JP2011064415A - 補助冷却装置 - Google Patents

Abstract

【課題】支持フレーム内における散水管の高さを保持するとともに、両者の相対振動に基づく衝突に起因した騒音を防止して静音な補助冷却装置を提供する。
【解決手段】冷却水を散水する散水管５０は、両端部間の中間部において所定ピッチＬで弾性支持部材としての複数の弾性保持リング５３を介して支持フレーム４０に支持されている。散水管５０は、支持フレーム４０の筒状空間４５内で撓むことなく水平状態に保持されるので、散水管５０に形成された散水孔５２からは、均等に冷却水が噴出し、クーリングマットを均等に濡らすことができる。また、散水管５０は、支持フレーム４０から離れて保持されているので、室外機の振動が伝わっても支持フレーム４０と衝突して耳障りな音を発生させることが無く、静音な補助冷却装置が得られる。
【選択図】図１

Description

この発明は、空調・冷凍・冷蔵装置等の冷凍サイクルに用いる室外機の凝縮器の冷却用の空気を、予め水が流下するクーリングマットに通すことによって冷却させる補助冷却装置に関する。

従来、空調・冷凍・冷蔵装置等の冷凍サイクルにおいて、室外器は凝縮器で冷媒を液化するときに発生する熱で高温になるので、凝縮器を冷却する必要がある。室外機の一冷却方式として、凝縮器に放熱フィンを備えており当該放熱フィンに触れて流れる空気との間で熱交換をすることにより凝縮器の冷却を行う空冷式の冷却装置は、構造が簡便なため安価であるが、夏場の外気が高温の時等には、庫内・室内の冷却効率が落ちるという問題がある。そこで、空冷式凝縮器に補助冷却装置を用いることが数多く提案されており、その典型的な装置としては、放熱フィンに直接水を散布し冷却効率を向上させる補助冷却装置が知られている。

補助冷却装置の一例として、本出願人は、既に、凝縮器の放熱フィンの近傍にクーリングマットを配置させ、該クーリングマットに冷却水を流下させて凝縮器の吸込空気を冷却させる方式を提案している（特許文献１、２参照）。この方式の補助冷却装置は、凝縮器の放熱フィンに向かって流れる空気を冷却水によって冷却することで凝縮器を間接的に冷却しているので、冷却水を凝縮器の放熱フィンに直接吹き付ける方式の補助冷却装置にありがちな冷却水による放熱フィンの腐食やスケールの付着を生じることがない。また、この補助冷却装置は、従来の凝縮器に付加することができることから、既設ユニットへの取付けが可能であり、また、着脱・洗浄も簡単である。また、クーリングマットは、廃材を活用することもできるから、資源の有効利用にもなるという利点を備えている。

図４は従来の補助冷却装置が適用された室外機１の一例を示す図であり、図５は従来の冷凍サイクルを用いた装置の一例を模式的に示す概略図である。図５に示す冷凍サイクル１０においては、コンプレッサ１１、凝縮器２、ドライヤ１４、膨張弁１３、及び蒸発器１２が冷凍サイクルを構成すべく冷媒管７で連結されている。冷凍サイクル１０の凝縮器２の近傍、即ち、凝縮器２に付設された冷却ファン３とは一定距離離れた位置に補助冷却装置２０が設けられている。補助冷却装置２０においては、マット状のクーリングマット２１に冷却水を散水するために水道管に連通する給水管３１、及び給水管３１に冷却水を供給する給水ユニット３０を具備している。給水ユニット３０は、給水管３１に介装され水道水を断水又は通水するための開閉弁となる電磁弁３２、電磁弁３２の開閉を制御するサーモスタット３３、及びサーモスタット３３を作動させるために補助冷却装置２０への流入空気の温度を計るセンサ３４を具備している。

この補助冷却装置２０では、センサ３４が流入空気の温度が設定値以上又は以下となったことを感知すると、サーモスタット３３が働き、電磁弁３２を開閉させる。温度が設定値以上となって電磁弁３２が開状態になると、給水管３１を通じて散水手段からクーリングマット２１に水道水が供給される。クーリングマット２１を流下した水は、貯水槽２５に溜められて再使用等に供せられ、凝縮器２に流れ込む空気を冷却しながら循環する。補助冷却装置２０に供給する冷却水は、水道水に代えて、蒸発器１２にて発生するドレン水を用いてもよく、この場合、ドレン水はドレンパンからポンプにより貯水槽２５に供給される。貯水槽２５の冷却水はポンプにより再び循環用配水管を経て給水ユニット３０により給水管３１に供給されて循環利用される。

クーリングマット２１は、冷却水がその内部の隙間を通って落下する際に、横から吹き込まれる空気流れによって蒸発させる。空気流れは、その際に蒸発熱を奪われて冷却されるとともに多量の水分を含む空気となって熱交換部に供給される。クーリングマット２１の素材の性状としては、例えば、不織布状の繊維体や廃プラスチックをリサイクルした繊維状に再加工したもののように、空気通過時の抵抗が少なく、且つ落下する冷却水との熱交換が円滑で、耐久性があるものが好ましい。厚さは、その素材・形状にもよるが、数センチ程度のものでよい。

図４（ａ）に示す室外機では、クーリングマット２１は、金具である支持部２７によって室外機１に取り付けられる。クーリングマット２１への給水手段である散水樋２２は、給水ユニット３０の給水管３１から供給された冷却水をクーリングマット２１の上部分に均等に散水するものである。散水樋２２としては、多数の散水孔が穿設され、該散水孔から略均一に冷却水を落下させる散水管から構成されている。冷却水は、補助冷却装置２０の散水樋２２からすだれ状となってクーリングマット２１を伝って流下しつつ、凝縮器２に向かって通過する空気を冷却する。符号２３は、クーリングマット２１の外周を保持するフレーム、符号２８は排水管である。給水手段としての散水樋２２をクーリングマット２１の上方に配置したが、散水管をクーリングマット２１内に配置することで、全体の構成を簡略化することもできる。図４（ｂ）は、補助冷却装置２０を取り付けた室外機の別に例を示す図である。

図６及び図７は、従来の補助冷却装置２０において、散水管の支持状態及び散水状態の一例を示す断面図である。散水樋は、補助冷却装置の略全横長さに渡って延びる長い散水管５０として構成されており、クーリングマット２１と散水管５０とを支持する装置フレーム（支持フレーム）４０の上端部の内部に長手（横）方向に沿って形成される筒状空間４５（側壁４１，４３、上壁４２、突条４４で囲まれた空間）内に水平状態に配置されている。また、散水孔５２は、通常、散水管５０の高さ中央の位置で手前側、即ち、冷却空気が流れ込む側の側壁４１の内壁面に向かって開口するように穿設されており、散水孔５２から散水された冷却水は、フレーム４０の上端部の前方壁面に衝突した後、クーリングマット２１の前面側に滴下する。この散水管５０は、散水孔５２からの良好な冷却水の流下を保つために、即ち、散水孔５２が側壁４１や突条４４の内面等、筒状空間４５の内壁に当接したり近接したりしない様に、その両端が筒状空間の下面からやや上方に位置する様に取り付けられている。

上記したように、散水管５０は、補助冷却装置２０のフレーム４０の筒状空間４５内において補助冷却装置２０の略全横長さに渡って延びる長尺のパイプ（長い種類のもので２．２ｍの長さを有するＰＶＣ製のパイプ）であり、しかも散水孔５２がパイプの中央高さの位置に設けられているので、散水管５０の下半分には冷却水が常に溜まった状態となる。したがって、散水管５０は、それ自身の重さ及び溜まった水の重さによってパイプの長手方向中央部分ほど大きく下方に撓みやすい。こうした撓みを防止するため、図７に示すように、支持フレーム４０の上部空間内において、散水管５０の長手方向所定間隔の位置にプラスチック製のＣリング（支持リング）６０を挿入して、散水管５０を当該リングを介してフレームに支持させることが行われている。Ｃリング６０は、散水管５０に嵌着されている。

特開２００４−３８０６号公報 特開２００６−３１３０４２号公報

上記の補助冷却装置２０によれば、クーリングマット２１を適切に濡らして、室外機１に取り込まれる冷却空気を冷却することができる。しかしながら、室外機の振動によって、散水管５０やＣリング６０とそれを支持する支持フレームとが相対的に振動し、両者が衝突して耳障りな音が発生することがある。そこで、支持フレームの上部空間内において散水管の高さや位置を保持するとともに、両者の相対振動に基づいて衝突することに起因した騒音の発生を防止する点に、解決すべき課題がある。

この発明の目的は、支持フレームの上部空間内における散水管の支持に工夫を凝らして支持フレーム内における散水管の高さや位置を保持するとともに、両者の相対振動に基づく衝突に起因した騒音を防止して静音な補助冷却装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明による補助冷却装置は、水平方向に延びる筒状空間が形成された支持フレーム、両端部を前記支持フレームに支持させた状態で前記筒状空間内に水平に配置され且つ側方に向かって散水孔が開口する散水管、及び当該支持フレームに支持されており散水孔からの散水が流下可能なクーリングマットを備え、熱交換装置の室外機に備わる放熱部へ供給される空気を前記クーリングマットに通すことで前記空気を冷却させる補助冷却装置であって、前記散水管を、前記両端部間の中間部において弾性支持部材を介して前記支持フレームに支持したことを特徴としている。

この補助冷却装置によれば、散水管はその全長に渡って高さを保持することができるので、散水管の撓みを防止して長手方向に並ぶどの散水孔からも均一な散水を行うことができる。仮に散水管が撓むとすると、散水は低い位置に存在する散水孔（長手方向中央部に位置する散水孔）から集中的に行われ、比較的高い位置の散水孔（長手方向両端部に形成された散水孔、特に水源から遠い方の端部に形成される散水孔）からは殆ど散水されないという事態に陥るが、本発明による補助冷却装置であれば、こうした事態を未然に防止することができる。また、本発明による弾性保持リングが散水管を弾性支持しているので、散水管の相対振動自体が減衰され、散水管と支持フレームとの衝突も無くなって騒音の発生がなく、静音な補助冷却装置を得ることができる。

この補助冷却装置において、弾性支持部材は、散水管を支持フレームに対して、散水管の周りで上下左右のいずれの方向にも弾性支持している。また、弾性支持部材は、散水管と支持フレームとの間の環状スペースを当該弾性支持部材自身によって埋めるように装着することが好ましい。また、弾性支持部材は、帯状のゴムシートと当該ゴムシートの片側面に設けられた接着剤層とを備えており、ゴムシートは、接着剤層が散水管に貼着されることで散水管に巻き付けて装着することができる。接着剤層は、両面接着テープによって構成することができる。帯状のゴムシートは、前記散水管の周りに巻き付けて貼着された巻付け部分で構成することができるが、巻付け部分の外側に重なって貼着された重ね部分とを有することもできる。更に、弾性支持部材は、中間部において、散水孔の開口位置と重ならない所定ピッチの位置に配置するのが好ましい。

この発明である補助冷却装置によれば、冷却水を散水する散水管を、両端部間の中間部において弾性支持部材を介して支持フレームに支持したので、散水管は、支持フレームの筒状空間内で撓むことなく水平状態に保持される。したがって、散水管に形成された散水孔からは、均等に冷却水が噴出し、クーリングマットを均等に濡らすことができる。また、散水管は支持フレームから常に離れて保持されるので、支持フレームと衝突して耳障りな音を発生させることが無く、静音な補助冷却装置を提供することができる。

本発明による補助冷却装置の一実施例を示す分解斜視図である。 図１に示す散水管を装置フレームに装填した組立状態を示す斜視図である。 図２に示す補助冷却装置の要部を示す断面図である。 従来の補助冷却装置が適用された熱交換装置の室外機の例を示す斜視図である。 従来の補助冷却装置が適用された冷凍サイクルの一例を示す概略図である。 従来の散水管の散水の様子を示す断面図である。 従来の散水管のＣリングを用いた支持フレームへの装着状態を示す断面図である。

以下、添付した図面に基づいて、この発明による補助冷却装置の実施例を説明する。図１は、本発明による補助冷却装置の一実施例を示す分解斜視図であって、散水管を装置フレームに装填する前の分解された状態を示す。図２は、図１に示す散水管を装置フレームに装填した組立状態を示す斜視図である。図３は、図２に示す補助冷却装置の要部を、散水管、ゴムリング及び装置フレームを横断する面で切断して示す断面図である。

図１に示す装置の支持フレーム４０は、室外機に装着される枠状フレームのうち、クーリングマットの上端縁に対応して設けられた上辺部を形成する上フレームであり、室外機への装着状態で手前側に位置する一方の側壁４１と、これに対向して室外機側に位置する他方の側壁４３と、これら側壁４１，４３を接続する上壁４２とによって構成されている。側壁４１と側壁４３との内側には、それぞれ対向する位置に突条４４，４４が突出する態様で一体形成されている。支持フレーム４０は、アルミニウム合金の押し出し形材として製作される。側壁４１、上壁４２、側壁４３及び突条４４，４４によって、散水管５０が装填される筒状の上部空間４５が形成されている。

散水管５０は、支持フレーム４０に対して側方より筒状の上部空間４５内に管の長手方向に挿入する態様で装填される。散水管５０の端部には、給水管に接続される継手部５１が取り付けられる。散水管５０の他方の端部には、上部空間４５内に装填後に、別の継手部が取り付けられ、給水系と接続される。散水管５０は、両継手部間に延びて支持フレーム４０の略全長と等しい長さを有する長尺のパイプであり、給水された水をマットに散水させるために、所定間隔で散水孔５２が穿けられている。

散水管５０には、散水孔５２と重ならない位置に、弾性保持リング５３，５３…が取り付けられている。各弾性保持リング５３は、所定の幅ｗ（仕様にもよるが例えば約１５ｍｍ）を有しており、散水管５０の長手方向に所定のピッチＬ（例えば最大５００ｍｍ）のピッチで設けられている。弾性保持リング５３は、最も長い散水管５０（例えば約２ｍ強）の場合で、数箇所に設けられるが、その数は使用状況に応じて適宜変更可能である。散水管５０が短い場合は、弾性保持リング５３は一つでもよい。

支持フレーム４０の両端部には縦フレームが接続される。図１には一方の縦フレーム４６が描かれている。縦フレーム４６も、支持フレーム４０の壁構造に対応した壁構造を有しているが、ここでは詳細な説明を省略する。縦フレーム４６には、固定ねじ４７，４７が挿通される挿通孔４８，４８が形成されており、散水管５０を上部空間４５内に装填した後に、挿通孔４８，４８を通した固定ねじ４７，４７を支持フレーム４０の突条４４，４４に形成されているねじ溝４９にねじ込むことによって、縦フレーム４６が支持フレーム４０に固定される。

図２には、散水管５０を支持フレーム４０内に装填した状態が示されている。縦フレーム４６を支持フレーム４０に固定することによって、散水管５０が縦フレーム４６で支持される構造になっており、そのガタつきや支持フレーム４０から抜け出るのが防止される。なお、必要に応じて、散水管５０及び／あるいは継手部５１をばね状の部材（図示せず）を用いて、支持フレーム４０や縦フレーム４６に固定しても良い。

図３に示すように、弾性保持リング５３は、帯状の弾性体５４の片面に接着剤層５５を設けて、環状に形成されている。接着剤層５５が散水管５０の表面に接着固定されることにより、弾性保持リング５３は散水管５０に巻き付けられる。弾性保持リング５３は、後述するように、一部が重なって巻かれて一部の厚みが膨らんだリング状に形成されており、弾性保持リング５３の装着位置において、弾性保持リング５３自身が散水管５０の周囲の上部空間４５を埋める態様、あるいは、少なくとも上部空間４５の各内壁に当接した態様で固定されている。

帯状の弾性体５４は、耐候性・耐寒性等の各種耐性が良好なＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）であり、スポンジ状で、上部空間４５内への装着を容易にするように弾性変形しやすいものである。接着剤層５５は、両面接着テープによって形成されており、接着片面は弾性体５４の片面（散水管５０に巻き付けられる側の面）に貼着される。両面接着テープが接着剤層５５として貼着された帯状の弾性体５４を散水管５０の所定位置に巻き付けることによって、接着剤層５５のもう一方の接着片面が散水管５０の表面に貼着され、弾性体５４が散水管５０に貼着されて固定される。

弾性保持リング５３は、散水管５０に一周を巡らせた巻付け部分５３ａに余りが出る長さを有しており、そのため、余り部分が重なった部分はリングとして厚くなった重なり部分５３ｂとなっている。余り部分５３ｂは、その内面側の接着剤層５５が巻付け部分５３ａの外側面に貼着される。弾性保持リング５３を散水管５０の表面に貼着・固定したときに、重なり部分５３ｂは図示のように上部空間４５内の上方の広い隙間を埋めることができる。なお、上壁４２から突状４４までの長さが重なり部分５３ｂを必要としない程度の寸法であるときは、該重なり部分５３ｂは不要とすることができる。

このように、弾性保持リング５３は上部空間４５内を実質的に隙間なく埋めることができ、弾性保持リング５３で保持される散水管５０は上部空間４５内で左右上下のいずれの方向にも盲動することなく支持され、支持フレーム４０に対して相対的に振動するのが防止される。隣合う弾性保持リング５３，５３間に位置している散水管５０の部分は、弾性保持リング５３の厚みだけ支持フレーム４０から離間した状態になり、支持フレーム４０に対して衝突することもない。

弾性体５４及び接着剤層（両面テープ）５５は、それぞれが市販品である。従来の保持リングが成形品であって金型等の製作に費用がかかることから高価であるのに対して、本発明に用いる弾性保持リング５３は、材料費を含む製造コストは安価である。

弾性保持リング５３が貼着・固定された散水管５０は、装置の支持フレーム４０に対して側方より上部空間４５内に装填される。支持フレーム４０はアルミニウム（合金）の押し出し形材であるので、押し出し形成の表面が滑らかに形成されていて摩擦係数が非常に小さい。また、弾性保持リング５３は変形しやすいので、支持フレーム４０の小さい摩擦係数と合わせて、支持フレーム４０内に押し込むときの押し込み抵抗は小さく、組立作業は容易である。

４０ 支持フレーム ４１ 一方の側壁
４２ 上壁 ４３ 他方の側壁
４４，４４ 突条 ４５ 上部空間
４６ 縦フレーム ４７ 固定ねじ
４８ 挿通孔
５０ 散水管 ５１ 継手部
５２ 散水孔 ５３ 弾性保持リング
５３ａ 巻付け部分 ５３ｂ 重なり部分
５４ 弾性体 ５５ 接着剤層
ｗ 弾性保持リングの幅 Ｌ 弾性保持リングの配置ピッチ

Claims (7)

1. 水平方向に延びる筒状空間が形成された支持フレーム、両端部を前記支持フレームに支持させた状態で前記筒状空間内に水平に配置され且つ側方に向かって散水孔が開口する散水管、及び当該支持フレームに支持されており散水孔からの散水が流下可能なクーリングマットを備え、熱交換装置の室外機に備わる放熱部へ供給される空気を前記クーリングマットに通すことで前記空気を冷却させる補助冷却装置であって、
   前記散水管を、前記両端部間の中間部において弾性支持部材を介して前記支持フレームに支持したことを特徴とする補助冷却装置。
2. 前記弾性支持部材は、前記散水管を前記支持フレームに対して、前記散水管の周りで上下左右に弾性支持していることを特徴とする請求項１記載の補助冷却装置。
3. 前記弾性支持部材は、前記散水管と前記支持フレームとの間の環状スペースを当該弾性支持部材自身によって埋めるように装着されていることを特徴とする請求項１又は２記載の補助冷却装置。
4. 前記弾性支持部材は、帯状のゴムシートと当該ゴムシートの片側面に設けられた接着剤層とを備えており、前記ゴムシートは、前記接着剤層が前記散水管に貼着されることで前記散水管に巻き付けて装着されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の補助冷却装置。
5. 前記接着剤層は、両面接着テープによって構成されていることを特徴とする請求項４記載の補助冷却装置。
6. 前記帯状のゴムシートは、前記散水管の周りに巻き付けて貼着された巻付け部分と、当該巻付け部分の外側に重なって貼着された重ね部分とを有することを特徴とする請求項４又は５記載の補助冷却装置。
7. 前記弾性支持部材は、前記中間部において、前記散水孔の開口位置と重ならない所定ピッチの位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載の補助冷却装置。

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