全热交换元件以及其制造方法

专利名称：全热交换元件以及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于构成空气调节器或换气装置等的热交换器、在两 种气流间进行潜热交换及显热交换的全热交换元件及其制造方法，更 具体来讲涉及用于静止型的热交换器的全热交换元件及其制造方法。
背景技术：
在构成空气调节器或换气装置等的热交换器中有转动型和静止型 两种类型，在任何类型的热交换器中都适宜使用热交换效率比仅进行 显热交换的显热交换元件高的全热交换元件。全热交换元件在大多情 况下，利用单层瓦棱板制造机(单面层装置)制作具有相互贴合片状 的分隔部件和波紋板状的间隔保持部件的构造的长尺寸件，用该长尺
寸件作为材料进行制造。
用于转动型的热交换器的全热交换元件，通过在上述的长尺寸件
的规定面涂敷粘接剂以后、把该长尺寸件巻成轮状地进行制造。另外， 用于静止型的热交换器的全热交换元件，通过把上述的长尺寸件裁剪 成规定的尺寸而制作多个元件构成单元，之后，把各元件构成单元按 规定朝向层积，即按照使在层积方向相邻的各元件构成单元的间隔保 持部件的波紋相互大致正交的朝向进行层积，由此进行制造。此时， 在层积方向相邻的元件构成单元之间利用粘接剂相互接合。
在用于转动型的热交换器的全热交换元件和用于静止型的热交换 器的全热交换元件中，在热交换器的动作原理上，分隔部件及间隔保 持部件各自所要求的功能不同。大体上说，在用于转动型的热交换器 的全热交换元件中，分隔部件及间隔保持部件各自要求蓄热、放热性 以及蓄湿、放湿性。另外，在用于静止型的热交换器的全热交换元件 中，由于是在两种气流间借助于分隔部件进行潜热的交换及显热的交
4换，所以对分隔部件要求传热性及透湿性，对间隔保持部件要求保持 分隔部件之间的间隔来确保气流流路的作用和用于抑制气流漏泄的某 种程度的气体遮蔽性。本发明由于涉及用于静止型的热交换器的全热 交换元件，所以下面集中到用于静止型的热交换器的全热交换元件进 行说明。
作为构成全热交换元件的分隔部件或间隔保持部件的原材料，使 用纸、混抄有浆料与树脂的材料、树脂、金属箔等。通常，为了高效 进行潜热交换，在分隔部件的原材料上预先添加水溶性或非水溶性的 吸湿剂(透湿剂)。作为水溶性的吸湿剂，例如使用氯化锂等的碱金属 盐或氯化钙等的碱土类金属盐等，作为非水溶性的吸湿剂，使用硅胶 或者强酸性或是强碱性的离子交换树脂的粉体等。
例如在专利文献l中记述了全热交换体用纸，其在阻燃性基纸的 单面或两面设置以吸放湿性粉体(非水溶性的吸湿剂)和粘合剂为主 体的吸放湿性涂敷层，同时在上述阻燃性基纸的单面设置热粘接性的
粘接剂层。另外，专利文献2中记述了吸附片，其在形成于片基材上 的粘接剂层部分地埋入粒状吸附体，用含有微粒子吸附剂(非水溶性 的吸湿剂)的吸附剂层覆盖上述粘接剂层和粒状吸附体。该吸附片用 于转动型全热交换器或除湿转子等。
在专利文献3中记述了热交换元件，其由牛皮纸或者透湿性或是 吸湿性的膜制作分隔部件(平状板)，另外还用层叠合成树脂膜的金属 箔或合成树脂膜制作间隔保持部件(波紋板)，在分隔部件添加水溶性 的吸湿剂。在专利文献4中记述了复合传热元件，其用添加水溶性的 吸湿剂或非水溶性的吸湿剂的纸制作分隔部件(内村)，用金属箔制作 间隔保持部件(波状)。该复合传热元件用于全热交换器。
在专利文献5中记述了热交换器，其利用混合软化点高的纤维(纤 维素纤维)和软化点比该纤维低的树脂进行抄纸所得的材料制作间隔
保持部件(间隔板)，使用上述的树脂作为粘合剂通过热粘接把该间隔 保持部件和分隔部件相互接合起来制作元件构成单元(单位部件)，然
后通过利用水系粘接剂、或者利用上述的树脂作为粘合剂层积规定个数的元件构成单元，制造出该热交换器。
在专利文献6中记述了热交换器，其通过在板状的多孔质部件的 单面形成具有空气遮蔽能的透湿膜同时在另一面形成吸湿剂层的气体 遮蔽物制作分隔部件，利用水系粘接剂相互接合该分隔部件与间隔保 持部件。
另外，在专利文献7中记述了热交换元件，其通过使间隔保持部 件(间隔板)的构成为在多孔质材料(织布、无纺布、编织布、纸等) 上紧密接合具有空气遮蔽性的薄膜的构成，利用在间隔保持部件或分 隔部件的单面整体形成的热粘接性的粘接层来粘接该间隔保持部件与 分隔部件(分隔板)，制作元件构成单元(单位部件)，然后把规定个 数的元件构成单元用水系粘接剂层积而制得。该热交换元件中的分隔 部件的构成为例如在多孔质材料上紧密接合有选择地透过水蒸气的透 湿膜的构成。
专利文献l:(日本)特开平10-153398号公报
专利文献2:(日本)特开2003-251133号公报
专利文献3:(日本)特开平6-109395号公报
专利文献4:(日本)特开平7-19789号公报
专利文献5:(日本)特开平10-54691号公报
专利文献6:(日本)特开2001-27489号^^才艮
专利文献7:(日本)特开平8-219676号公报
从所谓的抑制全热交换元件制造成本的观点出发，与使用在专利 文献1所述的全热交换体用纸或专利文献2所述的吸附片中的非水溶 性的吸湿剂相比，使用水溶性的吸湿剂是理想的。例如若把水溶性的 吸湿剂的水溶液涂敷在纸上，使其干燥的话，则可容易制作适于得到 添加吸湿剂的分隔部件的原材料。
但是，大多水溶性的吸湿剂，由于在溶解于水时产生电离等而使 该水(水溶液)的导电度非常大，所以在具备在分隔部件添加水溶性 的吸湿剂的全热交换元件的空气调节器或换气装置等中，水溶性的吸 湿剂溶解于会在热交换时产生的露水，该露水有可能与充电部接触而产生漏电现象等重大的不良状况。
从抑制该故障发生的方面出发，与如专利文献3所述的热交换元 件或专利文献4所述的复合传热元件那样釆用金属箔或合成树脂膜构 成间隔保持部件、或者专利文献5所述的热交换器那样通过含有树脂 的混抄纸形成间隔保持部件相比，由纸等的保水性材料形成间隔保持 部件的是理想的。
另外，如专利文献6所述的热交换器那样，当使用淀粉糊或醋酸 乙烯系乳胶等的水系粘接剂相互接合分隔部件和间隔保持部件时，虽 然可提高制作全热交换元件时的操作性及粘接剂的使用性，但存在出 现实际的潜热的交换效率变得比由分隔部件单体的透湿性能测定结果 预测的潜热的交换效率低的现象。该现象并不在用保水性低的树脂片 等制作分隔部件的全热交换元件中发生，而在用纸等的保水性材料制 作分隔部件的全热交换元件中是固有的。在向分隔部件添加水溶性吸 湿剂的量多的全热交换元件中，该现象显著发生。
本申请的发明者在反复分析上述现象原因的研究过程中着眼于如 下情况，即，当使用水系粘接剂相互接合添加有水溶性的吸湿剂的分 隔部件和由保水性材料制作的间隔保持部件时，从水系粘接剂的涂敷
到该水系粘接剂干燥而接合结束的期间，作为水系粘接剂的溶媒的水 向分隔部件和间隔保持部件两方渗透，此时分隔部件中的水溶性的一
部分吸湿剂借助水系粘接剂转移到间隔保持部件。作为水溶性的吸湿 剂从分隔部件转移到间隔保持部件的结果，在组装到全热交换元件的 阶段中分隔部件不能维持该分隔部件单独时的透湿性能，暗示了潜热 的交换效率下降的可能性。
例如在专利文献7所述的热交换器那样，若在间隔保持部件或分 隔部件的单面整体形成热粘接性的粘接层，用该粘接层热粘接间隔保 持部件或分隔部件而制作元件构成单元的话，则即使水溶性的吸湿剂 添加到分隔部件中，也可以防止水溶性的吸湿剂从分隔部件转移到间 隔保持部件。但是，在专利文献7所述的热交换器中，由于层积规定 个数的元件构成单元来制作全热交换元件时使用水系粘接剂，所以此时产生水溶性的吸湿剂从分隔部件向间隔保持部件的转移，在组装到 全热交换元件的阶段中分隔部件不能维持该分隔部件单独时的透湿性 能，潜热的交换效率下降。

发明内容
本发明鉴于上述的情况而做出，其目的在于得到容易构成潜热交 换效率高且可靠性高的空气调节器或换气装置等的全热交换元件。另 外，本发明另一个目的在于得到容易构成潜热的交换效率高且可靠性 高的空气调节器或换气装置等的全热交换元件的制造方法。
本发明的全热交换元件，其具有层积构造，该层积构造交替层积 添加了水溶性的吸湿剂的片状的分隔部件、和用粘接剂与分隔部件接 合并与该分隔部件共同形成气流流路的间隔保持部件，其特征在于， 间隔保持部件具有保水性，粘接剂相对水溶性的吸湿剂或该水溶性的 吸湿剂的水溶液显现非溶解性。
本发明的全热交换元件的制造方法，该全热交换元件具有层积构 造，该层积构造交替层积添加了水溶性的吸湿剂的片状的分隔部件、 和用粘接剂与分隔部件接合并与该分隔部件共同形成气流流路的间隔
保持部件，其特征在于该全热交换元件的制造方法包括可得到多个
单元的单元制作工序、和用粘接剂接合元件构成单元而得到层积配置 多个元件构成单元的全热交换元件的层积工序，在所述单元制作工序
所述水溶性的吸湿剂或该水溶性的吸湿剂的水溶液显现非溶解性。
在本发明的全热交换元件中，作为相互接合添加了水溶性的吸湿 剂的分隔部件和具有保水性的间隔保持部件的粘接剂，使用了相对水 溶性的吸湿剂或该水溶性的吸湿剂的水溶液显示了非溶解性的粘接 剂。换言之，作为相互接合分隔部件与间隔保持部件的粘接剂，使用 在未硬化的状态下水溶性的吸湿剂不溶解、而在硬化后水溶性的吸湿 剂或该水溶性的吸湿剂的水溶液不会浸入的粘接剂。
8为此，在该全热交换元件的制造过程中，当然在制造后也可以抑 制水溶性的吸湿剂从分隔部件借助粘接剂转移到间隔保持部件。作为 其结果，在本发明的全热交换元件中，容易在分隔部件添加理想量的 吸湿剂而提高潜热的交换效率，而且也容易抑制该潜热的交换效率随 时间下降。
另外，因为间隔保持部件具有保水性，所以即便产生结露而在结 露水中溶解水溶性的吸湿剂，由于该结露水可由间隔保持部件吸收， 所以在使用本发明的全热交换元件构成空气调节器或换气装置等时， 可以抑制上述水溶性的吸湿剂溶解的结露水与其充电部接触而产生漏 电现象等重大的不良状况。
从这些理由可见，根据本发明容易得到易构成潜热交换效率高且 可靠性高的空气调节器或换气装置等的全热交换元件。


图1是示意地表示本发明的全热交换元件一例的立体图。
图2是示意地表示图1所示的全热交换元件中的一个元件构成单 元和其上的元件构成单元的接合部位及其附近的剖视图。
图3是表示在本发明的全热交换元件的制造方法的单元制作工序 中连续制作长尺寸的元件构成单元材料时使用的设备的一例的示意 图。
图4是表示在本发明的全热交换元件的制造方法的层积工序中在 各元件构成单元涂敷粘接剂时使用的设备的一例的示意图。
图5是表示在本发明的全热交换元件的制造方法的单元制作工序 中利用热熔型粘接剂连续制作长尺寸的元件构成单元材料时使用的设 备的一例的示意图。
图6是表示在本发明的全热交换元件的制造方法的层积工序中在 各元件构成单元涂敷热熔型粘接剂时使用的设备的一例的示意图。
图7是示意地表示在本发明的全热交换元件中、把构成间隔保持 部件的热粘接性树脂层作为粘接剂使用将该间隔保持部件和分隔部件
9相互接合时的一个元件构成单元与其上的元件构成单元的接合部位及 其附近的剖视图。
图8是表示实施例1、2及比较例所制作的全热交换元件各自在高 湿度环境下及低湿度环境下分别的温度交换效率、湿度交换效率及全 热交换效率的测定结果的图表。
附图标记说明
1分隔部件；3粘接剂；5、 35间隔保持部件；10、 10a 10f元 件构成单元；13粘接剂；20全热交换元件；35A间隔保持部件的基 材；35B热粘接性树脂层。
具体实施例方式
以下，参照图面对本发明的全热交换元件及其制造方法的各种实 施方式进行详细说明。另外，本发明不限定以下说明的实施方式。 实施方式1
图1是示意地表示全热交换元件的一例的立体图。在该图表示的
保持部件5的层积构造的正交流型的全热交换元件。在该全热交换元 件20中，通过层积六个元件构成单元10a 10f而形成上述的层积构造， 在最上面的元件构成单元10f上再层积顶板部件15。在一个元件构成 单元中的间隔保持部件5的波紋与在其上面或其下面的元件构成单元 中的间隔保持部件5的波紋从平面上看大体正交。换言之，在某个元 件构成单元中的波紋板状的间隔保持部件5中的峰或谷的纵向、与在 其上面或在其下面的元件构成单元中的波紋板状的间隔保持部件5中 的峰或谷的纵向，从平面上看大体正交。
各分隔部件1具有基材和添加到该基材的水溶性的吸湿剂。作为 分隔部件l的基材，釆用可添加水溶性的吸湿剂、且可以利用后述的 粘接剂与间隔保持部件5相互接合的材料。从所谓的抑制要进行热交 换的两种气流间的气体交换的观点，作为上述的基材，与使用低透气 阻挡度(意味用Gurley测试机获得的透气阻挡度，以下相同)的材料相比，使用透气阻挡度为200秒程度以上的高透气阻挡度的材料是理 想的。在使用低透气阻挡度的基材时，作为封填剂在该低透气阻挡度 的基材浸渍聚乙烯咔唑等的水溶性高分子是理想的。例如在作为上述 的基材使用打碎加工纤维素纤维(浆料)并实施得到高透气阻挡度的 工序的纸时，仅通过浸渍水溶性的吸湿剂就可以得到具有理想性能的 分隔部件1。
作为上述水溶性的吸湿剂，可以使用具有潮解性的氯化锂等的碱 金属盐、具有潮解性的氯化钙等的碱金属盐、藻朊酸或其盐、卡拉胶 或壳聚糖等的多糖类、或者尿素等，即使是这些以外的物质只要是具
潮解性的碱ir属盐或碱土类ir属盐,'由于其水分吸p附能力比水溶性的 其他吸湿剂高，根据其添加量可以使全热交换元件20的性能急剧变 化，所以作为上述水溶性的吸湿剂特别适合。
水溶性的吸湿剂向上述基材的添加，例如可以通过调制水溶性吸 湿剂的水溶液，在该水溶液中浸渍基材，或将该水溶液利用凹版印刷 机等的设备涂敷在基材的单面或者两面。另外，在上述的水溶液中， 根据需要可添加粘合剂成分或封填剂。但是，由于粘合剂成分种类的 不同，有时该粘合剂成分会阻碍水溶性的吸湿剂向基材浸渍，所以在 把粘合剂成分添加到上述的水溶液中的情况下，慎重选定其种类及添 加量的是理想的。
分隔部件1的厚度还依据该分隔部件1所要求的透湿性能或基材 的材料强度， 一般来讲过厚的话则分隔部件1的透湿性恶化，过薄的 话则由于与间隔保持部件5的强度平衡被破坏或者材料强度低而在元 件构成单元或全热交换元件的制造过程中发生破损，所以，大概 20 100nm程度是理想的。另外，顶板部件15可用与分隔部件1的基 材同样的原材料制作。
另外，各间隔保持部件5具有保水性，作为其材料使用具有保水 性的材料(保水性材料)。作为保水性材料的例子，可列举在纸或使用 了纤维素纤维的织布或无纺布浸渍或是涂敷吸水性树脂的材料等。由
ii于在非保水性合成纤维形成的织布或无纺布浸渍或是涂敷吸水性树脂 的材料或者纤维素纤维与树脂的混抄纸等也具有一些保水性，所以这
些也可以作为间隔保持部件5的原材料加以利用，但必须注意间隔保 持部件5的保水量变少这方面。
对于间隔保持部件5的厚度，从确保该间隔保持部件5的保水性 或全热交换元件20整体强度的观点出发，厚虽然是理想的，但若仅是 间隔保持部件5过厚的话，则与分隔部件1的强度平衡被破坏，在元 件构成单元或全热交换元件的制造过程中会产生变形等的不良状况。 另外，由于在火灾时可燃物增多并不是理想的，而间隔保持部件5的 壁厚化是成本提高的主要原因，所以该间隔保持部件5的厚度大概在 50~250nm禾呈度是理想的。
另外，在各间隔保持部件5中，也可以在不阻碍其保水性的范围 内预先添加阻燃剂。作为该阻燃剂，例如可以采用在纸的阻燃防燃处 理等中常用的盐酸胍、硫酸胍、氨基磺酸胍等的胍盐类、或者氨基磺 酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化钩、氯化镁等的无机盐类等。
利用粘接剂各一个地相互接合上述的分隔部件1和间隔保持部件 5，形成一个元件构成单元。另外，在层积方向相邻的元件构成单元彼 此以及最上面的元件构成单元10f和顶板部件15也利用粘接剂相互接 合。因为各分隔部件l是片状，各间隔保持部件5是波紋板状，所以， 在各个元件构成单元10a 10f中的分隔部件1与间隔保持部件5之间 的空间、各元件构成单元10a 10e中的间隔保持部件5与其上面的元 件构成单元10b 10f的分隔部件1之间的空间、以及元件构成单元10f 中的间隔保持部件5与顶板部件15之间的空间中，分别形成气流的流 路P。
全热交换元件20在流过形成于各个分隔部件1之下的流路P的 气流和流过形成于各个分隔部件1之上的流路P的气流之间，借助于 该分隔部件1进行潜热的交换及显热的交换。进行热交换的两种气流 中的一个，例如是从屋外进入室内的空气流(一次气流)，而另一个气 流是从室内向屋外排出的空气流(二次气流)。另外，在图1中，借助于元件构成单元10d的分隔部件1进行热交换的气流Af!和气流Af2分别用实线箭头画出。
具有这样构成的全热交换元件20，由于在相互接合分隔部件1和间隔保持部件5的上述粘接剂具有特征，所以下面参照图2对该粘接剂详细4又述。
图2是示意表示在上述的全热交换元件20中的元件构成单元10a和其上面的元件构成单元10b的接合部位及其附近的剖视图。如该图所示，在各元件构成单元10a、 10b中的分隔部件1和间隔保持部件5，利用涂敷于间隔保持部件5中的谷部R的背面侧的粘接剂3相互接合，元件构成单元10a和元件构成单元10b，利用涂敷于元件构成单元10a的间隔保持部件5中的峰部T的上面侧的粘接剂13相互接合。在图1所示的其他的元件构成单元10c 10f中的分隔部件1和间隔保持部件5的接合、在层积方向相邻的其他元件构成单元10c 10f相互的接合以及元件构成单元10f和顶板部件15的接合分别与上述同样地进行。
上述的各粘接剂3、 13，相对添加到分隔部件1中的水溶性的吸湿剂或该水溶性的吸湿剂的水溶液显现非溶解性。换言之，在未硬化的状态下浸渍于分隔部件1的水溶性的吸湿剂不会溶解，在硬化后上述水溶性的粘接剂或该水溶性的吸湿剂的水溶液不会浸入。作为这样的粘接剂的具体例子，可列举作为溶媒不含水的有机溶剂系粘接剂(包含非水乳胶系粘接剂)、无溶剂系反应型粘接剂以及热熔型粘接剂。
在分隔部件1和间隔保持部件5利用上述的粘接剂3、 13相互接合的全热交换元件20中，不用说在其制造过程中，在制造后也可抑制上述水溶性的吸湿剂从分隔部件1经由粘接剂3、 13转移到间隔保持部件5。在各粘接剂3、 13中不含上述水溶性的吸湿剂。另外，各粘接剂3、 13，可以是使例如在其制造时、保管时或者使用时由从空气中吸附的水分使上述水溶性的吸附剂微量溶解的粘接剂，或者是上述水溶性的吸附剂微量浸入的粘接剂。另外，在本说明书中关于热熔型粘接剂所说的"未硬化的状态"，意味着使该热熔型粘接剂软化或是熔融的状态。在具有以上说明的构成的全热交换元件20中，因为使用上述的粘接剂3、 13接合各分隔部件1与各间隔保持部件5，所以容易在分隔部件1中添加理想量的吸湿剂来提高潜热的交换效率，而且还容易抑制该潜热的交换效率随时间下降。另外，由于可抑制吸湿剂从分隔部件1向间隔保持部件5的转移，所以在得到潜热的交换效率与现有相同程度的全热交换元件的基础上，可降低所需的水溶性吸湿剂的量，作为结果还容易实现成本降低。
进而，由于可抑制吸湿剂从分隔部件1向间隔保持部件5的转移，所以可以抑制由于在制造全热交换元件20的过程中间隔保持部件5吸湿软化或分隔部件1及间隔保持部件5由吸湿而分别伸缩或产生强度变化所引起的、元件构成单元的变形。作为其结果，在制作元件构成单元时的操作性或元件构成单元的使用性以及制造全热交换元件20时的操作性或生产性优良。
另外，因为间隔保持部件5具有保水性，所以，即便在全热交换
元件20上产生结露而在结露水中溶解上述水溶性的吸湿剂，该结露水
也可由间隔保持部件吸收，所以在使用全热交换元件20构成的空气调
节器或换气装置等的设备中，可以抑制溶解了上述水溶性的吸湿剂的结露水与其充电部接触而产生漏电现象等的重大不良状况。
由于这些理由，在全热交换元件20中容易得到高的潜热交换效率，且若采用该全热交换元件20的话，则容易构成可靠性高的空气调节器或换气装置等。另外，在全热交换元件20为用于如空气调和器或换气装置等设置在室内的设备时，为了不使有机溶媒挥发或放出臭气等，作为上述的粘接剂3、 13使用无溶剂系反应型粘接剂或热熔型粘接剂是理想的。在使用热熔型粘接剂时，因为由熔融的热熔型粘接剂自然冷却产生的硬化或由化学反应形成的硬化使分隔部件1和间隔保持部件5的接合完成，所以不必设置干燥工序。为此，容易实现制造全热交换元件20所需时间的短缩或制造所需的投入能量的减少，作为结果容易实现成本降低或对周边环境产生的环境负担的降低。
实现上述技术效果的全热交换元件20，例如可以用具有单元制作
14工序和层积工序的方法制造，该单元制作工序得到多个利用粘接剂相互接合分隔部件和具有保水性的间隔保持部件的元件构成单元，该层积工序利用粘接剂使元件构成单元相互接合来得到层积配置有多个元件构成单元的全热交换元件。此时，在各单元制作工序及层积工序中，使用相对水溶性的吸湿剂或该水溶性吸湿剂的水溶液显现非溶解性的粘接剂。换言之，使用在未硬化的状态下水溶性的吸湿剂不溶解、在硬化后水溶性的吸湿剂或该水溶性的吸湿剂的水溶液不浸入的粘接剂。以下，详细4又述该方法的各工序。
上述的单元制作工序，例如可以分为第一子工序和第二子工序。
在第一子工序中，首先，将成为具有保水性的间隔保持部件5(参照图1)的原料的长尺寸的原材料成形为波紋板状，得到长尺寸的波紋板状成形品。接着，在该波紋板状成形品的单面上的峰的顶部涂敷粘接剂3 (参照图2)的未硬化物。其后，把成为分隔部件1 (参照图1)的原料的长尺寸的原材料(添加水溶性吸湿剂的材料)与上述的波紋板状成形品抵接并使上述未硬化的粘接剂硬化，由此把两者接合而得到长尺寸的元件构成单元材料。
在第二子工序中，把在第一子工序中得到的长尺寸的元件构成单
元材料裁剪成规定的尺寸，得到多个具有利用粘接剂3相互接合分隔部件1和间隔保持部件5的j构成的元件构成单元。该元件构成单元成为图1所示的元件构成单元10a 10f中的任意一个。
在单元制作工序接下来进行的层积工序中，首先，在构成上述元件构成单元的间隔保持部件5中的峰的顶部涂敷粘接剂13(参照图2)的未硬化物。接着，以使一个元件构成单元中的间隔保持部件5的波紋与其上面或下面的元件构成单元中的间隔保持部件5的波紋俯视观看大体正交，如此来选定各元件构成单元的朝向，同时顺次层积涂敷了未硬化的粘接剂(粘接剂13的未硬化物)的各元件构成单元，在最上面的元件构成单元上层积顶板部件15(参照图1)。其后，使上述未硬化的粘接剂硬化，将在层积方向邻接的元件构成单元彼此以及最上面的元件构成单元与顶板部件15相互接合，得到图1所示的全热交换
15元件20。
另外，上述的单元制作工序中的长尺寸的元件构成单元材料的制作，例如用图3所示的设备连续进行。此时，成为间隔保持部件的原
预先成形为巻筒。
图3是表示在上述单元制作工序中连续制作长尺寸的元件构成单元材时使用的设备的一例的示意图。在该图所示的设备120是单面层装置，在该单面层装置中成为间隔保持部件5的原料的长尺寸的原材料5A被预先成形为巻筒Rn成为分隔部件1 (参照图1)的原料的长尺寸的原材料1A被预先成形为巻筒R2。
在设备120中从巻筒Rj拉出的原材料5A，首先送到具有一对台阶辊101a、 101b的波紋板加工机101。在波紋板加工机101中，齿轮状的上部台阶辊101a和齿轮状的下部台阶辊101b相互啮合转动，在这些台阶辊101a、 101b相互啮合的位置，原材料5A顺次成形为波紋板状。作为结果，连续制作长尺寸的波紋板状成形品5B。
接着，波紋板状成形品5B由下部台阶辊101b送到规定方向，在其途中在该波紋板状成形品5B上由涂敷辊103涂敷未硬化的粘接剂3a。未硬化的粘接剂3a贮存在粘接剂槽107中，涂敷辊103的周面局部地浸渍在粘接剂槽107中。另外，涂敷辊103的周面与下部台阶辊101b中的齿的顶部大致相接。
通过涂敷辊103在规定方向转动，未硬化的粘接剂3a附着在涂敷辊103的周面，进而涂敷在波紋板状成形品5B的单面。为了使在涂敷辊103的周面不过剩地附着未硬化的粘接剂3a，在该涂敷辊103的附近配置刮压辊107。通过调整下部台阶辊101b和刮压辊107的间隔，可调整未硬化的粘接剂3a向波紋板状成形品5B的涂敷量。另外，在作为粘接剂3(参照图2)使用热熔型粘接剂时，例如在粘接材料槽107附设加热器(未图示)，用该加热器熔融热熔型粘接剂而形成未硬化的粘接剂3a。
另夕卜，从巻筒R2拉出的原材料1A由两个引导辊llla、 lllb导向压力辊113。压力辊113配置成其周面与下部台阶辊101b中的齿的顶 部大致相接，在由该压力辊113使原材料1A送向规定方向的过程中， 该原材料1A被压接到波紋板状成形品5B上。
由于在波紋板状成形品5B如上所述涂敷未硬化的粘接剂3a，所 以，在波紋板状成形品5B上压接原材料1A以后，利用规定的机构(未 图示)，例如加热器、放射规定波长域的光的人工光源、吹出热风的风 机、或者吹出冷风的风机等，使未硬化的粘接剂3a硬化，波紋板状成 形品5B和原材料1A通过硬化后的粘接剂3 (参照图2)相互接合。 作为结果，可连续制作成为元件构成单元的原料的长尺寸的元件构成 单元材10A。另外，各台阶辊101a、 101b和压力辊113,为了容易整 理波紋板状成形品5B的形状，例如加热到150°C程度以上的规定温度。
在图3中各辊的转动方向以及各原材料1A、 5A的输送方向用实线的 箭头表示。
其后，通过用裁剪机把元件构成单元材料IOA从其端部顺次裁剪 成规定的尺寸，可连续制作成为元件构成单元10a 10f (参照图1)的 元件构成单元。
层积工序中的、粘接剂向各元件构成单元的涂敷，例如可使用图4示 意地表示的设备进行。
图4中所示的设备130具备 一对辊121a、 121b， j^存未硬化的 粘接剂13a的粘接剂槽123，配置在辊121b附近的刮压辊125，省略 图示的输送装置。元件构成单元IO按分隔部件1为上方、间隔保持部 件5为下方的朝向，由输送装置输送到一对辊121a、 121b，在此涂敷 未硬化的粘接剂13a。隔开规定的间隔，把多个元件构成单元IO顺次 输送到一对辊121a、 121b。
在上述一对辊121a、 121b中，上侧的辊121a作为把元件构成单 元10输送到规定方向的输送辊起作用，下侧的辊120b局部浸渍在粘 接剂槽123中，作为对元件构成单元10涂敷未硬化的粘接剂13a的涂 敷辊起作用。通过辊121b在规定方向转动，未硬化的粘接剂13a附着
17在辊121b的周面，进而涂敷到元件构成单元10的间隔保持部件5上。 刮压辊125配置在辊121b的附近，除掉附着在辊121b的周面上的过 剩的未硬化的粘接剂13a。通过调整辊121b和刮压辊125的间隔，可 调整未硬化的粘接剂13a向元件构成单元IO的涂敷量。另外，在作为 粘接剂13 (参照图2)使用热熔型粘接剂时，例如在粘接材料槽123 中附设加热器(未图示)，用该加热器使热熔型粘接剂熔融而形成未硬 化的粘接剂13a。
利用设备130涂敷了未硬化的粘接剂13a的各元件构成单元10, 如已说明的方式按规定的朝向层积，在最上面的元件构成单元上再层 积顶板部件15 (参照图1)。其后，利用图示省略的规定机构，例如加 热器、放射规定波长域的光的人工光源、吹出热风的风机、或者吹出 冷风的风机等，实施使未硬化的粘接剂13a硬化的硬化处理。通过进 行该硬化处理，得到通过粘接剂13 (参照图2)相互接合在层积方向 相邻的元件构成单元IO彼此的全热交换元件20 (参照图l及图4)。
另外，在单元制作工序中使用热熔型粘接剂时，也可以使用图5 示意地表示的设备140制作元件构成单元材10A。该图所示的设备140 替代图3所示的粘接材料槽105及刮压辊107地具有与涂敷辊103 的周面相接配置并向该涂敷辊103的周面供给未硬化的粘接剂3a即熔 融的热熔型粘接剂的送料辊133，在涂敷辊103和送料辊133的滑动 接触区域从其上方供给熔融的热熔型粘接剂的供给管135,以及把熔 融的热熔型粘接剂送向供给管135的粘接剂供给源(未图示)。由于除 这一点之外，设备140的构成与图3所示的设备120的构成相同，所 以对于图5所示的构成部件中与图3所示构成部件共同的部分，附加 与图3中使用的附图标记相同的附图标记并省略其说明。
另外，在层积工序中使用热熔型粘接剂时，也可以使用图6中示 意地表示的设备150向各元件构成单元10涂敷未硬化的粘接剂13a 即熔融的热熔型粘接剂。该图所示的设备150具备 一对辊141a、 141b， 配置在辊141b的附近并向辊141b的周面供给未硬化的粘接剂13a的 送料辊143，在辊141b和送料辊143的边界区域从其上方供给熔融的
18热熔型粘接剂的供给管145，把熔融的热熔型粘接剂送到供给管145 的粘接剂供给源(未图示)，输送装置(未图示)。
在上述一对辊141a、 141b中，下侧的辊141a作为把元件构成单 元10向规定方向输送的输送辊起作用，上侧的辊141b作为向元件构 成单元10涂敷未硬化的粘接剂13a的涂敷辊起作用。元件构成单元 IO按照分隔部件1为下方、间隔保持部件5为上方的朝向，利用输送 装置输送到一对辊141a、 141b，在此涂敷未硬化的粘接剂13a。
实施方式2
对于构成全热交换元件的各个元件构成单元中的分隔部件和间隔 保持部件的接合、或者元件构成单元彼此的接合，还可由基材和热粘 接性树脂层构成间隔保持部件，把构成该间隔保持部件的热粘接性树 脂层作为粘接剂使用来进行。具有该接合形态的全热交换元件的整体 形状由于例如可以形成为与图1所示的全热交换元件20的整体形状相 同，所以在此省略其图示。
图7是示意地表示具有上述的接合形态的全热交换元件一例中的
图。在该图中表示元件构成单元40a和粘接在其上的元件构成单元 40b。对于在图7所示的构成部件中与图2所示的构成部件共同的部分， 附加与图2中使用的附图标记相同的附图标记并省略其说明。
上述的元件构成单元40a、40b各自具有分隔部件1和粘接在该分 隔部件1上的间隔保持部件35,各间隔保持部件35具有由保水性材 料制作的基材35A、和设在该基材35A的下面整体上的热粘接性树脂 层35B。热粘接性树脂层35B例如通过在基材35A的单面上热熔接聚 乙烯或乙烯醋酸乙烯系共聚物(EVA)等热粘接性树脂膜或是片而形 成。上述的膜或是片可以是多孔质的，也可以是非多孔质的。在使用 多孔质的膜或是片形成热粘接性树脂层35B时，容易提高间隔保持部 件35的保水性。另外，在使用非多孔质的膜或是片形成热粘接性树脂 层35B时，容易提高间隔保持部件35的透气阻挡度。
各个元件构成单元40a、 40b中的分隔部件1和间隔保持部件35使用热粘接性树脂层35B作为热熔型粘接剂，在间隔保持部件35的 谷部R的背面侧相互接合，元件构成单元40a和元件构成单元40b通 过涂敷在元件构成单元40a的间隔保持部件35的峰部T的上面侧的 粘接剂13相互接合。作为热熔型粘接剂起作用的上述热粘接性树脂层 35B是相对添加到分隔部件1的水溶性的吸湿剂或该水溶性的吸湿剂 的水溶液显现非溶解性的物质。换言之，是在未硬化的状态下浸渍于 分隔部件1中的水溶性的吸湿剂不会溶解、在硬化后上述水溶性的粘 接剂或该水溶性的吸湿剂的水溶液不会浸入的物质。
例如在使用单面层装置制作各元件构成单元40a、 40b时，可以将 该单面层装置中波紋板加工机或压力辊作为热源使用，熔融上述热粘 接性树脂层35B。 一般地，因为树脂由吸湿造成的伸长或缩短小，所 以加厚热粘接性树脂层35B时可以抑制因间隔保持部件35的伸长或 缩短引起的变形，可提高制作元件构成单元时或层积多个元件构成单 元制作全热交换元件时的作业性。
件中，由于与实施方式1说明的全热交换元件20中同样的理由，容易 得到潜热的交换效率高的全热交换元件，且若使用该全热交换元件的 话，则容易构成可靠性高的空气调节器或换气装置等。另外，容易实 现制造全热交换元件所需时间的短缩或制造所需的投入能量的减少， 作为结果容易实现成本降低或对周围环境的环境负担的降低。 实施例
以下，列举实施例及比较例，具体地说明本发明的全热交换元件 及其制造方法。 <实施例1>
首先，作为分隔部件的原材料，使用在打碎加工纤维素纤维(浆 料)而得到的厚度约300nm、透气阻挡度5000秒以上的特殊加工纸 中浸渍规定量作为水溶性吸湿剂的氯化锂的长尺寸件，作为间隔保持 部件的原材料，使用厚度约80nm的白色单面光泽上等质纸的长尺寸 件，利用与图3所示的设备120同样的设备制作长尺寸的元件构成单元材料。此时，作为相互接合由波紋板加工机成形间隔保持部件的原 材料得到的波紋板状成形品与上述分隔部件的原材料的粘接剂，使用
开放时间(可使用时间)为数秒钟程度的EVA (乙烯醋酸乙烯系共聚 物树脂)系热熔型粘接剂，把将该热熔型粘接剂加热到约150。C而得 到的熔融物以25g/m2程度的涂敷量涂敷到上述波紋板状成形品上。
接着，把元件构成单元材料裁剪成规定的尺寸，得到多个元件构 成单元，在这些元件构成单元上用与图4所示的设备130相同的设备 涂敷由开放时间为20-30秒程度的SEBS (苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯 嵌段共聚物)系弹性体构成的热熔型粘接剂。此时，热熔型粘接剂加 热到约180'C而成为熔融物，其涂敷量为45g/i^程度。
其后，以一个元件构成单元中的间隔保持部件的波紋与其上面或 下面的元件构成单元中的间隔保持部件的波紋在俯视看时大体正交的 方式，顺次层积各元件构成单元，在最上面的元件构成单元上再层积 顶板部件以后，使由上述SEBS系弹性体构成的热熔型粘接剂的熔融 物硬化，得到具有与图1所示的全热交换元件20同样外观的全热交换 元件。在该全热交换元件中，按与图2所示的接合形态同样的形态接 合分隔部件和间隔保持部件。
<实施例2>
首先，作为分隔部件的原材料，准备在打碎加工纤维素纤维(浆 料)而得到的厚度约300jim、透气阻挡度5000秒以上的特殊加工纸 中浸渍规定量作为水溶性吸湿剂的氯化锂的长尺寸件，另外作为间隔 保持部件的原材料，在由厚度约为85fim的耐水纸构成的基材的单面 热粘接以聚苯乙烯为主成分的厚度约15jim的膜的长尺寸件。上述的 膜作为热粘接性树脂起作用。接着，把间隔保持部件的原材料从端部 顺次利用波紋板加工才几成形为波紋板状成形品，在成形为波紋板状成 形品之后使用上述的膜作为热熔型粘接剂与分隔部件的原材料相互接 合，得到长尺寸的元件构成单元材。
其后，把元件构成单元材料裁剪成规定的尺寸，得到多个元件构 成单元，在与实施例1相同的条件下层积这些该元件构成单元，得到具有与图1所示的全热交换元件20同样外观的全热交换元件。在该全 热交换元件中，按与图7所示的接合形态同样的形态接合分隔部件与 间隔保持部件。 <比较例>
作为间隔保持部件的原材料，使用厚度约70nm的长尺寸的阻燃 纸(相当于JIS规定的阻燃二级)，且作为在制作长尺寸元件构成单元 材时的粘接剂以及层积多个元件构成单元时的粘接剂，使用在作为水 溶媒形粘接剂的醋酸乙烯系乳胶粘接剂中再加水用以调整粘度而得的 粘接剂，除此以外，在与实施例1同样的条件下制作全热交换元件。 另外，在制作长尺寸的元件构成单元材料时的上述粘接剂的涂敷量为 14g/m2，层积多个元件构成单元时的上述粘接剂的涂敷量为29g/m2。
<评价>
对在实施例1、 2及比较例中制作的各全热交换元件，分别对高湿 度环境下的温度交换效率(显热的交换效率)、湿度交换效率(潜热的 交换效率)及全热交换效率，和低湿度环境下的温度交换效率、湿度 交换效率及全热交换效率进行测定。高湿度环境下的各交换效率的测 定在遵循JISB8628 (全热交换器)的交换效率测定条件(夏季条件) 条件下，另外低湿度环境下的各交换效率的测定在遵循ARI (美国空 调冷冻协会)1060 Rating Air-to-Air Energy Recovery Ventilation Equipment的交换效率测定条件(制冷条件)的条件下，分别通过遵 循JIS B8628 (全热交换器)的方法进行。该测定结果一起在图8中 表示。
如图8可明示的那样，对于高湿度环境下的温度交换效率及湿度 交换效率和低湿度环境下的温度交换效率，实施例1、 2的各全热交换 元件与比较例的全热交换元件大致相等，但对于低湿度环境下的湿度 交换效率，实施例1、 2的各全热交换元件相比比较例的全热交换元件 有大幅提高。这被认为是，在比较例的全热交换元件中，水溶性的吸 湿剂(氯化锂)从分隔部件向间隔保持部件的转移在元件的制造过程 及制造以后都能进行，而与此相对的是，在实施例l、 2的各全热交换
22元件中，水溶性的吸湿剂(氯化锂)从分隔部件向间隔保持部件的转
移在元件的制造过程及制造以后都几乎不会发生。在实施例1、 2的各 全热交换元件中，作为几乎不发生上述水溶性的吸湿剂转移的结果， 推定出特别改善了低湿度环境下的水分吸附特性，由此增加了透湿度。
以上，对本发明的热交换元件及其制造方法和热交换换气装置列 举了实施方式及实施例进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方 式。例如，未硬化的粘接剂的涂敷，除了用涂敷辊进行之外，还可对 应其材质例如利用喷雾涂敷等方法进行。
另外，间隔保持部件只要是能够保持两个分隔部件为规定间隔的 部件即可，也可以采用弯曲成矩形波状或三角波状的片或多张板片等 作为间隔保持部件。另外，对于元件构成单元或全热交换元件各自的 整体形状，还可根据要制造的全热交换元件的用途或该全热交换元件 所要求的性能等进行适当选定。对于本发明的全热交换元件及其制造 方法，除了上述的实施方式以外还可进行各种各样的变型、修饰、组 合等。
工业实用性
只要是用于静止型热交换器的全热交换元件，对于任何形态都可 适用本发明，能够在建筑物或车辆、船舶等进行空气调节或换气的各 种各样的装置中使用。
权利要求
1.一种全热交换元件，该全热交换元件具有层积构造，该层积构造交替层积了片状的分隔部件和间隔保持部件，所述分隔部件添加有水溶性的吸湿剂，所述间隔保持部件通过粘接剂与所述分隔部件接合并与该分隔部件共同形成气流的流路，其特征在于，所述间隔保持部件具有保水性，所述粘接剂相对于所述水溶性的吸湿剂或该水溶性的吸湿剂的水溶液显现非溶解性。
2. 如权利要求1所述的全热交换元件，其特征在于，所述粘接剂 是有机溶剂系粘接剂、无溶剂系反应型粘接剂或者热熔型粘接剂。
3. 如权利要求l所述的全热交换元件，其特征在于，所述分隔部 件由浸渍有所述水溶性的吸湿剂的保水性材料构成。
4. 如权利要求1所述的全热交换元件，其特征在于，所述间隔保性;脂层， ，、土 、、， 、'、'所述热粘接性树脂层作为使所述间隔保持部件与所述分隔部件接 合的粘接剂发挥作用。
5. 如权利要求1所述的全热交换元件，其特征在于，所述水溶性 的吸湿剂是具有潮解性的碱金属盐或者碱土类金属盐。
6. —种全热交换元件的制造方法，该全热交换元件具有层积构 造，该层积构造交替层积了片状的分隔部件和间隔保持部件，所述分 隔部件添加有水溶性的吸湿剂，所述间隔保持部件通过粘接剂与所述 分隔部件接合并与该分隔部件共同形成气流的流路，其特征在于，所 述全热交换元件的制造方法包括得到多个元件构成单元的单元制作工序，所述元件构成单元利用 粘接剂相互接合所述分隔部件和由保水性材料形成的所述间隔保持部件，和利用粘接剂接合所述元件构成单元彼此而得到层积配置有多个所述元件构成单元的全热交换元件的层积工序；所述单元制作工序中所使用的所述粘接剂以及所述层积工序中所 使用的所述粘接剂各自相对于所述水溶性的吸湿剂或者该水溶性的吸 湿剂的水溶液显现非溶解性。
7.如权利要求6所述的全热交换元件的制造方法，其特征在于，的所述粘接剂各自是有机溶剂系粘接剂、无溶剂系反应型粘接剂或者 热熔型粘接剂。
8. 如权利要求6所述的全热交换元件的制造方法，其特征在于， 所述分隔部件由浸渍有所述水溶性的吸湿剂的保水性材料构成。
9. 如权利要求6所述的全热交换元件的制造方法，其特征在于，上的热:接性;脂层， '工 、^所述热粘接性树脂层作为所述单元制作工序中的所述粘接剂被使用。
10. 如权利要求6所述的全热交换元件的制造方法，其特征在于， 所述水溶性的吸湿剂是具有潮解性的碱金属盐或者碱土类金属盐。
全文摘要
本发明提供具有层积构造的全热交换元件，该层积构造交替层积有添加了水溶性吸湿剂的片状分隔部件和利用粘接剂与分隔部件接合并与该分隔部件共同形成气流流路的间隔保持部件，间隔保持部件具有保水性，作为上述粘接剂通过使用相对上述水溶性吸湿剂或该水溶性吸湿剂的水溶液显现非溶解性的粘接剂，从而容易得到易构成潜热交换效率高且可靠性高的空气调节器或换气装置等的全热交换元件。
文档编号F28D9/00GK101688761SQ20078005357
公开日2010年3月31日 申请日期2007年6月29日 优先权日2007年6月29日
发明者今井孝典, 村井道雄, 荒井秀元, 高田胜, 鸨崎晋也 申请人:三菱电机株式会社