を有する非水溶性の親水性透湿樹脂膜にした３層構造の複合透湿樹脂膜としたものであり、３層構造の複合透湿樹脂膜の中央層は防炎性の無い親水性透湿樹脂膜であるが、この両端層は防炎性を有する多孔質樹脂膜および多孔質樹脂基材で構成されているため、中央層の防炎性の無い親水性透湿樹脂膜を燃焼物から保護することができ、親水性透湿樹脂膜を防炎処理しなくても、３層構造の複合透湿樹脂膜は良好な防炎性を有することができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。
また、透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜の面を凹凸にし、凹凸にした前記親水性透湿樹脂膜の面に、多孔質樹脂基材を重合した３層構造の複合透湿樹脂膜としたものであり、透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜の表面を粗すように凹凸をつけることにより、親水性透湿樹脂膜と多孔質樹脂基材を重合する表面積が増やせるので、３層構造の複合透湿樹脂膜は重合強度を向上することができ、剥離がなくなることで複合透湿樹脂膜の基本性能を長期に保持することができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板の剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができる。
また、透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜の面を凹凸にする手段として、放電加工を用いたものであり、透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜の表面を放電加工することにより、親水性透湿樹脂膜の表面を粗すように凹凸にすることができ、親水性透湿樹脂膜と多孔質樹脂基材を重合する表面積が増やせるので、３層構造の複合透湿樹脂膜は重合強度を向上することができ、剥離がなくなることで複合透湿樹脂膜の基本性能を長期に保持することができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板の剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができる。
また、透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜の面に、耐水性を有する接着剤を用いて多孔質樹脂基材を点接着した３層構造の複合透湿樹脂膜としたものであり、透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜と多孔質樹脂基材とを耐水性を有する接着剤によって点接着することにより、水蒸気が透過できる伝熱板の有効面積の減少を極力少なくすることで、３層構造の複合透湿樹脂膜は潜熱交換効率の低下を抑えつつ接着強度を向上することができ、更に接着剤は耐水性を有するため多湿環境でも剥離することが無く、複合透湿樹脂膜の基本性能を長期に保持することができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板の剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができる。
また、多孔質樹脂膜はポリテトラフルオロエチレンで構成したものであり、ポリテトラフルオロエチレンの多孔質材料は細孔が小さく、空隙率が大きな薄膜に形成することができるため、透湿樹脂膜の骨組みを多孔質樹脂膜が担い、この骨組みに気体遮蔽性と透湿性を有する親水性透湿樹脂膜を重合することにより親水性透湿樹脂膜を非常に薄くすることができ、気体移行が少なく、且つ熱移動が高く、水蒸気のみを選択的に透過抵抗を小さくすることができるので、気流の漏れを防止することができると伴に、顕熱交換効率および潜熱交換効率を向上することができる。またポリテトラフルオロエチレンの多孔質材料は水に対して安定的な材料であり、更に耐熱性が高く、防炎性を有するため、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。
また、多孔質樹脂基材は防炎性の不織布で構成したものであり、防炎性の不織布で構成された通気性の多孔質樹脂基材は不織布の樹脂繊維間同士の間隔を粗く、広くすることができるため、温度と湿度を熱交換する際に影響はほとんど受けず、多孔質樹脂基材は３層構造の複合透湿樹脂膜とした伝熱板の強度を保持する役目を担い、気体遮蔽および温度と湿度を熱交換する機能を果たす多孔質樹脂膜および親水性透湿樹脂膜で構成した透湿樹脂膜は更に薄膜化することができ、３層構造の複合透湿樹脂膜は気体移行が少なく、且つ熱移動が高く、水蒸気のみを選択的に透過抵抗を小さくすることができるので、気流の漏れを防止することができると伴に、顕熱交換効率および潜熱交換効率を向上することができる。また不織布で構成された通気性の多孔質樹脂基材は防炎性と非水溶性を有するため、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。
また、多孔質樹脂基材は樹脂繊維に防炎剤を練り込んだ不織布で構成したものであり、多孔質樹脂基材は不織布を成形すると時に、予め非水溶性の樹脂繊維と共に防炎剤を練り込んだ構成のため、多湿環境でも多孔質樹脂基材を構成する成分が保持され、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板を構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。
（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は伝熱板の概略平面図、図４は熱交換器の概略製造工程図である。
図１、図２および図３に示すように、熱交換器１は一辺が１２０ｍｍの方形で厚みが２ｍｍの単位素子２を交互に９０度回転しながら積層し、単位素子２同士を接合することにより構成され、伝熱板３ａの間に形成された通風路４に、一次気流Ａと二次気流Ｂを流通すると、一次気流Ａと二次気流Ｂとは伝熱板３ａを介して直交しながら熱交換を行う。
図２の単位素子２は、伝熱板３ａの一方面に間隔リブ５ａおよび遮蔽リブ６ａを備え、伝熱板３ａの他方面に間隔リブ５ｂおよび遮蔽リブ６ｂを備え、間隔リブ５ａと遮蔽リブ６ａおよび間隔リブ５ｂと遮蔽リブ６ｂが伝熱板３ａを間に挟むように、防炎性を有する非水溶性の樹脂にて一体成形して得られる。
伝熱板３ａの一方面において、間隔リブ５ａは高さ１ｍｍ、幅１ｍｍで所定間隔に６本形成し、遮蔽リブ６ａは伝熱板３ａの向かい合う一組の両端で間隔リブ５ａと平行に高さ１ｍｍ、幅５ｍｍに形成する。
伝熱板３ａの他方面において、間隔リブ５ｂは間隔リブ５ａと直交し、高さ１ｍｍ、幅１ｍｍで所定間隔に６本形成し、遮蔽リブ６ｂは伝熱板３ａの向かい合う一組の両端で間隔リブ５ｂと平行に高さ１ｍｍ、幅５ｍｍに形成する。
図１に示すように、間隔リブ５ａと間隔リブ５ｂは単位素子２を交互に９０度回転しながら積層した時に、隣接する間隔リブ５ａと間隔リブ５ｂが重なり合うように形成され、伝熱板３ａを一定の間隔に保持する働がある。本実施の形態では、間隔リブ５ａおよび間隔リブ５ｂの凸高さを１ｍｍとしたので、伝熱板３ａは２ｍｍ毎に積層される。
図１に示すように、遮蔽リブ６ａと遮蔽リブ６ｂは単位素子２を交互に９０度回転しながら積層した時に、隣接する遮蔽リブ６ａと遮蔽リブ６ｂが重なり合うように形成され、熱交換器１の通風路４を流通する一次気流Ａおよび二次気流Ｂが熱交換器１の端面から気流が漏れないように遮蔽する働きと、伝熱板３ａを一定の間隔に保持する働きがある。
なお遮蔽リブ６ａ、６ｂは熱交換器１の伝熱板３ａを一定容積内で広く取るために、方形の単位素子２の両端部に形成する構成としたが、熱交換器の設計や量産性などにより適宜決定する。
図３の伝熱板３ａは、厚さが０．２〜０．０１ｍｍ、好ましくは０．１〜０．０１ｍｍの伝熱性、透湿性、気体遮蔽性、防炎性を有する非水溶性の透湿樹脂膜７ａで構成される。非水溶性の透湿樹脂膜７ａとしては、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ、エーテル系ポリウレタンなどを素材とし、非水溶性に処理した多孔質樹脂シート、またはエーテル系のポリウレタン系樹脂、エーテル系のポリエステル系樹脂などを素材とし、非水溶性に処理した無孔質樹脂シートである。また非水溶性の透湿樹脂膜７ａの多孔質樹脂シートおよび無孔質樹脂シートは、樹脂シートを成形する時に塩素、臭素などのハロゲン化物、リン系化合物、チッソ系化合物、あるいはアンチモン、ホウ素系の無機化合物などの防炎剤を添加することにより、防炎剤は樹脂シートの中に練り込まれ、結露を繰り返すような多湿環境においても、防炎剤は結露水へ溶出せず、透湿樹脂膜７ａに保持することができる。
図３の伝熱板３ａは、一辺が１１８ｍｍの方形をなし、エーテル系のポリエステル系樹脂を素材とした厚さ０．０５ｍｍの防炎性を有する非水溶性に処理した無孔質樹脂シートの透湿樹脂膜７ａで構成される。
伝熱板３ａは防炎性を有する非水溶性の樹脂と一体成形することにより単位素子２が形成されるため、伝熱板３ａの透湿樹脂膜７ａと樹脂は同じ素材または同系列の樹脂素材にすることが好ましく、更に熱可塑性樹脂にすることが好ましい。即ち、熱交換器１は伝熱板３ａおよび樹脂を熱可塑性樹脂にすることにより、熱接着することが容易に行えるため、加工工程が少なくなり、量産性を向上することができ、更に接着剤などの第三物質を介さず、伝熱板３ａと樹脂を一体成形することができるので、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大きくなり、潜熱交換効率を向上することができる。
図４に熱交換器１の製造工程を示す。切断工程８は伝熱板３ａを所定の大きさに切断する。
次の成形工程９は伝熱板３ａを射出成形機に挿入して樹脂にて一体成形するインサート射出成形工法で単位素子２が得られる。この樹脂としては防炎性を有する非水溶性の熱可塑性樹脂を適用し、樹脂の種類としては、ポリエステル系、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。特に非水溶性の透湿樹脂膜７ａと同じ素材または同系列の樹脂素材であるＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ、ウレタンなどが好ましい。また間隔リブ５ａ、５ｂおよび遮蔽リブ６ａ、６ｂを構成する樹脂は、樹脂原料を成形する時に塩素、臭素などのハロゲン化物、リン系化合物、チッソ系化合物、あるいはアンチモン、ホウ素系の無機化合物などの防炎剤を添加することにより、防炎剤は樹脂原料の中に練り込まれ、この樹脂原料を用いて射出成形して得られた間隔リブ５ａ、５ｂおよび遮蔽リブ６ａ、６ｂは、結露を繰り返すような多湿環境においても、防炎剤は結露水へ溶出せず、間隔リブ５ａ、５ｂおよび遮蔽リブ６ａ、６ｂに保持することができる。また熱可塑性樹脂の中に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を用いても良い。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２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３ａと樹脂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３ａ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。無機充填剤の添加量は樹脂の重量に対して多く混入すると、樹脂成形品の強度と反りや収縮性の物性が向上するが、５０重量％以上になると、射出成形する時の溶融した樹脂の流動性が低下するため、樹脂成形品が得られない場合があり、無機充填剤の添加量は樹脂成形品の必要強度、樹脂物性、射出成形機の仕様などにより適宜決定する。実施の形態１では、非水溶性の透湿樹脂膜７ａはポリエステル系樹脂を用いているため、射出成形に用いる樹脂は同系列素材の防炎性を有する非水溶性のポリエステル系樹脂にガラス繊維を１０重量％添加した樹脂を用いる。
次の積層接合工程１０は単位素子２を交互に９０度回転しながら積層し、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合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、隣接する単位素子２同士のそれぞれが接合固定化された熱交換器１が得られる。単位素子２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２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隣接する単位素子２同士が接合される。この明細書における接合とは、隣接する単位素子２と単位素子２を接着固定化せることである。
上記構成により、熱交換器１を構成する伝熱板３ａ、間隔リブ５ａ、５ｂ、遮蔽リブ６ａ、６ｂおよび単位素子２は、非水溶性の防炎性の透湿樹脂膜７ａおよび非水溶性の防炎性の樹脂で構成されているために、多湿環境でも形状変化が少なく性能劣化および防炎性の劣化が起こらないので、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、基本性能および防炎性を保持することができる。非水溶性の透湿樹脂膜７ａは樹脂シートを成形する時に防炎剤を添加することにより、防炎剤は樹脂シートの中に練り込まれ、結露を繰り返すような多湿環境においても、防炎剤は結露水へ溶出せず、透湿樹脂膜７ａに保持することができ、また間隔リブ５ａ、５ｂおよび遮蔽リブ６ａ、６ｂを構成する樹脂は、樹脂原料を成形する時に防炎剤を添加することにより、防炎剤は樹脂原料の中に練り込まれ、この樹脂原料を用いて射出成形して得られた間隔リブ５ａ、５ｂおよび遮蔽リブ６ａ、６ｂは、結露を繰り返すような多湿環境においても、防炎剤は結露水へ溶出せず、間隔リブ５ａ、５ｂおよび遮蔽リブ６ａ、６ｂに保持することができる。
また熱交換器１の間隔リブ５ａ、５ｂ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３ａ上に配することができるので、伝熱板３ａに対する間隔リブ５ａ、５ｂの面積比率を小さくすることができるために通風路４の有効開口面積が大きくなり、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。
また間隔リブ５ａ、５ｂは、伝熱板３ａに対する間隔リブ５ａ、５ｂの面積比率を小さくすることができるため、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、更に接着剤などの第三物質を介さず、伝熱板３ａと樹脂を一体成形することにより単位素子２を形成するため、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３ａ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大きくなることが伴って、潜熱交換効率を向上することができる。
また単位素子２に備えた遮蔽リブ６ａ、６ｂは、熱交換器１の端面において、熱交換器１の通風路４を流通する一次気流Ａおよび二次気流Ｂの漏れを遮蔽するために、気流の漏れを防止することができる。
なお、本実施の形態では、単位素子２は伝熱板３ａの表裏に間隔リブ５ａ、５ｂ、遮蔽リブ６ａ、６ｂを備え、伝熱板３ａの表裏の間隔リブ５ａ、５ｂおよび遮蔽リブ６ａ、６ｂが伝熱板３ａを間に挟むように樹脂にて一体成形し、この単位素子２を交互に９０度回転しながら積層し、隣接する単位素子２同士を接合した六面体の熱交換器１を用いて説明したが、伝熱板と前記伝熱板の間隔を保持するための間隔リブと気流の漏れを遮蔽するための遮蔽リブとを樹脂にて一体成形して単位素子を形成し、この単位素子を複数積層することにより前記伝熱板間に通風路が形成され、一次気流と二次気流を前記通風路に流通することにより、前記伝熱板を介して熱交換するようにした熱交換器の構造であれば、その他の形状の熱交換器および工法を用いても同様の作用効果を得ることができる。
また、積層接合工程１０では、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の接合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、隣接する単位素子２同士のそれぞれが接合固定化された熱交換器１で説明したが、単位素子２の樹脂部分に貫通穴を設け、この貫通穴に支持棒を挿入し、支持棒の両端に止め具を付設して単位素子２同士を結束しても良い。また支持棒は熱可塑性樹脂などよりなるものであって、支持棒の両端を熱によって溶融し単位素子２同士を締め付けた状態で固化させることにより結束するものであってもよい。なお本発明における結束とは、単位素子２同士を機械的拘束により固定化したものである。
（実施の形態２）
図５は伝熱板の概略断面図である。
実施の形態１と同一部分は同一番号とし、同一の作用効果を有するものとし、詳細な説明は省略する。
伝熱板３ｂは防炎性を有する非水溶性の多孔質樹脂膜１１の片面に、防炎性および気体遮蔽性を有する非水溶性の親水性透湿樹脂膜１２ａを重合した２層構造の透湿樹脂膜７ｂで構成される。多孔質樹脂膜１１としては、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＴＦＥなどを素材とした多孔質樹脂シートである。特に多孔質樹脂膜１１として、孔径が小さく、非常に空隙率を大きくでき、膜厚を薄くでき、水に対して安定的で、耐熱性が高く、防炎性を有するＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）が好ましい。防炎性および気体遮蔽性を有する非水溶性の親水性透湿樹脂膜１２ａとしては、エーテル系のポリウレタン系樹脂、エーテル系のポリエステル系樹脂などを素材とする。また透湿樹脂膜７ｂの多孔質樹脂膜１１および親水性透湿樹脂膜１２ａは、多孔質樹脂膜１１および親水性透湿樹脂膜１２ａをそれぞれ成形する時に塩素、臭素などのハロゲン化物、リン系化合物、チッソ系化合物、あるいはアンチモン、ホウ素系の無機化合物などの防炎剤を添加することにより、防炎剤は多孔質樹脂膜１１および親水性透湿樹脂膜１２ａの中に練り込まれ、結露を繰り返すような多湿環境においても、防炎剤は結露水へ溶出せず、透湿樹脂膜７ｂに保持することができる。
図５に示した伝熱板３ｂは、ＰＴＦＥを素材とした厚さ０．０２ｍｍの多孔質樹脂膜１１の片面に、エーテル系のポリウレタン系樹脂またはポリエステル系樹脂を厚さ０．０１ｍｍに薄く形成した親水性透湿樹脂膜１２ａを重合した２層構造の透湿樹脂膜７ｂである。この明細書における重合とは、膜と膜をつなぎ合わせること。すなわち多孔質樹脂膜１１と親水性透湿樹脂膜１２ａをヒートシールやラミネートなどの加工による構造的な密着状態のことである。
上記構成により、伝熱板３ｂは透湿樹脂膜７ｂの骨組みを非水溶性の多孔質樹脂膜１１が担い、この骨組みに気体遮蔽性と透湿性を有する非水溶性の親水性透湿樹脂膜１２ａを重合したことにより親水性透湿樹脂膜１２ａを薄くすることができ、２層構造の透湿樹脂膜７ｂは気体移行が少なく、且つ熱移動が高く、水蒸気のみを選択的に透過抵抗を小さくすることができるので、気流の漏れを防止することができると伴に、顕熱交換効率および潜熱交換効率を向上することができる。
また多孔質樹脂膜１１は細孔を多数有するために、親水性透湿樹脂膜１２ａが細孔に入り込むように重合することができるので、２層構造の透湿樹脂膜７ｂはアンカー効果により重合強度を向上することができ、剥離がなくなることで透湿樹脂膜７ｂの基本性能を長期に保持することができ、更に透湿樹脂膜７ｂを親水性透湿樹脂膜１２ａのみで構成すると、結露を繰り返すような環境では吸湿による連続的な膨潤により、親水性透湿樹脂膜１２ａは加水分解が促進され、性能劣化が早まるが、２層構造の透湿樹脂膜７ｂは多孔質樹脂膜１１の骨組みに親水性透湿樹脂膜１２ａを重合することにより、吸湿による膨潤を抑えることができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板３ｂの剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができる。
また透湿樹脂膜７ｂは防炎性と非水溶性を有する多孔質樹脂膜１１および親水性透湿樹脂膜１２ａで構成されているため、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板３ｂを構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。透湿樹脂膜７ｂの多孔質樹脂膜１１および親水性透湿樹脂膜１２ａは、多孔質樹脂膜１１および親水性透湿樹脂膜１２ａをそれぞれ成形する時に防炎剤を添加することにより、防炎剤は多孔質樹脂膜１１および親水性透湿樹脂膜１２ａの中に練り込まれ、２層構造の透湿樹脂膜７ｂは結露を繰り返すような多湿環境においても、防炎剤は結露水へ溶出せず、透湿樹脂膜７ｂに保持することができる。
またポリテトラフルオロエチレンの多孔質材料は細孔が小さく、空隙率が大きな薄膜に形成することができるため、透湿樹脂膜７ｂの骨組みをポリテトラフルオロエチレンの多孔質樹脂膜１１が担い、この骨組みに気体遮蔽性と透湿性を有する親水性透湿樹脂膜１２ａを重合することにより親水性透湿樹脂膜１２ａを非常に薄くすることができ、２層構造の透湿樹脂膜７ｂは気体移行が少なく、且つ熱移動が高く、水蒸気のみを選択的に透過抵抗を小さくすることができるので、気流の漏れを防止することができると伴に、顕熱交換効率および潜熱交換効率を向上することができる。
またポリテトラフルオロエチレンの多孔質材料は水に対して安定的な材料であり、更に耐熱性が高く、防炎性を有するため、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板３ｂを構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。
（実施の形態３）
図６は伝熱板３ｃの概略断面図、図７は伝熱板３ｄの概略断面図である。
実施の形態１および２と同一部分は同一番号とし、同一の作用効果を有するものとし、詳細な説明は省略する。
防炎性を有する通気性の非水溶性の多孔質樹脂基材１３としては、ＰＥＴなどのポリエステル系樹脂、ＰＰ、ＰＥなどのポリオレフィン系樹脂などを素材とした熱可塑性樹脂の防炎性の不織布を用いる。不織布の坪量は１０〜１００ｇ／ｍ2、好ましくは１５〜４０ｇ／ｍ2である。不織布の厚みは基材としての強度を満たす程度に極力薄いことが好まし。防炎性の不織布で構成された通気性の多孔質樹脂基材１３は不織布の樹脂繊維間同士の間隔を粗く、広くすることができるため、温度と湿度を熱交換する際に影響はほとんど受けない材料である。また多孔質樹脂基材１３は不織布を成形する時に不織布の樹脂繊維に塩素、臭素などのハロゲン化物、リン系化合物、チッソ系化合物、あるいはアンチモン、ホウ素系の無機化合物などの防炎剤を練り込んだ不織布で構成される。
図６に示した伝熱板３ｃは、透湿樹脂膜７ｂの多孔質樹脂膜１１の面に、防炎性を有する通気性の非水溶性の多孔質樹脂基材１３を重合した３層構造の複合透湿樹脂膜１４ａである。多孔質樹脂基材１３は、坪量３０ｇ／ｍ2、厚さ０．１ｍｍのＰＥＴの不織布を用い、透湿樹脂膜７ｂと多孔質樹脂基材１３の重合はヒートシール加工を用いて成形する。多孔質樹脂基材１３の不織布は多孔質樹脂膜１１のＰＴＦＥの細孔に入り込むように重合することができるので、アンカー効果により重合強度を向上することができ、剥離がなくなることで基本性能を長期に保持することができる。
図７に示した伝熱板３ｄは、透湿樹脂膜７ｂの親水性透湿樹脂膜１２ａの面に、防炎性を有する通気性の非水溶性の多孔質樹脂基材１３を重合した３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｂである。多孔質樹脂基材１３は、坪量３０ｇ／ｍ2、厚さ０．１ｍｍのＰＥＴを素材とした不織布を用い、透湿樹脂膜７ｂと多孔質樹脂基材１３の重合はヒートシール加工を用いて成形する。
伝熱板３ｅ（図示せず）は透湿樹脂膜７ｂの親水性透湿樹脂膜１２ａの面を凹凸にし、凹凸にした親水性透湿樹脂膜１２ａの面に、多孔質樹脂基材１３を重合した３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｃである。３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｃは透湿樹脂膜７ｂの親水性透湿樹脂膜１２ａの面を放電加工にて、親水性透湿樹脂膜１２ａの表面を粗すように凹凸にする。親水性透湿樹脂膜１２ａはエーテル系のポリウレタン系樹脂またはポリエステル系樹脂などを材料とし、厚さ０．０１ｍｍの薄膜に形成しているため、放電加工による凹凸は親水性透湿樹脂膜１２ａにピンホールができない程度に行うことにより、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持しつつ、親水性透湿樹脂膜１２ａと多孔質樹脂基材１３を重合する表面積が増やせるので、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｃは重合強度を向上することができ、剥離がなくなることで複合透湿樹脂膜１４ｃの基本性能を長期に保持することができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板３ｅの剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができる。
伝熱板３ｆ（図示せず）は透湿樹脂膜７ｂの親水性透湿樹脂膜１２ａの面に、耐水性を有する接着剤を用いて多孔質樹脂基材１３を点接着した３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｄである。点接着した部分は接着剤によって水蒸気が透過できないため、点接着は親水性透湿樹脂膜１２ａと多孔質樹脂基材１３とが剥離しない程度に接着し、水蒸気が透過できる伝熱板３ｆの有効面積の減少を極力少なくするように行うことにより、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｄは潜熱交換効率の低下を抑えつつ接着強度を向上することができる。また接着剤は耐水性を有するため多湿環境でも剥離することが無く、複合透湿樹脂膜１４ｄの基本性能を長期に保持することができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板３ｆの剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができる。
伝熱板３ｇ（図示せず）は、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの親水性透湿樹脂膜１２ａを防炎性が無い気体遮蔽性を有する非水溶性の親水性透湿樹脂膜１２ｂにした３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｅである。
不織布で構成された防炎性を有する通気性の非水溶性の多孔質樹脂基材１３は、不織布の樹脂繊維間同士の間隔を粗く、広くすることができるため、温度と湿度を熱交換する影響はほとんどなく、伝熱板３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇとしての強度を保つことが目的である。従って、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅとした伝熱板３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇは、熱交換する機能を果たす透湿樹脂膜７ｂを薄膜化することができ、熱交換効率を向上することができる。
３層構造の複合透湿樹脂膜１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの多孔質樹脂膜１１、親水性透湿樹脂膜１２ａおよび多孔質樹脂基材１３は、多孔質樹脂膜１１、親水性透湿樹脂膜１２ａおよび多孔質樹脂基材１３をそれぞれ成形する時に塩素、臭素などのハロゲン化物、リン系化合物、チッソ系化合物、あるいはアンチモン、ホウ素系の無機化合物などの防炎剤を添加することにより、防炎剤は多孔質樹脂膜１１、親水性透湿樹脂膜１２ａおよび多孔質樹脂基材１３の中に練り込まれ、結露を繰り返すような多湿環境においても、防炎剤は結露水へ溶出せず、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに保持することができる。また３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｅは、中央層は防炎性の無い親水性透湿樹脂膜１２ｂであるが、この両端層は防炎性を有する多孔質樹脂膜１１および多孔質樹脂基材１３で構成されているため、中央層の防炎性の無い親水性透湿樹脂膜１２ｂを燃焼物から保護することができ、親水性透湿樹脂膜１２ｂを防炎処理しなくても、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｅは良好な防炎性を有することができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板３ｇを構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。
上記構成により、防炎性を有する通気性の非水溶性の多孔質樹脂基材１３は伝熱板３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇとしての強度を保持する役目を担い、気体遮蔽および温度と湿度を熱交換する機能を果たす多孔質樹脂膜１１および親水性透湿樹脂膜１２ａ、１２ｂで構成した透湿樹脂膜７ｂは非常に薄膜化することができ、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅは気体移行が少なく、且つ熱移動が高く、水蒸気のみを選択的に透過抵抗を小さくすることができるので、気流の漏れを防止することができると伴に、顕熱交換効率および潜熱交換効率を向上することができる。
また多孔質樹脂膜１１は細孔を多数有するために、多孔質樹脂基材１３が細孔に入り込むように重合することができるので、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ａはアンカー効果により重合強度を向上することができ、剥離がなくなることで複合透湿樹脂膜１４ａの基本性能を長期に保持することができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板３ｃの剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができる。
また３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅの片面は多孔質樹脂膜１１、他面は多孔質樹脂基材１３で構成されるため、伝熱板３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇと一体成形する樹脂は多孔質に入り込むアンカー効果により伝熱板３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇと樹脂の密着性が増し、伝熱板３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇと樹脂で構成された一次気流と二次気流の通風路４は独立するように遮蔽されるために、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅは気流の漏れを防止することができ、また接着剤などの第三物質を介さず、伝熱板３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇと樹脂を一体成形することができるので、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３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇ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大きくなり、潜熱交換効率を向上することができる。
また透湿樹脂膜７ｂの親水性透湿樹脂膜１２ａの表面を粗すように凹凸をつけることにより、親水性透湿樹脂膜１２ａと多孔質樹脂基材１３を重合する表面積が増やせるので、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｃは重合強度を向上することができ、剥離がなくなることで複合透湿樹脂膜１４ｃの基本性能を長期に保持することができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板３ｅの剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができる。
また透湿樹脂膜７ｂの親水性透湿樹脂膜１２ａの表面を放電加工することにより、親水性透湿樹脂膜１２ａの表面を粗すように凹凸にすることができ、親水性透湿樹脂膜１２ａと多孔質樹脂基材１３を重合する表面積が増やせるので、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｃは重合強度を向上することができ、剥離がなくなることで複合透湿樹脂膜１４ｃの基本性能を長期に保持することができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板３ｅの剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができる。
また透湿樹脂膜７ｂの親水性透湿樹脂膜１２ａと多孔質樹脂基材１３とを耐水性を有する接着剤によって点接着することにより、水蒸気が透過できる伝熱板３ｆの有効面積の減少を極力少なくすることで、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｄは潜熱交換効率の低下を抑えつつ接着強度を向上することができ、更に接着剤は耐水性を有するため多湿環境でも剥離することが無く、複合透湿樹脂膜１４ｄの基本性能を長期に保持することができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板３ｆの剥離が無く、気流の漏れを防止するなどの基本性能を保持することができる。
また３層構造の複合透湿樹脂膜１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは防炎性と非水溶性を有する多孔質樹脂膜１１、親水性透湿樹脂膜１２ａおよび多孔質樹脂基材１３で構成されているため、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆを構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。また３層構造の複合透湿樹脂膜１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄの多孔質樹脂膜１１、親水性透湿樹脂膜１２ａおよび多孔質樹脂基材１３は、多孔質樹脂膜１１、親水性透湿樹脂膜１２ａおよび多孔質樹脂基材１３をそれぞれ成形する時に防炎剤を添加することにより、防炎剤は多孔質樹脂膜１１、親水性透湿樹脂膜１２ａおよび多孔質樹脂基材１３の中に練り込まれ、結露を繰り返すような多湿環境においても、防炎剤は結露水へ溶出せず、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄに保持することができ、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄは透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。
また３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｅは、中央層は防炎性の無い親水性透湿樹脂膜１２ｂであるが、この両端層は防炎性を有する多孔質樹脂膜１１および多孔質樹脂基材１３で構成されているため、中央層の防炎性の無い親水性透湿樹脂膜１２ｂを燃焼物から保護することができ、親水性透湿樹脂膜１２ｂを防炎処理しなくても、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｅは良好な防炎性を有することができ、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板３ｇを構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。また３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｅの多孔質樹脂膜１１および多孔質樹脂基材１３は、多孔質樹脂膜１１および多孔質樹脂基材１３をそれぞれ成形する時に防炎剤を添加することにより、防炎剤は多孔質樹脂膜１１および多孔質樹脂基材１３の中に練り込まれ、結露を繰り返すような多湿環境においても、防炎剤は結露水へ溶出せず、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｅに保持することができ、３層構造の複合透湿樹脂膜１４ｅは透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。
また不織布で構成された通気性の多孔質樹脂基材１３は防炎性と非水溶性を有するため、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇを構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。
また多孔質樹脂基材１３は不織布を成形すると時に、予め非水溶性の樹脂繊維と共に防炎剤を練り込んだ構成のため、多湿環境でも多孔質樹脂基材１３を構成する成分が保持され、結露を繰り返すような環境においても、結露水による劣化が防止され、伝熱板３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆ、３ｇを構成する成分が保持され、透湿性、気体遮蔽性、防炎性などの基本性能を保持することができる。
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し、特に結露を繰り返すような環境でも使用できる熱交換器に関するものである。
本発明の実施の形態１による熱交換器の概略斜視図 同単位素子の概略斜視図 同伝熱板の概略平面図 同熱交換器の概略製造工程図 本発明の実施の形態２による伝熱板の概略断面図 本発明の実施の形態３による伝熱板の概略断面図 同伝熱板の概略断面図 従来の熱交換器１０４を示す概略斜視図 従来の伝熱板１０８を示す概略断面図 従来の伝熱板１１６を示す概略断面図 従来の熱交換ブロック１２７を示す概略断面図
符号の説明
１ 熱交換器
２ 単位素子
３ａ 伝熱板
３ｂ 伝熱板
３ｃ 伝熱板
３ｄ 伝熱板
３ｅ 伝熱板
３ｆ 伝熱板
３ｇ 伝熱板
４ 通風路
５ａ 間隔リブ
５ｂ 間隔リブ
６ａ 遮蔽リブ
６ｂ 遮蔽リブ
７ａ 透湿樹脂膜
７ｂ 透湿樹脂膜
８ 切断工程
９ 成形工程
１０ 積層接合工程
１１ 多孔質樹脂膜
１２ａ 親水性透湿樹脂膜
１２ｂ 親水性透湿樹脂膜
１３ 多孔質樹脂基材
１４ａ 複合透湿樹脂膜
１４ｂ 複合透湿樹脂膜
１４ｃ 複合透湿樹脂膜
１４ｄ 複合透湿樹脂膜
１４ｅ 複合透湿樹脂膜

Claims (11)

  1. 伝熱板と前記伝熱板の間隔を保持するための間隔リブと気流の漏れを遮蔽するための遮蔽リブとを樹脂にて一体成形して単位素子を形成し、この単位素子を複数積層することにより前記伝熱板間に通風路が形成され、一次気流と二次気流を前記通風路に流通することにより、前記伝熱板を介して熱交換するようにした熱交換器において、前記伝熱板を非水溶性の防炎性の透湿樹脂膜で構成し、前記樹脂を非水溶性の防炎性の樹脂で構成したことを特徴とする熱交換器。
  2. 透湿樹脂膜は防炎性を有する非水溶性の多孔質樹脂膜と防炎性および気体遮蔽性を有する非水溶性の親水性透湿樹脂膜を備え、前記多孔質樹脂膜の片面に、前記親水性透湿樹脂膜を重合した２層構造の透湿樹脂膜としたことを特徴とする請求項１記載の熱交換器。
  3. 透湿樹脂膜の多孔質樹脂膜の面に、防炎性を有する通気性の非水溶性の多孔質樹脂基材を重合した３層構造の複合透湿樹脂膜としたことを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
  4. 透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜の面に、防炎性を有する通気性の非水溶性の多孔質樹脂基材を重合した３層構造の複合透湿樹脂膜としたことを特徴とする請求項２記載の熱交換器。
  5. 親水性透湿樹脂膜は気体遮蔽性を有する非水溶性の親水性透湿樹脂膜にした３層構造の複合透湿樹脂膜としたことを特徴とする請求項４記載の熱交換器。
  6. 透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜の面を凹凸にし、凹凸にした前記親水性透湿樹脂膜の面に、多孔質樹脂基材を重合した３層構造の複合透湿樹脂膜としたことを特徴とする請求項４または５記載の熱交換器。
  7. 透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜の面を凹凸にする手段として、放電加工を用いたことを特徴とする請求項６記載の熱交換器。
  8. 透湿樹脂膜の親水性透湿樹脂膜の面に、耐水性を有する接着剤を用いて多孔質樹脂基材を点接着した３層構造の複合透湿樹脂膜としたことを特徴とする請求項７記載の熱交換器。
  9. 多孔質樹脂膜はポリテトラフルオロエチレンで構成したことを特徴とする請求項２、３、４、５、６、７または８記載の熱交換器。
  10. 多孔質樹脂基材は防炎性の不織布で構成したことを特徴とする請求項３、４、５、６、７または８記載の熱交換器。
  11. 多孔質樹脂基材は樹脂繊維に防炎剤を練り込んだ不織布で構成したことを特徴とする請求項１０記載の熱交換器。
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