(57)【要約】【課題】プレートフィンへの霜の付着を抑制することにより霜が付着しても冷却性能が低下することがない蒸発器を提案すること。【解決手段】蒸発器１は所定の間隔で配列された複数枚のプレートフィン４と、これらのプレートフィン４を貫通して蛇行状態で引き回されている冷媒管５とを有している。冷媒管５の冷媒入口部分５１にはプレートフィン４を貫通せずに、プレートフィン４の上端面の上方を配列方向Ａに沿って引き回されている露出管部分５２が形成されている。露出管部分５２は冷媒が流入することによって温度が最も低い状態になるので、露出管部分５２の温度はプレートフィン４よりも低い。霜は、より温度の低い箇所に付着する性質があるので、蒸発器１で発生する霜は、この露出管部分５２へと付着する。この結果、プレートフィン４への霜の付着が抑制される。【選択図】図１
2008261542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で配列されている複数枚のプレートフィンと、
これらのプレートフィンを貫通した状態に引き回されている冷媒管と、
前記冷媒管の冷媒入口部分に形成されており、前記プレートフィンを貫通せずに当該プレートフィンの配列方向に沿って引き回されている露出管部分と、
各プレートフィンの間および前記露出管部分を経由して冷却対象の空気が流れる熱交換経路とを有し、
前記露出管部分は、前記プレートフィンの外側に配置されていることを特徴とする蒸発器。
【請求項２】
請求項１において、
前記プレートフィンは矩形状輪郭をしており、
前記プレートフィンにおける第１端面の側から、当該第１端面に対峙する第２端面の側に向けて、前記冷媒管は蛇行状態に引き回されており、
前記露出管部分は、各プレートフィンの前記第１端面に沿って、当該第１端面の外側に配置されていることを特徴とする蒸発器。
【請求項３】
請求項１において、
前記プレートフィンは矩形状輪郭をしており、
前記プレートフィンにおける第１端面の側から、当該第１端面に対峙する第２端面の側に向けて、前記冷媒管は蛇行状態に引き回されており、
前記露出管部分は、前記プレートフィンにおける前記第１端面および第２端面に直交する一方の端面に沿って、当該端面の外側に配置されていることを特徴とする蒸発器。
【請求項４】
請求項１において、
所定の間隔で配列された前記プレートフィンとして、所定の間隔で配列されている第１プレートフィン群と、所定の間隔で配列されている第２プレートフィン群とを有し、
前記第１プレートフィン群と前記第２プレートフィン群は、プレートフィン配列方向に直交する方向に所定の距離だけ離れており、
前記露出管部分は、前記第１プレートフィン群と前記第２プレートフィン郡の間に配置されていることを特徴とする蒸発器。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
前記プレートフィンの間隔よりも広い間隔で配列された補助プレートフィンを有し、
前記露出管部分は、これら補助プレートフィンを貫通した状態に引き回されていることを特徴とする蒸発器。
【請求項６】
所定間隔で配列されている複数枚のプレートフィンを貫通した状態に引き回されている冷媒管の冷媒入口部分に、これらのプレートフィンを貫通させることなく当該プレートフィンの配列方向に引き回した所定長さの露出管部分を形成し、
冷却対象の空気を、前記プレートフィンの配列方向と交差する方向で該露出管部分および各プレートフィンの間を通る熱交換経路に沿って流し、
前記露出管部分の外周面部分に、冷却対象の空気に含まれている水分を霜として付着させることを特徴とする蒸発器の霜付き防止方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記プレートフィンよりも広い間隔で複数枚の補助プレートフィンを配列し、
前記露出管部分をこれら補助プレートフィンを貫通させた状態に引き回し、
これら露出管部分の外周面部分および補助プレートフィンの表面部分に、冷却対象の空気に含まれている水分を霜として付着させることを特徴とする蒸発器の霜付き防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレートフィンへの霜の付着を抑制することにより、霜が付着しても冷却性能が低下することがない蒸発器に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気冷却機に搭載されている蒸発器は、所定の間隔で配列された複数枚のプレートフィンと、これらのプレートフィンを貫通して蛇行状態に引き回されている冷媒管を備えている。冷却対象の空気は、各プレートフィンの間を通過する際に冷媒との間で熱交換が行われて、冷却されるようになっている。
【０００３】
冷却対象の空気に水分が含まれていると、その水分の一部は蒸発器で凝固し、霜となってプレートフィンに付着する。密閉された空間の空気を冷却する場合にはプレートフィンへの霜の付着は一定の量で収まる。しかし、空気冷却機によって環境試験装置の温度槽内を冷却するような場合には、ワークの出し入れに伴って水分を含んだ外気が流入するので、運転時間の経過とともに霜が堆積して、プレートフィンの間に目詰りが発生することがある。
【０００４】
プレートフィンの間に目詰りが発生すると冷媒と空気との間で充分な熱交換が行われなくなるので、冷却性能が低下する。また、空気の流路が閉鎖されてしまうので、空気冷却機の内部に気圧の低下などの異常を発生させ、装置を停止させてしまうことがある。
【０００５】
ここで、プレートフィンの形状および配置間隔を変更することによって、霜が付着した場合でも冷却性能の低下や空気の流路の閉鎖などを回避することができる技術は、特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特開平７−１２４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の技術は、空気の流路を形成する筒状容器と、その筒状容器内に配置された蒸発器の冷媒管に取り付けられているフィンとの間に堆積する霜によって空気の流路が閉鎖されてしまうことを回避するものであり、プレートフィンの間に堆積する霜を抑制することにより、目詰まりに起因して空気の流路の閉鎖や冷却性能の低下を回避するものではない。
【０００７】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、プレートフィンの間への霜の付着を抑制することにより霜が付着しても冷却性能が低下することがない蒸発器および蒸発器の霜付き防止方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の蒸発器は、所定の間隔で配列されている複数枚のプレートフィンと、これらのプレートフィンを貫通した状態に引き回されている冷媒管と、前記冷媒管の冷媒入口部分に形成されており、前記プレートフィンを貫通せずに当該プレートフィンの配列方向に沿って引き回されている露出管部分と、各プレートフィンの間および前記露出管部分を経由して冷却対象の空気が流れる熱交換経路とを有し、前記露出管部分は、前記プレートフィンの外側に配置されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、冷媒管は、冷媒が流入することによって温度が最も低い状態になる冷媒入口部分に露出管部分を備えている。従って、露出管部分の温度はプレートフィンよりも低くなる。霜は、より温度の低い箇所に付着する性質があるので、冷却対象の空気が熱交換経路を通過する際に発生する霜は露出管部分へと付着する。この結果、プレートフィンへの霜の付着を抑制することができるので、水分を含んだ外気が流入するような環境で蒸発器を長時間運転された場合でもプレートフィンの間に目詰りが発生してしまうことを回避できる。従って、霜の付着によって蒸発器の冷却能力が低下してしまうことがない。また、霜の付着によって熱交換経路が閉鎖されてしまうことがない。
【００１０】
本発明において、前記プレートフィンは矩形状輪郭をしており、前記プレートフィンにおける第１端面の側から、当該第１端面に対峙する第２端面の側に向けて、前記冷媒管は蛇行状態に引き回されており、前記露出管部分は、各プレートフィンの前記第１端面に沿って、当該第１端面の外側に配置されていることが好ましい。冷媒管における冷媒の流路の上流側が引き回されているプレートフィンの第１端面側の温度は、冷媒管における冷媒の流路の下流側が引き回されている第２端面側の温度と比較して低くなっている。従って、第１端面の外側に露出管部分を設けておけば、霜は露出管部分に付着し易くなる。また、露出管部分に霜が付着しても、プレートフィンの間の熱交換経路を通過する空気の流れを妨げてしまうことがない。
【００１１】
また、前記プレートフィンは矩形状輪郭をしており、前記プレートフィンにおける第１端面の側から、当該第１端面に対峙する第２端面の側に向けて、前記冷媒管は蛇行状態に引き回されており、前記露出管部分は、前記プレートフィンにおける前記第１端面および第２端面に直交する一方の端面に沿って、当該端面の外側に配置することもできる。
【００１２】
また、所定の間隔で配列された前記プレートフィンとして、所定の間隔で配列されている第１プレートフィン群と、所定の間隔で配列されている第２プレートフィン群とを有し、前記第１プレートフィン群と前記第２プレートフィン群は、プレートフィン配列方向に直交する方向に所定の距離だけ離れており、前記露出管部分は、前記第１プレートフィン群と前記第２プレートフィン郡の間に配置することもできる。
【００１３】
本発明において、露出管部分の表面積を増加させ、露出管部分に多くの霜を付着させるためには、前記プレートフィンの間隔よりも広い間隔で配列された補助プレートフィンを有し、前記露出管部分は、これら補助プレートフィンを貫通した状態に引き回されていることが好ましい。霜を付着させることができる面積が大きくなっているので、蒸発器を長時間運転した場合でも、プレートフィンに目詰まりが発生することはない。
【００１４】
次に、本発明は、蒸発器の霜付き防止方法であって、所定間隔で配列されている複数枚のプレートフィンを貫通した状態に引き回されている冷媒管の冷媒入口部分に、これらのプレートフィンを貫通させることなく当該プレートフィンの配列方向に引き回した所定長さの露出管部分を形成し、冷却対象の空気を、前記プレートフィンの配列方向と交差する方向で該露出管部分および各プレートフィンの間を通る熱交換経路に沿って流し、前記露出管部分の外周面部分に、冷却対象の空気に含まれている水分を霜として付着させることを特徴とする。
【００１５】
本発明において、露出管部分に多くの霜を付着させるためには、前記プレートフィンよりも広い間隔で複数枚の補助プレートフィンを配列し、前記露出管部分をこれら補助プレートフィンを貫通させた状態に引き回し、これら露出管部分の外周面部分および補助プレートフィンの表面部分に、冷却対象の空気に含まれている水分を霜として付着させることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、冷媒管は、冷媒が流入することによって温度が最も低い状態になる冷媒入口部分に露出管部分を備えている。従って、露出管部分の温度はプレートフィンよりも低くなる。霜は、より温度の低い箇所に付着する性質があるので、冷却対象の空気が熱交換経路を通過する際に発生する霜は露出管部分へと付着する。この結果、プレートフィンへの霜の付着を抑制することができるので、水分を含んだ外気が流入するような環境で蒸発器を長時間運転された場合でもプレートフィンの間に目詰りが発生してしまうことを回避できる。従って、霜の付着によって蒸発器の冷却能力が低下してしまうことがない。また、霜の付着によって熱交換経路が閉鎖されてしまうことがないので、蒸発器を搭載している空気冷却機に気圧の低下などの異常を発生させ、装置を停止させてしまうことがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して本発明を適用した蒸発器を説明する。図１は本例の蒸発器の主要な構成部分を模式的に示した説明図である。(ａ)は概略正面図であり、(ｂ)は概略斜視図である。
【００１８】
図１に示すように、蒸発器１は左右の側板２、３と、これらの側板２、３の間に所定の間隔で配列された複数枚のプレートフィン４と、複数本の冷媒管５とを有している。プレートフィン４は矩形状輪郭をしており、冷媒管５を流れる冷媒からの伝熱面積を大きくするために狭い間隔で数多く並べられている。その配列方向Ａは、冷却対象の空気が流れる熱交換経路Ｂと直交するようになっている。
【００１９】
各冷媒管５は銅製であり、冷媒が流入する冷媒入口部分５１と、冷媒入口部分５１に形成されており、プレートフィン４を貫通せずにプレートフィン４の配列方向Ａに沿って引き回されている露出管部分５２と、露出管部分５２に続いてプレートフィン４を貫通して蛇行状態に引き回されている蛇行管部分５３と、冷媒を排出する冷媒出口部分５４を備えている。
【００２０】
冷媒入口部分５１は右側板２の上端部分に取り付けられている。冷媒入口部分５１から続いている露出管部分５２はプレートフィン４の上端面(第１端面)４ａの上方(外側)において、蛇行状態に引き回されている。それに続く蛇行管部分５３はプレートフィン４における上端面(第１端面)４ａから下端面(第２端面)４ｂへ向かって引き回されている。露出管部分５２および蛇行管部分５３は、左右の屈曲する端部に近い部分がそれぞれ左右の側板２、３に貫通した状態で、側板２、３に固定されている。冷媒出口部分５４は右側板２の下端部分に取り付けられている。
【００２１】
本例の蒸発器１では、不図示の凝縮器から送られてくる冷媒は、分流器６によって各冷媒管５へ分配されて冷媒入口部分５１に流入する。流入した冷媒は、まず露出管部分５２を流れ、しかる後に、蛇行管部分５３をプレートフィン４の上端面４ａから下端面４ｂへ向かって流れる。冷媒は冷媒管５を流れる間に、露出管部分５２およびプレートフィン４の間を経由する熱交換経路Ｂを流れる空気との間で熱交換を行い、その空気を冷却する。その後は、冷媒出口部分５４から排出され、回収管７を介して不図示の圧縮器へ送られる。
【００２２】
ここで、露出管部分５２は、冷媒が流入することによって温度が最も低い状態になる冷媒入口部分５１に続いて形成されているので、露出管部分５２の温度はプレートフィン４よりも低くなる。霜は、より温度の低い箇所に付着する性質があるので、冷却対象の空気が熱交換経路Ｂを通過する際に発生する霜はこの露出管部分５２へと付着する。
【００２３】
本例によれば、蒸発器１で発生する霜が露出管部分５２へと付着するので、プレートフィン４への霜の付着を抑制することができる。従って、水分を含んだ外気が流入するような環境で蒸発器１が長時間運転された場合でも、プレートフィン４の間に目詰りが発生してしまうことを回避できる。よって霜の付着によって冷却能力が低下してしまうことがない。また、霜の付着によって熱交換経路Ｂが閉鎖されてしまうことがないので、本例の蒸発器１を搭載している空気冷却機に気圧の低下などの異常を発生させ、装置を停止させてしまうことがない。
【００２４】
また、本例によれば、冷媒管５は、プレートフィン４における上端面４ａから下端面４ｂに向けて蛇行状態に引き回されており、露出管部分５２は、プレートフィン４の上端面４ａの上方に配置されている。冷媒管５における冷媒の流路の上流側になるプレートフィン４の上端面４ａの側の温度は下端面４ｂの側の温度と比較して低くなっており、この部分に露出管部分５２が設けられているので、霜は露出管部分５２に付着し易い。また、露出管部分５２はプレートフィン４の上端面４ａの上方に位置しているので、そこに霜が付着しても、プレートフィン４の間を通過する空気の流れを妨げてしまうことがない。
【００２５】
さらに、露出管部分５２は、その表面積が広くなるように蛇行状態に引き回されているので、露出管部分５２には、多くの霜を付着させることができる。
【００２６】
なお、本例の蒸発器１は、プレートフィン４の配列方向Ａが水平方向であり、露出管部分５２が上になるように設置されているが、蒸発器１の設置はこの状態に限定されるものではない。例えば、露出管部分５２が下になるように天地を逆にして設置されていてもよい。また、露出管部分５２が熱交換経路Ｂと対向するように設置されていてもよい。さらに、プレートフィン４の配列方向Ａが垂直方向になるように設置されていてもよい。この場合には、露出管部分５２は水平方向のいずれの側に配置されていてもよい。
【００２７】
(上記の形態の変形例)
次に、上記の蒸発器において、露出管部分にプレートフィンが取り付けられている例を示す。図２は本例の蒸発器の主要な構成部分を模式的に示した説明図である。(ａ)は概略正面図であり、(ｂ)は概略斜視図である。なお、一部のプレートフィンの形状および露出管部分の構成を除いて上記の例と同一の構成を備えているので、対応する構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２８】
本例の蒸発器１Ａでは、配列されている複数枚のプレートフィン４のうち、所定の枚数おき配置されているプレートフィンを、縦長形状のプレートフィン４Ａにしてある。また、縦長形状のプレートフィン４Ａにおいて他のプレートフィン４の上端面４ａよりも上方に突出しているフィン部分(補助プレートフィン)４０に、露出管部分５２を貫通させてある。
【００２９】
本例によれば、フィン部分４０によって露出管部分５２の表面積を増大させることができるので、露出管部分５２およびフィン部分４０に多くの霜を付着させることができる。この結果、長時間に亘ってプレートフィン４への霜の付着を抑制することができるので、水分を含んだ外気が流入するような環境下で蒸発器１が長時間運転された場合でも、プレートフィン４の間に目詰りが発生してしまうことを回避できる。
【００３０】
なお、プレートフィン４Ａの代わりに、プレートフィン４とは別に構成されている補助プレートフィンを複数枚用意しておいて、プレートフィン４よりも広い間隔でこれら補助プレートフィンをプレートフィン４の上端面４ａの上方に配列し、露出管部分５２をこれら補助プレートフィンに貫通させて引き回してもよい。
【００３１】
(その他の実施の形態)
上記の例では、露出管部分５２はいずれもプレートフィン４の上端面４ａよりも上方に形成されていたが、露出管部分５２の配置はこれに限られるものではない。図３に露出管部分の配置例を示す。
【００３２】
図３(ａ)、(ｂ)は、露出管部分５２が、矩形状輪郭のプレートフィン４における上端面(第１端面)４ａおよび下端面(第２端面)４ｂに直交する一方の端面４ｃ、４ｄに沿って、当該端面４ｃ、４ｄの外側に配置されているものである。(ａ)ではプレートフィン４よりも熱交換経路Ｂの上流側に露出管部分５２が配置されており、(ｂ)ではプレートフィン４よりも熱交換経路Ｂの下流側に露出管部分５２が配置されている。
【００３３】
図３(ｃ)は、所定の間隔で配列されたプレートフィンとして、所定の間隔で配列されている第１プレートフィン群４１と、所定の間隔で配列されている第２プレートフィン群４２とを有し、第１プレートフィン群４１と第２プレートフィン群４２は、これらを構成するプレートフィンの配列方向(プレートフィン配列方向)Ａに直交する方向に所定の距離だけ離れて配置された構成を備えている。第１プレートフィン群４１と第２プレートフィン群４２には、蛇行管部分５３が貫通した状態で引き回されている。露出管部分５２は、第１プレートフィン群４１と第２プレートフィン群４２の間において、蛇行状態に引き回されている。
【００３４】
いずれの場合でも、冷媒管５へ流入した冷媒は、まず冷媒入口部分５１から露出管部分５２を流れ、しかる後に、蛇行管部分５３を流れる。従って、露出管部分５２の温度がプレートフィン４の温度よりも低くなるので、発生する霜を露出管部分５２に付着させて、プレートフィン４への付着を抑制することができる。なお、いずれの例においても、露出管部分５２には、プレートフィン４よりも広い間隔で配置された補助プレートフィンを取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を適用した蒸発器を説明するための概略正面図および概略斜視図である。
【図２】露出管部分にプレートフィンを取り付けた蒸発器を説明するための概略正面図および概略斜視図である。
【図３】露出管部分の配置例であり、(ａ)および(ｂ)は、露出管部分が、矩形状輪郭のプレートフィンにおける第１端面および第２端面に直交する一方の端面に沿って、当該端面の外側に配置されている例であり、(ｃ)は所定の間隔で配列されたプレートフィンとして、所定の間隔で配列されている第１プレートフィン群と、所定の間隔で配列されている第２プレートフィン群とを有し、露出管部分は、第１プレートフィン群と第２プレートフィン群の間に配置されている例である。
【符号の説明】
【００３６】
１、１Ａ  蒸発器
４、４Ａ  プレートフィン
５  冷媒管
６  分流器
７  回収管
５１  冷媒入口部分
５２  露出管部分
５３  蛇行管部分
５４  冷媒出口部分
Ａ  プレートフィンの配列方向
Ｂ  熱交換経路
【図１】
2008261542.tif 000003
【図２】
2008261542.tif 000004
【図３】
2008261542.tif 000005