JP2015127595A - 空気調和装置の室外機 - Google Patents

Abstract

【課題】噴霧ノズルを備える空気調和装置の室外機において、噴霧ノズルから噴霧される水の噴霧角度を拡大する空気調和装置の室外機を提供する。
【解決手段】空気調和装置の室外機は、熱交換器と、熱交換器に向かう空気に水を噴霧する噴霧ノズル５とを備える。噴霧ノズル５は、多数の気泡を水に混入する気泡混入部２０と、気泡混入部２０において多数の気泡が混入された水を噴霧する噴霧部５０と、噴霧部５０から噴霧される水の噴霧角度をガスの噴射によって拡大するガス噴射部４０とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、熱交換器に向かう空気に水を噴霧する噴霧ノズルを備えた空気調和装置の室外機に関する。

従来、噴霧ノズルから水を熱交換器に噴霧して熱交換器を補助的に冷却する噴霧装置を備えた空気調和装置の室外機が知られている（例えば特許文献１）。この室外機では、噴霧された水により熱交換器が冷却されるので、空気調和装置に必要とされる動力（消費電力）を低減することができる。

このような室外機では、噴霧ノズルから噴霧される液滴が熱交換器の表面に付着すると、熱交換器が腐食する場合がある。特許文献１には、微細ミストを発生させるノズルを噴霧ノズルとして用いることによって、液滴が熱交換器に到達する前に蒸発しやすいようにする技術が開示されている。

また、特許文献２には、二流体ノズルが開示されている。二流体ノズルは、噴霧される液滴を微粒化することができる。微粒化された液滴は、全体として空気との接触面積が大きくなり、蒸発しやすくなる。

特開２００８−１２８５００号公報 実用新案登録第３０３２２０１号公報

しかしながら、二流体ノズルから噴霧される水の噴霧角度が小さい場合には、水が噴霧された空気中において液滴の密度が高くなり、蒸発に必要な時間及び蒸発に必要な液滴の移動距離が大きくなる。また、水の噴霧角度が小さい場合には、冷却対象の領域をカバーするために必要な噴霧ノズルの数が多くなる。

本発明の目的は、噴霧ノズルを備える空気調和装置の室外機において、噴霧ノズルから噴霧される水の噴霧角度を拡大することである。

本発明の空気調和装置の室外機は、熱交換器（１３）と、前記熱交換器（１３）に向かう空気に水を噴霧する噴霧ノズル（５）と、を備える。前記噴霧ノズル（５）は、多数の気泡を水に混入する気泡混入部（２０）と、前記気泡混入部（２０）において多数の気泡が混入された水を噴霧する噴霧部（５０）と、前記噴霧部（５０）から噴霧される水の噴霧角度をガスの噴射によって拡大するガス噴射部（４０）と、を備える。

この構成では、噴霧ノズル（５）は、気泡混入部（２０）において多数の気泡が混入された水を噴霧部（５０）に供給して液滴を噴霧する二流体ノズルであるので、液滴を微粒化することができる。しかも、噴霧ノズル（５）は、前記噴霧部（５０）から噴霧される水の噴霧角度をガスの噴射によって拡大するガス噴射部（４０）を備えているので、微粒化された液滴の噴霧角度が拡大される。これにより、熱交換器（１３）に向かう空気中において液滴の密度が高くなるのを抑制できるので、蒸発に必要な時間及び蒸発に必要な液滴の移動距離が大きくなるのを抑制できる。また、水の噴霧角度が拡大されることによって、冷却対象の領域をカバーするために必要な噴霧ノズル（５）の数を低減できる。

前記空気調和装置の室外機において、前記気泡混入部（２０）は、多数の気泡が混入された水を前記噴霧部に案内する水案内管（２２）を有し、前記ガス噴射部（４０）は、前記水案内管（２２）内において前記噴霧部（５０）に向かって延びるガス案内管（４１）を有しているのが好ましい。

この構成では、多数の気泡が混入された水を水案内管（２２）によって噴霧部（５０）に案内することができる。そして、噴霧部（５０）に案内された水は、噴霧部（５０）に向かって延びるガス案内管（４１）に案内されたガスによって噴霧角度が拡大される。

また、この構成では、ガス案内管（４１）が、水案内管（２２）内に設けられ、水案内管（２２）内において噴霧部（５０）に向かって延びているので、噴霧部（５０）に案内された水にガスを噴射する位置を広範囲に設定することができ、設計の自由度が高い。すなわち、ガス案内管（４１）からガスを噴射する位置は、ガス案内管（４１）の長さやガス案内管（４１）に設けるガス噴射孔（４２）の位置を変えることによって広範囲に設定可能である。

前記空気調和装置の室外機において、前記水案内管（２２）内において水が流れる流路の断面積は、前記ガス案内管（４１）内においてガスが流れる流路の断面積よりも大きいことが好ましい。

この構成では、多数の気泡が混入された水が流れる水案内管（２２）の流路の断面積がガス案内管（４１）の流路の断面積よりも大きいので、多数の気泡が混入された水を噴霧部（５０）に送液するのに必要な流路の大きさを確保することができる。

前記空気調和装置の室外機において、前記噴霧部（５０）は、多数の気泡が混入された水を噴霧する噴霧孔（５１）を有し、前記ガス案内管（４１）は、前記噴霧孔（５１）から前記噴霧部（５０）の外に突出する突出部（４６）を有し、前記突出部（４６）は、前記噴霧孔（５１）から噴霧された水にガスを噴射するガス噴射孔（４２）を有しているのが好ましい。

この構成では、ガス案内管の突出部（４６）にガス噴射孔（４２）を設けているので、噴霧部（５０）から噴霧された後の水にガスを噴射することができる。噴霧部（５０）から噴霧されて微粒化された液滴は、ガスが噴射されなくてもある程度の噴霧角度で拡散するが、本構成のように噴霧後にガスが噴射されることによって噴霧角度がさらに拡大される。

ガス案内管の突出部（４６）にガス噴射孔（４２）を設ける場合において、前記空気調和装置の室外機において、前記ガス噴射孔（４２）から噴射されるガスの噴射方向は、前記噴霧孔（５１）から噴霧される水の噴霧方向に対して交差する方向に向いているのが好ましい。

この構成では、ガスの噴射方向が水の噴霧方向に対して交差する方向に向いているので、ガスの噴射方向が水の噴霧方向と同じ方向を向いている場合に比べて、水の噴霧角度をより拡大することができる。

前記空気調和装置の室外機において、前記噴霧部（５０）は、多数の気泡が混入された水を噴霧する噴霧孔（５１）を有し、前記ガス案内管（４１）は、前記噴霧孔（５１）と同じ位置に設けられたガス噴射孔（４２）、又は前記噴霧孔（５１）よりも前記気泡混入部（２０）側の位置に設けられたガス噴射孔（４２）を有していてもよい。

この構成では、噴霧孔（５１）と同じ位置、又は噴霧孔（５１）よりも気泡混入部（２０）側の位置にガス噴射孔（４２）を設けているので、噴霧部（５０）から水が噴射されるのとほぼ同時に水に対してガスが噴射される、又は噴霧部（５０）から噴霧される前の水にガスが噴射される。これにより、水の噴霧角度を拡大することができる。

噴霧孔（５１）と同じ位置、又は噴霧孔（５１）よりも気泡混入部（２０）側の位置にガス噴射孔（４２）を設ける場合において、前記ガス噴射孔（４２）の内径は、前記噴霧孔の内径よりも小さく、前記ガス噴射孔（４２）から噴射されるガスの噴射方向は、前記噴霧孔（５１）から噴霧される水の噴霧方向に向いているのが好ましい。

この構成では、噴霧孔の内径よりも小さい内径を有するガス噴射孔（４２）から水の噴霧方向に向いた噴射方向に噴射されるガスによって水の噴霧角度が拡大される。

本発明によれば、噴霧ノズルを備える空気調和装置の室外機において、噴霧ノズルから噴霧される水の噴霧角度を拡大することができる。

本発明の実施形態に係る室外機を示す概略図である。 前記室外機における噴霧ノズル、熱交換器及び吹出口の配置例を示す斜視図である。 第１実施形態における噴霧ノズルを示す断面図である。 （Ａ）は、第１実施形態における噴霧ノズルの正面図であり、（Ｂ）は、図３のＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図である。 （Ａ）は、第１実施形態における噴霧ノズルを示す断面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）を拡大した断面図である。 （Ａ）は、第１実施形態における噴霧ノズルの変形例１を示す断面図であり、（Ｂ）は、第１実施形態における噴霧ノズルの変形例２を示す断面図である。 （Ａ）は、第１実施形態における噴霧ノズルの変形例３を示す断面図である。（Ｂ）は、参考例の噴霧ノズルを示す断面図である。 第２実施形態における噴霧ノズルを示す断面図である。 （Ａ）は、第２実施形態における噴霧ノズルを示す断面図であり、（Ｂ）は、第２実施形態における噴霧ノズルの変形例を示す断面図である。 前記室外機における噴霧ノズルの他の配置例を示す概略図である。 前記室外機における噴霧ノズルのさらに他の配置例を示す概略図である。

以下、本発明の実施形態に係る室外機１１について図面を参照して説明する。室外機１１は、空気調和装置に用いられる。この空気調和装置は、図１に示す室外機１１と、図略の室内機と、これらを接続する図略の冷媒配管とを備えている。空気調和装置は、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えている。

［空気調和装置の室外機］
図１に示すように、室外機１１は、ケース１２内に配置された熱交換器１３、送風機１４、圧縮機１５、噴霧装置４、外気温度センサ１８、制御部１６などを備えている。送風機１４、圧縮機１５及び噴霧装置４は、制御部１６により制御される。圧縮機１５及び熱交換器１３は、前記冷媒回路に設けられている。

熱交換器１３としては、例えばクロスフィンコイル式の熱交換器が挙げられるが、これに限定されない。クロスフィンコイル式の熱交換器は、伝熱管と、伝熱管が貫通する多数のプレートフィンとを備えており、伝熱管の内部を冷媒が流れ、プレートフィン同士の間を外気が流れる。

図２に示すように、熱交換器１３は、ケース１２の底板から上方に延びている。すなわち、熱交換器１３は、室外機１１の設置面（水平面）に対して立設されており、平面視で略Ｕ字形状を有している。本実施形態では、ケース１２の４つの側板のうち、熱交換器１３に対向する３つの側板１２ａ，１２ｂ，１２ｃには、外気をケース１２内に吸い込むために図略の吸込口が設けられている。また、ケース１２の天板１２ｄにはケース１２内の空気を外部に吹き出すための吹出口１７が設けられている。

送風機１４としては、遠心送風機、軸流送風機、斜流送風機などを用いることができる。図１に示すように、送風機１４は、羽根車１４ａと、この羽根車１４ａを回転させる図略のモータとを備えている。送風機１４は、室外機１１において熱交換器１３より水平方向内側で且つ上側に配置されている。具体的には、送風機１４は、図１に示すようにケース１２内の上部に設けられており、図２に示す吹出口１７の直下に配置されている。そして、送風機１４は、ケース１２の内部に入って熱交換器１３と熱交換した後の空気を上方に向けてケース１２から外部に排出する。送風機１４は、熱交換器１３よりも空気の流れ方向の下流側に位置している。

空気調和装置の運転時には、圧縮機１５に動力が与えられることにより冷媒が室外機１１と前記室内機との間を循環するとともに、送風機１４の前記モータに動力が与えられることにより羽根車１４ａが回転し、前記吸込口からケース１２の内部に外気が吸い込まれる。ケース１２内に吸い込まれた外気は、上記のように、熱交換器１３において冷媒と熱交換した後、吹出口１７を通じてケース１２の外部に吹き出される。具体的には、例えば冷房運転時には、ケース１２内に吸い込まれた外気は、凝縮器として機能する熱交換器１３における前記伝熱管を介して、この伝熱管内を流れる高温高圧の冷媒と熱交換する。すなわち、外気は、熱交換器１３の伝熱管及び冷媒を冷却する。これにより、前記伝熱管を流れる冷媒は、冷却されて凝縮する。外気温度センサ１８は、外気温度を検知することができる。

［噴霧装置］
次に、噴霧装置４について説明する。噴霧装置４は、冷房運転時において熱交換器１３に向かう外気を冷却することができる。すなわち、噴霧装置４は、熱交換器１３に向かう外気の温度を低下させることにより、熱交換器１３の伝熱管及び冷媒を冷却する効果を高めることができる。このように噴霧装置４は、熱交換器１３及び冷媒を補助的に冷却して空気調和装置の冷房能力を高めることができる。

図１に示すように、噴霧装置４は、１つ又は複数の噴霧ノズル５と、水供給機構６０と、ガス供給機構７０とを備えている。

噴霧ノズル５は、熱交換器１３に向かう空気に水を噴霧する。噴霧装置４が複数の噴霧ノズル５を備えている場合、複数の噴霧ノズル５の配置は特に限定されないが、例えば図２に示すような配置形態とすることができる。図２に示す配置例では、複数の噴霧ノズル５は、熱交換器１３に対向する位置に配列されている。各噴霧ノズル５は、送風機１４の羽根車１４ａが回転することにより形成される気流の方向において、熱交換器１３よりも上流側に位置している。各噴霧ノズル５は、熱交換器１３の側方に配置されている。具体的に、熱交換器１３に沿った３つの側板１２ａ，１２ｂ，１２ｃのそれぞれに１つ又は複数の噴霧ノズル５が対向している。

複数の噴霧ノズル５は、噴霧装置４による冷却効果が熱交換器１３のほぼ全体にわたって及ぼされるように、熱交換器１３に対向する３つの側板１２ａ、１２ｂ、１２ｃにおいて互いに間隔を空けて配置されている。詳しくは、各噴霧ノズル５から噴霧される水滴が拡散する範囲、即ち、熱交換器１３に向かう外気が各噴霧ノズル５によって冷却される範囲に基づいて、複数の噴霧ノズル５は、互いに水平方向や鉛直方向に例えば数十センチ程度の間隔を空けて配置される。各噴霧ノズル５は、ケース１２の側板、天板、又はケース１２に別途設けられた図略の支持部材によって支持されている。

各噴霧ノズル５は、熱交換器１３に向かう空気に水を噴霧する。本実施形態では、図１に示すように、各噴霧ノズル５は、液滴（水滴）の噴霧方向が熱交換器１３側に向いているが、これに限られない。例えば、図１０に示す配置例や図１１に示す配置例のように噴霧ノズル５が配置されていてもよい。

各噴霧ノズル５から噴霧された水滴は、図１に一点鎖線の矢印で示すように、熱交換器１３に向かう空気中を放射状に拡散しながら、熱交換器１３に向かって移動する。水滴の全部又はその大半は、熱交換器１３に到達する前に気化する。

水供給機構６０は、液送配管６１と、液送ポンプ６２とを含む。液送配管６１は、例えば水道などの水供給源Ｔと各噴霧ノズル５とを接続している。液送ポンプ６２は、液送配管６１を通じて水を各噴霧ノズル５に送液する。

ガス供給機構７０は、例えばコンプレッサーなどの気送ポンプ７２と、気送配管７１とを含む。気送配管７１は、気送ポンプ７２と各噴霧ノズル５とを接続している。気送配管７１は、下流側において第１気送配管７１ａと第２気送配管７１ｂに分岐している。

図１では、１つの噴霧ノズル５に対して水供給機構６０及びガス供給機構７０が接続されている状態を示しており、他の噴霧ノズル５の図示を省略しているが、水供給機構６０及びガス供給機構７０は、他の噴霧ノズル５に対しても図１に示す接続状態と同様にして接続される。具体的には、例えば、水供給機構６０の液送配管６１は、途中で分岐して複数の噴霧ノズル５に接続され、ガス供給機構７０の気送配管７１は、途中で分岐して複数の噴霧ノズル５に接続される。

［第１実施形態］
次に、噴霧ノズル５の構造について詳細に説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る噴霧ノズル５を示す断面図であり、図４（Ａ）は、第１実施形態の噴霧ノズル５の正面図であり、図４（Ｂ）は、図３のＩＶＢ−ＩＶＢ線断面図である。噴霧ノズル５は、多数の気泡が予め混入された気泡混入水を噴霧部５０から噴霧する二流体ノズルである。図３及び図４（Ａ），（Ｂ）に示す実施形態では、噴霧ノズル５は円柱形状を呈しているが、例えば角柱形状などであってもよい。

図３に示すように、噴霧ノズル５は、多数の気泡を水に混入する気泡混入部２０と、気泡混入部２０において多数の気泡が混入された水を噴霧する噴霧部５０と、噴霧部５０から噴霧される水の噴霧角度をガスの噴射によって拡大するガス噴射部４０とを備える。

気泡混入部２０は、水供給源Ｔから供給される水を噴霧部５０に案内する機能を有する。気泡混入部２０は、水供給源Ｔから供給された水に微細な気泡を混入させることにより、多数の気泡が水に混入された混入水Ｗを生成する機能を有する。

噴霧部５０は、気泡混入部２０において生成された混入水Ｗを受け入れて、その混入水Ｗを噴霧する機能を有する。噴霧部５０は、混入水Ｗを噴霧する噴霧孔５１を有する。噴霧部５０は、混入水Ｗを安定的に噴霧ノズル５の外部に送るとともに、噴霧孔５１前後に圧力差を設けることで噴霧孔５１から出た気泡が膨張し、水滴を微細化して噴霧する機能を有する。

ガス噴射部４０は、噴霧部５０から噴霧される水の噴霧角度θをガスの噴射によって拡大する。第１実施形態では、ガス噴射部４０は、噴霧部５０から噴霧された後の水に対してガスを噴射することによって水の噴霧角度θを拡大するように構成されているが、これに限られない。例えば、後述する第２実施形態のように、噴霧部５０から噴霧される前の水に対してガスを噴射することによって水の噴霧角度θを拡大するように構成されていてもよく、また、噴霧部５０から水が噴霧されると同時に水に対してガスを噴射することによって水の噴霧角度θを拡大するように構成されていてもよい。

噴霧ノズル５は、気泡混入部２０において多数の気泡が混入された水を噴霧部５０に供給して液滴を噴霧する二流体ノズルであるので、液滴を微粒化することができる。しかも、噴霧ノズル５は、噴霧部５０から噴霧される水の噴霧角度θをガスの噴射によって拡大するガス噴射部４０を備えているので、微粒化された液滴の噴霧角度θが拡大される。これにより、熱交換器１３に向かう空気中において液滴の密度が高くなるのを抑制できるので、蒸発に必要な時間及び蒸発に必要な液滴の移動距離が大きくなるのを抑制できる。また、水の噴霧角度θが拡大されることによって、熱交換器１３の冷却対象領域をカバーするために必要な噴霧ノズル５の数を低減できる。

（気泡混入部）
気泡混入部２０は、第１ガス案内管２１と、水案内管２２とを備える。これらの案内管２１，２２は、例えば円筒形状を有している。水案内管２２は、第１ガス案内管２１の内側に配置されている。水案内管２２は、第１ガス案内管２１との間に隙間をあけて配置されている。本実施形態では、２つの案内管２１，２２の中心はほぼ一致しているが、これに限られず、径方向に多少ずれていてもよい。

第１ガス案内管２１には、ガス供給部２３が設けられている。ガス供給部２３には、図１に示す気送配管７１の第１気送配管７１ａが接続される。第１ガス案内管２１の基端２２１と水案内管２２との隙間は、閉塞部材２４によって塞がれている。第１ガス案内管２１の内周面は、第１ガス流路ＡＦ１を区画している。具体的に、第１ガス流路ＡＦ１は、第１ガス案内管２１の内周面と水案内管２２の外周面とによって区画される空間である。したがって、本実施形態では、第１ガス流路ＡＦ１は、噴霧ノズル５を軸方向に見た場合、水案内管２２の周りを環状に囲む空間である。

水案内管２２は、複数のガス導入孔２２ａを有する。複数のガス導入孔２２ａは、水案内管２２の側壁に形成されている。各ガス導入孔２２ａは、水案内管２２の側壁をその厚み方向に貫通している。複数のガス導入孔２２ａは、例えば水案内管２２の周方向に互いに間隔をあけて設けられている。また、本実施形態では、複数のガス導入孔２２ａは、例えば水案内管２２の中心軸の方向（管の長手方向）にも互いに間隔をあけて設けられている。ガス導入孔２２ａの孔径、個数などを調節することによって、気泡混入部２０に注入する空気の量、気泡の大きさなどを調節できる。これにより、噴霧部５０から噴霧される液滴の大きさ（微粒化の度合い）を調節できる。

水案内管２２の内周面は、水流路ＷＦを区画している。具体的に、水流路ＷＦは、水案内管２２の内周面と、後述する第２ガス案内管４１（ガス噴射部４０のガス案内管４１）の外周面とによって区画される空間である。したがって、本実施形態では、水流路ＷＦは、噴霧ノズル５を軸方向に見た場合、第２ガス案内管４１の周りを環状に囲む空間である。水案内管２２の基端２２１には、図１に示す液送配管６１が接続される。

（噴霧部）
噴霧部５０は、その前後で圧力差を生じさせて気泡の膨張により水滴を微細化して噴霧する機能を有する。また、噴霧部５０は、第１ガス流路ＡＦ１の先端部（下流側端部）を塞ぐ閉塞部としての機能も有する。噴霧部５０は、噴霧ノズル５の先端に位置している。噴霧部５０は、噴霧ノズル５の先端壁部を構成している。この先端壁部を構成する噴霧部５０は、第１ガス案内管２１の先端部２１２に取り付けられている。具体的に、噴霧部５０は、第１ガス案内管２１の先端部２１２及び水案内管２２の先端部２２２に接するように設けられており、第１ガス流路ＡＦ１の先端部（下流側端部）を塞いでいる。

噴霧部５０は、噴霧孔５１と、連通路５２とを含む。噴霧孔５１は、混入水Ｗを噴霧する。連通路５２は、混入水Ｗを噴霧孔５１に案内する。

噴霧孔５１は、連通路５２の先端部につながっている。連通路５２及び噴霧孔５１は、水流路ＷＦと噴霧ノズル５の外部とを連通する貫通孔を構成している。連通路５２は、噴霧ノズル５の軸方向において、水流路ＷＦに隣接している。噴霧孔５１は、テーパー面５２ａの先端部５２ｂに接続された筒状の内周面５１ａによって区画されている。

連通路５２は、噴霧孔５１側に向かうにつれて流路が先細りしている。具体的に、連通路５２は、噴霧孔５１側に向かうにつれて内径が小さくなるテーパー面（内周面）５２ａによって区画されている。テーパー面５２ａと内周面５１ａは、前記貫通孔の内周面を構成している。

本実施形態では、噴霧孔５１から噴霧される水の噴霧方向は、噴霧ノズル５の軸方向（長手方向）に向いており、図５（Ｂ）において矢印Ｌ１で示している。なお、水の噴霧方向は、噴霧ノズル５の軸方向に限られない。水の噴霧方向は、噴霧ノズル５の軸方向に対して傾斜していてもよい。なお、上述のように、水の噴霧方向Ｌ１は、代表的な（平均的な）水の進行方向であって、実際に噴霧孔５１から噴霧される水は、直線Ｌ１を中心として略円錐形状に周囲に広がりながら空気中を移動する。

（ガス噴射部）
ガス噴射部４０は、水案内管２２内において噴霧部５０に向かって延びるガス案内管４１（第２ガス案内管４１）を有する。第２ガス案内管４１は、例えば円筒形状を有している。第２ガス案内管４１は、水案内管２２との間に隙間をあけて配置されている。本実施形態では、水案内管２２と第２ガス案内管４１の中心はほぼ一致しているが、これに限られず、径方向に多少ずれていてもよい。第２ガス案内管４１の内周面は、第２ガス流路ＡＦ２を区画している。第２ガス流路ＡＦ２は、第２ガス案内管４１の内周面によって区画される空間である。

図３及び図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、第２ガス案内管４１は、水案内管２２の基端２２１から突出する基端側突出部４３と、水案内管２２内に位置する第１本体部４４と、噴霧部５０内に位置する第２本体部４５と、噴霧孔５１から噴霧部５０の外に突出する突出部４６（先端側突出部４６）とを有する。第１実施形態では、第２ガス案内管４１は、噴霧孔５１を貫通しており、突出部４６は、噴霧部５０の外に位置している。

第２ガス案内管４１の基端４１１（基端側突出部４３の基端４１１）には、図１に示す気送配管７１の第２気送配管７１ｂが接続される。気送配管７１と気送ポンプ７２は、第１ガス案内管２１と第２ガス案内管４１に空気を供給するように構成されているが、これに限られない。第２ガス案内管４１に空気を供給する気送配管と気送ポンプは、気送配管７１と気送ポンプ７２とは別に設けられていてもよい。

突出部４６は、噴霧孔５１から噴霧された水にガスを噴射する１つ又は複数のガス噴射孔４２を有する。図５（Ｂ）に示す具体例では、突出部４６は、複数のガス噴射孔４２を有する。複数のガス噴射孔４２のそれぞれは、突出部４６の側壁を貫通するように設けられている。複数のガス噴射孔４２は、突出部４６において第２ガス案内管４１の周方向に間隔をあけて配列されている。また、本実施形態では、複数のガス噴射孔４２は、噴霧ノズル５の軸方向にも間隔をあけて配列されている。また、本実施形態では、第２ガス噴射孔４２の軸方向（長手方向）の先端４１２は塞がれているが、これに限られず、例えば後述する図７（Ａ）に示す第１実施形態の変形例３のように、ガス噴射孔４２が設けられていてもよい。

図５（Ｂ）に示すように、ガス噴射孔４２から噴射されるガスの噴射方向は、噴霧孔５１から噴霧される水の噴霧方向に対して交差する方向に向いている。ガス噴射孔４２から噴射されるガスの噴射方向は、ガス噴射孔４２の向きである。具体的に、図５（Ｂ）に示すように、ガス噴射孔４２の向きは、ガス噴射孔４２の内周面により形成される筒形状の中心を通る直線Ｌ２の方向である。本実施形態では、ガスの噴射方向は、第２ガス案内管４１の長手方向に対して直交する方向に向いており、水の噴霧方向に対して直交する方向に向いているが、これに限られない。ガスの噴射方向は、第２ガス案内管４１の長手方向に対して傾斜していてもよく、水の噴霧方向に対して傾斜していてもよい。

上述のように、ガスの噴射方向である直線Ｌ２の方向は、ガス噴射孔４２の内周面に基づいて表した噴射直後の代表的な（平均的な）ガスの進行方向であって、実際にガス噴射孔４２から噴射されるガスは、直線Ｌ２を中心として略円錐形状に周囲に広がりながら空中を移動する。

図４（Ｂ）及び図５（Ａ）に示すように、水案内管２２内において水が流れる流路の断面積Ｓ１は、ガス案内管４１内においてガスが流れる流路の断面積Ｓ２よりも大きい。すなわち、水流路ＷＦの断面積Ｓ１は、第２ガス流路ＡＦ２の断面積Ｓ２よりも大きい。これにより、気泡混入部２０において、水中に気泡を混入するのに必要な流路の大きさを確保するとともに、多数の気泡が混入された混入水Ｗを安定して送るのに必要な流路の大きさを確保することができる。

［動作］
次に、室外機１１の動作の一例について説明するが、室外機１１の動作は、以下に説明する内容に限定されるものではない。

制御部１６は、外気温度センサ１８によって外気温度が所定の温度以上に達したことを検知すると、冷房運転の負荷が所定のレベルを超えたと判断し、液送ポンプ６２及び気送ポンプ７２を制御して複数の噴霧ノズル５から水の噴霧を開始する。例えば、制御部１６は、所定時間の間、各噴霧ノズル５から連続的に又は間欠的に水が噴霧されるように液送ポンプ６２及び気送ポンプ７２を制御する。

液送ポンプ６２及び気送ポンプ７２が運転されると、液送配管６１を通じて噴霧ノズル５の水流路ＷＦに水が供給されるとともに、気送配管７１の第１気送配管７１ａを通じて第１ガス流路ＡＦ１にガス（空気）が供給される。これにより、気泡混入部２０において混入水Ｗが生成される。生成された混入水Ｗは、水流路ＷＦを通じて噴霧部５０に案内される。噴霧部５０に案内された混入水Ｗは、連通路５２のテーパー面５２ａに沿って噴霧孔５１に向かって流れる。この混入水Ｗは、連通路５２において次第に流速が高められて噴霧孔５１に到達する。噴霧孔５１に到達した混入水Ｗは、多数の微細な気泡を含んでおり、これらの気泡とともに噴霧ノズル５の外部に噴霧される。多数の気泡を含む水が噴霧孔５１から噴霧されるとき又は噴霧孔５１から噴霧された後、気泡が膨張し、はじけて水滴が微細化される。

また、気送ポンプ７２が運転されると、気送配管７１の第２気送配管７１ｂを通じて第２ガス流路ＡＦ２にもガス（空気）が供給される。第２ガス流路ＡＦ２に供給されたガスは、図５（Ｂ）に一点鎖線で示すようにガス案内管４１を通じて下流側に流れ、突出部４６に設けられたガス噴射孔４２から噴射される。

ここで、図７（Ｂ）に示すような参考例の噴霧ノズルの場合、ガス噴射部を備えていないので、水の噴霧角度θ１は、本実施形態における水の噴霧角度θよりも小さい。したがって、水が噴霧された空気中において液滴の密度が高くなり、蒸発に必要な時間及び蒸発に必要な液滴の移動距離が大きくなる。

一方、本実施形態では、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、噴霧孔５１から噴霧された後の水に対して複数のガス噴射孔４２からガスが噴射されるので、噴霧ノズル５から噴霧される水の噴霧角度θが拡大される。これにより、熱交換器１３に向かう空気中において液滴の密度が高くなるのを抑制できるので、蒸発に必要な時間及び蒸発に必要な液滴の移動距離が大きくなるのを抑制できる。

（第１実施形態の変形例）
図６（Ａ）は、第１実施形態における噴霧ノズル５の変形例１を示す断面図であり、図６（Ｂ）は、第１実施形態における噴霧ノズル５の変形例２を示す断面図であり、図７（Ａ）は、第１実施形態における噴霧ノズルの変形例３を示す断面図である。これらの変形例１〜３の噴霧ノズル５は、ガスの噴射方向が図５（Ａ），（Ｂ）に示す噴霧ノズル５と異なっており、それ以外の構成は、図５（Ａ），（Ｂ）に示す噴霧ノズル５と同じである。

図６（Ａ），（Ｂ）に示す変形例１，２では、ガスの噴射方向（直線Ｌ２の方向）は、第２ガス案内管４１の長手方向に対して傾斜した方向に向いており、水の噴霧方向（直線Ｌ１の方向）に対して傾斜した方向に向いている。変形例１，２においても、ガス噴射孔４２から噴射されるガスの噴射方向は、ガス噴射孔４２の向きであり、ガス噴射孔４２の向きは、ガス噴射孔４２の内周面により形成される筒形状の中心を通る直線Ｌ２の方向である。

図６（Ａ）に示す変形例１では、ガスの噴射方向（直線Ｌ２の方向）は、水の噴霧方向（直線Ｌ１の方向）と鋭角をなすように水の噴霧方向（直線Ｌ１の方向）に対して傾斜した方向に向いている。すなわち、ガスの噴射方向は、ガス案内管４１の長手方向に対して鋭角の角度をなす方向に向いている。この変形例１の噴霧ノズル５では、水の噴霧角度θは、図５（Ａ），（Ｂ）に示す形態に比べて若干小さくなる傾向にあるが、ガスの噴射方向が水の噴射方向に比較的近くなるので、水の噴霧状態が安定しやすい。

図６（Ｂ）に示す変形例２では、ガスの噴射方向（直線Ｌ２の方向）は、水の噴霧方向（直線Ｌ１の方向）と鈍角をなすように水の噴霧方向（直線Ｌ１の方向）に対して傾斜した方向に向いている。すなわち、ガスの噴射方向は、ガス案内管４１の長手方向に対して鈍角の角度をなす方向に向いている。この変形例２の噴霧ノズル５では、水の噴霧角度θは、図５（Ａ），（Ｂ）に示す形態に比べて大きくなる。

図７（Ａ）に示す変形例３では、ガス噴射孔４２がガス案内管４１の突出部４６における先端４１２に設けられている。したがって、変形例３では、ガスの噴射方向（直線Ｌ２の方向）は、水の噴霧方向（直線Ｌ１の方向）とほぼ同じである。すなわち、ガスの噴射方向は、ガス案内管４１の長手方向に対してほぼ平行である。この変形例３においても、噴霧孔５１から噴霧された後の水に対してガス案内管４１の先端４１２からガスが噴射されることによって、水の噴霧角度が拡大される。

［第２実施形態］
図８及び図９（Ａ）は、第２実施形態における噴霧ノズル５を示す断面図である。第２実施形態における噴霧ノズル５は、噴霧部５０から噴霧される前の水にガスが噴射される点で、第１実施形態とは異なっており、それ以外の構成は、第１実施形態と同じである。

図８及び図９（Ａ）に示すように、第２実施形態における噴霧ノズル５では、ガス案内管４１は、噴霧孔５１よりも気泡混入部２０側の位置に設けられたガス噴射孔４２を有する。第２実施形態では、第２ガス案内管４１は、水案内管２２の基端２２１から突出する基端側突出部４３と、水案内管２２内に位置する第１本体部４４と、噴霧部５０内に位置する第２本体部４５とを有するが、第１実施形態のような突出部４６を有していない。ガス噴射孔４２は、第２本体部４５に設けられている。すなわち、ガス噴射孔４２は、第２ガス案内管４１の先端４１２に設けられている。

図８及び図９（Ａ）に示す具体例では、ガス噴射孔４２は、噴霧部５０内に設けられており、より具体的には噴霧部５０の連通路５２内に設けられているが、これに限られない。ガス噴射孔４２は、噴霧部５０の噴霧孔５１内に設けられていてもよい。

図９（Ｂ）は、第２実施形態における噴霧ノズル５の変形例を示す断面図である。この変形例では、ガス案内管４１のガス噴射孔４２は、噴霧ノズル５の軸方向において、噴霧孔５１と同じ位置に設けられている。

図９（Ａ），（Ｂ）に示す噴霧ノズル５において、ガス噴射孔４２の内径は、噴霧孔５１の内径よりも小さく、ガス噴射孔４２から噴射されるガスの噴射方向（直線Ｌ２の方向）は、噴霧孔５１から噴霧される水の噴霧方向（直線Ｌ１の方向）に向いている。

この第２実施形態では、噴霧孔５１と同じ位置、又は噴霧孔５１よりも気泡混入部２０側の位置にガス噴射孔４２を設けているので、噴霧部５０から水が噴射されるのとほぼ同時に水に対してガスが噴射される、又は噴霧部５０から噴霧される前の水にガスが噴射される。これにより、水の噴霧角度を拡大することができる。

［実施形態のまとめ］
以上説明したように、第１実施形態及び第２実施形態では、噴霧ノズル５は、気泡混入部２０において多数の気泡が混入された水を噴霧部５０に供給して液滴を噴霧する二流体ノズルであるので、液滴を微粒化することができる。しかも、噴霧ノズル５は、噴霧部５０から噴霧される水の噴霧角度θをガスの噴射によって拡大するガス噴射部４０を備えているので、微粒化された液滴の噴霧角度が拡大される。これにより、熱交換器１３に向かう空気中において液滴の密度が高くなるのを抑制できるので、蒸発に必要な時間及び蒸発に必要な液滴の移動距離が大きくなるのを抑制できる。また、水の噴霧角度θが拡大されることによって、冷却対象の領域をカバーするために必要な噴霧ノズル５の数を低減できる。

また、第１実施形態及び第２実施形態では、気泡混入部２０は、多数の気泡が混入された水を噴霧部５０に案内する水案内管２２を有し、ガス噴射部４０は、水案内管２２内において噴霧部５０に向かって延びるガス案内管４１を有している。この構成では、多数の気泡が混入された水を水案内管によって噴霧部５０に案内することができる。そして、噴霧部５０に案内された水は、噴霧部５０に向かって延びるガス案内管４１に案内されたガスによって噴霧角度が拡大される。また、この構成では、ガス案内管４１が、水案内管２２内に設けられ、水案内管２２内において噴霧部５０に向かって延びているので、噴霧部５０に案内された水にガスを噴射する位置を広範囲に設定することができ、設計の自由度が高い。すなわち、ガス案内管４１からガスを噴射する位置は、第１実施形態や第２実施形態のように、ガス案内管４１の長さやガス案内管４１に設けるガス噴射孔４２の位置を変えることによって広範囲に設定可能である。

第１実施形態及び第２実施形態では、水案内管２２内において水が流れる流路の断面積Ｓ１は、ガス案内管４１内においてガスが流れる流路の断面積Ｓ２よりも大きい。この構成では、多数の気泡が混入された水が流れる水案内管２２の流路の断面積Ｓ１がガス案内管４１の流路の断面積Ｓ２よりも大きいので、多数の気泡が混入された水を噴霧部５０に送液するのに必要な流路の大きさを確保することができる。

第１実施形態では、噴霧部５０は、多数の気泡が混入された水を噴霧する噴霧孔５１を有し、ガス案内管４１は、噴霧孔５１から噴霧部５０の外に突出する突出部４６を有し、突出部４６は、噴霧孔５１から噴霧された水にガスを噴射するガス噴射孔４２を有している。この構成では、ガス案内管４１の突出部４６にガス噴射孔４２を設けているので、噴霧部５０から噴霧された後の水にガスを噴射することができる。噴霧部５０から噴霧されて微粒化された液滴は、ガスが噴射されなくてもある程度の噴霧角度で拡散するが、本構成のように噴霧後にガスが噴射されることによって噴霧角度がさらに拡大される。

第１実施形態では、ガス噴射孔４２から噴射されるガスの噴射方向は、噴霧孔５１から噴霧される水の噴霧方向に対して交差する方向に向いているのが好ましい。この構成では、ガスの噴射方向が水の噴霧方向に対して交差する方向に向いているので、ガスの噴射方向が水の噴霧方向と同じ方向を向いている場合に比べて、水の噴霧角度θをより拡大することができる。

第２実施形態では、噴霧部５０は、多数の気泡が混入された水を噴霧する噴霧孔５１を有し、ガス案内管４１は、噴霧孔５１と同じ位置に設けられたガス噴射孔４２、又は噴霧孔５１よりも気泡混入部２０側の位置に設けられたガス噴射孔４２を有している。この構成では、噴霧孔５１と同じ位置、又は噴霧孔５１よりも気泡混入部２０側の位置にガス噴射孔４２を設けているので、噴霧部５０から水が噴射されるのとほぼ同時に水に対してガスが噴射される、又は噴霧部５０から噴霧される前の水にガスが噴射される。これにより、水の噴霧角度θを拡大することができる。

また、第２実施形態では、ガス噴射孔４２の内径は、噴霧孔５１の内径よりも小さく、ガス噴射孔４２から噴射されるガスの噴射方向は、噴霧孔５１から噴霧される水の噴霧方向に向いている。この構成では、噴霧孔５１の内径よりも小さい内径を有するガス噴射孔４２から水の噴霧方向に向いた噴射方向に噴射されるガスによって水の噴霧角度θが拡大される。

［その他の変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。

例えば、前記実施形態では、噴霧装置４が複数の噴霧ノズル５を備える場合を例示したが、これに限られず、噴霧装置４は、１つの噴霧ノズル５のみを備えていてもよい。

図１０に示すように、噴霧ノズル５、熱交換器１３及び送風機１４が配置されていてもよい。図１０に示す配置例では、送風機１４が熱交換器１３に水平方向に対向する位置に設けられている。このような形態は、例えば家庭用の小型の室外機などで採用されているが、それに限定されるものではない。図１０に示す配置例に示されているように、各噴霧ノズル５は、液滴（水滴）が熱交換器１３から遠ざかる方向（例えば水平方向）に噴霧されるように配置されていてもよい。

また、図１１に示すように、噴霧ノズル５、熱交換器１３及び送風機１４が配置されていてもよい。図１１に示す配置例では、噴霧ノズル５は、噴霧部５０の各噴霧孔５１，５２から熱交換器１３に向けて水を噴霧する。図１１に示す配置例に示されているように、各噴霧ノズル５は、液滴（水滴）が下方に噴霧されるように配置されていてもよい。

４ 噴霧装置
５ 噴霧ノズル
１１ 室外機
１３ 熱交換器
２０ 気泡混入部
４０ ガス噴射部
４１ ガス案内管
４２ ガス噴射孔
５０ 噴霧部
５１ 噴霧孔
Ｗ 混入水
ＷＦ 水流路
ＡＦ１ 第１ガス流路
ＡＦ２ 第２ガス流路

Claims (7)

1. 熱交換器（１３）と、
   前記熱交換器（１３）に向かう空気に水を噴霧する噴霧ノズル（５）と、を備え、
   前記噴霧ノズル（５）は、
   多数の気泡を水に混入する気泡混入部（２０）と、
   前記気泡混入部（２０）において多数の気泡が混入された水を噴霧する噴霧部（５０）と、
   前記噴霧部（５０）から噴霧される水の噴霧角度をガスの噴射によって拡大するガス噴射部（４０）と、を備える空気調和装置の室外機。
2. 前記気泡混入部（２０）は、多数の気泡が混入された水を前記噴霧部（５０）に案内する水案内管（２２）を有し、
   前記ガス噴射部（４０）は、前記水案内管（２２）内において前記噴霧部（５０）に向かって延びるガス案内管（４１）を有する、請求項１に記載の空気調和装置の室外機。
3. 前記水案内管（２２）内において水が流れる流路の断面積（Ｓ１）は、前記ガス案内管（４１）内においてガスが流れる流路の断面積（Ｓ２）よりも大きい、請求項２に記載の空気調和装置の室外機。
4. 前記噴霧部（５０）は、多数の気泡が混入された水を噴霧する噴霧孔（５１）を有し、
   前記ガス案内管（４１）は、前記噴霧孔（５１）から前記噴霧部（５０）の外に突出する突出部（４６）を有し、
   前記突出部（４６）は、前記噴霧孔（５１）から噴霧された水にガスを噴射するガス噴射孔（４２）を有する、請求項２又は３に記載の空気調和装置の室外機。
5. 前記ガス噴射孔（４２）から噴射されるガスの噴射方向は、前記噴霧孔（５１）から噴霧される水の噴霧方向に対して交差する方向に向いている、請求項４に記載の空気調和装置の室外機。
6. 前記噴霧部（５０）は、多数の気泡が混入された水を噴霧する噴霧孔（５１）を有し、
   前記ガス案内管（４１）は、前記噴霧孔（５１）と同じ位置に設けられたガス噴射孔（４２）、又は前記噴霧孔（５１）よりも前記気泡混入部（２０）側の位置に設けられたガス噴射孔（４２）を有する、請求項２又は３に記載の空気調和装置の室外機。
7. 前記ガス噴射孔（４２）の内径は、前記噴霧孔の内径よりも小さく、
   前記ガス噴射孔（４２）から噴射されるガスの噴射方向は、前記噴霧孔（５１）から噴霧される水の噴霧方向に向いている、請求項６に記載の空気調和装置の室外機。

Images