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WO2022038762A1 - 熱交換素子および熱交換換気装置 - Google Patents

熱交換素子および熱交換換気装置 Download PDF

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Publication number
WO2022038762A1
WO2022038762A1 PCT/JP2020/031579 JP2020031579W WO2022038762A1 WO 2022038762 A1 WO2022038762 A1 WO 2022038762A1 JP 2020031579 W JP2020031579 W JP 2020031579W WO 2022038762 A1 WO2022038762 A1 WO 2022038762A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flow path
heat exchange
exchange element
rib
flow
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/031579
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智也 渡邊
剛史 坪内
俊三郎 大川
一 外川
公一 筈見
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to CN202080104366.7A priority Critical patent/CN115997101B/zh
Priority to EP24156313.9A priority patent/EP4343259B1/en
Priority to EP20950327.5A priority patent/EP4202344B1/en
Priority to JP2022543237A priority patent/JP7372472B2/ja
Priority to CA3189009A priority patent/CA3189009A1/en
Priority to PCT/JP2020/031579 priority patent/WO2022038762A1/ja
Priority to CN202510545074.1A priority patent/CN120333218A/zh
Priority to US18/041,855 priority patent/US12188665B2/en
Publication of WO2022038762A1 publication Critical patent/WO2022038762A1/ja
Priority to JP2023179996A priority patent/JP7536162B2/ja
Priority to US18/961,319 priority patent/US20250085004A1/en

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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/56—Heat recovery units

Definitions

  • the present disclosure relates to a heat exchange element and a heat exchange ventilation device that exchange heat between air streams.
  • a heat exchange ventilation device that exchanges heat between the air supply from the outside to the room and the exhaust flow from the room to the outside is known. By performing ventilation using a heat exchange element, it is possible to improve the efficiency of heating and cooling in the room, reduce the energy used for air conditioning in the room, and secure good air quality in the room.
  • a general heat exchange element is provided with a plate material that separates a flow path through which a supply air flow passes and a flow path through which an exhaust flow passes, and a holding member for maintaining a distance between the plate materials. It is desired that the heat exchange element can efficiently transfer heat between the flow paths in order to increase the heat exchange efficiency.
  • the form in which the supply air flow and the exhaust flow are circulated includes the orthogonal flow type in which the direction of the supply air flow passing through the heat exchange element and the direction of the exhaust flow passing through the heat exchange element are perpendicular to each other, and the heat exchange element.
  • a counterflow type in which the direction of the supply airflow passing through the heat exchange element and the direction of the exhaust flow passing through the heat exchange element are opposite to each other.
  • the heat exchange efficiency per unit volume of the heat exchange element is theoretically higher in the countercurrent type than in the orthogonal flow type. For this reason, many conventional heat exchange ventilators employ countercurrent heat exchange elements.
  • Patent Document 1 discloses a heat exchange element having a plurality of flow paths formed of a plate material and having a rectangular cross section of each flow path.
  • the plate material plays a role of partitioning the flow paths adjacent to each other. Since the heat exchange element according to Patent Document 1 can exchange heat between air streams on the entire surface constituting the flow path, it is possible to increase the amount of heat exchange. Further, in the heat exchange element according to Patent Document 1, since the cross section of each flow path is rectangular, each flow path is not easily crushed when the layers made of plate materials are stacked, and the pressure loss can be reduced. .. Further, in the heat exchange element according to Patent Document 1, since each flow path is composed of only a plate material, the number of parts can be reduced.
  • the present disclosure has been made in view of the above, and an object of the present disclosure is to obtain a heat exchange element capable of improving heat exchange efficiency.
  • the heat exchange element according to the present disclosure has a first flow path forming member and a second flow path forming member alternately stacked, and air is introduced.
  • a countercurrent unit including a first flow path through which air passes and a second flow path through which air flows in the direction opposite to that of the air passing through the first flow path is configured.
  • Each of the first flow path forming member and the second flow path forming member is a first flow in the first direction in which the first flow path forming member and the second flow path forming member are stacked.
  • the first wall that constitutes the end of the road, the second wall that constitutes the end of the second flow path in the first direction, and the second wall that is perpendicular to the first direction are adjacent to each other. It has a third wall portion that separates the first flow path and the second flow path, and has a rib portion that constitutes an countercurrent flow portion.
  • Each of the first flow path forming member and the second flow path forming member touches the end of the rib portion in the third direction perpendicular to the first direction and the second direction, and is in contact with the end of the rib portion in the third direction.
  • a plate portion that separates the first connecting flow path connected to the road and the second connecting flow path connected to the second flow path, and a rib portion provided at the end of the rib portion, the first flow path and the second connecting flow path. It has a first closed portion that closes between the two, and a second closed portion that is provided at the end of the rib portion and closes between the second flow path and the first connecting flow path.
  • the heat exchange element according to the present disclosure has the effect of improving the heat exchange efficiency.
  • a perspective view showing a part of the first flow path forming member shown in FIG. A perspective view showing a rib portion in the configuration shown in FIG.
  • FIG. 8 is a diagram showing a cross section of a central portion of the first flow path and the first flow path layer and the second flow path layer constituting the first flow path and the second flow path shown in FIGS. 8 and 9 in the Y-axis direction.
  • the first figure for demonstrating how the supply air flow and the exhaust flow pass through the heat exchange element which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 3 for explaining a state in which a supply air flow and an exhaust flow pass through the heat exchange element according to the first embodiment.
  • FIG. 1 shows the cross section of the rib part which constitutes the heat exchange element which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of the heat exchange element according to the first embodiment.
  • the heat exchange element 100 according to the first embodiment is a countercurrent type heat exchange element.
  • the heat exchange element 100 is a laminated body having a first flow path forming member 1 and a second flow path forming member 2 stacked alternately.
  • the number of the first flow path forming member 1 constituting the heat exchange element 100 and the number of the second flow path forming member 2 constituting the heat exchange element 100 are both arbitrary.
  • the stacking direction is the direction in which the first flow path forming member 1 and the second flow path forming member 2 are stacked.
  • the heat exchange element 100 includes a first flow path and a second flow path.
  • the first flow path and the second flow path are configured so that the air passing through the first flow path and the air passing through the second flow path do not mix with each other.
  • the first flow path is a supply air flow path through which the supply air flow from the outside to the inside of the room passes.
  • the second flow path is an exhaust flow path through which the exhaust flow from the room to the outside passes.
  • the heat exchange element 100 is configured with a countercurrent unit 3 in which heat exchange between the supply air flow and the exhaust flow is performed.
  • the countercurrent unit 3 includes a first flow path and a second flow path in which the exhaust flow flows in the direction opposite to the supply air flow passing through the first flow path. That is, in the countercurrent unit 3, the traveling direction of the supply airflow and the traveling direction of the exhaust flow differ from each other by 180 degrees.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a first flow path forming member constituting the heat exchange element according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a second flow path forming member constituting the heat exchange element according to the first embodiment.
  • the first flow path forming member 1 has a first flow path layer 10 constituting the countercurrent flow portion 3, a first inlet header portion 11, and a first outlet header portion 12.
  • the second flow path forming member 2 has a second flow path layer 20 constituting the countercurrent section 3, a second inlet header section 21, and a second exit header section 22.
  • the countercurrent unit 3 is composed of a first flow path layer 10 and a second flow path layer 20 that are alternately stacked.
  • the first entrance header portion 11 has a plate portion 15 and a flow path wall 17 standing on the plate portion 15.
  • the end 13 of the plate portion 15 constitutes the inlet of the air supply in the heat exchange element 100.
  • the first inlet header portion 11 constitutes an inlet-side flow path between the inlet of the air supply and the countercurrent portion 3.
  • the flow path wall 17 guides the air supply from the inlet of the air supply to the countercurrent unit 3.
  • the first outlet header portion 12 has a plate portion 16 and a flow path wall 18 erected on the plate portion 16.
  • the end 14 of the plate portion 16 constitutes the outlet of the air supply airflow in the heat exchange element 100.
  • the first outlet header portion 12 constitutes an outlet-side flow path between the outlet of the supply airflow and the countercurrent portion 3.
  • the flow path wall 18 guides the air supply from the countercurrent unit 3 to the outlet of the air supply.
  • each of the plate portion 15 and the plate portion 16 is a flat plate perpendicular to the stacking direction.
  • the second entrance header portion 21 has a plate portion 25 and a flow path wall 27 standing on the plate portion 25.
  • the end 23 of the plate portion 25 constitutes the inlet of the exhaust flow in the heat exchange element 100.
  • the second inlet header portion 21 constitutes an inlet-side flow path between the inlet of the exhaust flow and the countercurrent portion 3.
  • the flow path wall 27 guides the exhaust flow from the inlet of the exhaust flow to the countercurrent unit 3.
  • the second outlet header portion 22 has a plate portion 26 and a flow path wall 28 erected on the plate portion 26.
  • the end 24 of the plate portion 26 constitutes the outlet of the exhaust flow in the heat exchange element 100.
  • the second outlet header portion 22 constitutes an outlet-side flow path between the outlet of the exhaust flow and the countercurrent portion 3.
  • the flow path wall 28 guides the exhaust flow from the countercurrent portion 3 to the outlet of the exhaust flow.
  • each of the plate portion 25 and the plate portion 26 is a flat plate perpendicular to the stacking direction.
  • the first entrance header portion 11 and the second exit header portion 22 are alternately stacked.
  • the first inlet header portion 11 is covered with the surface of the plate portion 26 opposite to the surface on which the flow path wall 28 is provided, whereby the inlet side flow path of the air supply airflow is configured.
  • the outlet side flow path of the exhaust flow is formed by covering the second outlet header portion 22 with the surface of the plate portion 15 opposite to the surface on which the flow path wall 17 is provided.
  • the first exit header portion 12 and the second entrance header portion 21 are alternately stacked.
  • the outlet side flow path of the air supply airflow is formed by covering the first outlet header portion 12 on the surface of the plate portion 25 opposite to the surface on which the flow path wall 27 is provided.
  • the second inlet header portion 21 is covered with the surface of the plate portion 16 opposite to the surface on which the flow path wall 18 is provided, whereby the inlet side flow path of the exhaust flow is configured.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a countercurrent portion of the heat exchange element according to the first embodiment.
  • FIG. 4 shows an end of the first flow path layer 10 connected to the inlet side flow path of the air flow and an end of the second flow path layer 20 connected to the exhaust flow outlet side flow path. Shows the part.
  • the X-axis, Y-axis, and Z-axis are three axes that are orthogonal to each other.
  • the Z-axis direction, which is the first direction is the stacking direction.
  • the second direction, the X-axis direction is a direction perpendicular to the first direction.
  • the Y-axis direction, which is the third direction is a direction perpendicular to the first direction and the second direction.
  • the supply airflow and the exhaust airflow passing through the countercurrent unit 3 flow in opposite directions in the Y-axis direction.
  • the side indicated by the arrow in the figure is the plus side
  • the side opposite to the arrow is the minus side.
  • Each of the plurality of first flow path layers 10 constituting the countercurrent portion 3 has a sheet material 30 on which a plurality of rib portions 31 are formed.
  • Each rib portion 31 is composed of a wall portion formed by bending the sheet material 30.
  • the plurality of rib portions 31 are arranged in the X-axis direction.
  • Each of the plurality of second flow path layers 20 constituting the countercurrent portion 3 has a sheet material 40 on which a plurality of rib portions 41 are formed.
  • Each rib portion 41 is composed of a wall portion formed by bending the sheet material 40.
  • the plurality of rib portions 41 are arranged in the X-axis direction.
  • the space constituting the first flow path and the space constituting the second flow path are composed of the rib portions 31 and 41, respectively.
  • the space constituting the first flow path and the space constituting the second flow path are each partitioned into a rectangle by the rib portions 31 and 41.
  • Such a rectangle is a rectangle having a length in the Z-axis direction longer than a length in the X-axis direction, and is a trapezoid or a rectangle.
  • FIG. 4 shows an example in which each of the space constituting the first flow path and the space constituting the second flow path are trapezoidally partitioned by the rib portions 31 and 41.
  • the sheet materials 30 and 40 are sheet materials having thermal conductivity, and are metal sheets or resin sheets.
  • the resin sheet may be a moisture-permeable resin sheet.
  • the rib portions 31, 41 are formed by bending the sheet materials 30, 40 by processing such as press working, compression molding, or vacuum forming.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a part of the first flow path forming member shown in FIG. 2.
  • FIG. 6 is a perspective view showing a rib portion in the configuration shown in FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a rib portion and a closed portion in the configuration shown in FIG.
  • FIGS. 5, 6 and 7 shows a portion of one rib portion 31 including the end 37 on the plus side in the Y-axis direction.
  • the rib portion 31 has side wall portions 32, 33, 34, an upper surface portion 35, and a lower surface portion 36.
  • Each side wall portion 32, 33, 34 is a thin plate-shaped wall portion erected at intervals in the X-axis direction.
  • FIGS. 5, 6 and 7 show the side wall portions 32, 33, 34 erected in the Z-axis direction.
  • the side wall portions 32, 33, 34 may be inclined with respect to the Z-axis direction.
  • the upper surface portion 35 covers the space between the two side wall portions 32 and 33 from the plus side in the Z-axis direction.
  • the lower surface portion 36 covers between the two side wall portions 33 and 34 from the negative side in the Z-axis direction.
  • Each of the upper surface portion 35 and the lower surface portion 36 shown in FIGS. 5, 6 and 7 is a flat plate-shaped portion parallel to the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • Each of the upper surface portion 35 and the lower surface portion 36 is not limited to a flat plate shape, and may be curved.
  • the space surrounded by the lower surface portion 36 and the side wall portions 33 and 34 is the first flow path.
  • the lower surface portion 36 is a first wall portion that constitutes an end of the first flow path on the negative side in the Z-axis direction.
  • the space surrounded by the upper surface portion 35 and the side wall portions 32 and 33 is the second flow path.
  • the upper surface portion 35 is a second wall portion that constitutes an end of the second flow path on the plus side in the Z-axis direction.
  • Each side wall portion 32, 33, 34 is a third wall portion that separates the first flow path and the second flow path that are adjacent to each other in the X-axis direction.
  • each of the spaces constituting the flow path is partitioned into a rectangle.
  • each of the space constituting the first flow path and the space constituting the second flow path is trapezoidally partitioned in the ZX cross section. Be done.
  • the plate portion 15 is joined to the end 37 of the rib portion 31.
  • the plate portion 15 is arranged at the center position of the rib portion 31 in the length in the Z-axis direction.
  • the plate portion 15 partitions the inlet side flow path of the supply airflow and the outlet side flow path of the exhaust flow. That is, the inlet side flow path of the supply airflow, which is the first connection flow path connected to the first flow path, and the outlet side flow path of the exhaust flow, which is the second connection flow path connected to the second flow path, are , It is partitioned by the plate portion 15. Of the spaces on the positive side in the Y-axis direction from the rib portion 31 shown in FIGS.
  • the space on the positive side in the Z-axis direction from the plate portion 15 is the inlet side flow path of the air supply.
  • the space on the negative side in the Z-axis direction from the plate portion 15 is the outlet side flow path of the exhaust flow.
  • the first flow path forming member 1 has a first closed portion 38 and a second closed portion 39, which are closed portions provided at the end 37 of the rib portion 31.
  • the first closed portion 38 closes between the first flow path surrounded by the lower surface portion 36 and the side wall portions 33, 34 and the outlet side flow path of the exhaust flow.
  • the second closed portion 39 closes between the second flow path surrounded by the upper surface portion 35 and the side wall portions 32, 33 and the inlet side flow path of the air supply.
  • each of the first closed portion 38 and the second closed portion 39 is a flat plate parallel to the X-axis direction and the Z-axis direction.
  • the portion of the rib portion 31 including the end on the minus side in the Y-axis direction has the same configuration as the portion of the rib portion 31 including the end on the plus side in the Y-axis direction shown in FIGS. 5, 6 and 7. ..
  • the plate portion 16 shown in FIG. 2 is joined to the end of the rib portion 31 on the minus side in the Y-axis direction. Like the plate portion 15, the plate portion 16 is arranged at the center position of the rib portion 31 in the length in the Z-axis direction.
  • the plate portion 16 partitions the outlet side flow path of the supply airflow and the inlet side flow path of the exhaust flow.
  • the outlet side flow path of the supply airflow which is the first connection flow path connected to the first flow path
  • the inlet side flow path of the exhaust flow which is the second connection flow path connected to the second flow path
  • the plate portion 16 is partitioned by the plate portion 16.
  • the space on the plus side in the Z-axis direction with respect to the plate portion 16 is the outlet side flow path of the air supply.
  • the space on the negative side in the Z-axis direction of the plate portion 16 is the flow path on the inlet side of the exhaust flow.
  • a first closed portion 38 and a second closed portion 39 are provided at the end of the rib portion 31 on the negative side in the Y-axis direction, similarly to the end 37 of the rib portion 31.
  • the first closing portion 38 closes between the first flow path and the inlet side flow path of the exhaust flow.
  • the second closing portion 39 closes between the second flow path and the outlet side flow path of the air supply.
  • the second flow path forming member 2 has the same configuration as the first flow path forming member 1.
  • the rib portion 41 has side wall portions 32, 33, 34, an upper surface portion 35, and a lower surface portion 36, similar to the rib portions 31 shown in FIGS. 5, 6 and 7.
  • the portion of the rib portion 41 shown in FIG. 4 including the end on the plus side in the Y-axis direction has the same configuration as the portion of the rib portion 31 including the end on the plus side in the Y-axis direction.
  • the plate portion 26 shown in FIG. 3 is joined to the end of the rib portion 41 on the plus side in the Y-axis direction.
  • the plate portion 26 is arranged at the center position of the rib portion 41 in the length in the Z-axis direction.
  • the plate portion 26 partitions the outlet side flow path of the exhaust flow and the inlet side flow path of the supply air flow.
  • the inlet side flow path of the supply airflow which is the first connection flow path connected to the first flow path
  • the outlet side flow path of the exhaust flow which is the second connection flow path connected to the second flow path
  • the plate portion 26 is partitioned by the plate portion 26.
  • the space on the positive side in the Y-axis direction from the rib portion 41 the space on the positive side in the Z-axis direction from the plate portion 26 is the outlet side flow path of the exhaust flow.
  • the space on the negative side in the Z-axis direction of the plate portion 26 is the inlet side flow path of the air supply.
  • a first closed portion 38 and a second closed portion 39 are provided at the end of the rib portion 41 on the positive side in the Y-axis direction, similarly to the end 37 of the rib portion 31.
  • the first closing portion 38 closes between the first flow path and the outlet side flow path of the exhaust flow.
  • the second closing portion 39 closes between the second flow path and the inlet side flow path of the air supply.
  • the portion of the rib portion 41 including the end on the minus side in the Y-axis direction has the same configuration as the portion of the rib portion 31 including the end on the plus side in the Y-axis direction shown in FIGS. 5, 6 and 7. ..
  • the plate portion 25 shown in FIG. 3 is joined to the end of the rib portion 41 on the minus side in the Y-axis direction.
  • the plate portion 25 is arranged at the center position in the length of the rib portion 41 in the Z-axis direction.
  • the plate portion 25 partitions the inlet side flow path of the exhaust flow and the outlet side flow path of the supply air flow.
  • the outlet side flow path of the supply airflow which is the first connection flow path connected to the first flow path
  • the inlet side flow path of the exhaust flow which is the second connection flow path connected to the second flow path
  • the plate portion 25 is partitioned by the plate portion 25.
  • the space on the plus side in the Z-axis direction with respect to the plate portion 25 is the flow path on the inlet side of the exhaust flow.
  • the space on the minus side in the Y-axis direction of the rib portion 41 the space on the minus side in the Z-axis direction of the plate portion 25 is the outlet side flow path of the air supply.
  • a first closed portion 38 and a second closed portion 39 are provided at the end of the rib portion 41 on the negative side in the Y-axis direction, similarly to the end 37 of the rib portion 31.
  • the first closing portion 38 closes between the first flow path and the inlet side flow path of the exhaust flow.
  • the second closing portion 39 closes between the second flow path and the outlet side flow path of the air supply.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a first flow path and a second flow path configured in the countercurrent portion of the heat exchange element according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a plan view showing the first flow path, the second flow path, and the plate portion shown in FIG.
  • FIG. 8 a first flow path layer 10 including a rib portion 31, a first closed portion 38, and a second closed portion 39, a rib portion 41, a first closed portion 38, and a second closed portion are shown.
  • the second flow path layer 20 composed of 39 is schematically represented.
  • FIG. 8 shows the end of the first flow path layer 10 on the positive side in the Y-axis direction and the end of the second flow path layer 20 on the positive side in the Y-axis direction.
  • FIG. 9 shows the configuration of the end portion of the countercurrent portion 3 on the plus side in the Y-axis direction.
  • the boundary between the portion 41 and the second closed portion 39 is omitted.
  • the first channel layer 10 and the second channel layer 20 are shown separated from each other, but the first channel layer 10 and the second channel layer 20 adjacent to each other in the Z-axis direction are shown.
  • the flow path layer 20 is joined to each other.
  • the first flow path 51 is formed on the positive side in the Z-axis direction of the first flow path layer 10 with respect to the plate portion 15.
  • the region adjacent to the first flow path 51 in the X-axis direction is closed by the second closing portion 39.
  • the second flow path 52 is formed in the first flow path layer 10 on the negative side in the Z-axis direction with respect to the plate portion 15.
  • the region adjacent to the second flow path 52 in the X-axis direction is closed by the first closing portion 38.
  • Approximately half of the end portion of the first flow path layer 10 on the positive side in the Y-axis direction is closed by the first closed portion 38 or the second closed portion 39.
  • the second flow path 52 is formed in the second flow path layer 20 on the positive side in the Z-axis direction with respect to the plate portion 26.
  • the region adjacent to the second flow path 52 in the X-axis direction is closed by the first closing portion 38.
  • the first flow path 51 is formed in the second flow path layer 20 on the negative side in the Z-axis direction with respect to the plate portion 26.
  • the region adjacent to the first flow path 51 in the X-axis direction is closed by the second closing portion 39.
  • Approximately half of the end portion of the second flow path layer 20 on the positive side in the Y-axis direction is closed by the first closed portion 38 or the second closed portion 39.
  • FIG. 10 shows a cross section of a central portion of the first flow path layer and the second flow path layer constituting the first flow path and the second flow path shown in FIGS. 8 and 9 in the Y-axis direction. It is a figure which shows.
  • first flow path layer 10 each of the plurality of first flow paths 51 and the plurality of second flow paths 52 is partitioned from each other by the side wall portions 32, 33, 34 of the rib portion 31.
  • the plurality of first flow paths 51 and the plurality of second flow paths 52 are partitioned from each other by the side wall portions 32, 33, 34 of the rib portion 41.
  • Each first flow path 51 of the first flow path layer 10 and each second flow path 52 of the second flow path layer 20 are separated from each other by a lower surface portion 36.
  • Each second flow path 52 of the first flow path layer 10 and each first flow path 51 of the second flow path layer 20 are separated from each other by an upper surface portion 35.
  • FIG. 11 is a first diagram for explaining how the supply air flow and the exhaust flow pass through the heat exchange element according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a second diagram for explaining how the supply air flow and the exhaust flow pass through the heat exchange element according to the first embodiment.
  • FIG. 13 is a third diagram for explaining how the supply air flow and the exhaust flow pass through the heat exchange element according to the first embodiment.
  • FIG. 11 shows how the supply airflow 57 and the exhaust flow 58 pass through the flow path on the positive side in the Y-axis direction from the first flow path layer 10 and the second flow path layer 20.
  • FIG. 12 shows how the supply airflow 57 and the exhaust flow 58 pass through the end of the first flow path layer 10 on the positive side in the Y-axis direction.
  • FIG. 13 shows how the supply airflow 57 and the exhaust flow 58 pass through the first flow path layer 10 and the second flow path layer 20. It should be noted that FIGS. 11, 12, and 13 show a broken line schematically showing the boundary between the first flow path 51 and the second flow path 52 in the cross section shown in FIG. 10.
  • FIG. 11 shows two first flow path layers 10 and one second flow path layer 20 arranged between the two first flow path layers 10.
  • the ZX plane shown in FIG. 11 is divided into 6 in the Z-axis direction and 6 in the X-axis direction, and a combination of a numerical value indicating a position in the Z-axis direction and a numerical value indicating a position in the X-axis direction is used.
  • the airflow 57 is divided into six divided regions (1,1), (1,2), (1,3), (1,4), (1,5) and (1,6). It flows through the inlet side flow path 55 that straddles. Further, the air flow 57 includes (4,1), (4,2), (4,3), (4,4), (4,5), (4,6), (5,1), ( It flows through the inlet side flow path 55 straddling the 12 divided regions of 5, 2), (5, 3), (5, 4), (5, 5) and (5, 6).
  • the exhaust flow 58 is (2,1), (2,2), (2,3), (2,4), (2,5), (2,6), (3,1). , (3,2), (3,3), (3,4), (3,5) and (3,6) flow through the outlet side flow path 56 straddling the 12 divided regions. Further, the exhaust flow 58 is an outlet that straddles the six divided regions of (6,1), (6,2), (6,3), (6,4), (6,5) and (6,6). It flows through the side flow path 56.
  • each of the three divided regions (1, 2,), (1, 4) and (1, 6) is closed by the second closing portion 39. It is missing.
  • each of the three divided regions (2, 1), (2, 3) and (2, 5) is closed by the first closing portion 38. It is missing.
  • each of the three divided regions (3, 2), (3, 4) and (3, 6) is closed by the first closing portion 38. It is missing.
  • each of the three divided regions (4, 1), (4, 3) and (4,5) is closed by the second closing portion 39. It is missing.
  • each of the three divided regions (5, 2), (5, 4) and (5, 6) is closed by the second closing portion 39. It is missing.
  • each of the three divided regions (6, 1), (6, 3) and (6, 5) is closed by the first closing portion 38. It is missing.
  • the airflow 57 passing through the divided region of (1,1) in FIG. 12 flows through the first flow path 51 straddling the two divided regions of (1,1) and (2,1) in FIG.
  • the airflow 57 passing through the divided regions of (1,3) in FIG. 12 flows through the first flow path 51 straddling the two divided regions of (1,3) and (2,3) in FIG.
  • the airflow 57 that has passed through the divided regions of (1,5) flows through the first flow path 51 that straddles the two divided regions of (1,5) and (2,5) in FIG.
  • the exhaust flow 58 passing through the second flow path 52 straddling the two divided regions (1, 2) and (2, 2) in FIG. 13 is aggregated in the divided region (2, 2) in FIG. To the outlet side flow path 56.
  • the exhaust flow 58 passing through the second flow path 52 straddling the two divided regions of (1,4) and (2,4) in FIG. 13 is aggregated in the divided region of (2,4) in FIG. To the outlet side flow path 56.
  • the exhaust flow 58 passing through the second flow path 52 straddling the two divided regions of (1,6) and (2,6) in FIG. 13 is aggregated in the divided region of (2,6) in FIG. To the outlet side flow path 56.
  • the exhaust flow 58 passing through the second flow path 52 straddling the two divided regions of (3, 1) and (4, 1) in FIG. 13 is aggregated in the divided region of (3, 1) in FIG. To the outlet side flow path 56.
  • the exhaust flow 58 passing through the second flow path 52 straddling the two divided regions (3, 3) and (4, 3) in FIG. 13 is aggregated in the divided region (3, 3) in FIG. To the outlet side flow path 56.
  • the exhaust flow 58 passing through the second flow path 52 straddling the two divided regions of (3, 5) and (4, 5) in FIG. 13 is aggregated in the divided region of (3, 5) in FIG. To the outlet side flow path 56.
  • the airflow 57 that has passed through the divided regions of (4, 2) flows through the first flow path 51 that straddles the two divided regions of (3, 2) and (4, 2) in FIG.
  • the airflow 57 passing through the divided regions of (4, 4) in FIG. 12 flows through the first flow path 51 straddling the two divided regions of (3, 4) and (4, 4) in FIG.
  • the airflow 57 that has passed through the divided regions of (4, 6) in FIG. 12 flows through the first flow path 51 that straddles the two divided regions of (3, 6) and (4, 6) in FIG.
  • the airflow 57 passing through the divided region of (5, 1) in FIG. 12 flows through the first flow path 51 straddling the two divided regions of (5, 1) and (6, 1) in FIG.
  • the airflow 57 that has passed through the divided regions of (5, 3) in FIG. 12 flows through the first flow path 51 that straddles the two divided regions of (5, 3) and (6, 3) in FIG.
  • the airflow 57 that has passed through the divided regions of (5, 5) in FIG. 12 flows through the first flow path 51 that straddles the two divided regions of (5, 5) and (6, 5) in FIG.
  • the exhaust flow 58 passing through the second flow path 52 straddling the two divided regions (5, 2) and (6, 2) in FIG. 13 is aggregated in the divided region (6, 2) in FIG. Flows toward the outlet side flow path 56.
  • the exhaust flow 58 passing through the second flow path 52 straddling the two divided regions (5, 4) and (6, 4) in FIG. 13 is aggregated in the divided region (6, 4) in FIG. Flows toward the outlet side flow path 56.
  • the exhaust flow 58 passing through the second flow path 52 straddling the two divided regions (5, 6) and (6, 6) in FIG. 13 is aggregated in the divided region (6, 6) in FIG. Flows toward the outlet side flow path 56.
  • the first flow path layer 10 and the second flow path layer 20 are configured with a first flow path 51 and a second flow path 52 that are adjacent to each other in the X-axis direction. There is.
  • the first flow path 51 and the second flow path 52 are adjacent to each other in the X-axis direction, so that the heat exchange efficiency between the supply air flow 57 and the exhaust flow 58 can be improved.
  • the rib portions 31 and 41 constituting the first flow path 51 and the second flow path 52 are a combination of thin plate-shaped portions, and the sheet materials 30 and 40 are bent by processing such as compression molding. Can be manufactured. As a result, the countercurrent portion 3 having the rib portions 31 and 41 can be easily manufactured.
  • the heat exchange element 100 includes rib portions 31, 41 constituting the countercurrent portion 3, plate portions 15, 16, 25, 26 in contact with the ends of the rib portions 31, 41, and first. It has a closed portion 38 and a second closed portion 39.
  • the heat exchange element 100 has the effect of improving the heat exchange efficiency.
  • FIG. 14 is a diagram showing a cross section of a rib portion constituting the heat exchange element according to the second embodiment.
  • the thicknesses of the side wall portions 32, 33, 34 constituting the rib portions 31, 41 are set so as to be able to improve the heat exchange efficiency between the supply air flow 57 and the exhaust flow 58.
  • the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the configurations different from those in the first embodiment will be mainly described.
  • FIG. 14 shows a portion of one rib portion 31 including the end on the plus side in the Y-axis direction.
  • the thickness of each side wall portion 32, 33, 34 is thinner than the thickness of the upper surface portion 35 and thinner than the thickness of the lower surface portion 36.
  • the rib portion 41 has the same configuration as the rib portion 31.
  • the rib portions 31, 41 are manufactured by compression molding.
  • the heat exchange element 100 is the first partitioned by each of the side wall portions 32, 33, 34. It is possible to improve the heat exchange efficiency between the supply airflow 57 in the flow path 51 and the exhaust flow 58 in the second flow path 52. As a result, the heat exchange element 100 can improve the heat exchange efficiency. Further, since each of the upper surface portion 35 and the lower surface portion 36 is thicker than each of the side wall portions 32, 33, 34, the heat exchange element 100 can secure the rigidity.
  • each of the side wall portions 32, 33, 34, the upper surface portion 35, and the lower surface portion 36 constituting the rib portions 31, 41 is thinner than the thickness of the outer edge portion of the sheet materials 30 and 40.
  • the thickness of each side wall portion 32, 33, 34, the thickness of the upper surface portion 35, and the thickness of the lower surface portion 36 are all 2% of the thickness of the outer edge portion of the sheet materials 30, 40. It is included in the range of 90%.
  • each side wall portion 32, 33, 34 is included in the range of 2% to 50% of the thickness of the outer edge portion of the sheet materials 30, 40.
  • the length of each side wall portion 32, 33, 34 in the direction in which each of the side wall portions 32, 33, 34 is erected from each lower surface portion 36 is longer than the length of the upper surface portion 35 in the X-axis direction, and X It is desirable that it is longer than the length of the lower surface portion 36 in the axial direction.
  • the heat exchange element 100 can improve the heat exchange efficiency between the supply airflow 57 in the first flow path 51 and the exhaust flow 58 in the second flow path 52.
  • the thickness of each of the side wall portions 32, 33, 34 is less than half the thickness of the outer edge portions of the sheet materials 30, 40, the rib portions 31, 41 by compression molding can be easily manufactured.
  • each of the thickness of the upper surface portion 35 and the thickness of the lower surface portion 36 is included in the range of 15% to 90% of the thickness of the outer edge portions of the sheet materials 30 and 40.
  • the upper surface portion 35 and the lower surface portion 36 have a function of maintaining the strength of the rib portions 31 and 41 as a whole. Therefore, it is desirable that the thickness of the upper surface portion 35 and the thickness of the lower surface portion 36 are at least twice the thickness of the side wall portions 32, 33, 34.
  • the thickness of the lower surface portion 36 is included in the range of 50% to 90% of the thickness of the outer edge portions of the sheet materials 30 and 40. It is desirable that the thickness of the upper surface portion 35 is included in the range of 15% to 50% of the thickness of the outer edge portions of the sheet materials 30 and 40.
  • the thickness of the lower surface portion 36 is included in the range of 50% to 90% of the thickness of the outer edge portion of the sheet material 30, 40, and the thickness of the upper surface portion 35 is included in the sheet material 30, 40. It may be contained in the range of 15% to 50% of the thickness of the outer edge portion of the above. As a result, the heat exchange element 100 can secure the strength of the entire rib portions 31, 41.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a sheet material constituting the heat exchange element according to the second embodiment.
  • FIG. 15 schematically shows a cross section of the sheet material 30.
  • t1 is the thickness of the outer edge portion of the sheet material 30.
  • the outer edge portion is a portion of the sheet material 30 that has not been compression-molded.
  • the total thickness of the sheet material 30 is t1.
  • t2 is the thickness of the lower surface portion 36.
  • t3 is the thickness of the upper surface portion 35.
  • t4 is the thickness of the side wall portion 32.
  • Each of the thickness of the side wall portion 33 and the thickness of the side wall portion 34 is t4.
  • W is the width of the portion of the rib portion 31 composed of the two side wall portions 33, 34 and the lower surface portion 36 in the X-axis direction.
  • W is the pitch of each side wall portion 32, 33, 34.
  • H is the length of the rib portion 31 in the Z-axis direction, and is the length from the upper surface portion 35 to the lower surface portion 36.
  • each portion constituting the rib portion 31 is a portion subjected to compression molding, t2, t3, and t4 are all thinner than t1. Further, in the second embodiment, t1 is 400 ⁇ m, t2 is 330 ⁇ m to 350 ⁇ m, and t3 is 100 ⁇ m to 120 ⁇ m.
  • W: H which is the aspect ratio of the rib portion 31, is 1: 7, t4 is 10 ⁇ m.
  • W: H is 1: 5
  • t4 is 15 ⁇ m.
  • W: H is 1: 4, t4 is 21 ⁇ m.
  • W: H is 1: 3.4, t4 is 32 ⁇ m.
  • W is 2000 ⁇ m to 3000 ⁇ m.
  • W is most preferably 2500 ⁇ m. It is desirable that the thickness of each portion of the sheet material 30 and the rib portion 31 satisfies t1> t2> t3> t4.
  • the thinner t4 the higher the heat exchange efficiency between the supply airflow 57 and the exhaust flow 58.
  • the limit for thinning t4 is about 10 ⁇ m.
  • a load in the Z-axis direction is applied to the rib portions 31.
  • the load in a state where both ends of the rib portion 31 in the X-axis direction are supported causes the center of the rib portion 31 to bend in the X-axis direction.
  • the rib portion 31 is reinforced by each of the plate portions 15, 16, the first closed portion 38, and the second closed portion 39, the rib portion is bent due to the center of the length of the rib portion 31 in the X-axis direction. The deformation of 31 can be suppressed.
  • the load in a state where both ends of the rib portion 31 in the Y-axis direction are supported causes the center of the length of the rib portion 31 in the Y-axis direction to bend.
  • the strength of the rib portion 31 with respect to the deflection is determined by each of t2, t3 and t4. Since it is desired that t4 be as thin as possible as described above, the side wall portions 32, 33, and 34 have a small function as a strength member against the deflection. Therefore, the strength of the rib portion 31 with respect to the deflection is determined by t2 and t3.
  • the air flowing through the flow path shown as the region of H ⁇ W in the ZX cross section of FIG. 15 is heat exchanged through the side wall portions 32, 33, 34 which are the portions of the rib portion 31 having the length H. ..
  • the rib portion 31 satisfies H> W.
  • H is at least twice W.
  • heat exchange is performed by countercurrent on one surface side and the other surface side of each side wall portion 32, 33, 34.
  • each side wall portion 32, 33, 34 may be erected in the Z-axis direction or may be tilted with respect to the Z-axis direction as shown in FIG.
  • the side wall portions 32, 33, 34 and the upper surface portion 35 are connected to each other at an obtuse angle
  • the side wall portions 32 are connected to each other.
  • 33, 34 and the lower surface portion 36 are connected to each other at an obtuse angle.
  • the inclination angle of each side wall portion 32, 33, 34 with respect to the Z-axis direction, which is the stacking direction is preferably 30 degrees or less.
  • the heat exchange element 100 can improve the heat exchange efficiency by increasing the ratio of the length of the portion where heat exchange is performed to the cross-sectional area of the flow path.
  • the rib portion 31 satisfies t3> t4. It is desirable that t3 is included in the range of 3 ⁇ t4 to 7 ⁇ t4, and further, it is desirable that t3 ⁇ 5 ⁇ t4. As a result, the heat exchange element 100 can maintain the strength of the side wall portions 32, 33, 34 and improve the heat exchange rate.
  • FIG. 16 is a perspective view showing the overall configuration of the heat exchange element according to the third embodiment.
  • the same components as those in the first or second embodiment are designated by the same reference numerals, and the configurations different from those in the first or second embodiment will be mainly described.
  • the heat exchange element 60 is a countercurrent type heat exchange element.
  • the heat exchange element 60 is a laminated body having a first flow path forming member 61 and a second flow path forming member 62 that are alternately stacked.
  • the number of the first flow path forming member 61 constituting the heat exchange element 60 and the number of the second flow path forming member 62 constituting the heat exchange element 60 are both arbitrary.
  • the heat exchange element 60 has a countercurrent unit 63 in which heat is exchanged between the supply air flow and the exhaust flow, a first separation flow path portion 64, and a second separation flow path portion 65.
  • the countercurrent unit 63 has the same configuration as the countercurrent unit 3 of the first or second embodiment.
  • the countercurrent unit 63 includes a first flow path and a second flow path through which the exhaust flow 58 flows in the direction opposite to the supply air flow 57 passing through the first flow path. That is, in the countercurrent unit 63, the traveling direction of the supply airflow 57 and the traveling direction of the exhaust flow 58 are 180 degrees different from each other.
  • the countercurrent portion 63 has a rectangular parallelepiped shape.
  • the heat exchange element 60 exchanges sensible heat between the supply airflow 57 and the exhaust flow 58 by heat conduction between the first flow path and the second flow path.
  • the heat exchange element 60 exchanges latent heat between the supply airflow 57 and the exhaust flow 58 by the flow of water vapor between the first flow path and the second flow path.
  • the first separation flow path portion 64 is connected to the end portion of the countercurrent flow portion 63 on the upstream side of the supply airflow 57 and on the downstream side of the exhaust flow 58.
  • the second separation flow path portion 65 is connected to the end portion of the countercurrent flow portion 63 on the downstream side of the supply airflow 57 and on the upstream side of the exhaust flow 58.
  • Each of the first separation flow path portion 64 and the second separation flow path portion 65 has a triangular prism shape.
  • the first separation flow path portion 64 includes an inlet side flow path 55 of the supply air flow 57 and an outlet side flow path 56 of the exhaust flow 58.
  • the first separation flow path portion 64 has a partition plate 66 and a spacing rib 67.
  • the partition plate 66 is a component corresponding to the plate portion 15 shown in FIG. 2 or the plate portion 26 shown in FIG.
  • the partition plate 66 partitions the inlet side flow path 55 and the outlet side flow path 56.
  • the cross section of the space rib 67 is rectangular.
  • the spacing ribs 67 are manufactured by molding a resin material.
  • the spacing ribs 67A provided on the first flow path forming member 61 partition the inlet-side flow path 55.
  • the space rib 67A is a component corresponding to the flow path wall 17 shown in FIG.
  • the spacing ribs 67B provided on the second flow path forming member 62 partition the outlet-side flow path 56.
  • the spacing rib 67B is a component corresponding to the flow path wall 28 shown in FIG.
  • the second separation flow path portion 65 includes an outlet side flow path of the supply airflow 57 and an inlet side flow path of the exhaust flow 58.
  • the second separation flow path portion 65 is configured in the same manner as the first separation flow path portion 64. The configuration of the second separation flow path portion 65 is not shown.
  • the upstream end of the inlet side flow path 55 of the supply airflow 57 and the downstream end of the outlet side flow path 56 of the exhaust flow 58 are directed in different directions from each other. ..
  • the downstream end portion of the outlet side flow path of the supply airflow 57 and the upstream end portion of the inlet side flow path of the exhaust flow 58 are directed in different directions from each other.
  • the countercurrent portion 63 has the rib portions 31, 41, the first closed portion 38, and the second closed portion 39, similarly to the countercurrent portion 3 of the first or second embodiment.
  • the heat exchange element 60 can improve the heat exchange efficiency in the same manner as the heat exchange element 100 of the first or second embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram showing a schematic configuration of the heat exchange ventilation device according to the fourth embodiment.
  • the heat exchange ventilation device 80 according to the fourth embodiment has a heat exchange element 100 according to the first or second embodiment.
  • the heat exchange ventilation device 80 ventilates the room by taking in the air supply 57 from the outside to the room and sending out the exhaust flow 58 from the room to the outside. Further, the heat exchange ventilation device 80 causes the heat exchange element 100 to exchange heat between the supply air flow 57 and the exhaust flow 58.
  • FIG. 17 schematically shows the components provided inside the casing 89.
  • a supply air outlet 82 and an exhaust suction port 83 are provided on the side surface of the casing 89 on the indoor side.
  • a supply air suction port 81 and an exhaust air outlet 84 are provided on the outdoor side surface of the casing 89.
  • the heat exchange ventilation device 80 takes in outdoor air from the supply air suction port 81 to the supply air flow path 87 by operating the supply air blower 85, and generates the supply airflow 57.
  • the air supply air flow 57 blows out from the air supply air outlet 82 toward the room through the air supply flow path 87.
  • the heat exchange ventilation device 80 takes in indoor air from the exhaust suction port 83 into the exhaust flow path 88 by operating the exhaust blower 86, and generates an exhaust flow 58.
  • the exhaust flow 58 blows out from the exhaust outlet 84 toward the outside through the exhaust flow path 88.
  • the heat exchange element 100 is arranged at a position where the air supply flow path 87 and the exhaust flow path 88 intersect. In the heat exchange element 100, total heat exchange between the supply air flow 57 and the exhaust flow 58 is performed.
  • the heat exchange ventilation device 80 recovers the sensible heat and latent heat of the exhaust flow 58 from the room by total heat exchange in the heat exchange element 100, and transfers the recovered sensible heat and latent heat to the supply airflow 57. .. Further, the heat exchange ventilation device 80 recovers the sensible heat and the latent heat of the air supply 57 from the outside, and transfers the recovered sensible heat and the latent heat to the exhaust flow 58.
  • the heat exchange ventilation device 80 can improve the efficiency of heating and cooling in the room and the efficiency of dehumidification and dehumidification, and can reduce the energy used for air conditioning in the room.
  • the heat exchange ventilation device 80 may have the heat exchange element 60 according to the third embodiment instead of the heat exchange element 100 according to the first or second embodiment.
  • the heat exchange ventilation device 80 according to the fourth embodiment can improve the heat exchange efficiency by having the heat exchange element 100 according to the first or second embodiment or the heat exchange element 60 according to the third embodiment. can.
  • each of the above embodiments shows an example of the contents of the present disclosure.
  • the configurations of each embodiment can be combined with other known techniques.
  • the configurations of the respective embodiments may be appropriately combined. It is possible to omit or change a part of the configuration of each embodiment without departing from the gist of the present disclosure.

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Abstract

熱交換素子は、交互に積み重ねられた第１の流路形成部材（１）と第２の流路形成部材とを有する。第１の流路形成部材（１）と第２の流路形成部材との各々は、第１の方向における第１の流路の端を構成する第１の壁部と、第１の方向における第２の流路の端を構成する第２の壁部と、第２の方向において互いに隣り合う第１の流路と第２の流路とを仕切る第３の壁部とを有するリブ部（３１）と、リブ部（３１）のうち第３の方向における端（３７）に接し、第１の流路につながる第１の接続流路と第２の流路につながる第２の接続流路とを仕切る板部（１５）と、リブ部（３１）の端（３７）に設けられ、第１の流路と第２の接続流路との間を塞ぐ第１の閉塞部（３８）と、リブ部（３１）の端（３７）に設けられ、第２の流路と第１の接続流路との間を塞ぐ第２の閉塞部（３９）とを有する。

Description

熱交換素子および熱交換換気装置
　本開示は、空気流同士の熱交換を行わせる熱交換素子および熱交換換気装置に関する。
　室外から室内への給気流と、室内から室外への排気流との熱交換を行わせる熱交換換気装置が知られている。熱交換素子を使用した換気を行うことにより、室内の冷暖房の効率を向上させて室内の空調に使用されるエネルギーの低減を図るとともに、室内にて良質な空気質を確保することができる。
　一般的な熱交換素子には、給気流が通る流路と排気流が通る流路とを隔てる板材と、板材同士の間隔を保持するための保持部材とが設けられる。熱交換素子は、熱交換効率を高めるために、流路間における効率的な熱伝達が可能であることが望まれる。
　熱交換素子において給気流と排気流とを流通させる形式には、熱交換素子を通る給気流の向きと熱交換素子を通る排気流の向きとが互いに垂直である直交流型と、熱交換素子を通る給気流の向きと熱交換素子を通る排気流の向きとが互いに逆である対向流型とが知られている。圧力損失が互いに同一となる条件下では、熱交換素子の単位体積当たりにおける熱交換効率は、対向流型のほうが直交流型よりも理論上高くなる。このため、従来の熱交換換気装置の多くに、対向流型の熱交換素子が採用されている。
　特許文献１には、板材によって形成された複数の流路を有し、各流路の横断面が矩形である熱交換素子が開示されている。板材は、互いに隣り合う流路同士を仕切る役割を果たす。特許文献１にかかる熱交換素子は、流路を構成する面の全体において、空気流同士の熱交換を行わせることができることから、熱交換量を増やすことが可能である。また、特許文献１にかかる熱交換素子は、各流路の横断面が矩形であることによって、板材からなる各層が積み重ねられた状態において各流路が潰れにくく、圧力損失を少なくすることができる。さらに、特許文献１にかかる熱交換素子は、各流路が板材のみによって構成されることから、部品点数を少なくすることができる。
国際公開第２０１３／０９１０９９号
　特許文献１に開示されている従来の熱交換素子では、さらなる熱交換効率の向上を図るための手段として、積層される板材を増加させることが考えられる。ただし、熱交換換気装置に熱交換素子を収納可能とするために、熱交換素子の大型化を伴う板材の増加には限界がある。熱交換素子を大型化させること無く板材を増加させるには、各流路の断面積を小さくすることが考えられる。この場合、圧力損失が増加するという問題が生じる。
　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、熱交換効率を向上させることができる熱交換素子を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる熱交換素子は、交互に積み重ねられた第１の流路形成部材と第２の流路形成部材とを有し、空気が通る第１の流路と、第１の流路を通る空気とは逆の向きへ空気が流れる第２の流路とを含む対向流部が構成されている。第１の流路形成部材と第２の流路形成部材との各々は、第１の流路形成部材と第２の流路形成部材とが積み重ねられている第１の方向における第１の流路の端を構成する第１の壁部と、第１の方向における第２の流路の端を構成する第２の壁部と、第１の方向に垂直な第２の方向において互いに隣り合う第１の流路と第２の流路とを仕切る第３の壁部とを有し、対向流部を構成するリブ部を有する。第１の流路形成部材と第２の流路形成部材との各々は、リブ部のうち第１の方向と第２の方向とに垂直な第３の方向における端に接し、第１の流路につながる第１の接続流路と第２の流路につながる第２の接続流路とを仕切る板部と、リブ部の端に設けられ、第１の流路と第２の接続流路との間を塞ぐ第１の閉塞部と、リブ部の端に設けられ、第２の流路と第１の接続流路との間を塞ぐ第２の閉塞部とを有する。
　本開示にかかる熱交換素子は、熱交換効率を向上させることができるという効果を奏する。
実施の形態１にかかる熱交換素子の全体構成を示す斜視図 実施の形態１にかかる熱交換素子を構成する第１の流路形成部材を示す斜視図 実施の形態１にかかる熱交換素子を構成する第２の流路形成部材を示す斜視図 実施の形態１にかかる熱交換素子が有する対向流部を示す斜視図 図２に示す第１の流路形成部材の一部を示す斜視図 図５に示す構成のうちリブ部を示す斜視図 図５に示す構成のうちリブ部と閉塞部とを示す斜視図 実施の形態１にかかる熱交換素子が有する対向流部に構成されている第１の流路と第２の流路とを示す斜視図 図８に示す第１の流路および第２の流路と板部とを示す平面図 図８および図９に示す第１の流路および第２の流路を構成する第１の流路層と第２の流路層とのうち、Ｙ軸方向における中心部分の断面を示す図 実施の形態１にかかる熱交換素子を給気流と排気流とが通る様子について説明するための第１の図 実施の形態１にかかる熱交換素子を給気流と排気流とが通る様子について説明するための第２の図 実施の形態１にかかる熱交換素子を給気流と排気流とが通る様子について説明するための第３の図 実施の形態２にかかる熱交換素子を構成するリブ部の断面を示す図 実施の形態２にかかる熱交換素子を構成するシート材の模式断面図 実施の形態３にかかる熱交換素子の全体構成を示す斜視図 実施の形態４にかかる熱交換換気装置の概略構成を示す図
　以下に、実施の形態にかかる熱交換素子および熱交換換気装置を図面に基づいて詳細に説明する。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかる熱交換素子の全体構成を示す斜視図である。実施の形態１にかかる熱交換素子１００は、対向流型の熱交換素子である。熱交換素子１００は、交互に積み重ねられた第１の流路形成部材１と第２の流路形成部材２とを有する積層体である。熱交換素子１００を構成する第１の流路形成部材１の数と、熱交換素子１００を構成する第２の流路形成部材２の数とは、いずれも任意である。以下の説明において、積層方向とは、第１の流路形成部材１と第２の流路形成部材２とが積み重ねられている方向とする。
　熱交換素子１００には、第１の流路と第２の流路とが構成されている。第１の流路と第２の流路とは、第１の流路を通る空気と第２の流路を通る空気とが互いに混ざり合わないように構成されている。実施の形態１において、第１の流路は、室外から室内へ向かう給気流が通る給気流路とする。第２の流路は、室内から室外へ向かう排気流が通る排気流路とする。熱交換素子１００には、給気流と排気流との熱交換が行われる対向流部３が構成されている。対向流部３は、第１の流路と、第１の流路を通る給気流とは逆の向きへ排気流が流れる第２の流路とを含む。すなわち、対向流部３では、給気流の進行方向と排気流の進行方向とが互いに１８０度異なる。
　図２は、実施の形態１にかかる熱交換素子を構成する第１の流路形成部材を示す斜視図である。図３は、実施の形態１にかかる熱交換素子を構成する第２の流路形成部材を示す斜視図である。
　第１の流路形成部材１は、対向流部３を構成する第１の流路層１０と、第１の入口ヘッダ部１１と、第１の出口ヘッダ部１２とを有する。第２の流路形成部材２は、対向流部３を構成する第２の流路層２０と、第２の入口ヘッダ部２１と、第２の出口ヘッダ部２２とを有する。対向流部３は、交互に積み重ねられた第１の流路層１０と第２の流路層２０とによって構成されている。
　第１の入口ヘッダ部１１は、板部１５と、板部１５に立てられている流路壁１７とを有する。板部１５の端１３は、熱交換素子１００における給気流の入口を構成する。第１の入口ヘッダ部１１は、給気流の入口と対向流部３との間の入口側流路を構成する。流路壁１７は、給気流の入口から対向流部３へ給気流を導く。第１の出口ヘッダ部１２は、板部１６と、板部１６に立てられている流路壁１８とを有する。板部１６の端１４は、熱交換素子１００における給気流の出口を構成する。第１の出口ヘッダ部１２は、給気流の出口と対向流部３との間の出口側流路を構成する。流路壁１８は、対向流部３から給気流の出口へ給気流を導く。実施の形態１において、板部１５と板部１６との各々は、積層方向に垂直な平板である。
　第２の入口ヘッダ部２１は、板部２５と、板部２５に立てられている流路壁２７とを有する。板部２５の端２３は、熱交換素子１００における排気流の入口を構成する。第２の入口ヘッダ部２１は、排気流の入口と対向流部３との間の入口側流路を構成する。流路壁２７は、排気流の入口から対向流部３へ排気流を導く。第２の出口ヘッダ部２２は、板部２６と、板部２６に立てられている流路壁２８とを有する。板部２６の端２４は、熱交換素子１００における排気流の出口を構成する。第２の出口ヘッダ部２２は、排気流の出口と対向流部３との間の出口側流路を構成する。流路壁２８は、対向流部３から排気流の出口へ排気流を導く。実施の形態１において、板部２５と板部２６との各々は、積層方向に垂直な平板である。
　第１の入口ヘッダ部１１と第２の出口ヘッダ部２２とは、交互に積み重ねられている。板部２６のうち流路壁２８が設けられている面とは逆側の面で第１の入口ヘッダ部１１が覆われることによって、給気流の入口側流路が構成されている。板部１５のうち流路壁１７が設けられている面とは逆側の面で第２の出口ヘッダ部２２が覆われることによって、排気流の出口側流路が構成されている。
　第１の出口ヘッダ部１２と第２の入口ヘッダ部２１とは、交互に積み重ねられている。板部２５のうち流路壁２７が設けられている面とは逆側の面で第１の出口ヘッダ部１２が覆われることによって、給気流の出口側流路が構成されている。板部１６のうち流路壁１８が設けられている面とは逆側の面で第２の入口ヘッダ部２１が覆われることによって、排気流の入口側流路が構成されている。
　図４は、実施の形態１にかかる熱交換素子が有する対向流部を示す斜視図である。図４には、第１の流路層１０のうち給気流の入口側流路に接続される端部と、第２の流路層２０のうち排気流の出口側流路に接続される端部とを示している。
　Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する３軸とする。第１の方向であるＺ軸方向は、積層方向である。第２の方向であるＸ軸方向は、第１の方向に垂直な方向である。第３の方向であるＹ軸方向は、第１の方向と第２の方向とに垂直な方向である。対向流部３を通る給気流と排気流とは、Ｙ軸方向において互いに逆向きに流れる。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の各々において、図中矢印で示す側をプラス側、矢印とは逆の側をマイナス側とする。
　対向流部３を構成する複数の第１の流路層１０の各々は、複数のリブ部３１が形成されているシート材３０を有する。各リブ部３１は、シート材３０が折り曲げられることによって形成された壁部からなる。第１の流路層１０において、複数のリブ部３１は、Ｘ軸方向へ並べられている。
　対向流部３を構成する複数の第２の流路層２０の各々は、複数のリブ部４１が形成されているシート材４０を有する。各リブ部４１は、シート材４０が折り曲げられることによって形成された壁部からなる。第２の流路層２０において、複数のリブ部４１は、Ｘ軸方向へ並べられている。
　対向流部３において、第１の流路を構成する空間と第２の流路を構成する空間とは、各リブ部３１，４１によって構成されている。対向流部３のＺＸ断面において、第１の流路を構成する空間と第２の流路を構成する空間との各々は、各リブ部３１，４１によって矩形に仕切られている。かかる矩形は、Ｘ軸方向の長さよりもＺ軸方向の長さのほうが長い矩形であって、台形または長方形である。図４には、第１の流路を構成する空間と第２の流路を構成する空間との各々が、各リブ部３１，４１によって台形に仕切られる例を示している。
　シート材３０，４０は、熱伝導性を有するシート材であって、金属シートまたは樹脂シートである。樹脂シートは、透湿性樹脂シートであっても良い。プレス加工、圧縮成形または真空成形といった加工によってシート材３０，４０が折り曲げられることによって、リブ部３１，４１が形成される。
　次に、第１の流路形成部材１の構成について説明する。図５は、図２に示す第１の流路形成部材の一部を示す斜視図である。図６は、図５に示す構成のうちリブ部を示す斜視図である。図７は、図５に示す構成のうちリブ部と閉塞部とを示す斜視図である。
　図５、図６および図７の各々には、１つのリブ部３１のうちＹ軸方向プラス側の端３７を含む部分を示している。リブ部３１は、側壁部３２，３３，３４と、上面部３５と、下面部３６とを有する。
　各側壁部３２，３３，３４は、Ｘ軸方向において互いに間隔を空けて立てられた薄板状の壁部である。図５、図６および図７には、Ｚ軸方向に立てられている各側壁部３２，３３，３４を示している。各側壁部３２，３３，３４は、Ｚ軸方向に対して傾けられていても良い。
　上面部３５は、２つの側壁部３２，３３の間の空間を、Ｚ軸方向プラス側から覆う。下面部３６は、２つの側壁部３３，３４の間を、Ｚ軸方向マイナス側から覆う。図５、図６および図７に示す上面部３５および下面部３６の各々は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに平行な平板状の部分である。上面部３５および下面部３６の各々は、平板状であるものに限られず、湾曲していても良い。
　下面部３６と側壁部３３，３４とによって囲われた空間は、第１の流路である。下面部３６は、第１の流路のうちＺ軸方向マイナス側における端を構成する第１の壁部である。上面部３５と側壁部３２，３３とによって囲われた空間は、第２の流路である。上面部３５は、第２の流路のうちＺ軸方向プラス側における端を構成する第２の壁部である。各側壁部３２，３３，３４は、Ｘ軸方向において互いに隣り合う第１の流路と第２の流路とを仕切る第３の壁部である。なお、図５、図６および図７に示すように各側壁部３２，３３，３４がＺ軸方向に立てられている場合、ＺＸ断面において、第１の流路を構成する空間と第２の流路を構成する空間との各々は長方形に仕切られる。各側壁部３２，３３，３４は、Ｚ軸方向に対して傾けられる場合、ＺＸ断面において、第１の流路を構成する空間と第２の流路を構成する空間との各々は台形に仕切られる。
　板部１５は、リブ部３１の端３７に接合されている。板部１５は、リブ部３１のＺ軸方向長さにおける中心位置に配置されている。板部１５は、給気流の入口側流路と排気流の出口側流路とを仕切る。すなわち、第１の流路につながる第１の接続流路である給気流の入口側流路と、第２の流路につながる第２の接続流路である排気流の出口側流路とは、板部１５によって仕切られている。図５、図６および図７に示すリブ部３１よりもＹ軸方向プラス側の空間のうち、板部１５よりもＺ軸方向プラス側の空間は、給気流の入口側流路である。図５、図６および図７に示すリブ部３１よりもＹ軸方向プラス側の空間のうち、板部１５よりもＺ軸方向マイナス側の空間は、排気流の出口側流路である。
　図５および図７に示すように、第１の流路形成部材１は、リブ部３１の端３７に設けられた閉塞部である第１の閉塞部３８および第２の閉塞部３９を有する。第１の閉塞部３８は、下面部３６と側壁部３３，３４とによって囲われた第１の流路と、排気流の出口側流路との間を塞ぐ。第２の閉塞部３９は、上面部３５と側壁部３２，３３とによって囲われた第２の流路と、給気流の入口側流路との間を塞ぐ。実施の形態１において、第１の閉塞部３８と第２の閉塞部３９との各々は、Ｘ軸方向とＺ軸方向とに平行な平板である。
　リブ部３１のうちＹ軸方向マイナス側の端を含む部分は、図５、図６および図７に示す、リブ部３１のうちＹ軸方向プラス側の端３７を含む部分と同様の構成を有する。図２に示す板部１６は、リブ部３１のうちＹ軸方向マイナス側の端に接合されている。板部１６は、板部１５と同様に、リブ部３１のＺ軸方向長さにおける中心位置に配置されている。板部１６は、給気流の出口側流路と排気流の入口側流路とを仕切る。すなわち、第１の流路につながる第１の接続流路である給気流の出口側流路と、第２の流路につながる第２の接続流路である排気流の入口側流路とは、板部１６によって仕切られている。リブ部３１よりもＹ軸方向マイナス側の空間のうち、板部１６よりもＺ軸方向プラス側の空間は、給気流の出口側流路である。リブ部３１よりもＹ軸方向プラス側の空間のうち、板部１６よりもＺ軸方向マイナス側の空間は、排気流の入口側流路である。
　リブ部３１のうちＹ軸方向マイナス側の端には、リブ部３１の端３７と同様に、第１の閉塞部３８と第２の閉塞部３９とが設けられている。第１の閉塞部３８は、第１の流路と、排気流の入口側流路との間を塞ぐ。第２の閉塞部３９は、第２の流路と、給気流の出口側流路との間を塞ぐ。
　第２の流路形成部材２は、第１の流路形成部材１と同様の構成を有する。リブ部４１は、図５、図６および図７に示すリブ部３１と同様に、側壁部３２，３３，３４と、上面部３５と、下面部３６とを有する。
　図４に示すリブ部４１のうちＹ軸方向プラス側の端を含む部分は、リブ部３１のうちＹ軸方向プラス側の端３７を含む部分と同様の構成を有する。図３に示す板部２６は、リブ部４１のうちＹ軸方向プラス側の端に接合されている。板部２６は、リブ部４１のＺ軸方向長さにおける中心位置に配置されている。板部２６は、排気流の出口側流路と給気流の入口側流路とを仕切る。すなわち、第１の流路につながる第１の接続流路である給気流の入口側流路と、第２の流路につながる第２の接続流路である排気流の出口側流路とは、板部２６によって仕切られている。リブ部４１よりもＹ軸方向プラス側の空間のうち、板部２６よりもＺ軸方向プラス側の空間は、排気流の出口側流路である。リブ部４１よりもＹ軸方向プラス側の空間のうち、板部２６よりもＺ軸方向マイナス側の空間は、給気流の入口側流路である。
　リブ部４１のうちＹ軸方向プラス側の端には、リブ部３１の端３７と同様に、第１の閉塞部３８と第２の閉塞部３９とが設けられている。第１の閉塞部３８は、第１の流路と、排気流の出口側流路との間を塞ぐ。第２の閉塞部３９は、第２の流路と、給気流の入口側流路との間を塞ぐ。
　リブ部４１のうちＹ軸方向マイナス側の端を含む部分は、図５、図６および図７に示す、リブ部３１のうちＹ軸方向プラス側の端３７を含む部分と同様の構成を有する。図３に示す板部２５は、リブ部４１のうちＹ軸方向マイナス側の端に接合されている。板部２５は、リブ部４１のＺ軸方向長さにおける中心位置に配置されている。板部２５は、排気流の入口側流路と給気流の出口側流路とを仕切る。すなわち、第１の流路につながる第１の接続流路である給気流の出口側流路と、第２の流路につながる第２の接続流路である排気流の入口側流路とは、板部２５によって仕切られている。リブ部４１のうちＹ軸方向マイナス側の空間のうち、板部２５よりもＺ軸方向プラス側の空間は、排気流の入口側流路である。リブ部４１よりもＹ軸方向マイナス側の空間のうち、板部２５よりもＺ軸方向マイナス側の空間は、給気流の出口側流路である。
　リブ部４１のうちＹ軸方向マイナス側の端には、リブ部３１の端３７と同様に、第１の閉塞部３８と第２の閉塞部３９とが設けられている。第１の閉塞部３８は、第１の流路と、排気流の入口側流路との間を塞ぐ。第２の閉塞部３９は、第２の流路と、給気流の出口側流路との間を塞ぐ。
　次に、対向流部３に構成されている第１の流路と第２の流路とについて説明する。図８は、実施の形態１にかかる熱交換素子が有する対向流部に構成されている第１の流路と第２の流路とを示す斜視図である。図９は、図８に示す第１の流路および第２の流路と板部とを示す平面図である。
　図８には、リブ部３１と第１の閉塞部３８と第２の閉塞部３９とからなる第１の流路層１０と、リブ部４１と第１の閉塞部３８と第２の閉塞部３９とからなる第２の流路層２０とを模式的に表している。図８には、第１の流路層１０のうちＹ軸方向プラス側の端部と、第２の流路層２０のうちＹ軸方向プラス側の端部とを示している。図９には、対向流部３のうちＹ軸方向プラス側の端部の構成を示している。図８および図９において、リブ部３１および第１の閉塞部３８の境界と、リブ部３１および第２の閉塞部３９の境界と、リブ部４１および第１の閉塞部３８の境界と、リブ部４１および第２の閉塞部３９の境界とは省略している。また、図８では第１の流路層１０と第２の流路層２０とが互いに離されて示されているが、Ｚ軸方向において互いに隣り合う第１の流路層１０と第２の流路層２０とは、互いに接合されている。
　図９に示す構成において、第１の流路５１は、第１の流路層１０のうち板部１５よりもＺ軸方向プラス側に形成されている。Ｙ軸方向プラス側における第１の流路層１０の端部のうち、Ｘ軸方向において第１の流路５１と隣り合う領域は、第２の閉塞部３９によって塞がれている。第２の流路５２は、第１の流路層１０のうち板部１５よりもＺ軸方向マイナス側に形成されている。Ｙ軸方向プラス側における第１の流路層１０の端部のうち、Ｘ軸方向において第２の流路５２と隣り合う領域は、第１の閉塞部３８によって塞がれている。Ｙ軸方向プラス側における第１の流路層１０の端部のうちおよそ半分の領域が、第１の閉塞部３８または第２の閉塞部３９によって塞がれている。
　また、図９に示す構成において、第２の流路５２は、第２の流路層２０のうち板部２６よりもＺ軸方向プラス側に形成されている。Ｙ軸方向プラス側における第２の流路層２０の端部のうち、Ｘ軸方向において第２の流路５２と隣り合う領域は、第１の閉塞部３８によって塞がれている。第１の流路５１は、第２の流路層２０のうち板部２６よりもＺ軸方向マイナス側に形成されている。Ｙ軸方向プラス側における第２の流路層２０の端部のうち、Ｘ軸方向において第１の流路５１と隣り合う領域は、第２の閉塞部３９によって塞がれている。Ｙ軸方向プラス側における第２の流路層２０の端部のうちおよそ半分の領域が、第１の閉塞部３８または第２の閉塞部３９によって塞がれている。
　図１０は、図８および図９に示す第１の流路および第２の流路を構成する第１の流路層と第２の流路層とのうち、Ｙ軸方向における中心部分の断面を示す図である。第１の流路層１０において、複数の第１の流路５１と複数の第２の流路５２との各々は、リブ部３１の側壁部３２，３３，３４によって互いに仕切られている。第２の流路層２０において、複数の第１の流路５１と複数の第２の流路５２とは、リブ部４１の側壁部３２，３３，３４によって互いに仕切られている。第１の流路層１０の各第１の流路５１と第２の流路層２０の各第２の流路５２とは、下面部３６によって互いに仕切られている。第１の流路層１０の各第２の流路５２と第２の流路層２０の各第１の流路５１とは、上面部３５によって互いに仕切られている。
　図１１は、実施の形態１にかかる熱交換素子を給気流と排気流とが通る様子について説明するための第１の図である。図１２は、実施の形態１にかかる熱交換素子を給気流と排気流とが通る様子について説明するための第２の図である。図１３は、実施の形態１にかかる熱交換素子を給気流と排気流とが通る様子について説明するための第３の図である。
　図１１には、第１の流路層１０および第２の流路層２０よりもＹ軸方向プラス側の流路において給気流５７と排気流５８とが通る様子を示している。図１２には、第１の流路層１０のうちＹ軸方向プラス側の端を給気流５７と排気流５８とが通る様子を示している。図１３には、第１の流路層１０と第２の流路層２０とにおいて給気流５７と排気流５８とが通る様子を示している。なお、図１１、図１２および図１３には、図１０に示す断面における第１の流路５１と第２の流路５２との境界を模式的に表した破線を示している。
　図１１には、２つの第１の流路層１０と、当該２つの第１の流路層１０の間に配置されている１つの第２の流路層２０とを示している。また、図１１に示すＺＸ平面を、Ｚ軸方向において６つ、Ｘ軸方向において６つに分割して、Ｚ軸方向における位置を表す数値と、Ｘ軸方向における位置を表す数値との組み合わせによって各分割領域を表している。例えば、（２，１）は、Ｚ＝２かつＸ＝１の分割領域を表す。Ｚ＝２は、図１１においてＺ軸方向プラス側から２番目に位置する分割領域であることを表す。Ｘ＝１は、図１１においてＸ軸方向マイナス側から１番目に位置する分割領域であることを表す。図１２および図１３においても、図１１と同様に、２つの第１の流路層１０と１つの第２の流路層２０と、各分割領域とを示している。
　図１１において、給気流５７は、（１，１）、（１，２）、（１，３）、（１，４）、（１，５）および（１，６）の６つの分割領域に跨る入口側流路５５を流れる。また、給気流５７は、（４，１）、（４，２）、（４，３）、（４，４）、（４，５）、（４，６）、（５，１）、（５，２）、（５，３）、（５，４）、（５，５）および（５，６）の１２の分割領域に跨る入口側流路５５を流れる。
　図１１において、排気流５８は、（２，１）、（２，２）、（２，３）、（２，４）、（２，５）、（２，６）、（３，１）、（３，２）、（３，３）、（３，４）、（３，５）および（３，６）の１２の分割領域に跨る出口側流路５６を流れる。また、排気流５８は、（６，１）、（６，２）、（６，３）、（６，４）、（６，５）および（６，６）の６つの分割領域に跨る出口側流路５６を流れる。
　図１２において、Ｚ＝１に位置する６つの分割領域のうち、（１，２）、（１，４）および（１，６）の３つの各分割領域は、第２の閉塞部３９によって塞がれている。Ｚ＝１に位置する６つの分割領域に跨る入口側流路５５を通った給気流５７は、（１，１）、（１，３）および（１，５）の３つの分割領域のいずれかを通り、第１の流路５１へ流れる。
　図１２において、Ｚ＝２に位置する６つの分割領域のうち、（２，１）、（２，３）および（２，５）の３つの各分割領域は、第１の閉塞部３８によって塞がれている。図１２において、Ｚ＝３に位置する６つの分割領域のうち、（３，２）、（３，４）および（３，６）の３つの各分割領域は、第１の閉塞部３８によって塞がれている。Ｚ＝２，３に位置する各第２の流路５２を通った排気流５８は、（２，２）、（２，４）、（２，６）、（３，１）、（３，３）および（３，５）の６つの分割領域のいずれかを通り、Ｚ＝２，３に位置する１２の分割領域に跨る出口側流路５６へ流れる。
　図１２において、Ｚ＝４に位置する６つの分割領域のうち、（４，１）、（４，３）および（４，５）の３つの各分割領域は、第２の閉塞部３９によって塞がれている。図１２において、Ｚ＝５に位置する６つの分割領域のうち、（５，２）、（５，４）および（５，６）の３つの各分割領域は、第２の閉塞部３９によって塞がれている。Ｚ＝４，５に位置する１２の分割領域に跨る入口側流路５５を通った給気流５７は、（４，２）、（４，４）、（４，６）、（５，１）、（５，３）および（５，５）の６つの分割領域のいずれかを通り、第１の流路５１へ流れる。
　図１２において、Ｚ＝６に位置する６つの分割領域のうち、（６，１）、（６，３）および（６，５）の３つの各分割領域は、第１の閉塞部３８によって塞がれている。Ｚ＝６に位置する各第２の流路５２を通った排気流５８は、（６，２）、（６，４）および（６，６）の３つの分割領域のいずれかを通り、Ｚ＝６に位置する６個の分割領域に跨る出口側流路５６へ流れる。
　図１２において（１，１）の分割領域を通った給気流５７は、図１３において、（１，１）および（２，１）の２つの分割領域に跨る第１の流路５１を流れる。図１２において（１，３）の分割領域を通った給気流５７は、図１３において、（１，３）および（２，３）の２つの分割領域に跨る第１の流路５１を流れる。図１２において（１，５）の分割領域を通った給気流５７は、図１３において、（１，５）および（２，５）の２つの分割領域に跨る第１の流路５１を流れる。
　図１３において（１，２）および（２，２）の２つの分割領域に跨る第２の流路５２を通った排気流５８は、図１２において（２，２）の分割領域に集約されてから、出口側流路５６へ流れる。図１３において（１，４）および（２，４）の２つの分割領域に跨る第２の流路５２を通った排気流５８は、図１２において（２，４）の分割領域に集約されてから、出口側流路５６へ流れる。図１３において（１，６）および（２，６）の２つの分割領域に跨る第２の流路５２を通った排気流５８は、図１２において（２，６）の分割領域に集約されてから、出口側流路５６へ流れる。
　図１３において（３，１）および（４，１）の２つの分割領域に跨る第２の流路５２を通った排気流５８は、図１２において（３，１）の分割領域に集約されてから、出口側流路５６へ流れる。図１３において（３，３）および（４，３）の２つの分割領域に跨る第２の流路５２を通った排気流５８は、図１２において（３，３）の分割領域に集約されてから、出口側流路５６へ流れる。図１３において（３，５）および（４，５）の２つの分割領域に跨る第２の流路５２を通った排気流５８は、図１２において（３，５）の分割領域に集約されてから、出口側流路５６へ流れる。
　図１２において（４，２）の分割領域を通った給気流５７は、図１３において、（３，２）および（４，２）の２つの分割領域に跨る第１の流路５１を流れる。図１２において（４，４）の分割領域を通った給気流５７は、図１３において、（３，４）および（４，４）の２つの分割領域に跨る第１の流路５１を流れる。図１２において（４，６）の分割領域を通った給気流５７は、図１３において、（３，６）および（４，６）の２つの分割領域に跨る第１の流路５１を流れる。
　図１２において（５，１）の分割領域を通った給気流５７は、図１３において、（５，１）および（６，１）の２つの分割領域に跨る第１の流路５１を流れる。図１２において（５，３）の分割領域を通った給気流５７は、図１３において、（５，３）および（６，３）の２つの分割領域に跨る第１の流路５１を流れる。図１２において（５，５）の分割領域を通った給気流５７は、図１３において、（５，５）および（６，５）の２つの分割領域に跨る第１の流路５１を流れる。
　図１３において（５，２）および（６，２）の２つの分割領域に跨る第２の流路５２を通った排気流５８は、図１２において（６，２）の分割領域に集約されてから、出口側流路５６のほうへ流れる。図１３において（５，４）および（６，４）の２つの分割領域に跨る第２の流路５２を通った排気流５８は、図１２において（６，４）の分割領域に集約されてから、出口側流路５６のほうへ流れる。図１３において（５，６）および（６，６）の２つの分割領域に跨る第２の流路５２を通った排気流５８は、図１２において（６，６）の分割領域に集約されてから、出口側流路５６のほうへ流れる。
　図１３に示すように、第１の流路層１０および第２の流路層２０には、Ｘ軸方向において互いに隣り合う第１の流路５１と第２の流路５２とが構成されている。熱交換素子１００は、Ｘ軸方向において第１の流路５１と第２の流路５２とが互いに隣り合うことによって、給気流５７と排気流５８とにおける熱交換効率の向上が可能となる。
　第１の流路５１と第２の流路５２とを構成するリブ部３１，４１は、薄板状部分を組み合わせたものであって、圧縮成形等の加工によってシート材３０，４０を折り曲げることで製造することができる。これにより、リブ部３１，４１を有する対向流部３を容易に製造することができる。
　実施の形態１によると、熱交換素子１００は、対向流部３を構成するリブ部３１，４１と、各リブ部３１，４１の端に接する板部１５，１６，２５，２６と、第１の閉塞部３８と第２の閉塞部３９とを有する。リブ部３１，４１によって対向流部３が構成されることによって、Ｘ軸方向において交互に配置された第１の流路５１と第２の流路５２とを対向流部３に設けることができる。これにより、熱交換素子１００は、熱交換効率を向上させることができるという効果を奏する。
実施の形態２．
　図１４は、実施の形態２にかかる熱交換素子を構成するリブ部の断面を示す図である。実施の形態２では、リブ部３１，４１を構成する側壁部３２，３３，３４の厚さが、給気流５７と排気流５８とにおける熱交換効率を向上可能に設定されている。実施の形態２では、上記の実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１とは異なる構成について主に説明する。
　図１４には、１つのリブ部３１のうちＹ軸方向プラス側の端を含む部分を示している。各側壁部３２，３３，３４の厚さは、上面部３５の厚さよりも薄く、かつ、下面部３６の厚さよりも薄い。リブ部４１は、リブ部３１と同様の構成を有する。実施の形態２において、リブ部３１，４１は、圧縮成形によって製造されるものとする。
　各側壁部３２，３３，３４が、上面部３５と下面部３６とのそれぞれよりも薄くされていることによって、熱交換素子１００は、側壁部３２，３３，３４の各々によって仕切られた第１の流路５１内の給気流５７と第２の流路５２内の排気流５８とにおける熱交換効率を向上させることができる。これにより、熱交換素子１００は、熱交換効率を向上させることができる。また、上面部３５と下面部３６とのそれぞれが側壁部３２，３３，３４の各々よりも厚くされていることによって、熱交換素子１００は、剛性を確保することができる。
　リブ部３１，４１を構成する側壁部３２，３３，３４、上面部３５および下面部３６の各々の厚さは、シート材３０，４０のうち外縁部の厚さよりも薄い。実施の形態２において、各側壁部３２，３３，３４の厚さと、上面部３５の厚さと、下面部３６の厚さとは、いずれも、シート材３０，４０の外縁部の厚さの２％から９０％の範囲に含まれる。圧縮成形によるシート材３０，４０の加工により、シート材３０，４０の外縁部よりも薄い側壁部３２，３３，３４、上面部３５および下面部３６を容易に形成することができる。
　また、各側壁部３２，３３，３４の厚さは、シート材３０，４０の外縁部の厚さの２％から５０％の範囲に含まれることが望ましい。各下面部３６から側壁部３２，３３，３４の各々が立てられている方向における各側壁部３２，３３，３４の長さは、Ｘ軸方向における上面部３５の長さよりも長く、かつ、Ｘ軸方向における下面部３６の長さよりも長いことが望ましい。これにより、熱交換素子１００は、第１の流路５１内の給気流５７と第２の流路５２内の排気流５８とにおける熱交換効率を向上させることができる。また、各側壁部３２，３３，３４の厚さが、シート材３０，４０の外縁部の厚さの半分以下であることによって、圧縮成形によるリブ部３１，４１の製造が容易となる。
　上面部３５の厚さと下面部３６の厚さとの各々は、シート材３０，４０の外縁部の厚さの１５％から９０％の範囲に含まれることが望ましい。上面部３５および下面部３６は、リブ部３１，４１全体の強度を保つ機能を有する。したがって、上面部３５の厚さと下面部３６の厚さとは、各側壁部３２，３３，３４の厚さの２倍以上であることが望ましい。
　さらに、下面部３６の厚さは、シート材３０，４０の外縁部の厚さの５０％から９０％の範囲に含まれることが望ましい。上面部３５の厚さは、シート材３０，４０の外縁部の厚さの１５％から５０％の範囲に含まれることが望ましい。熱交換素子１００において、下面部３６の厚さがシート材３０，４０の外縁部の厚さの５０％から９０％の範囲に含まれ、かつ、上面部３５の厚さがシート材３０，４０の外縁部の厚さの１５％から５０％の範囲に含まれても良い。これにより、熱交換素子１００は、リブ部３１，４１全体の強度を確保することができる。
　図１５は、実施の形態２にかかる熱交換素子を構成するシート材の模式断面図である。図１５には、シート材３０の断面を模式的に示している。ｔ１は、シート材３０の外縁部の厚さである。外縁部は、シート材３０のうち圧縮成形が施されていない部分である。リブ部３１の製造のための加工が行われる前において、シート材３０の全体の厚さがｔ１である。ｔ２は、下面部３６の厚さである。ｔ３は、上面部３５の厚さである。ｔ４は、側壁部３２の厚さである。側壁部３３の厚さと、側壁部３４の厚さとの各々も、ｔ４である。Ｗは、リブ部３１のうち２つの側壁部３３，３４と下面部３６とにより構成される部分のＸ軸方向における幅である。Ｗは、各側壁部３２，３３，３４のピッチである。Ｈは、Ｚ軸方向におけるリブ部３１の長さであって、上面部３５から下面部３６までの長さである。
　リブ部３１を構成する各部は圧縮成形が施された部分であることから、ｔ２，ｔ３，ｔ４は、いずれもｔ１よりも薄くなる。また、実施の形態２において、ｔ１は４００μｍ、ｔ２は３３０μｍから３５０μｍ、ｔ３は１００μｍから１２０μｍである。リブ部３１のアスペクト比であるＷ：Ｈが１：７である場合、ｔ４は１０μｍである。Ｗ：Ｈが１：５である場合、ｔ４は１５μｍである。Ｗ：Ｈが１：４である場合、ｔ４は２１μｍである。Ｗ：Ｈが１：３．４である場合、ｔ４は３２μｍである。Ｗは、２０００μｍから３０００μｍである。Ｗは２５００μｍが最も望ましい。シート材３０およびリブ部３１の各部の厚さは、ｔ１＞ｔ２＞ｔ３＞ｔ４を満足することが望ましい。
　熱交換素子１００は、ｔ４が薄いほど、給気流５７と排気流５８の熱交換効率を高くすることができる。ただし、ｔ４が薄すぎると側壁部３２，３３，３４が破損する可能性が高くなるため、ｔ４を薄くする限度は１０μｍ程度とすることが望ましい。
　リブ部３１，４１が積み重ねられることによって、リブ部３１には、Ｚ軸方向の荷重がかかる。リブ部３１のＸ軸方向における両端が支持された状態における当該荷重は、リブ部３１のＸ軸方向長さの中心がたわむ要因となる。ただし、板部１５，１６、第１の閉塞部３８および第２の閉塞部３９の各々によってリブ部３１が補強されるため、リブ部３１のＸ軸方向長さの中心がたわむことによるリブ部３１の変形は抑制できる。
　リブ部３１のＹ軸方向における両端が支持された状態における当該荷重は、リブ部３１のＹ軸方向長さの中心がたわむ要因となる。当該たわみに対するリブ部３１の強度は、ｔ２，ｔ３およびｔ４の各々によって決まる。ｔ４は上述するようにできるだけ薄くすることが望まれることから、側壁部３２，３３，３４については、当該たわみに対する強度部材としての機能は小さい。そのため、当該たわみ対するリブ部３１の強度は、ｔ２とｔ３とによって決まる。
　圧縮成形によってリブ部３１が形成されることから、ｔ２とｔ３との平均は概ね一定となる。すなわち、ｔ２を厚くするとｔ３が薄くなる。ｔ２とｔ３との平均が一定である場合では、ｔ２とｔ３とが同じである場合よりも、ｔ２とｔ３とが互いに異なる場合のほうが、リブ部３１の強度は高くなる。例えば、ｔ２＝ｔ３＝２２５μｍとするよりも、ｔ２＝３４０μｍおよびｔ３＝１１０μｍとしたほうが、リブ部３１の強度は高くなる。したがって、リブ部３１は、ｔ２＞ｔ３を満足することが望ましい。さらに、ｔ２≒２×ｔ３であることが望ましい。
　例えば、図１５のＺＸ断面においてＨ×Ｗの領域として示される流路を流れる空気が、リブ部３１のうち長さＨの部分である各側壁部３２，３３，３４を介して熱交換される。熱交換を促進させるために、リブ部３１は、Ｈ＞Ｗを満足することが望ましい。また、Ｈは、Ｗの２倍以上であることが望ましい。リブ部３１では、各側壁部３２，３３，３４の一方の面側と他方の面側における対向流によって熱交換が行われる。ＨをＷの２倍以上とすることで、熱交換が行われる部分の長さの流路断面積に対する比を大きくさせることによって、熱交換素子１００は、熱交換効率を向上させることができる。
　なお、各側壁部３２，３３，３４は、Ｚ軸方向に立てられていても良く、図１４に示すようにＺ軸方向に対して傾けられていても良い。各側壁部３２，３３，３４がＺ軸方向に対して傾けられている状態では、各側壁部３２，３３，３４と上面部３５とは互いに鈍角をなして接続され、かつ、各側壁部３２，３３，３４と下面部３６とは互いに鈍角をなして接続される。このように、上面部３５および下面部３６の各々と鈍角をなすように各側壁部３２，３３，３４を傾斜させることによって、リブ部３１の成形が容易になるという効果がある。この場合、積層方向であるＺ軸方向に対する各側壁部３２，３３，３４の傾斜角は、３０度以下が望ましい。傾斜角を３０度以下とすることで、熱交換が行われる部分の長さの流路断面積に対する比を大きくさせることによって、熱交換素子１００は、熱交換効率を向上させることができる。
　また、リブ部３１は、ｔ３＞ｔ４を満足することが望ましい。ｔ３は、３×ｔ４から７×ｔ４の範囲に含まれることが望ましく、さらに、ｔ３≒５×ｔ４であることが望ましい。これにより、熱交換素子１００は、側壁部３２，３３，３４の強度を保つとともに、熱交換率を向上させることができる。
実施の形態３．
　実施の形態３では、実施の形態１または２の熱交換素子と同様の構成を有する熱交換素子の一例を説明する。図１６は、実施の形態３にかかる熱交換素子の全体構成を示す斜視図である。実施の形態３では、上記の実施の形態１または２と同一の構成要素には同一の符号を付し、実施の形態１または２とは異なる構成について主に説明する。
　実施の形態１にかかる熱交換素子６０は、対向流型の熱交換素子である。熱交換素子６０は、交互に積み重ねられた第１の流路形成部材６１と第２の流路形成部材６２とを有する積層体である。熱交換素子６０を構成する第１の流路形成部材６１の数と、熱交換素子６０を構成する第２の流路形成部材６２の数とは、いずれも任意である。
　熱交換素子６０は、給気流と排気流との熱交換が行われる対向流部６３と、第１の分離流路部６４と、第２の分離流路部６５とを有する。対向流部６３は、実施の形態１または２の対向流部３と同様の構成を有する。対向流部６３は、第１の流路と、第１の流路を通る給気流５７とは逆の向きへ排気流５８が流れる第２の流路とを含む。すなわち、対向流部６３では、給気流５７の進行方向と排気流５８の進行方向とが互いに１８０度異なる。対向流部６３は、直方体形状である。
　熱交換素子６０は、第１の流路と第２の流路との間における熱伝導によって、給気流５７と排気流５８との間における顕熱の交換を行う。熱交換素子６０は、第１の流路と第２の流路との間における水蒸気の流通によって、給気流５７と排気流５８との間における潜熱の交換を行う。
　第１の分離流路部６４とは、対向流部６３のうち、給気流５７の上流側かつ排気流５８の下流側の端部に接続されている。第２の分離流路部６５は、対向流部６３のうち、給気流５７の下流側かつ排気流５８の上流側の端部に接続されている。第１の分離流路部６４と第２の分離流路部６５との各々は、三角柱形状である。
　第１の分離流路部６４には、給気流５７の入口側流路５５と排気流５８の出口側流路５６とが構成されている。第１の分離流路部６４は、仕切板６６と間隔リブ６７とを有する。仕切板６６は、図２に示す板部１５または図３に示す板部２６に相当する構成要素である。仕切板６６は、入口側流路５５と出口側流路５６とを仕切る。
　間隔リブ６７の断面は、矩形である。１つの例では、間隔リブ６７は、樹脂材料の成形によって製造される。間隔リブ６７のうち、第１の流路形成部材６１に設けられている間隔リブ６７Ａは、入口側流路５５を仕切る。間隔リブ６７Ａは、図２に示す流路壁１７に相当する構成要素である。間隔リブ６７のうち、第２の流路形成部材６２に設けられている間隔リブ６７Ｂは、出口側流路５６を仕切る。間隔リブ６７Ｂは、図２に示す流路壁２８に相当する構成要素である。
　第２の分離流路部６５には、給気流５７の出口側流路と排気流５８の入口側流路とが構成されている。第２の分離流路部６５は、第１の分離流路部６４と同様に構成されている。第２の分離流路部６５の構成については、図示を省略する。
　第１の分離流路部６４において、給気流５７の入口側流路５５の上流側端部と排気流５８の出口側流路５６の下流側端部とは、互いに異なる方向へ向けられている。第２の分離流路部６５において、給気流５７の出口側流路の下流側端部と排気流５８の入口側流路の上流側端部とは、互いに異なる方向へ向けられている。
　実施の形態３において、対向流部６３は、実施の形態１または２の対向流部３と同様に、リブ部３１，４１と、第１の閉塞部３８と、第２の閉塞部３９とを有する。熱交換素子６０は、実施の形態１または２の熱交換素子１００と同様に、熱交換効率を向上させることができる。
実施の形態４．
　実施の形態４では、実施の形態１または２にかかる熱交換素子１００を有する熱交換換気装置について説明する。図１７は、実施の形態４にかかる熱交換換気装置の概略構成を示す図である。実施の形態４にかかる熱交換換気装置８０は、実施の形態１または２にかかる熱交換素子１００を有する。熱交換換気装置８０は、室外から室内へ給気流５７を取り込むとともに、室内から室外へ排気流５８を送り出すことによって、室内の換気を行う。また、熱交換換気装置８０は、熱交換素子１００において、給気流５７と排気流５８との熱交換を行わせる。
　熱交換換気装置８０のケーシング８９内には、給気流５７が通る給気流路８７と、排気流５８が通る排気流路８８とが構成されている。給気流路８７には、給気流５７を発生させる給気送風機８５が設けられている。排気流路８８には、排気流５８を発生させる排気送風機８６が設けられている。図１７には、ケーシング８９の内部に設けられている構成要素を模式的に表している。
　ケーシング８９のうち室内側の側面には、給気吹出口８２と排気吸込口８３とが設けられている。ケーシング８９のうち室外側の側面には、給気吸込口８１と排気吹出口８４とが設けられている。熱交換換気装置８０は、給気送風機８５の運転によって、給気吸込口８１から給気流路８７へ室外の空気を取り込み、給気流５７を発生させる。給気流５７は、給気流路８７を通って、給気吹出口８２から室内へ向けて吹き出る。また、熱交換換気装置８０は、排気送風機８６の運転によって、排気吸込口８３から排気流路８８へ室内の空気を取り込み、排気流５８を発生させる。排気流５８は、排気流路８８を通って、排気吹出口８４から室外へ向けて吹き出る。
　熱交換素子１００は、給気流路８７と排気流路８８とが交差する位置に配置されている。熱交換素子１００は、給気流５７と排気流５８との全熱交換が行われる。熱交換換気装置８０は、熱交換素子１００での全熱交換によって、室内からの排気流５８の顕熱と潜熱とを回収して、回収された顕熱と潜熱とを給気流５７へ伝達させる。また、熱交換換気装置８０は、室外からの給気流５７の顕熱と潜熱とを回収して、回収された顕熱と潜熱とを排気流５８へ伝達させる。熱交換換気装置８０は、室内の冷暖房の効率と除加湿の効率とを向上させ、室内の空調に使用されるエネルギーを低減させることができる。なお、熱交換換気装置８０は、実施の形態１または２にかかる熱交換素子１００の代わりに、実施の形態３にかかる熱交換素子６０を有しても良い。
　実施の形態４にかかる熱交換換気装置８０は、実施の形態１または２にかかる熱交換素子１００、または実施の形態３にかかる熱交換素子６０を有することによって、熱交換効率を向上させることができる。
　以上の各実施の形態に示した構成は、本開示の内容の一例を示すものである。各実施の形態の構成は、別の公知の技術と組み合わせることが可能である。各実施の形態の構成同士が適宜組み合わせられても良い。本開示の要旨を逸脱しない範囲で、各実施の形態の構成の一部を省略または変更することが可能である。
　１，６１　第１の流路形成部材、２，６２　第２の流路形成部材、３，６３　対向流部、１０　第１の流路層、１１　第１の入口ヘッダ部、１２　第１の出口ヘッダ部、１３，１４，２３，２４，３７　端、１５，１６，２５，２６　板部、１７，１８，２７，２８　流路壁、２０　第２の流路層、２１　第２の入口ヘッダ部、２２　第２の出口ヘッダ部、３０，４０　シート材、３１，４１　リブ部、３２，３３，３４　側壁部、３５　上面部、３６　下面部、３８　第１の閉塞部、３９　第２の閉塞部、５１　第１の流路、５２　第２の流路、５５　入口側流路、５６　出口側流路、５７　給気流、５８　排気流、６０，１００　熱交換素子、６４　第１の分離流路部、６５　第２の分離流路部、６６　仕切板、６７，６７Ａ，６７Ｂ　間隔リブ、８０　熱交換換気装置、８１　給気吸込口、８２　給気吹出口、８３　排気吸込口、８４　排気吹出口、８５　給気送風機、８６　排気送風機、８７　給気流路、８８　排気流路、８９　ケーシング。

Claims (6)

  1. 　交互に積み重ねられた第１の流路形成部材と第２の流路形成部材とを有し、空気が通る第１の流路と、前記第１の流路を通る空気とは逆の向きへ空気が流れる第２の流路とを含む対向流部が構成されている熱交換素子であって、
    　前記第１の流路形成部材と前記第２の流路形成部材との各々は、
    　前記第１の流路形成部材と前記第２の流路形成部材とが積み重ねられている第１の方向における前記第１の流路の端を構成する第１の壁部と、前記第１の方向における前記第２の流路の端を構成する第２の壁部と、前記第１の方向に垂直な第２の方向において互いに隣り合う前記第１の流路と前記第２の流路とを仕切る第３の壁部とを有し、前記対向流部を構成するリブ部と、
    　前記リブ部のうち前記第１の方向と前記第２の方向とに垂直な第３の方向における端に接し、前記第１の流路につながる第１の接続流路と前記第２の流路につながる第２の接続流路とを仕切る板部と、
    　前記リブ部の前記端に設けられ、前記第１の流路と前記第２の接続流路との間を塞ぐ第１の閉塞部と、
    　前記リブ部の前記端に設けられ、前記第２の流路と前記第１の接続流路との間を塞ぐ第２の閉塞部と、を有することを特徴とする熱交換素子。
  2. 　前記第３の壁部の厚さは、前記第１の壁部の厚さよりも薄く、かつ、前記第２の壁部の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の熱交換素子。
  3. 　前記第２の壁部の厚さは、前記第１の壁部の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１または２に記載の熱交換素子。
  4. 　前記第１の壁部から前記第３の壁部が立てられている方向における前記第３の壁部の長さは、前記第２の方向における前記第１の壁部の長さよりも長く、かつ、前記第２の方向における前記第２の壁部の長さよりも長いことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の熱交換素子。
  5. 　前記第１の流路形成部材と前記第２の流路形成部材との各々は、前記リブ部が形成されているシート材を有し、
    　前記第１の壁部の厚さと、前記第２の壁部の厚さと、前記第３の壁部の厚さとの各々は、前記シート材のうちの外縁部の厚さよりも薄いことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の熱交換素子。
  6. 　給気流を発生させる給気送風機と、
    　排気流を発生させる排気送風機と、
    　前記給気流と前記排気流との熱交換が行われる熱交換素子と、を備え、
    　前記熱交換素子は、請求項１から５のいずれか１つに記載の熱交換素子であることを特徴とする熱交換換気装置。
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