JP2009186044A - ドレン水蒸発装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸発布の毛細管現象を利用したドレン水蒸発装置の蒸発効率を向上し、小型化が可能な蒸発装置を提供する。
【解決手段】蒸発皿９内に貯留されたドレン水の蒸発を促進する蒸発促進手段を、その一部が前記ドレン水内に浸漬するように配置した吸水部材１０と、蒸発皿９内に配置され、吸水部材１０を加熱する加熱手段より構成し、前記加熱手段を、冷凍サイクルを構成する高圧側配管の一部である加熱部１１より構成し、この加熱部１１の加熱作用を利用することによって、吸水部材１０が吸い上げた水分を、毛細管現象による蒸発作用と加熱部による蒸発作用にて蒸発させ、蒸発効率の向上をはかることができた。
【選択図】図２

Description

本発明は、冷却装置の蒸発器に結露するドレン水を蒸発させるドレン水蒸発装置に関するものである。

従来のドレン水蒸発装置は、図５に示すような構成であった。

図５に示すように、蒸発布１０１は、櫛歯状の上枠１０２、下枠１０３で押さえ込む様に固定されていた。この状態で、蒸発皿１０４内に設置する。ここで、蒸発皿１０４に注入された、ドレン水は、蒸発布１０１に毛細管現象により吸い上げられ、周囲の空気中に蒸発拡散することで、ドレン水を蒸発促進させることは知られている（例えば、特許文献１参照）。
実開昭６２−１６２５７２号公報

上記従来のドレン水蒸発装置は、上述したように、蒸発布１０１の毛細管現象を利用することでドレン水を蒸発させるが、蒸発能力を増加させるために蒸発布１０１の間隔を狭めると、隣接する蒸発布との間が狭くなり、その間を空気が通過しにくくなって期待する蒸発量が得られなくなり、ドレン水量の増加に対応できないという課題を有していた。

また、近年の省スペース化等で、蒸発皿１０４の設置可能面積も減少し、蒸発能力の増加を図るための構成が困難となり、処理能力が不足するという課題があった。

さらに、他の手段として、圧縮機の吐出配管を蒸発皿内に配設し、その熱により水温を上昇させ、蒸発促進を行う方法も知られているが、上述した蒸発布１０１と併用するためには、設置による干渉を防ぐために、蒸発皿の面積を大きくしなければならず、課題が残るものであった。

本発明は、上記課題に鑑み、コンパクトでかつドレン水を効率よく蒸発させるようにしたドレン水蒸発装置を提供することを目的とするものである。

上記従来の課題を解決するため、本発明のドレン水蒸発装置は、冷凍サイクルを具備した冷却装置の蒸発器より発生するドレン水を貯留する蒸発皿と、前記蒸発皿内に配置され、その一部が前記ドレン水内に浸漬するように配置した吸水部材と、前記蒸発皿内に配置され、前記吸水部材を加熱する加熱手段を具備し、前記加熱手段を、前記冷凍サイクルを構成する高圧側の配管より構成したものである。

これにより、前記加熱手段の加熱作用によって、前記吸水部材による蒸発作用を促進させることができるものである。

本発明のドレン水蒸発装置は、蒸発器に結露したドレン水を貯留する蒸発皿において、吸水部材による蒸発作用を、加熱手段によって促進させるため、貯留容量が小さい蒸発皿であってもドレン水を溢れさせることなく蒸発させることができる。

また、前記加熱手段を構成する冷凍サイクルの配管は、前記吸水部材の取付け部材を構成するため、蒸発促進手段の構成の簡略化がはかれ、蒸発装置のコンパクト化がはかれるものである。

請求項１に記載の発明は、圧縮機と凝縮器と減圧手段と蒸発器を環状に接続してなる冷凍サイクルを具備した冷却装置の前記蒸発器に結露したドレン水を蒸発させる蒸発装置であって、該蒸発装置は、前記蒸発器より発生するドレン水を貯留する蒸発皿と、前記蒸発皿内に貯留されたドレン水の蒸発を促進する蒸発促進手段を具備し、前記蒸発促進手段を、その一部が前記ドレン水内に浸漬するように配置した吸水部材と、前記蒸発皿内に配置され、前記吸水部材を加熱する加熱手段より構成し、前記加熱手段を、前記冷凍サイクルを構成する高圧側の配管より構成したものである。

かかる構成とすることにより、吸水部材の吸水作用によって蒸発皿に貯留されたドレン水を上方へ移動させ、ここで蒸発させる作用と、加熱手段の加熱作用を利用して前記吸収部材に含浸されたドレン水を加熱し、該吸収部材に含浸されたドレン水の蒸発を促進させる作用によってドレン水を蒸発させるため、蒸発能力（効率）を高めることができる。

その結果、前記蒸発皿のドレン水貯留容量が制約された条件であっても、ドレン水を溢れさせることなく蒸発させる構成とすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のドレン水蒸発装置において、前記吸水部材に、紙、布、不織布、木材、金属等を材料とする繊維を用いたものである。

かかることにより、毛細管現象により、空気との接触面積を大きくすることで、蒸発量を増加させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のドレン水蒸発装置において、前記加熱手段を構成する配管の形状を、前記蒸発皿内において湾曲部を有する形状とし、該湾曲部により折り返された折り返し配管部に前記吸水部材を固定したものである。

かかる構成とすることにより、前記加熱手段を構成する冷凍サイクルの配管が、前記吸水部材の取付け部材を構成するため、蒸発促進手段の構成の簡略化がはかれ、蒸発装置のコンパクト化がはかれるものである。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のドレン水蒸発装置において、前記吸水部材の下部に貫通穴を設け、該貫通穴に前記加熱手段を構成する配管の湾曲部および折り返し配管部を貫通させたものである。

かかる構成とすることにより、吸水部材における水分を含む箇所を加熱することができ、前記吸水部材に吸収されたドレン水の気化作用を促進させ、蒸発効率を向上することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のドレン水蒸発装置において、前記蒸発促進手段の両側下部に凹部を設け、該凹部を、前記加熱手段を構成する配管の折り返し配管部で挟持したものである。

かかる構成とすることにより、吸水部材における水分を含む箇所を加熱することができ、前記吸水部材に吸収されたドレン水の気化作用を促進させ、蒸発効率を向上することができる。しかも、前記凹部は、前記折り返し配管部が係合する程度の面積でよいため、ドレン水の吸収に供する面積が大きく確保でき、蒸発効率をさらに向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるドレン水蒸発装置を具備した冷却装置の冷凍サイクル図である。図２は、同冷却装置におけるドレン水蒸発装置部の斜視図である。図３は、同ドレン水蒸発装置における吸水部材の斜視図である。

図１ないし図３において、冷却装置１は、圧縮機２、凝縮器３、減圧手段である減圧器４、蒸発器５を順次配管を介して環状に連結した冷凍サイクルを具備している。

この冷却装置１は、送風機（図示せず）を具備し、該送風機によって蒸発器５を熱源とする冷却空気を貯蔵空間等（図示せず）へ供給することにより、例えば、前記貯蔵空間内の物品を冷却保存する用途に採用されるものである。

蒸発器５の下部には、該蒸発器５に結露したドレン水を一時的に受けるドレンパン６が配置されている。このドレンパン６の底部には、排水パイプ７が設けられている。

さらに、ドレンパン６の下部には、ドレン水蒸発装置（以下、蒸発装置と称す）８が配置されている。

蒸発装置８は、排水パイプ７からのドレン水を貯留する蒸発皿９と、紙、布、不織布、木材、金属繊維等を材料とし、毛細管現象が生じるようにシート状に加工された吸水部材１０と、前記冷凍サイクルを構成する高圧側配管の加熱部１１より構成されている。

吸水部材１０は、図３に示す如く下部に長円形の貫通孔１０ａが設けられた構成となっており、蒸発皿９内において所定間隔毎に複数配置され、その間隔は、櫛歯状のスペーサ１２にて維持されている。

また、前記配管の加熱部１１は、圧縮機２と凝縮器５の間に位置する部分であって、図２に示す如く、蒸発皿９の側壁から蒸発皿９内に回り込むように曲げ加工された曲げ部１１ａと、この曲げ部１１ａに連続し、かつ湾曲部１１ｂとで略Ｕ字状を形成した折り返し配管部１１ｃより構成されている。湾曲部１１ｂおよび折り返し配管部１１ｃは、蒸発皿９の底面と略平行で、かつ該底面から所定間隔を形成するように配置されている。前記間隔は、配管の加熱部１１がドレン水に浸漬しない状態を形成する寸法とすることが好ましい。

そして、吸水部材１０は、図２に示す如く、前記配管の湾曲部１１ｂと折り返し部１１ｃが貫通孔１０ａを貫通することにより、配管の加熱部１１に固定された状態となっている。この吸水部材１０と加熱部１１の固定強度は、貫通孔１０ａの長径寸法と湾曲部１１ｂの曲げ径寸法によって設定でき、双方の寸法を近づけることにより、強固に固定され、また加熱部１１の熱がより多く吸水部材１０へ伝達される。

ここで、吸水部材１０は、その下端を蒸発皿９の底面と接触して配置することにより、蒸発皿９に貯留したドレン水を逸早く吸水して蒸発させるように作用し、また、下端を蒸発皿９の底面から若干離して配置することにより、ある程度のドレン水を貯留した状態で蒸発させるように作用する。どの時点で蒸発作用を行うようにするかは、冷却装置１の用途等に応じて設定することができる。

具体的には、前記配管の加熱部１１を構成する折り返し配管部１１ｃと蒸発皿９の底面との間隔を調整することにより設定することができる。

次に上記構成の動作について、説明する。

上記構成において、圧縮機２を運転すると、冷媒は圧縮され、高温高圧の状態で凝縮器３へ流れ、ここで送風機（図示せず）等によって放熱（凝縮）、液化し、減圧器３を通過する際に膨張、液化し、蒸発器５で吸熱（蒸発）、ガス化し、圧縮機２へ戻り、以下、この循環を継続する。

蒸発器５では、上述の吸熱（蒸発）時に周囲の空気を冷却する作用を行う。このとき、蒸発器５の表面に凝縮液化した空気中の水分が付着し、成長して結露（水粒）する。さらに結露が進行すると、水滴となってドレンパン６に滴下し、排水パイプ７から蒸発皿９へ導かれ、貯留される。

蒸発皿９に集められたドレン水は、毛細管現象により吸水部材１０に吸い上げられ、ここで気化蒸発する。

また、吸水部材１０を取付けた配管の加熱部１１は、前述の圧縮機２の運転により、凝縮器３へ流れる前の高温、高圧の冷媒が流れているため、ドレン水よりも高い温度状態にあり、吸水部材１０を加熱している。

したがって、吸水部材１０に吸い上げられたドレン水は、前述の毛細管現象による気化蒸発に加え、配管の加熱部１１の加熱によっても蒸発する。必要に応じて、送風手段（図示せず）を設けて吸水部材１０への送風を行い、蒸発作用をさらに促進させることもできる。

上述の如く、本実施の形態１においては、吸水部材１０に吸水されたドレン水の蒸発を、配管の加熱部１１による加熱作用によって促進させるため、蒸発皿９のドレン水を効率よく蒸発させることができる。

したがって、蒸発皿９に残留するドレン水量を抑制することができるため、蒸発皿９のドレン水貯留容量が制約された冷却装置１への搭載も可能となる。

また、吸水部材１０は、毛細管現象が伴うドレン水の吸い上げ作用であるため、空気との接触面積を大きくすることで蒸発量を増加させることができ、特に、熱伝導率が高い材料（例えば、金属繊維等）を用いることによって、配管の加熱部１１の熱をより有効に活かし、蒸発効率を一層高めることができる。

さらに、配管の加熱部１１を吸水部材１０の取付け部材としているため、蒸発促進のための構成が簡素化でき、蒸発装置８のコンパクト化がはかれるものである。

また、前記配管の加熱部１１を、ドレン水に浸漬しない状態とすることにより、加熱部による加熱作用は、毛細管現象で吸い上げられた水分を加熱するため、所謂小熱容量負荷を加熱することとなり、蒸発効率をさらに高めることができる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるドレン水蒸発装置に用いる吸水部材の斜視図である。ここで、先の実施の形態１と同じ構成要件については、同一の符号を付して説明する。

図４において、吸水部材１０は、先の実施の形態１と同じ材料、搭載されるドレン水蒸発装置８であって、配管の加熱部１１による支持構造が相違するものである。

すなわち、吸水部材１０の下部両側に凹部１０ｂが設けられており、この凹部１０ｂに、前記配管の加熱部１１を構成する折り返し配管部１１ｃが位置することにより、吸水部材１０は、折り返し配管部１１ｃによって挟持された状態で加熱部１１に取付けられている。

上記構成の吸水部材１０によっても、先の実施の形態１と同様に、吸い上げたドレン水を、毛細管現象による気化蒸発と配管の加熱部１１による加熱作用によって蒸発させることができ、蒸発効率のよい蒸発装置８を提供することができる。

本発明にかかるドレン水蒸発装置は、冷却作用に伴って発生するドレン水を効率よく蒸発させることができ、物品等を冷却貯蔵する冷却装置の他に、空気調和機、ヒートポンプ装置を具備した衣類乾燥装置等に広く利用することができるものである。

本発明の実施の形態１におけるドレン水蒸発装置を具備した冷却装置の冷凍サイクル図 同冷却装置におけるドレン水蒸発装置部の斜視図 同ドレン水蒸発装置における吸水部材の斜視図 本発明の実施の形態２におけるドレン水蒸発装置に用いる吸水部材の斜視図 従来例を示すドレン水蒸発装置の斜視図

符号の説明

１ 冷却装置
２ 圧縮機
３ 凝縮器
４ 減圧器（減圧手段）
５ 蒸発器
８ 蒸発装置（ドレン水蒸発装置）
９ 蒸発皿
１０ 吸水部材
１０ａ 貫通孔
１０ｂ 凹部
１１ 加熱部（加熱手段）
１１ｂ 湾曲部
１１ｃ 折り返し配管部

Claims (5)

1. 圧縮機と凝縮器と減圧手段と蒸発器を環状に接続してなる冷凍サイクルを具備した冷却装置の前記蒸発器に結露したドレン水を蒸発させる蒸発装置であって、該蒸発装置は、前記蒸発器より発生するドレン水を貯留する蒸発皿と、前記蒸発皿内に貯留されたドレン水の蒸発を促進する蒸発促進手段を具備し、前記蒸発促進手段を、その一部が前記ドレン水内に浸漬するように配置した吸水部材と、前記蒸発皿内に配置され、前記吸水部材を加熱する加熱手段より構成し、前記加熱手段を、前記冷凍サイクルを構成する高圧側の配管より構成したドレン水蒸発装置。
2. 前記吸水部材に、紙、布、不織布、木材、金属等を材料とする繊維を用いた請求項１に記載のドレン水蒸発装置。
3. 前記加熱手段を構成する配管の形状を、前記蒸発皿内において湾曲部を有する形状とし、該湾曲部により折り返された折り返し配管部に前記吸水部材を固定した請求項１または２に記載のドレン水蒸発装置。
4. 前記吸水部材の下部に貫通穴を設け、該貫通穴に前記加熱手段を構成する配管の湾曲部および折り返し配管部を貫通させた請求項３に記載のドレン水蒸発装置。
5. 前記蒸発促進手段の両側下部に凹部を設け、該凹部を、前記加熱手段を構成する配管の折り返し配管部で挟持した請求項３に記載のドレン水蒸発装置。

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