JP2016090106A - 凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置 - Google Patents

凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の保水材を配設した場合、各保水材への給水量を均等化し、しかも、保水材への給水量の均等化の調整を可視化することで、調整を容易にする水量調整装置を提供する。
【解決手段】各保水材30a〜30dに水を流している状態で、一番下流側の保水材30dの全体にわたって流れるようにすると共に、保水材30dを湿潤させる。保水材30dには水が満遍なくいきわたるようにし、且つほんの少し水が流れればよく、その状態でバルブ46dのツマミ47を調整する。この時のチャンバーボックス71d内の水位をL1とする。次に、保水材30dの一つ上流側の保水材30cに対応しているバルブ46cを調整する。このバルブ46cの調整は、チャンバーボックス71c内の水位が、下流側のチャンバーボックス71d内の水位L1と同じになるようにバルブ46cのツマミ47を調整する。他の上流側の保水材30の給水量の調整も上記と同様である。
【選択図】図6

Description

本発明は、空調、冷凍、冷蔵装置等に用いられて、夏場等の外気温が高い時に空気調和機の凝縮器の吸い込み空気の温度を冷却するための凝縮器の空気冷却システムに関するものであり、より詳しくは凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置に関するものである。
夏場等の外気温が高い時に空気調和機の凝縮器の吸い込み空気の温度を冷却するためのこの種の凝縮器の空気冷却システムとして、例えば、本出願人が既に出願した下記に示す特許文献1が挙げられる。
特許第5459745号公報(公開日平成26年(2014 年)4月2日)
上記特許文献1は図14〜図21に示すような構成となっている。図14は室外機1の吸い込み空気の上流側に補助冷却装置10を設置した場合の凝縮器の空気冷却装置の概略構成を示しており、また、図15は図14のA方向から見た概略正面図を示している。
室外機1は、周知の構成であるため、詳細な説明は省略するが、室外機1のケース2の一方には凝縮器3が配置され、ケース2の上部には冷却ファン4が設けられている。なお、図示例では冷却ファン4をケース2の上部に設けているが、凝縮器3に対向した位置に冷却ファン4が設けられている場合もある。
補助冷却装置10は、気化式空気冷却装置11と、この気化式空気冷却装置11から排水管12を介して排水される水を回収する水回収装置13と、この水回収装置13に貯溜している水をポンプ14を介して前記気化式空気冷却装置11側に送る給水管15と、この給水管15からの水を気化式空気冷却装置11の上面に給水する給水装置16等で構成されている。
なお、図14では給水管15を室外機1より右方に描いているが、実際の施工は室外機1の左方で、気化式空気冷却装置11の側面に配管されるようになっている。しかし、補助冷却装置10の気化式空気冷却装置11は、凝縮器3の吸い込み空気の上流側に該室外機1に近接して配置されるが、他の水回収装置13や給水管15は任意の箇所に配置、施工される。
気化式空気冷却装置11は、図15に示すように、凝縮器3の大きさとほぼ同じか、若干大きめの大きさとしており、気化式空気冷却装置11にて凝縮器3の空気の吸い込み面を覆う大きさである。
図16は、周知な冷凍サイクルを示し、冷凍サイクルは、凝縮器3、圧縮器5、室内に設置される室内機内の蒸発器6、膨張弁7等で構成されており、それぞれ冷媒管8にて接続されている。
冷房運転時では、圧縮器5で冷媒管8内の冷媒が圧縮されて、冷媒は高温ガスになり、凝縮器3内を冷却ファン4にて気化する際の水の潜熱にて一定の温度に下げられ冷媒ガスは液化する。膨張弁7にて冷媒の圧力は急激に下げられ、冷媒ガスの潜熱で冷たくなり、蒸発器6で部屋の温度を熱交換を行ない、室内機から冷風が部屋内に送られて冷房が行なわれる。
ここでは、水回収装置13内の水をポンプ14、給水管15を介して気化式空気冷却装置11へ循環させ、気化式空気冷却装置11内では水が気化する際の潜熱を利用して気化式空気冷却装置11内で吸気された空気の温度を低下させ、この低下させた空気にて凝縮器3を冷却させるものである。
気化式空気冷却装置11内を流下した水は排水管12を介して水回収装置13に回収される。
図14に示すように、水回収装置13へは、水道水等の補給水が補給水管20から供給されるようになっており、補給水管20にはフロート弁21が介装されている。このフロート弁21は、液面に浮かぶフロート22が液面の高さに応じて上下方向に移動することにより開閉する弁である。
水回収装置13の液面が所定の高さ以下になると、フロート22が下降してフロート弁21が開いて補給水管20から水が供給される。また、補給水が供給されていって液面が所定の高さ以上になると、フロート22が上昇してフロート弁21が閉じられ、補給水管20からの水の供給が停止される。
気化式空気冷却装置11へ水回収装置13からの水を循環させて給水する給水装置16は、気化式空気冷却装置11の幅方向と略同じ長さとし、例えばパイプに複数の穴を穿孔しておき、これらの穴から水を気化式空気冷却装置11の上面に滴下ないし散水するものである。
なお、図15に示すように気化式空気冷却装置11の下部には排水樋25が設けられており、この排水樋25の端部に排水管12が接続されて、気化式空気冷却装置11から流下した水は水回収装置13へ回収されるようになっている。
次に、気化式空気冷却装置11の構成について説明する。気化式空気冷却装置11は、図14に示すように、外気が矢印に示すように吸い込まれて吐出される保水材30にて構成されている。なお、この保水材30は、一般に通称クーリングパッド( Cooling Pad )と呼ばれ、木材のチップを加工した紙質と、ポリエチレンと、ガラス繊維で構成され従来より市販されている。
また、このクーリングパッドは、主に畜舎並びに園芸用施設の温度を下げるために用いられるものであり、日本では、無窓畜舎、施設園芸用温室で広く使用されているものである。
図17〜図20は保水材30の作り方を示しており、保水材30の構造を理解し易いように、この保水材30の構造について説明する。図17において、波形形状をした波板材51を多層に積層して形成するものであり、それぞれの波板材51は、強固に加工された紙で出来ている。なお、波板材51の波形形状で形成されて連続して形成される溝52が、空気の流通路となる。
上下の波板材51を吸気方向に対して互い違いに任意の角度、例えば、30°前後に組み合わせ、上の波板材51の波の下側の頂点と、下の波板材51の波の上側の頂点とは交差する点、つまり、図18に示す黒丸(●)の部分を接着剤にて接着し、上下の波板材51を接着固定する。
このようにして波板材51を多数積層したのが図19に示す保水材本体55であり、この保水材本体55を図中矢印のイ方向にカッター等にて切断することで、任意の厚みの保水材片56を得る。そして、図20に示すように、縦方向、横方向の矢印ロ、ハに示すようにカッター等にて切断することで、任意の大きさの保水材30を形成することができる。
なお、保水材30は、任意の厚みや大きさを容易に製作することができ、また、波板材51を上下に積層する際に、波板材51を任意の角度で傾斜して積層することで、外気の吸気方向に対する波板材51の各溝52の傾斜角度も任意に形成することができる。また、図17に示すように、溝52の幅寸法Lや高さ寸法Hを任意に製作することができる。
図21は上記のようにして製作された保水材30の要部拡大断面図を示し、保水材30の右方に凝縮器3が位置し、左方から矢印に示すように空気が保水材30の溝52(以後、この溝を「空気流通路」と称する。)を通過する。
この実線で示している空気流通路52は例えば、30°の傾きで上昇し、この実線で示されている空気流通路52と幅方向で隣接し、破線で示している空気流通路52は、例えば、30°の傾きで下降している構成となっている。これらの空気流通路52が保水材30の上下方向及び左右方向に連続して形成されている。
この保水材30に給水装置16からの水が滴下され、保水材30自体に水が吸水されて湿潤状態となり、同時に保水材30の表面、つまり各空気流通路52の表裏の面を水が流下していき、保水材30に吸収されなかった水は保水材30の表面を伝って水回収装置13へと流れて回収される。
特に、保水材30の材料として上述したように、木材のチップを加工した紙質と、ポリエチレンと、ガラス繊維で構成しているので、保水材30自体に水が吸収されて湿潤状態となり、保水材30から気化する際の潜熱にて保水材30側に吸気された空気の温度を低下させることができる。これにより、凝縮器3を効率良く冷却することができる。
つまり、気化式空気冷却装置11に水を循環させることにより、気化式空気冷却装置11を通過する室外機1の吸い込み温度が気化潜熱で外気温度よりも下がり、且つ加湿効果により冷房能力の向上を図ることができる。
このように従来では、室外機1の凝縮器3の空気の吸い込み側に配設した気化式空気冷却装置11に水を循環させることにより、補給水は蒸発した水の分だけとなり、水道代の上昇を抑えるようにしている。
また、凝縮器3を冷却させることで、空気調和機全体の消費電力を抑えることができるので、水を循環させるためのポンプ14の電気代は、微々たるものであり、全体としての消費電力を抑えている。
このように、1台の室外機1に対しては、室外機1の吸い込み空気の上流側に1組の補助冷却装置10を設置することで、上述の効果を得ていた。ここで、複数台、例えば4台の室外機1を横方向に配設している場合には、図22に示すようにしていた。
図22(a)は4台を横方向に列設した室外機1の平面図を示し、図22(b)は吸い込み空気の上流側から見た図であり、開口部分を介して凝縮器3が見えている。室外機1の横方向や縦方向の寸法は、該室外機1の能力に応じて決まっており、また、図23に示すように、上記保水材30の大きさも、室外機1の大きさに合わせて2つを組み合わせて用いている。
ここで、2枚の保水材30a、30bにて室外機1の大きさに合わせた保水材30とし、この保水材30やこの保水材30を支持する四角状の枠43とで冷却パネル40が構成される。この冷却パネル40の大きさは、1台の室外機1の大きさにほぼ対応しており、各室外機1に対向して冷却パネル40がそれぞれ配設されている。
このように、室外機1の大きさに対応させた冷却パネル40を、各室外機1に配設した状態を図23に示す。図23(a)は平面図を、(b)は正面図をそれぞれ示している。各冷却パネル40へは給水管15から各分岐部35を経て、各支管33を介して給水され、また、冷却パネル40から排水される水は各支管34を介し、さらに排水管12を経て水回収装置13へと水が循環されるようになっている。
なお、図23に示しているのは、上記特許文献1の従来例での冷却パネル40を4台配設した場合の各冷却パネル40の保水材30への給水の配管を示しているものである。
また、図24は、上記特許文献1の実施形態を示しているものである。すなわち、1台の室外機1に対して1つの冷却パネル40を配設するのではなく、保水材30自体を並設して配設するようにしている。
排水路を兼ねた長尺物の支持台60に複数の保水材30を隣接して配置しているものであり、この支持台60は、室外機1の下端より若干下方に位置させて、床面より支柱等により設けている。また、支持台60の長さは、複数台の室外機1の横方向の長さを足した長さより少し長く形成している。
保水材30の上部に配置する上パネル61は、下側の支持台60とは異なり、各室外機1にそれぞれ対応させている。よって、図示例では、室外機1を4台並設しているので、上パネル61は4台用いている。
上パネル61は、図25に示すような構成としており、図25(a)は上パネル61の断面図を示し、図25(b)は上パネル61内に設けている給水板62の平面図を示している。給水板62には、多数の穴63が長手方向に沿って穿孔されており、上パネル61の上部より挿入されている支管33より流入した水が給水板62上に落ち、さらに各穴63より水が保水材30の上面に滴下する。そして、保水材30内に水が上述したように浸透していき、保水材30が湿潤状態となり、吸い込んだ空気を冷却させるようになっている。
図24に示す例では、定格寸法の保水材30を使用しており、1台の室外機1に対して2枚の保水材30を用いている。したがって、4台の室外機1に対して8枚の保水材30を隣接して並設した場合には、両側の保水材30の端部は室外機1よりはみ出してしまうことになる。しかし、保水材30の端部が室外機1よりはみ出すことは、室外機1の凝縮器3を全面的にカバーすることになり、冷却した空気を凝縮器3へ送り、効率良く凝縮器3を冷却することができるようにしている。
図26に示すように、支持台60は断面を略コ字型として、上面を開口し、底面は排水路となるために閉塞されている。支持台60の両側には長尺物、あるいは短尺物の台座64を該支持台60の長手方向に沿って配置しており、この台座64の上に保水材30を配設するようにしている。
そして、両側の台座64の中央部分を保水材30から滴下した水を排水(循環)させるための排水路65としている。
また、図26に示すように、支持台60に配置した保水材30の上部に上パネル61を配置し、上下の上パネル61と支持台60とで保水材30を保持している。なお、図24(b)に示すように、1つの上パネル61にて2枚の保水材30を保持している。なお、図24(a)では、上パネル61を外した状態を示している。
上述のように特許文献1の従来例を示す図23、及び特許文献1での実施形態を示す図24に示すように、複数の室外機1を横方向に配設した場合、それぞれ室外機1に対応させて保水材30を配設している。
そして、各保水材30へは、水回収装置13から給水管15を保水材30の上方に配設し、給水管15の途中に介装した分岐部35から支管33を垂設し、この支管33から各保水材30へ給水するようにしていた。
室外機1が1台で、この1台の室外機1に対して1台の保水材30を設けている場合では、給水管15にバルブを介装し、保水材30全体に水が湿潤するようにバルブを手動で調整することができる。
しかしながら、保水材30を複数、図示例では室外機1が4台であるが、4台はもちろん、5台以上の室外機1に対応させて保水材30を配設した場合、給水管15の長さが長くなり、給水管15の末端に至るほど水圧が低くなる。そのため、図24に示す場合では、左側の保水材30への給水量は、右側の保水材30の給水量と比べて少なくなってしまう。
したがって、各保水材30の給水量が均等にならず、給水管15の末端側の保水材30は十分に湿潤状態とすることができず、室外機1の凝縮器3を効率的に冷却することができなくなる。
また、水回収装置13側の給水管15にバルブを介装し、末端側の保水材30が十分に湿潤するように調整すると、上流側の保水材30へは必要以上に給水され、無駄に水を流すことになる。
本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、複数の保水材を配設した場合、各保水材への給水量を均等化し、しかも、保水材への給水量の均等化の調整を可視化することで、調整を容易にした凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置を提供することを目的としているものである。
そこで、本発明の請求項1に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置では、屋外に設置される室外機1の凝縮器3の風上側に近接して保水材30を配設し、
前記保水材30は、上方より滴下される水により湿潤されて、気化する際の潜熱にて吸気された空気の温度を低下させるものであり、
この温度が低下した空気により前記凝縮器3を冷却させ、
前記保水材30から流下した水を水回収装置13にて回収し、
前記水回収装置13の水をポンプ14を駆動して給水管15を介して前記保水材30へ循環させるようにした凝縮器の補助冷却システムであって、
前記室外機1を横方向に複数台並設し、
前記複数の室外機1の凝縮器3の風上側に前記保水材30をそれぞれ近接して配設し、
前記給水管15から分岐して前記複数の保水材30へそれぞれ給水させるための支管33をそれぞれ設け、
前記各支管33に前記保水材30への給水量を調整するバルブ46を介装し、
前記バルブ46の下流側に前記支管33内を流れる水を視認可能とし、圧力調整室を兼ねた可視化装置70を介装していることを特徴としている。
請求項2に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置では、前記可視化装置70は、透明で略円筒状のチャンバーボックス71を備え、
前記チャンバーボックス71の一方には上流側の支管33が接続させ、前記チャンバーボックス71の他方には下流側の支管33が接続されていて、前記チャンバーボックス71内の水位が視認可能としていることを特徴としている。
請求項3に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置では、前記可視化装置70のチャンバーボックス71の表面には水位を視認する目盛り75を設けていることを特徴としている。
請求項4に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置では、前記可視化装置70のチャンバーボックス71内の水面に浮き体77を浮かばせていることを特徴としている。
請求項5に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置では、前記可視化装置70のチャンバーボックス71に接続される上流側の支管33と下流側の支管33とは前後方向に位置をずらせて接続していることを特徴としている。
請求項6に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置では、前記可視化装置70は、透明で円筒状であり、下面を閉塞し、上面を開口したチャンバーボックス71と、前記チャンバーボックス71の上面開口部に着脱自在に装着されているキャップ72とで構成されていることを特徴としている。
請求項7に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置では、前記可視化装置70は、先の円筒状に代えて、透明で四角形状とすると共に、円筒状の場合よりも面積を大きくしていることを特徴としている。
請求項8に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置では、前記可視化装置70のチャンバーボックス71に接続される上流側の支管33に対して下流側の支管33の高さ位置を低くしていることを特徴としている。
本発明の請求項1に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置によれば、室外機1を横方向に複数台並設し、前記複数の室外機1の凝縮器3の風上側に前記保水材30をそれぞれ近接して配設し、前記給水管15から分岐して前記複数の保水材30へそれぞれ給水させるための支管33をそれぞれ設け、前記各支管33に前記保水材30への給水量を調整するバルブ46を介装し、前記バルブ46の下流側に前記支管33内を流れる水を視認可能とし、圧力調整室を兼ねた可視化装置70を介装しているので、最初は最も下流の保水材30への給水量を見ながら調整し、その後は、可視化装置70内の水位と同じになるように他のバルブ46のツマミ47を調整するだけであり、保水材30への給水量の調整を可視化でき、各保水材30への水量を均等に配分する調整が非常に容易となる。
しかも、水を一旦入れる圧力調整室としての透明なプラスティック製の可視化装置70にて可視化装置70を構成しているので、可視化装置70を非常に安価にすることができる。また、この透明な可視化装置70と水量調整用のバルブ46で保水材30の給水量を均等に配分できて、しかも、保水材30の給水量を均等に配分する構成も簡素化することができる。
請求項2に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置によれば、前記可視化装置70は、透明で略円筒状のチャンバーボックス71を備え、前記チャンバーボックス71の一方には上流側の支管33が接続させ、前記チャンバーボックス71の他方には下流側の支管33が接続されていて、前記チャンバーボックス71内の水位が視認可能としていることで、最初は最も下流の保水材30への給水量を見ながら調整し、その後は、チャンバーボックス71内の水位と同じになるように他のバルブ46のツマミ47を調整するだけであり、保水材30への給水量の調整を可視化でき、各保水材30への水量を均等に配分する調整が非常に容易となる。
しかも、水を一旦入れる圧力調整室としての透明なチャンバーボックス71にて可視化装置70を構成しているので、可視化装置70を非常に安価にすることができる。また、この透明な可視化装置70と水量調整用のバルブ46で保水材30の給水量を均等に配分できて、しかも、保水材30の給水量を均等に配分する構成も簡素化することができる。
請求項3に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置によれば、前記可視化装置70のチャンバーボックス71の表面には水位を視認する目盛り75を設けているので、チャンバーボックス71の水位に対応した目盛り75の数値を覚えておいて、チャンバーボックス71内の水位がその数値と同じになるように他のバルブ46を調整するだけであり、保水材30への水量を均等に配分する調整を非常に容易にすることができる。
請求項4に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置によれば、前記可視化装置70のチャンバーボックス71内の水面に浮き体77を浮かばせているので、保水材30の給水量をバルブ46にて調整する場合、調整済みのチャンバーボックス71の浮き体77を見て、バルブ46を調整して単に浮き体77の高さ位置に合わせることで、保水材30の給水量を適切に且つ容易に調整することができる。
請求項5に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置によれば、前記可視化装置70のチャンバーボックス71に接続される上流側の支管33と下流側の支管33とは前後方向に位置をずらせて接続しているので、チャンバーボックス71内でゴミ78やホコリ79を溜めて、水はスムーズに下流側の支管33へ流出させることができる。
請求項6に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置によれば、前記可視化装置70は、透明で円筒状であり、下面を閉塞し、上面を開口したチャンバーボックス71と、前記チャンバーボックス71の上面開口部に着脱自在に装着されているキャップ72とで構成されているので、チャンバーボックス71内のゴミ78やホコリ79は、キャップ72を外して容易に除去することができる。そのため、システム全体を循環する水に不純物が混入してもチャンバーボックス71にて除去でき、出来得る限り綺麗な水を循環させることができる。
請求項7に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置によれば、前記可視化装置70は、先の円筒状に代えて、透明で四角形状とすると共に、円筒状の場合よりも面積を大きくしていることで、体積自体が大きくなり、そのため、チャンバーボックス71内の水位が一定ないし安定し、そのため、保水材30の給水量の調整がし易くなる。
請求項8に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置によれば、前記可視化装置70のチャンバーボックス71に接続される上流側の支管33に対して下流側の支管33の高さ位置を低くしていることで、チャンバーボックス71内の水流の攪拌をし易くし、これにより、比重の重いゴミ78と、比重の軽いホコリ79との分離をし易くさせることができる。
本発明の第1の実施の形態における支管にバルブを介装していない場合の説明図である。 本発明の第1の実施の形態における支管にバルブを介装した場合の説明図である。 本発明の第1の実施の形態における可視化装置を設けた場合の凝縮器の補助冷却システムの構成図である。 本発明の第1の実施の形態における可視化装置の正面図である。 本発明の第1の実施の形態における可視化装置の平面図である。 本発明の第1の実施の形態における保水材の給水量を調整する場合のシステム構成図である。 本発明の第2の実施の形態における可視化装置に目盛りを設けた場合の正面図である。 本発明の第3の実施の形態における可視化装置内に浮き体を浮かせた場合の正面図である。 本発明の第4の実施の形態における可視化装置の説明図である。 本発明の第4の実施の形態における可視化装置の正面図である。 本発明の第4の実施の形態における可視化装置の正面図である。 本発明の第5の実施の形態における四角形状にした可視化装置の正面図である。 本発明の第5の実施の形態における四角形状にした可視化装置の分解斜視図である。 室外機の凝縮器の補助冷却装置を示す概略構成図である。 補助冷却装置を正面から見た概略図である。 冷凍サイクルを示す図である。 保水材を製作する場合の説明図である。 保水材を製作する場合の説明図である。 保水材を製作する場合の説明図である。 保水材を製作する場合の説明図である。 保水材の要部拡大断面図である。 (a)(b)は複数台の室外機を設置した場合の平面図及び正面図である。 (a)(b)は従来例の冷却パネルを室外機に複数設置した場合の平面図及び正面図である。 (a)(b)は他の従来例の支持台に複数の保水材を隣接して配置した場合の平面図及び正面図である。 (a)は他の従来例の上パネルの断面図であり、(b)は給水板の平面図である。 従来例の保水材を支持台に配置している状態の断面図である。
(第1の実施の形態)
以下、本発明の第1の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明を説明するための説明図を示し、保水材30を4台横方向に配設した場合で図24(a)に対応した図である。なお、保水材30自体は本発明の要旨ではないため、図1及び図2以降の図面において、保水材30の数や大きさは従来例とは対応しておらず、説明の便宜上単に保水材30を配設している状態の図面としている。
図1では、給水管15の上流側にバルブ44を介装してもよく、またバルブ44を介装しなくてもよい。
図1において、給水管15の各分岐部35から分岐している支管33を上流側から支管33a、33b、33c、33dとし、また、保水材30も上流側から保水材30a、30b、30c、30dとする。
ポンプ14を駆動して水回収装置13からの水を給水管15から分岐部35を介して各支管33a、33b、33c、33dへ送給した場合、各支管33a、33b、33c、33d内での水圧、水量は、下流側に至るほど水圧は低く、また水量も少なくなる。
そのため、各支管33a、33b、33c、33dから給水されている各保水材30a、30b、30c、30dへは水量が均等に給水されず、下流側に至るほど保水材30に給水される水量が少なくなる。
したがって、各保水材30a、30b、30c、30dへの給水量は均等ではなく下流に至るほど給水量が少なくなって、保水材30に通過する空気を効率良く冷やすことができなくなる。
そこで、各保水材30a、30b、30c、30dに均等に給水できるようにしたのを図2に示す。給水管15から分岐部35を介して分岐した各支管33a、33b、33c、33dにバルブ46(46a、46b、46c、46d)を介装したものであり、各バルブ46a、46b、46c、46dには、支管33a、33b、33c、33d内に流れる流量を調整するための手動用のツマミ47を備えている。
なお、給水管15の末端に設けている分岐部35は無くてもよく、給水管15の末端側にバルブ46を介装してもよい。
各バルブ46a、46b、46c、46dのツマミ47を調整することで、各保水材30a、30b、30c、30dに給水する水量を必要最小限に調整することができる。すなわち、保水材30に流れる水量を見ながらツマミ47を調整し、保水材30が湿潤状態となり、必要以上に水を流さないようにツマミ47の調整を行なう。
そのツマミ47による調整作業を各保水材30a、30b、30c、30dごとに行なう。
この水量を調整するためのツマミ47の調整作業は単にツマミ47を回すだけではなく、保水材30が十分に湿潤状態となり、しかも、必要以上に水が流れていないか作業者が目で見ながら調整をする必要がある。
図示例のように室外機1が4台ある場合、すなわち、保水材30を4台設けている場合でも、各保水材30の給水量の調整を行なうことは、大変な作業となる。室外機1が多数配設されている場合では、さらに大変な作業となる。
ところで、本発明の凝縮器の補助冷却システムは、最近の電力事情や、エネルギー価格の上昇に伴う電力価格の上昇などの事情から省エネルギー化を図っている。特に、凝縮器の補助冷却システムは夏場に使用することを主目的としており、例えば、冷凍食品、冷蔵食品の貯蔵、陳列用の冷凍庫、冷蔵庫は、24時間の連続運転を行なっていることから、本凝縮器の補助冷却システムも連続24時間の運転を行なっている。
そのため、凝縮器の補助冷却システムにおける電力を消費する唯一の部材である水循環用のポンプ14の消費電力は小さい方が良い。そして、保水材30の必要水量としては、保水材30から蒸発する量が最も多い夏場での最大蒸発量を賄う水量を要する。ポンプ14は、この必要水量を満たす能力が必要となる。
ポンプ14の能力としては、この最大蒸発量を賄い、各保水材30へ給水する能力があればよく、それ以上の能力をポンプ14に持たせるとポンプ14の消費電力が大きくなり、省エネルギー化に反することになる。
本凝縮器の補助冷却システムにおいては、1台のポンプ14で上げた水量を、複数の支管33に分水して使用するため、図2に示すように各支管33a、33b、33c、33dにバルブ46a、46b、46c、46dを介装しても、各支管33a、33b、33c、33dに流れる水の配分(均等化)が難しい。
限られた水量を均等に分散(分水)するためや、そのためのバルブ46での調整を容易にするために本発明者が考えたのが支管33に流れる水量の可視化である。しかも、構造ないし構成が簡単で、且つ安価に上記問題点を解決するようにしたのが図3に示す構成である。
すなわち、図3に示すように、各支管33a、33b、33c、33dに設けたバルブ46a、46b、46c、46dの下流側に該支管33a、33b、33c、33d内に流れる水量の可視化を図った可視化装置70を設けたものである。
図4は可視化装置70の正面図を示し、図5は可視化装置70の平面図を示している。
この可視化装置70は、円筒パイプ状で透明なプラスティック製の部材からなり、上面が開口し、下面が閉塞されているチャンバーボックス71と、このチャンバーボックス71の上面の開口部に着脱自在に装着されているキャップ72とで構成されている。
チャンバーボックス71の両側の側面には円形の穴(図示せず)が開口されていて、この両側の穴に上流側の支管33と下流側の支管33が接続され、上流側の支管33内の水がチャンバーボックス71(可視化装置70)内に流れ、さらにチャンバーボックス71内の水が下流側の支管33に流れるようになっている。また、チャンバーボックス71の上部には空気逃げ用の穴73が穿孔されている。
なお、各支管33a、33b、33c、33dの内径はそれぞれ同一であり、また、各チャンバーボックス71a〜71dの内径や内容積もそれぞれ同じにしている。
次に、各保水材30へ水を均等に流す(配分する)場合の調整方法について説明する。先ず、図3及び図6に示すように、各バルブ46a、46b、46c、46dのツマミ47を回転させて水が流れるようにしておき、次いでポンプ14を駆動する。
そして、ポンプ14を駆動すると、水回収装置13からの水は図6に示すように、給水管15、分岐部35を介して各支管33a、33b、33c、33dに流れる。各支管33a、33b、33c、33dでは、水はバルブ46a、46b、46c、46d及び可視化装置70(チャンバーボックス71a〜71d)を介して各保水材30a、30b、30c、30dへと流れる。
なお、各保水材30a、30b、30c、30dの大きさや構造は同じのものを用いている。
各保水材30a、30b、30c、30dに水を流している状態で、一番下流側の保水材30dの全体にわたって流れるようにすると共に、保水材30dが湿潤するようにし、また水を必要以上に流さないようにバルブ46dのツマミ47を絞るように調整する。
保水材30dには水が満遍なくいきわたるようにし、且つほんの少し水が流れればよく、その状態でバルブ46dのツマミ47を調整する。この時のチャンバーボックス71d内の水位をL1とする。なお、チャンバーボックス71内の水位が支管33より上に位置しているのは、水圧による。
次に、保水材30dの一つ上流側の保水材30cに対応しているバルブ46cを調整する。このバルブ46cの調整は、チャンバーボックス71c内の水位が、下流側のチャンバーボックス71d内の水位L1と同じになるようにバルブ46cのツマミ47を調整する。
さらに、保水材30cの一つ上流側の保水材30bに対応しているバルブ46bを調整する。このバルブ46bの調整は、チャンバーボックス71b内の水位が、下流側のチャンバーボックス71dあるいは横のチャンバーボックス71c内の水位L1と同じになるようにバルブ46bのツマミ47を調整する。
同様に保水材30bの一つ上流側の保水材30aに対応しているバルブ46aを調整する。このバルブ46aの調整は、チャンバーボックス71a内の水位が、下流側のチャンバーボックス71dあるいはチャンバーボックス71c、71b内の水位L1と同じになるようにバルブ46bのツマミ47を調整する。
ここで、各可視化装置70(チャンバーボックス71a〜71d)は、その高さが同一となるように各支管33a、33b、33c、33dに配設する。したがって、最も下流のバルブ46dを調整し終わった時のチャンバーボックス71d内の水位L1に、他のチャンバーボックス71a、71b、71c内の水位をL1に合わせることで、各保水材30a、30b、30c、30dにはほぼ同じ水量がほぼ均等に配分されることになる。
すなわち、複数の保水材30を配設し、各保水材30へ給水する水量を均等に配分する場合には、先ず、最も下流側の保水材30へ給水しながら水量を観察し、保水材30が湿潤する必要最小限の適切な水量となるようにバルブ46のツマミ47を調整する。
そして、かかる場合にはチャンバーボックス71内の水位は支管33より高い位置で安定する。以後、最も下流側の保水材30より上流側の保水材30への給水量を調整する場合には、最も下流側のチャンバーボックス71内の水位と同じになるように、各チャンバーボックス71内の水位を見ながら各バルブ46のツマミ47を調整するだけとなる。
このように、最初は最も下流の保水材30への給水量を見ながら調整し、その後は、チャンバーボックス71内の水位と同じになるように他のバルブ46のツマミ47を調整するだけであり、保水材30への給水量の調整を可視化でき、各保水材30への水量を均等に配分する調整が非常に容易となる。
しかも、水を一旦入れる圧力調整室としての透明なプラスティック製のチャンバーボックス71にて可視化装置70を構成しているので、可視化装置70を非常に安価にすることができる。また、この透明な可視化装置70と水量調整用のバルブ46で保水材30の給水量を均等に配分できて、しかも、保水材30の給水量を均等に配分する構成も簡素化することができる。
また、保水材30への給水量を必要最小限としているので、保水材30を複数設置していても、それに対応した能力のポンプ14を使用でき、消費電力の小さいポンプ14を使用することができる。これにより、凝縮器の補助冷却システム全体を省エネルギー化することができるものである。
また、凝縮器の補助冷却システムにおいて水が流れる途中の箇所では外部に露出しているために、ホコリやゴミが循環するが、循環している水をチャンバーボックス71内に一旦介するためにこのチャンバーボックス71内に浮遊したりする。
そこで、チャンバーボックス71の上部に着脱自在に装着しているキャップ72を外してチャンバーボックス71内のホコリやゴミを除去することも可能である。
また、図4に示すように、チャンバーボックス71の左右つまり、上流側と下流側の支管33の高さ位置を同じとしているが、下流側の支管33を上流側の支管33の高さ位置より低くすることで、チャンバーボックス71内に入ったホコリやゴミを下流側の支管33に流出しにくくすることができる。そのため、チャンバーボックス71がフィルタのように機能を持たせることができ、チャンバーボックス71にてホコリやゴミを一層多く除去することができる。
(第2の実施の形態)
図7は可視化装置70の第2の実施形態を示し、チャンバーボックス71内の水位を容易に判別でき、且つ他のバルブ46の調整を容易にするようにしたものである。
すなわち、チャンバーボックス71の表面に目盛り75を設けたものであり、この目盛り75によりチャンバーボックス71内の水位を容易に認識することができる。
最初に保水材30への給水量を調整した際のチャンバーボックス71内の水位が、例えば図7に示すように、目盛りの「5」より少し低い位置であれば、他の保水材30への給水量を調整する場合、他のバルブ46を調整する際にはチャンバーボックス71内の水位を目盛り75の「5」より少し低い位置となるようにバルブ46を調整するだけである。
そのため、チャンバーボックス71の水位に対応した目盛り75の数値を覚えておいて、チャンバーボックス71内の水位がその数値と同じになるように他のバルブ46を調整するだけであり、保水材30への水量を均等に配分する調整を非常に容易にすることができる。
(第3の実施の形態)
図8に可視化装置70の第3の実施形態を示す。本実施形態では、チャンバーボックス71内の水面に浮き体77を浮かばせたものであり、この浮き体77は例えば、プラスティックからなり、また、見易いように目立つ色彩のものを使用している。また、浮き体77は円板状に形成されていて、浮き体77の外径はチャンバーボックス71の内径より少し小さくしている。
チャンバーボックス71内の水面が上下するに伴い、浮き体77も上下することで、作業者は浮き体77を見ることで、チャンバーボックス71の水位を容易に視認することができる。
最も下流側の保水材30の給水量の調整を行なった後に、上流側の保水材30の給水量の調整を行なう場合には、調整したチャンバーボックス71の浮き体77の高さ位置を見ながら、当該チャンバーボックス71の浮き体77の高さ位置が同じになるようにバルブ46のツマミ47を調整する。
このように、保水材30の給水量をバルブ46にて調整する場合、調整済みのチャンバーボックス71の浮き体77を見て、バルブ46を調整して単に浮き体77の高さ位置に合わせることで、保水材30の給水量を適切に且つ容易に調整することができる。
なお、図7に示す目盛り75を設けたチャンバーボックス71内に図8に示す浮き体77を入れるようにしても良い。かかる場合には、浮き体77の高さ位置を容易に視認することができ、保水材30の給水量の調整を行なう場合、目盛り75の数値と覚えておけば、保水材30の給水量の調整をスムーズに行なうことができる。
また、浮き体77を円板状に形成しているので、円筒状のチャンバーボックス71内で安定しており、また視覚的にもよい。
(第4の実施の形態)
図9に可視化装置70の第4の実施形態を示す。本実施形態ではチャンバーボックス71に接続される上流側、下流側の支管33の位置を前後方向にずらせたものである。図9の矢印に示すように、支管33の前後の位置がずれているために、チャンバーボックス71内で流体が回転することで、流体サイクロントレーナのように比重の重いゴミ78を中心に集め、チャンバーボックス71内の下部にため易くなる。また、比重の軽いホコリ79は図10に示すように水面に浮遊する。
また、チャンバーボックス71内でゴミ78やホコリ79を溜めて、水はスムーズに下流側の支管33へ流出させることができる。
チャンバーボックス71内のゴミ78やホコリ79は、キャップ72を外して容易に除去することができる。そのため、システム全体を循環する水に不純物が混入してもチャンバーボックス71にて除去でき、出来得る限り綺麗な水を循環させることができる。これらのゴミ78やホコリ79の除去は、定期的にしてもよく、また、チャンバーボックス71は透明なので、チャンバーボックス71内のゴミ78やホコリ79を容易に視認でき、少し溜まった時点で除去するようにしても良い。
図11は、下流側の支管33を上流側の支管33より低くした場合であり、チャンバーボックス71内の水流の攪拌をし易くしたものである。これにより、比重の重いゴミ78と、比重の軽いホコリ79との分離をし易くさせることができる。
また、図9の構成に図11に示す構成を組み合わせるようにしても良い。
(第5の実施の形態)
第5の実施形態を図12及び図13に示す。先の実施形態では、可視化装置70を円筒状としていたが、本実施形態では四角状(長方形、正方形など)の容器にてチャンバーボックス71を構成したものである。また、キャップ72もチャンバーボックス71の形状に合わせて四角状に形成している。
四角状のチャンバーボックス71は、先の実施形態の円筒状のものより面積を大きくしており、そのため、体積自体が大きくなり、そのため、チャンバーボックス71内の水位が一定ないし安定する。これにより、保水材30の給水量の調整がし易くなる。
本実施形態においても、チャンバーボックス71の表面に図7に示すような目盛り75を形成してもよく、また、浮き体77を浮かばせるようにしても良い。また、上流側、下流側の支管33を図11に示すように高さ位置を変えてもよく、また、図9に示すように、前後方向にずらせてもよい。すなわち、先の実施形態の構成を種々組み合わせてもよい。
なお、上記各実施形態では、チャンバーボックス71だけも透明の部材としていたが、給水管15、各支管33を透明の部材で構成するようにしても良い。
また、可視化装置70の大きさや材質は特に限定されるものではなく、チャンバーボックス71内の水平レベルでの面積が一定であれば、形状も特に、円形や四角状に限定されることはない。
さらに、上記実施形態では、室外機1、及び該当室外機1に配設する保水材30の数を4台の場合について説明していたが、2台以上であれば可視化装置70を設けて保水材30の給水量の調整を容易にすることができる。
1 室外機
3 凝縮器
13 水回収装置
14 ポンプ
15 給水管
30 保水材
33 支管
46 バルブ
47 ツマミ
70 可視化装置
71 チャンバーボックス
72 キャップ
75 目盛り
77 浮き体
図17〜図20は保水材30の作り方を示しており、保水材30の構造を理解し易いように、この保水材30の構造について説明する。図17において、波形形状をした波板材51を多層に積層して形成するものであり、それぞれの波板材51は、強固に加工された紙で出来ている。なお、波板材51の波形形状で形成されて連続して形成される溝52が、空気の流通路となる。
上下の波板材51を吸気方向に対して互い違いに任意の角度、例えば、30°前後に組み合わせ、上の波板材51の波の下側の頂点と、下の波板材51の波の上側の頂点と交差する点、つまり、図18に示す黒丸(●)の部分を接着剤にて接着し、上下の波板材51を接着固定する。
そこで、本発明の請求項1に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置では、屋外に設置される室外機1の凝縮器3の風上側に近接して保水材30を配設し、
前記保水材30は、上方より滴下される水により湿潤されて、気化する際の潜熱にて吸気された空気の温度を低下させるものであり、
この温度が低下した空気により前記凝縮器3を冷却させ、
前記保水材30から流下した水を水回収装置13にて回収し、
前記水回収装置13の水をポンプ14を駆動して給水管15を介して前記保水材30へ循環させるようにした凝縮器の補助冷却システムであって、
前記室外機1を横方向に複数台並設し、
前記複数の室外機1の凝縮器3の風上側に前記保水材30をそれぞれ近接して配設し、
前記給水管15から分岐して前記複数の保水材30へそれぞれ給水させるための支管33をそれぞれ設け、
前記各支管33に前記保水材30への給水量を調整するバルブ46を介装し、
前記バルブ46の下流側に前記支管33内を流れる水を視認可能とし、圧力調整室を兼ねた可視化装置70を介装し
前記給水管15の末端に介装されている下流側のバルブ46は、
該下流側のバルブ46に介装されている下流側の可視化装置70を介して給水される下流側の保水材30への給水量を該下流側の保水材30の湿潤状態を見ながら給水量を調整する流量調整用であり、
前記下流側のバルブ46より上流側に位置する上流側のバルブ46は、
該上流側のバルブ46側に介装されている上流側の可視化装置70内の水位が、前記下流側の可視化装置70の水位と同じ水位となるように上流側の保水材30への給水量を調整する流量調整用としていることを特徴としている。
本発明の請求項1に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置によれば、室外機1を横方向に複数台並設し、前記複数の室外機1の凝縮器3の風上側に前記保水材30をそれぞれ近接して配設し、前記給水管15から分岐して前記複数の保水材30へそれぞれ給水させるための支管33をそれぞれ設け、前記各支管33に前記保水材30への給水量を調整するバルブ46を介装し、前記バルブ46の下流側に前記支管33内を流れる水を視認可能とし、圧力調整室を兼ねた可視化装置70を介装し、前記給水管15の末端に介装されている下流側のバルブ46は、該下流側のバルブ46に介装されている下流側の可視化装置70を介して給水される下流側の保水材30への給水量を該下流側の保水材30の湿潤状態を見ながら給水量を調整する流量調整用であり、前記下流側のバルブ46より上流側に位置する上流側のバルブ46は、該上流側のバルブ46側に介装されている上流側の可視化装置70内の水位が、前記下流側の可視化装置70の水位と同じ水位となるように上流側の保水材30への給水量を調整する流量調整用としているので、最初は最も下流の保水材30への給水量を見ながら調整し、その後は、上流側の保水材30に給水する場合には、上流側の可視化装置70の水位が下流側の可視化装置70内の水位と同じになるように上流側のバルブ46を調整するだけであり、上流側の保水材30への給水量の調整を可視化でき、各保水材30への水量を均等に配分する調整が非常に容易となる。
しかも、水を一旦入れる圧力調整室としての透明なプラスティック製の可視化装置70にて可視化装置70を構成しているので、可視化装置70を非常に安価にすることができる。また、この透明な可視化装置70と水量調整用のバルブ46で保水材30の給水量を均等に配分できて、しかも、保水材30の給水量を均等に配分する構成も簡素化することができる。

Claims (8)

  1. 屋外に設置される室外機(1)の凝縮器(3)の風上側に近接して保水材(30)を配設し、
    前記保水材(30)は、上方より滴下される水により湿潤されて、気化する際の潜熱にて吸気された空気の温度を低下させるものであり、
    この温度が低下した空気により前記凝縮器(3)を冷却させ、
    前記保水材(30)から流下した水を水回収装置(13)にて回収し、
    前記水回収装置(13)の水をポンプ(14)を駆動して給水管(15)を介して前記保水材(30)へ循環させるようにした凝縮器の補助冷却システムであって、
    前記室外機(1)を横方向に複数台並設し、
    前記複数の室外機(1)の凝縮器(3)の風上側に前記保水材(30)をそれぞれ近接して配設し、
    前記給水管(15)から分岐して前記複数の保水材(30)へそれぞれ給水させるための支管(33)をそれぞれ設け、
    前記各支管(33)に前記保水材(30)への給水量を調整するバルブ(46)を介装し、
    前記バルブ(46)の下流側に前記支管(33)内を流れる水を視認可能とし、圧力調整室を兼ねた可視化装置(70)を介装している
    ことを特徴とする凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置。
  2. 前記可視化装置(70)は、透明で略円筒状のチャンバーボックス(71)を備え、
    前記チャンバーボックス(71)の一方には上流側の支管(33)が接続させ、前記チャンバーボックス(71)の他方には下流側の支管(33)が接続されていて、前記チャンバーボックス(71)内の水位が視認可能としていることを特徴とする請求項1に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置。
  3. 前記可視化装置(70)のチャンバーボックス(71)の表面には水位を視認する目盛り(75)を設けていることを特徴とする請求項2に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置。
  4. 前記可視化装置(70)のチャンバーボックス(71)内の水面に浮き体(77)を浮かばせていることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置。
  5. 前記可視化装置(70)のチャンバーボックス(71)に接続される上流側の支管(33)と下流側の支管(33)とは前後方向に位置をずらせて接続していることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置。
  6. 前記可視化装置(70)は、透明で円筒状であり、下面を閉塞し、上面を開口したチャンバーボックス(71)と、前記チャンバーボックス(71)の上面開口部に着脱自在に装着されているキャップ(72)とで構成されていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置。
  7. 前記可視化装置(70)は、先の円筒状に代えて、透明で四角形状とすると共に、円筒状の場合よりも面積を大きくしていることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置。
  8. 前記可視化装置(70)のチャンバーボックス(71)に接続される上流側の支管(33)に対して下流側の支管(33)の高さ位置を低くしていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の凝縮器の補助冷却システムにおける水量調整装置。
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