热交换器、换气装置、以及热交换器的制造方法
文献发布时间:2024-07-23 01:35:21
技术领域
本公开涉及一种热交换器、换气装置、以及热交换器的制造方法。
背景技术
在专利文献1中公开了使不同的两种空气进行热交换的热交换器。在该热交换器中,层叠的分隔板的间隔由隔壁板保持。分隔板和隔壁板通过粘合剂粘合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本公开专利公报特开平7-208891号公报
发明内容
-发明要解决的技术问题-
在如专利文献1的热交换器那样利用粘合剂将分隔板粘合在隔壁板上的情况下,粘合剂有可能会溢出到分隔板的与隔壁板相对的区域之外。溢出的粘合剂覆盖分隔板表面,从而阻碍了空气与分隔板之间的热传递。因此,在现有的热交换器中,用于组装该热交换器的粘合剂有可能导致热交换器的性能下降。
本公开的目的在于提升热交换器的性能。
-用以解决技术问题的技术方案-
在本公开的第一方面是一种热交换器10,包括多个流路元件20、50,多个所述流路元件20、50分别具有分隔部件15和框架25、55,所述分隔部件15为片状且具有透湿性,所述框架25、55与所述分隔部件15接合而形成空气流路21、51,所述热交换器10是通过层叠多个所述流路元件20、50而构成的,在多个所述流路元件20、50的各个所述流路元件20、50中,所述分隔部件15以与所述框架25、55直接接触的状态接合在所述框架25、55上。
在第一方面中,在各个流路元件20、50中,分隔部件15以与框架25、55直接接触的状态接合在框架25、55上。因此,与使用粘合剂将分隔部件15粘合在框架25、55上的情况相比,分隔部件15的与流过空气流路21、51的空气接触的部分变大,热交换器10的热交换性能提高。
本公开的第二方面在第一方面的热交换器10的基础上,所述分隔部件15包括片状的多孔基材16和覆盖该多孔基材16的表面的透湿层17,所述分隔部件15的所述透湿层17与所述框架25、55相对,所述多孔基材16和所述透湿层17中仅该透湿层17与所述框架25、55直接接触。
在第二方面中,将分隔部件15的透湿层17接合到框架25、55上。分隔部件15的多孔基材16不与框架25、55接触。
本公开的第三方面在所述第一或第二方面的热交换器10的基础上,在所述框架25、55上形成有供所述分隔部件15接合的平坦的接合面28、58。
在第三方面中,分隔部件15接合在形成在框架25、55的平坦的接合面28、58上。因此,分隔部件15与框架25、55的接合强度提高。
本公开的第四方面在所述第一到第三方面中的任一方面的热交换器10的基础上,所述分隔部件15与所述框架25、55的接合强度小于所述分隔部件15的断裂强度。
本公开的第五方面在所述第一到第三方面中的任一方面的热交换器10的基础上,所述分隔部件15与所述框架25、55的接合强度是在将所述分隔部件15从所述框架25、55剥离时所述分隔部件15不会断裂的接合强度。
在第四及第五的各方面中,能够不使分隔部件15断裂地将分隔部件15从框架25、55剥离。因此,在废弃热交换器10时,将分隔部件15和框架25、55分离的作业变得容易。
本公开的第六方面在所述第一到第五方面中的任一方面的热交换器10的基础上,所述分隔部件15通过进入所述框架25、55的表面上的微细的凹凸中而与所述框架25、55接合。
在第六方面中,分隔部件15通过进入框架25、55的表面的微细的凹凸中,不经由粘合剂而以与框架25、55直接接触的状态固定在框架25、55上。
本公开的第七方面在所述第一到第六方面中的任一方面的热交换器10的基础上,所述换气装置使从室外供向室内的供给气体与从室内排向室外的排出气体在所述热交换器10中进行热交换。
在第七方面中,在设置于换气装置100中的热交换器10中,供给气体与排出气体相互进行热交换。
本公开的第八方面是一种热交换器10的制造方法,包括第一工序200和第二工序210,在所述第一工序200中,通过将具有透湿性的片状的分隔部件15与形成空气流路21、51的框架25、55接合,来组装流路元件20、50,在所述第二工序210中,将在所述第一工序200中已组装好的多个所述流路元件20、50层叠起来,所述分隔部件15包括片状的多孔基材16和覆盖该多孔基材16的表面的透湿层17,所述第一工序是如下工序:将所述分隔部件15以所述透湿层17朝向所述框架25、55侧的姿势重叠在所述框架25、55上,使所述透湿层17中的面向所述框架25、55的部分暂时溶解或软化,使所述透湿层17的暂时溶解或软化的部分固化,从而将所述分隔部件15接合在所述框架25、55上。
在第八方面中,使构成分隔部件15的透湿层17中的面向框架25、55的部分暂时溶解或软化,之后使透湿层17的暂时溶解或软化的部分固化,由此将分隔部件15不经由粘接剂地固定在框架25、55上。
本公开的第九方面在所述第八方面的热交换器10的制造方法的基础上,所述分隔部件15的所述透湿层17是通过将原料液涂布在所述多孔基材16上而形成的,所述原料液是构成所述透湿层17的第一物质和以第二物质为主要成分的溶剂的混合物,所述第一工序200包括第一子工序201和第二子工序202,在所述第一子工序201中,使以所述第二物质为主要成分的处理液250附着在所述框架25、55上,在所述第二子工序202中,将所述分隔部件15的所述透湿层17重叠在附着有所述处理液250的所述框架25、55的面上,使该透湿层17中的面向所述框架25、55的部分暂时溶解。
在第九方面中,通过以第二物质为主要成分的处理液250使构成分隔部件15的透湿层17暂时溶解。第二物质是用于形成透湿层17的原料液的溶剂的主要成分。因此,即使为了将分隔部件15固定在框架25、55上而使透湿层17暂时溶解后固化,透湿层17也不会变质。因此,能够防止分隔部件15的透湿性能的下降,其结果是,能够防止热交换器10的性能下降。
附图说明
图1是换气装置的简要结构图;
图2是热交换器的立体图;
图3是热交换器的俯视图;
图4是热交换器的第一框架的俯视图;
图5是热交换器的第二框架的俯视图;
图6是示出图3的VI-VI剖面的热交换器的一部分的剖视图;
图7是将第一元件和第二元件分离而表示与图6相当的剖面的剖视图;
图8是热交换器的隔离片的剖视图;
图9是表示热交换器的制造方法的流程图;
图10是表示热交换器的制造方法的元件组装工序的框架及隔离片的剖视图;
图11是表示隔离片与框架的接合强度的测量方法的第一元件的俯视图。
具体实施方式
以下说明实施方式。本实施方式的换气装置100包括热交换器10,进行向室内空间的供气和从室内空间的排气。
-换气装置-
如图1所示,换气装置100包括收纳热交换器10的壳体110。在壳体110上,设置有室外空气吸入口111、供气口112、室内空气吸入口113以及排气口114。在壳体110的内部空间中形成有供气侧通路121和排气侧通路122。
供气侧通路121的一端与室外空气吸入口111连接,供气侧通路121的另一端与供气口112连接。排气侧通路122的一端与室内空气吸入口113连接,排气侧通路122的另一端与排气口114连接。在换气装置100中,室外空气在供气侧通路121中朝向室内流动,室内空气在排气侧通路122中朝向室外流动。
热交换器10布置为横穿供气侧通路121及排气侧通路122。热交换器10以第一空气流路36与供气侧通路121连通、第二空气流路37与排气侧通路122连通的状态设置在壳体110内。
换气装置100还包括供气扇131和排气扇132。供气扇131布置在供气侧通路121中热交换器10的下游侧。排气扇132布置在排气侧通路122中热交换器10的下游侧。
-热交换器的整体结构-
本实施方式的热交换器10是所谓的全热交换器。在换气装置100中,热交换器10在向室内供给的室外空气(供给气体)和向室外排出的室内空气(排出气体)之间进行显热和潜热(水分)的交换。
如图2、图3所示,热交换器10形成为端面呈多边形的柱状。本实施方式的热交换器10的端面呈横向长度较长的八边形。在热交换器10中,形成有一个主热交换部11和两个副热交换部12a、12b。
主热交换部11位于热交换器10的图3的左右方向上的中央。在图3所示的热交换器10的俯视图中,主热交换部11是横向长度较长的长方形的部分。副热交换部12a、12b位于热交换器10的图3的左右方向上的主热交换部11的侧方。在热交换器10中,在图3的左右方向上的主热交换部11的两侧各布置有一个副热交换部12a、12b。在图3所示的热交换器10的俯视图中,各副热交换部12a、12b是梯形部分。
热交换器10包括多个第一元件20及多个第二元件50。第一元件20及第二元件50是流路元件。在热交换器10中,第一元件20和第二元件50交替地重叠起来。第一元件20形成第一流路21。第一流路21是供供给气体流动的空气流路。第二元件50形成第二流路51。第二流路51是供排出气体流动的空气流路。在热交换器10中,在第一元件20及第二元件50的层叠方向上交替地形成有第一流路21和第二流路51。
在热交换器10的侧面(沿第一元件20及第二元件50的层叠方向延伸的面)上,形成有第一流入口22a、第一流出口22b、第二流入口52a以及第二流出口52b。第一流入口22a及第一流出口22b形成在第一元件20上且与第一流路21连通。第二流入口52a及第二流出口52b形成在第二元件50上且与第二流路51连通。
第一流入口22a、第一流出口22b、第二流入口52a以及第二流出口52b分别形成在热交换器10的不同侧面上。在热交换器10的一个副热交换部12a中,第一流入口22a在一个侧面上开口,第二流出口52b在另一个侧面上开口。在热交换器10的另一个副热交换部12b中,第一流出口22b在一个侧面上开口,第二流入口52a在另一个侧面上开口。
热交换器10的侧面由层叠起来的第一元件20及第二元件50的外周面构成。热交换器10的侧面实质上是平面。
如下文所述,构成热交换器10的第一元件20和第二元件50分别形成有六个缺口部38、68。在各元件20、50中,缺口部38、68在元件20、50的外周面上开口。
形成在一个元件20、50上的各缺口部38、68与形成在另一个元件20、50上的一个缺口部38、68相对应。在热交换器10中,各元件20、50的相对应的缺口部38、68沿元件20、50的层叠方向排成一列。
在本实施方式的热交换器10中,以填满排成一列的缺口部38、68的方式设置有密封部件81。密封部件81通过将硅制密封剂等填充剂填充到排列成一列的缺口部38、68中并使其固化而形成。
-热交换器的热交换作用-
如图1所示,在热交换器10中,室外空气OA流入第一流入口22a,室内空气RA流入第二流入口52a。已流入第一流入口22a的室外空气OA作为供给气体在第一流路21中流动,依次通过一个副热交换部12a、主热交换部11、另一个副热交换部12b,然后从第一流出口22b流出而供往室内。已流入第二流入口52a的室内空气RA作为排出气体在第二流路51中流动,依次通过另一个副热交换部12b、主热交换部11、一个副热交换部12a,然后从第二流出口52b流出而排向室外。
在热交换器10的各副热交换部12a、12b中,在第一流路21中流动的供给气体和在第二流路51中流动的排出气体沿相互交叉的方向流动。在热交换器10的主热交换部11中,在第一流路21中流动的供给气体和在第二流路51中流动的排出气体相互反向地流动。
在热交换器10中,在第一流路21中流动的供给气体与在第二流路51中流动的排出气体之间,进行显热和潜热(水分)的交换。在热交换器10中,热量从供给气体和排出气体中温度较高的一方朝向温度较低的一方移动。在热交换器10中,水分从供给气体和排出气体中湿度较高的一方朝向湿度较低的一方移动。
-第一元件、第二元件-
如图6、图7所示,第一元件20包括第一框架25和隔离片15,第二元件50包括第二框架55和隔离片15。
第一框架25和第二框架55分别是格子状的部件。在以下的说明中,将图6、图7中的第一框架25及第二框架55的上表面作为“正面”,将图6、图7中的第一框架25及第二框架55的下表面作为“背面”。
在第一元件20中,隔离片15被粘贴在第一框架25的背面。隔离片15覆盖第一框架25的几乎整个背面。在第二元件50中,隔离片15被粘贴在第二框架55的背面。隔离片15覆盖第二框架55的几乎整个背面。
〈第一框架〉
如图4所示,第一框架25形成为俯视时横向长度较长的八边形。俯视时的第一框架25的外形与热交换器10的端面的形状实质上相同。第一框架25是保持相邻的隔离片15之间的间隔的第一间隔保持部件。第一框架25的材质是树脂。第一框架25通过注射成形制造。
在第一框架25中,形成有一个中央区域26和两个端部区域27a、27b。中央区域26是横向长度较长的长方形区域,位于图4的左右方向上的中央。在第一框架25中,端部区域27a、27b在中央区域26的两侧各形成有一个。端部区域27a、27b是位于图4的左右方向上的中央区域26的侧方的梯形区域。
第一框架25包括框部30。框部30是沿第一框架25的外周延伸的部分,且绕第一框架25的整周而形成。框部30沿着隔离片15的周缘延伸。
在第一框架25的框部30上形成有两个第一连通用开口22。形成在框部30上的各第一连通用开口22使被框部30围住的第一流路21与框部30的外侧连通。在图4所示的框部30中,一个第一连通用开口22形成在位于左侧的端部区域27a的朝下的斜边上,且构成第一流入口22a。在图4所示的框部30中,另一个第一连通用开口22形成在位于右侧的端部区域27b的朝上的斜边上,且构成第一流出口22b。
如图6所示,在框部30上形成有凸条部34。凸条部34沿着框部30的最外周缘延伸,从框部30的正面突出。框部30的正面和凸条部34的突端面是与框部30的厚度方向实质上正交的平坦面。
如图6所示,在框部30上形成有凹条部35。凹条部35沿着框部30的最外周缘形成。凹条部35在框部30的背面和外周面这两个面上开口。框部30的背面和凹条部35的底面是与框部30的厚度方向实质上正交的平坦面。
凹条部35的剖面形状是与后述的第二框架55的凸条部64的剖面对应的形状。第二框架55的凸条部64嵌入第一框架25的凹条部35。
如图4所示,在第一框架25的框部30上形成有六个第一缺口部38。各第一缺口部38是在框部30的外周面上开口且朝向框部30的内侧延伸的缺口。
第一框架25包括第一内侧肋40和第一保持肋41。第一内侧肋40及第一保持肋41设置在第一框架25的各端部区域27a、27b。
第一内侧肋40形成为笔直的杆状,且沿与第一连通用开口22相交的方向延伸。在本实施方式中,第一内侧肋40的高度实质上等于第一流路21的厚度。
第一保持肋41形成为笔直的杆状,且沿实质上与第一内侧肋40正交的方向延伸。第一保持肋41形成为从相邻的第一内侧肋40中的一者伸到另一者。各第一保持肋41的厚度小于第一内侧肋40的厚度的一半。
第一框架25包括第一流路内肋45和第一支承肋46。第一流路内肋45及第一支承肋46设置在第一框架25的中央区域26。
第一流路内肋45形成为笔直的杆状,且沿着与中央区域26的长边平行的方向延伸。第一流路内肋45的高度实质上等于第一流路21的厚度。
第一支承肋46形成为笔直的杆状,且沿实质上与第一流路内肋45正交的方向延伸。第一支承肋46形成为从相邻的第一流路内肋45中的一者延伸到另一者。第一支承肋46与第一流路内肋45形成为一体,并保持相邻的第一流路内肋45彼此之间的间隔。各第一支承肋46的厚度小于第一流路内肋45的厚度的一半。
如图6、图7所示,在第一框架25的背面上粘贴有隔离片15。具体而言,在第一框架25中,框部30、第一内侧肋40、第一保持肋41、第一流路内肋45以及第一支承肋46的背面构成接合面28,在该接合面28上接合有隔离片15。第一框架25的接合面28是平坦面。
〈第二框架〉
如图5所示,第二框架55形成为俯视时横向长度较长的八边形。俯视时的第二框架55的外形与热交换器10的端面的形状实质上相同。第二框架55是保持相邻的隔离片15之间的间隔的第二间隔保持部件。第二框架55的材质是树脂。第二框架55通过注射成形制造。
在第二框架55中,形成有一个中央区域56和两个端部区域57a、57b。中央区域56是横向长度较长的长方形区域,位于图5的左右方向上的中央。在第二框架55中,端部区域57a、57b在中央区域56的两侧各形成有一个。端部区域57a、57b是位于图5的左右方向上的中央区域56的侧方的梯形区域。
第二框架55包括框部60。框部60是沿第二框架55的外周延伸的部分,且绕第二框架55的整周而形成。框部60沿着隔离片15的周缘延伸。
在第二框架55的框部60上形成有两个第二连通用开口52。形成在框部60上的各第二连通用开口52使被框部60围住的第二流路51与框部60的外侧连通。在图5所示的框部60中,一个第二连通用开口52形成在位于左侧的端部区域57a的朝上的斜边上,且构成第二流出口52b。在图5所示的框部60中,另一个第二连通用开口52形成在位于右侧的端部区域57b的朝下的斜边上,且构成第二流入口52a。
如图6所示,在框部60上形成有凸条部64。凸条部64沿着框部60的最外周缘延伸,从框部60的正面突出。框部60的正面和凸条部64的突端面是与框部60的厚度方向实质上正交的平坦面。
如图6所示,在框部60上形成有封闭部61。凹条部65沿着框部60的最外周缘形成。凹条部65在框部60的背面和外周面这两个面上开口。框部60的背面和凹条部65的底面是与框部60的厚度方向实质上正交的平坦面。
凹条部65的剖面形状是与第一框架25的凸条部34的剖面对应的形状。第一框架25的凸条部34嵌入第二框架55的凹条部65。
如图5所示,在第二框架55的框部60上形成有六个第二缺口部68。各第二缺口部68是在框部60的外周面上开口且朝向框部60的内侧延伸的缺口。第二缺口部68的形状与第一缺口部38的形状实质上相同。
第二框架55包括第二内侧肋70和第二保持肋71。第二内侧肋70及第二保持肋71设置在第二框架55的各端部区域57a、57b。
第二内侧肋70形成为笔直的杆状,且沿与第二连通用开口52相交的方向延伸。在本实施方式中,第二内侧肋70的高度实质上等于第二流路51的厚度。
第二保持肋71形成为笔直的杆状,且沿实质上与第二内侧肋70正交的方向延伸。第二保持肋71形成为从相邻的第二内侧肋70中的一者延伸到另一者。各第二保持肋71的厚度小于第二内侧肋70的厚度的一半。
第二框架55包括第二流路内肋75和第二支承肋76。第二流路内肋75及第二支承肋76设置在第二框架55的中央区域56。
第二流路内肋75形成为笔直的杆状,且沿与中央区域56的长边平行的方向延伸。第二流路内肋75的高度实质上等于第二流路51的厚度。
第二支承肋76形成为笔直的杆状,且沿实质上与第二流路内肋75正交的方向延伸。第二支承肋76形成为从相邻的第二流路内肋75中的一者延伸到另一者。第二支承肋76与第二流路内肋75形成为一体,并保持相邻的第二流路内肋75彼此之间的间隔。各第二支承肋76的厚度小于第二流路内肋75的厚度的一半。
如图6、图7所示,在第二框架55的背面上粘贴有隔离片15。具体而言,在第二框架55中,框部60、第二内侧肋70、第二保持肋71、第二流路内肋75以及第二支承肋76的背面构成接合面58,在该接合面58上接合有隔离片15。第二框架55的接合面58是平坦面。
-隔离片-
如图8所示,隔离片15包括片状的多孔基材16和设置在多孔基材16上的透湿层17。多孔基材16的一个面为第一面16a,另一个面为第二面16b。在本实施方式的隔离片15中,透湿层17以覆盖多孔基材16的第一面16a的方式设置。
〈多孔基材〉
多孔基材16是由例如聚烯烃类树脂形成的多孔片状部件。多孔基材16也可以是由纤维状树脂形成的无纺布。多孔基材16的厚度例如为10μm。多孔基材16是成为透湿层17的支承体的要素,优选透湿性优异的基材。
多孔基材16的一个表面即第一面16a经过亲水化处理。作为亲水化处理,能列举出电晕放电处理、等离子处理等。通过实施该亲水化处理,能够在多孔基材16的第一面16a上生成羧基、羟基或羰基。
〈透湿膜〉
透湿层17是覆盖多孔基材16的整个第一面16a的膜。透湿层17由具有透湿性的聚合物形成。形成透湿层17的聚合物是具有第一结构单元和第二结构单元的共聚物。透湿层17的厚度例如为1μm。透湿层17的厚度并无特别限定,优选为0.05~1μm,更优选为0.1~0.5μm。透湿层17的厚度为0.05μm以上时,制膜性和阻气性良好。如果透湿层17的厚度为1μm以下,则透湿性更加良好。
作为构成第一结构单元的单体,能示例出2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(2-Methacryloyloxyethyl Phosphorylcholine)。作为构成第二结构单元的单体,能示例出(甲基)丙烯酸十八酯等,酯部具有碳原子数为2以上的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。在形成透湿层17的共聚物中,第一结构单元和第二结构单元的共聚方式并无特别限定,可以是嵌段共聚、交替共聚、无规共聚中的任一种。
〈透湿膜的形成方法〉
在多孔基材16上形成透湿层17的工序包括涂布工序和加热干燥工序。涂布工序是将用于形成透湿层17的原料液涂布在多孔基材16的第一面16a上的工序。加热干燥工序是对在涂布工序中形成的涂膜进行加热而使溶剂蒸发的工序。
在涂布工序中使用的原料液是通过用水稀释原液而得到的液体。原液是形成透湿层17的聚合物和溶剂(本实施方式中为乙醇)的混合物。因此,本实施方式的原料液是以形成透湿层17的聚合物、作为溶剂的乙醇以及水为主要成分的液体。形成透湿层17的聚合物为第一物质。构成原料液的溶剂的主要成分为乙醇和水。溶剂可以含有添加剂等副成分。作为溶剂的主要成分的乙醇是第二物质。作为第一物质的聚合物溶解于作为第二物质的乙醇中。
如上所述,在涂布工序中,将原料液涂布在多孔基材16的第一面16a上。对多孔基材16的第一面16a预先实施亲水化处理。因此,在第一面16a的表面上形成的涂膜的厚度被均匀化,从而形成厚度均匀的透湿层17。
-热交换器的制造方法-
对热交换器10的制造方法进行说明。如图9所示,在本实施方式的热交换器10的制造方法中,依次进行元件组装工序200、层叠工序210以及密封工序211。
〈元件组装工序〉
如图9所示,元件组装工序200是组装第一元件20及第二元件50的第一工序。在元件组装工序200中,将隔离片15分别接合在第一框架25和第二框架55上。在元件组装工序200中,依次进行预处理工序201、粘贴工序202、干燥工序203。
〈元件组装工序的预处理工序〉
预处理工序201是使处理液250附着在框架25、55的接合面28、58上的第一子工序。在预处理工序201中,将处理液250喷洒或涂布在框架25、55的接合面28、58上。
处理液250的主要成分是乙醇和水。处理液250的主要成分包含作为用于形成透湿层17的原料液的溶剂的主要成分即乙醇(第二物质)。处理液250中的乙醇和水的配合比例可以与原料液的溶剂中的乙醇和水的配合比例相同,也可以不同。处理液250可以含有添加剂等副成分。处理液250中含有的副成分可以与原料液的溶剂中含有的副成分相同,也可以不同。
框架25、55的接合面28、58乍看下是平坦的。然而,框架25、55通过注射成形制造,不对接合面28、58实施精加工。因此,如图10(a)所示,在接合面28、58上形成有微细的凹凸。在经过预处理工序201的框架25、55中,如图10(b)所示,在接合面28、58上附着有处理液250。
需要说明的是,在预处理工序201中,作为使处理液250附着在框架25、55的接合面28、58上的方法,能够使用各种方法。例如,可以使用喷枪、辊涂机、帘式涂布机等设备使处理液250附着在框架25、55的接合面28、58上。作业人员也可以使用刮刀、毛刷、手压辊等工具,使处理液250附着在框架25、55的接合面28、58上。
〈元件组装工序的粘贴工序〉
粘贴工序202是将隔离片15接合在框架25、55的接合面28、58上的第二子工序。
如图10(c)所示,在粘贴工序202中,隔离片15以透湿层17与框架25、55的接合面28、58相对的姿势布置。在粘贴工序202中,该姿势的隔离片15与附着有处理液250的框架25、55的接合面28、58层叠起来。其结果是,隔离片15的透湿层17与附着在接合面28、58上的处理液250接触。
如上所述,形成透湿层17的聚合物溶解于作为处理液250的主要成分的乙醇中。因此,当将隔离片15重叠在附着有处理液250的框架25、55的接合面28、58上时,透湿层17中的与接合面28、58相对的区域的表层部分通过与处理液250中含有的乙醇接触而溶解。其结果,形成透湿层17的聚合物进入形成在接合面28、58上的微细的凹凸中。
〈元件组装工序的干燥工序〉
干燥工序203是使处理液250蒸发的工序。干燥工序203是将在粘贴工序202中重叠了隔离片15的框架25、55在规定时间内一直保持常温的工序。当处理液250蒸发时,透湿层17中在粘贴工序202中暂时溶解的部分固化。其结果,如图10(d)所示,隔离片15的透湿层17的表层部分进入形成在接合面28、58上的微细的凹凸,隔离片15固定在框架25、55的接合面28、58上。
〈层叠工序〉
在层叠工序210中,分别准备多个第一元件20和多个第二元件50,并进行将第一元件20和第二元件50交替层叠起来的作业。如果将第一元件20和第二元件50交替层叠,则会变成隔离片15与框架25、55交替层叠起来的状态。其结果是,分别形成由隔离片15分隔开的多个第一流路21和多个第二流路51。
层叠起来的第一元件20和第二元件50被相互固定住而构成层叠体。在该层叠体中,层叠起来的元件20、50由沿层叠方向贯穿元件20、50的螺栓以及安装在螺栓上的螺母相互固定。省略螺栓和螺母的图示。
〈密封工序〉
在通过层叠工序210形成的层叠体中,形成在各元件20、50的框架25、55上的相对应的缺口部38、68沿元件20、50的层叠方向排成一列。
在密封工序211中,进行向排列成一列的缺口部38、68填充具有流动性的填充剂的作业。作为具有流动性的填充剂,例如能够使用硅制密封剂等黏度相对较高的流体。
接着,在密封工序211中,进行使填充于缺口部38、68的填充剂固化的作业。在该作业中,为了使填充剂中含有的溶剂成分气化,将经过了填充工序的层叠体加热规定时间,或将其在规定时间内一直保持常温。其结果是,填满缺口部38、68的填充剂固化成密封部件81。
-隔离片的接合状态-
如图10(d)所示,透湿层17的表层部分进入形成在接合面28、58上的微细的凹凸中,由此隔离片15固定在框架25、55的接合面28、58上。因此,隔离片15以透湿层17与框架25、55直接接触的状态接合在框架25、55上。
这样,在本实施方式的元件20、50中,隔离片15不经由粘合剂而直接与框架25、55接合。在各元件20、50中,隔离片15的透湿层17与框架25、55直接接触,而隔离片15的多孔基材16不与框架25、55接触。
隔离片15与框架25、55的接合强度是在将隔离片15从框架25、55剥离时隔离片15不会断裂的接合强度。隔离片15与框架25、55的接合强度低于隔离片15的断裂强度。
〈断裂强度〉
隔离片15的断裂强度P1是在基于日本工业标准(JIS L 1092:2009)所规定的耐水性试验B法的试验中,隔离片15破裂时作用于隔离片15的压力。
〈接合强度〉
隔离片15与框架25、55的接合强度P2是通过使用本实施方式的元件20、50进行的试验来确定的。
参照图11说明用于确定接合强度P2的试验。需要说明的是,在此,对使用第一元件20进行的试验进行说明,但也可以使用第二元件50进行试验。
将隔离片15中的被第一流路内肋45和第一支承肋46包围的区域之一作为对象区域300。对该对象区域的中心点C施力,测量隔离片15从第一流路内肋45或第一支承肋46剥离时的力F。通过将力F除以对象区域300的面积A来计算接合强度P2(P2=F/A)。
〈断裂强度与接合强度的关系〉
在本实施方式的元件20、50中,隔离片15与框架25、55的接合强度P2小于隔离片15的断裂强度P1。隔离片15与框架25、55的接合强度P2优选为隔离片15的断裂强度P1的75%以下,更优选为50%以下。
-实施方式的特征(1)-
在元件20、50中,当使用粘合剂将隔离片15与框架25、55接合时,粘合剂可能从两者的接合处溢出。当从两者的接合处溢出的粘合剂覆盖隔离片15时,从供给气体和排出气体中的一者向另一者的热及水分的移动会受粘合剂阻碍。
另一方面,在本实施方式的各个元件20、50中,隔离片15以与框架25、55直接接触的状态接合在框架25、55上。因此,与使用粘合剂将隔离片15粘合在框架25、55上的情况相比,隔离片15的与流过空气流路21、51的空气接触的部分变大,热交换器10的热交换性能提高。
-实施方式的特征(2)-
在本实施方式的各元件20、50中,隔离片15接合在形成于框架25、55的平坦的接合面28、58上。因此,隔离片15与框架25、55的紧密性提高,隔离片15与框架25、55的接合强度提高。
-实施方式的特征(3)-
在本实施方式的元件20、50中,隔离片15与框架25、55的接合强度P2小于隔离片15的断裂强度P1。因此,能够不使隔离片15断裂地,将隔离片15从框架25、55上剥离。其结果是,在废弃热交换器10时,将隔离片15与框架25、55分离的作业变得容易。
在元件组装工序200中,在将隔离片15粘贴在框架25、55上的不适当的位置的情况下,能够将隔离片15暂时从框架25、55剥离,将剥离的隔离片15重新粘贴在框架25、55上。其结果是,在热交换器10的制造过程中,能够削减因作业失误而废弃的材料。
-实施方式的特征(4)-
在本实施方式的热交换器10的制造方法的元件组装工序200中,使构成隔离片15的透湿层17中的面向框架25、55的部分暂时溶解,其后使透湿层17的暂时溶解的部分固化,从而将隔离片15固定在框架25、55上。因此,根据本实施方式,能够不使用粘合剂将隔离片15接合在框架25、55上。
-实施方式的特征(5)-
在本实施方式的热交换器10的制造方法的元件组装工序200中,通过以乙醇为主要成分的处理液250使构成隔离片15的透湿层17暂时溶解。
乙醇是用于形成透湿层17的原料液的溶剂的主要成分。因此,即使为了将隔离片15固定在框架25、55上而使透湿层17暂时溶解后固化,透湿层17也不会变质。因此,能够在不损害隔离片15的透湿性能的情况下,将隔离片15接合在框架25、55上,能够防止热交换器10的性能下降。
此处,作为一般的粘合剂的成分的溶剂,其中含有的物质会在长时间内逐渐挥发。因此,在将热交换器安装于换气装置使用的情况下,粘合剂中含有的溶剂会蒸发而与空气一起流入室内,由于溶剂的气味而有可能影响室内空间的舒适性。
另一方面,本实施方式的元件组装工序200中使用的处理液250的主要成分即乙醇,是挥发性高的物质。因此,在元件组装工序200中组装的元件20、50中残留的乙醇在比较短的时间内实质上完全蒸发。因此,在将热交换器10安装在换气装置100上使用时,热交换器10中实质上不存在乙醇,不会因乙醇的气味而影响室内空间的舒适性。
-实施方式的第一变形例-
在本实施方式的热交换器10的制造方法中,在元件组装工序200中,可以通过嵌件成形将隔离片15接合在框架25、55上。
在该情况下,在元件组装工序200中,通过将熔融的树脂注入预先布置有隔离片15的注射成形用的模具中,制造在框架25、55上接合有隔离片15的元件20、50。与图7所示的元件20、50同样地,在本变形例中通过元件组装工序200制造的元件20、50中,仅将隔离片15的一个面与框架25、55接合。
-实施方式的第二变形例-
在本实施方式的热交换器10的制造方法中,在元件组装工序200中,可以通过热熔接将隔离片15接合在框架25、55上。
在该情况下,在元件组装工序200中,隔离片15在与框架25、55的接合面28、58紧密接合的状态下,在规定时间(例如25秒)内保持规定温度(例如120℃)。其结果是,隔离片15的透湿层17的一部分暂时溶解或软化,透湿层17中溶解或软化的部分进入接合面28、58的微小凹凸中。然后,当冷却隔离片15以使透湿层17固化时,隔离片15被固定在框架25、55的接合面28、58上。
在本实施方式的元件组装工序200中,可以通过热熔接以外的熔接将隔离片15接合在框架25、55上。作为热熔接以外的熔接的例子,能举例高频熔接、超声波熔接、激光熔接等。
在通过高频熔接将隔离片15接合在框架25、55上的情况下,通过照射数十MHz左右的高频(电磁波),使隔离片15的透湿层17的一部分溶解或软化。
在通过超声波熔接将隔离片15接合在框架25、55的情况下,对隔离片15的与框架25、55接触的部分照射超声波,通过产生的摩擦热使隔离片15的透湿层17的一部分溶解或软化。
在通过激光熔接将隔离片15接合在框架25、55的情况下,通过照射激光,使隔离片15的透湿层17的一部分溶解或软化。
-实施方式的第三变形例-
上述实施方式的热交换器10的形状不限定于八棱柱状。这些热交换器10的形状例如可以是六棱柱状,也可以是四棱柱状。
以上对实施方式和变形例进行了说明,但应理解的是可以在不脱离权利要求书的主旨和范围的情况下,对其形态和具体事项进行各种改变。此外,也可以对以上实施方式、变形例、其他实施方式所涉及的要素进行适当的组合或置换。说明书及权利要求书中的“第一”、“第二”、“第三”……这些词语仅用于区分包含上述词语的语句,并不是要限定该语句的数量、顺序。
-产业实用性-
综上所述,本公开对于热交换器、换气装置、以及热交换器的制造方法是有用的。
-符号说明-10热交换器15隔离片(分隔部件)16多孔基材17透湿层20第一元件(流路元件)21第一空气流路
25第一框架28接合面50第二元件(流路元件)51第二空气流路
55第二框架
58接合面
100换气装置
200第一工序
201第一子工序
202第二子工序210第二工序
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