JP2555854Y2

JP2555854Y2 - 除湿器用熱交換器

Info

Publication number: JP2555854Y2
Application number: JP3797293U
Authority: JP
Inventors: 良成小笠原; 一吉花沢; 益矛佐藤
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1993-07-12
Filing date: 1993-07-12
Publication date: 1997-11-26
Anticipated expiration: 2007-11-26
Also published as: JPH0712761U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、熱交換器に係わり、詳
しくは圧縮空気を熱交換によって除湿する除湿器用熱交
換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の除湿器用熱交換器が実公
平２−４９４９７号公報に開示されている。この除湿用
熱交換器は、図６に示すように、耐圧容器２１の一端側
に空気導入口２２及び空気導出口２３が配設されてい
る。そして、空気導入口２２から耐圧容器２１内に入っ
た圧縮空気は耐圧容器２１の他端下側に向かって流れる
ように予冷室２４が形成されている。次に、予冷室２４
の他端側には空気が反転して耐圧容器２１の他端側から
一端側に向かって流れるように方向変換通路２５が連通
されている。さらに、方向変換通路２５の一端側には空
気が一端側から他端側に向かって流れるように冷却室２
６が連通されている。冷却室２６内には冷媒を流すため
の冷却管２８が外部から耐圧容器２１を貫通して配設さ
れている。冷却室２６の他端上側には伝熱管２７の入口
が接続され、冷却室２６を出た空気が伝熱管２７を通っ
て一端側に流れるようになっている。そして、空気は一
端側の空気導出口２３から外部に出る。

【０００３】予冷室２４には多数の邪魔板２９が交互に
取りつけられており、空気流速を速めて伝熱効率を高め
るようになっている。又、冷却室２６にも多数の邪魔板
が交互に配設されており、同様に伝熱効率を高めるよう
になっている。

【０００４】圧縮高温湿り空気は先ず予冷室２４に入
り、予冷室２４を流れる間に伝熱管２７内を流れる空気
と熱交換されて予冷される。予冷された湿り空気は、次
いで方向変換通路２５に入る。方向変換通路２５で方向
を変換された湿り空気は冷却室２６に入る。湿り空気は
冷却室２６を流れる間に冷却管２８内を流れる冷媒と熱
交換が行われて冷却され、湿度が下げられる。冷却室２
６を通過した低温乾燥空気は予冷室２４内の伝熱管２７
に入る。低温乾燥空気は伝熱管２７を流れる間に予冷室
２４内の高温湿り空気により熱交換されて温度が上げら
れる。そして、予冷室２４内の高温湿り空気の流れる方
向と伝熱管２７内の低温乾燥空気の流れる方向とは互い
に対向する向流となっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】この除湿用熱交換器で
は予冷室２４が耐圧容器２１の長さ方向に一方向のみに
高温湿り空気を流すように構成されている。そして、こ
の予冷室２４で熱交換率を稼ぐために、空気流速を速め
る多数の邪魔板２９を伝熱管２７に交互に取り付けてい
る。この邪魔板２９の取り付けは溶接又は拡管等の手段
により行われている。このように、多数の邪魔板２９を
予冷室２４内に取り付ける構成は組み立てが面倒である
ため、生産コストが大きくなっていた。

【０００６】本考案は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は予冷室に於ける熱交換率
を向上することができるとともに、組み立ての容易化を
達成することができる除湿器用熱交換器を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の考案では、容器内に、被除湿空気
が導入される予冷室と、その予冷室にて予冷された被除
湿空気が導入され、その被除湿空気を冷却し除湿する冷
却室と、その冷却室にて除湿された冷却除湿空気を前記
予冷室を通過させ容器外に導出する伝熱管とを備えた除
湿器用熱交換器において、前記予冷室は、管路形成部材
により複数形成された管路で構成され、その各管路の一
端から被除湿空気が導入され、他端から前記冷却室に導
出させるものであり、前記冷却室は、前記管路形成部材
の外側と容器の内側との間で形成され、前記各管路から
その一側に導出された被除湿空気を他側に導出させるも
のであり、前記伝熱管は、第１の伝熱管と第２の伝熱管
とからなり、第１及び第２の伝熱管を前記管路形成部材
により形成された各管路に遊挿し、第１及び第２の伝熱
管の他側を互いに連通させ、第１の伝熱管の一側から冷
却室の冷却除湿空気を導入し、第２の伝熱管の一側から
導出させるようにしたことをその要旨とする。

【０００８】又、請求項２に記載の考案では、第１の伝
熱管は、冷却除湿空気を導入する側を、各予冷室を構成
する各管路の被除湿空気が導入される側と同じ側に配設
した。又、請求項３に記載の考案では、前記各予冷室
は、管路形成部材の管路に、その外部が螺旋状の溝を有
するように形成された伝熱管を挿設することにより形成
された螺旋通路とした。

【０００９】

【作用】従って、請求項１に記載の考案では、予冷室の
一端から導入された被除湿空気は予冷室の他側から冷却
室に導出する。冷却室の一側に導出された被除湿空気は
冷却室内で冷却除湿され他側から第１の伝熱管に導出さ
れる。第１の伝熱管を通過する過程で予冷室の被除湿空
気と熱交換を行った空気は、第１の伝熱管の他側から第
２の伝熱管に導入する。第２の伝熱管を流れる過程で再
び予冷室の被除湿空気と熱交換を行った空気は、第２の
伝熱管の一側から容器外部に排出される。第１の伝熱管
を流れる空気流と第２の伝熱管を流れる空気流とは互い
に対向する方向に流れ、何れか一方が予冷室の空気流と
向流となる。又、空気流速が速まる。

【００１０】請求項２に記載の考案では、第１の伝熱管
を流れる除湿空気流は予冷室の被除湿空気流に対して並
流となる。又、第２の伝熱管を流れる除湿空気流は予冷
室の被除湿空気流に対して向流となる。第１の伝熱管に
流入した温度の低い除湿空気と予冷室の温度の高い被除
湿空気との間では、並流においても効率の良い熱交換が
行われる。第１の伝熱管を通過して温度が上昇した除湿
空気は第２の伝熱管を予冷室の被除湿空気流と向流とな
るため、温度差の小さい状態でも効率の高い熱交換が行
われる。

【００１１】請求項３に記載の考案では、予冷室内に流
入した被除湿空気は第１及び第２の伝熱管の外部に形成
された溝と予冷室の内側とで形成される螺旋通路を速い
流速で流れる。

【００１２】

【実施例】以下、本考案を具体化した一実施例を図１〜
図５に従って説明する。図１に示すように、円筒形状の
耐圧容器１は両端が開口した筒体１ａとその筒体１ａの
両開口部に取着された蓋体１ｂ，１ｃとから構成されて
いる。耐圧容器１の内部両側部には区画板２，３が配設
されている。そして、右側区画板２と右側蓋体１ｂとの
間に第一室４が形成され、両区画板２，３間に冷却室と
しての第二室５が形成されている。又、左側区画板３と
左側蓋体１ｃとの間に形成される空間内には水平方向に
仕切板６が形成され、この仕切板６により空間が第三室
７及び第四室８に区画されている。

【００１３】右側区画板２の中央部には筒状の導入筒２
ａが同区画板２を貫通するように一体形成され、その導
入筒２ａの右側内部に空気導入パイプ９が右側蓋体１ｂ
を貫通して連結される。従って、空気導入パイプ９から
導入される空気は第一室４に入ることなく第二室５側に
案内される。

【００１４】又、右側区画板２には、導入筒２ａを中心
位置とした円周上であって等角度（６０度）間隔に６個
の貫通孔２ｂが形成されている。さらに、６個の貫通孔
２ｂの形成位置は右側区画板２の導入筒２ａから水平に
上下を区切ったとき、上側に３個、下側に３個となるよ
うに形成されている。

【００１５】一方、左側区画板３には、前記右側区画板
２に形成した各貫通孔２ｂと相対向する位置に同径の貫
通孔３ａが形成されている。又、左側区画板３の第二室
５側には、６個の貫通孔３ａを外部から囲むとともに、
左側区画板３の中心を中心とする環状のフランジ３ｂが
形成されている。このフランジ３ｂの内周部は切り欠か
れて段差面３ｃが形成されている。又、左側区画板３の
下部には前記第三室７と第二室５とを連通する通路３ｄ
が形成されている。

【００１６】両区画板２，３間に円柱状の管路形成部材
としての管路形成ブロック１０が支持されている。管路
形成ブロック１０の中心部には断面円形状の主通路１１
が貫設されている。そして、管路形成ブロック１０はそ
の左側外周縁が左側区画板３のフランジ３ｂに対して段
差面３ｃと当接するように連結され、主通路１１の右側
内周縁が前記右側区画板２の導入筒２ａと連結されてい
る。又、管路形成ブロック１０の左端は左側区画板３に
対して段差面３ｃにより一定の間隔が保持されている。
さらに、管路形成ブロック１０の右端は右側区画板２に
対して一定の間隔が保持されるように導入筒２ａと連結
されている。

【００１７】管路形成ブロック１０には、両区画板２，
３にそれぞれ相対向するように形成した各貫通孔２ｂ，
３ａと相対向する位置に管路としての副通路１２が６個
形成されている。この６個の副通路１２は主通路１１よ
り小径であって、主通路１１の外周に等角度間隔に形成
される。尚、本実施例では、主通路１１及び副通路１２
を備えた管路形成ブロック１０はアルミニウムの押し出
し成形加工により形成されている。

【００１８】管路形成ブロック１０の各副通路１２には
それぞれ伝熱管１３が遊挿され、その各伝熱管１３の両
端部はそれぞれ対応する区画板２，３の各貫通孔２ｂ，
３ａと連通するように固定されている。副通路１２に遊
挿された伝熱管１３の外周部には螺旋状に溝１３ａが形
成され、副通路１２の一端から他端はこの螺旋状の溝１
３ａで形成される予冷室としての螺旋通路１４で連通さ
れるようになっている。

【００１９】従って、空気導入パイプ９から導入された
空気は、管路形成ブロック１０の主通路１１を介して左
区画板３のフランジ３ｂ内側まで案内される。フランジ
３ｂ内側まで案内された空気は各副通路１２に形成され
た螺旋通路１４を通って右側区画板２側に案内され、管
路形成ブロック１０外側の第二室５に導入される。そし
て、第二室５に導入された空気は、左側区画板３下部の
通路３ｄを介して第三室７に案内される。

【００２０】第三室７に案内された空気は、その第三室
７に連通するように配設された下側３本の伝熱管１３
（以下、上側３本と区別するために下側３本を第１の伝
熱管１３Ｌとし、上側３本を第２の伝熱管１３Ｕとす
る。）を通って第一室４に導入される。そして、第一室
４に導入された空気は次に第２の伝熱管１３Ｕを通って
第四室８に導入される。

【００２１】前記管路形成ブロック１０の外側の第二室
５にはスパインフィンチューブ１５が管路形成ブロック
１０を巻くように螺旋状に配管されている。そして、ス
パインフィンチューブ１５の導入口１５ａと導出口１５
ｂは、蓋体１ｃを貫通して外部の冷媒供給装置に接続さ
れている。従って、導入口１５ａから低温の冷媒が供給
され、スパインフィンチューブ１５を介して第二室５が
冷却される。その結果、第二室５を通過する空気はスパ
インフィンチューブ１５のフィンに触れて冷却される。

【００２２】前記第四室８には空気導出管１６が接続さ
れ、第四室８に流入した空気を排出する。又、第三室７
の下側にはドレイン管１７が設けられ、第二室５内で生
成される水を排出する。

【００２３】以上のように構成された除湿器用熱交換器
の作用について説明する。高温湿り空気は空気導入パイ
プ９から管路形成ブロック１０の主通路１１に入り、左
側区画板３側に移動する。そして、フランジ３ｂ部でそ
の方向を反転して各副通路１２に流入し、図５に矢印で
示すように、第１、第２の伝熱管１３Ｌ，１３Ｕの外側
に形成された螺旋通路１４を旋回しながら右区画板２側
に流れる。高温湿り空気は螺旋通路１４を通過するに従
って第１、第２の伝熱管１３Ｌ，１３Ｕ内を流れる低温
乾燥空気との間で熱交換を行い、徐々に温度が低下す
る。温度が低下した湿り空気は管路形成ブロック１０と
右側区画板２との間から第二室５に流入する。螺旋通路
１４においては空気流路が螺旋状に形成されているた
め、空気流速を十分に速めて熱交換率を高くすることが
できる。

【００２４】第二室５に流入した湿り空気は冷媒によっ
て冷却されたスパインフィンチューブ１５のフィンの間
を流れ、流れるにつれて冷却作用によって熱を奪われて
徐々に低温になる。この熱交換作用によって湿り空気中
の水分が取り除かれ、第二室５を通過した空気は低温乾
燥空気となる。除去された水は第二室５下部に溜まり、
溜まった水は通路３ｄを通って第三室７に流出し、ドレ
イン管１７から外部に排出される。

【００２５】第二室５を通過した低温乾燥空気は通路３
ｄから第三室７に流入し、次に第１の伝熱管１３Ｌに流
入する。第１の伝熱管１３Ｌにおいて低温乾燥空気は螺
旋通路１４の高温湿り空気と同じ方向（並流）に流れ
る。そして、第１の伝熱管１３Ｌを流れる乾燥空気と螺
旋通路１４を流れる湿り空気との間では同第１の伝熱管
１３Ｌを介して熱交換が行われる。この結果、螺旋通路
１４を流れる空気は内方から冷却される。又、第１の伝
熱管１３Ｌ内を流れる空気は温められる。第二室５から
第１の伝熱管１３Ｌに流入した空気は十分に温度が低
い。従って、螺旋通路１４内に流入した高温湿り空気と
の間の温度差が大きいため、並流においても効率の高い
熱交換が行われる。さらに、螺旋通路１４を流れる空気
流速が速いため、第１の伝熱管１３Ｌ内の空気との間で
さらに高い熱交換が行われる。

【００２６】第１の伝熱管１３Ｌを通過した低温乾燥空
気は第一室４に流入し、上方に移動して第２の伝熱管１
３Ｕに流入する。第２の伝熱管１３Ｕにおいて低温乾燥
空気は螺旋通路１４の高温湿り空気と対向する方向（向
流）に流れる。そして、第２の伝熱管１３Ｕを流れる乾
燥空気と螺旋通路１４を流れる湿り空気との間では同第
２の伝熱管１３Ｕを介して熱交換が行われる。この結
果、螺旋通路１４を流れる空気は内方から冷却される。
又、第２の伝熱管１３Ｕ内を流れる空気は温められる。
第１の伝熱管１３Ｌから第２の伝熱管１３Ｕに流入する
乾燥空気の温度は、第１の伝熱管１３Ｌに流入する乾燥
空気の温度よりも高くなる。従って、高温湿り空気と並
流となった場合には効率の高い熱交換が行われないが、
実際には向流であるため効率の高い熱交換が行われる。
さらに、螺旋通路１４を流れる空気流速が速いため、第
２の伝熱管１３Ｕ内の空気との間でさらに高い熱交換が
行われる。第２の伝熱管１３Ｕを通過して温度が上昇し
た乾燥空気は第四室８から空気導出管１６を介して外部
に排出される。

【００２７】以上のように、本考案の除湿器用熱交換器
では第１の伝熱管１３Ｌが第２の伝熱管１３Ｕと耐圧容
器１の一端側で連通され、空気が第１の伝熱管１３Ｌを
通過したのち反転して第２の伝熱管１３Ｕを通過するよ
うに構成されている。この結果、第１、第２の伝熱管１
３Ｌ，１３Ｕを通過する空気の流速を速くすることがで
きるため、熱交換率を高めることができる。従って、空
気流速を速めるための邪魔板を多数設けることにより熱
交換器が大型化することを防ぐとともに、螺旋通路１４
における高い熱交換率を確保することができる。

【００２８】又、本実施例では第１の伝熱管１３Ｌ内の
低温乾燥空気流は螺旋通路１４の高温湿り空気流に対し
て並流となっている。しかし、第二室５から第１の伝熱
管１３Ｌに入った低温乾燥空気の温度が十分に低いた
め、高温湿り空気との間で効率の高い熱交換が行われ
る。又、第２の伝熱管１３Ｕ内の乾燥空気流は螺旋通路
１４の高温湿り空気流に対して向流となっている。第１
の伝熱管１３Ｌから第２の伝熱管１３Ｕに入った乾燥空
気は温度が上昇しているが、向流であるため効率の高い
熱交換が行われる。従って、予冷室としての螺旋通路１
４全体で高い熱交換率を確保することができる。

【００２９】又、本実施例の螺旋通路１４は外部に螺旋
状の溝１３ａが形成された第１、第２の伝熱管１３Ｌ，
１３Ｕを円筒状の副通路１２に挿入することにより形成
される。従って、邪魔板を第１、第２の伝熱管１３Ｌ，
１３Ｕに取りつけないため、組み立てが容易になる。
又、この螺旋通路１４においては空気の流速を速めるこ
とができるため、高い熱交換率が得られる。又、圧力損
失も小さくすることができる。

【００３０】さらに、本実施例の除湿器用熱交換器は組
み立てにあたり筒体１ａと蓋体１ｂとの接合部等に溶接
を必要とするのみで、それ以外の部分の接合はかしめに
より行うことができるため、生産コストを下げることが
できる。

【００３１】尚、本考案は上記実施例に限定されるもの
ではなく、考案の趣旨を逸脱しない範囲で例えば次のよ
うに構成することもできる。（１）上記実施例では、外部に螺旋状の溝１３ａが形
成された第１、第２の伝熱管１３Ｌ，１３Ｕを円筒状の
副通路１２に挿入することにより、予冷室としての螺旋
通路１４を形成した。これを、伝熱管に円板状の板を嵌
着してもよく、又、単に直管としてもよい。

【００３２】（２）上記実施例では、管路形成部材と
してアルミの押し出し成形による管路形成ブロック１０
を用い、この管路形成ブロック１０内に管路としての副
通路１２を貫通形成した。これを、それぞれが副通路１
２を形成するパイプを複数集合させて管路形成部材を構
成するようにしてもよい。

【００３３】

【考案の効果】以上詳述したように本考案によれば、予
冷室に於ける熱交換率を向上することができるととも
に、組み立ての容易化を達成することができるという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を具体化した一実施例としての除湿器用
熱交換器を示す縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図である。

【図５】螺旋通路と第二室の連絡部分の構成を示す断面
図である。

【図６】従来例の除湿器用熱交換器を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…耐圧容器、５…冷却室としての第二室、１０…管路
形成部材としての管路形成ブロック、１２…管路として
の副通路、１３ａ…溝、１３Ｌ…第１の伝熱管、１３Ｕ
…第２の伝熱管、１４…予冷室としての螺旋通路。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】容器（１）内に、被除湿空気が導入される
予冷室（１４）と、その予冷室（１４）にて予冷された
被除湿空気が導入され、その被除湿空気を冷却し除湿す
る冷却室（５）と、その冷却室（５）にて除湿された冷
却除湿空気を前記予冷室（１４）を通過させ容器（１）
外に導出する伝熱管（１３）とを備えた除湿器用熱交換
器において、前記予冷室（１４）は、管路形成部材（１０）により複
数形成された管路（１２）で構成され、その各管路（１
２）の一端から被除湿空気が導入され、他端から前記冷
却室（５）に導出させるものであり、前記冷却室（５）は、前記管路形成部材（１０）の外側
と容器（１）の内側との間で形成され、前記各管路（１
２）からその一側に導出された被除湿空気を他側に導出
させるものであり、前記伝熱管（１３）は、第１の伝熱管（１３Ｌ）と第２
の伝熱管（１３Ｕ）とからなり、第１及び第２の伝熱管
（１３Ｌ、１３Ｕ）を前記管路形成部材（１０）により
形成された各管路（１２）に遊挿し、第１及び第２の伝
熱管（１３Ｌ、１３Ｕ）の他側を互いに連通させ、第１
の伝熱管（１３Ｌ）の一側から冷却室（５）の冷却除湿
空気を導入し、第２の伝熱管（１３Ｕ）の一側から導出
させるようにしたことを特徴とする除湿器用熱交換器。
【請求項２】第１の伝熱管（１３Ｌ）は、冷却除湿空
気を導入する側を、各予冷室（１４）を構成する各管路
（１２）の被除湿空気が導入される側と同じ側に配設し
たことを特徴とする請求項１に記載の除湿器用熱交換
器。
【請求項３】前記各予冷室（１４）は、管路形成部材
（１０）の管路（１２）に、その外部が螺旋状の溝（１
３ａ）を有するように形成された伝熱管（１３Ｌ，１３
Ｕ）を挿設することにより形成された螺旋通路（１４）
であることを特徴とする請求項１に記載の除湿器用熱交
換器。