JP3683656B2 - ドレン水蒸発装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として制御盤やＯＡ機器などが収納されている密閉筐体用の冷却装置から排出されるドレン水（排水）を蒸発させて処理するドレン水蒸発装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術およびその問題点】
従来より、圧縮機によって冷媒を冷媒蒸発器から導管を介して放熱器に圧送することで冷媒を循環させて冷媒蒸発器の周囲を冷却する冷却装置が知られている。この種の冷却装置では、冷媒蒸発器の周りの空気が結露するから、結露した水を排水する必要が生じる。しかし、制御盤などは通常、屋内に設置されているので、家庭用のクーラと異なり、排水管を配設して外部に排水する方法では配管工事が大がかりになる。
【０００３】
そこで、小型の冷却装置では、冷媒蒸発器の廃熱を利用してドレン水を蒸発させる方法も採用されているが、かかる方法では、大型の冷却装置の排水処理を容量的に行うことができない。たとえば、大型の冷却装置では、１時間当たり１リットル以上の排水処理が必要になる。
【０００４】
排水処理能力を向上させる方法として、本発明者は、以下に説明するような種々の方法を試みた。
まず、超音波でドレン水を霧状に飛散させる方法では、処理能力は大きいが、霧状に飛散した水滴が空気に解けておらず、そのため、排水処理装置の周囲の床や他の機器が霧で濡れ、環境を悪化させる。
したがって、本発明の主な目的は、ドレン水を蒸発させることで配管工事を不必要にすると共に、排気中の水滴を除去することである。
【０００５】
一方、金属板を昇温させて、該金属板の熱により排水を蒸発させる方法では、処理能力と装置の小型化を考慮すると、前記金属板を 300℃〜 400℃程度の高温にする必要がある。このように機器が高温度になるのは好ましくない。
したがって、本発明の他の目的は、蒸発器の温度を低くし得るドレン水蒸発装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、第１発明は、導水管から導入したドレン水を蒸発器によって蒸発室内で蒸発させ、当該蒸発室内の水分を含んだ空気を送風機により排出するドレン水蒸発装置において、前記蒸発室の下流に水滴除去室を設け、前記蒸発室と前記水滴除去室との間および該水滴除去室からの空気の流出口には、それぞれ、互いに近接対向して配設され、かつ、対向位置が互いにずれる多数の空気通過孔を有する一対のステンレス板からなり、前記水分を含んだ空気を衝突させて水滴を除去する水滴除去板が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
第１発明によれば、蒸発室と前記水滴除去室との間および該水滴除去室からの空気の流出口各々の水滴除去板に空気が当るので、空気中の水滴を十分に除去できる。しかも、水滴除去室の流出口の水滴除去板は、比較的温度が低いので、空気中に解けている水分も除去することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。
図１に示すように、ドレン水蒸発装置は、一点鎖線で示す内ケース１と、二点鎖線で示す外ケース２とを備えている。前記内ケース１内には、ドレン水を昇温させて蒸発させるための第１および第２蒸発器３Ａ，３Ｂが収容されている。一方、前記外ケース２内には内ケース１が収容されていると共に、図２に明示するように、２つのケース１，２の間には若干の断熱用空間Ｓが形成されて、外ケース２が高温になるのを防止している。なお、内ケース１はステンレス製で、一方、外ケース２は鋼板製である。
【００１１】
前記内ケース１内は、第１蒸発室４Ａ、第２蒸発室４Ｂおよび水滴除去室５に区画されている。前記第１蒸発室４Ａには、空気を取り込む空気取入口４０が連通しており、一方、前記水滴除去室５には、水分を含んだ空気を排出する空気排出口５０が連通している。前記第１および第２蒸発室４Ａ，４Ｂには、それぞれ、前記第１および第２蒸発器３Ａ，３Ｂが収容されている。
【００１２】
前記第１および第２蒸発器３Ａ，３Ｂは、同一の構造のもので、図１に示すように、Ｕ字状に曲成された電熱棒３０と、該電熱棒３０のまわりに螺旋状に固着された放熱フィン３１とを備えている。なお、放熱フィン３１は若干波を打ったような形状になっている。また、前記電熱棒３０には、電熱棒３０の温度が 200℃程度になるように、定格値の約１／２程度の電力が供給されるようになっている。
【００１３】
前記第１蒸発器３Ａの上部には、導水管６の出口６ａ（図２）が臨んでおり、ドレン水Ｗが供給される。ドレン水Ｗの一部は、図３に明示する螺旋状の放熱フィン３１の表面に沿って流下し、第１蒸発器３Ａの熱により昇温して蒸発する。図１のドレン水Ｗの残部は、第１蒸発器３Ａの下方の排水受け８に滴下する。前記排水受け８は、第１および第２蒸発室４Ａ，４Ｂの下方に設けられ、第１および第２蒸発器３Ａ，３Ｂにより蒸発しなかったドレン水Ｗを貯留するものである。なお、排水受け８内のドレン水Ｗは、第１および第２蒸発室４Ａ，４Ｂの雰囲気温度により昇温することによっても蒸発する。
【００１４】
前記第２蒸発器３Ｂの下方には、跳ね上げ機（排水供給機）９が設けてある。該跳ね上げ機９はモータ９０（図２）の出力軸に羽車状の円盤９１を取り付けてなるもので、排水受け８内の水を第２蒸発器３Ｂに向って斜め上方に跳ね上げる。該跳ね上げ機９により第２蒸発器３Ｂに跳ねかけられたドレン水Ｗの一部は、第２蒸発器３Ｂの放熱フィン３１上を流下しながら蒸発し、ドレン水Ｗの残部は再び排水受け８上に滴下する。
【００１５】
前記排水受け８には、下限および上限検出用のフロートスイッチ１０Ａ，１０Ｂが設けられている。
下限検出用のフロートスイッチ１０Ａは、図２の排水受け８のドレン水Ｗの液位が所定の作動下限レベルＬ１よりも高くなったことを検出し、下限検出信号を制御器１１に出力する。制御器１１は該下限検出信号を受けると、モータ９０を駆動させ、これにより、跳ね上げ機９を作動させる。
【００１６】
一方、上限検出用のフロートスイッチ１０Ｂは、排水受け８のドレン水Ｗの液位が高くなりすぎたことを検出し、これにより、図示しない警報手段が警報を鳴らす。なお、１２は非常用の排水管である。
【００１７】
前記空気取入口４０には、送風機１３が配設されている。該送風機１３は、ドレン水蒸発装置の外部から空気取入口４０を介して空気Ａを取り込んで、該空気Ａを空気排出口５０からドレン水蒸発装置の外部へ送り出すためのものである。
【００１８】
前記第１蒸発室４Ａと第２蒸発室４Ｂとの間は、第１水滴除去板２１によって区画されている。前記第２蒸発室４Ｂと水滴除去室５との間は、第２水滴除去板２２によって区画されている。前記水滴除去室５の空気の流出口には、第３水滴除去板２３が設けられている。各水滴除去板２１〜２３は、たとえば、多数の空気通過孔２４を有する一対のステンレス板２０からなり、前記空気通過孔２４の位置を互いにずらした状態で一対のステンレス板２０，２０が互いに対向して配設されてなる。したがって、水分を含んだ空気Ａは、図４に明示するように、各水滴除去板２１〜２３の一方の空気通過孔２４を通過した後に、２枚のステンレス板２０の間を通り、空気通過孔２４を通過して流れる。この際、空気Ａは、一対のステンレス板２０に衝突するから、空気中の水滴が除去される。なお、図１において、内ケース１のうち、水滴除去板２１〜２３については実線で図示している。
【００１９】
つぎに、本ドレン水蒸発装置のドレン水Ｗの処理方法について説明する。
まず、導水管６の入口６ｂに図示しない冷却装置の排水管を接続する。冷却装置が稼動し始めると、導水管６にドレン水Ｗが流れ込み、図２の導水管６の出口６ａから第１蒸発器３Ａにドレン水Ｗが供給される。ドレン水Ｗの一部は、第１蒸発器３Ａの放熱フィン３１に沿って螺旋状に流下しながら蒸発する一方で、ドレン水Ｗの残部は、排水受け８上に滴下して貯留される。前記排水受け８内のドレン水Ｗは、その一部が自然に蒸発する。他方、送風機１３が空気取入口４０から空気Ａを取り込んで該空気Ａを空気排出口５０に向けて送風する。そのため、水分を含んだ空気Ａが第１水滴除去板２１から第２蒸発室４Ｂに向って流れる。この際、空気Ａは第１水滴除去板２１に衝突するから、空気Ａに解け込んでいない水滴は第１水滴除去板２１によって除去される。その後、空気Ａは第２蒸発室４Ｂおよび水滴除去室５を通ってドレン水蒸発装置外に排気されるが、この際、空気Ａは第２水滴除去板２２および第３水滴除去板２３によっても水滴が除去される。特に、第３水滴除去板２３の温度は他の水滴除去板２１，２２よりも低いので、該第３水滴除去板２３においては結露が生じるから、空気中に解けている水分の一部も除去される。したがって、ドレン水蒸発装置外に排出された空気Ａが、結露するおそれがない。
【００２０】
やがて、排水受け８にドレン水Ｗが溜まり始め、液位が作動下限レベルＬ１に達すると、これをフロートスイッチ１０Ａが検出して、跳ね上げ機９が作動し、排水受け８のドレン水Ｗを第２蒸発器３Ｂに向って跳ね上げる。跳ね上げられたドレン水Ｗの一部は、第２蒸発器３Ｂの放熱フィン３１に沿って螺旋状に流下するうちに蒸発し、残部は再び排水受け８に滴下する。
【００２１】
前記構成において、跳ね上げ機９を設けて排水受け８内のドレン水Ｗを蒸発させるようにしているが、常時、跳ね上げ機９が作動していると、排水処理能力が高くなると共に消費電力が大きくなる。一方、湿度が低い日などは、ドレン水Ｗの生じる量が少ないので、差程大きな排水処理能力を必要としないから、電力に無駄が生じる。これに対し、本実施形態では、排水受け８にドレン水Ｗが所定量以上溜まった後に、跳ね上げ機９を作動させる。したがって、必要に応じて排水処理能力を増大させることができると共に、消費電力の節減を図ることができる。
【００２２】
また、本実施形態では、電熱棒３０のまわりに螺旋状の放熱フィン３１を設けているので、ドレン水Ｗが放熱フィン３１に触れている時間が長い。したがって、第１および第２蒸発器３Ａ，３Ｂの温度を差程高く設定しなくても、ドレン水Ｗを効率良く蒸発させることができる。
なお、前記第１および第２蒸発器３Ａ，３Ｂは、蒸発器としてではなくヒータとして市販されているから、製造コストも安価になる。
【００２３】
さらに、第１および第２蒸発器３Ａ，３Ｂの温度を差程高くする必要がない上、外ケース２と内ケース１との間に断熱用空間Ｓを設けているから、外ケース２の表面温度を低くすることができる。
【００２４】
ところで、前記実施形態では、図４のように２枚のステンレス板２０で第１水滴除去板２１（２２，２３）を構成したが、水滴除去板は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、複数枚のステンレス板３０をブラインドのように設けて形成してもよい。また、水滴除去板は、１枚の板に多数の小さな孔を設けて形成することもできる。
【００２５】
また、蒸発器は図６（ａ）のようにコ字状に曲成してもよく、あるいは、図６（ｂ）のように、曲成してもよい。さらに、蒸発器の構造は、ドレン水Ｗを蒸発させ得るものであれば他の構造を採用することもできる。
【００２６】
また、前記実施形態では、図１の外ケース２内を３つの室４Ａ，４Ｂ，５に区画したが、必ずしもそうする必要はない。たとえば、跳ね上げ機９を第１蒸発室４Ａに設け、第２蒸発室４Ｂを省いてもよい。また、水滴除去室５を省いて、第１蒸発室４Ａ，４Ｂのみとしてもよく、この場合、第２蒸発室４Ｂが水滴除去室を構成する。さらに、第２蒸発室４Ｂ，水滴除去室５を設けずに第１蒸発室４Ａのみとすることもできる。
【００２７】
さらに、前記実施形態では、液位検出器としてフロートスイッチ１０Ａ，１０Ｂを採用したが、液位検出器は光センサ、超音波センサの他、ドレン水の重量を検出するものであってもよい。また、前記実施形態では、排水供給機として、跳ね上げ式のものを採用したが、本発明では、モータ、ポンプおよびホースからなる排水供給機などを採用してもよい。また、前記実施形態では、送風機１３を空気取入口４０に設けたが、送風機１３は空気排出口５０に設けるなど他の場所に設けることもできる。さらに、前記実施形態では、ドレン水蒸発装置を冷却装置と別体としたが、ドレン水蒸発装置を冷却装置内に組み込んでもよい。また、導水管６を２叉に分岐させると共に、出口６ａを一対設けて、２つの出口６ａから蒸発器３Ａ（３Ｂ）にドレン水を供給してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ドレン水を蒸発させて処理するドレン水蒸発装置において、水分を含んだ空気を水滴除去板に衝突させるから、排気中の水滴を除去することができる。
また、蒸発室と前記水滴除去室との間および該水滴除去室からの空気の流出口に各々、水滴除去板を設けたので、水滴除去の確実性が向上する。
さらに、請求項２の発明によれば、排水受けのドレン水の液位が高くなったときに、排水供給機によりドレン水を蒸発器に供給するから、必要に応じて処理能力を大きくすることができると共に、消費電力の節減を図り得る。
また、請求項３の発明によれば、蒸発器を収容する内ケースを外ケースで収容したから、外ケースの表面温度が低くなる。
また、請求項４の発明では、蒸発器が電極棒のまわりに螺旋状の放熱フィンを備えているので、ドレン水が放熱フィンに沿って螺旋状に流れるから、比較的低温の蒸発器でも、効率良く蒸発させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すドレン水蒸発装置の概略斜視図である。
【図２】同概略構成図である。
【図３】蒸発器の一部を示す拡大斜視図である。
【図４】水滴除去板における空気の流れを示す断面図である。
【図５】水滴除去板の他の例を示す断面図および斜視図である。
【図６】蒸発器の他の形状を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１：内ケース
２：外ケース
３Ａ，３Ｂ：蒸発器
３０：電熱棒
３１：放熱フィン
４Ａ，４Ｂ：蒸発室
５：水滴除去室
６：導水管
８：排水受け
９：排水供給機（跳ね上げ機）
１０Ａ：液位検出器
１３：送風機
２１〜２３：水滴除去板
Ｗ：ドレン水

Claims (4)

1. 導水管から導入したドレン水を蒸発器によって蒸発室内で蒸発させ、当該蒸発室内の水分を含んだ空気を送風機により排出するドレン水蒸発装置において、
   前記蒸発室の下流に水滴除去室を設け、
   前記蒸発室と前記水滴除去室との間には、互いに近接対向して配設され、かつ、対向位置が互いにずれた多数の空気通過孔を有する一対のステンレス板からなり、前記水分を含んだ空気を衝突させて水滴を除去する水滴除去板が設けられ、
   前記水滴除去室からの空気の流出口には、互いに近接対向して配設され、かつ、対向位置が互いにずれた多数の空気通過孔を有する一対のステンレス板からなり、前記水分を含んだ空気を衝突させて水滴を除去する別の水滴除去板が設けられていることを特徴とするドレン水蒸発装置。
2. 請求項１において、
   前記ドレン水蒸発装置は、
   ドレン水を昇温させて蒸発させる前記蒸発器と、
   蒸発しなかったドレン水を前記蒸発器の下方で貯留する排水受けと、
   該排水受けのドレン水を前記蒸発器に供給する排水供給機と、
   前記排水受けの液位が所定の液位よりも高くなったことを検出する液位検出器とを備え、
   前記所定の液位よりも液位が高くなったときに、前記排水供給機を作動させることを特徴とするドレン水蒸発装置。
3. 請求項１において、
   前記ドレン水蒸発装置は、前記蒸発器を収容する内ケースと、該内ケースを収容する外ケースとを備えているドレン水蒸発装置。
4. 請求項１において、
   前記蒸発器は電熱棒のまわりに螺旋状の放熱フィンを備え、該蒸発器の上部に前記導水管からのドレン水を供給して、前記ドレン水が螺旋状の放熱フィンに沿って流れるようにしたドレン水蒸発装置。

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