(57)【要約】【課題】  室外機の中から熱交換器に対してノズルによる散水（スプレー）を行う場合にもスケールの量が抑えられるようにする。【解決手段】  空気調和装置の室外機の補助冷却装置５０は、ノズル５３を備えている。このノズル５３は、室外機のケーシング１２の中に配置され、室外機の熱交換器３２の内側の面の上部３２ａ１に対して、上下方向よりも左右方向に拡がるように水をスプレーする。【選択図】      図２
2006010150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気調和装置の室外機（１０）の補助冷却装置（５０）であって、
前記室外機（１０）の中に配置され、前記室外機の熱交換器（３２）の内側の面（３２ａ）の上部（３２ａ１）に対して、上下方向よりも左右方向に拡がるように水をスプレーするノズル（５３）を備える、
補助冷却装置。
【請求項２】
前記熱交換器（３２）の上部から下部へと水が滴下するように、前記ノズル（５３）からスプレーする水の量が調整される、
請求項１に記載の補助冷却装置。
【請求項３】
前記ノズル（５３）から前記熱交換器（３２）に水をスプレーする必要があるときに前記ノズルから間欠的に水をスプレーさせる制御部（５５）をさらに備える、
請求項１又は２に記載の補助冷却装置。
【請求項４】
前記制御部（５５）は、前記ノズルから水をスプレーさせる間欠度合いを、外気温に応じて変更する、
請求項３に記載の補助冷却装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記室外機の中に配置される、
請求項３又は４に記載の補助冷却装置。
【請求項６】
前記室外機（１０）からの作動指令がないときには、前記ノズル（５３）から水がスプレーされない、
請求項１から５のいずれかに記載の補助冷却装置。
【請求項７】
ケーシングと、
外側の面が前記ケーシングとともに室外機の外面を構成する熱交換器と、
室外機の内部に配置され、前記熱交換器の内側の面の上部に対して、上下方向よりも左右方向に拡がるように水をスプレーするノズルと、
を備える空気調和装置の室外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、補助冷却装置および空気調和装置の室外機、特に、室外機の熱交換器に水をかけることで熱交換器を外部から補助的に冷却するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気調和装置の室外機において熱交換器を補助的に冷却する装置では、室外機の外部の空間に配置したノズルから熱交換器の外側の面に水をかけ、水の蒸発潜熱を利用して熱交換器の冷却を行っている。
しかし、室外機の外側の空間にノズルなどを存在させたのでは、室外機の必要設置スペースが大きくなってしまうというデメリットが生じる。
【０００３】
このような問題点を解消する技術が、特許文献１に開示されている。ここでは、室外機のケーシング内にノズルを配置することによって、室外機の小型化を図るとともに、ノズルから散布される水が風で飛び散るといった不具合を抑制している。
【特許文献１】特開２０００−３５２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、水の飛散を防止し室外機の小型化を図る観点で、室外機の内側から熱交換器に散水する技術が特許文献１に開示されている。
しかし、熱交換器の内側の面は、室外機の外から手が届きにくい場所であり、清掃しにくい場所である。このため、熱交換器の内側の面にスケールが発生すると、熱交換器の外側の面の場合と違って、スケール洗浄に手間や時間が多くかかることになる。そして、手間や時間が多くかかることから熱交換器の内側の面のスケールを放置してしまった場合には、熱交換器の熱交換効率が低下する。
【０００５】
ここで、特許文献１の補助冷却装置を検証してみる。この補助冷却装置では、複数のノズルから円錐状あるいは角錐状に水を散布して、熱交換器の概ね全面を濡らし、熱交換器の冷却を効果的に行っている。このような補助冷却装置を使う場合には、ノズルから円錐状あるいは角錐状に散水される熱交換器の面のうち散水エリアの周縁部分において、水がかかったりかからなかったりする現象が起きて、スケールが発生しやすくなる。
【０００６】
本発明の課題は、室外機の中から熱交換器に対してノズルによる散水（スプレー）を行う場合にもスケールの量が抑えられるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明に係る空気調和装置の室外機の補助冷却装置は、ノズルを備えている。このノズルは、室外機の中に配置され、室外機の熱交換器の内側の面の上部に対して、上下方向よりも左右方向に拡がるように水をスプレーする。
ここでは、室外機の中に配置したノズルから、熱交換器の内側の面のうち上部に対して水をスプレーしており、且つ、ノズルからの水のスプレーが上下方向よりも左右方向に拡がるようにしている。このような上下方向よりも左右方向に拡がる水のスプレーは、ノズルの吹き出し口の形状や配置を工夫することにより実現できる。
【０００８】
このように補助冷却装置を構成すると、ノズルから左右方向に拡がるようにスプレーした水が熱交換器の内側の面の上部から下部へと流れるようにすることができ、熱交換器の内側の面の概ね全面を水で濡らしつつ、熱交換器の内側の面における水がかかったりかからなかったりするエリアを小さくすることができる。
したがって、第１発明に係る補助冷却装置では、室外機の中から熱交換器に散水する構成を採りつつ、スケールの量を抑制することが可能になる。
【０００９】
なお、ノズルからの水のスプレーは、熱交換器の内側の面の上部のうち、できるだけ上端の近傍部分に対して行うことが好ましい。
第２発明に係る補助冷却装置は、第１発明の補助冷却装置であって、熱交換器の上部から下部へと水が滴下するように、ノズルからスプレーする水の量が調整される。
ここでは、熱交換器の上部から下部へと確実に水が滴下するように水の量が調整されるため、熱交換器の概ね全面を水で濡らすことができて、熱交換器の十分な冷却が行われるようになる。
【００１０】
また、ノズルからスプレーした水が熱交換器の上部から下部へと流れると、その水の流れによって、スケールの発生を抑える作用や発生してしまったスケールを幾らか下に落とす作用も生じる。
第３発明に係る補助冷却装置は、第１発明又は第２発明の補助冷却装置であって、制御部をさらに備えている。制御部は、ノズルから水を熱交換器にスプレーする必要があるときに、ノズルから間欠的に水をスプレーさせる。
【００１１】
ここでは、ノズルから熱交換器に間欠的に水をスプレーさせるため、水を継続的にスプレーし続ける場合に較べ、熱交換器の内側の面においてスケールの発生が起こりやすくなる。例えば、前にスプレーした水が熱交換器の内面から蒸発して乾く頃に次の水のスプレーを行う場合には、熱交換器の内面に水をスプレーし続ける場合よりもスケールが発生し易い。
【００１２】
しかし、本発明では、熱交換器の内側の面の上部に対して、上下方向よりも左右方向に拡がるように水をスプレーする構成を採っており、スケールの量が抑えられる。
第４発明に係る補助冷却装置は、第３発明の補助冷却装置であって、制御部は、ノズルから水をスプレーさせる間欠度合いを、外気温に応じて変更する。間欠度合いとは、水をスプレーしている時間に対する水をスプレーしていない時間の割合である。
【００１３】
ここでは、例えば、外気温が高く熱交換器の内側の面を濡らした水が蒸発し易い場合に間欠度合いを小さくしてトータルの水量を多くし、外気温が比較的低く熱交換器の内側の面を濡らした水が蒸発し難い場合に間欠度合いを大きくしてトータルの水量を少なくするというような制御が可能となる。このように、ここでは、水をスプレーする際に熱交換器からの水の蒸発の速さを考慮して水量を調整することができるようになるため、スケールの発生をより小さく抑えることが可能になる。
【００１４】
第５発明に係る補助冷却装置は、第３発明又は第４発明の補助冷却装置であって、制御部は室外機の中に配置される。
ここでは、ノズルが室外機の中に配置されるとともに、制御部も室外機の中に配置されるため、室外機の外観が向上し、見栄えが良くなる。また、補助冷却装置の制御部と室外機の制御ユニットとの結線のし易さも生じる。
【００１５】
第６発明に係る補助冷却装置は、第１発明から第５発明のいずれかの補助冷却装置であって、室外機からの作動指令がないときには、ノズルから水がスプレーされない。
ここでは、室外機が熱交換器の補助冷却の必要がないと判断した場合には補助冷却装置のノズルから水がスプレーされないため、水が浪費されて無駄な費用が生じることが防止される。例えば、室外機は、冷媒の高圧圧力が異常なレベルまで上昇したときにだけ、運転停止を回避するために補助冷却装置へ作動指令を出す。
【００１６】
第７発明に係る空気調和装置の室外機は、ケーシングと、熱交換器と、ノズルとを備えている。熱交換器は、その外側の面が、ケーシングとともに室外機の外面を構成する。ノズルは、室外機の内部に配置されており、熱交換器の内側の面の上部に対して、上下方向よりも左右方向に拡がるように水をスプレーする。
ここでは、室外機の内部に配置したノズルから、熱交換器の内側の面のうち上部に対して水をスプレーしており、且つ、ノズルからの水のスプレーが上下方向よりも左右方向に拡がるようにしている。このような上下方向よりも左右方向に拡がる水のスプレーは、ノズルの吹き出し口の形状や配置を工夫することにより実現できる。
【００１７】
このようなノズルを使う場合、ノズルから左右方向に拡がるようにスプレーした水が熱交換器の内側の面の上部から下部へと流れるようにすることができ、熱交換器の内側の面の概ね全面を水で濡らしつつ、熱交換器の内側の面における水がかかったりかからなかったりするエリアを小さくすることができる。
したがって、第７発明に係る室外機では、室外機の中から熱交換器に散水する構成を採りつつ、スケールの量を抑制することが可能になる。
【発明の効果】
【００１８】
第１発明に係る補助冷却装置では、熱交換器の内側の面の概ね全面を水で濡らしつつ、熱交換器の内側の面における水がかかったりかからなかったりするエリアを小さくすることができるため、室外機の中から熱交換器に散水する構成を採りつつ、スケールの量を抑制することが可能になる。
第２発明に係る補助冷却装置では、熱交換器の上部から下部へと確実に水が滴下するように水の量が調整されるため、熱交換器の概ね全面を水で濡らすことができて、熱交換器の十分な冷却が行われるようになる。
【００１９】
第３発明に係る補助冷却装置では、水を継続的にスプレーし続ける場合に較べ、熱交換器の内側の面においてスケールの発生が起こりやすくなるが、熱交換器の内側の面の上部に対して上下方向よりも左右方向に拡がるように水をスプレーする構成を採っているため、スケールの量が抑えられる。
第４発明に係る補助冷却装置では、水をスプレーする際に熱交換器からの水の蒸発の速さを考慮して水量を調整することができるようになるため、スケールの発生をより小さく抑えることが可能になる。
【００２０】
第５発明に係る補助冷却装置では、ノズルおよび制御部が室外機の中に配置されるため、室外機の外観が向上し、見栄えが良くなる。
第６発明に係る補助冷却装置では、室外機が熱交換器の補助冷却の必要がないと判断した場合には補助冷却装置のノズルから水がスプレーされないため、水が浪費されて無駄な費用が生じることが防止される。
【００２１】
第７発明に係る空気調和装置の室外機では、熱交換器の内側の面の概ね全面を水で濡らしつつ、熱交換器の内側の面における水がかかったりかからなかったりするエリアを小さくすることができるため、室外機の中から熱交換器に散水する構成を採りつつ、スケールの量を抑制することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＜室外機の構成＞
本発明の一実施形態に係る補助冷却装置がオプションとして付けられる空気調和装置の室外機１０を、図１に示す。室外機１０は、マルチタイプの空気調和装置を構成しており、ビルの屋上等に設置されるとともに、複数の室内機（図示せず）に連絡配管を介して接続されている。
【００２３】
室外機１０は、側方から空気を吸入して熱交換した後に天面の吹出口（後述の空気吹出口２５ａ）から熱交換後の空気を吹き出すタイプのものであり、ケーシング１２と、ケーシング１２の内部空間に収納された室外側冷媒回路１３と、ケーシング１２の内部空間の上部に設けられた送風ファン１４とを備えている。
ケーシング１２は、主に、４つの角部にそれぞれ配置された支柱２１〜２４と、天板２５と、正面板２６と、背面板２７と、１対の側板２８と、底板２９とから構成されている。
【００２４】
天板２５には、その中央に、空気吹出口２５ａが形成されている。この空気吹出口２５ａを覆うように、ファングリル２５ｂが天板２５に固定されている。
背面板２７には、ケーシング１２内に空気を吸入するための空気吸入口２７ａが形成されている。また、１対の側板２８にも、ケーシング１２内に空気を吸入するための空気吸入口２８ａが、それぞれ形成されている。これらの３つの空気吸入口２７ａ，２８ａから、空気がケーシング１２の内部空間に吸入されてくる。
【００２５】
底板２９は、室外側冷媒回路１３を構成する機器及び配管類を支持・固定しており、４つの支柱２１〜２４に支持されている。
室外側冷媒回路１３は、圧縮機３１、熱交換器３２などの機器、およびこれらの機器を接続する配管類から構成されている。圧縮機３１や熱交換器３２などの主要な機器は、底板２９に固定されている。熱交換器３２は、上面視において略Ｕ字形状であり、３面の各部分が３つの空気吸入口２７ａ，２８ａに対向するように配置されている。また、熱交換器３２は、その外面が、室外機１０の外から直接見えるようになっており、ケーシング１２とともに室外機１０の外面を構成している。そして、熱交換器３２は、その内部を流れる冷媒と、空気吸入口２７ａ，２８ａから吸入された空気との間で、熱交換を行わせる。
【００２６】
送風ファン１４は、プロペラファンであり、ケーシング１２の内部空間の上部において、空気吹出口２５ａに対向するように配置されている。送風ファン１４は、羽根車４１と、羽根車４１を回転駆動するファンモータ４２とを有している。ファンモータ４２は、図示しない支持フレームを介して、ケーシング１２に固定されている。
また、室外機１０の送風ファン１４や圧縮機３１などの機器は、図４に示す室外制御ユニット１９によってコントロールされる。室外機１０の中に配備される室外制御ユニット１９には、熱交換器３２の温度を測定する熱交換器サーミスタ６１、圧縮機３１の吐出管の温度を測定する吐出管サーミスタ６２、外気の温度を測定する外気サーミスタ６３などが接続されており、各種データが室外制御ユニット１９に集まる。
【００２７】
＜補助冷却装置の構成および動作＞
上述の室外機１０に装着される補助冷却装置５０は、主として、本体５１と、給水配管５２と、ノズル５３とから構成されている。本体５１の中には、図４に示す補助冷却制御ユニット５５が収納されている。また、本体５１内に位置する給水配管５２の上流端には、図示しない水道管から所定圧力の水が供給される。また、この水道管からの水は、補助冷却制御ユニット５５によりコントロールされる給水バルブ５４（図４参照）を介して給水配管５２に供給される。
【００２８】
ノズル５３は、給水配管５２の下流端に接続されており、図２および図３に示すように、室外機１０のケーシング１２の内部空間に配置される。このノズル５３からは、熱交換器３２の内側の面３２ａの上部３２ａ１に対して、水がスプレーされる。熱交換器３２の内側の面３２ａとノズル５３との距離は、約１００ｍｍとなっている。また、ノズル５３からの水は、図２および図３に示すハッチング領域ＳＰのように、上下方向よりも左右方向に拡がるように熱交換器３２にスプレーされる。具体的には、ノズル５３の複数の水噴射孔の配置や形状の工夫により、ノズル５３からスプレーされた水が主として左右方向に拡がるようになっている。これにより、熱交換器３２の背面板２７に対向する部分の左端から右端まで水がかかるようになっている。
【００２９】
補助冷却制御ユニット５５は、上述の室外制御ユニット１９と接続されており、室外制御ユニット１９からの指令に基づいて給水バルブ５４を開けて、ノズル５３から熱交換器３２への散水を行わせる。したがって、室外制御ユニット１９からの指令がないときには、ノズル５３から水がスプレーされることはない。ここでは、高圧圧力が異常なレベルまで上昇したときにだけ、空調運転停止を回避するために、室外制御ユニット１９が補助冷却制御ユニット５５に指令を出す。
【００３０】
室外制御ユニット１９からの指令があったときに、補助冷却制御ユニット５５は、給水バルブ５４の開閉を繰り返し、ノズル５３から熱交換器３２に間欠的に水をスプレーさせる。その間欠度合いについては、熱交換器３２の内側の面３２ａの上部３２ａ１から下部へと水が確実に滴下するように調整される。すなわち、ノズル５３から熱交換器３２にスプレーされる水の量は、補助冷却制御ユニット５５によって調整されることになる。
【００３１】
また、補助冷却制御ユニット５５は、ノズル５３から熱交換器３２に水をスプレーさせる間欠度合いを、外気温に応じてさらに微調整する。外気温のデータは、室外制御ユニット１９を介して外気サーミスタ６３から取得される。スプレーの間欠度合いの微調整としては、外気温が高くなるほど水量が増えるように給水バルブ５４の閉状態に対して開状態を長くすることが行われる。具体的には、外気温と間欠度合いとの相関テーブルに基づいて、補助冷却制御ユニット５５がスプレーの間欠度合いの微調整を行う。
【００３２】
このような補助冷却制御ユニット５５の水量制御によって、ノズル５３から熱交換器３２の内側の面３２ａの上部３２ａ１にスプレーされた水は、確実に熱交換器３２の下部へと流れていき、熱交換器３２の下端まで流れていく頃に熱交換器３２からの熱により概ね蒸発しきる。
＜補助冷却装置の特徴＞
（１）
補助冷却装置５０では、水の消費量を節約するためにノズル５３から熱交換器３２に対して間欠的に水をスプレーさせるため、水を継続的にスプレーし続ける場合に較べ、熱交換器３２の内側の面３２ａにおいてスケールの発生が起こりやすくなる。したがって、外観を向上させたり省スペース化を図れるように室外機１０の内側から熱交換器３２に散水する構成を採る場合には、従来のようにノズルから同心円状に拡がるような水のスプレーを行っていたのでは、洗浄作業の難しい熱交換器３２の内側の面３２ａを、手間や時間をかけて洗浄しなくてはならなくなる。
【００３３】
もちろん、スケールの発生を抑えるためにノズル５３から熱交換器３２に絶え間なく散水をし続けるという対策も考えられるが、水道代が嵩むという問題がある。したがって、従来のような同心円状に拡がる水のスプレーを実施する場合には、水道代の節約をするために、手間や時間のかかる熱交換器３２の内側の面３２ａの洗浄作業の頻度を多くしなければならなくなる。
【００３４】
（２）
しかし、補助冷却装置５０では、ノズル５３から熱交換器３２の内側の面３２ａの上部３２ａ１に対して左右方向に拡がるような水のスプレーを行わせている。これにより、ノズル５３からスプレーした水が、熱交換器３２の内側の面３２ａの上部３２ａ１から下部へと流れるようになり、熱交換器３２の内側の面３２ａの概ね全面を水で濡らしつつ、熱交換器３２の内側の面３２ａにおける水がかかったりかからなかったりするエリアを小さくすることができている。このエリアが小さくなる理由の１つとして、熱交換器３２の内側の面３２ａの上部３２ａ１に対してノズル５３から左右に拡がるような水のスプレーを行っていることで、熱交換器３２に沿って下方へと滴下する水の経路が安定することが挙げられる。
【００３５】
すなわち、従来のように、室外機１０の内側から熱交換器３２の内側の面３２ａに対して中央から同心円状に水をスプレーしたのでは、その同心円の端のほうで水がかかったりかからなかったりするエリアがドーナツ状に大きく生じることになるが、補助冷却装置５０では、そのようなエリアが余り生じない。
このため、補助冷却装置５０では、外観を向上させたり省スペース化を図れるように室外機１０の内側から熱交換器３２に散水する構成を採っているにもかかわらず、洗浄作業のし難い熱交換器３２の内側の面３２ａにおけるスケールの発生量が少なくなり、スケール洗浄に手間や時間が多くかかるという不具合、あるいはスケールの存在により熱交換器３２の熱交換効率が低下するという不具合が抑えられている。
【００３６】
（３）
また、補助冷却装置５０では、熱交換器３２の内側の面３２ａの上部３２ａ１から下部へと確実に水が滴下するように補助冷却制御ユニット５５により水量調整が為されているため、熱交換器３２の内側の面３２ａの概ね全面を水で濡らすことができて、熱交換器３２の十分な冷却が行われるようになっている。
【００３７】
さらに、このようにノズル５３からスプレーした水が熱交換器３２の上部から下部へと確実に流れるようになると、その水の流れによって、スケールの発生を抑える作用や発生してしまったスケールを幾らか下に落とす作用も生じる。このような作用によっても、熱交換器３２の内側の面３２ａにおけるスケールの量の低減が図られている。
（４）
また、補助冷却装置５０では、外気温が高く熱交換器３２の内側の面３２ａを濡らした水が蒸発し易い場合に間欠度合い（水をスプレーしている時間に対するスプレーしていない時間の割合）を小さくしてトータルの水量を多くし、外気温が比較的低く熱交換器３２の内側の面３２ａを濡らした水が蒸発し難い場合に間欠度合いを長くしてトータルの水量を少なくするという制御が為されている。このような制御によっても、スケールの発生が抑えられている。
【００３８】
＜変形例＞
（Ａ）
上記実施形態では、室外機１０において高圧圧力が異常なレベルまで上昇し、室外制御ユニット１９から補助冷却制御ユニット５５に指令が出されたときにだけ、ノズル５３から熱交換器３２に水がスプレーされている。これにより、水の浪費が抑えられ、水道代の節約が行われている。
【００３９】
これに対して、熱交換器３２に水をかけて冷却することで熱交換効率が向上して空気調和装置の電気代の節約が見込める場合には、水を多めに使用することになっても補助冷却装置５０を長く作動させ、電気のほうの省エネルギー化を図るようにすることが可能である。例えば、電力使用量がピークになる時間帯や時期において、補助冷却装置５０を積極的に長時間作動させることによって、使用する電力を抑制することができる。
【００４０】
（Ｂ）
上記実施形態では、補助冷却装置５０を室外機１０に付けるオプションとして説明を行っているが、このような補助冷却装置５０が最初から室外機１０に組み込まれていてもよい。この場合には、図２や図３において室外機１０のケーシング１２の外に配置されている補助冷却装置５０の本体５１をケーシング１２の内部空間に配備して、室外機の見栄えをさらに良くすることが容易にできるようになる。また、補助冷却制御ユニット５５と室外制御ユニット１９との結線も容易になる。
【００４１】
（Ｃ）
図５に示すように、上記実施形態の熱交換器３２よりも左右方向の長さが長い熱交換器１３２を有する室外機１１０に対して本発明を適用する場合には、本体１５１から２つの給水配管１５２ａ，１５２ｂを延ばす補助冷却装置を採用し、その２つの給水配管１５２ａ，１５２ｂの先端に付くノズル１５３ａ，１５３ｂからそれぞれ熱交換器１３２の内側の面１３２ａの左右各部に対して散水する構成にすればよい。このときにも、ノズル１５３ａ，１５３ｂから熱交換器１３２の内側の面１３２ａの上部に対して左右方向に拡がる水のスプレーを行うことで、上記実施形態と同様の特徴が生じる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明に係る補助冷却装置は、室外機の中から熱交換器に散水する構成を採りつつ、スケールの量を抑制することができるため、室外の熱交換器を補助的に水で冷却する装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る補助冷却装置がオプションとして付く室外機の斜視図。
【図２】補助冷却装置および室外機の熱交換器を背面側から見た概略斜視図。
【図３】補助冷却装置および室外機の熱交換器の概略側面図。
【図４】室外機および補助冷却装置の概略制御ブロック図。
【図５】変形例Ｃの補助冷却装置および室外機の熱交換器を背面側から見た概略斜視図。
【符号の説明】
【００４４】
１０      室外機
３２      熱交換器
３２ａ    熱交換器の内側の面
３２ａ１  熱交換器の内側の面の上部
５０      補助冷却装置
５３      ノズル
５５      補助冷却制御ユニット
１１０      室外機
１３２      熱交換器
１３２ａ    熱交換器の内側の面
１５３ａ    ノズル
１５３ｂ    ノズル
【図１】
2006010150.tif 000003
【図２】
2006010150.tif 000004
【図３】
2006010150.tif 000005
【図４】
2006010150.tif 000006
【図５】
2006010150.tif 000007