JP3348848B2 - 間接気化冷却装置 - Google Patents
間接気化冷却装置Info
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してたとえば冷房や加湿などに用いられる間接気化冷却
装置に関するものである。
は、被冷却空気に直接水を噴霧する直接間接気化冷却装
置と、水を噴霧する空気と被冷却空気との間で顕熱交換
を行う間接気化冷却装置とがある。
被冷却空気の顕熱は下がるのであるが、エンタルピーは
変化しないという問題がある。このため日本のように夏
場の気候が高温・多湿の場合には、あまり冷房には適し
ていないという問題がある。
度が上がらず顕熱のみ下がるため、多湿空気の冷却にも
適し、冷房装置としても用いることができる。このよう
な間接気化冷却装置を用いた冷房装置として例えば実用
新案出願公開昭和５６年第４９４２９号公報に記載のも
のがある。
水を気化させ低温となった冷却空気と被冷却空気とを熱
交換して被冷却空気を冷却するものである。この技術の
ものは熱交換器の中で冷却空気の温度が上昇し、熱交換
器の持つ交換効率に従って被冷却空気が冷却される。
１号に示されるように、熱交換器の中で水の気化を行う
ことによって熱交換効率を上げ、さらに低温の空気を供
給可能なものが開発された。
水の気化を行うものは、極めて冷却効果が高いのである
が、水の噴霧量が気化量より著しく多いと熱交換器の内
面に厚い水の膜が生じ、熱の伝導効果が下がり製品空気
の温度が上がるという問題があり、またこの場合は水資
源の無駄使いである。
の問題は解消するのであるが、噴霧される水が熱交換器
の内面で完全に気化し乾燥するため水の中に含まれるミ
ネラル分などの不純物が熱交換器の内面に堆積し、長年
の使用の後には熱交換器の交換効率が低下するという問
題がある。
って変化し、適切な噴霧量は時時刻刻変化する。このた
め、その変化に合わせて噴霧量を調節し、適切な値にす
る必要がある。しかし冷房能力を制御する場合に水の噴
霧量を減少させる必要があり、不純物が熱交換器の内面
に堆積する問題が顕著になる。
内に不純物が堆積する問題のない間接気化冷却装置を提
供しようとするものである。
課題を解決するため、複数の流体通路を有する熱交換器
の第1流体通路内に液体を噴霧し第２流体通路内の流体
を冷却するようにするとともに、第１流体通路の一部に
液体を噴霧するようにした。
は、複数の流体通路を有しそれぞれの流体通路間で顕熱
の交換を行う熱交換器の第1流体通路内に液体を噴霧し
第２流体通路内の流体を冷却するものであって、第１流
体通路の少なくとも一部に液体を噴霧するようにしたも
のであり、要求される冷却能力に応じて液体の噴霧面積
を決定でき、また空気の温度や湿度などの条件が変化し
た場合であっても第２流体通路の単位面積当たりの液体
の噴霧量を適切な値に設定できるという作用を有する。
いて図に沿って詳細に説明する。図１は本発明の実施例
１における斜視図である。図１において１は直交型熱交
換器であり、図２に示すように互いに方向が直交し顕熱
を交換する第１流体通路２及び第２流体通路３を有して
いる。この第１流体通路２及び第２流体通路３は互いに
顕熱のみを交換するものであり、それぞれの通路は互い
に独立している。
細長い噴霧パターンを有しており、このスプレー４はガ
イド棒５に摺動自在に取付けられ、直交型熱交換器１の
第１流体通路２に水を噴霧する。このスプレー４にはフ
レキシブルなホース及び電磁バルブ１１を介して水道に
接続されている。
してスプレー４に伝えられ、スプレー４はガイド棒５に
沿って往復動する。そしてスプレー４の噴霧パターンの
大きい幅は直交型熱交換器１の幅とほぼ等しい。つまり
スプレー４は細長い噴霧パターンを有しているが、その
往復動によって直交型熱交換器１の第１流体通路２全域
を噴霧することができる。
換器１の第１流体通路２に空気を送るものである。９は
被冷却空気用ブロアであり、直交型熱交換器１の第２流
体通路３に空気を送るものである。
器１の第１流体通路２から出た空気の湿度を測定するも
のである。
ついて説明する。モーター６及びバルブは一般に市販さ
れているシーケンサーによって制御可能であり、その動
作フローを図３に示す。
のは以上のように構成され次にその動作について説明す
る。まず電源を投入すると気化側空気用ブロア８及び被
冷却空気用ブロア９が動作を開始し直交型熱交換器１の
第１流体通路２及び第２流体通路３に空気を送る。
説明する。先ず、冷却強度を強・中・弱の何れか設定す
る。この設定に応じて、モーター６によるスプレー４の
移動範囲が設定される。つまり「強」の場合は第１流体
通路２の一端から他端までスプレー４を往復動させ、
「弱」の場合は往復動の範囲が小さく、「中」の場合は
往復動の範囲が「強」の場合と「弱」の場合の間になる
ように設定する。
始するとともに、バルブ１１が開となって水がスプレー
４より噴霧される。つまり、設定に応じて図４及び図５
に示すように第１流体通路２上に水の噴霧される面積が
変わる。
路２から出た空気の湿度が測定され、この値が所定値以
下の間はスプレー４の往復動と噴霧が維持される。そし
て湿度センサー１０の測定値が所定値以上であったら、
それ以上の噴霧は無駄であるばかりではなく、第１流体
通路２内壁に水の層が形成されて熱交換効率が低下する
ため、スプレー４の往復動を停止させるとともにバルブ
１１を閉じる。
２内壁に付着した水が気化し湿度センサー１０の測定値
が所定値以下となり、再びスプレー４が往復動を開始す
るとともに、バルブ１１が開となって水がスプレー４よ
り噴霧される。このようにして、設定された冷却能力に
応じて水が噴霧される。
る。この実施例のものは実施例１のもののガイド棒５、
モーター６、チェーン７がなく、代わりに複数のスプレ
ーが第１流体通路２に面して均等に配置され、また各ス
プレーに電磁バルブが設けられている。
れる電磁バルブの数を変え、これによって水を噴霧する
スプレーの数を変えることによって噴霧される面積を変
えるものである。
面して４つの円形噴霧パターンのスプレーを有し、この
噴霧数を変化させる。例えば「強」では４つ全てのスプ
レーを動作させ、「中」では２つあるいは３つのスプレ
ーを動作させ、「弱」では１つのスプレーを動作させる
ようにする。「中」あるいは「弱」の場合、場合によっ
ては動作するスプレーを交互に代えるようにすると、全
てのスプレーを満遍なく使用することができる。
施例１或いは実施例２で用いた直交型熱交換器に代え
て、一対の熱交換器１２、１３とそれぞれの熱交換器１
２，１３を熱的に結合する複数のヒートパイプ１４を設
けたものである。この場合には何れか一方の熱交換器１
２，１３に水を噴霧し、他方の熱交換器１３，１２に被
冷却空気を通す。
施例１或いは実施例２で用いた直交型熱交換器に代え
て、一対の熱交換器１５，１６とそれぞれの熱交換器１
５，１６を熱的に結合する流体パイプ１７及び流体循環
ポンプ１８を設けたものである。流体パイプ１７は環状
になっており、一対の熱交換器１５，１６内では蛇行し
ている。この場合にも何れか一方の熱交換器１５，１６
に水を噴霧し、他方の熱交換器１６，１７に被冷却空気
を通す。
構成したので、冷却能力に応じて噴霧面積を制御してお
り水の噴霧量を制限しても熱交換器内に不純物が堆積す
る問題のない間接気化冷却装置を提供することができる
ものである。
面積を制御する手段として噴霧手段の移動距離を制御す
る構成を有するため、１つの噴霧手段で噴霧面積を変化
させることができる。
し、冷却能力に応じて噴霧手段の数を変化させて噴霧面
積を制御しているため、可動部分を設けることなく噴霧
面積を制御することができ、故障部分を減らすことがで
きる。
明図である。
熱交換器の一例を示す斜視図である。
示したフロー図である。
状態を示した説明図である。
状態を示した説明図である。
明図である。
明図である。
明図である。
Claims (6)
- 【請求項１】第1流体通路及び第２流体通路を有しそれ
ぞれの流体通路内で顕熱を交換する直交型熱交換器の第
1流体通路内に液体を噴霧し第２流体通路内の流体を冷
却するものであって、前記第１流体通路前面の少なくと
も一部に液体を噴霧する噴霧手段を設け冷却能力に応じ
て前記第１通路前面への噴霧面積を変化させるようにし
た間接気化冷却装置。 - 【請求項２】噴霧手段を第1流体通路前面で移動させる
ようにした請求項１記載の間接気化冷却装置。 - 【請求項３】噴霧手段の移動範囲を変化させることによ
って噴霧面積を変化させるようにした請求項２記載の間
接気化冷却装置。 - 【請求項４】噴霧を間歇的にするようにした請求項２記
載の間接気化冷却装置。 - 【請求項５】複数の噴霧手段を第1流体通路前面に対向
させ、前記複数の噴霧手段の動作数を変化させることに
よって噴霧面積を変化させるようにした請求項１記載の
間接気化冷却装置。 - 【請求項６】第1流体通路の出口側の湿度を測定し、そ
の結果に応じて間歇的に液体を噴霧するようにした請求
項１記載の間接気化冷却装置。
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