JP2008304095A - 熱交換コイル - Google Patents

Abstract

【課題】高風速でも凝縮水をドレンパンへ確実に排出できる熱交換コイルを得る。
【解決手段】 伝熱管群１と複数の分割フィン群２…と枠体３を備える。複数の分割フィン群２…を通風方向Ａに所定間隔で離間させてフィン間隙部７を、形成する。分割フィン群２…の各プレートフィン６に、風下側への凝縮水移動を妨げる小壁条部８を、形成する。枠体３の底部９に、すくなくとも最風下のフィン間隙部７とドレンパン側とを連通させて凝縮水を排出する中間側スリット部１０と、最風下の分割フィン群２の通風出口とドレンパン側とを連通させて凝縮水を排出する通風出口側スリット部１１と、を形成する。枠体３の底部９に、風上側から中間側スリット部１０へ向かって下る中間側勾配部１２と、風上側から通風出口側スリット部１１へ向かって下る通風出口側勾配部１３と、通風出口側勾配部１３に所定間隔で対向させた堰部１４と、を形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、空調機に使用される熱交換コイルに関するものである。

特許文献１の熱交換コイルは、コイル通風空気を内部流通熱媒と熱交換して冷風又は温風とするもので、伝熱管群に複数の分割フィン群を挿着し、これらを枠体で固定して構成している。その下方には、通風空気の冷却除湿時に発生する凝縮水（ドレン）を受けて排水するためのドレンパンが、設けてある。この凝縮水は、コイル内外を連通する枠体底部の排水穴と、熱交換コイルの通風出口と、からドレンパンへ排出していた。

特開平１１−３１６０３５号公報

ところがコイル通過風速が３．５ｍ／ｓを越えるような高風速の場合、排水穴に流れ込み難くなって排出しきれなかった凝縮水が風下側に押し流され、熱交換コイルの通風出口に多量に集積する。そのため、風圧をまともに受けて凝縮水が大きく飛散し、ドレンパンで受けきれなかった凝縮水が空調機から外部へ漏れ出す問題がある。なお、ドレンパンを通風方向に長くすると空調機が大型化するで好ましくない。また、凝縮水飛散防止のために排水穴開口面積を大きくすると、コイル通風空気が排水穴から外部へ漏れ出し、熱交換コイルのバイパスファクタが大きくなり能力が低下する問題がある。

本発明は上記課題を解決するため、ドレンパンの上に配設する熱交換コイルであって、伝熱管群と、この伝熱管群を挿着する複数の分割フィン群と、前記伝熱管群と前記分割フィン群を固定する枠体と、を備え、複数の前記分割フィン群を通風方向に所定間隔で離間させてフィン間隙部を、形成し、前記分割フィン群の各プレートフィンに、風下側への凝縮水移動を妨げる小壁条部を、形成し、前記枠体の底部に、すくなくとも最風下の前記フィン間隙部と前記ドレンパン側とを連通させて凝縮水を排出する中間側スリット部と、最風下の前記分割フィン群の通風出口と前記ドレンパン側とを連通させて凝縮水を排出する通風出口側スリット部と、を形成し、前記枠体の底部に、風上側から前記中間側スリット部へ向かって下る中間側勾配部と、風上側から前記通風出口側スリット部へ向かって下る通風出口側勾配部と、前記通風出口側勾配部に所定間隔で対向させた堰部と、を形成したことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、小壁条部８とフィン間隙部７によって風下側への水飛びを防止して枠体３の底部９に凝縮水を移動させることができる。
熱交換コイルの中間側では、下り坂になった中間側勾配部１２によって中間側スリット部１０への凝縮水の流れ込みを促して確実に排出できる。しかも、中間側勾配部１２に対向する中間側スリット部１０を成す壁面１６が凝縮水を堰き止める作用をするので、中間側スリット部１０から風下側へ溢れ出ることなく確実にドレンパン４へ排出することができる。さらに、下り坂の中間側勾配部１２で凝縮水の流れを強制的に速めることで、中間側スリット部１０の開口面積を大きくせずに凝縮水の排出流量を多くしつつ、コイル通風空気の漏れを最小限に抑えバイパスファクタを小さくして能力低下を防止できる。これらによって、中間側スリット部１０よりも風上側で発生する凝縮水が風下側へ押し流されることなくドレンパン４へ全て排出され、それよりも風下側では、風下側部分のみで発生する凝縮水をドレンパン４に排出すればよいので、排水量が少なくて済む。
熱交換コイルの通風出口側では、下り坂になった通風出口側勾配部１３によって通風出口側スリット部１１への凝縮水の流れ込みを促して確実に排出できる。しかも、通風出口勾配部１３に対向する堰部１４が凝縮水を堰き止める作用をするので、通風出口側スリット部１１から風下側へ溢れ出ることなく確実にドレンパン４へ排出することができる。さらに、下り坂の通風出口側勾配部１３で凝縮水の流れを強制的に速めることで、通風出口側スリット部１１の開口面積を大きくせずに凝縮水の排出流量を多くし、熱交換コイルの通風方向Ａへの長大化を防止して小型化を図れる。
以上のような中間側勾配部１２、中間側スリット部１０、中間側スリット部１０の一部を成す壁面１６、通風出口側勾配部１３、通風出口側スリット部１１及び堰部１４の相乗効果によって、コイル通過風速が高風速の場合でも、凝縮水が熱交換コイルの通風出口に集積せずにドレンパン４へ全て排出され、飛散がなくなる。

図１は本発明に係る熱交換コイルの空調機への使用例を示しており、５は送風機で、符号Ａで示す矢印は通風方向を示している。この熱交換コイルは、図２〜図６に示すように、楕円管から成る伝熱管群１と、この伝熱管群１を挿着する複数の分割フィン群２…と、伝熱管群１と分割フィン群２…を固定すると共に通風出入口に対応する部分を除いて分割フィン群２…を囲う枠体３と、を備えており、ドレンパン４の上に配設される。

複数の分割フィン群２…は通風方向Ａに所定間隔で離間させて複数の分割フィン群２…の間に凝縮水の風下側への移動を遮断するフィン間隙部７を、形成する。対向する２つの分割フィン群２、２の間隔Ｌはコイルが大型化しない範囲内で、できるだけ大きな空間をとる方がよく、例えば１０ｍｍ前後とするのが好ましい。

分割フィン群２は、多数のプレートフィン６…を所定ピッチで平行に並設してなる。各プレートフィン６には親水性塗膜を形成するなどして親水性（水濡れ性）を付与し、冷却凝縮などによってフィンに付着した水が十分に薄い膜状となるようにする。各プレートフィン６には、フィン間隙部７に沿ってドレンパン方向に延びて風下側への凝縮水移動を妨げる小壁条部８を、形成する。小壁条部８は、止水効果及び排水効果を最良にするためにプレートフィン６の上端から下端まで連続して直線状に形成するのが好ましい。

伝熱管群１は、例えば通風方向に蛇行する多数の伝熱管から成る。各分割フィン群２に挿着する伝熱管群１の直管部の列数は1又は２とし、分割フィン群当たりに発生する凝縮水量を少なくする。伝熱管群１の両端の開口部には熱媒分流・合流用ヘッダが連通連結され、冷水や温水その他各種の熱媒が伝熱管群１を流れ、コイル通風空気を熱交換して冷風又は温風にする。伝熱管群１の直管部の径方向切断面は楕円形に形成し、その長径方向は通風方向Ａと略平行にして空気抵抗を小さくし圧力損失を防止する。なお、図示省略するが伝熱管群１の直管部の径方向切断面を円形とするも自由である。

枠体３の部分でドレンパン４に臨む底部９には、すくなくとも最風下のフィン間隙部７とドレンパン４側とを連通させて凝縮水を排出する中間側スリット部１０と、最風下の分割フィン群２の通風出口とドレンパン４側とを連通させて凝縮水を排出する通風出口側スリット部１１と、を形成する。中間側スリット部１０はフィン間隙部７に沿って底部９の両端にわたって上下に形成すると共に通風出口側スリット部１０は最風下の分割フィン群２の通風出口に沿って底部９の両端にわたって上下に形成する。この中間側スリット部１０の間隔Ｈはフィン間隙部７の間隔Ｌ以下に設定し、コイル通風空気の外部への漏れを最小限にする。

枠体３の底部９には、風上側から中間側スリット部１０へ向かって下り凝縮水を中間側スリット部１０へ流れ込ませる中間側勾配部１２と、風上側から通風出口側スリット部１１へ向かって下り凝縮水を通風出口側スリット部１１へ流れ込ませる通風出口側勾配部１３と、中間側スリット部１０の一部を成すと共に凝縮水の風下側への飛び出しを妨げる壁面１６と、通風出口側勾配部１３の風下側又は全体に所定間隔で対向させて凝縮水の風下側への飛び出しを妨げて通風出口側スリット部１１へ流れ込ませる堰部１４と、を形成する。

本発明の熱交換コイルでは、プレートフィン６で凝縮水が薄い水膜となり風圧を受けにくくなるため、コイル通風空気が高風速となっても、凝縮水が風下側に移動しにくくなって下方へ流れ落ち、もしも凝縮水が移動しても、小壁条部８にてそれ以上風下側へ移動するのが阻止され（図６参照）、小壁条部８に沿って枠体３の底部９に流下させることができる。しかも、各分割フィン群２の列数は１又は２としているので、分割フィン群当たりの凝縮水量が少なく、水厚・水滴が粗大となるのを防止でき、一層風圧を受けにくくなる。したがって分割フィン群２から風下側へ水が飛び出すことがなく、仮に分割フィン群２から風下側へ水が飛び出すことがあったとしても、飛散量は極僅かで、フィン間隙部７に落下して水切りされるので、風下側の分割フィン群２に水が飛び移ることはない。

熱交換コイルの中間側では、枠体３の底部９に流れ落ちた凝縮水が中間側勾配部１２を下って中間側スリット部１０へ流れ込みドレンパン４に排出される。このとき、中間側勾配部１２で凝縮水の流れが速まって排出流量が増え、中間側勾配部１２に対向する中間側スリット部１０を成す壁面１６で凝縮水の風下側への移動が阻止されて、ドレンパン４に確実に排出され、コイル通風空気の漏れも少なくなる。しかも、中間側スリット部１０は底部９の両端にわたって連続しているので、凝縮水の風下側への移動を一層確実に遮断できる。

同様に、熱交換コイルの通風出口側では、枠体３の底部９に流れ落ちた凝縮水が通風出口側勾配部１３を下って通風出口側スリット部１１へ流れ込みドレンパン４に排出される。このとき、通風出口側勾配部１３で凝縮水の流れが速まって排出流量が増え、堰部１４で凝縮水の風下側への移動が阻止されて、ドレンパン４に確実に排出される。しかも、通風出口側スリット部１１は底部９の両端にわたって連続しているので、凝縮水の風下側への移動を一層確実に遮断できる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で設計変更自由である。それぞれ図示省略するが、枠体３の底部９に、最風下とそれ以外の適宜のフィン間隙部７とドレンパン４側とを連通させて凝縮水を排出する中間側スリット部１０を、複数形成し、風上側から各中間側スリット部１０へ向かって下る中間側勾配部１２を、複数形成するも自由である。さらに、図例では、分割フィン群２…は３つに分割しているが、２つ又は４つ以上に分割してもよく、各分割フィン群２における直管部挿着列数及び段数、プレートフィン数及びピッチの増減は自由である。また、小壁条部８は、風下側への水移動を妨げることができればよく、その断面形状や数、位置及び高さその他形状構造の変更は自由である。

本発明を空調機に使用した例を示す簡略図。 本発明の斜視図。 本発明の要部斜視図。 本発明の側面断面図。 本発明の平面断面図。 プレートフィンの要部拡大断面図。

符号の説明

１ 伝熱管群
２ 分割フィン群
３ 枠体
４ ドレンパン
６ プレートフィン
７ フィン間隙部
８ 小壁条部
９ 底部
１０ 中間側スリット部
１１ 通風出口側スリット部
１２ 中間側勾配部
１３ 通風出口側勾配部
１４ 堰部
Ａ 通風方向

Claims (1)

1. ドレンパン４の上に配設する熱交換コイルであって、伝熱管群１と、この伝熱管群１を挿着する複数の分割フィン群２…と、前記伝熱管群１と前記分割フィン群２…を固定する枠体３と、を備え、複数の前記分割フィン群２…を通風方向Ａに所定間隔で離間させてフィン間隙部７を、形成し、前記分割フィン群２…の各プレートフィン６に、風下側への凝縮水移動を妨げる小壁条部８を、形成し、前記枠体３の底部９に、すくなくとも最風下の前記フィン間隙部７と前記ドレンパン４側とを連通させて凝縮水を排出する中間側スリット部１０と、最風下の前記分割フィン群２の通風出口と前記ドレンパン４側とを連通させて凝縮水を排出する通風出口側スリット部１１と、を形成し、前記枠体３の底部９に、風上側から前記中間側スリット部１０へ向かって下る中間側勾配部１２と、風上側から前記通風出口側スリット部１１へ向かって下る通風出口側勾配部１３と、前記通風出口側勾配部１３に所定間隔で対向させた堰部１４と、を形成したことを特徴とする熱交換コイル。

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