JP2019158273A - 気化式熱交換器 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却フィン同士の間の空気の流れに対する圧力損失の増大を抑制することが可能な気化式熱交換器を提供する。【解決手段】この気化式熱交換器１は、複数の冷却フィン２の各々の表面に設けられ、水供給部材５から供給された水を保持する隙間６を有する保持材４を備えている。保持材４は、保持した水に起因する保持材４の変形を抑制可能な硬さを有している。【選択図】図２

Description

この発明は、気化式熱交換器に関し、特に、複数の冷却フィンの各々の表面に設けられ、液体を保持する保持材を備える気化式熱交換器に関する。

従来、複数の冷却フィンの各々の表面に設けられ、液体を保持する保持材を備える気化式熱交換器が知られる（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１には、第１プラスチック基板（冷却フィン）の表面に、親水素材の織布、不織布または静電植毛により設けられる繊維により構成され、水（液体）を保持する湿潤層が形成された間接気化空調装置（気化式熱交換器）が開示されている。間接気化空調装置では、第１プラスチック基板は、第２プラスチック部材を介して複数配置されている。

ここで、上記特許文献１に記載の間接気化空調装置では、湿潤層に水を供給したうえで、第１プラスチック基板の湿潤層同士の間に空気を流すと、湿潤層に保持された水が気化することにより、第１プラスチック基板を冷却することが可能である。

特開２０１７−１４２０３２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の間接気化空調装置では、保持された水に起因して湿潤層が膨張してしまい、第１プラスチック基板の湿潤層同士の隙間が小さくなるという不都合がある。このため、第１プラスチック基板の湿潤層に保持されている水同士が結合してしまい、第１プラスチック基板（冷却フィン）同士の間の空気の流れに対する圧力損失が増大するという問題点がある。

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、冷却フィン同士の間の空気の流れに対する圧力損失の増大を抑制することが可能な気化式熱交換器を提供することである。

この発明の一の局面による気化式熱交換器は、互いに対向するように配置された平板形状の複数の冷却フィンと、複数の冷却フィンの各々に液体を供給する液体供給部材と、複数の冷却フィンの各々の表面に設けられ、液体供給部材から供給された液体を保持する隙間を有する保持材とを備え、保持材は、保持した液体に起因する保持材の変形を抑制可能な硬さを有する。

この発明の一の局面による気化式熱交換器では、上記のように、保持材は、保持した液体に起因する保持材の変形を抑制可能な硬さを有する。これにより、複数の冷却フィンの各々の表面に設けられた保持材同士の間に形成される隙間の大きさの変化が抑制されるので、複数の冷却フィンの各々において保持した液体同士が保持材に起因して結合することを抑制することができる。この結果、冷却フィン同士の間の空気の流れに生じる圧力損失の増大を抑制することができる。なお、圧力損失とは、冷却フィン同士の間を空気が流れる際のエネルギー損失である。

上記一の局面による気化式熱交換器において、好ましくは、保持材は、複数の冷却フィンの各々の表面から対向する冷却フィンに向かって突出し、上記硬さを有するとともに隙間を有する複数の線状構造物、隣接して配置されることにより隙間を構成するとともに上記硬さを有する複数の粒状構造物、隙間としての複数の孔部を有するとともに上記硬さを有する多孔質体状構造物のうちのいずれかにより構成されている。このように構成すれば、複数の冷却フィンの各々において保持した液体同士が保持材により結合することを抑制するとともに、複数の冷却フィンの各々の表面に液体を保持する隙間を有する保持材を用いた構成を容易に形成することができる。

上記複数の線状構造物、複数の粒状構造物、多孔質体状構造物のいずれかにより構成される保持材を備える気化式熱交換器において、好ましくは、保持材は、複数の冷却フィンの各々の表面上に、互いの間に隙間を形成し、複数の冷却フィンのうち対向する冷却フィンに向かって突出し、上記硬さを有するとともに、保持した液体に起因する保持材の膨張を抑制可能な突出長さを有する複数の短繊維を含む。このように構成すれば、保持材が複数の短繊維であることにより、複数の保持材を構成する繊維同士が絡み合いにくい構成であるので、複数の保持材同士が絡み合うことにより水が保持されることを抑制することができる。

上記複数の線状構造物、複数の粒状構造物、多孔質体状構造物のいずれかにより構成される保持材を備える気化式熱交換器において、好ましくは、保持材は、複数の冷却フィンの各々の表面上に、上記硬さを有するとともに、互いの間に隙間を形成するように設けられた複数の球状の粒子を含む。このように構成すれば、複数の保持材により形成される隙間同士を接続する流路が滑らかに形成されるので、複数の冷却フィンの表面上を液体が広がる際の抵抗が大きくなることを抑制することができる。

上記複数の線状構造物、複数の粒状構造物、多孔質体状構造物のいずれかにより構成される保持材を備える気化式熱交換器において、好ましくは、保持材は、隙間としての複数の孔部を有するとともに上記硬さを有する多孔質体を含む。このように構成すれば、複数の孔部内に液体を保持することができるので、保持材同士の間の隙間に液体を保持する場合よりも、複数の冷却フィンの表面上に持続して液体を保持することができる。

上記一の局面による気化式熱交換器において、好ましくは、保持材の表面には、親水性処理が施されている。このように構成すれば、複数の冷却フィンの各々の表面上に液体をより保持しやすくすることができる。

上記一の局面による気化式熱交換器において、好ましくは、液体供給部材により、複数の冷却フィンの各々に連続的に液体を供給するように構成されている。このように構成すれば、複数の冷却フィンの各々の表面が乾燥することを抑制することができるので、複数の冷却フィンによる冷却性能の低下を抑制することができる。また、液体供給部材により複数の冷却フィンの各々に間欠的に液体を供給するためのタイマまたはセンサが必要ないので、気化式熱交換器の構成の複雑化を抑制することができる。また、液体供給部材により複数の冷却フィンの各々に間欠的に液体を供給する場合よりも、複数の冷却フィンの各々の表面が乾燥することを抑制することができるので、複数の冷却フィンの各々の表面上にスケールが生じることを抑制することができる。なお、スケールとは、複数の冷却フィンの各々の表面の乾燥により、複数の冷却フィンの各々の表面上に析出した炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、シリカ等の無機塩類である。

この場合、好ましくは、液体供給部材により、複数の冷却フィンの各々の表面における液体の蒸発量よりも、多量の液体を複数の冷却フィンに供給するように構成されている。このように構成すれば、複数の冷却フィンの表面上の不純物を洗い流しやすくすることができるので、冷却フィンの経年劣化を抑制することができる。

本発明によれば、上記のように、冷却フィン同士の間の空気の流れに対する圧力損失の増大を抑制することができる。

第１実施形態による気化式熱交換器の構成を示した図である。 図２（Ａ）は第１実施形態による気化式熱交換器の冷却フィンの表面上に保水層が形成される前の状態を示した模式図である。図２（Ｂ）は冷却フィンの表面上に保水層が形成された後の状態を示した模式図である。 第１実施形態による気化式熱交換器において、保水層に保持される水量と冷却フィンの表面上から蒸発する水の蒸発量との関係を示した模式的なグラフである。 図４（Ａ）は第２実施形態による気化式熱交換器の冷却フィンの表面上に保水層が形成される前の状態を示した模式図である。図４（Ｂ）は冷却フィンの表面上に保水層が形成された後の状態を示した模式図である。 図５（Ａ）は第３実施形態による気化式熱交換器の冷却フィンの表面上に保水層が形成される前の状態を示した模式図である。図５（Ｂ）は冷却フィンの表面上に保水層が形成された後の状態を示した模式図である。 図６（Ａ）は第４実施形態による気化式熱交換器の冷却フィンの表面上に保水層が形成される前の状態を示した模式図である。図６（Ｂ）は冷却フィンの表面上に保水層が形成された後の状態を示した模式図である。 図７（Ａ）は冷却フィンの表面上に撥水性を有しない棒により水を供給する第１変形例を示した模式図である。図７（Ｂ）は冷却フィンの表面上に多孔板により水を供給する第１変形例を示した模式図である。図７（Ｃ）は冷却フィンの表面上に噴霧器により水を供給する第１変形例を示した模式図である。 第２変形例による気化式熱交換器の構成を示した図である。 第３変形例による気化式熱交換器の構成を示した図である。 第４変形例による気化式熱交換器の構成を示した図である。

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。

［第１実施形態］
まず、図１および図２を参照して、第１実施形態による気化式熱交換器１の構成について説明する。気化式熱交換器１は、冷却フィン２の表面上に保持された水を気化させることにより生じる気化熱によって冷却フィン２を冷却し、冷却フィン２内に形成された冷媒流路２ａを流れる冷媒Ｗを冷却する装置である。気化式熱交換器１は、生鮮食品などを冷凍・冷蔵するための冷熱機器として構成されている。具体的には、図１に示すように、気化式熱交換器１は、水平方向に複数並んで配置される冷却フィン２と、送風ファン３と、保持材４と、冷却フィン２に水を供給する水供給部材５とを備えている。ここで、水平方向において冷却フィン２の並ぶ方向をＸ方向とし、水平方向においてＸ方向に直交する方向をＹ方向とする。また、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向をＺ方向（上下方向）とする。なお、水供給部材５は、特許請求の範囲の「液体供給部材」の一例である。また、水は、特許請求の範囲の「液体」の一例である。

冷却フィン２は、アルミニウムなどの金属または樹脂から形成されている。また、冷却フィン２は、平板形状に形成されている。冷却フィン２は、Ｘ方向から視た際において矩形形状を有しており、Ｙ方向に幅を有し、Ｙ方向の幅よりも小さなＸ方向の厚みを有している。複数の冷却フィン２は、互いに対向するように複数（２枚）配置されている。複数の冷却フィン２は、互いに略平行になるように配置されている。また、複数の冷却フィン２は、それぞれ、Ｘ方向に一定の間隔を空けて配置されている。

送風ファン３は、複数の冷却フィン２の間に空気を送るように構成されている。

〈保持材〉
保持材４は、図２（Ａ）に示すように、複数の冷却フィン２の各々に設けられ、水供給部材５から供給された水を保持する隙間６を形成している。ここで、保持材４は、冷却フィン２のＸ方向の各々の表面上に、Ｚ１方向からＺ２方向に亘って複数配置されている。つまり、保持材４は、冷却フィン２のＸ方向の各々の表面上に全体に亘って複数配置されている。気化式熱交換器１では、複数の冷却フィン２の各々に配置された複数の保持材４により形成された隙間６に生じる毛細管現象によって、水供給部材５から供給された水が複数の冷却フィン２の各々の表面上に保持される。このようにして、図２（Ｂ）に示すように、複数の冷却フィン２の各々の表面上に保水層７が形成される。ここで、保水層７の厚みは、保持材４の突出長さよりも小さくなっている。

第１実施形態の気化式熱交換器１は、図２に示すように、保持された水の吸水に起因する保水層７の膜厚変化を抑制可能なように構成されている。

具体的には、保持材４は、保持した水に起因する保持材４の変形を抑制可能な硬さの材質で形成されている。すなわち、保持材４は、水を保持する前と水を保持した後において、体積変化を略生じない材質で形成されている。具体的には、保持材４は、樹脂材（レーヨン、ナイロンおよびアクリルなどの樹脂）により形成された樹脂製繊維である。保持材４は、樹脂製繊維であるので、植物性繊維よりも吸水性が小さくなっている。このように、保持材４は、材質として吸水性を略有していないものが好適に用いられている。

また、保持材４は、保持した水に起因する保持材４の変形を抑制可能な突出長さを有している。すなわち、保持材４は、水を保持する前と水を保持した後において、突出長さの変化を略生じないように構成されている。具体的には、保持材４は、複数の冷却フィン２の各々の表面から対向する冷却フィン２に向かって突出する突出長さが約０．３［ｍｍ］以下の短繊維である。このように、保持材４は、突出長さを短くすることにより、多少水を吸収をしたとしても、体積変化の度合いを突出長さが約１．０［ｍｍ］程度の繊維よりも小さくすることが可能である。なお、保持材４の突出長さは、対向する冷却フィン２同士の間隔の約１／３以下の長さであることが好ましい。

保持材４は、保持した水に起因する保持材４の変形を抑制可能な構造で形成されている。すなわち、保持材４は、水を保持する前と水を保持した後において、形状変化が略生じない線状構造物１１として形成されている。具体的には、複数の保持材４は、それぞれ、冷却フィン２の表面から対向する冷却フィン２に向かって直線状に起立しているのみで、隣り合う保持材４同士が絡み合っていない。これにより、隣り合う樹脂製の繊維である保持材４が絡み合わせたことにより形成される空間に水を保持したことに起因する保水層７の膨張を生じないようにすることが可能である。複数の保持材４は、冷却フィン２の表面上に、たとえば静電植毛により接合されることが好ましい。なお、複数の保持材４は、冷却フィン２の表面上に接着剤とともに吹き付けることにより接合されてもよい。

これらにより、気化式熱交換器１において、複数の冷却フィン２のうちの一方の冷却フィン２から突出した保持材４の突出先端と、一方の冷却フィン２に対向する他方の冷却フィン２から突出した保持材４の突出先端との間隔Ｍが、保水層７において水を保持する前後で略変化しないようにすることが可能である。この結果、一方の冷却フィン２の表面上の保水層７の水と他方の冷却フィン２の表面上の水との結合を抑制することが可能である。

また、一方の冷却フィン２と他方の冷却フィン２との間の一定間隔において、一方の冷却フィン２の保持材４の突出先端と他方の冷却フィン２の保持材４の突出先端との間には、保持材４の突出長さの１倍以上の間隔Ｍが形成されていることが好ましい。これにより、一方の冷却フィン２の表面上の保水層７の水と他方の冷却フィン２の表面上の水との結合をより抑制することが可能である。

また、保持材４の表面には、親水性処理が施されている、具体的には、保持材４の表面に、親水塗装、コロナ放電処理、火炎処理、紫外線照射処理およびプラズマ処理などが施される。これにより、保持材４の表面が親水性を有するので、冷却フィン２の表面上の保水層７によってより多くの水を保持させることが可能である。

〈水供給部材〉
水供給部材５は、図１および図２（Ｂ）に示すように、複数の冷却フィン２の各々に連続的に水を供給するように構成されている。具体的には、水供給部材５は、Ｚ２方向側に複数の孔（図示せず）が形成された管部を含んでいる。水供給部材５は、複数（５枚）の冷却フィン２に対して複数（２個）配置されている。複数の水供給部材５は、それぞれ、複数の冷却フィン２の各々のＺ１方向側の端部に配置されている。なお、連続的に水を供給するとは、中断させることなく水を供給し続けることである。

水供給部材５は、図３に示すように、複数の冷却フィン２の各々の表面における水の蒸発量よりも、多量の水を複数の冷却フィン２の各々の表面に供給するように構成されている。具体的には、気化式熱交換器１は、保水層７内に保持されている水の量が一定量となるように、複数の水供給部材５により、複数の冷却フィン２の各々の表面に連続的に水を供給するように構成されている。この際、気化式熱交換器１では、保持材４の半分以上であり保持材４の突出先端未満の位置になるように、保水層７の厚みが保持されることが好ましい。なお、水供給部材５による水の供給量は、冷却フィン２における蒸発量の設計値の約１．４倍にすることが好ましい。

気化式熱交換器１では、図２に示すように、給水源（図示せず）から供給された水が、複数の水供給部材５のそれぞれの複数の孔から流出することにより、複数の冷却フィン２の各々に供給される。気化式熱交換器１では、複数の冷却フィン２に供給された水が、複数の冷却フィン２の各々の表面に複数の保持材４により形成された隙間６の毛細管現象により、複数の冷却フィン２の各々の表面上に広げられる。気化式熱交換器１では、複数の冷却フィン２の各々の表面上に広がった水が、Ｚ２方向に流下していくのに伴い、複数の冷却フィン２の表面上の不純物が洗い流される。また、気化式熱交換器１では、複数の冷却フィン２同士の間を流れる風により、複数の冷却フィン２の各々の表面上に広げられた水が気化される。この際、複数の冷却フィン２の各々が気化熱により冷却される。これにより、冷却された冷却フィン２により、冷却フィン２内に形成された冷媒流路２ａを流れる冷媒Ｗを冷却することが可能である。

（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。

第１実施形態では、上記のように、保持材４は、保持した水に起因する保持材４の変形を抑制可能な硬さを有する。これにより、複数の冷却フィン２の各々の表面に設けられた保持材４同士の間に形成される隙間６の大きさの変化が抑制されるので、複数の冷却フィン２の各々において保持した水同士が保持材４に起因して結合することを抑制することができる。この結果、冷却フィン２同士の間の空気の流れに生じる圧力損失の増大を抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、保持材４は、複数の冷却フィン２の各々の表面から対向する冷却フィン２に向かって突出し、硬さを有するとともに隙間６を有する複数の線状構造物１１により構成されている。これにより、複数の冷却フィン２の各々において保持した水同士が保持材４により結合することを抑制するとともに、複数の冷却フィン２の各々の表面に水を保持する隙間６を有する保持材４を用いた構成を容易に形成することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、複数の冷却フィン２の各々の表面上に、互いの間に隙間６を形成し、複数の冷却フィン２のうち対向する冷却フィン２に向かって突出する突出長さを有する複数の短繊維を含む。これにより、保持材４が複数の短繊維であることにより、複数の保持材４を構成する繊維同士が絡み合いにくい構成であるので、複数の保持材４同士が絡み合うことにより水が保持されることを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、保持材４の表面には、親水性処理が施されている。これにより、複数の冷却フィン２の各々の表面上に水をより保持しやすくすることができる。

また、第１実施形態では、上記のように、水供給部材５により、複数の冷却フィン２の各々に連続的に水を供給するように構成されている。これにより、複数の冷却フィン２の各々の表面が乾燥することを抑制することができるので、複数の冷却フィン２による冷却性能の低下を抑制することができる。また、水供給部材５により複数の冷却フィン２の各々に間欠的に水を供給するためのタイマまたはセンサが必要ないので、気化式熱交換器１の構成の複雑化を抑制することができる。また、水供給部材５により複数の冷却フィン２の各々に間欠的に水を供給する場合よりも、複数の冷却フィン２の各々の表面が乾燥することを抑制することができるので、複数の冷却フィン２の各々の表面上にスケールが生じることを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、水供給部材５により、複数の冷却フィン２の各々の表面における水の蒸発量よりも、多量の水を複数の冷却フィン２に供給するように構成されている。これにより、複数の冷却フィン２の表面上の不純物を洗い流しやすくすることができるので、冷却フィン２の経年劣化を抑制することができる。

［第２実施形態］
図４を参照して、第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、上記第１実施形態とは保水層７の構成が異なる例について説明する。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。

〈保持材〉
保持材２０４は、図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、水を保持する前と水を保持した後において、体積変化を略生じない材質で形成されている。具体的には、保持材２０４は、樹脂材（レーヨン、ナイロンおよびアクリルなど）により形成された樹脂製ビーズである。保持材２０４は、材質として吸水性を略有していないものが好適に用いられている。なお、樹脂製ビーズは、特許請求の範囲の「粒状の粒子」の一例である。

また、保持材２０４は、保持した水に起因する保持材２０４の変形を抑制可能な硬さを有している。すなわち、保持材２０４は、水を保持する前と水を保持した後において、水が保持材２０４内に浸透しにくいので、形状の変化を略生じない粒状構造物２１２として構成されている。具体的には、保持材２０４は、約０．１５［ｍｍ］以下の直径の硬質樹脂製ビーズである。これにより、保持材２０４の内部への水の浸透が抑制されているので、水を保持する前と水を保持した後において、形状の変化が抑制される。このような保持材２０４が、冷却フィン２の表面上に積層されている。

これにより、気化式熱交換器１において、複数の冷却フィン２のうちの一方の冷却フィン２に積層された保持材２０４の先端と、一方の冷却フィン２に対向する他方の冷却フィン２に積層された保持材２０４の先端との間隔Ｍが、保水層２０７において水を保持する前後で略変化しないようにすることが可能である。この結果、一方の冷却フィン２の表面上の保水層２０７の水と他方の冷却フィン２の表面上の水との結合を抑制することが可能である。

複数の冷却フィン２の表面上には、複数の保持材２０４のうちの隣接する保持材２０４同士の間に形成された隙間２０６に生じる毛細管現象によって、水供給部材５から供給された水が複数の冷却フィン２の各々の表面上に保持される。このようにして、図４（Ｂ）に示すように、複数の冷却フィン２の各々の表面上に保水層２０７が形成される。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（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。

第２実施形態では、上記のように、保持材２０４は、複数の冷却フィン２の各々の表面上に、硬さを有するとともに、互いの間に隙間２０６を形成するように設けられた複数の球状の粒子を含む。これにより、複数の保持材２０４により形成される隙間２０６同士を接続する流路が滑らかに形成されるので、複数の冷却フィン２の表面上を水が広がる際の抵抗が大きくなることを抑制することができる。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。

［第３実施形態］
図５を参照して、第３実施形態について説明する。この第３実施形態では、上記第１実施形態とは保持材４の材質が異なる例について説明する。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。

〈保持材〉
保持材３０４は、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すように、水を保持する前と水を保持した後において、体積変化を略生じない材質で形成されている。具体的には、保持材３０４は、金属（アルミニウム、ステンレスなど）により形成された金属製繊維である。保持材３０４は、材質として吸水性を略有していないものが好適に用いられている。なお、金属製繊維は、特許請求の範囲の「短繊維」の一例である。

また、保持材３０４は、保持した水に起因する保持材３０４の変形を抑制可能な硬さおよび突出長さを有している。すなわち、保持材３０４は、水を保持する前と水を保持した後において、水が保持材３０４内に浸透しにくいので、形状の変化を略生じない線状構造物３１３として構成されている。具体的には、保持材３０４は、約０．３［ｍｍ］以下の突出長さの金属製繊維である。

これにより、気化式熱交換器１において、複数の冷却フィン２のうちの一方の冷却フィン２に設けられた保持材３０４の突出先端と、一方の冷却フィン２に対向する他方の冷却フィン２に設けられた保持材３０４の突出先端との間隔Ｍが、保水層７において水を保持する前後で略変化しないようにすることが可能である。この結果、一方の冷却フィン２の表面上の保水層７の水と他方の冷却フィン２の表面上の水との結合を抑制することが可能である。

複数の冷却フィン２の表面上には、複数の保持材３０４の間に形成された隙間３０６に生じる毛細管現象によって、水供給部材５から供給された水が複数の冷却フィン２の各々の表面上に保持される。このようにして、図５（Ｂ）に示すように、複数の冷却フィン２の各々の表面上に保水層３０７が形成される。なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第３実施形態の効果）
第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第３実施形態では、上記のように、保持材３０４は、複数の冷却フィン２の各々の表面上に、互いの間に隙間３０６を形成し、複数の冷却フィン２のうち対向する冷却フィン２に向かって突出するとともに突出長さおよび硬さを有する複数の金属製繊維を含む。これにより、保持材３０４が複数の金属製繊維であることにより、複数の保持材３０４同士が絡み合いにくくかつ樹脂よりも硬さを有しているので、複数の保持材３０４により水を保持することをより抑制することができる。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。

［第４実施形態］
図６を参照して、第４実施形態について説明する。この第４実施形態では、上記第１実施形態とは保持材４の構成が異なる例について説明する。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。

〈保持材〉
保持材４０４は、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、水を保持する前と水を保持した後において、体積変化を略生じない材質で形成されている。具体的には、保持材４０４は、隙間としての複数の孔部４０６が形成された金属製板（アルミニウム板、ステンレス板など）である。保持材４０４は、材質として吸水性を略有していないものが好適に用いられている。なお、金属板は、特許請求の範囲の「多孔質体」の一例である。

また、保持材４０４は、保持した水に起因する保持材４０４の変形を抑制可能な硬さを有している。すなわち、保持材４０４は、水を保持する前と水を保持した後において、水が保持材４０４内に浸透しにくいので、形状の変化を略生じない多孔質体状構造物４１４として構成されている。具体的には、保持材４０４は、約０．１５［ｍｍ］以下の直径の孔部４０６が形成された金属製板である。また、保持材４０４は、Ｘ方向の長さが約０．３［ｍｍ］以下の金属製板である。このような保持材４０４が、冷却フィン２の表面上に積層されている。

これにより、気化式熱交換器１において、複数の冷却フィン２のうちの一方の冷却フィン２に積層された保持材４０４の先端と、一方の冷却フィン２に対向する他方の冷却フィン２に積層された保持材４０４の先端との間隔Ｍが、保水層７において水を保持する前後で略変化しないようにすることが可能である。この結果、一方の冷却フィン２の表面上の保水層７の水と他方の冷却フィン２の表面上の水との結合を抑制することが可能である。

複数の冷却フィン２の表面上には、保持材４０４に形成された隙間６としての孔部４０６に生じる毛細管現象によって、水供給部材５から供給された水が複数の冷却フィン２の各々の表面上に保持される。このようにして、図６（Ｂ）に示すように、複数の冷却フィン２の各々の表面上に保水層４０７が形成される。なお、第４実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第４実施形態の効果）
第４実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

第４実施形態では、上記のように、保持材４０４は、隙間６としての複数の孔部４０６を有するとともに硬さを有する多孔質体を含む。これにより、複数の孔部４０６内に水を保持することができるので、保持材４０４同士の間の隙間に水を保持する場合よりも、複数の冷却フィン２の表面上に持続して水を保持することができる。なお、第４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。

［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。

たとえば、上記第１〜第４実施形態では、水供給部材５は、Ｚ２方向側に複数の孔（図示せず）が形成された管部を含んでいる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図７（Ａ）に示す変形例のように、撥水性を有していない棒を冷却フィンのＺ１方向側の端部に配置し、給水源からの水を撥水性を有していない棒５０５に伝わせることにより、複数の冷却フィンの表面上に水を供給してもよい。また、図７（Ｂ）に示す変形例のように、多孔板６０５または多孔シートを冷却フィンのＺ１方向側の端部に配置し、給水源からの水を多孔板６０５または多孔シートに供給することにより、複数の冷却フィンの表面上に水を供給してもよい。また、図７（Ｃ）に示す変形例のように、噴射器７０５を冷却フィンのＺ１方向側の端部に配置し、噴射器７０５により複数の冷却フィンの表面上に水を供給してもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、水供給部材５は、複数の冷却フィン２の各々に連続的に水を供給するように構成されているが、本発明はこれに限られない。本発明では、水供給部材は、複数の冷却フィンの各々に間欠的に水を供給するように構成されてもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、複数の冷却フィン２は、２枚配置されているが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の冷却フィンは、３枚以上であってもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、水供給部材５は、複数の冷却フィン２に対して複数（２個）配置されているが、本発明はこれに限られない。本発明では、水供給部材は、１個または３個以上であってもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、複数の水供給部材５は、それぞれ、複数の冷却フィン２の各々のＺ１方向側の端部に配置されているが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の水供給部材は、複数の冷却フィンの各々のＹ１方向側端部またはＹ２方向側端部に配置されてもよい。

また、上記第１〜第４実施形態では、水供給部材５による水の供給量は、冷却フィン２における蒸発量の設計値の約１．４倍にする例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、水供給部材による水の供給量は、冷却フィンにおける蒸発量の設計値の約１．１〜３．０倍であってもよい。

また、第１〜第４実施形態では、気化式熱交換器１が、冷却フィン２の表面上に保持された水を気化させることにより生じる気化熱によって冷却フィン２を冷却し、冷却フィン２内に形成された冷媒流路２ａを流れる冷媒Ｗを冷却する装置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、図８に示す第２変形例のように、気化式熱交換器１Ａが、冷却フィン２Ａの表面上に保持された水を気化させることにより生じる気化熱によって冷却フィン２Ａを冷却し、冷却フィン２Ａを貫通する冷媒管路２０Ａ内を流れる冷媒Ｗを冷却する装置であってもよい。また、図９に示す第３変形例のように、気化式熱交換器１Ｂが、冷却フィン２Ｂの表面上に保持された水を気化させることにより生じる気化熱によって冷却フィン２Ｂを冷却し、冷却された冷却フィン２Ｂにより周囲の空気を冷却する装置であってもよい。また、図１０に示す第４変形例のように、気化式熱交換器１Ｃは、Ｘ２側の表面に複数の保持材４（図示せず）が設けられた第１冷却フィン２１Ｃと、Ｘ１側の表面に複数の保持材４が設けられた第２冷却フィン２２Ｃとを備えていてもよい。そして、気化式熱交換器１Ｃでは、第１冷却フィン２１Ｃと第２冷却フィン２２Ｃとが交互に配置されている。この場合には、気化式熱交換器１Ｃでは、第１冷却フィン２１Ｃおよび第２冷却フィン２２Ｃの各々の保持材４により保持された水を気化させることにより生じる気化熱によって、第１冷却フィン２１Ｃおよび第２冷却フィン２２Ｃの各々が冷却され、第１冷却フィン２１Ｃの保持材４が設けられていない表面と第２冷却フィン２２Ｃの保持材４が設けられていない表面との間を通過する空気が冷却される。

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ 気化式熱交換器
２、２Ａ、２Ｂ 冷却フィン
４、２０４、３０４、４０４ 保持材
５ 水供給部材（液体供給部材）
６、２０６、３０６ 隙間
１１、３１３ 線状構造物
２１Ｃ 第１冷却フィン
２２Ｃ 第２冷却フィン
２１２ 粒状構造物
４０６ 孔部
４１４ 多孔質体状構造物

Claims (8)

1. 互いに対向するように配置された平板形状の複数の冷却フィンと、
   前記複数の冷却フィンの各々に液体を供給する液体供給部材と、
   前記複数の冷却フィンの各々の表面に設けられ、前記液体供給部材から供給された液体を保持する隙間を有する保持材とを備え、
   前記保持材は、保持した液体に起因する前記保持材の変形を抑制可能な硬さを有する、気化式熱交換器。
2. 前記保持材は、前記複数の冷却フィンの各々の表面から対向する前記冷却フィンに向かって突出し、前記硬さを有するとともに前記隙間を有する複数の線状構造物、隣接して配置されることにより前記隙間を構成するとともに前記硬さを有する複数の粒状構造物、前記隙間としての複数の孔部を有するとともに前記硬さを有する多孔質体状構造物のうちのいずれかにより構成されている、請求項１に記載の気化式熱交換器。
3. 前記保持材は、前記複数の冷却フィンの各々の表面上に、互いの間に前記隙間を形成し、前記複数の冷却フィンのうち対向する前記冷却フィンに向かって突出し、前記硬さを有するとともに、保持した液体に起因する前記保持材の膨張を抑制可能な突出長さを有する複数の短繊維を含む、請求項２に記載の気化式熱交換器。
4. 前記保持材は、前記複数の冷却フィンの各々の表面上に、前記硬さを有するとともに、互いの間に前記隙間を形成するように設けられた複数の球状の粒子を含む、請求項２に記載の気化式熱交換器。
5. 前記保持材は、前記隙間としての複数の孔部を有するとともに前記硬さを有する多孔質体を含む、請求項２に記載の気化式熱交換器。
6. 前記保持材の表面には、親水性処理が施されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の気化式熱交換器。
7. 前記液体供給部材により、前記複数の冷却フィンの各々に連続的に液体を供給するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の気化式熱交換器。
8. 前記液体供給部材により、前記複数の冷却フィンの各々の表面における液体の蒸発量よりも、多量の液体を前記複数の冷却フィンに供給するように構成されている、請求項７に記載の気化式熱交換器。

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