本發(fā)明涉及雙空氣流交換器的領(lǐng)域，該雙空氣流交換器屬于使得能夠在穿過交換器的兩個空氣流之間進(jìn)行熱傳遞以及濕度傳遞的類型。這種提供了該雙重傳遞的交換器通常也被稱為“全交換”或“全熱交換器”。

更優(yōu)選地，本發(fā)明應(yīng)用于對用于建筑物、住宅或第三類處所(tertiary)的空氣進(jìn)行處理和調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的領(lǐng)域。在該應(yīng)用中，交換器保證了被污染的空氣流與新鮮的空氣流之間的熱傳遞，而且保證了這兩個流之間從最潮濕的區(qū)域到最干燥的區(qū)域的濕度傳遞。

本發(fā)明具有在例如低溫領(lǐng)域或回收熱能領(lǐng)域的其它技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

這種換熱器在現(xiàn)有技術(shù)中，尤其在文件CA 2 805 541和WO 2013/091099中是眾所周知的。文件WO2012/045717也是已知的，該文件涉及一種全熱交換器，基本由于對平行于膜片的堆疊(stacking)的方向定向的孔道(cell)的實施以及對整合這些孔道的空氣流通網(wǎng)絡(luò)的實施，所以該全熱交換器具有改進(jìn)的性能。

然而，尤其是在緊湊性和熱傳遞的性能方面，這種交換器必須被進(jìn)一步地優(yōu)化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了滿足該需求，本發(fā)明的目標(biāo)在于一種雙空氣流交換器，該雙空氣流交換器使得能夠在兩個空氣流之間進(jìn)行熱傳遞和濕度傳遞，并且包括多個第一空氣流通網(wǎng)絡(luò)和多個第二空氣流通網(wǎng)絡(luò)，該多個第一空氣流通網(wǎng)絡(luò)和多個第二空氣流通網(wǎng)絡(luò)按照堆疊的方向交替堆疊并且由膜片兩兩地分隔開，該膜片對水蒸氣是能透過的并且對空氣和液態(tài)水是不能透過的，第一空氣流通網(wǎng)絡(luò)和第二空氣流通網(wǎng)絡(luò)中的每個包括孔道，每個孔道由設(shè)有使空氣通過的開口的壁限定，所述孔道壁包括兩個相對的邊緣，所述孔道在該邊緣上沿堆疊的方向開放。根據(jù)本發(fā)明，對第一空氣流通網(wǎng)絡(luò)中的至少一個而言，每個孔道壁的兩個相對的邊緣中的至少一個邊緣限定出沿著直接相繼的第二空氣流通網(wǎng)絡(luò)的方向開放的空腔，所述空腔接納該第二網(wǎng)絡(luò)的一部分。

像這樣，本發(fā)明使得能夠受益于由在空氣流通網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在孔道獲得的所有優(yōu)點(diǎn)，同時還提供了改進(jìn)的緊湊性和熱傳遞性能。有效地，由孔道壁的邊緣限定的空腔使得能夠沿堆疊的方向?qū)⒌诙W(wǎng)絡(luò)套疊在第一網(wǎng)絡(luò)中。實際上，該套疊使得交換器更為緊湊，而且熱性能更良好。這后一個優(yōu)點(diǎn)可通過下述事實來說明：兩個空氣流之間的交換界面基本不再是平的，而是由于精確(careful)地存在前述的空腔而被結(jié)構(gòu)化。這種結(jié)構(gòu)化使得能夠進(jìn)行下述設(shè)計：在該設(shè)計中，熱傳遞不再僅在堆疊中的網(wǎng)絡(luò)的頂部端部和底部端部處執(zhí)行，而且還側(cè)向地執(zhí)行。換言之，熱交換表面不再是相互平行以及正交于堆疊的方向的平面，而是具有非直的截面的更為復(fù)雜的表面。此外，這些熱交換表面可具有截面，該截面的形狀為三角形標(biāo)志類型的折線，當(dāng)該熱交換表面被沿堆疊的方向疊置時，該截面使得能夠達(dá)成被稱為棋盤式的、交錯式的設(shè)計或者相似的設(shè)計。有利地，該類型的設(shè)計有利于交換表面的范圍與交換器的總體體積之間的聯(lián)系。

此外，要注意的是，在空氣流通網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在孔道使得能夠優(yōu)化兩個空氣流之間的熱傳遞。實際上，孔道壁使得能夠構(gòu)成次級交換表面。此外，當(dāng)這些孔道的某些面保持為無穿孔時，引起了所謂的“散熱片”效應(yīng)的該次級表面被再次增大了。此外，還由于孔道的特定的定向，即，由于孔道的基本正交于空氣在網(wǎng)絡(luò)中流通的主方向的定向，引起了流體的再次流通，這優(yōu)化了空氣流與膜片之間的對流交換。通過仔細(xì)地選擇待穿孔的孔道的面以及待保持的面，這種再次流通可根據(jù)所遇到的需求進(jìn)行適配。由孔道壁引起的阻礙還防止在流中形成限制層。

本發(fā)明還在下述方面是不同尋常的：通過使膜片的一大部分保持生效，本發(fā)明使得能夠有利于兩個空氣流之間的濕度傳遞。實際上，對水蒸氣能透過并且對空氣和液態(tài)水不能透過的每個膜片僅與孔道的邊緣接觸，這布置了用于水蒸氣進(jìn)行傳遞的大量保持有用的表面。

此外，由于使用了蜂巢結(jié)構(gòu)以及交換器的孔道的特定的定向，該交換器的機(jī)械強(qiáng)度極為符合要求。存在空腔還有助于對膜片和網(wǎng)絡(luò)相對于彼此進(jìn)行保持。這種改進(jìn)的保持提供了更好的密封以及增加了膜片的使用壽命。

此外，本發(fā)明具有以下被單獨(dú)采用或相結(jié)合采用的可選特征中的至少一個。

對第二空氣流通網(wǎng)絡(luò)中的至少一個而言，每個孔道壁的兩個相對的邊緣中的至少一個邊緣限定出沿著直接相繼的第一空氣流通網(wǎng)絡(luò)的方向開放的空腔，所述空腔接納該第一網(wǎng)絡(luò)的一部分。該特性使得能夠進(jìn)一步地增大網(wǎng)絡(luò)的套疊，以得到更高的緊湊性和更好的熱傳遞性能。

流通網(wǎng)絡(luò)中的至少一個的每個孔道壁的兩個相對的邊緣各自限定出下述的空腔：該空腔沿直接相繼的網(wǎng)絡(luò)的方向開放并且接納該直接相繼的網(wǎng)絡(luò)的一部分。在這種優(yōu)選的布置中，所涉及的網(wǎng)絡(luò)使得能夠在位于兩個網(wǎng)絡(luò)的兩側(cè)上與這兩個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行套疊。這進(jìn)一步地增強(qiáng)了緊湊性以及提高了熱傳遞的效果。優(yōu)選地，對交換器的所有網(wǎng)絡(luò)保留這種雙套疊，當(dāng)然，除了堆疊的第一個網(wǎng)絡(luò)和最后一個網(wǎng)絡(luò)之外。

第一空氣流通網(wǎng)絡(luò)和第二空氣流通網(wǎng)絡(luò)具有相同的結(jié)構(gòu)，并且對堆疊中的至少一個直接相繼的第一網(wǎng)絡(luò)和至少一個直接相繼的第二網(wǎng)絡(luò)而言，第一網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)在正交于堆疊的方向的平面中從第二網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)平移，以使得第一網(wǎng)絡(luò)的空腔能夠接納第二網(wǎng)絡(luò)的一部分，并且反之亦然(reciprocally)。網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)同一性使得能夠有助于交換器的制造。例如可使用形成網(wǎng)絡(luò)的兩個相同的元件來得到兩個直接相繼的網(wǎng)絡(luò)之間所需的平移，其中這兩個元件在堆疊中以沿一個方向之后再沿另一個方向的方式被安置。

優(yōu)選地，使用重復(fù)的網(wǎng)格來實現(xiàn)每個第一空氣流通網(wǎng)絡(luò)和每個第二空氣流通網(wǎng)絡(luò)，其中網(wǎng)格包括所述孔道壁，并且優(yōu)選地，該網(wǎng)格還包括孔道的連接桿。如上文所提及的，優(yōu)選地，用于第一空氣流通網(wǎng)絡(luò)和第二空氣流通網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格是相同的，以得到用于這些網(wǎng)絡(luò)的相同的結(jié)構(gòu)。

每個第一空氣流通網(wǎng)絡(luò)和每個第二空氣流通網(wǎng)絡(luò)具有正交于堆疊的方向的對稱平面，即使不然，仍不脫離本發(fā)明的范圍。

優(yōu)選地，孔道是筒形的，該筒形具有非圓形的截面以及具有平行于所述堆疊的方向的軸線。

優(yōu)選地，當(dāng)按照堆疊的方向?qū)λ隹椎辣谶M(jìn)行觀察時，該孔道壁具有總體上為六邊形的形狀。在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，當(dāng)按照堆疊的方向進(jìn)行觀察時，其它的形狀是可能的，尤其是其它的多邊形形狀。

對于這種總體上為六邊形的形狀，所述孔道壁具有六個面，這六個面中的兩個相對的面被布置為基本平行于通過所涉及的網(wǎng)絡(luò)的空氣流通的主方向，并且兩對兩個面被空氣穿過，其中這兩對由所述兩個相對的面連接。

因此，孔道的平行于空氣流通的主方向的所述相對的面通過相互間隔開而按照該同一方向是接續(xù)的。這種沿空氣流通的主方向的間斷性不僅使得能夠確保交換器的結(jié)構(gòu)的機(jī)械保持，而且還使得能夠通過產(chǎn)生湍流的重復(fù)性的作用來實現(xiàn)改善熱傳遞的功能。這種湍流的產(chǎn)生不僅有益于產(chǎn)生再次流通的區(qū)域，而且使得能夠限制產(chǎn)生限制層的風(fēng)險，該限制層可能對熱交換的效果是不利的。

優(yōu)選地，每個前述的對包括總體上為三角形形狀的兩個面，其中這兩個面通過其頂點(diǎn)中的一個相互連接。這種布置尤其有益于(conductive)得到被稱為棋盤式的或交錯式的構(gòu)型，其中前述的頂點(diǎn)對應(yīng)于棋盤的領(lǐng)結(jié)式結(jié)構(gòu)(bow tie)。

優(yōu)選地，網(wǎng)格的桿被連接到所述頂點(diǎn)，優(yōu)選地，該桿在正交于堆疊的方向的平面中從該頂點(diǎn)突出。

優(yōu)選地，孔道壁的所述兩個相對的面是實心的或者是被穿孔的。這些面的實心特性使得能夠加強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度和熱傳遞。然而，在這些相對的面內(nèi)實施平行于空氣流通的主方向的開口使得能夠限制負(fù)載損耗。根據(jù)所遇到的需求，自然可以尋求折中。

交換器包括與每個流通網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的空氣分配器以及空氣采集器，所述分配器和采集器按照所述堆疊的方向堆疊。在逆流式設(shè)計的情況下，分配器和采集器被交替地堆疊。可使用相同的元件在網(wǎng)絡(luò)的堆疊的每一側(cè)實現(xiàn)分配器和采集器，該相同的元件在堆疊中以沿一個方向之后再沿另一個方向的方式交替地安置。

如上文所提及的，更優(yōu)選地，交換器被構(gòu)造以使得空氣在交換器內(nèi)部實現(xiàn)逆流式或同流式的流通?？煽紤]交流式的解決方案，但不是優(yōu)選的。

更優(yōu)選地，所述膜片由聚合物材料或由紙制成，同時更優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)為金屬的，但也可由聚合物材料制成。

最后，本發(fā)明的目標(biāo)還在于一種用于對空氣進(jìn)行處理和調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括諸如上文所描述的交換器。

附圖說明

在下文的非限制性詳細(xì)說明中，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征將呈現(xiàn)。

將參考附圖來提供該說明，在附圖之中：

圖1示出了用于對空氣進(jìn)行處理和調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的正視示意圖，該系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的雙空氣流交換器；

圖2更詳細(xì)地示出了圖1中示出的交換器的透視圖的示意圖；

圖2'為在前一幅附圖中示出的交換器的視圖，該交換器被其中心的平面所剖切；

圖3為在之前的附圖中示出的交換器的透視圖，該交換器不包含其蓋；

圖4為在之前的附圖中示出的交換器的外殼體的透視圖；

圖5示出了空氣流通網(wǎng)絡(luò)和膜片的堆疊的透視圖，其中該堆疊被接納在前一幅附圖示出的殼體中；

圖6為在前一幅附圖中示出的堆疊的視圖，該視圖是按照該堆疊的長度方向進(jìn)行觀察的；

圖7示出了包括第一空氣流通網(wǎng)絡(luò)和第二空氣流通網(wǎng)絡(luò)的組件的透視分解視圖，在第一空氣流通網(wǎng)絡(luò)和第二空氣流通網(wǎng)絡(luò)之間布置膜片；

圖7'為在前一幅附圖中示出的組件的透視圖；

圖8為在前一幅附圖中示出的組件的一部分的更詳細(xì)的透視圖；

圖9為用于形成在之前的附圖中示出的空氣流通網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格的透視圖；

圖10至圖12以不同的視角示出了前一幅附圖的網(wǎng)格；

圖13為俯視圖，該俯視圖示意地示出了使用在之前的附圖中示出的網(wǎng)格的網(wǎng)絡(luò)的形成；

圖14和圖15分別以正視圖和俯視圖更詳細(xì)地示出了各個空氣流通網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)作；

圖16a至圖16c示出了形成空氣流通網(wǎng)絡(luò)的孔道的壁的某些面的可能的幾何結(jié)構(gòu)；

圖17示出了與圖8的視圖相似的視圖，其中空氣流通網(wǎng)絡(luò)包括屬于在圖16a中示出的類型的孔道的面；

圖18示出了空氣流通網(wǎng)絡(luò)中的一個的透視圖，其中網(wǎng)格設(shè)有連接桿，該連接桿的尺寸相比于在之前的附圖中示出的尺寸更長；

圖19a至圖19c示出了孔道壁的可能的不同實施例；

圖20為用于形成空氣流通網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格的透視圖，其中網(wǎng)格以另一個優(yōu)選實施例的形式被呈現(xiàn)；

圖21至圖23以不同的視角示出了前一幅附圖的網(wǎng)格；

圖24示出了同一流體流通網(wǎng)絡(luò)的數(shù)個相鄰的網(wǎng)格的正視示意圖；

圖25示出了空氣流通網(wǎng)絡(luò)和膜片的堆疊的透視圖，其中使用諸如在圖24中示出的網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)該堆疊；

圖26為在前一幅附圖中示出的堆疊的視圖，該視圖是按照該堆疊的長度方向進(jìn)行觀察的；

圖27為用于形成空氣流通網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格的透視圖，其中網(wǎng)格以另一個優(yōu)選實施例的形式被呈現(xiàn)；

圖28至圖30以不同的視角示出了前一幅附圖的網(wǎng)格；

圖31示出了同一流體流通網(wǎng)絡(luò)的數(shù)個相鄰的網(wǎng)格的正視示意圖；

圖32示出了空氣流通網(wǎng)絡(luò)和膜片的堆疊的透視圖，其中使用諸如在圖31中示出的網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)該堆疊；

圖33為在前一幅附圖中示出的堆疊的視圖，該視圖是按照該堆疊的長度方向進(jìn)行觀察的；

圖34為用于形成空氣流通網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格的透視圖，網(wǎng)格根據(jù)又一個優(yōu)選實施例被呈現(xiàn)；

圖35至圖37以各個視角示出了前一幅附圖的網(wǎng)格；

圖38示出了膜片的堆疊和空氣流通網(wǎng)絡(luò)堆疊的透視圖，該空氣流通網(wǎng)絡(luò)是使用在圖34至圖37中示出的網(wǎng)格得到的；

圖39和圖40按照兩個不同的視角示出了空氣分配器中的一個空氣分配器的透視圖，該空氣分配器被設(shè)置在堆疊的網(wǎng)絡(luò)中的一個上；

圖41為與圖40的視圖相似的視圖，該視圖是按照通過空氣通路的平面進(jìn)行剖切的；

圖42示出了分配器的組件的透視圖，該分配器具有其相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)；

圖43為前一幅附圖的視圖的局部俯視圖；

圖44和圖45按照兩個不同的視角示出了堆疊的分配器與空氣采集器的透視圖，該分配器與該空氣采集器分別設(shè)有兩個堆疊的相繼的網(wǎng)絡(luò)；以及

圖46示出了分配器與采集器的組件的透視圖，該分配器與采集器具有其相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)。

具體實施方式

首先參照圖1，示出了用于對空氣進(jìn)行處理和調(diào)節(jié)的系統(tǒng)100，該系統(tǒng)被設(shè)置在建筑物102中。該系統(tǒng)100尤其包括適于本發(fā)明的雙空氣流交換器1。在這里，交換器1保證了離開建筑物102的被污染的空氣流A與進(jìn)入到該同一建筑物中的新鮮的空氣流B之間的熱傳遞。換言之，除了更換建筑物102的空氣之外，系統(tǒng)100由于系統(tǒng)的換熱器1而使得能夠?qū)Ρ粡姆课菖懦谋晃廴镜目諝釧中所包含的熱量或冷量進(jìn)行回收，并且能夠?qū)⒃摕崃炕蚶淞抗┙o到流入的新鮮的空氣流B。因此，系統(tǒng)100使得能夠避免浪費(fèi)用于建筑物102的空氣調(diào)節(jié)的或者加熱的能量。

通過示例的方式，被污染的空氣流A可在離開建筑物之前具有22℃的溫度，新鮮的空氣流B可在進(jìn)入建筑物之前具有0℃的溫度。在交換器中進(jìn)行熱傳遞之后，流B可在離開交換器并且進(jìn)入建筑物時達(dá)到20℃，流A可在離開交換器和建筑物時被冷卻到2℃的溫度。在這種情況下，在加熱模式下，流入的空氣是冷和干燥的，交換器使得能夠?qū)⒃摿魅氲母稍锟諝饧訚窈皖A(yù)熱到可接受的熱舒適狀態(tài)。同時，被污染的空氣被冷卻并且其濕氣的一部分(on the one hand)被排放。

然而，其它的運(yùn)行模式也是可能的。首先，在空氣調(diào)節(jié)模式下，對于流入的熱和濕的空氣，交換器使得能夠?qū)⒃摿魅氲目諝獬凉窈屠鋮s到可接受的熱舒適狀態(tài)。被污染的空氣被加熱并且?guī)в袧駳狻４送?，在空氣調(diào)節(jié)模式下，對于流入的熱和干的空氣，交換器使得能夠?qū)⒘魅氲目諝饧訚窈屠鋮s到可接受的熱舒適狀態(tài)。實際上，被污染的空氣被加熱并且在這里其濕氣的一部分(on the one hand)被排放。

為了使得流A和B能夠流通，系統(tǒng)100增補(bǔ)有兩個風(fēng)扇104，在圖1中示意地示出了這兩個風(fēng)扇。

如上文所提及的，因此，交換器1還被設(shè)計為在這兩個流A與B之間從最潮濕的區(qū)域到最干燥的區(qū)域提供濕度傳遞。因此，這種交換器1被描述為全交換器或全熱交換器。

在圖2至圖4中，示出了交換器1，該交換器包括由蓋108封閉的外殼體106，這兩個元件形成了空間，交換器的芯被接納在該空間中。如將在后文所詳述的，該芯由空氣流通網(wǎng)絡(luò)和膜片的堆疊110組成。另外，在堆疊110的兩側(cè)，以下述的方式設(shè)置與網(wǎng)絡(luò)協(xié)作的空氣分配器和采集器：確保兩個空氣流A和B的分配和采集。分配器和采集器在圖2和圖3中帶有附圖標(biāo)記112、114，該分配器和采集器的設(shè)計細(xì)節(jié)將在后續(xù)給出。

參照圖5至圖8，詳述了形成交換器的芯的堆疊110的設(shè)計。該堆疊110包括多個第一空氣流通網(wǎng)絡(luò)和多個第二空氣流通網(wǎng)絡(luò)2a、2b，該多個第一空氣流通網(wǎng)絡(luò)和多個第二空氣流通網(wǎng)絡(luò)按照堆疊的方向4以一個在另一個的頂部上的方式堆疊。網(wǎng)絡(luò)2a、2b按照方向4交替地布置，并且該網(wǎng)絡(luò)分別被設(shè)置用于使被污染的流A的流通和流入的新鮮的流B的流通如由圖7'中的箭頭所示意的。交換器為逆流式的，即，網(wǎng)絡(luò)2a內(nèi)的流A的流動方向基本與網(wǎng)絡(luò)2b內(nèi)的流B的流動方向相反。

在直接相繼的網(wǎng)絡(luò)2a與2b之間沿方向4設(shè)置聚合物膜片6，該膜片對水蒸氣是能透過的并且對空氣和液態(tài)水是不能透過的。因此，通過這些將網(wǎng)絡(luò)兩兩地分隔的膜片6，在兩個流A與B之間產(chǎn)生濕度傳遞。這種膜片6也被稱為“不透氣膜片”。

因此，被置于網(wǎng)絡(luò)2a、2b之間的膜片6由該網(wǎng)絡(luò)承載。如上文所指出的，堆疊110被插入到交換器的殼體106中，以使得能夠保持該堆疊，并且將傳統(tǒng)的密封件安置于堆疊110的周緣處，以提供密封并且阻止網(wǎng)絡(luò)2a與網(wǎng)絡(luò)2b之間的連通。

在該優(yōu)選實施例中，每個膜片6具有一致的橫向截面，該橫向截面限定出三角形標(biāo)志類型的折線。換言之，因為按照與堆疊110的長度“L”正交的剖切平面的截面，每個膜片6按照該堆疊的寬度“I”交替地具有呈三角形形式的突出部和空腔。

另外，如在圖6中完全可見地，堆疊中的兩個直接相繼的膜片6以下述的方式按照寬度“I”平移半個周期：使得三角形的頂點(diǎn)定位成按照堆疊的方向4兩兩地相對。在這里，頂點(diǎn)相互非常接近，這使得這種類型的設(shè)計形成為棋盤。在這種類型的設(shè)計中，因為按照與堆疊110的長度“L”正交的平面的橫截面，堆疊的膜片6限定出菱形的通道，該膜片與該通道一起形成了一種棋盤。

更準(zhǔn)確地，每個第一網(wǎng)絡(luò)2a具有菱形形狀的通道2a'，其中這些通道通過由其頂點(diǎn)進(jìn)行連接而被按照方向“I”端部對端部地布置。相似地，每個第二網(wǎng)絡(luò)2b具有菱形形狀的通道2b'，其中這些通道通過由其頂點(diǎn)進(jìn)行連接而也被按照方向“I”端部對端部地布置。這種棋盤類型的構(gòu)型的優(yōu)點(diǎn)之一在于下述事實：每個通道2a'在其四條邊處與四個通道2b'相接觸，這四個通道中的兩個通道2b'屬于堆疊中的正上部的網(wǎng)絡(luò)2b，這四個通道中的另兩個通道2b'屬于堆疊中的正下部的網(wǎng)絡(luò)2b。顯然對任何通道2b'而言都是同樣地在其四條邊處與四個通道2a'相接觸。由于這種布置，增大了交換表面，并且改善了緊湊性。此外要注意的是，不在同一網(wǎng)絡(luò)的各個通道之間專門地進(jìn)行密封，因為實際上空氣可通過穿過膜片彼此非常接近的位置(即，在通道的形成棋盤的領(lǐng)結(jié)式結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)處)而從一個通道穿過到另一個通道。

要注意的是，當(dāng)按著諸如圖6的方向“L”進(jìn)行觀察時，也可觀察到這種棋盤類型的設(shè)計，其中方向“L”還與空氣流通過網(wǎng)絡(luò)的主方向以及通道2a'和2b'的延伸方向相對應(yīng)。

網(wǎng)絡(luò)2a、2b具有相同的結(jié)構(gòu)，這是通過使用在每個所涉及的網(wǎng)絡(luò)的平面中重復(fù)的相同的網(wǎng)格來實現(xiàn)的。如在圖5至圖8中可見的，網(wǎng)絡(luò)2a、2b的結(jié)構(gòu)主要由孔道12a、12b構(gòu)成，該孔道具有平行于堆疊的方向4的軸線14a、14b。這些孔道為筒形的，該筒形具有非圓形的截面，該孔道沿堆疊的方向4在兩側(cè)開放。更準(zhǔn)確地，當(dāng)按照堆疊的方向4對孔道進(jìn)行觀察時，每個孔道12a、12b在這里具有總體上為六邊形的形狀。然而，如現(xiàn)將參照圖9至圖12進(jìn)行說明的，孔道按照方向4的厚度不是一致的，這是為了使得能夠適配膜片6的三角形突出部和空腔的復(fù)雜的形狀。

實際上，這些附圖示出了網(wǎng)格16a，該網(wǎng)格使得能夠制造第一網(wǎng)絡(luò)2a。如上文所指出的，用于制造第二網(wǎng)絡(luò)2b的網(wǎng)格是相同的，該網(wǎng)格具有相同的結(jié)構(gòu)。而且，在后文將僅對網(wǎng)格16a進(jìn)行描述。此外，要注意的是，在說明書的所有其余部分中以及在附圖中，帶有以字母“b”結(jié)尾的附圖標(biāo)記的元件對應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)2b的網(wǎng)格的下述的元件：該元件與網(wǎng)絡(luò)2a的網(wǎng)格的帶有同一附圖標(biāo)記并且跟隨有字母“a”的元件相同。

網(wǎng)格16a具有對稱平面17a，該對稱平面正交于方向4，并且因此還正交于軸線14a。因此，在網(wǎng)格16a進(jìn)行重復(fù)之后，該對稱平面17a構(gòu)成了整個網(wǎng)絡(luò)2a的對稱平面。

網(wǎng)格16a包括孔道壁18a，該孔道壁限定出前述的孔道12a。為了達(dá)成大體六邊形的形狀，孔道壁18a包括六個平行于方向4的平坦的面。首先，兩個相對的面20a被布置為基本平行于空氣穿過所涉及的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行流通的主方向，即，按照方向“L”，通道也按照該方向延伸。這則引起兩對兩個面22a被空氣穿過，并且因此該兩對兩個面被盡可能多地穿孔，以限制負(fù)載損耗。當(dāng)然，兩對面22a被兩個相對的面20a連接到彼此。

面22a各自為大致三角形的，該面通過其頂點(diǎn)24a中的一個兩兩地連接。這樣，為了得到三角形的形狀和穿孔的特性，每個面22a具有基底和兩個直的加強(qiáng)部，該基底對應(yīng)于相鄰的面20的邊緣，該兩個直的加強(qiáng)部分別形成三角形的與一對中的另一個面22a一起朝向頂點(diǎn)24a會聚的兩條邊。兩個頂點(diǎn)24a則在棋盤的未來的領(lǐng)結(jié)式結(jié)構(gòu)上位于對稱平面17a中。支架(armature)使得能夠限定用于使空氣通過的開口26a，該開口在孔道沿方向“L”的入口處，以及在孔道沿該同一方向的出口處。

孔道壁18a具有兩個相對的邊緣30a，孔道在該邊緣上沿堆疊的方向4開放。這些邊緣30a也被稱為棱邊或側(cè)邊。本發(fā)明的特征之一在于以下述的方式使這些邊緣結(jié)構(gòu)化：該邊緣不再如現(xiàn)有技術(shù)中分別處于(inscribe)兩個平行的平面中。

更準(zhǔn)確地，每個邊緣30a在孔道壁18中限定出空腔32a，該空腔沿方向4、沿堆疊中的正對的網(wǎng)絡(luò)的方向開放。如將在后文中所詳述的，存在這些空腔32a使得第一網(wǎng)絡(luò)和第二網(wǎng)絡(luò)2a、2b能夠進(jìn)行套疊，并且因此得到棋盤式構(gòu)型。

此外，網(wǎng)格16a包括連接桿28a，該連接桿基本沿方向“L”并且在對稱平面17a中(即，正交于堆疊的方向4)從頂點(diǎn)24a中的一個突出地延伸。

參照圖13，網(wǎng)格16a被按所需的次數(shù)進(jìn)行重復(fù)，以得到網(wǎng)絡(luò)2a。為此，沿方向“I”，孔道壁18a的每個面20a被疊置在相鄰的網(wǎng)格的面20a上。另一方面，沿另一個方向“L”，連接桿28a的端部在沒有桿的頂點(diǎn)24a上被連接到相鄰的網(wǎng)格。

此外，為了制造網(wǎng)絡(luò)2a、2b，要注意的是，所考慮的材料為聚合物和金屬材料，而優(yōu)選地，膜片6由聚合物材料或紙制成。

為了制造網(wǎng)絡(luò)2a、2b，雖然機(jī)加工工藝是可行的，但不是優(yōu)選的。另兩種制造工藝是有利的。在兩種情況下，尤其如果最終的網(wǎng)絡(luò)的尺寸較大，則可考慮將該最終的網(wǎng)絡(luò)分割的選擇。

第一種工藝為注塑工藝，更優(yōu)選地為塑料注塑。根據(jù)空氣流通網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，一方面可沿方向“L”和“I”執(zhí)行分割，而且尤其是沿與方向4相對應(yīng)的高度方向執(zhí)行分割。這樣，完成的網(wǎng)絡(luò)可以是數(shù)個部分例如通過機(jī)械緊固或通過熱焊接的組裝件。

也可考慮例如使用翻砂模進(jìn)行金屬注塑，尤其是對鋁進(jìn)行注塑。而且在這里，對得到最終的網(wǎng)絡(luò)而言，分割是優(yōu)選的，以在堆疊中的兩個直接相繼的膜片之間形成分隔部。

另一種有利的工藝為所謂的增材制造工藝，或3D打印工藝。該工藝對得到金屬網(wǎng)絡(luò)或得到聚合物材料的網(wǎng)絡(luò)同等適用。而且在這里，可在達(dá)成最終的網(wǎng)絡(luò)之前考慮分割。出于參考的目的，這可以是一種對直接由不可透氣的聚合物材料制成的部分的部件或組件進(jìn)行3D打印的方法，其中，膜片和空氣流通網(wǎng)絡(luò)將僅構(gòu)成一個部件。

參照圖14和圖15，當(dāng)?shù)玫搅四て?和網(wǎng)絡(luò)2a、2b時，該膜片和網(wǎng)絡(luò)按照方向4堆疊。如上文所提及的，以下述的方式執(zhí)行該堆疊：由于在孔道壁的端部處存在空腔32a，網(wǎng)絡(luò)2a、2b以一個在另一個內(nèi)部的方式套疊。對兩個直接相繼的網(wǎng)絡(luò)2a、2b而言，通過按照寬度方向“I”以網(wǎng)格的半中心距(half-pitch)對兩個相同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行平移來得到所需的套疊。通過考慮到一方面兩個網(wǎng)絡(luò)2a、2b的結(jié)構(gòu)按照方向“I”具有相同的寬度，另一方面如圖7所示，該網(wǎng)絡(luò)中的每個具有由整個網(wǎng)格組成的側(cè)端部以及由半網(wǎng)格組成的相對的側(cè)端部，可容易地通過將第一網(wǎng)絡(luò)2a沿一個方向安置并且將第二網(wǎng)絡(luò)2b沿另一個方向安置來得到所需的平移。換言之，足以簡單地在堆疊中將一個網(wǎng)絡(luò)變換為兩個，以得到該堆疊中的每級之間的所需的平移。

通過像這樣繼續(xù)進(jìn)行，在第一網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格16a的邊緣30a上，空腔32a被相鄰的網(wǎng)絡(luò)2b的網(wǎng)格16b占據(jù)了一大部分。更準(zhǔn)確地，第一網(wǎng)絡(luò)2a的每個空腔32a接納第二網(wǎng)絡(luò)2b的兩個相鄰的孔道的兩個壁半部，其中這兩個壁半部也相對地被屬于堆疊中的下一個網(wǎng)絡(luò)2a的空腔32a接納。同樣的情況適用于第二網(wǎng)絡(luò)2b的每個空腔32b，該空腔接納第一網(wǎng)絡(luò)2a的兩個相鄰的孔道的兩個壁半部，其中這兩個壁半部也相對地被屬于堆疊中的下一個網(wǎng)絡(luò)2b的空腔32b接納。

這是源自于網(wǎng)絡(luò)2b的每個通道2b'被界定在兩個系列的空腔32a之間，該通道中的一個通道在圖14和圖15中被標(biāo)為灰色，這兩個系列的空腔沿彼此的方向開放，并且該通道的機(jī)械強(qiáng)度按照方向“I”由兩個相鄰的半網(wǎng)格16b來提供。因此，每個通道2b'總體地由兩個直接相繼的網(wǎng)格16b的頂點(diǎn)24b側(cè)向地界定，并且該通道沿高度方向由在堆疊中以一個處于另一個的頂部上的方式定位的兩個網(wǎng)格16a的頂點(diǎn)24a界定。因此，對于這種布置，再次發(fā)現(xiàn)通道2b'的形狀為菱形，該菱形的四個角分別對應(yīng)于四個前述的頂點(diǎn)24b、24b、24a、24a。當(dāng)然，對第一空氣流通網(wǎng)絡(luò)2a的每個通道2a'而言，也觀察到了相似的幾何結(jié)構(gòu)。

另一方面，要注意的是，諸如在圖15中更好地可見的，在兩個直接相繼的網(wǎng)絡(luò)2a、2b之間不按照方向“L”執(zhí)行平移。因此，面20a按照方向4相互對齊，并且在每個通道2a'中按照方向“L”彼此間隔開。同樣的情況適用于面20b，該面按照方向4相互對齊，并且在每個通道2b'中按照方向“L”彼此間隔開。這些面20a、20b中的每一個面的平行于空氣在通道中的流通方向的上游邊緣使得流體進(jìn)行再次流通，這優(yōu)化了空氣流與膜片之間的對流交換。

可以用上文所描述的元件對形狀進(jìn)行多重布置。這例如可以是面20a，在圖16a至圖16c中示出了該面的三個替代性實施例。在這些實施例中，面20a不再是實心的，而是被穿孔，以限制負(fù)載損耗。在圖16a中，中心孔由形成面20a的框架界定。在圖16b和圖16c中，框架配備有形狀為十字形的內(nèi)部機(jī)械加強(qiáng)部，以改善支撐相鄰的膜片的網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械強(qiáng)度。

對第二網(wǎng)絡(luò)2b的孔道壁的面20b而言，相同的或相似的解決方案也是可能的。

在圖17中示出了兩個網(wǎng)絡(luò)2a、2b的組件，該組件整合了如圖16a中的穿孔的面20a、20b。在該組件中，還設(shè)置減小了連接桿28a的長度。如在圖18的網(wǎng)絡(luò)2a上示出的，實際上，該桿長度是可根據(jù)所遇到的需求調(diào)節(jié)的，因此，如果需要，該桿長度也可被增大。

圖19a至圖19c還示出了在頂點(diǎn)24a上的按照方向4的不同可能的視角，該頂點(diǎn)在桿28a與一對面22a之間提供了連接。優(yōu)選地，角度α1和角度α2總是相同的，而一對的兩個面22a之間的角度α3可變化。對于圖19a的第一解決方案，角度α1、α2和α3是相等的，該第一解決方案使得當(dāng)從堆疊的方向4進(jìn)行觀察時是正六邊形的形狀。然而，如圖19b所示，角度α3可大于角度α1、α2，以同樣的方式，如在圖19c中所示，角度α3可小于這些相同的角度α1、α2。

參照圖20至圖26，示出了本發(fā)明的另一個優(yōu)選的實施例，其中，使用不同的網(wǎng)格來得到空氣流通網(wǎng)絡(luò)2a、2b。網(wǎng)格16a與上文所描述的網(wǎng)格的不同之處在于成對的面22a的形狀。實際上，當(dāng)沿長度方向“L”進(jìn)行觀察時，穿孔的面22a各自具有直角等腰三角形的形狀，其中直角位于連接頂點(diǎn)24a處。

這樣，當(dāng)網(wǎng)格16a以相鄰的方式按照方向“I”進(jìn)行布置時，兩個直接相繼的半網(wǎng)格16a形成了具有正方形截面的通道2a'。如在圖26中可見的，這使得通道2a'、2b'的總體形狀為棋盤狀。

參照圖27至圖33，示出了又一個優(yōu)選的實施例，其中，使用不同的網(wǎng)格來得到空氣流通網(wǎng)絡(luò)2a、2b。網(wǎng)格16a與上文所描述的網(wǎng)格的不同之處在于成對的面22a的形狀。實際上，當(dāng)沿長度方向“L”進(jìn)行觀察時，三角形的面22a具有下邊，該下邊位于相對的面20a的下邊緣的平面中。連接這兩個面的頂點(diǎn)24a也被布置在該同一平面上，意味著網(wǎng)格16a不再具有正交于方向4的對稱平面。這還意味著每個網(wǎng)絡(luò)僅在其下表面或上表面中的一個表面上被結(jié)構(gòu)化，而不再在該網(wǎng)絡(luò)的兩個相對的表面上被結(jié)構(gòu)化。換言之，空腔32a僅存在于網(wǎng)格的上部部分中，而不再存在于下部部分中。

如圖31所示，對于這種構(gòu)型，以下述的方式布置：當(dāng)網(wǎng)格16a以相鄰的方式按照方向“I”進(jìn)行布置時，兩個直接相繼的半網(wǎng)格16a形成了具有三角形截面的通道2a'，更準(zhǔn)確地，該通道呈等邊三角形的形狀。如在圖33中可見的，這不再使得通道2a'、2b'的總體形狀為棋盤狀的，而是使兩個直接相繼的網(wǎng)絡(luò)2a、2b的通道2a'、2b'為交錯式的布置。在這種情況下，網(wǎng)絡(luò)幾乎整體地進(jìn)行套疊，并且因此是兩兩地執(zhí)行套疊的。這意味著在每對套疊的網(wǎng)絡(luò)之間，膜片6保持為平坦的。

圖34至圖38進(jìn)一步示出了另一個實施例，其中，使用不同的網(wǎng)格來得到空氣流通網(wǎng)絡(luò)2a、2b，這使得能夠得到按照方向“L”的波浪狀的通道2a'、2b'。因此，按照上文的實施例中的該最后的方向，通道不再是直的，而是波浪形的，以這種方式，使得進(jìn)一步地增大了交換表面。自然，被布置在網(wǎng)絡(luò)2a、2b之間的膜片6沿堆疊的方向4也具有這種波浪形。

為此，如在圖37中更好地可見的，每個網(wǎng)格16a按照方向4也是波浪形的。該網(wǎng)格具有圓拱的連接桿28a，以及在該網(wǎng)格的邊緣30a處也具有曲率的相對的面20a。對于每個面20a，源自于其的凹入的邊緣30a以及相對的凹入的邊緣30a限定出空腔32a。在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，網(wǎng)格16a全被沿同一方向(例如圖34的方向)安置，其中凹入的邊緣30a總是被定向為向上。

無論是否保留設(shè)計，要注意的是，堆疊例如具有二十個疊置的網(wǎng)絡(luò)2a、2b，和十九個被插入在這些網(wǎng)絡(luò)之間的膜片6。通道2a'、2b'的最大高度可大約為5mm，而面20a、22a的厚度和桿28a的厚度可大約為0.5mm。

如上文參照圖1所提及的，交換器1在堆疊110的兩側(cè)包括與網(wǎng)絡(luò)協(xié)作的空氣分配器和采集器，以這種方式來確保兩個空氣流A和B的分配和采集。在堆疊110按照方向“L”的每一側(cè)設(shè)置另一堆疊，其中，按照方向4交替地布置分配器和采集器。實際上，保持這種交替以確保在交換器的芯內(nèi)進(jìn)行逆流流通。

僅對網(wǎng)絡(luò)2a、2b而言，在這些網(wǎng)絡(luò)的堆疊的每一側(cè)，分配器112和采集器114具有相同的結(jié)構(gòu)，并且該分配器和采集器被沿一個方向之后沿另一個方向交替地堆疊，以得到使其能夠進(jìn)行套疊的半中心距的平移。另一方面，對每個網(wǎng)絡(luò)而言，與該網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的分配器和采集器不相同。實際上，分配器的矩形的空氣入口121a和采集器的矩形的空氣出口121b是關(guān)于交換器的中軸線對稱相對的，該空氣入口和該空氣出口將在后文中進(jìn)行描述。這使得能夠平衡氣動路徑，以對每個通道進(jìn)行良好的充注。

圖39至圖41示出了空氣分配器112中的一個的實施例，該空氣分配器具有總體上為三角形的形狀。該分配器112具有三角形的中空主體120a，該中空主體在其邊中的一個邊上具有矩形的空氣入口121a，用以吸入流A，并且該中空主體具有內(nèi)部容積122a。在三角形的中空主體120a的另一個邊上，設(shè)置了一排通向內(nèi)部容積122a中的空氣通路124a，其中每個通路124a由具有菱形或正方形形狀的壁126a限定，該壁的菱形或正方形形狀與存在于網(wǎng)絡(luò)2a內(nèi)的通道2a'的形狀是互補(bǔ)的。

如在圖42和圖43中示出的，當(dāng)沿著堆疊的方向4進(jìn)行觀察時，壁126a的遠(yuǎn)端是鋸齒狀的，更優(yōu)選地，為三角形的，以這種方式來與相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)2a的結(jié)構(gòu)正確地套疊，以及以這種方式使得每個通道2a'定位成面對通路124a中的一個?？赏ㄟ^在壁126a的外表面上行進(jìn)的密封件(未示出)來提供密封，該密封件具有三角形標(biāo)志類型的截面。之后密封件被安置于覆蓋壁126a的排的該外表面的膜片6的下方或上方。

參照圖44和圖45，示出了采集器114中的一個，該采集器具有與分配器112的設(shè)計相同的設(shè)計，但是被翻轉(zhuǎn)，以這種方式來與該分配器進(jìn)行套疊。這樣，空氣采集器114具有總體上為三角形的形狀，該空氣采集器具有三角形的中空主體120b，該中空主體在其邊中的一個邊上具有矩形的空氣出口121b，用以排出流B，并且該中空主體具有內(nèi)部容積122b。在三角形的中空主體120b的另一個邊上，設(shè)置了一排通向內(nèi)部容積122a中的空氣通路124b，每個通路124b由具有菱形或正方形形狀的壁126b限定，該壁的菱形或正方形形狀與存在于網(wǎng)絡(luò)2b內(nèi)的通道2b'的形狀是互補(bǔ)的。

由于采集器相對于分配器112的翻轉(zhuǎn)的位置，該采集器114的為菱形/正方形的壁126b被套疊在下述的空腔中：該空腔被限定在分配器112的為菱形/正方形的壁126a之間。如圖46所示，這使得每個通道2b'能夠定位成面對由壁126a限定的空氣通路中的一個。另外，采集器114和分配器112進(jìn)行的套疊使得能夠確保將前述的密封件壓緊在面對壁126a、126b的外表面之間。

當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對已僅通過非限制性示例的方式進(jìn)行了說明的本發(fā)明進(jìn)行各種修改。