JP2001033190A

JP2001033190A - 熱交換器

Info

Publication number: JP2001033190A
Application number: JP11208356A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Tanaka; 大輔田中; Ryoji Okabe; 良次岡部; Naokazu Takeuchi; 直和竹内; Takuya Kitada; 卓也北田
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2001-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】熱交換器表面を親水性にすることによって、
水滴付着による熱交換器の圧力損失増大を防ぐと共に、
熱交換器からの水滴の脱離を防ぐことのできる熱交換器
を提供することを目的とする。【解決手段】エアコンデショナの室内ユニット内に収
容されるアルミニウムフィン１は、その表面全体に塗布
した親水性バインダ２に光触媒３を担持し、その表面に
光源４を照射している。光触媒３は、ＴｉＯ₂（酸化チ
タン）で結晶型の異なるアナターゼ型とルチル型の混合
のものを用いている。親水性バインダ２は、粒子状の光
触媒３を表面露出させるもので、親水性樹脂のようなコ
ート剤を使用できる。光触媒３は耐光触媒性のものに限
り、光源４は、光触媒を励起させるため、紫外光（波長
４００ｎｍ以下）を放出させるものを用いることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面処理すること
により凝縮した水分が飛散しない熱交換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】エアコンデショナーの蒸発器等の熱交換
器は、冷媒を流通させるコイル状のパイプと、パイプに
固着されたアルミニウム製の薄板状のフィンで形成され
ている。フィンはコイルにほぼ等間隔で多数配設され、
各フィンにより形成された隙間をファンにより送風され
た空気が流通する構造となっている。熱交換器はパイプ
内の冷媒が蒸発することにより蒸発熱で熱が奪われ、パ
イプ及びフィンを冷却する。そこで、ファンにより送風
された空気がフィンの隙間を通る際に冷却されて、冷風
が送風される仕組みになっている。

【０００３】図７は、熱交換器の表面処理がされていな
いアルミニウムフィン２１の断面形状を示す。このアル
ミニウムフィン２１は空気の送風方向ａにほぼ平行に配
設され、空気の熱交換によって熱交換器に空気中の水蒸
気が凝縮し、アルミニウムフィン２１の表面に水滴２
２，２３が付着する。このため、隙間２４を形成するア
ルミニウムフィン２１の片面に水滴２２が凝着し熱交換
器内の空気の流路が狭くなったり、水滴２３のようにア
ルミニウムフィン２１の両面に亘って付着し空気通路を
閉塞したりするため、空気の送風量が減少したり、熱交
換機の冷凍サイクル内の圧力損失が大きくなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これを解決するため
に、熱交換器表面を撥水性にしたものがある（特開平１
０−４７８９０号参照）。しかし、この方法だと水滴付
着を防止する反面、空気の送風量を強くしたような場合
に、エアコンデショナの吹き出し口から空気とともに水
滴が飛散するおそれがあり、好ましい対策とは言い難
い。本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので熱交換
器表面を親水性にすることによって、水滴付着による熱
交換器の圧力損失増大を防ぐと共に、熱交換器からの水
滴の脱離（飛散）を防ぎ、さらに親水性以外の機能とし
て、防菌、防カビ性雰囲気および自己の脱臭性、防汚性
をもつ熱交換器を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の熱交換器は上記
目的を達成するために、所定の隙間を空けて多数のアル
ミニウム製薄板を並設することによって親水性フィンを
構成した熱交換器において、該アルミニウム製薄板の表
面全体に光触媒を含む親水性バインダを塗布するととも
に該バインダに光触媒を担持させ、該光触媒に紫外光を
照射することにより親水性が増す親水性フィンを構成し
た。なお、光触媒とは、その結晶の伝導帯と価電子帯と
の間のエネルギーギャップよりも大きなエネルギーの光
を照射したときに、価電子帯中の電子の励起が生じて、
伝導電子と正孔を生成しうる物質をいう。また、アルミ
ニウム製薄板の表面全体に親水性のバインダを塗布する
とは、表面全体に親水性バインダを塗布する場合に限ら
ず、表面全体に親水性バインダを塗布していなくとも実
質的に大部分に塗布しているような場合、すなわち、本
願発明の効果が奏する範囲をも意味する。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
による熱交換機について、図面を参照しながら説明す
る。図１は、エアコンデショナの室内ユニットの蒸発器
に用いられる熱交換用のアルミニウムフィン１の断面を
示している。アルミニウムフィン１の表面全体には、光
触媒３を担持した親水性バインダ２が塗布され、そのア
ルミニウムフィン１の表面を光源４が照射している。光
触媒３は、ＴｉＯ₂（酸化チタン）で結晶型の異なるア
ナターゼ型とルチル型の混合のものを用いているが、光
活性の高いアナターゼ型の割合が大きい方が好ましい。
親水性バインダ２は、粒子状の光触媒３を表面露出させ
るもので、例えば親水性樹脂のように現行のフィンに用
いられているコート剤であればより望ましい。ただし、
親水性バインダ２は耐光触媒性のものに限る。光源４
は、光触媒を励起させるため、紫外光（波長４００ｎｍ
以下）を放出させるものであり、紫外線ランプ、蛍光
灯、白熱ランプ、水銀ランプ、キセノンランプ等を用い
ることができる。

【０００７】図１のアルミニウムフィン１の表面、すな
わち光触媒３を担持している親水性バインダ２の表面に
紫外光を照射すると、光触媒３は親水性を持つようにな
り、その表面に空気中の水分が結合する。図２は、親水
性バインダ２に光触媒を内割り（光触媒／（親水性バイ
ンダ＋光触媒））で２０ｗｔ％添加又は全く添加しなか
った場合において、紫外光を強度２ｍｗ／ｃｍ²で照射
した結果の図表である。縦軸は水滴の接触角であり、横
軸は紫外光照射時間である。光触媒３が０％では接触角
が変化しないのに対し、光触媒３のＴｉＯ₂を２０ｗｔ
％添加すると接触角が２０度に変化する。この結果よ
り、光触媒を添加し、紫外光を照射することによって表
面の接触角が低下する。すなわち、親水性が向上するこ
とがわかる。また、紫外光の照射を止めても初期接触角
に戻るまで２４時間以上はかかることから、紫外光照射
が間欠でも親水性効果は期待できる。

【０００８】図３は親水性樹脂に光触媒を添加し、純水
浸漬による劣化を調べた結果の図表である。縦軸は水滴
の接触角であり、横軸は純水の浸漬時間である。光触媒
のＴｉＯ₂が０ｗｔ％の状態では水滴接触角がすぐに増
加するのに対し、ＴｉＯ₂の割合を大きくするにしたが
って増加が小さくなりＴｉＯ₂が３０ｗｔ％の状態で
は、水滴接触角は初期値の５度を維持している。これに
より、親水性樹脂と併用した光触媒は、表面劣化による
親水性の低下を防ぐ働きをすることが分かる。

【０００９】次に、本発明の第２の実施の形態について
図面を参照しながら説明する。図４は、防カビ試験を行
うための器具であり、標準寒天培地中の熱交換器のアル
ミニウムフィンの表面に培養されたカビの状態を示す。
有底円筒形の無菌シャーレ５に標準寒天培地６を入れ、
その上にテストピース８を載せている。テストピース
（４０×４０ｍｍ）８は、図１に示したアルミニウムフ
ィン１と同様に、光触媒を担持した親水性バインダをア
ルミニウムフィンの表面に塗布している。カビ懸濁液
は、ＪＩＳ防カビ試験の標準カビ６種を用い、濃度はそ
れぞれのカビ７について、１白金耳（白金耳：白金でで
きた微生物をかきとる棒で、１白金耳はこれの１かきを
指す）／１０ｃｃであり、それを０．５ｃｃずつ吹き付
けた。光源４の紫外光はテストピース表面で強度３ｍｗ
／ｃｍ ²で１０分間照射した。カビを培養した結果を表
１に示す。

【００１０】

【表１】

【００１１】３個のサンプルのうち、光触媒を添加しな
かったアルミニウムフィンでは４日目に１／３以上のカ
ビが増殖しているにもかかわらずそれを添加したもの
は、１／３以下に抑えられていることから、光触媒に防
カビ作用があることがわかる。

【００１２】次に、本発明の第３の実施の形態について
図面を参照しながら説明する。図５は、脱臭試験を行う
ための装置であり、スターラー９の上面に気密性のある
石英ガラス製セル用シャーレ１０を載置し、セル用シャ
ーレ１０中に光触媒を担持させ親水性バインダを塗布し
たアルミニウムフィンのテストピース（４０×４０ｍ
ｍ）８を置き、石英ガラス板１１で蓋をして気密性を持
たせている。セル用シャーレ１０には、図示されていな
いアセトアルデヒド標準ガスの供給源に接続されている
サンプルガス採取口１３と、その内部を撹拌できる回転
子１２とが配設されている。石英ガラス板１１の上方に
は、紫外線をテストピース８に照射する光源４が設けら
れている。

【００１３】このような構成により、サンプルガス採取
口１３からアセトアルデヒド標準ガスをセル用シャーレ
１０内に注入し、濃度を１００ｐｐｍとした。そして、
スターラー９の回転子１２によってセル用シャーレ１０
内を攪拌しながら光源４より、テストピース８の表面に
強度２ｍｗ／ｃｍ²で紫外光を照射した。６の図表に試
験結果を示す。図表の縦軸は、時刻ｔ＝０におけるアセ
トアルデヒドの濃度Ｃ₀（ｐｐｍ）と、時刻ｔにおける
アセトアルデヒド濃度Ｃ（ｐｐｍ）との比を対数で表し
ている。また、横軸は時間ｔ（分）を示している。

【００１４】光源４がテストピース８に紫外線を照射し
た場合は、非照射の場合と比較してアセトアルデヒドの
減衰が著しく、脱臭性能をもつことがわかる。また、有
機物であれば気体、液体、固体を問わず同様の挙動を示
す。この結果から、エアコンデショナの送風ファンがタ
バコの煙を吸引して、アルミニウムフィンの表面にタバ
コのヤニ等の異物が付着しても、光触媒がそれを分解す
る防汚性能をもつことが分かる。

【００１５】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく本発明
の技術的思想に基いて種々の変形及び変更が可能であ
る。例えば、上記各実施の形態では、アルミニウムフィ
ンについて説明したが、冷媒を流通させるアルミニウム
パイプ側にも親水性の表面バインダを塗布するととも
に、光触媒を表面バインダに担持させるようにしてもよ
い。

【００１６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は所定の隙間
を空けて多数のアルミニウム製薄板を並設することによ
って親水性フィンを構成した熱交換器において、該アル
ミニウム製薄板の表面全体に光触媒を含む親水性バイン
ダを塗布するとともに該バインダに光触媒を担持させ、
該光触媒に紫外光を照射することにより親水性が増す親
水性フィンを構成した。よって、熱交換器のフィン表面
の光触媒が親水基を有し、親水性バインダを単に塗布し
たよりもさらに親水性が向上する。そのため、フィンに
凝着した水分がフィンの表面全体に薄く広がるようにな
り、その後水分はフィンを伝わって若しくはフィンから
落下してドレン皿等に収容され、ドレンから排出され
る。したがって、フィンで形成する隙間が水分により閉
塞されないので、送風ファンからの空気の流通に支障を
来すこともなく、冷凍サイクルの圧力の損失を防ぐこと
ができる。また、光触媒の酸化分解作用によって防カビ
性、脱臭性及び防汚性も併せもつ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る熱交換器のア
ルミニウムフィンの表面に光触媒を担持させた状態を示
す断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に用いている光触媒
の紫外光線に対する照射特性を示す線図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態における親水性樹脂
に光触媒を添加したときの純水浸漬による劣化特性を示
す線図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る熱交換器のア
ルミニウムフィン表面のカビ培養試験の概略構成図であ
る。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る熱交換器のア
ルミニウムフィン表面の脱臭作用を試すための装置構成
図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係る熱交換器のア
ルミニウムフィン表面の脱臭特性を示す線図である。

【図７】従来の熱交換器フィンの隙間面に水滴が付着し
た状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１アルミニウムフィン２親水性バインダ３光触媒４光源５無菌シャーレ６標準寒天培地７カビ８テストピース９スターラ１０石英ガラス製セル用シャーレ１１石英ガラス板１２回転子１３サンプルガス採取口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者竹内直和愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社名古屋研究所内 (72)発明者北田卓也愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番地三菱重工業株式会社名古屋研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の隙間を空けて多数のアルミニウム
製薄板を並設することによって親水性フィンを構成した
熱交換器において、該アルミニウム製薄板の表面全体に
光触媒を含む親水性バインダを塗布するとともに該バイ
ンダに光触媒を担持させ、該光触媒に紫外光を照射する
ことにより親水性が増す親水性フィンを構成したことを
特徴とする熱交換器。
【請求項２】上記光触媒にアナターゼ型酸化チタンと
ルチル型酸化チタンの混合物を用い、上記アナターゼ型
酸化チタンの割合をルチル型酸化チタンよりも多くした
ことを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】上記親水性バインダに上記光触媒を内割
りで１０重量％以上添加したことを特徴とする請求項１
に記載の熱交換器。