JP2018096592A - Cooler - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、冷却器に関し、特に、熱交換器の伝熱表面に付着した霜を取り除くための風を送り出す送風ファンを備える冷却器に関する。 The present invention relates to a cooler, and more particularly to a cooler including a blower fan that sends out wind for removing frost attached to a heat transfer surface of a heat exchanger.
従来、熱交換器の伝熱表面に付着した霜を取り除くための風を送り出すノズルを備える冷却器が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a cooler including a nozzle that sends out air for removing frost attached to a heat transfer surface of a heat exchanger is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、冷媒が内部を通過する伝熱管(伝熱表面)に複数のフィンが接合された熱交換器と、フィンの伝熱面に対して直角もしくは平行となるように空気を噴出してフィンおよび伝熱管に付着した霜を取り除くための複数のノズルと、複数のノズルを複数のフィンに対して相対移動させる駆動手段とを備えた冷却器の着霜低減装置が開示されている。ここで、伝熱管は、比較的細い管形状を有するとともに、蛇行するように折り返された形状を有する。また、フィンは、平板形状を有する。また、フィンは、互いに平行となるように間隔を隔てて複数設けられている。そして、互いに平行となるように間隔を隔てて設けられた複数のフィンを、蛇行するように折り返された伝熱管が貫通するように構成されている。そして、複数のノズルは、互いに平行となるように間隔を隔てて複数設けられている平板形状のフィンの伝熱表面に沿うように空気を噴出してフィンおよび伝熱管に付着した霜を取り除くように構成されている。 Patent Document 1 discloses a heat exchanger in which a plurality of fins are joined to a heat transfer tube (heat transfer surface) through which a refrigerant passes, and air that is perpendicular to or parallel to the heat transfer surface of the fins. Disclosed is a frost reduction device for a cooler comprising a plurality of nozzles for removing frost ejected and adhering to fins and heat transfer tubes, and drive means for moving the plurality of nozzles relative to the plurality of fins. Yes. Here, the heat transfer tube has a relatively thin tube shape and has a shape folded back so as to meander. The fin has a flat plate shape. A plurality of fins are provided at intervals so as to be parallel to each other. And it is comprised so that the heat exchanger tube folded back so that it may meander may penetrate the several fin provided in the space | interval so that it might become mutually parallel. Then, the plurality of nozzles ejects air along the heat transfer surface of the flat plate-shaped fins provided at intervals so as to be parallel to each other so as to remove frost attached to the fins and the heat transfer tubes. It is configured.
しかしながら、上記特許文献1に記載された冷却器では、フィンの伝熱表面に沿うように空気を噴出する場合に、伝熱表面(壁面)に対する壁面摩擦による剥離流れ(空気の流れが剥離したもの)が生じて抵抗が大きくなる。このため、霜への風圧が小さくなる。その結果、ノズルおよびノズルの駆動手段を備えることによる装置構成に加えて、風圧を補うための付帯設備(送風圧縮機や、エアータンク)をノズルに対してさらに備える必要があり、装置が大型化してしまうという問題点がある。 However, in the cooler described in the above-mentioned Patent Document 1, when air is ejected along the heat transfer surface of the fin, the separation flow due to wall friction with respect to the heat transfer surface (wall surface) (the air flow is separated) ) And resistance increases. For this reason, the wind pressure to frost becomes small. As a result, in addition to the device configuration by providing the nozzle and the nozzle driving means, it is necessary to further provide ancillary equipment (blower compressor and air tank) for supplementing the wind pressure with respect to the nozzle, which increases the size of the device. There is a problem that.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、熱交換器の伝熱表面に付着した霜を十分に取り除きながら、大型化するのを抑制することが可能な冷却器を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and one object of the present invention is to increase the size while sufficiently removing frost attached to the heat transfer surface of the heat exchanger. It is providing the cooler which can be suppressed.
この発明の一の局面による冷却器は、冷媒を通過させるための流路を内部に含む熱交換器と、熱交換器の伝熱表面に付着した霜を取り除くための風を送り出す送風ファンと、伝熱表面に対して所定の間隔を隔てて対向するように設けられる平板状部材とを備え、平板状部材は、送風ファンにより送り出された後に伝熱表面に対して交差するように入射する風を通過させるための複数の穴部を含む。 A cooler according to one aspect of the present invention includes a heat exchanger that includes a flow path for allowing a refrigerant to pass therethrough, a blower fan that sends out wind for removing frost attached to the heat transfer surface of the heat exchanger, A flat plate-like member provided so as to face the heat transfer surface at a predetermined interval, and the flat plate member is sent by the blower fan and then enters the heat transfer surface so as to intersect the heat transfer surface. Including a plurality of holes for passing the.
この発明の一の局面による冷却器では、上記のように、平板状部材を、送風ファンにより送り出された後に伝熱表面に対して交差するように流入する風を通過させるための複数の穴部を含むように構成する。これにより、伝熱表面に対して交差するように入射する風により、複数の穴部を通過して伝熱表面に対して衝突する複数の衝突噴流流れが生じるので、送風ファンの霜に対する風圧を大きくすることができる。これにより、風圧を補うための付帯設備(たとえば、送風圧縮機や、エアータンク)を別途設けることなく、熱交換器の伝熱表面に付着した霜を十分に取り除くことができる。すなわち、熱交換器の伝熱表面に付着した霜を十分に取り除きながら、冷却器が大型化するのを抑制することができる。 In the cooler according to one aspect of the present invention, as described above, a plurality of holes for allowing the plate-like member to pass through the air flowing in so as to intersect the heat transfer surface after being sent out by the blower fan. Is configured to include. As a result, a plurality of impinging jet flows that collide against the heat transfer surface through the plurality of holes due to the wind incident so as to intersect the heat transfer surface are generated. Can be bigger. Thereby, the frost adhering to the heat-transfer surface of a heat exchanger can fully be removed, without providing incidental facilities (for example, a ventilation compressor and an air tank) for supplementing a wind pressure separately. That is, it is possible to suppress an increase in size of the cooler while sufficiently removing frost attached to the heat transfer surface of the heat exchanger.
上記一の局面による冷却器において、好ましくは、送風ファンは、熱交換器の伝熱表面に沿った第1方向に風を送り出すように設けられており、伝熱表面の第1方向の下流側に少なくとも配置され、送風ファンにより送り出された風を平板状部材に設けられた複数の穴部を通過させて、伝熱表面に対して交差するように導風するための導風部材をさらに備える。このように構成すれば、送風ファンにより送り出される風が伝熱表面に沿った方向である場合にも、導風部材により伝熱表面に対して交差するように導風することができるので、伝熱表面に付着した霜を効果的に取り除くことができる。 In the cooler according to the above aspect, the blower fan is preferably provided so as to send air in the first direction along the heat transfer surface of the heat exchanger, and is downstream of the heat transfer surface in the first direction. And a wind guide member for passing the wind sent by the blower fan through the plurality of holes provided in the flat plate-like member so as to cross the heat transfer surface. . If comprised in this way, even if the wind sent out by the blower fan is in the direction along the heat transfer surface, the air can be guided by the air guide member so as to intersect the heat transfer surface. The frost adhering to the hot surface can be effectively removed.
上記一の局面による冷却器において、好ましくは、導風部材は、平板状部材の第1方向の下流側の端部に接続されるとともに第1方向に延びる平板状部材の表面に対して直交する第2方向に沿って延びるように設けられ、伝熱表面に交差するように導風するための第1導風部材と、平板状部材の第1方向の上流側の端部に接続されるとともに第1方向に延びる平板状部材の表面に対して直交する第2方向とは反対の第3方向に沿って延びるように設けられ、伝熱表面に沿うように入射する風を遮るための第2導風部材とを含む。このように構成すれば、送風ファンから送り出された伝熱表面に沿う方向の風を、第1導風部材により伝熱表面に対して交差する方向に導風することができるので、伝熱表面に付着した霜を風(気流)により十分に取り除くことができる。また、送風ファンから送り出された風が伝熱表面と平板状部材との間に直接流入するのを、第2導風部材により遮ることができる。これにより、平板状部材の穴部を通過した伝熱表面に対して交差するように入射(流入)する風の流れる方向が、伝熱表面と平板状部材との間に直接流入する風の流れによって変化させられることを抑制することができる。 In the cooler according to the above aspect, the air guide member is preferably connected to the downstream end of the flat plate member in the first direction and orthogonal to the surface of the flat plate member extending in the first direction. The first air guide member is provided so as to extend along the second direction and guides the air so as to cross the heat transfer surface, and is connected to the upstream end portion of the flat plate member in the first direction. A second member is provided to extend along a third direction opposite to the second direction orthogonal to the surface of the flat plate member extending in the first direction, and to block incident wind along the heat transfer surface. A wind guide member. If comprised in this way, since the wind of the direction in alignment with the heat-transfer surface sent out from the ventilation fan can be guided in the direction which cross | intersects with respect to a heat-transfer surface by a 1st air guide member, it is Frost adhering to can be sufficiently removed by wind (air flow). Further, the second wind guide member can block the wind sent from the blower fan from flowing directly between the heat transfer surface and the flat plate member. Thereby, the flow direction of the wind incident (inflowing) so as to intersect the heat transfer surface that has passed through the hole of the flat plate member is the flow of the wind directly flowing between the heat transfer surface and the flat plate member. It can suppress that it is changed by.
上記一の局面による冷却器において、好ましくは、平板状部材と導風部材とは、一体的に形成されている。このように構成すれば、1枚の板状部材を折り曲げるだけで、容易に、平板状部材と導風部材とを形成することができる。また、平板状部材と導風部材とを別個に設ける場合と異なり、部品点数が増加するのを抑制することができる。また、平板状部材と導風部材とが一体的に形成されていることにより、平板状部材および導風部材を個別に支持することなく、平板状部材および導風部材を所望の位置に固定することができる。 In the cooler according to the above aspect, the flat plate member and the air guide member are preferably formed integrally. If comprised in this way, a flat plate member and an air guide member can be easily formed only by bending one plate-shaped member. Further, unlike the case where the flat plate member and the air guide member are provided separately, it is possible to suppress an increase in the number of parts. Further, since the flat plate member and the air guide member are integrally formed, the flat plate member and the air guide member are fixed at a desired position without individually supporting the flat plate member and the air guide member. be able to.
上記一の局面による冷却器において、好ましくは、熱交換器の伝熱表面は、送風ファンによって風が送り出される方向に対して交差する方向において互いに対向するように配置される第1伝熱表面と第2伝熱表面とを含み、平板状部材は、第1伝熱表面に対して所定の間隔を隔てて対向するように設けられる第1平板状部材と、第2伝熱表面に対して所定の間隔を隔てて対向するように設けられる第2平板状部材とを含む。このように構成すれば、互いに対向するように配置されている第1伝熱表面と第2伝熱表面とに沿うように送風ファンから送り出された風を、第1伝熱表面と第2伝熱表面とに対して交差するように容易に導風することができる。その結果、第1伝熱表面および第2伝熱表面の各々に付着した霜を効果的に取り除くことができる。 In the cooler according to the above aspect, the heat transfer surface of the heat exchanger is preferably a first heat transfer surface disposed so as to face each other in a direction intersecting with a direction in which wind is sent out by the blower fan. The flat plate member includes a second heat transfer surface, and the flat plate member is predetermined with respect to the first heat transfer surface with a predetermined distance from the first flat plate member and the second heat transfer surface. And a second flat plate-like member provided so as to be opposed to each other with a gap therebetween. If comprised in this way, the wind sent from the ventilation fan along the 1st heat transfer surface and the 2nd heat transfer surface which are arrange | positioned so that it may mutually oppose may be made into the 1st heat transfer surface and the 2nd heat transfer surface. The air can be easily guided so as to intersect the hot surface. As a result, frost attached to each of the first heat transfer surface and the second heat transfer surface can be effectively removed.
上記一の局面による冷却器において、好ましくは、熱交換器は扁平形状を有するとともに、内部に冷媒が流れる複数の流路を有するように構成されている。このように構成すれば、伝熱表面を比較的大きくすることができるので、伝熱表面に冷却のためのフィンなどを別途設ける必要がない。これにより、冷却器の構成を簡略化することができる。 In the cooler according to the above aspect, the heat exchanger is preferably configured to have a flat shape and a plurality of flow paths through which the refrigerant flows. If comprised in this way, since a heat-transfer surface can be made comparatively large, it is not necessary to provide the fin for cooling etc. in a heat-transfer surface separately. Thereby, the structure of a cooler can be simplified.
上記一の局面による冷却器において、好ましくは、伝熱表面の下方に配置され、伝熱表面から取り除かれた霜を集積し、外部に排出するための排出機構をさらに備える。このように構成すれば、集積された霜を排出機構において一部融解させて、氷水の状態にして冷却器の外部に排出することができるので、霜の状態で冷却器の外部に排出される場合と異なり、取り除かれた霜(氷水)の処置を容易に行うことができる。 The cooler according to the above aspect preferably further includes a discharge mechanism that is disposed below the heat transfer surface and accumulates frost removed from the heat transfer surface and discharges the frost to the outside. If comprised in this way, since the accumulated frost is partly melted in the discharge mechanism and can be made into ice water and discharged outside the cooler, it is discharged outside the cooler in the form of frost. Unlike the case, the removed frost (ice water) can be easily treated.
本発明によれば、上記のように、熱交換器の伝熱表面に付着した霜を十分に取り除きながら、大型化するのを抑制することができる。 According to the present invention, as described above, an increase in size can be suppressed while sufficiently removing frost attached to the heat transfer surface of the heat exchanger.
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、図1〜図5を参照して、第1実施形態による空気冷却器100の構成について説明する。空気冷却器100は、本発明の「冷却器」の一例である。空気冷却器100は、たとえば、冷凍(冷蔵)倉庫内を冷やすためのユニットクーラに用いられる。
(First embodiment)
First, with reference to FIGS. 1-5, the structure of the
図1に示すように、空気冷却器100は、冷媒を通過させるための流路1a(図2参照)を内部に含む熱交換器1を備えている。熱交換器1は、図示しない圧縮機、凝縮器および膨張弁と冷凍サイクルを構成しており、流路1aの内部に低温の冷媒を流すことにより、伝熱表面13および伝熱表面130を介して空気冷却器100内の空気を冷やすように構成されている。また、熱交換器1、送風ファン2、平板状部材3および導風部材4は、筐体Cの内部に収められている。なお、図1では、送風ファン2が筐体Cの外部に配置されているが、実際には、送風ファン2は筐体Cの内部に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
ここで、第1実施形態では、熱交換器1は、扁平形状を有するとともに、内部に冷媒が流れる複数の流路1a(図2参照)を有する。具体的には、冷媒は、熱交換器1の端部11において方向P1(Z2方向)から流れ込み、内部に冷媒が流れる複数の流路1aを有する扁平形状の部分の内部(流路1a)をY1方向およびY2方向に折り返しながら(蛇行しながら)流れ、熱交換器1の端部12において方向P2(Z1方向)に流れ出る。また、扁平形状の部分は、半円筒形の複数の折り返し部分と、折り返し部分に挟まれる平坦領域とを含み、平坦領域は、X方向(X1およびX2方向)に略等間隔となるように並んでいる。このように、熱交換器1は、内部に複数の流路1aを有する扁平多孔管(マイクロチャンネル)を含む。
Here, in 1st Embodiment, while the heat exchanger 1 has a flat shape, it has the some
扁平形状の平坦領域の一面である伝熱表面13および130は、図2(a)に示すように、微細な凹凸構造(たとえば、桁数が10分の1ミリ程度の幅および深さの凹凸パターン)が設けられている。また、図2(a)および(b)に示すように、伝熱表面13および130の各々は、Y方向およびZ方向にそれぞれ延びる凹部(溝)が繰り返し設けられ、凹部に囲まれた微小な凸部13aおよび130a(たとえば、図2(b)のような長方形の凸部)がY方向およびZ方向に周期的に表れるように構成されている。これにより、Y方向およびX方向の寸法変更に対して、容易に最適なサイズの伝熱表面13および130を作成することができる。また、凸部13aは、たとえば、溝ピッチ(間隔)および溝の深さが数百μm程度である。そして、微細な凹凸構造により、霜F(または、過冷却された水滴による結露)が凸部に集中して付着する(凸部から成長する)ので、霜Fの伝熱表面13および130に対する付着力が低減し、霜Fの量および厚みを小さくすることができる。これにより、後述する送風ファン2により送り出された後に伝熱表面13に対して交差する(略直交する)ように入射する風W2(後述)により、容易に霜Fを取り除くことができる。また、図3に示すように、伝熱表面13と伝熱表面130とは扁平形状部分の両面(扁平形状の部分の表側および裏側、または、X1方向側およびX2方向側)に設けられ、X方向に対して平行かつ互い違いに等間隔を隔てて並んでいる。
As shown in FIG. 2 (a), the heat transfer surfaces 13 and 130, which are one surface of the flat region of the flat shape, have a fine concavo-convex structure (for example, concavo-convex with a width and depth of about 1/10 mm in the number of digits) Pattern). Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, each of the heat transfer surfaces 13 and 130 is repeatedly provided with recesses (grooves) extending in the Y direction and the Z direction, respectively, and is minutely surrounded by the recesses. The
また、空気冷却器100は、熱交換器1の伝熱表面13および130に付着した霜Fを取り除くための風を送り出す送風ファン2を備えている。送風ファン2は、図1に示すように、熱交換器1に向けて、伝熱表面13および130に沿う方向であるZ1方向に風W0を送り出す。なお、送風ファン2は、逆回転が可能となるように構成されている。後述するように、除霜時と冷却時とで、送風ファン2の回転方向は逆向きとなる。このとき、風W0の方向も逆向きのZ2方向となる。また、Z1方向は、特許請求の範囲の「第1方向」の一例である。
In addition, the
また、空気冷却器100は、伝熱表面13および130に対して所定の間隔を隔てて対向する(略平行となる)ように設けられる平板状部材3を備えている。ここで、第1実施形態では、平板状部材3は、図3(a)(空気冷却器100のX−Y平面における断面)に示すように、送風ファン2により送り出された後に伝熱表面13に対して交差するように入射する風W2を通過させるための複数の円形の穴部3aを含む。この穴部3aを通過した風は、伝熱表面13に対して衝突するように移動する。
In addition, the
また、第1実施形態では、空気冷却器100は、送風ファン2により送り出された風を伝熱表面13に対して交差するように導風するための導風部材4を備えている。導風部材4は、平板状部材3のZ1方向の下流側の端部に接続されるとともにZ1方向に延びる平板状部材3の表面に対して直交するX1方向に沿って延びるように設けられ、伝熱表面13に交差するように導風するための第1導風部材41を含む。また、導風部材4は、平板状部材3のZ1方向の上流側の端部に接続されるとともにZ1方向に延びる平板状部材3の表面に対して直交するX1方向とは反対のX2方向に沿って延びるように設けられ、伝熱表面13に沿うように入射する風W0を遮るための第2導風部材42とを含む。なお、X2方向は、特許請求の範囲の「第2方向」の一例である。また、X1方向は、特許請求の範囲の「第3方向」の一例である。
Moreover, in 1st Embodiment, the
なお、平板状部材3および導風部材4(第1導風部材41、第2導風部材42)は、蛇行する折り返し形状を有する熱交換器1の平坦領域の各々の間に設けられている。
The flat plate member 3 and the air guide member 4 (the first
また、第1実施形態では、平板状部材3と導風部材4とは、一体的に形成されている。たとえば、平板状部材3と導風部材4とは、金属製の一枚の板を折り曲げることにより形成されている。また、平板状部材3および導風部材4は、折り曲げ形成される前に、予め所望の位置に穴部3aが開けられている。そのため、平板状部材3として機能する領域には風W1を衝突噴流流れである風W2にするために必要かつ十分な大きさおよび間隔で複数の穴部3aが開けられている。一方で、導風部材4として機能する領域には穴が開けられていない。また、平板状部材3および導風部材4は、平板状部材3および導風部材4自体が空気冷却器100庫内の空気から吸熱する吸熱板の役割も果たすように、伝熱性の高い金属(たとえば、アルミニウム、銅、さらにポリテトラフルオロエチレンによりコーティングされた金属など)製の板により構成されている。
In the first embodiment, the flat plate member 3 and the
また、第1実施形態では、図4に示すように、伝熱表面13の下方に配置され、伝熱表面13から取り除かれた霜Fを集積し、外部に排出するための排出機構5が設けられている。排出機構5は、霜受け部51および排出管部52を含む。そして、霜受け部51より集積された霜Fは、排出管部52を介して排出される。具体的には、風(気流)により剥離または滑落した霜F(結露も含む)は、霜受け部51に溜まり、一部溶融した状態となり、排出管部52から排出される。これにより、除霜した霜Fを溶融させるためのヒーターや除霜した霜Fを吐出するようなポンプ等を別途設ける必要がない。また、熱交換器1と排出機構5とは離間した状態で配置されている。そして、熱交換器1と排出機構5との間の隙間Aから、霜Fを取り除いた風が逃がされる。また、冷却時(後述)には、隙間Aから、外気が取り込まれる。なお、排出される氷水(霜Fと溶融した水)は、冷却熱源として再利用することもできる。
Moreover, in 1st Embodiment, as shown in FIG. 4, the
次に、平板状部材3および導風部材4が設けられていない比較例による空気冷却器400と比較しながら、空気冷却器400の運転時の動作について説明する。
Next, the operation at the time of operation of the
図5に示すように、平板状部材3および導風部材4が設けられていない比較例による空気冷却器400では、霜Fが付着した伝熱表面Sに沿う方向に風W7を流したとしても、伝熱表面S(壁面)の摩擦による剥離流れV(小さな渦状の乱流など)が生じ、風W7に対する抵抗が大きくなる。このため、霜Fに対する十分な風圧を得ることができない。そのため、霜Fを十分に取り除くことができない。
As shown in FIG. 5, in the
次に、第1実施形態の空気冷却器100の除霜時の運転について説明する。
Next, the operation at the time of defrosting of the
空気冷却器100では、送風ファン2により送り出された風W0は、図3(a)に示すように、複数の第2導風部材42の間に風W1(主流空気)として流れ込む。そして、第1導風部材41(導風部材4)は、風W1を平板状部材3に設けられた複数の穴部3aを通過させて、伝熱表面13に対して交差する風W2となるように導風する。平板状部材3の穴部3aを通過した複数の風W2の束は、それぞれ伝熱表面13に対して交差するように入射する衝突噴流流れとなる。風W2は、伝熱表面13に衝突して伝熱表面13に付着した霜F(または、過冷却された水滴による結露)を弾き飛ばして取り除いた後に、霜Fと共に風W3として流れ出て行く。ここで、伝熱表面13に交差するように入射して衝突する衝突噴流流れは、伝熱表面13に沿うように送風ファン2から風を流して霜Fにあてる場合(比較例の空気冷却器400、図5参照)と比較して、霜Fに対する風圧が大きくなる。これにより、送風ファン2による無圧縮の風W0であっても、十分な大きさの風圧を得ることができるので、十分に霜Fを取り除くことができる。
In the
次に、空気冷却器100の冷却時の運転について説明する。送風ファン2を除霜時とは逆に回転させることにより、図3(b)に示すように、Z2方向への風(気流)が生じ、空気冷却器100の庫外から入ってきた暖かい風(空気)W4が、伝熱表面13および130と接触して冷却され、複数の穴部3aを通る複数の風W5の束となる。そして、風W5は合流されて風W6となり、送風ファン2により庫外に吹き出され、庫外を冷やす。なお、風W6は、伝熱表面130に衝突して伝熱表面130に付着した霜F(または、過冷却された水滴による結露)を上方に弾き飛ばして取り除く。
Next, the operation at the time of cooling the
(第1実施形態の効果)
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 1st Embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
第1実施形態では、上記のように、平板状部材3を、送風ファン2により送り出された後に伝熱表面13に対して交差する(略直交する)ように入射する風W2を通過させるための複数の穴部3aを含むように構成する。これにより、伝熱表面13に対して交差する(略直交する)ように流入する風W2により、複数の穴部3aを通過して伝熱表面13に対して衝突する複数の衝突噴流流れが生じるので、送風ファン2の霜に対する風圧を大きくすることができる。これにより、風圧を補うための付帯設備(たとえば、送風圧縮機や、エアータンク)を別途設けることなく、熱交換器1の伝熱表面13に付着した霜Fを十分に取り除くことができる。すなわち、熱交換器1の伝熱表面13に付着した霜Fを十分に取り除きながら、空気冷却器100が大型化するのを抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the flat member 3 is passed through the wind W2 that is incident so as to intersect (substantially orthogonally) the
また、第1実施形態では、上記のように、送風ファン2を、熱交換器1の伝熱表面13に沿ったZ1方向(第1方向)に風を送り出すように設け、伝熱表面13のZ1方向(第1方向)の下流側に配置され、送風ファン2により送り出された風W0(風W1)を平板状部材3に設けられた複数の穴部3aを通過させて、伝熱表面13に対して交差する(略直交する)ように導風するための導風部材4を設ける。これにより、送風ファン2により送り出される風W0が伝熱表面13に沿った方向である場合にも、導風部材4により伝熱表面13に対して交差する(略直交する)ように導風することができるので、伝熱表面13に付着した霜Fを効果的に取り除くことができる。
Moreover, in 1st Embodiment, as mentioned above, the
また、第1実施形態では、上記のように、導風部材4を、平板状部材3のZ1方向(第1方向)の下流側の端部に接続されるとともにZ1方向(第1方向)に延びる平板状部材3の表面に対して直交するX2方向(第2方向)に沿って延びるように設けられ、伝熱表面13に交差する(略直交する)ように導風するための第1導風部材41と、平板状部材3のZ1方向(第1方向)の上流側の端部に接続されるとともにZ1方向(第1方向)に延びる平板状部材の表面に対して直交するX2方向(第2方向)とは反対のX1方向(第3方向)に沿って延びるように設けられ、伝熱表面13に沿うように入射する風を遮るための第2導風部材42とを含む。このように構成すれば、送風ファン2から送り出された伝熱表面13に沿う方向の風W0を、第1導風部材41により伝熱表面13に対して交差する(略直交する)方向に導風することができるので、伝熱表面13に付着した霜Fを風(気流)により十分に取り除くことができる。また、送風ファン2から送り出された風W0が伝熱表面13と平板状部材3との間に直接流入するのを、第2導風部材42により遮ることができる。これにより、平板状部材3の穴部3aを通過した伝熱表面13に対して交差する(略直交する)ように入射(流入)する風W2の流れる方向が、伝熱表面13と平板状部材3との間に直接流入する風W0の流れによって変化させられることを抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、平板状部材3と導風部材4とは、一体的に形成されている。このように構成すれば、1枚の板状部材を折り曲げるだけで、容易に、平板状部材3と導風部材4とを形成することができる。また、平板状部材3と導風部材4とを別個に設ける場合と異なり、部品点数が増加するのを抑制することができる。また、平板状部材3と導風部材4とが一体的に形成されていることにより、平板状部材3および導風部材4を個別に支持することなく、平板状部材3および導風部材4を所望の位置に固定することができる。
In the first embodiment, as described above, the flat plate member 3 and the
また、第1実施形態では、上記のように、熱交換器1は扁平形状を有するとともに、内部に冷媒が流れる複数の流路1aを有するように構成されている。これにより、伝熱表面13を比較的大きくすることができるので、伝熱表面13に冷却のためのフィンなどを別途設ける必要がない。これにより、空気冷却器100の構成を簡略化することができる。
In the first embodiment, as described above, the heat exchanger 1 has a flat shape and is configured to have a plurality of
また、第1実施形態では、上記のように、伝熱表面13の下方に配置され、伝熱表面13から取り除かれた霜Fを集積し、外部に排出するための排出機構5をさらに備える。このように構成すれば、集積された霜Fを排出機構5において一部融解させて、氷水の状態にして空気冷却器100の外部に排出することができるので、霜の状態で空気冷却器の外部に排出される場合と異なり、取り除かれた霜(氷水)の処置を容易に行うことができる。
Moreover, in 1st Embodiment, as above-mentioned, the
(第2実施形態)
次に、図6〜図8を参照して、第2実施形態の空気冷却器200について説明する。第2実施形態では、上記第1実施形態とは異なり、互いに対向する(略平行となる)ように第1平板状部材31と第2平板状部材32とが設けられている。なお、図中において、上記第1実施形態と同様の構成には、同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, the
第2実施形態では、図6および図7に示すように、熱交換器101は、送風ファン2によって風W0が送り出されるZ1方向に対して交差する(略直交する)X方向(X1方向およびX2方向)において互いに対向する(略平行となる)ように配置される第1伝熱表面131と第2伝熱表面132とを含む。また、空気冷却器200は、平板状部材301を備えている。平板状部材301は、第1伝熱表面131に対して所定の間隔を隔てて対向する(略平行となる)ように設けられる第1平板状部材31と、第2伝熱表面132に対して所定の間隔を隔てて対向する(略平行となる)ように設けられる第2平板状部材32とを含む。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the
また、空気冷却器200は、導風部材401を備えている。導風部材401は、第1導風部材43と第2導風部材44とを含む。第1平板状部材31のZ1方向側の端部と第2平板状部材32のZ1方向側の端部とは、第1導風部材43により接続されている。また、第1平板状部材31のZ2方向側の端部と第2平板状部材32のZ2方向側の端部とは、第1伝熱表面131および第2伝熱表面132を跨いだ状態で、第2導風部材44により接続されている。
The
ここで、空気冷却器200の除霜時の運転について説明する。送風ファン2により送り出された風W0は、図8(a)(空気冷却器200のX−Y平面における断面)に示すように、複数の第2導風部材44の間に風W11(主流空気)として流れ込む。そして、第1導風部材43は、風W11を第1平板状部材31に設けられた複数の穴部3aを通過させて、第1伝熱表面131に対して交差する(略直交する)風W21と、風W11を第2平板状部材32に設けられた複数の穴部3aを通過させて、第2伝熱表面132に対して交差する(略直交する)風W22とに分けて導風する。第1平板状部材31の穴部3aを通過した複数の風W21と第2平板状部材32の穴部3aを通過した風W22とは、それぞれ第1伝熱表面131および第2伝熱表面132に対して交差する(略直交する)ように入射する衝突噴流流れとなる。風W21および風W22の各々は、それぞれ第1伝熱表面131および第2伝熱表面132に衝突して第1伝熱表面131および第2伝熱表面132に対して交差する(略直交する)ように入射(流入)する。入射した風W21および風W22の各々により、第1伝熱表面131および第2伝熱表面132に付着した霜F(または、過冷却された水滴による結露)を弾き飛ばして取り除いた後に、霜Fと共に風W31および風W32として流れ出て行く。第1伝熱表面131および第2伝熱表面132は、衝突噴流流れであるため、第1伝熱表面131および第2伝熱表面132に付着した霜Fを十分に取り除くことができる。
Here, the operation at the time of defrosting the
また、取り除かれた霜Fは、第1実施形態と同様に、排出機構5により集積された後、排出される。
Moreover, the removed frost F is discharged | emitted after being integrated | stacked by the
次に、空気冷却器200の冷却時の運転について説明する。送風ファン2を除霜時とは逆に回転させることにより、図8(b)に示すように、Z2方向への風(気流)が生じ、空気冷却器200の外から入ってきた暖かい風(空気)W41が、第1伝熱表面131および第2伝熱表面132と接触して冷却され、複数の穴部3aを通る複数の風W51および風W52となる。そして、風W51および風W52は、合流して風W61となり、送風ファン2により空気冷却器200の外部に吹き出され、空気冷却器200の外部を冷やす。
Next, the operation at the time of cooling the
(第2実施形態の効果)
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 2nd Embodiment)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.
第2実施形態では、上記のように、熱交換器1の伝熱表面13は、送風ファン2によって風W0が送り出されるZ1方向に対して交差する(略直交する)X方向(X1方向およびX2方向)において互いに対向する(略平行となる)ように配置される第1伝熱表面131と第2伝熱表面132とを含み、平板状部材3は、第1伝熱表面131に対して所定の間隔を隔てて対向する(略平行となる)ように設けられる第1平板状部材31と、第2伝熱表面132に対して所定の間隔を隔てて対向する(略平行となる)ように設けられる第2平板状部材32とを含む。これにより、互いに対向する(略平行となる)ように配置されている第1伝熱表面131と第2伝熱表面132とに沿うように送風ファン2から送り出された風W0を、第1伝熱表面131と第2伝熱表面132とに対して交差する(略直交する)ように容易に導風することができる。その結果、第1伝熱表面131および第2伝熱表面132の各々に付着した霜Fを効果的に取り除くことができる。
In the second embodiment, as described above, the
なお、第2実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining effects of the second embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.
(第3実施形態)
次に、図9を参照して、第3実施形態の空気冷却器300について説明する。第3実施形態では、上記第1実施形態とは異なり、導風部材が設けられていない。
(Third embodiment)
Next, the
第3実施形態では、図9に示すように、熱交換器102の伝熱表面133と平板状部材302とは、対向する(略平行となる)ように配置されている。送風ファン2は、伝熱表面133に対して交差する(略直交する)ように風W8を送り出す。送風ファン2から送り出される風W8は、筐体Cの内部を通過して、平板状部材302に到達する。平板状部材302の穴部3aを通過した風W8は、衝突噴流流れである風W9となり、伝熱表面133に交差する(略直交する)ように衝突し、伝熱表面133に付着している霜F(結露を含む)を取り除く。取り除かれた霜Fは、落下し、伝熱表面133の下部に設けられる図示しない排出機構5により集積され、排出される。なお、図9において、伝熱表面133の凹凸構造を省略して示した。
In the third embodiment, as shown in FIG. 9, the
なお、第3実施形態のその他の効果は、上記第1実施形態と同様である。 The remaining effects of the third embodiment are similar to those of the aforementioned first embodiment.
(変形例)
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
(Modification)
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記第1〜第3実施形態では、伝熱表面が略平坦な曲がりのない平面形状である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、伝熱表面が曲面等により構成されてもよい。この場合、平板状部材も、伝熱表面と所定の間隔を隔てて伝熱表面と沿うような曲面等により構成する。 For example, in the said 1st-3rd embodiment, although the example whose heat transfer surface is a planar shape without a substantially flat curve was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, the heat transfer surface may be constituted by a curved surface or the like. In this case, the flat plate member is also configured by a curved surface or the like along the heat transfer surface at a predetermined interval from the heat transfer surface.
また、上記第1〜第3実施形態では、図2等に示すように、伝熱表面を、Y方向およびZ方向にそれぞれ延びる凹部(溝)が繰り返し設けられ、凹部に囲まれた微小な凸部がY方向およびZ方向に周期的に表れるように例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図11に示すように、(たとえば、アルミニウム、銅、ポリテトラフルオロエチレンなどにより作成される)金網135aを平坦な伝熱表面135に貼り付けることにより微細な凹凸構造を設けてもよい。この場合、金網135aは、たとえば、溝ピッチ(間隔)および溝深さが数百〜千μm程度である。これにより、金網136aは、入手が容易であるとともに、伝熱表面135に対して支持部分135bを接着剤により貼り付けるだけで固定できるので、平坦な伝熱表面135に微細な凹凸構造を容易に構成することができる。なお、支持部分135bは、伝熱表面135と金網136aとに挟まれた部分である。
Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, as shown in FIG. 2 etc., the heat transfer surface was repeatedly provided with the recessed part (groove | channel) each extended in a Y direction and a Z direction, and the minute convexity enclosed by the recessed part. Although the example is shown so that the portion periodically appears in the Y direction and the Z direction, the present invention is not limited to this. In the present invention, as shown in FIG. 11, a fine concavo-convex structure may be provided by attaching a
また、上記第1〜第3実施形態では、平板状部材に開けられた穴部が円形である例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、穴部を六角形(多角形)や十字形等または円形とそれら形の組み合わせにより構成してもよい。また、穴部の開けられるパターンは、マトリクス状配列の他、千鳥格子状配列や不規則配列のように構成してもよい。また、穴部は、場所によって開けられる穴の形、大きさや密度等を変えてもよい。 Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the hole part opened by the flat member showed the example which is circular, this invention is not limited to this. In the present invention, the hole portion may be formed of a hexagonal shape (polygonal shape), a cross shape, or a circular shape and a combination of these shapes. In addition to the matrix arrangement, the pattern in which the holes are formed may be configured as a staggered arrangement or an irregular arrangement. Moreover, you may change the shape of a hole, a magnitude | size, a density, etc. by a hole part according to a place.
また、上記第1〜第3実施形態では、平板状部材および導風部材を金属により構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、平板状部材および導風部材を、樹脂製の板(たとえば、プラスチック)により構成してもよい。なお、平板状部材3および導風部材4を樹脂により構成する場合も、1つの成形型により一体的に形成することができる。なお、平板状部材および導風部材を樹脂製にすることにより、平板状部材および導風部材に結露や霜が付着するのを抑制することができる。
Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the example which comprises a flat member and an air guide member with a metal was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, the flat plate member and the air guide member may be formed of a resin plate (for example, plastic). In addition, also when the plate-shaped member 3 and the
また、上記第1〜第3実施形態では、空気冷却器をユニットクーラに用いる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、大型冷蔵庫(大型冷凍庫)など、冷凍サイクルを構成する装置に空気冷却器を広く用いることができる。 Moreover, although the example which uses an air cooler for a unit cooler was shown in the said 1st-3rd embodiment, this invention is not limited to this. In this invention, an air cooler can be widely used for the apparatus which comprises a refrigerating cycle, such as a large sized refrigerator (large sized freezer), for example.
また、本発明では、扁平多孔管を有する熱交換器に本発明を適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。扁平多孔管を有する熱交換器以外の熱交換器に本発明を適用してもよい。 Moreover, in this invention, although the example which applies this invention to the heat exchanger which has a flat porous tube was shown, this invention is not limited to this. The present invention may be applied to a heat exchanger other than a heat exchanger having a flat porous tube.
また、上記第1〜3実施形態では、平板状部材の穴部を通過して入射(流入)する風が、伝熱表面に対して略直交するように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、伝熱表面に対して入射する風は、伝熱表面に対して斜めに入射(流入)するように構成してもよい。 Moreover, although the said 1st-3rd embodiment showed the example comprised so that the wind which passes through the hole part of a plate-shaped member and injects (inflow) may become substantially orthogonal with respect to a heat-transfer surface, this invention is shown. Is not limited to this. In this invention, you may comprise so that the wind which injects with respect to a heat-transfer surface may inject (inflow) diagonally with respect to a heat-transfer surface.
また、上記第1〜3実施形態では、平板状部材および伝熱表面、第1伝熱表面および第2伝熱表面、第1平板状部材および第2平板状部材が、各々略平行となるように構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、平板状部材および伝熱表面、第1伝熱表面および第2伝熱表面、第1平板状部材および第2平板状部材を、各々斜めに対向する(略平行となる)ように構成してもよい。 In the first to third embodiments, the flat plate member and the heat transfer surface, the first heat transfer surface and the second heat transfer surface, the first flat plate member and the second flat plate member are substantially parallel to each other. However, the present invention is not limited to this. In the present invention, the flat plate member and the heat transfer surface, the first heat transfer surface and the second heat transfer surface, the first flat plate member and the second flat plate member are diagonally opposed (substantially parallel). It may be configured.
また、上記第1および第2実施形態では、平板状部材と導風部材とが一体的に形成される例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、平板状部材と導風部材とを個別に構成してもよい。この場合、平板状部材と導風部材とを異なる材質により構成してもよい。 Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the flat member and the baffle member were integrally formed, the present invention is not limited to this. In the present invention, the flat plate member and the air guide member may be configured separately. In this case, the flat plate member and the air guide member may be made of different materials.
また、上記第1および第2実施形態では、導風部材に穴部設けられていない例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図10に示すように、第1導風部材45および第2導風部材46に穴部を設けてもよい。これにより、全体に一様な穴部が設けられた板を曲げることにより、平板状部材303および導風部材403を形成することができる。この場合、平板状部材303の第1平板状部材33および第2平板状部材34に対応する部分のみに穴部3aが形成されるように金属板を設計する必要がないので、その分、平板状部材303および導風部材403を容易に形成することができる。なお、簡略化のために、図10では、熱交換器101(第1伝熱表面131および第2伝熱表面132を有する扁平形状の部分)、平板状部材303および導風部材403は、厚みを省略して示している。なお、図10中の符号は、第2実施形態に基づいて示した。
Moreover, in the said 1st and 2nd embodiment, although the example by which the hole part is not provided in the wind guide member was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, as shown in FIG. 10, holes may be provided in the first
また、上記第1および第2実施形態の熱交換器の折り返しの回数(伝熱表面13の枚数)は、図中で示したものに限られない。装置のサイズや冷却能力などの設計に合わせて、折り返しの回数は定められる。 Further, the number of times of folding back of the heat exchangers of the first and second embodiments (the number of heat transfer surfaces 13) is not limited to that shown in the drawing. The number of turns is determined according to the design such as the size and cooling capacity of the device.
また、上記第1および第2実施形態の熱交換器は、扁平形状の部分の端部や扁平形状の部分の半円筒形の折り返し部分が断熱されていてもよい。この場合、たとえば、端部や折り返し部分を断熱材により構成するか、端部や折り返し部分の表面に断熱材を貼り付けて構成する。なお、熱交換器野の端部や折り返し部分を断熱することにより、扁平形状の部分の端部や折り返し部分に霜が付着するのを抑制することができる。 In the heat exchangers of the first and second embodiments, the end of the flat portion or the semi-cylindrical folded portion of the flat portion may be thermally insulated. In this case, for example, the end portion or the folded portion is formed of a heat insulating material, or the heat insulating material is attached to the surface of the end portion or the folded portion. Insulating the end portion and the folded portion of the heat exchanger field can suppress frost from adhering to the end portion and the folded portion of the flat portion.
また、上記第3実施形態では、片側の伝熱表面に送風ファンおよび平板状部材を設ける例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、両側の伝熱表面に送風ファンおよび平板状部材を設けてもよい。 Moreover, in the said 3rd Embodiment, although the example which provides a ventilation fan and a flat member on the heat-transfer surface of one side was shown, this invention is not limited to this. In this invention, you may provide a ventilation fan and a flat member in the heat-transfer surface of both sides.
1、101、102 熱交換器
1a 流路
2 送風ファン
3、301、302、303 平板状部材
3a 穴部、
4、401、403 導風部材
5 排出機構
13、130、133、135 伝熱表面
31、33 第1平板状部材
32、34 第2平板状部材
41、43、45 第1導風部材
42、44、46 第2導風部材
100、200、300 空気冷却器(冷却器)
131 第1伝熱表面
132 第2伝熱表面
1, 101, 102
4, 401, 403
131 1st
Claims (7)
前記熱交換器の伝熱表面に付着した霜を取り除くための風を送り出す送風ファンと、
前記伝熱表面に対して所定の間隔を隔てて対向するように設けられる平板状部材とを備え、
前記平板状部材は、前記送風ファンにより送り出された後に前記伝熱表面に対して交差するように入射する風を通過させるための複数の穴部を含む、冷却器。 A heat exchanger including a flow path for allowing the refrigerant to pass therethrough,
A blower fan that sends out wind to remove frost attached to the heat transfer surface of the heat exchanger;
A flat member provided to face the heat transfer surface at a predetermined interval;
The flat plate member is a cooler including a plurality of holes for allowing the wind incident thereon to cross the heat transfer surface after being sent out by the blower fan.
前記伝熱表面の前記第1方向の下流側に少なくとも配置され、前記送風ファンにより送り出された風を前記平板状部材に設けられた複数の前記穴部を通過させて、前記伝熱表面に対して交差するように導風するための導風部材をさらに備える、請求項1に記載の冷却器。 The blower fan is provided to send air in a first direction along the heat transfer surface of the heat exchanger,
At least downstream of the heat transfer surface in the first direction, the air sent by the blower fan is passed through the plurality of holes provided in the flat plate member, and the heat transfer surface is The cooler according to claim 1, further comprising an air guide member for introducing air so as to intersect with each other.
前記平板状部材の前記第1方向の下流側の端部に接続されるとともに前記第1方向に延びる前記平板状部材の表面に対して直交する第2方向に沿って延びるように設けられ、前記伝熱表面に交差するように導風するための第1導風部材と、
前記平板状部材の前記第1方向の上流側の端部に接続されるとともに前記第1方向に延びる前記平板状部材の表面に対して直交する前記第2方向とは反対の第3方向に沿って延びるように設けられ、前記伝熱表面に沿うように入射する風を遮るための第2導風部材とを含む、請求項2に記載の冷却器。 The air guide member is
The flat plate member is provided so as to extend along a second direction orthogonal to the surface of the flat plate member connected to the downstream end of the flat plate member in the first direction and extending in the first direction, A first air guide member for introducing air so as to intersect the heat transfer surface;
Along the third direction opposite to the second direction orthogonal to the surface of the flat plate member connected to the upstream end of the flat plate member in the first direction and extending in the first direction. The cooler according to claim 2, further comprising: a second air guide member that is provided so as to extend along the heat transfer surface and shields the incident air along the heat transfer surface.
前記送風ファンによって風が送り出される方向に対して交差する方向において互いに対向するように配置される第1伝熱表面と第2伝熱表面とを含み、
前記平板状部材は、
前記第1伝熱表面に対して所定の間隔を隔てて対向するように設けられる第1平板状部材と、前記第2伝熱表面に対して所定の間隔を隔てて対向するように設けられる第2平板状部材とを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷却器。 The heat transfer surface of the heat exchanger is
Including a first heat transfer surface and a second heat transfer surface arranged to face each other in a direction intersecting a direction in which wind is sent out by the blower fan,
The flat plate member is
A first flat plate-like member provided to face the first heat transfer surface with a predetermined gap and a first flat member provided to face the second heat transfer surface with a predetermined gap. The cooler according to any one of claims 1 to 4, comprising two flat members.
Priority Applications (1)
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JP2016240481A JP6828407B2 (en) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | Cooler |
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