JP3095116U - 流線形断面の銅管を使用し冷媒コイル巻管を作ったコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流線形断面の銅管を使用し冷媒コイル巻管を
作ったコンデンサを提供する。 【解決手段】 主に流線形断面の冷媒コイル巻管、垂直
に設置する間隔距離が広いフィン１１０、給水システム
２０を含む。その構造においては、風力は流線形循環壁
の全表面に接触、通過するため、風速は速くなりかつ管
壁表面には横方向の負の圧力を生じ、管壁表面の水膜は
常温蒸発を加速する。こうして、蒸発熱を大量に奪い、
冷媒温度を大幅に低下させ、低い臨界圧力下で液化し、
蒸発式冷却システムの高ＥＥＲ機能を十分に発揮するこ
とができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は一種の流線形断面の銅管を使用し冷媒コイル巻管を作ったコンデンサ に関する。特に一種の蒸発式クーラーシステム専用のコンデンサに係る。

【０００２】

【従来の技術】

クーラーは現代生活には欠くべからざるものであるが、省エネのため、クーラ ーのＥＥＲに対するニーズは日増しに高まっている。設計者やメーカーの研究目 的もここに集中しつつあり、気冷式、水冷式から蒸発式が誕生している。 この所、目にすることの多くなった蒸発式クーラーとは、一般になお気冷式、 水冷式の方式から脱却しきれていない。蒸発式といわれるタイプのものであって も、普通は気冷式、水冷式と蒸発式の統合式であるだけである。そのため、その 蒸発効果が占める割合ははなはだ低く、本来の目的を達成しているとは言えない 。 徒に、節電効果のあるコンプレッサーの発展を促し、タービン式コンプレッ サーを生み出しただけである。これでは蒸発機能を十分に発揮することはできな い。

【０００３】 蒸発効果を十分に発揮することができない原因は以下のように分析される。 先ず一つ目は、空気力学原理を運用していない点である。依然として公知の円 断面管の冷媒巻管を使用するため、巻管表面の水膜は完全に蒸発することはない 。必然的にすべてフィンに頼らざるを得ない状況となっている。 二つ目は、効果的な給水方式がない点である。一般にジェット噴水を採用しフ ィンに給水するが、ジェット噴水で噴射される水は衝撃力とブラシ効果を具える 。そのため、水膜はフィン上において素早く流動し、停留時間が短くなるため、 十分に常温蒸発効果を発揮することはできない。即ち８０％以上は水冷、という ことととなり、蒸発による散熱効果を発揮することはできない。 三つ目は、フィンへの過度な依頼である。フィンに頼るあまりフィンの密度を 増し、フィン間の距離を縮小している。一般には各１３枚（間隔距離は２．０mm ）を採用するが、フィンの散熱面積を増やそうとし、１７枚（間隔距離は１．５ mm）を採用するものもある。その結果、二枚のフィン間は二層の水膜どころか二 本の水槽のような状態にさえなり、水分が蒸発可能な空間等全くなくなってしま い、１００％の水冷式となってしまう。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記公知構造の欠点を解決するため、本考案は流線形断面の銅管を使用し冷媒 コイル巻管を作ったコンデンサの提供を課題とする。 それは、コイル巻管の蒸発による散熱を主とし、フィンによる散熱を従とする。 さらにそれは、フィン間の距離を最少６ｍｍ（各４枚）とし、全面的に蒸発散熱 とすることにより、清潔の維持も容易とすることできる。 またそれは、循環給水システムを使用するため、給水はブラシレスとなり、循環 水は温度上昇することなく、水中の沈殿物及び雑質も定期的に自動除去される。 さらに溢水は自動的に排出され、温度制御ポンプを具え、ＩＣと温度センサーで ポンプの給水量を自動的に制御し、冷房中の室温を設定温度に維持する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため、本考案は下記の流線形断面の銅管を使用し冷媒コイ ル巻管を作ったコンデンサを提供する。 それは主に流線形断面の冷媒コイル巻管、垂直に設置する間隔距離が広いフィ ン、給水システムを含む。 その構造においては、風力は流線形循環壁の全表面に接触、通過するため、風 速は速くなりかつ管壁表面には横方向の負の圧力を生じ、管壁表面の水膜は常温 蒸発を加速する。こうして、蒸発熱を大量に奪い、冷媒温度を大幅に低下させ、 低い臨界圧力下で液化し、蒸発式冷却システムの高ＥＥＲ機能を十分に発揮する ことができる。 すなわち、本考案の流線形断面の銅管を使用し冷媒コイル巻管を作ったコンデ ンサは、以下の特徴を有する。 １．主に複数の垂直に設置する間隔距離が広い散熱フィン、複数層の横方向に該 散熱フィン間を超えて設置する流線形断面冷媒コイル巻管、給水システムを含み 、 該給水システムはブラシレス給水方式を採用し、該散熱フィン及び該冷媒コイル 巻管と熱交換を行い、ファンを用い生じた気流は該熱交換器の空気の通り道を通 過し、熱交換の冷却水を迅速に蒸発させる熱を奪うことを特徴とする。 ２．前記コンデンサは複数の導風板を含み、該導風板は背面の角鉄フレームに設 置し、風向を調整し、前記流線形断面冷媒コイル巻管の突端へと吹き付けさせる ことを特徴とする。 ３．前記流線形断面管はすべて上方へと４５度角を呈し、前記フィンの外側には 斜め上４５度角の複数の導風板を、前記フィン外側の角鉄フレーム上に設置し、 風がファンより送られると、該導風板の導引により斜め上４５度を呈し前記流線 形断面管の突端部へと向い、こうして、管壁表面全体の水膜は蒸発することを特 徴とする。 ４．前記給水システムは吸水性ウレタン材質散水器を含み、該吸水性ウレタン材 質散水器は前記フィンの頂端に横たわるように設置し、ブラシレス滲水方式で前 記フィン及び前記冷媒コイル巻管ユニット表面に対して常温蒸発を行わせ、 水受け箱は前記フィンの下方に設置し、蒸発しなかった余剰水を回収し、該箱側 には進水管を設置し、蒸発し消耗した水量を補充し、 循環水ポンプは該水受け箱中の水を循環水予冷装置へと送り込み、該水受け箱中 の水は該循環水予冷装置により温度を下げた後、該散水器中へと戻ることを特徴 とする。 ５．前記循環水予冷装置はフィン気冷式熱交換器で、直立したフィン、一組の横 向きの循環水コイル巻管を含み、これにより、前記吸水性ウレタン材質散水器に 進水する以前に予冷し、循環水が数度の循環により温度上昇が累積し、冷却効果 に悪影響を与えることを避けることを特徴とする。 ６．前記循環水予冷装置中の循環水コイル巻管は進水口と尾管を含み、該尾管は 前記循環水コイル巻管底部中央に位置し、管上には下向きの噴水孔を設置し、下 方にある散水器に対して均一に水を噴射し、こうして、前記散水器は飽和後、下 方へと滲水することを特徴とする。 ７．前記吸水性ウレタン材質散水器は前記フィン頂端に横たわったような状態で 設置し、前記散水器が吸水し、飽和状態になると、前記フィン表面に徐々に滲水 し、水膜を形成し、前記二枚のフィン間の空間において、前記散水器上には複数 のプラスチック滴水器を設置し、該滴水器は横バーを具え、該横バー下には滴水 針を設置し、該滴水器は前記二枚のフィン間の空間に位置し、前記散水器上方よ り下方へと貫通し、前記散水器下方において突出し、前記散水器が吸水し飽和状 態になると、滲出効果により水滴は各針の先端から前記冷媒コイル巻管ユニット 上へと滴下し、こうして水膜を形成し、前記流線形断面管は蒸発散熱効果を十分 に発揮することができることを特徴とする。 ８．前記水受け箱は前記コンデンサ下方に設置し、蒸発しなかった余剰水を回収 し、前記水受け箱の一端には水道を接続し、前記箱内には浮球バルブを設置し、 該浮球バルブにより前記進水口の進水を制御し、前記箱内の正常な作業水面を維 持することを特徴とする。 ９．前記該水受け箱の反対側には出水管を設置し、循環水ポンプへと接続し、該 循環水ポンプは温度制御ＩＣによりその速度を制御し、給水の速度により設定温 度に室温を保持することを特徴とする。 １０．前記水受け箱の底部には排水管を設置し、該排水管上の排水バルブにより 、タイマーを用い定期的な自動排水を制御し、こうして、循環水中の沈殿物或い は外来雑質を除去することを特徴とする。 １１．前記水受け箱中には溢水管が直立し、その上端は正常作業水面より約１ｃ ｍ高く、ラッパ状を呈した進水口で、下端は前記箱底を貫通し、該排水バルブに 接続し、該排水管下段に接続し、該溢水管により、クーラーシステムの停止時、 該コンデンサ中の未蒸発水が大量に前記水受け箱に押し寄せ、前記箱外に溢れる ことを防止することを特徴とする。 １２．前記流線形断面管は実際に使用する時には、尾翼付き流線形断面管とする こともでき、該尾翼付き流線形断面管は尾端位置において後方へと導流尾翼を延 伸することを特徴とする。

【０００６】

【考案の実施の形態】 図１が示すように、風は管壁に沿って直径Ｄ、Ｄ’を通過しＦ、Ｆ’に至り、次 に真っ直ぐ前進する。円管後端のＦＦ’弧状面上は風に吹かれることはないため 、円周の３分の１の冷却面積の損失となる。さらに、ＦＦ’弧状面後方の空間は 、局部真空を生じ、渦巻きＣが乱気流Ｔを発生する。これにより、後方に向う風 速は減速する。 一方、図２が示すように、風Ｗは流線形断面管を通過する時、風は最大直径ＤＤ ’を通過後は、空気力学原理に従い、その気流は管壁表面に沿って尾端Ｅへと流 れて行く。その先で、両側の気流は尾端Ｅで合流し、しかもＤＥ弧状面上で加速 し横向きの負の圧力Ｐを生じる。この加速した気流及び負の圧力Ｐは共に、管壁 表面上水膜の常温蒸発速度を大幅に高める。その蒸発散熱効果は理論上では円形 管の倍以上である。

【０００７】 次に図４が示すように、図中の４列の流線形断面管はフィン１１０が構成する 冷媒コイル巻管ユニット１２０を超えるよう並んでいる。各流線形断面管１２２ はすべて上方へと４５度角を呈し、該フィン１１０の外側には斜め上４５度角の 複数の導風板１３０を、該フィン１１０外側の角鉄フレーム１４０上に設置する 。風がファン１５０より送られると、該導風板１３０の導引により斜め上４５度 を呈し該流線形断面管１２２の突端部へと向う。こうして、管壁表面全体の水膜 は蒸発する。

【０００８】 続いて図５示すように、本考案は該冷媒コイル巻管ユニット１２０を使用した蒸 発式凝結式コンデンサ本体１０、及び該コンデンサ１０に対応する専用の給水シ ステム２０を具える。 該コンデンサ１０は垂直のフィン１１０を含む。該フィン１１０間の間隔距離は ６mm（各４枚）、８．５mm（各３枚）、１２．５mm（各２枚）とする。 横方向で該フィン１１０を超える冷媒コイル巻管ユニット１２０は、複数の導風 板１３０は背面部に設置する角鉄フレーム１４０上に設置する。これにより、風 向は流線形断面と縦軸平行となり、該流線形断面管１２２の突端部に向って風は 吹き付けられる（図４参照）。 該給水システム２０は吸水性ウレタン材質散水器２１０を含む。該吸水性ウレタ ン材質散水器２１０は該フィン１１０の頂端に横たわるように設置し、ブラシレ ス滲水方式で該フィン１１０及び該冷媒コイル巻管ユニット１２０表面に対して 常温蒸発を行わせる。 水受け箱２２０は該フィン１１０の下方に設置し、蒸発しなかった余剰水を回収 する。該箱２２０側には進水管２２１を設置し、蒸発し消耗した水量を補充する 。 循環水ポンプ２２６は該水受け箱２２０中の水を循環水予冷装置２３０へと送り 込む。 該循環水予冷装置２３０はフィン気冷式熱交換器で、直立したフィン２３２、一 組の横向きの循環水コイル巻管２３４を含む。これにより、該吸水性ウレタン材 質散水器２１０に進水する以前に予冷し、循環水が数度の循環により温度上昇が 累積し、冷却効果に悪影響を与えることを避ける。

【０００９】 次に図６、７が示すように、該循環水予冷装置２３０中の循環水コイル巻管２ ３４は進水口２３５と尾管２３６を含む。該尾管２３６は該循環水コイル巻管２ ３４底部中央に位置し、管上には下向きの噴水孔２３８を設置し、下方にある散 水器２１０に対して均一に水を噴射する。こうして、該散水器２１０は飽和後、 下方へと滲水する。 さらに、図８が示すように、該吸水性ウレタン材質散水器２１０は該フィン１ １０頂端に横たわったような状態で設置する。該散水器２１０が吸水し、飽和状 態になると、該フィン１１０表面に徐々に滲水し、水膜を形成する。該二枚のフ ィン１１０間の空間において、該散水器２１０上には複数のプラスチック滴水器 ２１２を設置する。該滴水器２１２は横バー２１４を具え、該横バー２１４下に は滴水針２１６を設置する。該滴水器２１２は該二枚のフィン１１０間の空間に 位置し、該散水器２１０上方より下方へと貫通し、該散水器２１０下方において 突出する。該散水器２１０が吸水し飽和状態になると、滲出効果により水滴は各 針の先端から該冷媒コイル巻管ユニット１２０上へと滴下する。こうして水膜を 形成し、該流線形断面管１２２は蒸発散熱効果を十分に発揮することができる。 図９中に示す１列型滴水器２１２は各４枚、或いは各３枚のフィンにおいて使 用する。図１０中に示す２列型滴水器２１２は各２枚のフィンにおいて使用する 。

【００１０】 続いて図１１が示すように、該水受け箱２２０は該コンデンサ１０下方に設置 し、蒸発しなかった余剰水を回収する。該水受け箱２２０の一端には水道を接続 し、該箱２２０内には浮球バルブ２２４を設置する。該浮球バルブ２２４により 該進水口２２１の進水を制御し、該箱２２０内の正常な作業水面を維持する。 該水受け箱２２０の反対側には出水管を設置し、循環水ポンプ２２６へと接続す る。該循環水ポンプ２２６は温度制御ＩＣ（図示なし）によりその速度を制御し 、給水の速度により設定温度に室温を保持する。 また、該水受け箱２２０の底部には排水管２２８を設置し、該排水管２２８上の 排水バルブ２２７により、タイマー（図示なし）を用い定期的な自動排水を制御 する。こうして、循環水中の沈殿物或いは外来雑質を除去する。その排水サイク ルは水質の純度及び環境状況に応じて一日一回或いは二日に一回に設定する。 また溢水管２２９は、該水受け箱２２０中に直立し、その上端は正常作業水面よ り約１cm高く、ラッパ状を呈した進水口である。下端は該箱２２０底を貫通し、 該排水バルブ２２７に接続し、該排水管２２８下段に接続する。該溢水管２２９ により、クーラーシステムの停止時、該コンデンサ１０中の未蒸発水が大量に該 水受け箱２２０に押し寄せ、該箱２２０外に溢れることを防止する。

【００１１】 また、図３が示すように、該流線形断面管１２２は実際に使用する時には、尾翼 付き流線形断面管１２３とすることもできる。該尾翼付き流線形断面管１２３は 尾端位置において後方へと導流尾翼１２３１を延伸し、これにより該冷媒コイル 巻管ユニット１２０は空気導流効果を高め及び気流の乱れを抑えることができ、 付着した水膜の停留時間を延長することができる。即ち、蒸発効果を高めること ができる。

【００１２】

【考案の効果】 上記のように、本考案はコイル巻管の蒸発による散熱を主とし、フィンによる散 熱を従とするために、フィン間の距離を最少６mm（各４枚）とし、全面的に蒸発 散熱とすることに成功した。またこれより、清潔の維持も容易とすることできる 。また、循環給水システムを使用するため、給水はブラシレスとなり、さらに循 環水は温度上昇することがない。加えて、水中の沈殿物及び雑質を定期的に自動 除去することができる。さらに、溢水の自動排出設計を具える。また、温度制御 ポンプを具え、ＩＣと温度センサーでポンプの給水量を自動的に制御し、冷房中 の室温を設定温度に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】風が公知の円断面管を吹き抜けて行く状況の指
示図である。

【図２】風が流線形断面管を吹き抜けて行く状況の指示
図である。

【図３】本考案の別種の実施例である尾翼付き流線形断
面管の断面図である。

【図４】本考案実施例の４５度角を呈する流線形断面を
具えた冷媒コイル巻管がコンデンサフィン上に分布する
様子及び４５度角の導風板を使用する様子の指示図であ
る。

【図５】本考案コンデンサの理想的な実施例の実体指示
図である。

【図６】本考案給水システムが予冷装置中循環水コイル
巻管の尾管から散水器に向けて給水する様子の指示図で
ある。

【図７】本考案給水システムが予冷装置中循環水コイル
巻管の尾管から散水器に向けて給水する様子の指示図で
ある。

【図８】本考案散水器がコンデンサに向ってブラシレス
滲水方式で散水する様子の指示図である。

【図９】本考案散水器がコンデンサに向ってブラシレス
滲水方式で散水する様子の指示図である。

【図１０】本考案散水器がコンデンサに向ってブラシレ
ス滲水方式で散水する様子の指示図である。

【図１１】本考案水受け箱の制御システムの実体指示図
である。

【符号の説明】

１０ 凝結式コンデンサ １１０ フィン １２０ 冷媒コイル巻管ユニット １２２ 流線形断面管 １２３ 尾翼付き流線形断面管 １２３１ 導流尾翼 １３０ 導風板 １４０ 角鉄フレーム １５０ ファン ２０ 給水システム ２１０ 吸水性ウレタン材質散水器 ２１２ プラスチック滴水器 ２１４ 横バー ２１６ 滴水針 ２２０ 水受け箱 ２２１ 進水管 ２２４ 浮球バルブ ２２６ 循環水ポンプ ２２７ 排水バルブ ２２８ 排水管 ２２９ 溢水管 ２３０ 循環水予冷装置 ２３２ フィン ２３４ 循環水コイル巻管 ２３５ 進水口 ２３６ 尾管 ２３８ 噴水孔

Claims (12)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】主に複数の垂直に設置する間隔距離が広い
   散熱フィン、複数層の横方向に該散熱フィン間を超えて
   設置する流線形断面冷媒コイル巻管、給水システムを含
   み、該給水システムはブラシレス給水方式を採用し、該
   散熱フィン及び該冷媒コイル巻管と熱交換を行い、ファ
   ンを用い生じた気流は該熱交換器の空気の通り道を通過
   し、熱交換の冷却水を迅速に蒸発させる熱を奪うことを
   特徴とする流線形断面の銅管を使用し冷媒コイル巻管を
   作ったコンデンサ。
2. 【請求項２】前記コンデンサは複数の導風板を含み、該
   導風板は背面の角鉄フレームに設置し、風向を調整し、
   前記流線形断面冷媒コイル巻管の突端へと吹き付けさせ
   ることを特徴とする請求項１記載の流線形断面の銅管を
   使用し冷媒コイル巻管を作ったコンデンサ。
3. 【請求項３】前記流線形断面管はすべて上方へと４５度
   角を呈し、前記フィンの外側には斜め上４５度角の複数
   の導風板を、前記フィン外側の角鉄フレーム上に設置
   し、風がファンより送られると、該導風板の導引により
   斜め上４５度を呈し前記流線形断面管の突端部へと向
   い、こうして、管壁表面全体の水膜は蒸発することを特
   徴とする請求項２記載の流線形断面の銅管を使用し冷媒
   コイル巻管を作ったコンデンサ。
4. 【請求項４】前記給水システムは吸水性ウレタン材質散
   水器を含み、該吸水性ウレタン材質散水器は前記フィン
   の頂端に横たわるように設置し、ブラシレス滲水方式で
   前記フィン及び前記冷媒コイル巻管ユニット表面に対し
   て常温蒸発を行わせ、水受け箱は前記フィンの下方に設
   置し、蒸発しなかった余剰水を回収し、該箱側には進水
   管を設置し、蒸発し消耗した水量を補充し、循環水ポン
   プは該水受け箱中の水を循環水予冷装置へと送り込み、
   該水受け箱中の水は該循環水予冷装置により温度を下げ
   た後、該散水器中へと戻ることを特徴とする請求項１記
   載の流線形断面の銅管を使用し冷媒コイル巻管を作った
   コンデンサ。
5. 【請求項５】前記循環水予冷装置はフィン気冷式熱交換
   器で、直立したフィン、一組の横向きの循環水コイル巻
   管を含み、これにより、前記吸水性ウレタン材質散水器
   に進水する以前に予冷し、循環水が数度の循環により温
   度上昇が累積し、冷却効果に悪影響を与えることを避け
   ることを特徴とする請求項４記載の流線形断面の銅管を
   使用し冷媒コイル巻管を作ったコンデンサ。
6. 【請求項６】前記循環水予冷装置中の循環水コイル巻管
   は進水口と尾管を含み、該尾管は前記循環水コイル巻管
   底部中央に位置し、管上には下向きの噴水孔を設置し、
   下方にある散水器に対して均一に水を噴射し、こうし
   て、前記散水器は飽和後、下方へと滲水することを特徴
   とする請求項５記載の流線形断面の銅管を使用し冷媒コ
   イル巻管を作ったコンデンサ。
7. 【請求項７】前記吸水性ウレタン材質散水器は前記フィ
   ン頂端に横たわったような状態で設置し、前記散水器が
   吸水し、飽和状態になると、前記フィン表面に徐々に滲
   水し、水膜を形成し、前記二枚のフィン間の空間におい
   て、前記散水器上には複数のプラスチック滴水器を設置
   し、該滴水器は横バーを具え、該横バー下には滴水針を
   設置し、該滴水器は前記二枚のフィン間の空間に位置
   し、前記散水器上方より下方へと貫通し、前記散水器下
   方において突出し、前記散水器が吸水し飽和状態になる
   と、滲出効果により水滴は各針の先端から前記冷媒コイ
   ル巻管ユニット上へと滴下し、こうして水膜を形成し、
   前記流線形断面管は蒸発散熱効果を十分に発揮すること
   ができることを特徴とする請求項４記載の流線形断面の
   銅管を使用し冷媒コイル巻管を作ったコンデンサ。
8. 【請求項８】前記水受け箱は前記コンデンサ下方に設置
   し、蒸発しなかった余剰水を回収し、前記水受け箱の一
   端には水道を接続し、前記箱内には浮球バルブを設置
   し、該浮球バルブにより前記進水口の進水を制御し、前
   記箱内の正常な作業水面を維持することを特徴とする請
   求項４記載の流線形断面の銅管を使用し冷媒コイル巻管
   を作ったコンデンサ。
9. 【請求項９】前記該水受け箱の反対側には出水管を設置
   し、循環水ポンプへと接続し、該循環水ポンプは温度制
   御ＩＣによりその速度を制御し、給水の速度により設定
   温度に室温を保持することを特徴とする請求項４記載の
   流線形断面の銅管を使用し冷媒コイル巻管を作ったコン
   デンサ。
10. 【請求項１０】前記水受け箱の底部には排水管を設置
    し、該排水管上の排水バルブにより、タイマーを用い定
    期的な自動排水を制御し、こうして、循環水中の沈殿物
    或いは外来雑質を除去することを特徴とする請求項４記
    載の流線形断面の銅管を使用し冷媒コイル巻管を作った
    コンデンサ。
11. 【請求項１１】前記水受け箱中には溢水管が直立し、そ
    の上端は正常作業水面より約１ｃｍ高く、ラッパ状を呈
    した進水口で、下端は前記箱底を貫通し、該排水バルブ
    に接続し、該排水管下段に接続し、該溢水管により、ク
    ーラーシステムの停止時、該コンデンサ中の未蒸発水が
    大量に前記水受け箱に押し寄せ、前記箱外に溢れること
    を防止することを特徴とする請求項４記載の流線形断面
    の銅管を使用し冷媒コイル巻管を作ったコンデンサ。
12. 【請求項１２】前記流線形断面管は実際に使用する時に
    は、尾翼付き流線形断面管とすることもでき、該尾翼付
    き流線形断面管は尾端位置において後方へと導流尾翼を
    延伸することを特徴とする請求項１記載の流線形断面の
    銅管を使用し冷媒コイル巻管を作ったコンデンサ。